阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽制造技术

本发明专利技术公开了阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其包括形成有电镀腔的槽体、设置在电镀腔内的阳极，晶圆插设在电镀腔内并构成阴极，阳极形成有多个相互绝缘的分区；槽体与晶圆相对的一侧壁上形成有导电线的布线腔、连通外界与布线腔的导线通道，槽体的对应侧壁上还分布有与多个分区相连通的多个触点，其中相互独立的多根导电线穿过导线通道伸入布线腔并与多个触点一一对应连通。本发明专利技术通过导线通道、布线腔、触点以及阳极的布局，实现在电镀中实现阳极各个分区的电场独立控制，更精细化控制流场，从而可以根据晶圆表面电镀状况局部调控，最终能够保证晶圆表面镀层厚度分布均匀，有效提升电镀质量。提升电镀质量。提升电镀质量。

【技术实现步骤摘要】
阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽


[0001]本专利技术属于半导体加工
，具体涉及一种阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽。

技术介绍

[0002]晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片。进一步地，在晶圆上电镀一层导电金属层，并对导电金属层进行加工以制成导电线路。
[0003]目前，根据公开号为CN115233279A的中国专利，其公开的晶圆电镀设备括电镀池、电镀系统，其中电镀系统包括具有相互连通的阳极腔和阴极腔的电镀槽体、电镀单元，电镀单元包括阳极板载架和阳极板，晶圆通过晶圆载架插入阴极腔且构成阴极板，电镀槽体和电镀单元一体设置，电镀时，晶圆插装在电镀槽内，电镀液在电镀池的内腔和电镀槽的内腔之间循环流动，处于电镀液中的晶圆通电并构成阴极、阳极板通电并构成正极，从而在电镀池中产生电镀反应，这样一来，电镀液中的金属离子能够随着电镀反应的进行逐渐沉积于晶圆表面形成电镀层。
[0004]然而，在实际电镀过程中，现有的电镀设备的阳极板通电时，其所形成的电场分布不均匀，使得晶圆表面不同区域的金属沉积速度不同，从而导致晶圆表面镀层厚度不均匀，电镀质量低。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其包括形成有电镀腔的槽体、设置在电镀腔内的阳极，晶圆插设在电镀腔内并构成阴极，阳极形成有多个相互绝缘的分区；槽体与晶圆相对的一侧壁上形成有导电线的布线腔、连通外界与布线腔的导线通道，槽体的对应侧壁上还分布有与多个分区相连通的多个触点，其中相互独立的多根导电线穿过导线通道伸入布线腔并与多个触点一一对应连通，电镀时，每根导电线通过触点单独控制对应的分区的电流大小，且多个分区通电所形成的多个电场能够覆盖晶圆。
[0008]优选地，槽体的对应侧壁上形成有自内侧面向外凹陷的阳极槽，触点设置在阳极槽的槽底，阳极插装在阳极槽内并与触点相固定连接。在此，阳极能够通过阳极槽定位在槽体侧壁上，从而保证阳极所形成的电场区不会发生偏移，从而能够始终覆盖晶圆电镀面。
[0009]具体的，阳极槽有多个且由内向外间隔分布，阳极包括一一对应插装在多个阳极槽内的多个阳极片，其中每个阳极片对应一个分区。最内侧的阳极片为圆形，其余阳极片为由内向外外径逐渐变大的环形，在此，结构简单，便于安装和实施。
[0010]进一步的，多个阳极片的厚度一致，且每个阳极片与对应的阳极槽的端面齐平。在此，便于确认阳极片安装到位，以保证阳极片与触点接触良好。
[0011]优选地，每个阳极片包括金属基层、复合在金属基层靠近晶圆一侧面上的金属氧化层。
[0012]具体的，金属基层采用钛基材；和/或，金属氧化层采用二氧化铱。在此，钛基材为不可溶性材质，不仅能够提高使用寿命，还能够在整个电镀过程中不发生消耗，从而保证各个电场的稳定；此外，采用二氧化铱作为氧化层，能够有效提升阳极片的抗腐蚀性。
[0013]优选地，每个阳极片对接有至少两个触点，其中每个阳极片所对应的触点关于阳极槽的中心对称设置；和/或，每个触点为螺栓连接件，其中螺栓连接件一端部伸入布线腔并与对应的导电线相连接、另一端部伸入电镀腔并将对应的阳极片与槽体的侧壁相固定连接。触点采用中心对称的布局，阳极片安装过程中受力均匀，减少变形。
[0014]优选地，槽体包括基座、插装在基座上相对两侧的两个槽板，其中两个槽板、基座之间形成电镀腔，且两个槽板中至少有一个上设有布线腔、导线通道以及触点。
[0015]具体的，两个槽板对称设置；阳极有两个且与两个槽板上的触点相对应连通；两片晶圆插设在两个槽板之间并同步与对应的阳极进行电镀反应。在此，能够同步进行两片晶圆的电镀，提高效率。
