本发明涉及表面处理,具体为一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷。
背景技术:
1、半导体制造需要使用蚀刻工艺,而随着芯片集成度提高和尺寸的缩小,干法蚀刻工艺逐渐成为主流,干蚀刻设备在进行刻蚀工艺时,通常在反应腔室内进行,在蚀刻过程中,等离子体会对腔体表面产生腐蚀破坏,在其上形成缺陷,从而给后续工艺以及良率带来负面影响,且反应腔室在使用到一定程度后就需要根据受损程度更换以保证设备的正常使用。
2、为了避免反应腔室被腐蚀,提高干刻蚀设备的使用寿命,通常会在反应腔室表面进行镀镍处理,而传统镀镍工艺繁琐复杂,为此反应腔室表面镀镍通常采用刷镀镍的方式进行表面镀镍,而反应腔室内部通常会存在较多的凹槽,而在对凹槽进行刷镀镍时,镀镍刷与凹槽表面贴合效果差,进而导致镍层厚度不均匀,导致镍层附着力弱,在高温等离子体环境中极易起皮脱落,为此,为了避免该问题的出现,申请号为cn202111599465.x的发明专利中提供了一种槽内选择性镀镍的刷镀方法,该发明通过在槽内部通入电镀液,而电镀刷不接触槽内部,只浮于表面刷镀,并通过更高的电压使得镀镍药水和金属表面产生自催化反应,以此在凹槽表面上形成镍层,从而避免镀镍刷与凹槽表面贴合效果差,导致镍层质量降低的问题,但该方式在作业过程中,由于镀镍刷距离底部与侧壁的距离不等,导致靠近镀镍刷的凹槽表面的镍离子浓度更高,进而导致凹槽上方的镍层厚度更大,进而导致镍层厚度仍会出现不均匀的情况,为此可通过设置与凹槽相匹配的镀镍刷,通过调节镀镍刷的高度,使镀镍刷至凹槽底壁的距离等于镀镍刷至凹槽侧壁的距离,此时即可保证电镀液内部的电流密度的均匀度,从而保证镍层厚度的均匀性;但在反应腔室中,通常存在较多不同规格形状的凹槽,为此不同的凹槽镀镍需要更换不同规格的镀镍刷,且在更换镀镍刷容易带入其他杂质,这样不仅增加了镀镍工序,使镀镍工艺更为繁琐,影响镀镍效率,且还会影响镍层的质量。
3、为此,为了保证反应腔室内部不同规格形状凹槽表面镍层的质量,且能够保证镀镍效率,为此提出一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,为了保证反应腔室内部不同规格形状凹槽表面镍层厚度的均匀性,且避免镀镍刷更换时的繁琐步骤及带入杂质,而影响镀镍效率与镀镍质量的问题,通过自调节机构使镀镍刷上形成与凹槽配合的凸起,以此在对多个凹槽进行刷镀时,不需要更换镀镍刷也可保证多个凹槽表面镍层的均匀度,且避免更换镀镍刷影响镀镍效率以及镀镍质量的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,包括安装座、定位环、安装环、刷毛,所述安装座上通过弹簧连接有多个安装环与定位环,多个所述安装环两两相互滑动连接,多个所述安装环包裹定位环,所述刷毛设置在安装环与定位环上,所述安装座上设有调节杆,所述安装座上设有调节装置,所述调节装置通过调节杆位置同时调节多个安装环高度。
4、通过将刷毛设置在多个相互滑动连接的安装环上,并通过设置调节杆,通过调节装置驱动调节杆移动,从而调节多个安装环与定位环的高度,进而使刷毛部分向下产生凸起,通过将刷毛凸起部分伸入槽内,即可对槽内进行刷镀,为此在使用过程中,可根据槽的深度据宽度,调节凸出部分的直径,进而在对不同的槽进行刷镀时,能使镀镍刷不同部位距离槽内部内壁距离均相等,从而有效保证槽内的电流密度,使得槽内镍层的厚度均匀度提高,从而有效保证槽的防腐效果。
5、优选的,所述调节装置包括限位板、液压缸一、液压缸二、连接座,多个所述安装环上方位于同一水平平面上均设有限位板,所述限位板沿安装环中心凸出至安装环内侧边缘,且半径最大安装环与安装座贴合,所述安装座上连接有液压缸一,所述液压缸一输出端连接有连接座液压缸二,所述液压缸二上连接有连接座,所述调节杆设置在连接座上。
6、依靠液压缸一与液压缸二实现对调节杆的水平位置调节与竖直位置调节,进而推动与调节杆接触的安装环向下移动,而安装环上限位板的设置,且限位板沿安装环中心凸出至安装环内侧边缘,该部分安装环的下移可使该安装环内侧的安装环与定位环也一起下移,进而形成环形圆柱凸起,此时可调节镀镍刷高度,使凸起部分与槽侧壁距离等于凸起部分与槽底壁距离相等即可,此时槽内电流密度的均匀性,从而在对不同规格形状凹槽进行选择性镀镍时,均能有效保证槽内镍层的均匀度,从而有效保证槽的防腐效果,而该调节装置依靠调节杆的移动即可推动多个安装环与定位环向下,为此结构简单,成本低。
