CN201136908Y - 用于晶圆电镀的阳极室以及阳极装置 - Google Patents

Abstract

一种阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通。本实用新型还提供一阳极装置，包括：阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通；扩散器，设置有若干与阳极室的第一连接孔一一对应的通孔；设置在侧孔内的第一连接件，所述第一连接件上设置有第二连接孔；第二连接件，所述第二连接件填充通孔、第一连接孔和第二连接孔。所述阳极装置的第二连接件为金属钛，耐磨损，耐酸腐蚀，容易更换，当多次使用发生磨损时，只需要更换所述第二连接件，而不会导致所述阳极室的报废。

Description

用于晶圆电镀的阳极室以及阳极装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于晶圆电镀的阳极室以及阳极装置。

背景技术

集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其结合光刻、刻蚀、沉积、离子注入等多种工艺，在同一衬底上形成大量各种类型的复杂器件，并将其互相连接以具有完整的电子功能。其中，金属层的沉积、金属布线的形成等工艺都需要用到电镀工艺，例如，在布线阶段，层与层之间的连接以及同一布线层之间器件的互连，大多都是采用电镀工艺形成金属层，再刻蚀所述金属层形成金属连线的。

在电镀工艺中，以金属铜的电镀为例，用于电镀的晶圆通常用作阴极，电镀液中的铜金属离子在溶液中电场的作用下沉积在作为阴极的晶圆表面，阳极的铜金属材料溶解在电镀液中补充溶液中铜离子的浓度。

为了满足不同的需要，用于半导体晶圆电镀的设备多种多样，例如申请号为03109396.5的中国专利申请文件提供的晶圆电镀设备，但是，不管怎样的设备，都包括用于盛放电镀液以及阳极、晶圆的电镀槽，本发明中，将用于盛放阳极的电镀槽称为阳极室。

本申请的电镀设备中，阳极被安装在阳极室(anode chamber)内，而阳极室表面覆盖有扩散器(diffuser)，如附图1所示，为连接有扩散器1的阳极室2的结构示意图，阳极室2顶部设置有连接槽，扩散器1上设置有若干与阳极室2的连接槽一一对应的连接孔，通过连接件3例如螺丝将阳极室2和扩散器1连接在一起，为了看图简单方便，阳极室2上设置的其它用于连接电源、通入电镀液、排出电镀液的部件的结构未在图1中表示出。扩散器和阳极室连接处A-A面的截面结构示意图如附图2所示，1为扩散器，2为阳极室，所述连接件3为螺丝，所述连接孔内壁处理成与螺丝形状咬合的螺纹。

由于电镀过程中金属阳极不断溶解进入电镀液中，因此，必须及时的更换阳极。当更换阳极或者对阳极进行维修保养时，需要拧开连接件，打开扩散器，取出阳极，然后，需要拧紧连接件，以使扩散器与阳极室紧密连接，避免电镀过程中晶圆表面形成的镀层中产生气泡，由于阳极室的材料通常为塑料，硬度比较小，因此，频繁的拧紧连接器的情况下，阳极室连接孔内壁的螺纹比较容易产生磨损，导致阳极室无法与扩散器紧密连接，则整个阳极室就不得不更换。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型解决的技术问题是提供一种用于晶圆电镀的阳极室以及阳极装置，避免现有的阳极室容易磨损，频繁更换的缺陷。

一种阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通。

所述侧孔的深度大于第一连接孔的侧壁与阳极室外周壁的间距。所述侧孔的深度小于侧壁的厚度。

所述侧孔为规则的圆形或者椭圆形或者四边形。

所述第一连接孔的内侧壁设置有螺纹。

一种阳极装置，包括：阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通；扩散器，设置有若干与阳极室的第一连接孔一一对应的通孔；设置在侧孔内的第一连接件，所述第一连接件上设置有第二连接孔；第二连接件，所述第二连接件填充通孔、第一连接孔和第二连接孔。

所述第一连接件为金属钛。所述第二连接件为螺丝。

所述通孔、第一连接孔和第二连接孔内侧壁设置有与所述螺丝匹配的螺纹。

所述侧孔的深度大于第一连接孔的侧壁与阳极室外周壁的间距。所述侧孔的深度小于侧壁的厚度。

所述侧孔为规则的圆形或者椭圆形或者四边形的形状。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：

本实用新型提供的阳极室在外周壁设置若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通，在阳极室与扩散器连接时，所采用的第二连接件可以穿过第一连接孔与侧孔内设置的第一连接件咬合，避免了第二连接件与阳极室的第一连接孔直接咬合造成的阳极室的损坏。

