CN113423874B - 电镀装置及电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种在基板上电镀金属层的电镀装置及电镀方法。在一个实施例中，一电镀方法包括以下步骤：步骤1：将基板浸入电镀腔内的电镀液中，所述电镀腔包括至少一个第一阳极和一个第二阳极(3001)；步骤2：打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11(3002)；步骤3：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21(3003)；以及步骤4：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22；其中，步骤2至步骤4周期性执行。

Description

电镀装置及电镀方法
技术领域
本发明涉及一种在基板表面沉积金属层的电镀装置及电镀方法，更具体地，涉及一种在基板上沉积金属层以在半导体器件上形成互连结构的电镀装置及电镀方法。
背景技术
随着集成电路技术与工艺的发展，需要一种新的互连技术来突破传统互连技术的局限性。以铝和铝合金作为导电材料和以二氧化硅作为介质材料的铝互连被称为第一代互连技术。在超大规模集成电路(VLSI)时代，铝互连技术基本能满足电路性能的要求，因而得到了广泛的应用。然而，随着器件的特征尺寸进入深亚微米领域，它要求金属互连的宽度减小而金属互连层数增加。但由于使用铝作为互连材料，随着金属互连层数的增加及金属互连宽度的减小，铝互连电阻增加，从而导致电路延迟时间的增加，信号衰减和串扰效应、电迁移加剧和应力迁移失效，严重影响了电路的可靠性。
因此，在新的半导体互连工艺中，使用铜及低K介质材料来替代传统的铝及二氧化硅。基于大马士革结构的铜互连工艺被称为第二代互连工艺。可用于在半导体器件中形成铜互连的示例性大马士革工艺可包括以下步骤：在基板上形成介质层；在介质层上形成诸如孔或沟槽等凹陷区域；在介质层及凹陷区域的壁上沉积阻挡层；在阻挡层及凹陷区域的壁上沉积种子层；在种子层上沉积铜层及在凹陷区域内填满铜；去除形成在非凹陷区域上的铜层、种子层及阻挡层。留在凹陷区域内的铜层形成了互连结构。已经开发出各种技术在凹陷区域内沉积铜层以形成互连结构，例如：PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)及电镀。相比于PVD及CVD，电镀具有优良的凹陷填充能力及更快的沉积速率。因此，电镀被广泛应用在凹陷区域沉积铜层。然而，随着器件制造节点的不断缩小，更窄的线将应用在下一代半导体器件中。为了实施更窄的线宽工艺，需要使用更薄的铜种子层或是使用例如钴等新的种子层材料。而较薄的铜种子层或新的种子层材料会引起高电阻率，使电镀铜层填满凹陷区域变得困难。此外，传统的电镀使用的电流为直流模式。如果增大电镀电流以提高电镀速率，则在填充小间隙时会产生空洞。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提出一种在基板上电镀金属层的电镀方法，包括以下步骤：
步骤1：将基板浸入电镀腔内的电镀液中，所述电镀腔包括至少一个第一阳极和一个第二阳极；
步骤2：打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；以及
步骤4：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22；
其中，步骤2至步骤4周期性执行。
根据本发明的另一个实施例，提出一种在基板上电镀金属层的电镀方法，包括以下步骤：
步骤1：使基板进入包括至少一个第一阳极及一个第二阳极的电镀腔内的电镀液，与此同时，打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤2：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤3：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22；
其中，周期性调节第一电镀电源和第二电镀电源。
根据本发明的一个实施例，提出一种在基板上电镀金属层的电镀装置，包括：
电镀腔，所述电镀腔进一步包括：
阳极腔，所述阳极腔被分成多个独立的阳极区，每个独立的阳极区容纳由电镀电源供电的阳极并具有独立的阳极液进口、独立的阳极液出口及独立的气液排放口；
离子膜骨架，所述离子膜骨架固定在阳极腔的顶部，所述离子膜骨架具有一基部，基部的顶部向上延伸形成侧壁，基部及其侧壁形成阴极腔，多个第一隔板设置在基部的顶部以将阴极腔分成多个阴极区，基部具有多对支管以向阴极区提供电镀液，每一个支管上设有多个供液孔；
离子膜，所述离子膜安装在离子膜骨架的基部的底部以将阳极腔和阴极腔分隔开，其中，所述阳极腔被分成至少两个独立的阳极区，第一阳极位于一个独立的阳极区内并由第一电镀电源供电，第二阳极位于另一个独立的阳极区内并由第二电镀电源供电，所述电镀装置进一步包括：
控制器，被配置为控制第一电镀电源及第二电镀电源操作如下：
第一电镀电源被设置为输出的功率值为P11并持续一时间段T11，当时间段T11结束时，第一电镀电源被调节为输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，第二电镀电源被设置为输出的功率值为P21并持续一时间段T21，当时间段T21结束时，第二电镀电源被调节为输出的功率值为P22并持续一时间段T22，第一电镀电源和第二电镀电源由控制器按上述操作周期性控制。
附图说明
图1揭示了根据本发明的一个实施例的电镀装置的透视图。
图2揭示了根据本发明的一个实施例的电镀腔的透视图。
图3揭示了图2所示的电镀腔的剖视图。
图4揭示了阳极电连接的局部放大图。
图5揭示了图2所示的电镀腔的另一视角的剖视图。
图6揭示了气液排放通道的顶部结构的局部放大图。
图7揭示了气液排放通道的局部放大图。
图8揭示了离子膜骨架的剖视图。
图9a至图9c揭示了底部形状不同的离子膜骨架。
图10揭示了阴极区独立供液的示意图。
图11a揭示了与各阴极区相对应的供液孔具有相同的密度但是不同的直径，图11b揭示了与各阴极区相对应的供液孔具有相同的直径但是密度不同。
图12揭示了扩散板的透视图。
图13揭示了图12所示扩散板的剖视图。
图14揭示了扩散板安装的局部放大图。
图15a及图15b揭示了将第二隔板固定在扩散板上的两种方式。
图16a至图16c揭示了不同形状的第二隔板。
图17揭示了在基板的中心与阴极腔的中心对准的条件下的电镀形貌图。
图18揭示了基板的中心与阴极腔的中心未对准的示意图。
图19揭示了在基板的中心与阴极腔的中心未对准的条件下的电镀形貌图。
图20揭示了根据本发明的另一个实施例的电镀腔的透视图。
图21揭示了图20所示电镀腔的剖视图。
图22揭示了在基板进行电镀时，基板与第二隔板之间具有一间隙的简示图。
图23揭示了根据本发明的另一个实施例的电镀腔的剖视图。
图24揭示了图23所示的电镀腔的中心流量调节的局部放大图。
图25揭示了中心盖的透视图。