7、优选的,所述调节杆上沿竖直方向安装有弹性片,所述连接座上设有液压缸三,所述液压缸三输出端移动方向与竖直方向夹角为45°,所述液压缸三输出端上连接有连接杆,所述连接杆上固定安装有连接块,所述连接块上设有滑槽,所述滑槽沿竖直方向设置,所述弹性片上设有与滑槽配合的滑轨,所述弹性片下方切线方向与水平方向平行。
8、通过设置弹性片,而连接杆通过连接块与弹性片连接,为此,通过液压缸三的驱动使连接块沿与调节杆45°夹角的方向移动,进而带动弹性片偏移至调节杆外侧,而弹性片底部与调节杆底部水平连接,且滑槽沿竖直方向设置,进而可挤压弹性片产生一定的弧度,而由于连接块沿与调节杆45°夹角的方向移动,进而使弹性片变形为1/4圆弧状,进而在挤压安装环时,使安装环出现多个阶梯高度,使镀镍刷凸起部位形成一定的弧面,进而使刷毛与凹槽底部的圆弧匹配,提高刷毛至圆弧的距离的均匀性,以此保证凹槽圆弧处的电流均匀度,进而保证凹槽的镍层的均匀度,以此保证反应室的防腐效果。
9、优选的,所述调节杆上通过扭簧转动安装有转轴,所述转轴边缘与调节杆底部相切,所述弹性片与转轴外侧边缘连接,所述转轴上设有挤压块,所述挤压块与连接杆相互配合。
10、通过转轴的设置,并将弹性片设置在转轴外侧边缘上,在连接块未移动时,可使弹性片垂直安装,以此避免弹性片连接处产生较大形变量而产生塑性变形而损坏,而在连接块移动时,连接杆不再挤压挤压块,使得转轴在扭簧作用下转动,以此使弹性片底部变为水平安装,从而使弹性片在变形时可形成1/4圆弧。
11、优选的,所述安装环上设有柔性部,所述刷毛设置在柔性部上,所述柔性部内部设有与安装环连接的应变片,所述应变片朝安装环中心斜向下倾斜,所述应变片下端凸出至安装环内侧边缘。
12、通过在安装环上连接应变片,应变片自身应力带动柔性部向安装环中心聚拢,从而使刷毛向安装座中心聚拢,而应变片下方凸出至安装环内侧边缘,使得柔性部向安装环中心倾斜时,通过相互挤压使柔性部之间相互贴合,进而消除安装环之间安装间隙,以此在安装环之间具有安装间隙时,刷毛仍可均匀分布,进而有效保证镀镍刷的电流密度,以此保证镀层厚度均匀性,保证凹槽的防腐效果,而柔性部的设置,在弹片弯曲调节镀镍刷凸起与凹槽圆弧配合时,安装环之间产生相对位移时,阶梯部位处的柔性部受向下的摩擦力,从而向下方变形,此时安装环上的刷毛可产生斜度,进而使阶梯状的凸起部位产生斜面,从而有效提高镀镍刷与凹槽的匹配度,进而有效保证槽内的电流密度,保证保证凹槽的镍层的均匀度。
13、优选的,所述应变片上设有多个调节座,多个所述调节座上开设有调节槽,所述调节槽内部滚动镶嵌有滚珠,所述调节槽内部具有斜面,所述斜面由安装外侧壁沿安装环轴向斜向上倾斜。
14、通过调节槽内部滚动镶嵌滚珠,而调节槽内部设有由安装环侧壁沿安装环轴向斜向上倾斜的斜面,为此在滚珠受到向上的摩擦力时,滚珠在摩擦力作用下向上滑动,从而使滚珠沿斜面向上滑动,而斜面倾斜向上,进而使滚珠逐渐凸出至柔性部表面,进而挤压柔性部向外侧变形,使得相邻的两个安装环上的刷毛不会与相邻的安装环与刷毛贴合,进而在安装环复位过程中,可避免刷毛受安装环与其他刷毛的阻挡而产生弯折,造成刷毛不均,从而导致槽内部电流密度不均匀,影响凹槽镍层的均匀度的问题。
15、优选的,所述限位板沿环形状均匀分布在多个安装环上,所述安装环通过限位板与弹簧连接。
16、通过将限位板沿环形状均匀分布在多个安装环上,以此在设置较多安装环的情况下,仍能避免限位板相互产生干涉,而限位板的设置,可在设置厚度较小的安装环时,以此使安装环之间仍可进行相互限制,而安装环的厚度减小,可有效提高镀镍刷凸起部位的圆弧弧度,以此提高凹槽圆弧处的电流密度的均匀性,从而进一步保证凹槽内部镍层厚度的均匀性。
17、优选的,所述滑轨上均匀开设有多个缺口,所述缺口宽度小于连接块宽度1-2mm。
18、通过在滑轨上开设多个缺口,可在弹性片弯曲时,能避免滑轨受挤压变形而卡死在滑槽内部,进而避免弹片产生塑性变形而损坏的问题,以此提高弹片的使用寿命,而缺口宽度小于连接块宽度1-2mm,可避免连接块滑出滑轨,影响弹片的正常作业。
19、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
20、1、通过调节装置控制调节杆的位置,使多个安装环可产生相对移动,使镀镍刷沿中部形成不同宽度的凸起,进而在对不同的槽进行刷镀时,能使镀镍刷不同部位距离槽内部内壁距离均相等,从而在不更换镀镍刷的情况下,不仅能有效保证槽内镍层的均匀度,保证半导体蚀刻反应腔室防腐效果,且减少反应腔室选择性镀镍的刷毛更换步骤,使镀镍更为方便,且避免镀镍刷更换时杂质的带入,进一步保证镍层质量,保证半导体蚀刻反应腔室防腐效果。
