CN110552048B - 电镀腔体以及包括其的ecp设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电镀腔体以及包括其的ECP设备，包括：外腔体；扩散膜，其设置于外腔体内；循环管，其两端分别与外腔体的外壁固定连接，且循环管与外腔体的内腔室导通。本申请通过在电镀腔体的外腔体的外壁固定设置与外腔体内室导通的循环管，当设置有该电镀腔体的ECP设备工作时，附着在外腔体内部的扩散膜上的气泡可通过循环管导出，解决了通过人工手动敲击扩散膜排除气泡的方式效果较差且效率较低，在一定程度上提高了电镀工艺的良率。

Description

电镀腔体以及包括其的ECP设备
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体制造中的电镀腔体，设置有该电镀腔体的ECP设备。
背景技术
电化学镀膜(Electrochemical Plating，ECP)工艺是指通过电镀的方法将阳极上的铜沉积到晶圆表面，从而实现铜互连。
目前，ECP设备的维护过程中需要将电镀腔体中的硫酸铜溶液排干，重新输入新鲜的硫酸铜溶液，在该过程中会将空气带入至电镀腔体中形成气泡黏着吸附在扩散膜(Diffuser Membrane)上。因此，在对ECP设备进行维护之后，通常会通过人工手动的方式敲击薄膜，使气泡从扩散膜的表面渗出。
然而，通过人工手动敲击扩散膜排除气泡的方式效果较差且效率较低，由于气泡的残留，晶圆上与气泡对应的位置无法形成闭合回路，从而阻碍了电荷转移，导致铜离子无法沉积到晶圆表面，在一定程度上影响了电镀工艺的良率。
发明内容
本申请提供了一种电镀腔体以及包括其的ECP设备，可以解决相关技术中提供的ECP设备在使用过程中所导致电镀工艺良率较低的问题。
一方面，本申请实施例提供了一种电镀腔体，所述电镀腔体应用于ECP设备中，所述电镀腔体包括：
外腔体；
扩散膜，所述扩散膜设置于所述外腔体内；
循环管，所述循环管的两端分别与所述外腔体的外壁固定连接，所述循环管与所述外腔体的内腔室导通。
可选的，所述循环管用于当设置有所述电镀腔体的ECP设备工作时，将附着在所述扩散膜上的气泡导出。
可选的，所述循环管与所述外腔体连接的位置位于所述扩散膜的下方。
可选的，所述循环管的两端从所述连接位置顺着所述外腔体的外壁向上延伸后弯折。
可选的，所述循环管弯折的位置高于硫酸铜溶液的液面，所述硫酸铜溶液是设置有所述电镀腔体的ECP设备工作时向所述电镀腔体输入的反应溶液。
可选的，所述循环管由防酸材料制造。
可选的，所述防酸材料包括聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜以及聚丙烯薄膜中的至少一种。
一方面，本申请提供了一种ECP设备，包括如上任一所述电镀腔体、设置于所述外腔体内的阳极腔体、设置于所述阳极腔体内的阳极铜以及设置于所述阳极腔体上方的阴极腔体；
其中，所述扩散膜设置于所述阳极腔体的开口处。
可选的，所述阴极腔体中还包括密封电触点，所述密封电触点与所述阳极腔体电性连接；
当所述ECP设备工作时，固定于所述阴极腔体中的晶圆和所述阳极铜分别通过所述密封电触点和输入所述电镀腔体内的硫酸铜溶液实现导通。
可选的，所述阳极铜和所述扩散膜之间还设置有过滤膜。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过在电镀腔体的外腔体的外壁固定设置与外腔体内室导通的循环管，当设置有该电镀腔体的ECP设备工作时，附着在外腔体内部的扩散膜上的气泡可通过循环管导出，解决了通过人工手动敲击扩散膜排除气泡的方式效果较差且效率较低，在一定程度上提高了电镀工艺的良率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个示例性实施例提供的电镀腔体的截面示意图；
图2是本申请一个示例性实施例提供的电镀腔体的立体示意图；
图3是本申请一个示例性实施例提供的ECP设备的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
参考图1和图2，其示出了本申请一个示例性实施例提供的电镀腔体的示意图，如图1和图2所示，本实施例提供的电镀腔体100应用于ECP设备中，该电镀腔体100包括：