图26揭示了中心盖的另一透视图。
图27揭示了调节件的透视图。
图28揭示了根据本发明的一个实施例的应用于各阳极的电镀电源的输出波形图。
图29揭示了根据本发明的定义的局部电镀模式的表格。
图30揭示了根据本发明的一个实施例的电镀方法的流程图。
图31揭示了根据本发明的另一个实施例的电镀方法的流程图。
图32揭示了根据本发明的用于局部电镀的波形图。
图33揭示了根据本发明的用于局部电镀的波形图。
图34揭示了根据本发明的用于局部电镀的另一波形图。
图35揭示了根据本发明的用于局部电镀的又一波形图。
具体实施方式
图1揭示了根据本发明的一个实施例的电镀装置。该电镀装置包括：卡盘装置100及电镀腔200。卡盘装置100用于保持基板以进行电镀。卡盘装置100能够使基板以一定预设速度旋转、相对水平面倾斜一定角度以及上下移动。关于卡盘装置100的更详细的描述已经在2015年12月4日申请的PCT申请号为PCT/CN2015/096402的专利中揭示，所有这些都通过引用并入本文。
参考图2至图7所示，电镀腔200包括阳极腔210、设置在阳极腔210顶部的阴极腔220、将阳极腔210及阴极腔220分隔开的离子膜230、环绕阳极腔210及阴极腔220的外围腔240及设置在外围腔240顶部的护罩250。
阳极腔210被分成多个阳极区211，每两个相邻的阳极区211由竖直排列的隔墙212隔开。隔墙212的材料是不导电的且具有耐化学腐蚀性。隔墙212用于隔离电场并限制电解液流场。在一个实施例中，不限于本发明，阳极腔210被分成四个阳极区211。每个阳极区211内设有一阳极2111。阳极2111可以是，例如铜柱或铜颗粒。从阳极腔210的中心至边缘可以将该四个阳极2111分别编号为第一阳极、第二阳极、第三阳极及第四阳极。根据不同的工艺要求，阳极2111可以由不同的材料制成。
如图4所示，每个阳极区211内进一步设置有导电板2112及T形的导电连接件2113，两者的材料都可以是Ti。连接件2113具有水平部和竖直部。导电板2112位于阳极2111的下方。连接件2113的水平部设置在导电板2112的下方，连接件2113的竖直部穿过设置在阳极区211底部的通孔以连接至一独立控制的电镀电源。电镀电源可以是直流电流/电压或脉冲电源。电镀电流或电压通过对应的连接件2113及导电板2112传导至各阳极2111以进行局部电镀。或者，在一个实施例中，所有的连接件2113都连接在一个电镀电源上，电镀电源能够在各阳极2111之间切换以实施局部电镀。用螺丝2114将导电板2112及连接件2113固定在一起。为了防止阳极区211内的电镀液漏至通孔，在连接件2113的水平部和阳极区211的底部之间分别设置有外密封圈2115和内密封圈2116。在外密封圈2115和内密封圈2116之间，阳极区211的底部进一步设有去离子水槽2117。外密封圈2115、内密封圈2116及去离子水槽2117为同心环。去离子水槽2117容纳去离子水。通过使用双密封圈提高了密封效果。如果外密封圈2115的密封效果被电镀液中的晶体破坏，那么内密封圈2116能够防止电镀液漏至通孔中。流经外密封圈2115的电镀液流入去离子水槽2117。电镀液在去离子水槽2117内被稀释，避免电镀液在内密封圈2116周围结晶，破坏内密封圈2116的密封效果。
离子膜骨架221固定在阳极腔210的顶部，离子膜骨架221的底部由隔墙212支撑。离子膜骨架221被配置为形成阴极腔220。离子膜230安装在离子膜骨架221的底部，用于将阳极腔210及阴极腔220分隔开。多对密封环260被配置成完全隔离各阳极区211，以保证各阳极区211之间没有任何质量和能量传输。具体地，一对密封环260设置在离子膜骨架221的底部和阳极腔210的顶部之间，其他几对密封环260分别设置在离子膜骨架221的底部和各隔墙212的顶部之间以形成完全独立的各阳极区211。每一个独立的阳极区211具有阳极液进口213，该阳极液进口213与电解液流量控制设备相连，用于向各阳极区211供应电镀液。每一个独立的阳极区211还具有阳极液出口214，用于排出阳极区211内老化的电解液、分解产物及颗粒。
每一个独立的阳极区211还进一步包括气液排放口215。每一个气液排放口215连接至一气液排放通道216。气液排放通道216设置在阳极区211内并紧靠隔墙212。气液排放通道216具有顶端217，该顶端217位于阳极区211的最高点。如图6及图7所示，气液排放通道216的顶端217具有第一表面2171及第二表面2172，第二表面2172连接着第一表面2171并斜向下延伸。气液排放通道216的顶端217的第一表面2171紧贴着离子膜230，因此在离子膜230与气液排放通道216的顶端217的第二表面2172之间形成气液排放入口2173。在电镀工艺中，电解液会通过各阳极液进口213供应至相对应的各阳极区211，并通过气液排放入口2173、气液排放通道216及气液排放口215排出。混在电解液中的气泡在阳极区211的最高点被收集并通过气液排放入口2173、气液排放通道216及气液排放口215排出。当阳极腔210需要更新电解液或需要做维护时，阳极腔210的各阳极区211内的阳极液将通过各阳极液出口214全部排出。
参考图8所示，被配置为形成阴极腔220的离子膜骨架221包括基部2211，该基部2211水平设置在阳极腔210的顶部。基部2211是刚性穿孔或网状框架。基部2211的周边向上延伸形成侧壁2212。基部2211和侧壁2212构成阴极腔220。侧壁2212的内表面设有卡槽2213。在基部2211的顶部设有多个第一隔板2214用于将阴极腔220分成多个阴极区。在一个实施例中，有三个第一隔板2214将阴极腔220分成了四个阴极区，分别命名为第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218。
离子膜骨架221的基部2211具有多对支管2219，用于向阴极腔220提供电镀液。各支管2219从基部2211的边缘延伸至基部2211的中心，因此各支管2219内的电镀液流向是从基部2211的边缘至基部2211的中心。各支管2219与阴极液进口2221相连。各支管2219上设有多个供液孔2222。各支管2219上的供液孔2222被分成四组，每一组供液孔2222对应一个阴极区。如图11a所示，对应第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的供液孔2222的密度是一样的，但是对应第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的供液孔2222的开孔直径是不同的。供液孔2222的直径从第一阴极区2215至第四阴极区2218逐渐增大。在另一个实施例中，如图11b所示，对应第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的供液孔2222的开孔直径是一样的，但是对应第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的供液孔2222的密度是不同的。供液孔2222的密度从第一阴极区2215至第四阴极区2218逐渐增大。每个供液孔2222的电镀液喷射方向相对于垂直平面倾斜一个角度。从图8可以看出电镀液通过各支管2219同时供给到第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218，因此第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的电镀液的供应是非独立控制的。
