[发明专利]非圆形基板的电镀装置及电镀方法

说明书

本发明揭示了非圆形基板的电镀装置，包括中心电极区、周边电极区、电源装置和控制装置。中心电极区的尺寸是非圆形基板的内切圆，中心电极区中设置中心电极。周边电极区围绕中心电极区，周边电极区的外周尺寸是非圆形基板的外切圆，周边电极区中设置紧密排列的点状电极，点状电极填充周边电极区。电源装置为中心电极以及点状电极供电。控制装置连接在电源装置和中心电极以及点状电极之间，控制中心电极以及点状电极的开闭，控制装置跟踪基板的转动位置，使得中心电极区和周边电极区中由基板所覆盖的区域中的电极开启，未被基板所覆盖的区域中的电极关闭，电极跟随基板的转动而开启或关闭。本发明还揭示了非圆形基板的电镀方法。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及半导体制造技术中的电镀工艺。

背景技术

传统的基板多数是圆形，而芯片多为方形，在圆形的基板上形成方形的芯片，由于形状不匹配，基板的边缘区域不可避免地会由于无法使用而被废弃，所以在圆形基板上生产方形芯片的面积使用率不高，一定程度上也影响了芯片的生产效率。

随着扇出先进封装技术逐渐普及以及基板材质的变化，方形基板的应用日益增多。方形基板与方形芯片的形状更加匹配，在同样面积的基板上，方形基板比圆形基板能够容纳更多数量的芯片，方形基板的边缘区域也可以布置芯片。方形基板的面积使用率得到了提升，因此提高了芯片的生产效率。

但是生产设备不匹配的问题随之而来，目前的主流半导体设备都是根据圆形基板设计的，对于电镀设备而言，电极都是设计成圆形或者环形，基板旋转以完成电镀。圆形或者环形的电极与圆形的基板形状匹配，基板能够覆盖所有的电极区域，因此电极的控制比较方便。对于方形基板而言，其形状与圆形或者环形的电极不匹配，基板不能覆盖所有的电极区域，在方形基板旋转的过程中，其角落部分会扫过电极区域，在同一时刻仅有部分的电极区域被基板覆盖。如果电极保持全部开启，那么会形成基板边缘切割电场的情况，这会造成电镀的不均匀性，使得基板边缘部分的铜柱高度大幅增加。

发明内容

本发明旨在提出一种适于对非圆形基板进行电镀的半导体设备以及电镀方法。

根据本发明的一实施例，提出一种非圆形基板的电镀装置，包括中心电极区、周边电极区、电源装置和控制装置。中心电极区呈圆形，中心电极区的尺寸是非圆形基板的内切圆，中心电极区中设置中心电极，中心电极填满中心电极区。周边电极区围绕中心电极区，周边电极区的外周尺寸是非圆形基板的外切圆，周边电极区中设置紧密排列的点状电极，点状电极填充周边电极区。电源装置连接到中心电极和点状电极，为中心电极以及点状电极供电。控制装置连接在电源装置和中心电极以及点状电极之间，控制装置控制中心电极以及点状电极的开闭，控制装置跟踪基板的转动位置，使得中心电极区和周边电极区中由基板所覆盖的区域中的电极开启，未被基板所覆盖的区域中的电极关闭，电极跟随基板的转动而开启或关闭。

在一个实施例中，中心电极始终被基板所覆盖，周边电极区中被基板所覆盖的点状电极确定如下：

确定非圆形基板的每一个顶角相对于圆心的位置；

对于每一个顶角，根据组成该顶角的两条侧边确定张开角度；

检测基板的转动位置，根据转动位置确定基板的各个顶角的位置，顶角位于周边电极区的外侧圆周上；

以各个顶角为起点，依据各个顶角的张开角度确定周边电极区中的投影区域，落在投影区域中的点状电极为被基板所覆盖的点状电极。

在一个实施例中，控制装置包括：角度传感器、投影模拟器和开关装置。角度传感器跟踪基板的转动角度。投影模拟器根据基板的转动角度，确定各个顶角的位置，并且根据顶角和张开角度确定周边电极区中的投影区域。开关装置连接在周边电极区的点状电极和电源装置之间，开关装置将当前位于投影区域中的点状电极打开，将当前不处于投影区域中的点状电极关闭。

在一个实施例中，中心电极可以是下述的其中之一：