CN1804147A - 一种具实时回馈系统的电镀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电化学电镀装置，包含有上部元件，用以上载以及固定晶片；电镀反应容器，其用以承装电镀溶液；阳极阵列，包含有多个呈同心圆排列的阳极环状区块电极；电源供应系统，包含有多个次控制单元，其乃分别用来控制所述的阳极环状区块电极在电镀操作时的个别电位势能大小；以及多个相对应于所述的阳极环状区块电极的感应器元件设置于该上部元件内，其中在电镀操作时，该多个感应器元件是用以在线实时地将表面沉积轮廓状态传送回馈到控制单元。

Description

一种具实时回馈系统的电镀装置
技术领域
本发明涉及电化学电镀领域，特别是涉及一种电化学电镀装置，其具有在线实时回馈系统，藉以均匀地在半导体基底表面上沉积电镀金属。
背景技术
电化学电镀(Electrochemical Plating)是将化学溶液电解质中的铜转移到晶片的表面(阴极)，做出重复、无空穴、且能立即进行化学机械抛光的薄膜，以提供最大的制造成品率和生产力。一般而言，表面上形成有晶种层的晶片沉浸在电镀溶液中，在电镀反应容器的底部则设有阳极，提供电化学电镀所要的电位势能。
随着导线结构进入亚微米时代，对于铜金属电化学电镀技术的挑战也与日俱增；如为避免线路(lines)或导电区(vias)在沉积的过程中出现空穴，在充填这些沟槽时，就必须由下而上处理；而且其沉积在晶片表面上的薄膜，也必须非常均匀，厚度差异必须控制在一个百分点(一个sigma)或是更小的范围内；另一方面，在进行电化学电镀时，更必须精确地控制铜的沉积速率，以符合芯片制造商的产量经济效益。
许多年来，为了改善电镀金属薄膜的均匀性，许多注意力被放在改良电镀过程中沉浸在电镀溶液中的基底表面的电流密度差异。现有技术中，改良电镀金属薄膜均匀性的方法包括有采用物理流控装置，例如扩散器(diffuser)，其是平放设置在电镀反应容器中，用以引导电镀溶液的均匀流动。此外，亦有将阳极设计分割成不同区块，例如许多同心环绕的环状阳极组态，将其分别操作在不同的电位势能。
然而，上述的现有技术所能获得的电镀金属薄膜均匀性的改善程度仍然有限，这一方面是由于这些现有技术皆未能在在线实时地控制金属电镀状态。
发明内容
据此，本发明的目的在于提供一种改良的电化学电镀装置，其具有在线实时回馈系统，藉以均匀地在半导体基底表面上沉积电镀金属。
根据本发明的优选实施例，本发明提供一种电化学电镀装置，包含有上部元件，用以上载以及固定晶片；电镀反应容器，其用以承装电镀溶液；阳极阵列，包含有多个呈同心圆排列的阳极环状区块电极；电源供应系统，包含有多个次控制单元，其乃分别用来控制所述的阳极环状区块电极在电镀操作时的个别电位势能大小；以及多个相对应于所述的阳极环状区块电极的感应器元件设置于该上部元件内，其中在电镀操作时，该多个感应器元件是用以在线实时地将表面沉积轮廓状态传送回馈到控制单元。
为了进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。然而所附图式仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的具有在线实时回馈系统的电化学电镀装置示意图。
主要元件符号说明
10电化学电镀装置        20上部马达元件
30晶片                  40电镀反应容器
42电镀溶液              44扩散器
46扩散薄膜              48遮蔽环
50阳级阵列              50a～50f阳极环状区块电极
60电源供应系统          60a～60f次控制单元
70控制单元              90旋转轴
具体实施方式
请参阅图1，其表示的是根据本发明优选实施例的具有在线实时回馈系统的电化学电镀装置10示意图。如图1所示，电化学电镀装置10包括有上部马达元件20，用以上载以及固定晶片30。其中，所述的上部马达元件20可包含有驱动马达(图未示)用以驱动晶片30使晶片30可依垂直晶片表面的旋转轴90做旋转动作。本发明的电化学电镀装置10另包括有电镀反应容器40，其用以承装电镀溶液42。此外，为简化说明，电化学电镀装置10另可包括有的电镀溶液补充以及循环系统则不特别标示在图中。
在电镀反应容器40的底部提供有阳极阵列50，其包含有多个呈同心圆排列的阳极环状区块电极50a～50f。此外，在晶片30以及所述的阳极阵列50之间，另可选择设置有扩散器44、扩散薄膜46或遮蔽环48等物理流控元件。
