电镀系统技术方案

一种电镀系统，具有容器组件，保持电解质。位于容器组件中的堰取样电极组件包括气室，位于堰框架的内侧。气室分成至少第一、第二和第三虚拟取样电极部。穿过堰框架的数个分隔的开口是通往气室。堰环附接于堰框架和在电镀期间导引电流的流动。电镀系统是提供确定的径向和周向电流密度控制的工艺，和不需在设置期间改变硬件部件。变硬件部件。变硬件部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电镀系统
[0001]专利技术背景
[0002]微电子装置于晶片或工件上和/或中制造，微电子装置例如是半导体装置。一般的晶片电镀工艺包含通过气相沉积来于晶片的表面上沉积金属种晶层。光阻剂可被沉积和图案化，以暴露出种晶层。晶片接着移动至电镀处理器的容器(vessel)中，其中电流被导引通过电解质而到达晶片，以提供金属或其他导电材料的毯覆层(blanket layer)或图案层于种晶层上。导电材料的例子包括坡莫合金(permalloy)、金、银、铜、钴、锡、镍、和这些金属的合金。后续的处理步骤是于晶片上形成组件、接触件和/或导线。
[0003]在许多或大部分的应用中，金属的电镀膜或层在整个晶片或工件具有均匀的厚度是相当重要的。一些电镀处理器使用电流取样(current thief)，电流取样是具有与于晶片相同的极性的电极。电流取样是借由从晶片的边缘汲取(drawing)电流来进行操作。此举有助于保持在晶片的边缘的电镀厚度以及晶片的剩余部分之上的电镀厚度更加均匀。电流取样可以是靠近晶片的边缘的实体电极。或者，电流取样可以是虚拟电流取样，其中实体电极远离晶片。在此设计中，来自远离的实体电极的电流是通过电解质传导至接近晶片的位置。
[0004]在晶片级封装和其他应用中的电镀工艺是根据工艺和晶片图案中的变化而有所不同。显著的电镀非均匀性时常沿着晶片图案的边缘发生。非均匀性可能因图案变化所导致的电场中的不规则性产生，或因接近晶片边缘的质量传递(mass
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transfer)非均匀性产生。
[0005]一些电镀处理器是使用桨或搅拌器来搅拌电解质和增加电解质中的金属离子到晶片上的质量传递，而也能改善电镀均匀性。然而，容器中的电场屏蔽物可能于晶片和桨之间突出，而可能减少电解质的搅拌且降低接近晶片的边缘的电镀均匀性。电场屏蔽物可能也必须被移除和替换成代替的不同尺寸的场屏蔽物，以满足电镀不同类型的晶片的需求。此举是耗费时间且亦需要保有多种场屏蔽物的存货。
[0006]因此，在设计电镀处理器中仍存有工程挑战。

