本发明专利技术公开了一种屏蔽环、屏蔽装置、电镀设备及电镀方法，屏蔽环用于晶圆电镀，所述屏蔽环包括扰流部，所述扰流部与所述屏蔽环的内环面相连接，所述扰流部用于扰动电镀所述晶圆的电镀液，以使所述晶圆被均匀的电镀。本发明专利技术通过将屏蔽环设置在晶圆之前，使得电镀液需要先流过屏蔽环，在电镀液流经屏蔽环时，位于屏蔽环的内环面的扰流部能够促使电镀液发生旋转，从而有利于提高晶圆电镀层的均匀性。
Shielding ring, shielding device, electroplating equipment and electroplating method
【技术实现步骤摘要】
屏蔽环、屏蔽装置、电镀设备及电镀方法
本专利技术涉及电镀领域，特别涉及一种屏蔽环、屏蔽装置、电镀设备及电镀方法。
技术介绍
晶圆电镀是芯片制造湿制程的一个重要工艺步骤。晶圆电镀有水平电镀和垂直电镀。在晶圆电镀工艺中，镀层厚度均匀性是电镀效果的重要方面，各电镀设备制造商都在不断改良其设备，旨在改善其镀层厚度均匀性。目前，芯片制造的晶圆有8英寸(200mm直径)和12英寸(300mm直径)两种。晶圆越大，其电镀时的整片厚度均匀性难度越大。影响晶圆的镀层厚度均匀性的因素很多且很复杂，其中主要是电场和流体场两方面的影响。一般来说，镀层厚度的不均匀主要是指晶圆边缘和其内部之间的厚度的差异性较大。为了减少这种差异性，一般会采取用阴极边缘实心屏蔽板的方式，屏蔽掉晶圆边缘的一部分电力线，这种方式虽然对厚度均匀性的提升有益，但整片晶圆的镀层厚度均匀性问题仍在晶圆局部存在。而业界在改善晶圆镀层局部均匀性方面，尚未有好的解决方法。尤其是垂直电镀中，由于晶圆在电镀中难以旋转，局部的镀层厚度均匀性问题尤为突出。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种屏蔽环、屏蔽装置、电镀设备及电镀方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种屏蔽环，用于晶圆电镀，其特点在于，所述屏蔽环包括扰流部，所述扰流部与所述屏蔽环的内环面相连接，所述扰流部用于扰动电镀所述晶圆的电镀液，以使所述晶圆被均匀的电镀。在本实施例中，通过采用以上结构，通过将屏蔽环设置在晶圆之前，使得电镀液需要先流过屏蔽环，在电镀液流经屏蔽环时，位于屏蔽环的内环面的扰流部能够促使电镀液发生旋转，从而有利于提高晶圆电镀层的均匀性。较佳地，所述扰流部具有扰流面，所述扰流面向所述内环面的轴线延伸，自所述扰流部与所述内环面的连接处至所述扰流部的末端，所述扰流面在垂直于所述内环面的平面内的投影的面积先大再小、先小再大、大小不变、或变大变小交替进行。。在本实施例中，通过采用以上结构，通过在扰流部上设置扰流面，使得扰流部能够更好的扰动电镀液的流动；通过将扰流面设计沿向内环面的轴向延伸，提高了扰流面的面积，使得扰流面能够接触更多的电镀液，有利于提高扰流面的扰动效率；通过将扰流面设计为在垂直于内环面的平面内的投影的面积先大再小，也就是扰流面在延伸过程中，先使扰流面发生扭转，使得扰流面在垂直于内环面的平面内的投影的面积逐渐变大；然后再将扰流面反向扭转，使得扰流面在垂直于内环面的平面内的投影的面积逐渐变小。扰流面的此种设计形式使得扰流面能够接触更多的电镀液，有利于提高扰流面的扰动效率。在其他实施例中，也可以将扰流面在垂直于所述内环面的平面内的投影的面积设计为先小再大、大小不变、或变大变小交替进行等等有规律或无规律的变化，均能达到上述效果。较佳地，所述扰流部的末端还沿所述内环面的轴线向远离所述屏蔽环的方向延伸。在本实施例中，通过采用以上结构，通过将扰流部的末端设计为沿内环面的轴线向远离所述屏蔽环的方向延伸，使得扰流面不仅在屏蔽环内扰动电解液，也使得扰流面变得更加立体，有利于提高扰流面的扰动效率。