所述的晶片30是电连接至电源供应系统60，使得晶片30能够在电镀过程中扮演阴极的角色。如图1所示，电源供应系统60另包含有多个次控制单元60a～60f，其乃分别用来控制所述的阳极环状区块电极50a～50f在电镀操作时的个别电位势能大小。
本发明的重要特征在于上部马达元件20内另外设置有多个相对应于所述的阳极环状区块电极50a～50f的感应器元件S1～S6。感应器元件S1～S6是安装在晶片30的背面，并随着晶片30旋转。依据本发明的优选实施例，感应器元件S1～S6可以采用所谓的“艾迪电流(eddy current)”感应器，或者其它适合的感应器。在电镀操作时，所述的感应器元件S1～S6是用以在线实时地将表面沉积轮廓状态传送回馈到控制单元70，例如计算机。而根据感应器元件所检测并且实时回馈的表面沉积轮廓状态，所述的控制单元70可以改变个别的次控制单元60a～60f的电位势能输出，藉此改善电镀金属薄膜的均匀性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种电化学电镀装置，包含有：
上部元件，用以上载以及固定晶片；
电镀反应容器，其有以承装电镀溶液；
阳极阵列，包含有多个阳极环状区块电极；
电源供应系统，包含有多个次控制单元，其乃分别用来控制所述的阳极环状区块电极在电镀操作时的个别电位势能大小；以及
多个相对应于所述的阳极环状区块电极的感应器元件设置于该上部元件内，其中在电镀操作时，该多个感应器元件是用以在线实时地将表面沉积轮廓状态传送回馈到控制单元。
2.如权利要求1所述的电化学电镀装置，其中该多个感应器元件为艾迪电流感应器。
3.如权利要求1所述的电化学电镀装置，其中该控制单元接收由该多个感应器元件所检测到的该实时的表面沉积轮廓状态后，随即改变该电源供应系统中的该多个次控制单元的个别电位势能输出。
4.如权利要求1所述的电化学电镀装置，其中所述的晶片系电连接至电源供应系统，使得该晶片能够在电镀过程中作为阴极。
5.如权利要求1所述的电化学电镀装置，其中所述的阳极环状区块电极呈同心圆排列。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1974871B (zh) * 2006-11-22 2010-05-12 北京中冶设备研究设计总院有限公司 带钢连续电镀锌镀槽双钛基阳极电压的控制系统
CN106917121A (zh) * 2017-03-02 2017-07-04 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） 一种晶圆电镀装置及电镀方法
CN110172725A (zh) * 2018-07-27 2019-08-27 新阳硅密（上海）半导体技术有限公司 电镀方法、电镀装置及其阳极组件
WO2021057475A1 (zh) * 2019-09-29 2021-04-01 张宇明 一种电镀阳极及使用该电镀阳极的电镀方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102560611B (zh) * 2012-02-08 2015-03-18 南通富士通微电子股份有限公司 电镀用阳极组件和电镀装置
CN102560586A (zh) * 2012-02-08 2012-07-11 南通富士通微电子股份有限公司 电镀方法
CN102560612B (zh) * 2012-02-08 2015-04-15 南通富士通微电子股份有限公司 电镀用阳极组件和电镀装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7020537B2 (en) * 1999-04-13 2006-03-28 Semitool, Inc. Tuning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1974871B (zh) * 2006-11-22 2010-05-12 北京中冶设备研究设计总院有限公司 带钢连续电镀锌镀槽双钛基阳极电压的控制系统
CN106917121A (zh) * 2017-03-02 2017-07-04 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） 一种晶圆电镀装置及电镀方法
CN110172725A (zh) * 2018-07-27 2019-08-27 新阳硅密（上海）半导体技术有限公司 电镀方法、电镀装置及其阳极组件
WO2021057475A1 (zh) * 2019-09-29 2021-04-01 张宇明 一种电镀阳极及使用该电镀阳极的电镀方法

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