电镀设备及电镀方法与流程

本发明涉及电镀领域，尤其涉及一种电镀设备及电镀方法。

背景技术：

1、目前半导体电镀技术中，电镀均匀性是电镀工艺的关键，电镀液中存在空气泡会使得电镀均匀性差。在实际生产过程中，电镀液从电镀工艺腔回流至储液槽的过程中极易产生或引入气泡，从而使电镀液中存在气泡使得电镀均匀性差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电镀液中容易产生气泡导致电镀均匀性差的缺陷，提供一种电镀设备及电镀方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种电镀设备，其包括溢流槽、第一环形件和第二环形件，所述溢流槽的上部具有封闭所述溢流槽的盖体，在竖直方向上所述第一环形件位于所述第二环形件的下方，所述第一环形件和所述第二环形件的内侧共同围绕形成电镀槽，所述电镀槽具有进液口，且所述第一环形件的顶部和所述第二环形件的底部之间形成有溢流口，所述溢流槽通过所述溢流口与所述电镀槽连通，所述溢流槽通过排液口进行排液，通过控制所述进液口的进液流量和所述排液口的排液流量，使得电镀槽内电镀液的液位能完全淹没所述溢流口并保持在预设高度。

4、在本技术方案中，使用电镀设备可以采用下述操作步骤：步骤1-s1、排液口关闭或打开均可，通过进液口向电镀槽注入电镀液，直至电镀槽内电镀液的液位即将到达溢流口的下边缘位置；步骤1-s2、电镀槽内电镀液的液位与溢流口的下边缘平齐，进液口继续向电镀槽注入电镀液，直至电镀液的液位与溢流口的上边缘平齐，刚好将溢流口淹没；步骤1-s3、调整进液口的进液流量，继续通过进液口往电镀槽注入电镀液，直至电镀槽内电镀液的液位到达预设高度，此时液位高于溢流口，完全淹没溢流口；步骤1-s4、打开溢流槽的排液口，继续通过进液口往电镀槽注入电镀液，使得电镀槽进液口的进液流量等于溢流口的溢流流量，使电镀槽内的液位保持在预设高度。步骤1-s2和1-s3中，电镀槽内电镀液液位的上升，可以通过进液口的进液流量大于溢流口的溢流流量实现，也可以通过关闭排液口实现。电镀槽内的电镀液完全淹没溢流口，指溢流口在电镀槽的这一侧完全液封在电镀槽的液位下方。

5、电镀槽由第一环形件和第二环形件的内侧共同围绕形成，其中第一环形件和第二环形件可以是一体的，也可以是两个分离的部件；环形，并不特指圆环形，而指在周向上能完整环绕以形成电镀槽的结构。通过在溢流槽的上部设置盖体以对溢流槽的上部进行封闭，避免空气从溢流槽的上部进入溢流槽内。通过对溢流槽的上部进行密封，在电镀槽内电镀液完全淹没溢流口后，电镀液对溢流口形成液封，以减少或避免溢流口和溢流槽内部与空气的接触，就能减少或避免电镀槽内电镀液通过溢流口进行溢流时产生空气泡。盖体用于封闭溢流槽的上部，并不特指对溢流槽完全密封。

6、较佳地，所述电镀槽内的电镀液通过溢流口进行溢流时，会发生毛细管现象将所述溢流口完全填充。

7、在本技术方案中，通过溢流口的结构和尺寸设计，使得溢流口处产生毛细管现象，电镀液将溢流口完全填充，进一步减少或避免电镀槽内电镀液通过溢流口进行溢流时产生空气泡。

8、较佳地，所述溢流口的高度为2mm。

9、溢流口的高度太小，会因溢流阻力大而阻碍溢流；溢流口的高度太大，会导致溢流过快，进而导致溢流的电镀液难以填充溢流口，增大溢流的电镀液与空气接触而产生空气泡，这种情况需要通过大幅度增大进液口的进液流量以将电镀槽的液位保持在预设高度，保持溢流口液封状态。在本技术方案中，溢流口的高度为2mm时，溢流效果较好，既不会因尺寸太小阻碍溢流，也不会因尺寸太大导致溢流过快。

10、较佳地，所述溢流口为环形缺口。

11、在本技术方案中，溢流口为环形缺口，可以在保证足够的溢流流量的情况下将溢流口的高度设置得较小。同时，环形缺口可以使得电镀槽内的电镀液溢流均匀，提高电镀质量。环形并不特指为圆环形，指在周向上能大致环绕的结构，可以是带锯齿形状的环形件，也可以是其他形状的环形件。

12、较佳地，所述进液口设置在所述电镀槽的底部，且所述进液口位于所述电镀槽的底部中央，所述溢流口位于所述电镀槽的上部，且所述溢流口位于所述电镀槽的侧面。

13、在本技术方案中，进液口位于电镀槽的底部，尽可能地减少进液引起电镀槽内电镀液的扰动；进一步地，进液口位于电镀槽底部的中央位置，便于电镀液均匀扩散。进液口设置在电镀槽的底部，溢流口设置在电镀槽的上部，使得电镀液在电镀槽内扩散路径长，便于电镀液的均匀扩散和充分利用；进一步地，进液口设置在电镀槽底部中央，溢流口设置在电镀槽的侧面，更好地增长电镀液在电镀槽内扩散路径。