21、2、通过在调节杆上设置弹性片,依靠弹性片的变形使凸起处产生一定的弧度,以此使凸起配合凹槽内部的圆角,进而有效提高凸起与凹槽的配合度,有效保证电镀液内部的电流密度,进一步保证镍层厚度的均匀性,提高半导体蚀刻反应腔室防腐效果。
22、3、通过应变片的设置,使镀镍刷滑动凸出时,使刷毛向安装环中部聚拢,在安装环之间具有安装间隙时,刷毛仍可均匀分布,进而有效保证镀镍刷的电流密度,以此保证镀层厚度均匀性,而应变片上设置调节槽,调节槽内部设有滚珠,使镀镍刷收缩时使应变片向安装环外侧边沿变形,使刷毛向外侧扩张,以此避免刷毛受安装环与其他刷毛的阻挡而产生弯折,造成刷毛不均,从而导致槽内部电流密度不均匀,进而影响凹槽镍层的均匀度。
1.一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于,包括安装座(1)、定位环(2)、安装环(3)、刷毛(4),所述安装座(1)上通过弹簧(5)连接有多个安装环(3)与定位环(2),多个所述安装环(3)两两相互滑动连接,多个所述安装环(3)包裹定位环(2),所述刷毛(4)设置在安装环(3)与定位环(2)上,所述安装座(1)上设有调节杆(6),所述安装座(1)上设有调节装置(7),所述调节装置(7)通过控制调节杆(6)位置调节多个安装环(3)高度。
2.根据权利要求1所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述调节装置(7)包括限位板(71)、液压缸一(72)、液压缸二(73)、连接座(74),多个所述安装环(3)上方位于同一水平平面上均设有限位板(71),所述限位板(71)沿安装环(3)中心凸出至安装环(3)内侧边缘,且半径最大安装环(3)与安装座(1)贴合,所述安装座(1)上连接有液压缸一(72),所述液压缸一(72)输出端连接有连接座(74)液压缸二(73),所述液压缸二(73)上连接有连接座(74),所述调节杆(6)设置在连接座(74)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述调节杆(6)上沿竖直方向安装有弹性片(8),所述连接座(74)上设有液压缸三(9),所述液压缸三(9)输出端移动方向与竖直方向夹角为45°,所述液压缸三(9)输出端上连接有连接杆(10),所述连接杆(10)上固定安装有连接块(11),所述连接块(11)上设有滑槽(12),所述滑槽(12)沿竖直方向设置,所述弹性片(8)上设有与滑槽(12)配合的滑轨(13),所述弹性片(8)下方切线方向与水平方向平行。
4.根据权利要求3所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述调节杆(6)上通过扭簧转动安装有转轴(14),所述转轴(14)边缘与调节杆(6)底部相切,所述弹性片(8)与转轴(14)外侧边缘连接,所述转轴(14)上设有挤压块(15),所述挤压块(15)与连接杆(10)相互配合。
5.根据权利要求3所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述安装环(3)上设有柔性部(16),所述刷毛(4)设置在柔性部(16)上,所述柔性部(16)内部设有与安装环(3)连接的应变片(17),所述应变片(17)朝安装环(3)中心斜向下倾斜,所述应变片(17)下端凸出至安装环(3)内侧边缘。
6.根据权利要求5所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述应变片(17)上设有多个调节座(18),多个所述调节座(18)上开设有调节槽(19),所述调节槽(19)内部滚动镶嵌有滚珠(20),所述调节槽(19)内部具有斜面(191),所述斜面(191)由安装环(3)侧壁沿安装环(3)轴向斜向上倾斜。
7.根据权利要求2所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述限位板(71)沿环形状均匀分布在多个安装环(3)上,所述安装环(3)通过限位板(71)与弹簧(5)连接。
8.根据权利要求3所述的一种用于半导体蚀刻反应腔室的全自动镀镍刷,其特征在于:所述滑轨(13)上均匀开设有多个缺口(21),多个所述缺口(21)宽度小于连接块(11)宽度1-2mm。
