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用于精确镀铜系统的补铜技术
2014-06-03  来源:铜业专利 浏览量:667

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专利名称:用于精确镀铜系统的补铜技术

文档编号:C25D21/18YK99816785
专利摘要:一种补铜系统(10)被设计用于补充镀铜溶液(15)所损失的铜。补充是通过使用一个结构紧凑的过滤筒(30)而实现的,所述筒被装入一条溶液循环环路(12)中。过滤筒(30)装有这样的化学物质,即当与溶液反应时,它把铜补充到溶液中。过滤筒(30)是一个结构紧凑的组件,它可以轻松地搬运并减少了可能因存在补充材料而造成的污染物量。
权利要求:
1、一种补充镀覆用溶液所损失的镀覆材料的装置,它包括:一个盛放溶液的容器;一个与该溶液盛放容器相连的且使溶液循环回流到该盛放容器中的补充容器;一个被插入该补充容器中以便把镀覆材料回输入溶液内的筒,该筒具有一个用于在其中盛放化学物质的外支承结构,该化学物质在与溶液反应时补充溶液所损失的镀覆材料。
2、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述筒的外支承结构是由这样一种多孔材料制成的,即它允许溶液轻易地流经其中,但一直滞留筒中的化学物质,直到所述化学物质与溶液反应为止。
3、如权利要求1所述的装置,其特征在于,它还包括一个阀和一个传感器,所述传感器用于监视溶液中的镀覆材料浓度,所述阀用于控制溶液流向该补充容器。
4、如权利要求3所述的装置,其特征在于,它还包括一个用于监视所述传感器并响应于该传感器地启动所述阀或使所述阀失效以便自动调节溶液中的镀覆材料浓度的处理器。
5、如权利要求1所述的装置,其特征在于,该镀覆材料由铜构成。
6、如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述化学物质是氧化铜CuO。
7、如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述化学物质是氢氧化铜Cu(OH)2。
8、一种补充用于把铜镀覆到半导体晶片上的镀铜溶液所损失的铜的装置,它包括:一个盛放镀覆溶液的容器;一个与该溶液盛放容器相连的并使镀覆溶液循环回流到该盛放容器中的补充容器;一个被装入该补充容器中以便把铜回输入镀覆溶液内的过滤筒,所述过滤筒具有一个用于在其中盛放补铜化学物质的外支承结构,所述补铜化学物质在其与镀覆溶液反应时补充溶液所损失的铜。
9、如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述该筒的外支承结构是由这样的多孔材料制成的,即它允许镀覆溶液轻易地流经其中,但一直滞留筒中的粉末状补铜化学物质,直到所述化学物质与镀覆溶液反应为止。
10、如权利要求8所述的装置,其特征在于,它还包括一个阀和一个传感器,所述传感器用于监视镀覆溶液中的铜浓度,所述阀用于控制镀覆溶液流向该补充容器。
11、如权利要求10所述的装置,其特征在于,它还包括一个用于监视所述传感器并响应于该传感器地启动所述阀或使所述阀失效以便自动调节镀覆溶液中的铜浓度的处理器。
12、如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述化学物质是氧化铜CuO。
13、如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述化学物质是氢氧化铜Cu(OH)2。
14、一种补充镀覆用溶液所损失的镀覆材料的方法,它包括以下步骤:从一个盛放镀覆溶液的容器中把镀覆溶液泵送往一个与该盛放容器相连的补充容器;使镀覆溶液流经一个被装入该补充容器的过滤筒,所述过滤筒具有一个用于在其中存放化学物质的外支承结构;当镀覆溶液流经过滤筒时,使镀覆材料回输到镀覆溶液中,所述化学物质在与溶液反应时补充溶液所损失的镀覆材料;使经过补充的镀覆溶液循环回流到该盛放容器中。
15、如权利要求14所述的方法,其特征在于,使镀覆溶液流经过滤筒的步骤使溶液流经一个多孔的过滤筒,所述过滤筒允许镀覆溶液轻松地流过,但一直滞留筒中的化学物质,直到所述化学物质与镀覆溶液反应为止。
16、如权利要求14所述的方法,其特征在于,它还包括一个监视镀覆溶液中的镀覆材料浓度的步骤和另一个控制镀覆溶液流向过滤筒以便调节正被补充到镀覆溶液中的镀覆材料量的步骤。
17、如权利要求16所述的方法,其特征在于,它还包括使用一个处理器来监视镀覆溶液中的镀覆材料浓度并控制镀覆溶液流向过滤筒的步骤。
18、如权利要求14所述的方法,其特征在于,镀覆材料的补充是要补充镀覆溶液中的铜,所述溶液被用于镀铜。
19、如权利要求18所述的方法,其特征在于,用于补充铜的化学物质是氧化铜CuO。
20、如权利要求18所述的方法,其特征在于,用于补充铜的化学物质是氢氧化铜Cu(OH)2。
21、一种用于补充镀覆用溶液所损失的镀覆材料的筒,它包括:一个由允许镀覆液流经其中的过滤材料制成的外支承结构;一种留在其中的补充化学物质,所述补充化学物质在与流经过滤材料的溶液反应时把镀覆材料输入溶液中。
22、如权利要求21所述的筒,其特征在于,所述外支承结构由多孔过滤材料构成,它具有一个允许溶液轻易地流经其中的空心芯,所述补充化学物质容放在该多孔过滤材料中。
23、如权利要求22所述的筒,其特征在于,所述补充化学物质是氧化铜CuO。
24、如权利要求22所述的筒,其特征在于,所述补充化学物质是氢氧化铜Cu(OH)2。
专利说明:用于精确镀铜系统的补铜技术
发明领域:
本发明涉及镀铜系统。确切地说,本发明涉及补充镀覆溶液中的铜的技术。