[0016]此外，电镀槽还包括分隔部件，分隔部件插装在电镀腔内并将电镀腔分隔为阳极腔和阴极腔的离子膜、分别压合在离子膜相对两侧的第一格栅板和第二格栅板，其中第一格栅板和第二格栅板上对应形成有多个第一格栅孔和多个第二格栅孔，且多个第一格栅孔、离子膜以及多个第二格栅孔之间构成金属离子通道；第一格栅板和第二格栅板自边缘与槽体的内壁密封连接并形成阳极腔；槽体上还形成有与阳极腔相连通的进液通道和排液通道，电镀时，阳极位于阳极腔内，晶圆位于阴极腔内，含有金属离子的药液在进液通道、阳极腔、排液通道之间循环流动，在电流作用下，金属离子自阳极腔通过金属离子通道进入阴极腔并镀覆至晶圆表面。在此，通过含有金属离子的药液循环流动，能够维持整个阳极腔内金属离子的含量，从而保证在整个电镀过程中金属离子稳定供应，有效提升电镀质量。
[0017]由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0018]现有技术的晶圆电镀设备的阳极板通电时，其所形成的电场分布不均匀，使得晶圆表面不同区域的金属沉积速度不同，从而导致晶圆表面镀层厚度不均匀，电镀质量低；而本申请对电镀槽进行整体设计，巧妙解决现有技术的缺陷和不足；采取该晶圆电镀槽，将阳极划分为多个相互绝缘的分区，多根相独立的导电线穿过导线通道伸入布线腔并与多个触点对应连通，且多个触点与阳极的多个分区对应连通，电镀时，多个分区所形成的多个电场能够覆盖晶圆，且根据晶圆表面镀层厚度的变化，通过导电线单独控制对应的分区的电流大小，从而控制晶圆表面对应区域金属离子的沉积速度，实现镀层厚度一致，因此，与现有技术相比，本专利技术通过导线通道、布线腔、触点以及阳极的布局，实现在电镀中实现阳极各个分区的电场独立控制，更精细化控制流场，从而可以根据晶圆表面电镀状况局部调控，最终能够保证晶圆表面镀层厚度分布均匀，有效提升电镀质量。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽的立体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽的结构分解示意图；
[0021]图3为本专利技术的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽的局部结构分解示意图；
[0022]其中：1、槽体；10、基座；b、梳流板；b 1、横板体；b2、侧板体；k0、梳流口；11、槽板；110、板本体；t、导线通道；c0、布线槽；c 1、阳极槽；d、触点；111、盖板；q2、布线腔；q 1、电镀腔；
[0023]2、阳极；20、阳极片；
[0024]3、分隔部件；31、第一格栅板；k 1、第一格栅孔；32；第二格栅板；k2、第二格栅孔。
具体实施方式
[0025]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其包括形成有电镀腔的槽体、设置在所述电镀腔内的阳极，晶圆插设在所述电镀腔内并构成阴极，其特征在于：所述阳极形成有多个相互绝缘的分区；所述槽体与所述晶圆相对的一侧壁上形成有导电线的布线腔、连通外界与所述布线腔的导线通道，所述槽体的对应侧壁上还分布有与所述多个分区相连通的多个触点，其中相互独立的多根导电线穿过所述导线通道伸入所述布线腔并与所述多个触点一一对应连通，电镀时，每根所述导电线通过所述触点单独控制对应的所述分区的电流大小，且多个所述分区通电所形成的多个电场能够覆盖所述晶圆。2.根据权利要求1所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：所述槽体的对应侧壁上形成有自内侧面向外凹陷的阳极槽，所述触点设置在所述阳极槽的槽底，所述阳极插装在所述阳极槽内并与所述触点相固定连接。3.根据权利要求2所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：所述阳极槽有多个且由内向外间隔分布，所述阳极包括一一对应插装在多个所述阳极槽内的多个阳极片，其中每个所述阳极片对应一个分区。4.根据权利要求3所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：多个所述阳极片的厚度一致，且每个所述阳极片与对应的所述阳极槽的端面齐平。5.根据权利要求3所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：每个所述阳极片包括金属基层、复合在所述金属基层靠近所述晶圆一侧面上的金属氧化层。6.根据权利要求5所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：所述金属基层采用钛基材；和/或，所述金属氧化层采用二氧化铱。7.根据权利要求3所述的阳极基于多场耦合的晶圆电镀槽，其特征在于：每个所述阳极片对接有至少两个触点，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雪峰，肖凌峰，黎恩源，
申请(专利权)人：晟盈半导体设备江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：