14、较佳地，所述溢流槽环绕所述电镀槽的周向设置。

15、较佳地，所述盖体与所述第二环形件是一体的。

16、较佳地，所述电镀设备还包括氮气装置，所述氮气装置用于向所述溢流槽内输送氮气。

17、在本技术方案中，氮气装置用于向溢流槽内输送氮气，以对溢流槽形成氮气保护，减少或避免空气中的氧气与溢流的电镀液接触，降低电镀液的氧气含量，进一步提高电镀质量。

18、较佳地，所述氮气装置包括用于向所述溢流槽输送氮气的氮气管，所述氮气管的出气口设置在所述溢流槽内，且所述出气口位于所述溢流口的上方。

19、在本技术方案中，通过在溢流槽内布置氮气管以向溢流槽输送氮气，简单可靠易于实现。进一步地，将氮气管的出气口设置在溢流口的上方，对溢流口附近的氮气保护效果好，更好地避免溢流的电镀液与氧气接触。

20、较佳地，所述出气口朝向所述溢流口设置。

21、在本技术方案中，出气口位于溢流口的上方，向下朝向溢流口吹氮气，进一步地避免溢流的电镀液与氧气接触。

22、较佳地，所述溢流槽环绕所述电镀槽的周向设置，所述氮气管环绕所述溢流槽的周向设置，所述出气口的数量为多个，间隔且均匀地分布在所述氮气管的底部。

23、在本技术方案中，氮气管上均匀地设有多个出气口，以使得溢流槽内氮气均匀，起到对溢流的电镀液的氮气保护更充分的作用。

24、较佳地，所述氮气装置具有朝向所述电镀槽的出气口，且所述出气口在竖直方向上位于所述溢流口的上方。

25、在本技术方案中，将出气口设置在溢流口的上方，通过出气口向电镀槽内输送氮气对电镀槽内电镀液的表面形成氮气保护，减少或避免空气中的氧气与电镀槽的电镀液接触，降低电镀液的含氧量，进一步地提高电镀质量。

26、较佳地，所述排液口包括第一排液口，所述第一排液口设置在所述溢流槽的底部。

27、在本技术方案中，设置第一排液口，用于将溢流槽内的电镀液排出。第一排液口设置在溢流槽的底部，便于将溢流槽内的所有电镀液全部排出。

28、较佳地，所述排液口包括第二排液口，所述第二排液口对应所述溢流槽的中部或上部，在竖直方向上，所述第二排液口的高度低于所述溢流口的高度。

29、在本技术方案中，第二排液口用于将溢流槽内的电镀液排出。同时设置第一排液口和第二排液口时，第二排液口可以作为备用，在第一排液口不能排液时，能通过第二排液口排液。第二排液口对应溢流槽的中部或上部，避免堵塞。第二排液口的高度低于溢流口的高度，使得在通过第二排液口进行溢流槽的排液时，溢流的电镀液能自动从第二排液口排出。

30、一种电镀方法，采用电镀设备进行工件的电镀，电镀设备包括电镀槽、溢流槽、溢流口，所述电镀槽和所述溢流槽通过所述溢流口连通，所述电镀槽具有进液口，所述溢流槽具有排液口，通过盖体对所述溢流槽的上部进行封闭，并通过控制所述进液口的进液流量和所述排液口的排液流量，使得所述电镀槽内的电镀液的液位能完全淹没所述溢流口并保持在预设高度。

31、较佳地，通过控制所述进液口的进液流量和所述排液口的排液流量，使得所述电镀槽内的电镀液的液位能完全淹没所述溢流口并保持在预设高度依次包括下述步骤：

32、s1、通过进液口向电镀槽注入电镀液，使电镀槽内电镀液液位上升，直至电镀槽内电镀液的液位即将到达溢流口的下边缘位置；

33、s2、电镀槽内电镀液的液位与溢流口的下边缘平齐，进液口继续向电镀槽注入电镀液，使电镀槽内电镀液液位上升，直至电镀液的液位与溢流口的上边缘平齐，刚好将溢流口淹没；

34、s3、继续通过进液口往电镀槽注入电镀液，使电镀槽内电镀液液位上升，直至电镀槽内电镀液的液位到达预设高度，此时液位高于溢流口，完全淹没溢流口；

35、s4、打开溢流槽的排液口，继续通过进液口往电镀槽注入电镀液，使得电镀槽进液口的进液流量等于溢流口的溢流流量，使电镀槽内的液位保持在预设高度。

36、较佳地，通过进液口的进液流量大于溢流口的溢流流量的方式，或通过关闭排液口的方式，以实现步骤s1、步骤s2、或步骤s3中电镀槽内电镀液液位上升。

37、本发明的积极进步效果在于：

38、通过控制进液口的进液流量和排液口的排液流量，使得电镀槽内电镀液的液位能完全淹没所述溢流口并保持在预设高度，对溢流口形成液封，减少或避免电镀槽内电镀液从溢流口溢流时与空气接触，从而减少或避免溢流的电镀液将空气卷入电镀液中形成气泡，进而提高电镀质量。通过在溢流槽的上部设置盖体以对溢流槽的上部进行封闭，避免空气从溢流槽的上部进入溢流槽内，在电镀槽内电镀液完全淹没溢流口后，电镀液对溢流口形成液封，以减少或避免溢流口和溢流槽内部与空气的接触，就能减少或避免电镀槽内电镀液通过溢流口进行溢流时产生空气泡。