电镀装置的制作方法

本发明涉及半导体制造设备领域，特别是涉及一种电镀装置。

背景技术：

1、半导体电镀是指在芯片制造过程中，将电镀液中的金属离子电镀到基板(例如晶圆)表面形成金属互连线。

2、金属块作为阳极，补充电镀液中消耗的金属离子。在电镀过程中，金属块表面持续消耗，使得金属块与作为阴极的基板之间的距离不断增大。此外，金属块的平坦表面也随着工艺进行变得凹凸不平，使得金属块表面不同位置距离基板之间的距离发生改变，这都影响基板表面上金属的沉积速率，进而引起基板表面镀膜厚度分布不均匀。

3、因此，有必要对电镀设备进行改良，以期改善基板电镀的均匀性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电镀装置，用于解决现有技术中基板电镀不均匀的问题。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种电镀装置，包括：

3、夹具，用于夹持基板；

4、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

5、实心阳极，所述实心阳极为惰性阳极，且所述实心阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

6、活性阳极，所述活性阳极配置在所述实心阳极的下方，用于补充金属离子；

7、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

8、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液；

9、至少一条内流体通道，配置在该阳极区的壁面内，用以引导阳极液从所述阳极进液口流向所述阳极排液口。

10、为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供了一种电镀装置，包括：

11、夹具，用于夹持基板；

12、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

13、网状阳极，所述网状阳极为惰性阳极，且所述网状阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

14、活性阳极，所述活性阳极配置在所述网状阳极的下方，用于补充金属离子；

15、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

16、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液。

17、为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供了一种电镀装置，包括：

18、夹具，用于夹持基板；

19、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

20、穿孔阳极，所述穿孔阳极为惰性阳极，且所述穿孔阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

21、活性阳极，所述活性阳极配置在所述穿孔阳极的下方，用于补充金属离子；

22、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

23、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液；

24、其中，所述穿孔阳极上形成有穿孔，并具有第一表面，所述第一表面与所述基板平行，各个阳极区的穿孔阳极的第一表面共同构成电场产生面，所述电场产生面的尺寸与所述基板的有效电镀表面的尺寸相等。

25、为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供了一种电镀装置，包括：

26、夹具，用于夹持基板；

27、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

28、穿孔阳极，所述穿孔阳极上形成有穿孔，且所述穿孔阳极为惰性阳极，所述穿孔阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

29、活性阳极，所述活性阳极配置在所述穿孔阳极的下方，用于补充金属离子；

30、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

31、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液；

32、其中，至少一个阳极区内配置有整流板，所述整流板配置在其所在阳极区的阳极进液口和活性阳极之间。

33、为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供了一种电镀装置，包括：

34、夹具，用于夹持基板；

35、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

36、穿孔阳极，所述穿孔阳极上形成有穿孔，且所述穿孔阳极为惰性阳极，所述穿孔阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

37、活性阳极，所述活性阳极配置在所述穿孔阳极的下方，用于补充金属离子；

38、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

39、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液；

40、其中，至少一个阳极区内配置有搅拌部，所述搅拌部包括：

41、磁力搅拌子，所述磁力搅拌子位于其所在阳极区的活性阳极和阳极进液口之间；

42、磁力发生器，所述磁力发生器位于其所在阳极区的外部，用以驱动所述磁力搅拌子转动。

43、为实现上述目的及其它相关目的，本发明还提供了一种电镀装置，包括：

44、夹具，用于夹持基板；

45、阳极腔，所述阳极腔包括至少一个独立的阳极区，每个阳极区配置有：

46、穿孔阳极，所述穿孔阳极上形成有穿孔，且所述穿孔阳极为惰性阳极，所述穿孔阳极配置在所述基板的下方并与所述基板平行相对设置；

47、活性阳极，所述活性阳极配置在所述穿孔阳极的下方，用于补充金属离子；

48、至少一个阳极进液口，用于向该阳极区供应阳极液；

49、至少一个阳极排液口，用于从该阳极区排出阳极液；

50、其中，至少一个阳极区内配置有流体分散管和阳极进液管，所述流体分散管位于其所在阳极区的穿孔阳极上方，并通过所述阳极进液管与其所在阳极区的阳极进液口相连通，用以使阳极液均匀分散。

51、如上所述，本发明提供一种电镀装置，具有以下有益效果：

52、1)通过在阳极区设置实心阳极、网状阳极或者穿孔阳极作为惰性阳极，与基板之间保持恒定距离，以在基板表面形成稳定的电场，从而改善电镀的均匀性；

53、2)通过在阳极区的惰性阳极下方设置活性阳极，用以在电镀过程中不断补充金属离子，以使金属离子更充足地传输至基板，从而起到改善电镀均匀性的作用；

54、3)通过在阳极区设置整流板、流体分散管或者搅拌部等部件，用以使阳极液均匀分散，进一步改善电镀的均匀性。

技术特征：

1.一种电镀装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述实心阳极具有第一表面，所述第一表面与所述基板平行，各个阳极区的实心阳极的第一表面共同构成电场产生面，所述电场产生面的尺寸与所述基板的有效电镀表面的尺寸相等。