外腔体110；扩散膜121，其设置于外体110内；循环管130，其两端分别与外腔体120的外壁固定连接，其与外腔体110的内腔室导通。
当设置有该电镀腔体100的ECP设备工作时，将晶圆101固定在扩散膜121上方，将阳极铜102固定在扩散膜121的下方，外腔体110内输入硫酸铜溶液，晶圆101和阳极铜102之间电性连接通过硫酸铜溶液进行电镀，在电镀过程中，循环管130将附着在扩散膜121上的气泡导出。
综上所述，本实施例中，通过在电镀腔体的外腔体的外壁固定设置与外腔体内室导通的循环管，当设置有该电镀腔体的ECP设备工作时，附着在外腔体内部的扩散膜上的气泡可通过循环管导出，解决了通过人工手动敲击扩散膜排除气泡的方式效果较差且效率较低，在一定程度上提高了电镀工艺的良率。
实施例2：
参考实施例1、图1以及图2，实施例2和实施例1的区别在于：循环管130与外腔体110连接的位置131和132位于扩散膜121的下方。
本实施例中，通过将循环管与外腔体连接的位置设置于扩散膜的下方，由于气泡通常附着于扩散膜的下方，因此能够提高循环管排除气泡的效率。
实施例3：
参考实施例2、图1和图2，实施例3和实施例2的区别在于：循环管130的两端从连接位置131、132顺着外腔体110的外壁向上延伸后弯折。
可选的，循环管130弯折的位置133、134高于硫酸铜溶液的液面，该硫酸铜溶液是设置有该电镀腔体100的ECP设备工作时向电镀腔体100输入的反应溶液。通过将循环管弯折的位置设置于高于硫酸铜溶液的液面，使循环管的部分高于硫酸铜溶液的液面，避免了循环管被硫酸铜溶液充满，在一定程度上能够提高排除气泡的效率。
可选的，上述实施例中，循环管由防酸材料制造；可选的，防酸材料包括聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜以及聚丙烯薄膜中的至少一种。通过使用防酸材料制造循环管，降低了循环管被硫酸铜溶液腐蚀的几率，提高了循环管的使用寿命。
实施例4：
参考图3，其示出了本申请一个示例性提供的ECP设备的示意图，如图3所示，本实施例提供的ECP设备包括上述任一实施例提供的电镀腔体(其包括外腔体110、扩散膜121以及循环管130)、设置于外腔体110内的阳极腔体120、设置于阳极腔体120内的阳极铜102以及设置于阳极腔体120上方的阴极腔体140。
可选的，阴极腔体140中还包括密封电触点141，密封电触点141与阳极腔体120电性连接。当ECP设备300工作时，固定于阴极腔体140中的晶圆101和阳极铜102分别通过密封电触点141和输入电镀腔体内的硫酸铜溶液实现导通。
可选的，阳极铜102和扩散膜121之间还设置有过滤膜122。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种电镀腔体，其特征在于，所述电镀腔体应用于ECP设备中，所述电镀腔体包括：
外腔体；
扩散膜，所述扩散膜设置于所述外腔体内；
循环管，所述循环管的两端分别与所述外腔体的外壁固定连接，所述循环管与所述外腔体的内腔室导通，所述循环管用于当设置有所述电镀腔体的ECP设备工作时，将附着在所述扩散膜上的气泡导出；
其中，所述循环管与所述外腔体连接的位置位于所述扩散膜的下方，所述循环管的两端从连接位置顺着所述外腔体的外壁向上延伸后弯折，所述循环管弯折的位置高于硫酸铜溶液的液面，所述硫酸铜溶液是设置有所述电镀腔体的ECP设备工作时向所述电镀腔体输入的反应溶液。
2.根据权利要求1所述的电镀腔体，其特征在于，所述循环管由防酸材料制造。
3.根据权利要求2所述的电镀腔体，其特征在于，所述防酸材料包括聚四氟乙烯薄膜、聚乙烯薄膜以及聚丙烯薄膜中的至少一种。
4.一种ECP设备，其特征在于，包括权利要求1至3任一所述电镀腔体、设置于所述外腔体内的阳极腔体、设置于所述阳极腔体内的阳极铜以及设置于所述阳极腔体上方的阴极腔体；
其中，所述扩散膜设置于所述阳极腔体的开口处。
5.根据权利要求4所述的ECP设备，其特征在于，所述阴极腔体中还包括密封电触点，所述密封电触点与所述阳极腔体电性连接；
当所述ECP设备工作时，固定于所述阴极腔体中的晶圆和所述阳极铜分别通过所述密封电触点和输入所述电镀腔体内的硫酸铜溶液实现导通。
6.根据权利要求4或5所述的ECP设备，其特征在于，所述阳极铜和所述扩散膜之间还设置有过滤膜。
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