技术实现思路

[0007]一种具有容置电解质的容器组件的电镀系统。位于容器组件中的堰取样电极组件包括气室，分成至少第一和第二虚拟取样电极部。气室具有数个分隔的开口，取样电流流过开口，以改善晶片的边缘附近的电场。堰取样电极组件上的堰环导引电流。第一和第二实体取样电极电连接于分别的电源，且分别与第一和第二虚拟取样电极部保有电连续性。
附图说明
[0008]在附图中，相同的附图标记在各示图中指示相同的元件。
[0009]图1绘示电镀处理器的放大透视图。
[0010]图2绘示图1中所示的电镀处理器的容器组件的透视图。
[0011]图3绘示图2中所示的容器组件的透视剖面图。
[0012]图4绘示图2和图3中所示的容器组件的正交剖面图。
[0013]图5绘示图2
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图4中所示的分段的堰取样电极组件的上透视图。
[0014]图6绘示图5中所示的分段的堰取样电极组件的透视剖面图。
[0015]图7绘示装设于图2
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图5的容器组件中的另一个分段的堰取样电极组件的局部透视剖面图。
[0016]图8绘示装设于图2
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图5的容器组件中的再另一个分段的堰取样电极组件的局部透视剖面图。
[0017]图9绘示图2
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图5中所示的局部的桨的平面图。
具体实施方式
[0018]图1绘示出电镀系统20，具有头部30，头部30位于容器组件36的上方。单一的系统20可使用作为独立单元。或者，多个系统20可被提供于包封体中的阵列中，借由一个或多个机械手(robot)来装载晶片或工件至处理器中或卸除晶片或工件离开处理器。头部30可支撑于升举或升举/旋转单元34上，用以升举和/或反转头部以装载和卸除晶片至头部中的转子32中，和用以降低头部30而与容器组件36接合来进行处理。转子32具有接触环，接触环在处理期间与保持于转子中的晶片电性接触。连接至升举/旋转单元34与内部头部组件的电控制和电力缆线40从系统20向上导引到设施连接件，或导引到多处理器自动系统的连接件。具有层叠的排出环(drain rings)的清洗组件28可设置于容器框架50的上方。
[0019]如图2和图3中所示，分段的堰取样电极组件(weir thief electrode assembly)52是位于接近容器框架50的顶部的附近。桨54可设置于容器组件36中，且位在分段的堰取样电极组件52的水平的下方。亦参照图10，于绘示的例子中，桨54是桨插入件156。桨插入件156具有水平分隔的叶片160，延伸跨越桨环158。桨插入件156可附接于容器框架50中的桨框架55。这让桨插入件更加轻易地被移除和替换。容器固定板38上的桨致动器56移动桨。
[0020]转至图3和图4，容器组件36包括阳极组件64，阳极组件64具有下部杯68，下部杯68包括第一环70、第二环72和第三环74。这些环区分阳极组件成第一或内部阳极腔室76、第二或中间阳极腔室78和第三或外部阳极腔室80。第一、第二和第三阳极电极82、84和86是分别位于第一、第二和第三阳极腔室的底部。虽然可使用多种形式的阳极电极，于所示的例子中，各第一、第二和第三阳极电极可以是平面金属环。各第一、第二和第三阳极电极是连接于分别可控制的电源，或连接于图3中所示的多通道的电源98的分离通道，以允许独立控制各阳极电极所供应的电流。
[0021]仍参照图3和图4，在阳极组件64中，以介电材料制成的下部杯68可支撑于坚硬金属的底板66上。下部杯68上或底板66上的多个栓(latch)90卡合于容器框架50上或容器固定板38上的栓环92，以快速装设和移除阳极组件64。
[0022]也是以介电材料制成的上部杯60位于下部杯的顶部上。上部杯60具有环和腔室，对应于和对准于下部杯68的环和腔室之上。下部杯68和上部杯60之间的容器膜62传导电流，而避免电解质或粒子的移动。上部杯60和容器膜62是形成容器或碗件，用以保持电解质，特别是阴极电解质。下部杯68保持借由膜62与阴极电解质分离的第二电解质，特别是阳极电解质。
[0023]在处理期间，桨致动器56移动桨54，以搅拌包含于上部杯60中的阴极电解质。桨以摆动运动方式在桨行程尺寸中前后移动。对于一些应用来说，桨可使用其他运动方式，例如
开始/停止、交错等。在被使用的情况下，清洗组件28中的层叠的排出环是经由图2中所示的一个或多个排出件42和抽吸件44连接于排出和真空设施。容器组件36可固定在容器固定板38上，以支撑容器组件和其他组件和/或用以对准或定位容器组件。
[0024]参照图3和图4，容器组件36包括阳极组件64、上部杯60和分段的堰取样电极组件52，可直接或间接借由容器框架50附接或支撑。容器框架50中的堰溢流通道58连接于再循环口57，再循环口57连接于阴极电解质再循环线，在处理和/或闲置状态期间，阴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电镀系统，包括：容器组件，用以保持电解质；堰取样电极组件，位于所述容器组件中，所述堰取样电极组件包括气室，所述气室位于堰框架的内侧，所述堰取样电极组件分成至少第一虚拟取样电极部和第二虚拟取样电极部；多个分隔的开口，穿过所述堰框架至所述气室中；和堰环，附接于所述堰框架。2.如权利要求1所述的电镀系统，其中所述堰框架进一步包括角形剖面，所述角形剖面从所述堰环朝向平剖面延伸，且所述多个分隔的开口位于所述平剖面中。3.如权利要求2所述的电镀系统，进一步包括柱状堰唇，所述柱状堰唇位于所述堰框架上，所述平剖面垂直于所述堰环，且所述多个开口集中于直径上，所述直径大于所述堰环的内直径。4.如权利要求1所述的电镀系统，进一步包括第一实体取样电极和第二实体取样电极，所述第一实体取样电极和所述第二实体取样电极分别与所述第一虚拟取样电极部和所述第二虚拟取样电极部保有电连续性，所述第一实体取样电极和所述第二实体取样电极分别电连接于第一独立可控制电供应源和第二独立可控制电供应源。5.如权利要求4所述的电镀系统，其中所述容器组件包括容器框架，且所述第一实体取样电极和所述第二实体取样电极是支撑于所述堰环的下方的垂直位置的所述容器框架上。6.如权利要求4所述的电镀系统，其中所述虚拟取样电极组件进一步包括第三虚拟取样电极部和第四虚拟取样电极部，第三实体取样电极和第四实体取样电极分别与所述第三虚拟取样电极部和所述第四虚拟取样电极部保有电连续性，所述第三实体取样电极和所述第四实体取样电极分别电连接于第三独立可控制电供应源和第四独立可控制电供应源，所述第四虚拟取样电极部对着1至15度的角度。7.如权利要求6所述的电镀系统，进一步包括位于所述容器组件中的第一取样通道、第二取样通道、第三取样通道和第四取样通道，所述第一取样通道、所述第二取样通道、所述第三取样通道和所述第四取样通道分别自第一腔室、第二腔室、第三腔室和第四腔室延伸至所述气室，所述第一腔室、所述第二腔室、所述第三腔室和所述第四腔室包含所述第一实体取样电极、所述第二实体取样电极、所述第三实体取样电极和所述第四实体取样电极。8.如权利要求7的电镀系统，进一步包括取样通道膜，所述取样通道膜位于各取样通道中，腔室包含位于各取样通道膜的下方的第二电解质，在各腔室中的所述第二电解质接触所述实体取样电极的一个电极。9.如权利要求6所述的电镀系统，其中所述容器组件包括电解质容器和桨，所述电解质容器位于所述堰取样电极组件的下方，所述桨位于所述容器中，所述桨附接于桨致动器，用以搅动所述电解质。10.如权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：