[发明专利]多功能电镀测试架

说明书

技术领域

本发明涉及机械学、微电子学以及MEMS技术等领域，具体是一种多功能电镀测试架。

背景技术

UV-Liga工艺分为光刻、微电铸、微复制三个步骤，其中微电铸失败，镀层可能出现发花或发雾、不亮、粗糙、有麻点、有条纹、疏松、有毛刺、长瘤、长针孔、脱皮、橘皮、泪痕和羽状等现象，因此电铸的成功与否直接决定了微复制能否成功。而电铸液性能的好坏正是电铸工艺的关键，传统表征电铸液性能的三个参数是分散能力、覆盖能力和整平能力，市场上已知的电铸设备除了霍尔槽能测量分散能力和覆盖能力之外，其他设备均只能测试一种参数。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种多功能电镀测试架。本发明是根据电铸的工艺参数和环境参数，设计出的一种能够同时测试电镀液三种性能的电镀架，从而能够指导分析微电铸实际操作和电镀液配比，加快国内UV-Liga工艺的发展，提高微器件的制作能力。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种多功能电镀测试架，包括两根平行设置的支架主梁，两根支架主梁上固定有三组阳极插槽，其中的两组阳极插槽分别位于两根支架主梁的左右两端；每组阳极插槽由两个相邻设置的倒等腰梯形框架组成（倒等腰梯形框架是指上底朝下、下底朝上的梯形框架，上底即指较短的一条底边，下底即指较长的一条底边），两个倒等腰梯形框架所在的平面平行设置，倒等腰梯形框架的上底框共同固定在两根支架主梁上；三组阳极插槽的整体两侧分别固定有一根支架侧梁，支架侧梁固定在倒等腰梯形框架的腰框上；两根支架主梁上位于每组阳极插槽的两个倒等腰梯形框架之间的位置开设有一对卡槽；两根支架主梁上位于左端阳极插槽与中间阳极插槽之间的位置开设有若干对硅片插槽，两根支架主梁上位于右端阳极插槽与中间阳极插槽之间的位置开设有若干对硅片插槽，并且位于中间阳极插槽右侧的硅片插槽对数多于位于中间阳极插槽左侧的硅片插槽对数的二倍。

进一步的，左端阳极插槽靠里一侧的倒等腰梯形框架的上底框上位于两根支架主梁之间的部分为断开设置；右端阳极插槽靠里一侧的倒等腰梯形框架的上底框上位于两根支架主梁之间的部分为断开设置；中间阳极插槽的两个倒等腰梯形框架的上底框上位于两根支架主梁之间的部分均为断开设置。

位于中间阳极插槽右侧的硅片插槽对数为82对，位于中间阳极插槽左侧的硅片插槽对数为40对。

左端阳极插槽靠外一侧的倒等腰梯形框架的下底框上和右端阳极插槽靠外一侧的倒等腰梯形框架的下底框上都分别固定有把手。

本发明结构体积轻巧，在底部两根支架主梁上挖有硅片插槽，两根支架主梁上固定有三对阳极插槽，能分别垂直固定阴极和阳极，进而形成垂直电场线，优化电镀效果。且本发明结构采用国外进口材料GE412，耐腐蚀、结构稳定，并设计把手，方便拿取。

在本发明电镀测试架上，采用远近阴极法可测试电镀液分散能力，采用MEMS技术制作半内环可测试电镀液覆盖能力，采用水浴斜曝光制作V形沟槽测试电镀液整平能力，即能同时测量电镀液的三种参数。具体为：

1）采用远近阴极法可测试电镀液分散能力：在中间的阳极插槽内插固铜板作为阳极，在中间阳极插槽左侧的硅片插槽内放置硅片为近阴极，在中间阳极插槽右侧的硅片插槽内放置硅片为远阴极，远阴极到中间阳极插槽的距离为近阴极到中间阳极插槽的距离的二倍，具体为近阴极到中间阳极插槽的距离为10cm，远阴极到中间阳极插槽的距离为20cm，如图5所示。最后电镀相同的时间，测试两硅片的质量变化比，从而算出电镀液的分散能力。

2）采用水浴斜曝光制作V形沟槽测试电镀液整平能力：在硅片上朝着阳极的一面上通过SU-8光刻胶及掩膜版制作若干V形沟槽，如图6所示，然后进行电镀后，用台阶仪测试V槽深度的变化，一般认为深度减小为正整平，整平能力最好，不变为好，深度增大，为负整平，为差。

3）采用MEMS技术制作微半内环可测试电镀液覆盖能力：在硅片上朝着阳极的一面上采用MEMS技术制作若干微半内环，微半内环的尺寸为深宽比是2:1，如图7所示，电镀后观察微半内环里的电镀覆盖百分比，近似估算电镀液的微覆盖能力。

本发明是综合考量微电铸所需的工艺参数和环境参数，采用国外进口材料GE214制作而成的电镀测试架，为大规模生产电铸液前，测量电铸液的性能参数，定性表征电镀液性能优劣提供了一个方便，提供了一个易操作的检测平台。通过本发明电镀测试架，可用远近阴极法测试电镀液分散能力、运用水浴斜曝光制作V槽测试整平能力、用内环覆盖法测试覆盖能力。本发明电镀测试架为提高电铸液性能提供了条件，加快了UV-Liga工艺的发展。