权利要求
1.集成电路电镀
镍阳极表面活化装置，包括外槽体(1)和内槽体(2)，其特征在于：所述外槽体(1)设于内槽体(2)的一侧，所述外槽体(1)和内槽体(2)各自设有阳极和阴极，所述外槽体(1)的阳极为外槽阳极钛蓝(3)，所述外槽体(1)的阴极为外槽阴极不锈钢网(4)，所述外槽阳极钛蓝(3)和外槽阴极不锈钢网(4)分别设于外槽体(1)的两侧，所述内槽体(2)的阳极为内槽阳极钛蓝(5)，所述内槽体(2)的阴极为夹具(6)，所述内槽阳极钛蓝(5)和夹具(6)分别设有内槽体(2)的两侧，所述夹具(6)内夹持有晶圆(7)，所述外槽阳极钛蓝(3)和内槽阳极钛蓝(5)上附着有阳极镍饼(8)，所述外槽体(1)和内槽体(2)通过循环泵(9)联通，所述内槽体(2)内设有镀液(10)。
2.根据权利要求1所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述镀液(10)从内槽体(2)上部溢出，进入外槽体(1)，然后经过循环泵(9)重新回到内槽体(2)中。
3.根据权利要求2所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述外槽阴极不锈钢网(4)的长为25-35cm，宽为20-30cm。
4.根据权利要求3所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述夹具(6)上接有电解治具。
5.根据权利要求4所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述内槽体(2)和外槽体(1)的作业时间为24h，所述内槽体(2)和外槽体(1)时时处于电解状态，时时进行镀液(10)中杂质的析出。
6.根据权利要求5所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述外槽阳极钛蓝(3)和内槽阳极钛蓝(5)上镍饼的表面时时处于解离状态，消除阴阳极镍层钝化。
7.根据权利要求6所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：所述内槽体(2)的温度为45±2℃，电压为8-10V，电流为5A。
8.根据权利要求7所述的集成电路电镀镍阳极表面活化装置，其特征在于：外槽体(1)的电压为5.5±1V，电流为6±0.5A。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于集成电路镍电极活化技术领域，尤其涉及集成电路电镀镍阳极表面活化装置。
背景技术
[0002]在半导体制造领域，晶圆凸块电镀是关键的工艺之一，其中镍电镀因其良好的导电性和机械性能而被广泛使用。然而，金属镍层极易发生钝化，形成一层致密且厚度较大的钝化膜，这层膜对一般的活化处理具有很高的抵抗力，使得有机酸难以有效活化镍层。这种钝化现象不仅发生在阴极上，更常见于阳极，且由于其持续性特点，如果不停机并拆解设备，钝化现象往往难以被及时察觉，最终导致产品质量的严重下降。
[0003]纯镍作为一种化学活性较高的金属，在粉末状态下可以观察到其高度的反应性，但在大块金属状态下，其与空气的反应却相对缓慢。这是因为镍表面会形成一层具有保护作用的氧化物，即钝化层。阳极钝化的形成，正是由于这层钝化层的存在。此外，电镀过程中，无论是阴极还是阳极上的镍层钝化，都会对镀层质量产生不利影响。钝化后的镍层在微观结构上会出现晶格间的孔隙，这种孔隙率的存在使得镍层及其下的基体金属更易受到腐蚀，从而降低了镀层的抗蚀能力。随着时间的推移，这些问题可能导致氧化变色、水渍返锈，甚至镀层脱落等现象，严重影响了产品的可靠性和性能。
[0004]因此，解决镍层钝化问题，提高镍电镀层的质量和稳定性，对于提升半导体器件的整体性能和延长其使用寿命具有重要意义。
发明内容
[0005]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了集成电路电镀镍阳极表面活化装置，包括外槽体和内槽体，所述外槽体设于内槽体的一侧，所述外槽体和内槽体各自设有阳极和阴极，所述外槽体的阳极为外槽阳极钛蓝，所述外槽体的阴极为外槽阴极不锈钢网，所述外槽阳极钛蓝和外槽阴极不锈钢网分别设于外槽体的两侧，所述内槽体的阳极为内槽阳极钛蓝，所述内槽体的阴极为夹具，所述内槽阳极钛蓝和夹具分别设有内槽体的两侧，所述夹具内夹持有晶圆，所述外槽阳极钛蓝和内槽阳极钛蓝上附着有阳极镍饼，所述外槽体和内槽体通过循环泵联通，所述内槽体内设有镀液。
[0006]进一步地，所述镀液从内槽体上部溢出，进入外槽体，然后经过循环泵重新回到内槽体中。
[0007]进一步地，所述外槽阴极不锈钢网的长为25-35cm，宽为20-30cm。
[0008]进一步地，所述夹具上接有电解治具。
[0009]进一步地，所述内槽体和外槽体的作业时间为24h，所述内槽体和外槽体时时处于电解状态，时时进行镀液中杂质的析出。
[0010]进一步地，所述外槽阳极钛蓝和内槽阳极钛蓝上镍饼的表面时时处于解离状态，消除阴阳极镍层钝化。
[0011]进一步地，所述内槽体的温度为45±2℃，电压为8-10V，电流为5A。
[0012]进一步地，所述外槽体的电压为5.5±1V，电流为6±0.5A。
[0013]本发明的有益效果是：
[0014]1、本发明中，在现有外槽体基础上修改并架设一组独立电解槽，同时内槽同步配合在不生产的间隙时换上电解治具进行电解,使内外槽时时处于电解的状态,时时进行镀液中杂质的析出,同时阳极镍饼的表面时时处于解离状态,来消除阳极镍层钝化以及镀镍层质量下降带来的不利影响;
[0015]2、本发明中，通过内外槽的持续电解状态，能够不断析出镀液中的杂质，这不仅延长了药水的使用寿命，还有助于降低生产成本;