参考图10所示，揭示了阴极电镀液供应的另一个实施例。在基部2211上对称设置有八个支管2219。每两个相对的支管2219构成一对支管向一个阴极区供液。因此，有四对支管2219分别向第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218供液。从图10可以看出，每对支管2219上的供液孔2222只对应一个阴极区。因此，第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218的电镀液供应能够被独立控制，从而可以避免阴极区之间的电场互相干扰。
离子膜230安装在离子膜骨架221的基部2211的底部，用于将阳极腔210和阴极腔220分隔开。只有金属离子能经特定的方向通过离子膜230，电解液及电解液中的添加剂不能通过离子膜230，保证在阳极腔210及阴极腔220之间只有金属离子交换。
离子膜骨架221的基部2211的底部可以设计成各种形状。例如，如图9a所示，基部2211的底部可以是斜向上的。或者，如图9b所示，基部2211的底部可以大体上是V形的。或者，如图9c所示，基部2211的底部可以大体上是倒V形的。
扩散板270安装在阴极腔220内。参考图12至图14所示，扩散板270上设有大量的通孔271。通孔271的大小和分布决定了电解液的质场及电场的分布，最终会影响电镀形貌及系统电阻。扩散板270的顶表面设有多个上插槽272。该多个上插槽272为同心圆环结构。在一个实施例中，扩散板270的顶表面上设有三个上插槽272。扩散板270的底表面上设有多个下插槽273。该多个下插槽273同心圆环结构。下插槽273的数量与离子膜骨架221的第一隔板2214的数量相匹配。上插槽272与下插槽273一一对应。在一个实施例中，扩散板270的底表面上设有三个下插槽273。离子膜骨架221的第一隔板2214分别对应插入扩散板270的下插槽273内，以此在阴极腔220内支撑扩散板270。如图14所示，多个固定件274将扩散板270固定在阴极腔220内。具体地，每一个固定件274具有固定板2741及从固定板2741侧壁突伸的插入板2742。固定件274的插入板2742插入离子膜骨架221的卡槽2213内且有固定螺丝2743将固定板2741和扩散板270的边缘固定在一起。通过这种方式，可以将扩散板270固定在阴极腔220内。
多个第二隔板280插入并固定在扩散板270的上插槽272内以将阴极腔220分成多个阴极区，有利于基板边缘电镀形貌控制。在一个实施例中，有三个第二隔板280将阴极腔220分成四个阴极区。第二隔板280由非导电和抗酸材料制成，可以是PVC、PP等材料。
有多种方法可以将第二隔板280固定在扩散板270的顶表面。参考图15a及图15b所示，图15a揭示了通过粘贴或焊接的方式将第二隔板280固定在扩散板270的顶表面，图15b通过插入的方式将第二隔板280固定在扩散板270的顶表面上。
第二隔板280的厚度会影响基板上正对着第二隔板280的区域的电镀形貌，这些区域的镀层厚度会低于基板上其他区域的镀层厚度，这是由于第二隔板280上方的电场较弱，引起区与区之间电镀形貌边界效应。因此，具有更薄厚度的第二隔板280有助于最小化边界效应。在一个实施例中，各第二隔板280的厚度大约在0.5mm。通过优化第二隔板280的顶部形状也可以削弱边界效应。参考图16a至图16c所示，揭示了不同形状的第二隔板。图16a揭示了具有方形顶部结构的第二隔板280’。图16b揭示了具有三角形顶部结构的第二隔板280”。图16c揭示了具有弧形顶部结构的第二隔板280”’。显然，具有三角形顶部结构或弧形顶部结构的第二隔板要优于具有方形顶部结构的第二隔板，前者更有利于减弱边界效应。
再次参考图3所示，外围腔240环绕着阳极腔210和阴极腔220。外围腔240的底部设有多个阴极液出口241。阴极液出口241与阴极液槽相连。阴极电镀液通过支管2219上的供液孔2222供应至第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218，第一阴极区2215、第二阴极区2216、第三阴极区2217及第四阴极区2218内的阴极电镀液向上流动并通过扩散板270。阴极腔220内的电镀液从阴极腔220溢出至外围腔240。外围腔240内的电镀液通过阴极液出口241排出至阴极液槽内。
参考图3至图5所示，护罩250设置在外围腔240的顶部，在基板进行电镀时避免电镀液飞溅。护罩250具有收集槽251。在护罩250的收集槽251上设有液体入口251及液体出口252。清洗液可以通过液体入口251供应至收集槽251以清洗护罩250。收集槽251内的液体通过液体出口253排出。
至少一个清洗喷头290用于在基板完成电镀后清洗基板上的镀层，避免电解液刻蚀镀层。图5示意了一对清洗喷头290用于清洗基板上的镀层。在清洗基板的镀层时，清洗液收集在护罩250的收集槽251内并通过护罩250的液体出口253排出。
卡盘清洗喷头300用于清洗卡盘装置100。在清洗卡盘装置100时，清洗液收集在护罩250的收集槽251内并通过护罩250的液体出口253排出。
当使用该电镀装置在基板上电镀金属层以形成互连结构时，将基板400传输至卡盘装置100，由卡盘装置100保持基板400进行电镀加工。卡盘装置100位于电镀腔200的上方。基板400具有沟、槽等图案结构。卡盘装置100携带基板400并将基板400浸入阴极腔220的电镀液内。在基板进入阴极腔220内的电镀液的过程中，卡盘装置100可操作的使基板400相对于水平面倾斜预设角度并以预设速度旋转，与此同时，卡盘装置100可操作的使基板400向下移动并浸入阴极腔220内的电镀液中。在基板400浸入电镀液的过程中，卡盘装置100可操作的使基板400逐渐水平并在基板400完全浸入阴极腔220内的电镀液时完全水平。
参考图18所示，在基板400进行电镀过程中，较佳地，使基板400的中心与阴极腔220的中心不对准，从而减小化或甚至是消除由第二隔板280引起的边界效应。图17揭示了在基板400中心与阴极腔220中心对准的条件下的电镀形貌。图19揭示了在基板400中心与阴极腔220中心未对准的条件下的电镀形貌。从图17可以看出，如果在电镀期间基板400的中心与阴极腔220的中心对准，那么在基板400上出现区与区之间电镀形貌边界效应。相反，如图19所示，如果在电镀期间基板400的中心与阴极腔220的中心不对准，那么区与区之间的电镀形貌边界效应就消失了。
基板400与第二隔板280的顶端之间的间距是控制电镀速率与电镀形貌的关键。小间距更有利于单个区电镀形貌控制。每个区的电镀电流将只作用于该区，并且区与区之间的电流串扰最小。较大的间距有利于获得平滑的电镀形貌。因此，在填充完基板400的沟或槽等图案结构后，当进行后续的覆盖金属层电镀时，较佳地，基板400与第二隔板280顶端之间的间距调成较大间距。在电镀过程中，间距通常设置在1毫米到20毫米之间。