相关技术背景
其中物体被浸泡在镀覆溶液内以便把金属镀覆到该物体上的镀覆系统在现有技术中是众所周知的。各种金属可以通过简单的浸泡被镀覆上去或者在把电极插入溶液中的情况下被电镀上去。在镀铜时,镀覆溶液如硫酸铜和硫酸的混合物被用作铜料来源,从而把铜镀到物体上。通常,一个阴极与要镀覆的物体相连(从而物体起到了阴电极作用)并且在阴极与阳极之间施加了电势。溶液中的铜离子随后被还原到阴电极上(即要镀覆的物体上)。
在传统的镀铜方式中,阳电极通常是由铜制成的,它随着铜离子消耗而溶解到镀覆溶液中以补充铜离子。但是,为精确镀覆而如此使用惰性阳极,即阳极在镀覆过程中不改变形状。代替从阳极材料中氧化出来的铜离子地,需要一些其它的铜料来源。在这种情况下,含铜材料被加入镀覆溶液中。就是说,当溶液因镀覆作用而损失了铜离子时,使用一些外界来源来补充溶液中的铜离子。
在现有技术中知道了许多种补铜技术。例如参见美国专利US4324623、US5516414、US5609747。但是,已知的补铜技术通常依靠把铜料来源如硫酸铜和氢氧化铜加入液槽中。在某些情况下使用了一个中间容器(或槽),因而没有简单地把铜料来源倒入溶液中。
尽管对于大多数普通镀覆场合来说这种技术足够用并且是可以接受的,但要求非常洁净的环境不一定就是称心的。例如,在半导体晶片(如硅晶片)上制造集成电路时,在制造器件的洁净室中不希望有污染物颗粒。由于来源铜料在许多应用场合下成粉末状或颗粒状,所以,当这些材料处于净室中时,污染系数很高。相似地,因把固体材料加入溶液而产生的任何不溶解的颗粒可能对镀覆晶片产生有害影响。因此,我们认识到,需要一种把来源铜料输入镀铜溶液中的改进方式。

关键词: 镀铜 补铜 氧化铜 铜离子
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