[0016]3、本发明中，内外槽处于持续电解状态，尽管阳极镍饼会因为持续的电解而逐渐消耗，但通过这种方式可以有效避免镍镀层异常所带来的生产中断和品质问题，节省的循环时间和提升的产品良率，以及不锈钢与镍块的可回收性，所带来的正面效益远远超过了消耗的成本。
附图说明
[0017]图1为本发明提出的集成电路电镀镍阳极表面活化装置的结构示意图。
[0018]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0019]图例：
[0020]1、外槽体;2、内槽体;3、外槽阳极钛蓝;4、外槽阴极不锈钢网;5、内槽阳极钛蓝;6、夹具;7、晶圆;8、阳极镍饼;9、循环泵;10、镀液。
具体实施方式
[0021]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例、基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
[0023]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法、下述实施例中所用的试验材料如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
[0024]实施例
[0025]参照图1，本发明提供的一种实施例：集成电路电镀镍阳极表面活化装置，包括外槽体1和内槽体2外槽体1设于内槽体2的一侧，外槽体1和内槽体2各自设有阳极和阴极，外槽体1和内槽体2通过各自的阴极和阳极时刻进行电解反应，外槽体1的阳极为外槽阳极钛蓝3，外槽体1的阴极为外槽阴极不锈钢网4，外槽阳极钛蓝3和外槽阴极不锈钢网4分别设于外槽体1的两侧，内槽体2的阳极为内槽阳极钛蓝5，内槽体2的阴极为夹具6，内槽阳极钛蓝5和夹具6分别设有内槽体2的两侧，夹具6内夹持有晶圆7，外槽阳极钛蓝3和内槽阳极钛蓝5上附着有阳极镍饼8，外槽体1和内槽体2通过循环泵9联通，内槽体2内设有镀液10。
[0026]镀液10从内槽体2上部溢出，进入外槽体1，然后经过循环泵9重新回到内槽体2中，通过循环泵9连接外槽体1和内槽体2，确保镀液10在两个槽之间循环，从而实现杂质的持续析出，外槽体1藉由内槽体2的溢流作用维持电镀液位的恒定以使电力线分布更平均。
[0027]外槽阴极不锈钢网4的长为25-35cm，宽为20-30cm。
[0028]夹具6上接有电解治具，在不生产的间隙时通过电解治具进行电解,使内外槽时时处于电解的状态,时时进行镀液10中杂质的析出。
[0029]电解时外槽阴极不锈钢网是不锈钢网做假镀，其目的是去除镀液10杂质和保持阳极镍饼8的活化,而正常电镀阴极是晶圆产品,两槽的阴极反应相同，差别之处在于：正常电镀槽的几何形状经过设计，品质有管控,而电解槽则无此设计,只在辅助化学反应的进行。
[0030]两槽的阴极发生如下反应：
[0031]Ni2++2e-→Ni，
[0032]2H++2e-→H2↑(副)。
[0033]两槽的阳极发生如下反应：
[0034]Ni-2e-→Ni2+，
[0035]2H2O-4e-→O2↑+4H+(副)，
[0036]2Cl--2e-→Cl2↑(副)。
[0037]内槽体2和外槽体1的作业时间为24h，内槽体2和外槽体1时时处于电解状态，时时进行镀液10中杂质的析出。
[0038]外槽阳极钛蓝3和内槽阳极钛蓝5上镍饼的表面时时处于解离状态，发生氧化还原反应，生成Ni2+进入镀液10，以消除阴阳极镍层钝化。
[0039]内槽体2设定特定的温度和电压，外槽体1也有其对应的电压和电流设置，以优化电解效率，内槽体2的温度为45±2℃，电压为8-10V，电流为5A，外槽体1的电压为5.5±1V，电流为6±0.5A。
[0040]工作原理：电解过程中，内槽体2和外槽体1的阳极发生氧化反应，释放Ni2+进入镀液10，同时，阳极也可能发生副反应，如水的氧化生成氧气和氢离子，外槽阴极不锈钢网4作为假镀阴极，其主要作用是去除镀液10中的杂质，如通过还原反应生成氢气，帮助清理镀液10，通过持续的电解，阳极镍饼8的表面保持在解离状态，有效消除了阴阳极镍层的钝化现象，从而提高了电镀层的质量和稳定性，循环泵9确保镀液10在内外槽之间循环，使得杂质得以从内槽体2溢出，进入外槽体1，并在经过外槽阴极不锈钢网4的处理后，重新回到内槽体2中，内槽体2和外槽体1设计为24小时连续作业，以实现持续的杂质析出和镍层钝化的消除;
[0041]
铜过持续的电解过程，本装置有效去除了镀液10中的杂质，减少了电镀层的孔隙率，提高了电镀层的致密性和均匀性，通过电解去除杂质，减少了对电镀液的消耗，延长了药水的使用寿命，降低了生产成本，通过消除阳极镍层的钝化现象，减少了因电镀层质量问题导致的生产中断，提高了生产效率;本装置的设计还考虑了材料的可回收性，减少了生产过程中的废弃物排放，符合现代生产对环保的要求，外槽体1和内槽体2的设计简化了设备的维护工作，通过定期更换不锈钢网4和阳极镍饼8，可以保持设备的长期稳定运行，通过提高电镀品质和生产效率，本装置可以带来显著的经济效益，同时也降低了长期运营的成本;
[0042]本发明的创新方法可广泛适用于各种晶圆镍电镀制程的应用。
[0043]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0044]以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
说明书附图(1)
声明：
“集成电路电镀镍阳极表面活化装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：日月新半导体（昆山）有限公司
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