一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供了一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺，所述腔體結(jié)構(gòu)包括腔體本體；所述腔體本體內(nèi)設(shè)有隔膜和金屬陽極，所述隔膜和所述金屬陽極平行設(shè)置；所述隔膜與至少一組驅(qū)動組件相連，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動；所述隔膜遠離其中心的邊緣位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)。所述電鍍機臺包括上述的腔體結(jié)構(gòu)。本實用新型專利技術(shù)提供的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺能夠有效減少電鍍過程中的邊緣效應(yīng)，提高沉積在晶圓表面的金屬薄膜厚度的均勻性。

A kind of cavity structure of electroplating machine and electroplating machine

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺
本技術(shù)涉及半導(dǎo)體制造
，特別涉及一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺。
技術(shù)介紹
在制造集成電路半導(dǎo)體器件中，基板表面的平勻度相當(dāng)關(guān)鍵，特別是元件的密度增加且尺寸縮小至微米等級后。一般使用金屬層作為IC中個別元件的連線，以介電層或絕緣層隔開金屬線，并于介電層間形成溝槽、接觸孔、借點等互聯(lián)結(jié)構(gòu)，以提供導(dǎo)電金屬層間的電路通道?，F(xiàn)有技術(shù)中互聯(lián)結(jié)構(gòu)以采用銅或銅合金作為主要材料，具體可采用下述方法沉積銅或銅合金的金屬層或薄膜：物理氣相沉積(PVD)方法、化學(xué)氣相沉積(CVD)方法以及電鍍法。其中，電鍍法能夠容易獲得高純度的金屬層或薄膜，采用電鍍法不僅金屬層或薄膜的形成速度快，而且還能夠比較容易地控制金屬層或薄膜的厚度，因此電鍍法已成為主流方法。一般銅電鍍制程是將晶圓的待電鍍表面接觸電鍍液，在電流源的驅(qū)動下，位于金屬陽極與晶圓的帶電鍍表面之間的電解溶液中有電流流過，其中電解溶液中含有欲沉積的金屬陽離子的溶液，例如含有銅離子的溶液，流到晶圓附近的銅離子在晶圓上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而沉積金屬至晶圓的待電鍍表面。在采用電鍍法沉積大量銅之前，晶圓表面鍍有種子層，存在一定電阻，從晶圓邊緣到中心，電阻會越來越大，導(dǎo)致在電鍍時從晶圓邊緣到中心的電流會越來越小，從而造成金屬薄膜厚度不均勻，即中心較薄，邊緣較厚。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓表面的電鍍金屬薄膜中心較薄、邊緣較厚的問題。為達到上述目的，本技術(shù)提供一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，包括腔體本體；所述腔體本體內(nèi)設(shè)有隔膜和金屬陽極，所述隔膜和所述金屬陽極平行設(shè)置；所述隔膜與至少一組驅(qū)動組件相連，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動；所述隔膜遠離其中心的邊緣位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)?？蛇x的，所述驅(qū)動組件包括相連的驅(qū)動部件和傳動部件，所述驅(qū)動部件通過所述傳動部件驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動?？蛇x的，所述驅(qū)動部件為馬達，所述傳動部件包括齒輪和升降桿，所述升降桿沿其軸向設(shè)有用于與所述齒輪相嚙合的齒條，所述齒輪與所述驅(qū)動部件的輸出軸相連，所述升降桿的一端與所述隔膜相連。可選的，所述驅(qū)動部件的輸出軸與所述腔體本體的連接處設(shè)有密封件。可選的，所述隔膜遠離其中心的邊緣位置的上表面或/和下表面設(shè)有第一擋板?？蛇x的，所述隔膜靠近所述金屬陽極的一端連有至少一彈性支撐件，所述彈性支撐件的一端與所述隔膜相連，另一端固定?？蛇x的，所述腔體本體內(nèi)還設(shè)有絕緣環(huán)，所述絕緣環(huán)位于所述隔膜和所述金屬陽極之間并固定于所述腔體本體的內(nèi)壁上。可選的，所述腔體本體內(nèi)還設(shè)有高電阻虛擬陽極，所述高電阻虛擬陽極與所述隔膜平行設(shè)置并固定于所述腔體本體的內(nèi)壁上，所述隔膜位于所述高電阻虛擬陽極和所述金屬陽極之間。可選的，所述隔膜的中央位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)。可選的，所述隔膜的中央位置的上表面或/和下表面設(shè)有第二擋板。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)還提供一種電鍍機臺，所述電鍍機臺包括上述的腔體結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)提供的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺具有以下優(yōu)點：(1)本技術(shù)提供的腔體結(jié)構(gòu)，在電鍍晶圓的過程中，由于隔膜能夠沿腔體本體的軸向往復(fù)移動，從而使得隔膜能夠靠近和遠離晶圓，又由于隔膜的邊緣位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)，由此可以在電鍍初期，通過驅(qū)動組件驅(qū)動隔膜靠近晶圓，晶圓邊緣得到的金屬陽離子較少，因此晶圓邊緣的膜厚較薄，然后通過驅(qū)動組件驅(qū)動隔膜慢慢遠離晶圓，使晶圓表面得到的金屬陽離子慢慢變得相同，從而可以有效減少電鍍過程中的邊緣效應(yīng)，提高沉積在晶圓表面的金屬薄膜厚度的均勻性。(2)本技術(shù)提供的電鍍機臺能夠提高沉積在晶圓表面的金屬薄膜厚度的均勻性。