此外，也有利于控制电镀液流出扰流面的角度，从而使得电镀液按照预设方向流动。较佳地，所述屏蔽环具有一个或多个所述扰流部，当为多个时，多个扰流部各自的形状相同或不同，多个所述扰流部均匀或非均匀的间隔设置在所述内环面上。在本实施例中，通过采用以上结构，通过将多个扰流部均匀的间隔设置在内环面上，有利于提高扰流面的扰动效率。在其他实施例中，也可以设计为1个扰流部，也可以设计多个扰流部，多个扰流部还可以非均匀的间隔设置在内环面，当然，多个扰流部各自的形状可以相同，也可以不同，均能达到上述效果。较佳地，所述扰流部的形状为镂空状、多孔状、齿状、扇叶状或桨叶状的一种。在本实施例中，通过采用以上结构，利用镂空状、多孔状、齿状、扇叶状或桨叶状的扰流部，有利于提高扰流面的扰动效率。较佳地，所述屏蔽环还包括连接部，所述连接部设置在所述扰流部之间，以使所述扰流部连接为一整体结构。在本实施例中，通过采用以上结构，通过设置连接部，并利用连接部将扰流部连接起来，有利于提高扰流部的稳定性，从而有利于更好的控制电解液的流动方向。另外，连接部、屏蔽环的内环面及两个扰流部之间的空间形成网格状，该网格状的空间也能够增强对电解液的扰动作用。较佳地，所述屏蔽环由绝缘材料制成。较佳地，所述绝缘材料为聚丙烯、高密度聚乙烯、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或多种，多种所述绝缘材料之间以塑料焊接的工艺相连接。在本实施例中，通过采用以上结构，利用绝缘材料的屏蔽环，有利于减少屏蔽环对电镀液内电场线的干扰。利用聚丙烯、高密度聚乙烯、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯等材料制作屏蔽环，有利于提高屏蔽环使用范围，有利于降低屏蔽环的成本。较佳地，所述屏蔽环的外侧面为圆形，所述外侧面的直径为所述晶圆直径的95％-110％；和/或，所述内环面的直径为所述外侧面的直径的80％-90％。在本实施例中，通过采用以上结构，通过将屏蔽环的外侧面及内环面与晶圆的直径相关联，使得屏蔽环能够针对对晶圆边缘的电镀层较厚的问题做出相应的设计，有降低晶圆边缘的电镀层的厚度，有利于提高晶圆的电镀层的均匀性。较佳地，所述外侧面的直径为327mm；和/或，所述内环面的直径为277mm。在本实施例中，通过采用以上结构，通过将屏蔽环的尺寸设计为上述大小，能够有效的有降低晶圆边缘的电镀层的厚度，有利于提高晶圆的电镀层的均匀性。在本实施例中，能够使300mm晶圆的电镀层的厚度的均匀度达到2％。较佳地，所述屏蔽环的外侧面设有凹槽，所述凹槽的截面为圆弧形。较佳地，所述内环面与所述外侧面之间的厚度均匀；或者所述内环面与所述外侧面之间的厚度沿径向由内向外变薄；较佳地，所述扰流部的长度的范围为13mm-15mm；较佳地，所述扰流部沿所述内环面的径向的长度的范围为10mm-13mm。在本实施例中，通过采用以上结构，利用凹槽，有利于将屏蔽环固定住，或者使屏蔽环可以旋转的固定。有利于降低屏蔽环对制造工艺的要求，降低屏蔽环的制造成本。通过将扰流部设计在上述长度范围内，使得扰流部对电镀液的扰动效果在预设的范围内，有利于提高扰动效率。较佳地，所述屏蔽环还包括驱动部，所述驱动部设置在所述屏蔽环的侧面，所述驱动部用于接受所述电镀液的作用，以使所述屏蔽环转动。在本实施例中，通过采用以上结构，利用驱动部，使得屏蔽环能够转动，从而能够更好控制电镀液的流动方向，有利于提高电镀液的均匀性，有利于提高晶圆的电镀质量。较佳地，所述驱动部沿所述内环面的周向均匀的间隔设置。在本实施例中，通过采用以上结构，通过周向均匀的间隔设置驱动部，有利于驱动部产生均匀的驱动力，从而使得屏蔽环匀速转动，有利于提高电镀液流动方向的可控性，有利于提高晶圆的电镀质量。驱动部可以具体设计为矩形块，矩形块设置在屏蔽环的侧面。一种屏蔽装置，用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种屏蔽环，用于晶圆电镀，其特征在于，所述屏蔽环包括扰流部，所述扰流部与所述屏蔽环的内环面相连接，所述扰流部用于扰动电镀所述晶圆的电镀液，以使所述晶圆被均匀的电镀。/n