参考图20至图22所示，揭示了根据本发明的另一个实施例的电镀腔500。该电镀腔500包括阳极腔510，设置在阳极腔510顶部的阴极腔520，用于将阳极腔510和阴极腔520分隔开的离子膜530，环绕阳极腔510和阴极腔520的外围腔540，设置在外围腔540顶部的护罩550，设置在阴极腔520内的扩散板570，固定在扩散板570上的多个第二隔板580，至少一个用于在基板完成电镀后清洗基板上镀层的清洗喷头590，所有这些都与电镀腔200的相同。电镀腔500与电镀腔200相类似，不同的是电镀腔500具有第三隔板5020。第三隔板5010固定在扩散板570的外边缘且位于最外层的第二隔板280与阴极腔520侧壁之间。第三隔板5010的高度低于第二隔板580的高度。如图22所示，在一个实施例中，有三个第二隔板580将阴极腔520分成四个阴极区，分别命名为第一阴极区5215、第二阴极区5216、第三阴极区5217及第四阴极区5218。第三隔板5010设置在第四阴极区5218，用于调节基板400外边缘的电镀形貌。第三隔板5010的高度低于第二隔板580的高度，这将更便于基板400进入到阴极腔520的电镀液中。在扩散板570的顶表面设有多个第三插槽，第三隔板5010可以选择性地插入任一第三插槽内，用于调整基板400外边缘的电镀形貌。
参考图23至图27所示，揭示了根据本发明的又一个实施例的电镀腔600。电镀腔600包括阳极腔610，设置在阳极腔610顶部的阴极腔620，用于将阳极腔610和阴极腔620分隔开的离子膜630，环绕阳极腔610及阴极腔620的外围腔640，设置在外围腔640顶部的护罩650，设置在阴极腔620内的扩散板670，固定在扩散板670上的多个第二隔板680，安装在扩散板670外边缘的第三隔板6010，至少一个用于在基板完成电镀后清洗基板上镀层的清洗喷头690。电镀腔600与电镀腔500相类似，与电镀腔500相比，电镀腔600进一步包括中心盖6020及调节件6030。中心盖6020及调节件6030设置在离子膜骨架621的中心，该离子膜骨架621固定在阳极腔610的顶部用于形成阴极腔620，以此来提高基板中心区域电镀液流及电场的均匀性。离子膜630安装在离子膜骨架621的底部用于将阳极腔610及阴极腔620分隔开。
如图24所示，离子膜骨架621的底部中心设有第一腔62111。第一腔62111的底部开口覆盖着离子膜630，因此在第一腔62111和位于阳极腔610中心的阳极区之间仅有金属离子交换。第一腔62111通过设置在离子膜骨架621上的多条通道62112与多个支管6219相连。电镀液通过该多条通道62112及多个支管6219供应到第一腔62112内。在离子膜骨架621的顶部的中心设有第二腔62113。第二腔62113通过连接通道62114与第一腔62111相连。第二腔62113的顶部向外延伸形成了台阶部62115。中心盖6020由台阶部62115支撑，使用多个螺丝将中心盖6020固定在台阶部62115上。
参考图25至图26，揭示了根据本发明的一个实施例的中心盖6020。中心盖6020的中心设有中心孔60201。中心盖6020上设有多个开孔60202，该开孔60202呈放射状排列在中心盖6020上，用于使流量均匀分布。开孔6020的直径可以是相同的也可以是不同的。因为在基板上，随着半径的增加，面积增加，所以需要更多的流量来满足电镀质传输。因此，较佳地，开孔60202的直径从中心盖6020的中心至边缘逐渐增大。开孔6020的密度可以是相同的也可以是不同的。较佳地，开孔60202的密度从中心盖6020的中心至边缘逐渐增大。中心盖6020上设有多个安装孔60203。多个螺丝分别插在中心盖6020的安装孔60203内及离子膜骨架621的台阶部62115上，用于将中心盖6020固定在台阶部62115上。优选地，在中心盖6020与台阶部62115之间设有O形环。
图27揭示了根据本发明的一个实施例的调节件6030。调节件6030用于调节供应至中心盖6020的电镀液的流量，进一步调节基板中心区域电镀液的流量。调节件6030插入中心盖6020的中心孔60201内并位于离子膜骨架621的连接通道62114的顶端，用于调节中心流量。调节件6030能够完全堵塞离子膜骨架621的连接通道62114的顶端，使电镀液不能供应到中心盖6020。通过逐渐向上升起调节件6030，连接通道62114的顶部开口逐渐打开，使电镀液供应到中心盖6020。因此，提供给基板中心区域的电镀液的流量可以通过升高或降低调节件6030来调节。根据本发明的一个实施例，调节件6030具有基体60301及形成在基体60301底部的阻塞部60302。基体60301呈圆柱形。阻塞部60302呈倒锥形。在基体60301的顶部设有槽形的开口60303，便于用螺丝刀等工具转动调节件6030，使调节件6030在中心盖6020的中心孔60201中上下移动，以此来调节供应至中心盖6020的电镀液流量，进一步调节供应至基板中心区域的电镀液流量。由此可见，供应至中心盖6020的电镀液流量可以通过调节件6030独立控制。
参考图28，揭示了各阳极电镀电源的输出。电镀电源可以是脉冲电源。
虽然未在图示中显示，但是本装置还包括控制器，以控制电镀电源以不同模式运行。控制器可以连接到各个电镀电源，并且控制器可以被配置成控制电镀电源以进行如下操作：
结合图29所示，每个阳极的电镀电源可以设置为以下模式：
模式MOA1:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1为较低值，小于1ASD。这里的n代表阳极的序列号。脉冲长度，即时间段Tn1很短，小于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为0。脉冲长度，即时间段Tn2很短，小于10ms。采用模式MOA1，可以保护基板上的种子层，避免种子层表面被刻蚀或产生不可控的原电池反应。
模式MOA2:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电压。功率值Pn1为较低值，小于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1很短，小于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为0。脉冲长度，即时间段Tn2很短，小于10ms。采用模式MOA2，可以保护基板上的种子层，避免种子层表面被刻蚀或产生不可控的原电池反应。
