[實用新型]晶圓電鍍工藝腔

有效

• 申請號: 201821286929.5
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN208586366U
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 秦杰;吳孝哲;林宗賢;吳龍江;薛超
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: C25D7/12
• 分類號: C25D7/12;C25D17/00;C25D21/10
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 楊楷;毛立群

本實用新型涉及半導體設備制造領域，公開了一種晶圓電鍍工藝腔，用于對晶圓進行電鍍，包括：腔體，用于容納電解液；支座，支座沿著腔體的內側壁的周向設置，用于承托晶圓；陽極電極，陽極電極位于腔體內且與支座所處的平面平行地設置，從而與晶圓相對設置；高電阻虛擬陽極，設置于腔體內，位于陽極電極與支座之間；以及旋轉機構，設置陽極電極下方，用于帶動陽極電極旋轉。本實用新型通過在腔體內設置旋轉機構，并將陽極電極安裝在旋轉機構上，使腔體內的電解液產生暗流，從而將過量的磷沉淀物帶走，控制陽極電極表面的磷膜的厚度在合理范圍內波動，保證電解液的純凈度并且減少阻抗的變化，從而確保電鍍的效率和質量。

技術領域

本實用新型涉及半導體設備制造領域，特別涉及一種晶圓電鍍工藝腔。

背景技術

在半導體制造工藝中，可以通過導電引線電連接至晶圓，采用電鍍工藝沉積金屬至晶圓上圖案化的溝槽內而形成金屬層(又稱為金屬薄膜)中的金屬線，例如形成銅金屬線(又稱為銅金屬導線)，或者銀金屬線(又稱為銀金屬導線)。

在現有技術中，為了在晶圓表面形成銅金屬線，參見圖1所示，通常在電鍍液為硫酸銅的環境下進行，外接電源的正極為陽極，放置用于電鍍的銅塊，電源的負極為陰極，并放置晶圓。為了避免在電鍍過程中陽極的銅塊消耗過快，并對電鍍的速度進行控制，通常會在銅塊中摻雜磷，其中磷的含量占銅塊的0.01％。添加磷后，在電鍍過程中，由于陽極的銅塊表面包覆有一層磷膜，因此使得銅塊氧化消耗的速度減緩，從而確保了在晶圓上形成的銅金屬線的質量。

然而在銅塊中添加磷也帶來了一系列的問題，例如，在硫酸銅溶液和銅塊的長期電鍍離化的過程中，在腔室的底部和銅塊的表面會形成過多的磷沉淀物，影響陽極的銅塊發生氧化反應，從而導致硫酸銅溶液的純凈度下降并改變硫酸銅溶液的阻抗，進而影響在晶圓表面形成的銅金屬線的質量，降低電鍍的良品率。

實用新型內容

本實用新型是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種晶圓電鍍工藝腔，能夠去除過多的磷沉淀物。

根據本實用新型，通過設置旋轉機構并將陽極電極(銅塊)安裝在旋轉機構上，在電解液內產生暗流，減少陽極電極上的磷沉淀物，從而確保電鍍的效率和質量。

具體地，本實用新型提供的一種晶圓電鍍工藝腔，用于對晶圓進行電鍍，包括：腔體，用于容納電解液；支座，支座沿著腔體的內側壁的周向設置，用于承托晶圓；陽極電極，陽極電極位于腔體內且與支座所處的平面平行地設置，從而與晶圓相對設置；高電阻虛擬陽極，設置于腔體內，位于陽極電極與支座之間；以及旋轉機構，設置陽極電極下方，用于帶動陽極電極旋轉。

相較于現有技術而言，本實用新型通過在腔體內設置旋轉機構，并將陽極電極安裝在旋轉機構上，使腔體內的電解液產生暗流，從而將過量的磷沉淀物帶走，控制陽極電極表面的磷膜的厚度在合理范圍內波動，保證電解液的純凈度并且減少阻抗的變化，從而確保電鍍的效率和質量。

作為優選，旋轉機構包括底盤、轉軸以及驅動裝置，轉軸一端固定連接于底盤，另一端與驅動裝置連接。

底盤通常采用可以導電的材料，用于安裝并固定陽極電極，并帶動陽極電極旋轉產生暗流。驅動裝置通過轉軸驅動底盤轉動，并控制底盤的轉速，從而對形成的暗流進行控制，進而將提高電鍍形成的金屬導線的品質。

進一步地，作為優選，旋轉機構還包括密封組件，密封組件安裝在轉軸上，能夠對轉軸和腔體連接處進行密封。

腔體內盛放有電解液，而安裝旋轉機構時，為了安裝轉軸，會在腔體上開孔，導致腔體的密封性下降。設置密封組件能夠對轉軸和開孔的連接處進行密封，降低電解液從腔體內泄漏的概率，從而提供良好的電鍍條件。

進一步地，作為優選，密封組件為安裝在腔體上的磁流體組件，磁流體組件同軸套設在轉軸上。

磁流體組件既能夠起到良好密封的效果，同時又能夠使轉軸將運動傳遞至底盤，從而在電解液內產生暗流。