【技术特征摘要】
1.一种屏蔽环，用于晶圆电镀，其特征在于，所述屏蔽环包括扰流部，所述扰流部与所述屏蔽环的内环面相连接，所述扰流部用于扰动电镀所述晶圆的电镀液，以使所述晶圆被均匀的电镀。
2.如权利要求1所述的屏蔽环，其特征在于，所述扰流部具有扰流面，所述扰流面向所述内环面的轴线延伸，自所述扰流部与所述内环面的连接处至所述扰流部的末端，所述扰流面在垂直于所述内环面的平面内的投影的面积先大再小、先小再大、大小不变、或变大变小交替进行。
3.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述扰流部的末端还沿所述内环面的轴线向远离所述屏蔽环的方向延伸。
4.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环具有一个或多个所述扰流部，当为多个时，多个扰流部各自的形状相同或不同，多个所述扰流部均匀或非均匀的间隔设置在所述内环面上。
5.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述扰流部的形状为镂空状、多孔状、齿状、扇叶状或桨叶状的一种。
6.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环还包括连接部，所述连接部设置在所述扰流部之间，以使所述扰流部连接为一整体结构。
7.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环由绝缘材料制成；较佳地，所述绝缘材料为聚丙烯、高密度聚乙烯、聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯中的一种或多种，多种所述绝缘材料之间以塑料焊接的工艺相连接。
8.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环的外侧面为圆形，所述外侧面的直径为所述晶圆直径的95％-110％；
和/或，所述内环面的直径为所述外侧面的直径的80％-90％。
9.如权利要求8所述的屏蔽环，其特征在于，所述外侧面的直径为327mm；和/或，所述内环面的直径为277mm。
10.如权利要求8所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环的外侧面设有凹槽，所述凹槽的截面为圆弧形；
和/或，所述内环面与所述外侧面之间的厚度均匀；或者所述内环面与所述外侧面之间的厚度沿径向由内向外变薄；
和/或，所述扰流部的长度的范围为13mm-15mm；
和/或，所述扰流部沿所述内环面的径向的长度的范围为10mm-13mm。
11.如权利要求2所述的屏蔽环，其特征在于，所述屏蔽环还包括驱动部，所述驱动部设置在所述屏蔽环的侧面，所述驱动部用于接受所述电镀液的作用，以使所述屏蔽环转动。
12.如权利要求11所述的屏蔽环，其特征在于，所述驱动部沿所述内环面的周向均匀的间隔设置。
13.一种屏蔽装置，用于晶圆电镀，其特征在于，所述屏蔽装置包括如权利要求1-12中任意一项所述的屏蔽环。
14.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·贺·汪，
申请(专利权)人：新阳硅密上海半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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