模式MOB1:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1为较低值，小于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为0。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。当电镀窄线时，PVD(物理气相沉积)工艺的缺陷可能会导致窄线侧壁上的种子层沉积不连续、不均匀，这将会在后续的电镀工艺中导致窄线侧壁电镀失败并形成一些空洞。为了解决这一问题，较佳地，在种子层上电镀金属层之前，修复基板图案结构上的种子层。采用模式MOB1，可以修复基板图案结构上的种子层。因为电镀电源的输出为低电流，在时间段Tn1内，电镀液中的添加剂未被激活，因此进行的电镀工艺是保型镀，使图案结构的底部和侧壁均匀地镀上一层薄的金属层，这将优化图案结构上种子层的均匀性。
模式MOB2:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电压。功率值Pn1为较低值，小于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为0。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。与模式MOB1相似，采用模式MOB2，可以修复基板图案结构上的种子层。
模式M1:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn2为0。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M1，配合添加剂，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构。在图案结构内，纵向的电镀速率加快，横向的电镀速率被抑制。
模式M2:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为低电流，小于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M2，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构，在时间段Tn2内，可以修复基板图案结构上的种子层。
模式M3:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为无电流的低电压，电流值为0ASD。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M3，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构，在时间段Tn2内，保护了图案结构上的种子层，避免种子层表面被刻蚀或产生不可控的原电池反应。
模式M4:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电流。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为低电压、小于1ASD的低电流。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M4，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构，在时间段Tn2内，可以修复基板图案结构上的种子层。
模式M5:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电压。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为无电流的低电压，电流值为0ASD。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M5，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构，在时间段Tn2内，保护了图案结构上的种子层，避免种子层表面被刻蚀或产生不可控的原电池反应。
模式M6:在每个时间段Tn1内，电镀电源的输出为电压。功率值Pn1较高，大于1ASD。脉冲长度，即时间段Tn1较长，大于10ms。在每个时间段Tn2内，电镀电源的输出为低电压、小于1ASD的低电流。脉冲长度，即时间段Tn2较长，大于10ms。采用模式M6，在时间段Tn1内，形成自下而上的电镀填充图案结构，在时间段Tn2内，可以修复基板图案结构上的种子层。
在模式MOA1至模式M6中，电流及电压都转换成电流密度以进行描述。通常情况下，所有阳极区都将设置相同的电流密度，但是根据流场及电场分布，实际应用中需要对各阳极区进行电流修正。
根据模式MOA1至模式M6，本发明揭示了一种在基板上电镀金属层形成互连结构的电镀方法。
参考图30至图32，揭示了根据本发明的一个实施例的电镀方法。用于在具有图案结构的基板上电镀金属层的方法包括以下步骤：
步骤3001：将基板浸入电镀腔内的电镀液中，所述电镀腔包括至少一个第一阳极和一个第二阳极；
步骤3002：打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3003：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；以及
步骤3004：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22，与此同时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
其中，步骤3003至步骤3004周期性执行。控制第一电镀电源连续输出功率值为P11、时间段为T11和功率值为P12、时间段为T12可以定义为一个周期。
在一个实施例中，功率值P12小于功率值P11，功率值P22小于功率值P21。
在一个实施例中，调节第一电镀电源以输出功率值为P12和设置第二电镀电源输出功率值为P21之间有一个时间间隔。
在一个实施例中，调节第二电镀电源以输出功率值为P22和设置第一电镀电源输出功率值为P11之间有一个时间间隔。
在一个实施例中，当执行步骤3002至步骤3005时，应用不同的模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度的组合，根据电镀工艺的各个阶段选择模式。
在一个实施例中，第一电镀电源和第二电镀电源按顺序打开，时间段T11和时间段T21是可调节的，因此，对应各阳极区的镀层厚度是可控的。
功率值P12和功率值P22都为0或分别为一设定值。
时间段T11和时间段T21分别在0.01ms至2000ms的范围内。
时间段T12和时间段T22分别在0.01ms至2000ms的范围内。
在一个实施例中，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电流。
在另一个实施例中，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电压。
在另一个实施例中，在时间段T11及时间段T21期间，第一电镀电源及第二电镀电源为脉冲直流电流，在时间段T12及时间段T22期间，第一电镀电源及第二电镀电源分别为具有一设定值的脉冲直流电压。
参考图31至图32，揭示了根据本发明的另一个实施例的电镀方法。用于在具有图案结构的基板上电镀金属层的方法包括以下步骤：