3.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述实心阳极与其所在的阳极区的壁面之间为密封接触。

4.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，每个阳极区配置的至少一个阳极排液口包括一个第一阳极排液口和至少一对第二阳极排液口，所述第一阳极排液口位于其所在阳极区的最高点，第二阳极排液口成对设置在其所在阳极区的第一阳极排液口的两侧。

5.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述阳极进液口配置在每个阳极区的的底部，用以使阳极液自下而上冲刷所述活性阳极。

6.根据权利要求5所述的电镀装置，其特征在于，至少一个所述阳极区还配置有整流板，所述整流板配置在其所在阳极区的阳极进液口和活性阳极之间。

7.根据权利要求5所述的电镀装置，其特征在于，至少一个所述阳极区还配置有搅拌部，所述搅拌部配置在其所在阳极区的阳极进液口和活性阳极之间。

8.根据权利要求7所述的电镀装置，其特征在于，所述搅拌部包括：

9.根据权利要求8所述的电镀装置，其特征在于，所述磁力搅拌子自由放置于其所在阳极区的内部，或者所述磁力搅拌子通过轴承可转动地安装在其所在阳极区的底壁。

10.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述实心阳极的材质为金属钛(ti)。

11.根据权利要求10所述的电镀装置，其特征在于，所述实心阳极的表面具有金(au)或铂(pt)涂层。

12.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述活性阳极为金属块或金属颗粒。

13.一种电镀装置，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的电镀装置，其特征在于，所述网状阳极具有第一表面，所述第一表面与所述基板平行，各个阳极区的网状阳极的第一表面共同构成电场产生面，所述电场产生面的尺寸与所述基板的有效电镀表面的尺寸相等。

15.根据权利要求13所述的电镀装置，其特征在于，每个阳极区配置的至少一个阳极排液口包括一个第一阳极排液口和至少一对第二阳极排液口，所述第一阳极排液口位于其所在阳极区的最高点，第二阳极排液口成对设置在其所在阳极区的第一阳极排液口的两侧。

16.根据权利要求13所述的电镀装置，其特征在于，至少一个所述阳极区还配置有搅拌部，所述搅拌部包括：

17.根据权利要求13所述的电镀装置，其特征在于，至少一个所述阳极区还配置有流体分散管和阳极进液管，所述流体分散管位于其所在阳极区的活性阳极上方，并通过所述阳极进液管与其所在阳极区的阳极进液口相连通，用以使阳极液均匀分散。

18.根据权利要求17所述的电镀装置，其特征在于，所述流体分散管包括多个分支管，所述分支管呈直管状，且开设有多个喷出口，所述多个分支管呈辐射状分布在所述阳极进液管的周围，并与所述阳极进液管相连通。

19.根据权利要求18所述的电镀装置，其特征在于，所述喷出口倾斜向下设置。

20.根据权利要求18所述的电镀装置，其特征在于，所述多个分支管各自沿其长度方向设置有一排喷出口，多排喷出口以同一旋转方向设置所述喷出口的朝向。

21.根据权利要求17所述的电镀装置，其特征在于，所述流体分散管包括至少一个环形管，所述环形管上开设有多个喷出口。

22.根据权利要求13所述的电镀装置，其特征在于，所述活性阳极为金属颗粒或者金属块。

23.一种电镀装置，其特征在于，包括：

24.一种电镀装置，其特征在于，包括：

25.一种电镀装置，其特征在于，包括：

26.根据权利要求25所述的电镀装置，其特征在于，所述磁力搅拌子自由放置于其所在阳极区的内部；或者所述磁力搅拌子通过轴承可转动地安装在其所在阳极区的底部。

27.一种电镀装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提出的电镀装置，通过在阳极区设置实心阳极、网状阳极或者穿孔阳极作为惰性阳极，与基板之间保持恒定距离，以在基板表面形成稳定的电场，从而改善电镀的均匀性；通过在阳极区的惰性阳极下方设置活性阳极，用以在电镀过程中不断补充金属离子，以使金属离子更充足地传输至基板，从而起到改善电镀均匀性的作用；通过在阳极区设置整流板、流体分散管或者搅拌部等部件，用以使阳极液均匀分散，进一步改善电镀的均匀性。

技术研发人员：王辰,金一诺,王坚,王晖,杨宏超
受保护的技术使用者：盛美半导体设备(上海)股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20