本实用新型提供的阳极装置，所述的第二连接件为金属钛，耐磨损能力强，而且耐酸腐蚀，因此，当第二连接件多次使用发生磨损时，只需要更换所述第二连接件，而不会导致所述阳极室的报废。

附图说明

图1为现有技术所述的阳极装置结构示意图；

图2为图1所示阳极装置扩散器和阳极室连接处A-A面的截面结构示意图；

图3为本实用新型实施例1所述的阳极室的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1所述的阳极室上第一连接孔与侧孔的剖面结构示意图；

图5为本实用新型实施例2所述的阳极装置的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2所述的第一连接件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例2阳极装置上阳极室与扩散器通过第一连接件和第二连接件连接的连接处的截面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种阳极室以及阳极装置，避免现有的阳极室以及阳极装置在更换或者维修阳极时，由于拧紧连接阳极室和扩散器的连接件，导致阳极室的第一连接孔损坏，最终导致阳极室容易磨损，频繁更换的缺陷。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

实施例1

一种阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通。

参考附图3所示，为本实施例提供的阳极室的结构示意图，所述阳极室100的顶部设置有若干第一连接孔200，所述阳极室通常为耐高温以及强酸腐蚀的塑料，侧壁较厚，厚度应该保证在阳极室100顶部设置第一连接孔200时所述第一连接孔200不会贯通阳极室的内周壁和外周壁，并且，第一连接孔的深度小于所述阳极室的高度，所述第一连接孔并非贯穿阳极室侧壁。

所述阳极室100的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓都可以是圆形、椭圆形或者四边形，较好的，所述阳极室100的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形或者正方形或者矩形，最为优化的，所述阳极室100的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形，这是由于所述阳极室为用于晶圆电镀的腔室，阳极室100的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形时，与晶圆的轮廓相同，方便晶圆的取放。

所述阳极室100上还设置有其它用于连接电源、通入电镀液、排出电镀液的部件的结构，为了附图看起来简单以及描述的方便，本实施例未在附图3中表示出，所述部件可以是现有技术中适用与阳极室的所有部件。

所述第一连接孔200设置在阳极室100的顶部，位于阳极室100内周壁与外周壁之间，并不穿透所述阳极室100，用于将阳极室100与扩散器连接起来。

本实施例中，所述的阳极室100的外侧壁设置有与若干与第一连接孔200一一对应的侧孔300，所述侧孔300与第一连接孔200连通，并且，所述侧孔300不能贯通阳极室100的内周壁。所述侧孔300可以是规则或者不规则的形状，较好的，所述侧孔300为规则的圆形或者椭圆形或者四边形的形状。

参考附图4所示，为所述阳极室100上第一连接孔200与侧孔300的剖面结构示意图，从图中可以看出，所述侧孔300与第一连接孔200连通，而且，侧孔300的深度大于第一连接孔的侧壁上任意一点与阳极室外周壁的间距。由于所述第一连接孔200需要与连接件相连，因此，较好的，所述第一连接孔200的内侧壁设置有螺纹。

所述阳极室在外周壁设置若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通，在阳极室与扩散器连接时，所采用的连接件可以穿过第一连接孔与侧孔内设置的另一连接件咬合，避免了连接件与阳极室的第一连接孔直接咬合造成的阳极室的损坏。

实施例2

本实施例提供一种阳极装置，包括：阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通；扩散器，设置有若干与阳极室的第一连接孔一一对应的通孔；设置在侧孔内的第一连接件，所述第一连接件上设置有第二连接孔；第二连接件，所述第二连接件填充通孔、第一连接孔和第二连接孔。

参考附图5所示，为本实施例所述的阳极装置的结构示意图，从图中可以看出，阳极室11与扩散器22通过第一连接件33和第二连接件44连接在一起，连接后，所述的通孔、第一连接孔和第二连接孔，侧孔在附图5中都未示出。

本实施例所述的阳极室11的结构与实施例1所述的阳极室的结构相同，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通。

所述阳极室11通常为耐高温以及强酸腐蚀的塑料，侧壁较厚，厚度应该保证在阳极室11顶部设置第一连接孔时所述第一连接孔不会贯通阳极室的内周壁和外周壁。由于所述的阳极室与扩散器连接之后扩散器上设置的通孔以及第一连接件22覆盖了所述的第一连接孔，因此，附图5中未示出第一连接孔。

所述阳极室11的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓都可以是圆形、椭圆形或者四边形，较好的，所述阳极室1的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形或者正方形或者矩形，最为优化的，所述阳极室11的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形，这是由于所述阳极室为用于晶圆电镀的腔室，阳极室11的外侧壁轮廓与内侧壁轮廓为圆形时，与晶圆的轮廓相同，方便晶圆的取放。