步骤3101：使基板进入包括至少一个第一阳极及一个第二阳极的电镀腔内的电镀液，与此同时，打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3102：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤3103：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22，与此同时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3104：周期性调节第一电镀电源和第二电镀电源。控制第一电镀电源连续输出功率值为P11、时间段为T11和功率值为P12、时间段为T12可以定义为一个周期。
在一个实施例中，功率值P12小于功率值P11，功率值P22小于功率值P21。
在一个实施例中，调节第一电镀电源以输出功率值为P12和设置第二电镀电源输出功率值为P21之间有一个时间间隔。
在一个实施例中，调节第二电镀电源以输出功率值为P22和设置第一电镀电源输出功率值为P11之间有一个时间间隔。
在一个实施例中，当调节第一电镀电源和第二电镀电源时，应用不同的模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度的组合，根据电镀工艺的各个阶段选择模式。
在一个实施例中，第一电镀电源和第二电镀电源按顺序打开，时间段T11和时间段T21是可调节的，因此，对应各阳极区的镀层厚度是可控的。
功率值P12和功率值P22都为0或分别为一设定值。
时间段T11及时间段T21分别在0.01ms至2000ms的范围内。
时间段T12及时间段T22分别在0.01ms至2000ms的范围内。
在一个实施例中，第一电镀电源及第二电镀电源为脉冲直流电流。
在另一个实施例中，第一电镀电源及第二电镀电源为脉冲直流电压。
在另一个实施例中，在时间段T11及时间段T21内，第一电镀电源及第二电镀电源为脉冲直流电流，在时间段T12及时间段T22内，第一电镀电源及第二电镀电源分别为具有一设定值的脉冲直流电压。
下面将描述根据本发明示例性实施例的电镀过程，在这一实施例中，电镀腔的阳极腔具有四个阳极区及四个阳极。四个阳极从阳极腔的中心至边缘分别编号为第一阳极、第二阳极、第三阳极及第四阳极。相应地，有四个电镀电源分别与该四个阳极相连以向该四个阳极供电。四个电镀电源对应四个阳极分别编号为向第一阳极供电的第一电镀电源、向第二阳极供电的第二电镀电源、向第三阳极供电的第三电镀电源及向第四阳极供电的第四电镀电源。
电镀步骤如下：
步骤3201：使基板进入电镀腔内的电镀液。在这个入水步骤中，可使用传统的方法；
步骤3202：电镀基板的图案结构，进一步包括以下步骤：
步骤32021：打开向第一阳极供电的第一电镀电源并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤32022：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤32023：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22，与此同时，打开第三电镀电源并设置第三电镀电源输出的功率值为P31并持续一时间段T31；
步骤32024：当时间段T31结束时，调节第三电镀电源使其输出的功率值为P32并持续一时间段T32，与此同时，打开第四电镀电源并设置第四电镀电源输出的功率值为P41并持续一时间段T41；以及
步骤32025：当时间段T41结束时，调节第四电镀电源使其输出的功率值为P42并持续一时间段T42，与此同时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
其中，上述步骤32022至步骤32025周期性执行。
根据本发明的另一个实施例，步骤3202进一步包括：
步骤32021：打开第四电镀电源向第四阳极供电并设置第四电镀电源输出的功率值为P41并持续一时间段T41；
步骤32022：当时间段T41结束时，调节第四电镀电源使其输出的功率值为P42并持续一时间段T42，与此同时，打开第三电镀电源向第三阳极供电并设置第三电镀电源输出的功率值为P31并持续一时间段T31；
步骤32023：当时间段T31结束时，调节第三电镀电源使其输出的功率值为P32并持续一时间段T32，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤32024：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22，与此同时，打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；以及
步骤32025：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，调节第四电镀电源使其输出的功率值为P41并持续一时间段T41；
其中，上述步骤32022至步骤32025周期性执行。
执行步骤32021至步骤32025时，应用不同的模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度的组合，根据电镀工艺的各个阶段来选择模式。
按顺序打开四个电镀电源以向四个阳极供电。
功率值P12、功率值P22、功率值P32及功率值P42为0或分别为一设定值。功率值P12小于功率值P11。功率值P22小于功率值P21。功率值P32小于功率值P31。功率值P42小于功率值P41。
时间段T11、时间段T21、时间段T31及时间段T41分别在0.01ms至2000ms的范围内。
时间段T12、时间段T22、时间段T32及时间段T42分别在0.01ms至2000ms的范围内。
在一个实施例中，如图33所示，四个电镀电源为脉冲直流电流。
在另一个实施例中，如图34所示，四个电镀电源为脉冲直流电压。
在另一个实施例中，如图35所示，在时间段T11、时间段T21、时间段T31及时间段T41内，四个电镀电源为脉冲直流电流，在时间段T12、时间段T22、时间段T32及时间段T42内，四个电镀电源分别为具有一设定值的脉冲直流电压。
步骤3203：在基板上镀上金属覆盖层。在这一步骤中，采用直流电流或直流电压完成金属覆盖层的电镀；
步骤3204：对基板进行第一次干燥；
步骤3205：对基板进行预清洗；
步骤3206：对基板进行第二次干燥。
电镀步骤：
步骤3501：使基板进入电镀腔内的电镀液，与此同时，打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3502：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤3503：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22，与此同时，打开第三电镀电源向第三阳极供电并设置第三电镀电源输出的功率值为P31并持续一时间段T31；