附圖說明圖1為本技術(shù)一實施方式的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)中的齒輪與升降桿的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)中的隔膜靠近晶圓時，金屬陽離子的擴散示意圖；圖4為圖1所示電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)中的隔膜遠離晶圓時，金屬陽離子的擴散示意圖。其中，附圖標記如下：隔膜-100；金屬陽極-200；驅(qū)動部件-300；傳動部件-400；輸出軸-310；齒輪-410；升降桿-420；齒條-421；密封件-500；第一擋板-110；彈性支撐件-600；絕緣環(huán)-700；高電阻虛擬陽極-800；第二擋板-120，進液管-910；進液閥-911；出液管-920；出液閥-921；晶圓-1000。具體實施方式以下結(jié)合附圖1至4和具體實施方式對本技術(shù)提出的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本技術(shù)的優(yōu)點和特征將更清楚。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本技術(shù)實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本技術(shù)所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本技術(shù)所揭示的
技術(shù)實現(xiàn)思路
能涵蓋的范圍內(nèi)。本技術(shù)的核心思想在于提供一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)及電鍍機臺，以解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓表面的電鍍金屬薄膜中心較薄、邊緣較厚的問題。為實現(xiàn)上述思想，本技術(shù)提供一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，圖1示意性的給出了本技術(shù)一實施方式的的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述腔體結(jié)構(gòu)包括腔體本體。所述腔體本體能夠被填充有電解溶液，電解溶液中含有欲沉積的金屬陽離子，例如銅離子。其中，如圖1所示，所述腔體本體上可設(shè)有供電解溶液輸入的進液管910和供電解液輸出的出液管920，所述進液管910內(nèi)設(shè)有進液閥911，所述出液管920內(nèi)設(shè)有出液閥921。當(dāng)打開所述進液閥911時，能夠向所述腔體本體內(nèi)輸入電解溶液。當(dāng)打開所述出液閥921時，能夠?qū)⑺銮惑w本體內(nèi)的電解溶液排出。如圖1所示，所述腔體本體內(nèi)設(shè)有隔膜100和金屬陽極200，例如銅陽極，所述隔膜100和所述金屬陽極200平行設(shè)置。圖3和圖4示意性的給出了本技術(shù)提供的腔體結(jié)構(gòu)在使用過程中的示意圖，如圖3和圖4所示，在電鍍晶圓的操作中，機械設(shè)備夾持待電鍍晶圓1000并將其放置于電解溶液中，待電鍍晶圓1000位于所述隔膜100的上方且與所述隔膜100平行，所述待電鍍晶圓1000、所述隔膜100和所述金屬陽極200三者平行設(shè)置，且三者的中心軸線大體上相重合。晶圓1000的待電鍍表面面向電解溶液，電源的負輸出引線連接至晶圓1000，正輸出引線連接至金屬陽極200。在操作時，電源施加偏壓以使得晶圓1000相對于金屬陽極200具有負電位，從而引起金屬陽離子從金屬陽極200流至隔膜100并穿過隔膜100到達晶圓1000，并且在晶圓1000的待電鍍表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括腔體本體；/n所述腔體本體內(nèi)設(shè)有隔膜和金屬陽極，所述隔膜和所述金屬陽極平行設(shè)置；/n所述隔膜與至少一組驅(qū)動組件相連，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動；/n所述隔膜遠離其中心的邊緣位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括腔體本體；
所述腔體本體內(nèi)設(shè)有隔膜和金屬陽極，所述隔膜和所述金屬陽極平行設(shè)置；
所述隔膜與至少一組驅(qū)動組件相連，所述驅(qū)動組件用于驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動；
所述隔膜遠離其中心的邊緣位置為能夠阻擋陽離子通過的封閉結(jié)構(gòu)。


2.如權(quán)利要求1所述的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括相連的驅(qū)動部件和傳動部件，所述驅(qū)動部件通過所述傳動部件驅(qū)動所述隔膜沿所述腔體本體的軸向往復(fù)移動。


3.如權(quán)利要求2所述的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動部件為馬達，所述傳動部件包括齒輪和升降桿，所述升降桿沿其軸向設(shè)有用于與所述齒輪相嚙合的齒條，所述齒輪與所述驅(qū)動部件的輸出軸相連，所述升降桿的一端與所述隔膜相連。


4.如權(quán)利要求3所述的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動部件的輸出軸與所述腔體本體的連接處設(shè)有密封件。


5.如權(quán)利要求1所述的電鍍機臺腔體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔膜遠離其中心的邊緣位置的上...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦杰，王金崗，薛超，林宗賢，
申請(專利權(quán))人：德淮半導(dǎo)體有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32