所述阳极室11上还设置有其它用于连接电源、通入电镀液、排出电镀液的部件的结构，为了附图看起来简单以及描述的方便，本实施例未在附图5中表示出，所述部件可以是现有技术中适用与阳极室的所有部件。

所述第一连接孔(未示出，位置参考实施例1)设置在阳极室11的顶部，位于阳极室11的内周壁与外周壁之间，并不穿透所述阳极室11，用于将阳极室11与扩散器22连接起来。

所述的阳极室11的外侧壁设置有与若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通，并且，所述侧孔不能贯通阳极室11的内周壁。所述侧孔可以是规则或者不规则的形状，较好的，所述侧孔为规则的圆形或者椭圆形或者四边形的形状。由于附图5中的侧孔内设置了第二连接件，因此，未能示出阳极室上的侧孔。

附图5中，所述的第一连接件44设置在阳极室的侧孔(图中未示出)，完全填充所述的侧孔，所述的第一连接件的形状与尺寸应该与侧孔的形状和尺寸完全匹配。本实施例中，所述的第一连接件的材料为耐酸腐蚀的金属材料，较好的，为金属钛。

参考附图6所示，为所述的第一连接件44的结构示意图，第一连接件44上设置有第二连接孔55，所述第二连接孔55位于第一连接件44设置在侧孔内后与扩散器相对应的平面上，所述第二连接孔55不贯穿所述第一连接件44，所述第二连接孔55的形状与尺寸与第二连接件的形状与尺寸完全匹配。

本实施例所述的第二连接件33为常规的连接零件，填充通孔、第一连接孔和第二连接孔，将所述阳极室、扩散器和第一连接件连接成密封的整体。

所述第二连接件33较常用的为金属螺丝，此时，通孔内侧为与第二连接件33匹配的螺纹，第一连接孔和第二连接孔的内侧壁也为与第一连接件33匹配的螺纹。

参考附图7所示，为所述阳极装置上阳极室与扩散器通过第一连接件和第二连接件连接的连接处的截面结构示意图，阳极室11上的第一连接孔(图中未示出)和扩散器22上的通孔(图中未示出)一一对应，第一连接件设置侧孔内，第一连接件上的第二连接孔开口位置与扩散器上通孔的位置对应，从图6中可以看出，所述第二连接件33贯穿扩散器22上的通孔和阳极室11上的第一连接孔，并通过第一连接件44上的第二连接孔，当所述第一连接件44为螺丝时，所述的通孔内侧、第一连接孔和第二连接孔的内侧壁都为与第一连接件匹配的螺纹，可以容易的咬合在一起。

由于本实施例中，所述的第二连接件为金属钛，硬度高，耐磨损能力强，而且耐酸腐蚀，因此，即使第一连接件频繁的打开、拧紧，也不容易发生第二连接件的磨损情况。当第二连接件多次使用发生磨损时，只需要更换所述第二连接件，而不会导致所述阳极室的报废。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，其特征在于，所述阳极室外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通。

2.根据权利要求1所述的阳极室，其特征在于，所述侧孔的深度大于第一连接孔的侧壁与阳极室外周壁的间距。

3.根据权利要求1所述的阳极室，其特征在于，所述侧孔的深度小于侧壁的厚度。

4.根据权利要求1所述的阳极室，其特征在于，所述侧孔为规则的圆形或者椭圆形或者四边形。

5.根据权利要求1所述的阳极室，其特征在于，所述第一连接孔的内侧壁设置有螺纹。

6.一种阳极装置，其特征在于，包括：

阳极室，顶部设置有若干第一连接孔，外周壁设置有若干与第一连接孔一一对应的侧孔，所述侧孔与第一连接孔连通；

扩散器，设置有若干与阳极室的第一连接孔一一对应的通孔；

设置在侧孔内的第一连接件，所述第一连接件上设置有第二连接孔；

第二连接件，所述第二连接件填充通孔、第一连接孔和第二连接孔。

7.根据权利要求6所述的阳极装置，其特征在于，所述第一连接件为金属钛。

8.根据权利要求6所述的阳极装置，其特征在于，所述第二连接件为螺丝。

9.根据权利要求8所述的阳极装置，其特征在于，所述通孔、第一连接孔和第二连接孔内侧壁设置有与所述螺丝匹配的螺纹。

10.根据权利要求6所述的阳极装置，其特征在于，所述侧孔的深度大于第一连接孔的侧壁与阳极室外周壁的间距。

11.根据权利要求6所述的阳极室，其特征在于，所述侧孔的深度小于侧壁的厚度。

12.根据权利要求6所述的阳极装置，其特征在于，所述侧孔为规则的圆形或者椭圆形或者四边形的形状。

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