步骤3504：当时间段T31结束时，调节第三电镀电源使其输出的功率值为P32并持续一时间段T32，与此同时，打开第四电镀电源向第四阳极供电并设置第四电镀电源输出的功率值为P41并持续一时间段T41；
步骤3505：当时间段T41结束时，调节第四电镀电源使其输出的功率值为P42并持续一时间段T42，与此同时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3506：重复步骤3502至步骤3505完成对图案结构的电镀；
步骤3507：在基板上镀上金属覆盖层；
步骤3508：对基板进行第一次干燥；
步骤3509：对基板进行预清洗；
步骤3510：对基板进行第二次干燥。
综上所述，本发明采用脉冲模式在基板上电镀金属层，能够有效保护基板上的种子层。此外，在电镀过程中，单位时间内的电量很小，避免在阳极产生气体，提高了电镀质量。
综上所述，通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (45)

1.一种在基板上电镀金属层的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将基板浸入电镀腔内的电镀液中，所述电镀腔包括至少一个第一阳极和一个第二阳极，所述第一阳极和所述第二阳极分别位于不同的阳极区内；
步骤2：打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11；
步骤3：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；以及
步骤4：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22；
其中，步骤2至步骤4周期性执行，在执行步骤2至步骤4时，采用不同的模式，所述不同的模式包括保护种子层模式、先电镀后修复种子层模式和先电镀后保护种子层模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度组合，根据电镀工艺的各个阶段来选择模式，其中，在先电镀后修复种子层模式中，第一电镀电源在时间段T11内形成电镀填充图案结构，在T12时间段内修复图案结构上的种子层，第二电镀电源在时间段T21内形成电镀填充图案结构，在T22时间段内修复图案结构上的种子层。
2.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，功率值P12小于功率值P11，功率值P22小于功率值P21。
3.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，调节第一电镀电源以输出功率值为P12和设置第二电镀电源输出功率值为P21之间有一个时间间隔。
4.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，调节第二电镀电源以输出功率值为P22和设置第一电镀电源输出功率值为P11之间有一个时间间隔。
5.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，第一电镀电源和第二电镀电源按顺序打开，时间段T11和时间段T21是可调节的。
6.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，功率值P12和功率值P22为0或分别为一设定值。
7.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，时间段T11和时间段T21分别在0.01ms至2000ms的范围内。
8.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，时间段T12和时间段T22分别在0.01ms至2000ms的范围内。
9.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电流或脉冲直流电压。
10.根据权利要求1所述的电镀方法，其特征在于，在时间段T11和时间段T21内，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电流，在时间段T12和时间段T22内，第一电镀电源和第二电镀电源分别为具有一设定值的脉冲直流电压。
11.一种在基板上电镀金属层的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使基板进入包括至少一个第一阳极和一个第二阳极的电镀腔内的电镀液，与此同时，打开第一电镀电源向第一阳极供电并设置第一电镀电源输出的功率值为P11并持续一时间段T11，所述第一阳极和所述第二阳极分别位于不同的阳极区内；
步骤2：当时间段T11结束时，调节第一电镀电源使其输出的功率值为P12并持续一时间段T12，与此同时，打开第二电镀电源向第二阳极供电并设置第二电镀电源输出的功率值为P21并持续一时间段T21；
步骤3：当时间段T21结束时，调节第二电镀电源使其输出的功率值为P22并持续一时间段T22；
其中，周期性调节第一电镀电源和第二电镀电源，在调节第一电镀电源和第二电镀电源时，采用不同的模式，所述不同的模式包括保护种子层模式、先电镀后修复种子层模式和先电镀后保护种子层模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度的组合，根据电镀工艺的各个阶段来选择模式，其中，在先电镀后修复种子层模式中，第一电镀电源在时间段T11内形成电镀填充图案结构，在T12时间段内修复图案结构上的种子层，第二电镀电源在时间段T21内形成电镀填充图案结构，在T22时间段内修复图案结构上的种子层。
12.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，功率值P12小于功率值P11，功率值P22小于功率值P21。
13.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，调节第一电镀电源以输出功率值为P12和设置第二电镀电源输出功率值为P21之间有一个时间间隔。
14.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，调节第二电镀电源以输出功率值为P22和设置第一电镀电源输出功率值为P11之间有一个时间间隔。
15.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，第一电镀电源和第二电镀电源按顺序打开，时间段T11和时间段T21是可调节的。
16.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，功率值P12和功率值P22为0或分别为一设定值。
17.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，时间段T11和时间段T21分别在0.01ms至2000ms的范围内。
18.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，时间段T12和时间段T22分别在0.01ms至2000ms的范围内。
19.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电流或脉冲直流电压。
20.根据权利要求11所述的电镀方法，其特征在于，在时间段T11和时间段T21内，第一电镀电源和第二电镀电源为脉冲直流电流，在时间段T12和时间段T22内，第一电镀电源和第二电镀电源分别为具有一设定值的脉冲直流电压。
21.一种在基板上电镀金属层的电镀装置，其特征在于，包括：
电镀腔，所述电镀腔进一步包括：
阳极腔，所述阳极腔被分成多个独立的阳极区，每一个独立的阳极区具有由电镀电源供电的阳极，并具有独立的阳极液进口、独立的阳极液出口及独立的气液排放口；
离子膜骨架，所述离子膜骨架固定在阳极腔的顶部，所述离子膜骨架具有一基部，基部的顶部向上延伸形成侧壁，基部及其侧壁形成阴极腔，多个第一隔板设置在基部的顶部以将阴极腔分成多个阴极区，基部具有多对支管以向各阴极区供应电镀液，各支管上设有多个供液孔；
离子膜，所述离子膜安装在离子膜骨架的基部的底部以将阴极腔和阳极腔分隔开；以及
控制器，被配置为执行如权利要求1至20中任一项所述的电镀方法；
其中，周期性调节第一电镀电源和第二电镀电源，在调节第一电镀电源和第二电镀电源时，采用不同的模式，所述不同的模式包括保护种子层模式、先电镀后修复种子层模式和先电镀后保护种子层模式，不同的模式具有不同的电源类型、功率值及时间长度的组合，根据电镀工艺的各个阶段来选择模式，其中，在先电镀后修复种子层模式中，第一电镀电源在时间段T11内形成电镀填充图案结构，在T12时间段内修复图案结构上的种子层，第二电镀电源在时间段T21内形成电镀填充图案结构，在T22时间段内修复图案结构上的种子层。
22.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括扩散板，所述扩散板设置在阴极腔内，扩散板上设有大量通孔，扩散板的底表面上设有多个下插槽，所述多个第一隔板分别插入下插槽内。
23.根据权利要求22所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括多个第二隔板，所述多个第二隔板固定在扩散板的顶表面上。
24.根据权利要求23所述的电镀装置，其特征在于，所述扩散板的顶表面上设有多个上插槽，所述多个第二隔板插入并固定在上插槽内。
25.根据权利要求23所述的电镀装置，其特征在于，所述多个第二隔板通过粘贴或焊接的方式固定在扩散板的顶表面上。
26.根据权利要求23所述的电镀装置，其特征在于，所述第二隔板的顶部结构的形状为方形、三角形或弧形。
27.根据权利要求23所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括第三隔板，所述第三隔板固定在扩散板的顶表面上，第三隔板设置在离子膜骨架的侧壁和最外层的第二隔板之间，第三隔板低于第二隔板。
28.根据权利要求22所述的电镀装置，其特征在于，所述离子膜骨架的侧壁的内表面设有卡槽，多个固定件用于将扩散板固定在阴极腔内，各固定件具有固定板及从固定板侧壁突伸的插入板，插入板插入离子膜骨架的卡槽内，固定螺丝将固定板及扩散板的边缘固定在一起。
29.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，每两个相邻的阳极区由竖直排列的隔墙隔开，多对密封环用于隔离阳极区以形成完全独立的阳极区。
30.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，每一个气液排放口与一气液排放通道相连，气液排放通道设置在各阳极区内，气液排放通道具有顶端，该顶端位于各阳极区的最高点。
31.根据权利要求30所述的电镀装置，其特征在于，气液排放通道的顶端具有第一表面及第二表面，第二表面与第一表面相连并斜向下延伸，第一表面紧贴离子膜，在离子膜与第二表面之间形成气液排放入口。
32.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，所述离子膜骨架的基部的底部为斜向上形、或V形或倒V形。
33.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，每一个阳极区进一步具有导电板及导电连接件，连接件具有水平部及竖直部，导电板位于阳极的下方，连接件的水平部设置在导电板的下方，连接件的竖直部穿过设置在阳极区底部的通孔，与电镀电源相连。
34.根据权利要求33所述的电镀装置，其特征在于，每一个连接件与一独立的电镀电源相连。
35.根据权利要求33所述的电镀装置，其特征在于，所有的连接件都与一电镀电源相连，电镀电源在各阳极之间切换以实施局部电镀。
36.根据权利要求33所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括外密封圈及内密封圈，分别设置在连接件的水平部与阳极区的底部之间，阳极区的底部进一步设有去离子水槽，位于外密封圈与内密封圈之间，去离子水槽容纳去离子水。
37.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，各支管上的多个供液孔被分成多组，每组供液孔对应一个阴极区。
38.根据权利要求37所述的电镀装置，其特征在于，对应各阴极区的供液孔的密度是相同的，供液孔的直径从阴极腔的中心至阴极腔的边缘逐渐增大。
39.根据权利要求37所述的电镀装置，其特征在于，对应各阴极区的供液孔的直径是相同的，供液孔的密度从阴极腔的中心至阴极腔的边缘逐渐增大。
40.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，具有多个供液孔的每两个相对的支管组成一对支管以向一个阴极区供应电镀液，每对支管的供液孔仅向对应的一个阴极区供液。
41.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括外围腔，环绕着阳极腔和阴极腔，外围腔底部设有多个阴极液出口。
42.根据权利要求41所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括护罩，所述护罩位于外围腔的顶部。
43.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括至少一个基板清洗喷头，用于在基板完成电镀后清洗基板上的镀层。
44.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，在基板电镀的过程中，基板的中心与阴极腔的中心不对准。
45.根据权利要求21所述的电镀装置，其特征在于，进一步包括中心盖及调节件，所述中心盖及调节件设置在离子膜骨架的中心，提高基板中心区域的电镀液流量及电场的均匀性。
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