CN205171005U - 一种电镀装置 - Google Patents

Abstract

一种电镀装置，用于对待镀工件进行电镀，包括控制装置、机械臂和电镀槽；所述控制装置连接于所述机械臂，所述电镀槽设置于所述机械臂相对应的下方；所述电镀槽内设置有电镀液；所述机械臂包括相互连接的驱动部和夹持部；所述驱动部适于驱动所述夹持部上下运动和/或旋转预设角度；所述夹持部上设有金属环，所述待镀工件固定于所述金属环中；所述待镀工件的外径与所述金属环的内径相同，且所述待镀工件与所述金属环位于同一平面上。通过增加金属环将局部空洞缺陷形成在金属环上，以牺牲金属环来保证晶圆电镀的完整性，并通过电镀过程中将晶圆倾斜成一个角度进入电镀液并将晶圆旋转来保证电镀效果，从而提高晶圆电镀的品质。

Description

一种电镀装置

技术领域

本实用新型涉及半导体结构技术领域，特别是涉及一种晶圆电镀装置。

背景技术

在28纳米以下的先进电镀工艺中，后段双大马士革结构普遍使用铜线作为导线，而制作铜导线需要先制备黏附层(通常为Ta或者Co)，阻挡层(通常为TaN)，以及Cu籽晶层，然后才可以电镀铜。但随着临界尺寸缩小，空隙的填充能力变得非常微小，金属线的空洞缺陷经常发生。

在电镀铜的工艺中，晶圆最先接触电镀液的地方，在晶圆边缘位置容易形成局部集中的空洞缺陷，如图1所示，这种空洞缺陷会影响到晶圆的品质。在电镀工艺中通过调节一些参数进行优化，比如进入斜角(晶圆进入电镀化学液的角度)，晶圆的旋转速度、电镀液的浓度等，这些可以大大改善这种特殊情况。但由于其过程中特殊规律，当一些工艺参数的发生变化时，这个问题仍然会出现。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电镀装置，解决电镀铜工艺中晶圆入水时会产生极其微小的气泡，导致电镀铜工艺异常，形成局部空洞缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电镀装置，用于对待镀工件进行电镀，包括控制装置、机械臂和电镀槽；所述控制装置连接于所述机械臂，所述电镀槽设置于所述机械臂相对应的下方；所述电镀槽内设置有电镀液；

所述机械臂包括相互连接的驱动部和夹持部；所述驱动部适于驱动所述夹持部上下运动和/或旋转预设角度；

所述夹持部上设有金属环，所述待镀工件固定于所述金属环中；所述待镀工件的外径与所述金属环的内径相同，且所述待镀工件与所述金属环位于同一平面上。

优选的，所述夹持部包括底部和侧壁，所述底部和侧壁形成一底部开孔的容置空间，所述金属环设置于所述容置空间内。

优选的，所述金属环可拆卸连接于所述夹持部，所述夹持部通过所述金属环带动所述待镀工件旋转。

优选的，所述机械臂还包括压合部，所述待镀工件压紧于所述金属环与所述压合部之间。

优选的，所述金属环上设有片状金属电极，所述片状金属电极绕设于所述金属环。

优选的，所述金属环的宽度为50mm-100mm。

优选的，所述预设角度为2°-4°。

优选的，所述金属环的材料为钛。

优选的，所述待镀工件为晶圆。

如上所述，本实用新型的污水井涂装方法，具有以下有益效果：通过增加金属环将局部空洞缺陷形成在金属环上，以牺牲金属环来保证晶圆电镀的完整性，并通过电镀过程中将晶圆倾斜成一个角度进入电镀液并将晶圆旋转来保证电镀效果，从而提高晶圆电镀的品质。

附图说明

图1显示为现有技术的空洞缺陷的示意图；

图2显示为本实用新型的实施例所提供的电镀装置的结构示意图；

图3显示为本实用新型的实施例所提供的晶圆和金属环结合的仰视结构示意图。

元件标号说明：

1待镀工件

2控制装置

3机械臂

4电镀槽

5金属环

31驱动部

32夹持部

33压合部

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图2至3所示，本实用新型提供了一种电镀装置，用于对待镀工件1进行电镀，包括控制装置2、机械臂3和电镀槽4；控制装置2连接于机械臂3，电镀槽4设置于机械臂3相对应的下方；电镀槽4内设置有电镀液；机械臂3包括相互连接的驱动部31和夹持部32；驱动部31适于驱动夹持部32上下运动和/或旋转预设角度；夹持部32上设有金属环5，待镀工件1固定于金属环5中；待镀工件1的外径与金属环5的内径相同，且待镀工件1与金属环5位于同一平面上。电镀时，控制装置2驱动驱动部31带动夹持部32夹持待镀工件1以预设角度进入电镀液进行电镀。预设角度为待镀工件所在平面与电镀液平面的夹角。通过增加金属环5将局部空洞缺陷形成在金属环5上，以牺牲金属环5来保证待镀工件1电镀的完整性，使得待镀工件1上不会形成局部空洞。

进一步地，通常，夹持部32包括底部和侧壁，底部和侧壁形成一底部开孔的容置空间，金属环5设置于容置空间内。金属环5通常与底部和侧壁贴合，即通过夹持部32可以紧固金属环5，使得金属环5可以与机械臂3保持同步运转，保证电镀效果。

金属环5可拆卸连接于夹持部32，夹持部32通过金属环5带动待镀工件1旋转。待镀工件1卡在金属环5上，可以在控制装置2的控制下跟随机械臂3进出电镀液，也可以在控制装置2的控制下固定或松开待镀工件1。金属环5可拆卸连接于夹持部32，在电镀装置进行定期保养时可以进行更换，或在金属环损坏到不能保证电镀效果时进行更换。

为了保证金属环5和待镀工件1的紧密结合，通常机械臂3还包括压合部33，待镀工件1压紧于金属环5与压合部33之间。通过压合部33将金属环5和待镀工件1压紧至没有缝隙，不仅使得电镀时金属环5和待镀工件1之间不会依旧产生局部空洞，还可以保证待镀工件1随着金属环5一起转动，保证电镀效果。

进一步地，金属环5上设有片状金属电极，片状金属电极绕设于金属环5。电镀时，待镀工件1的正面朝向电镀槽4，待镀工件1在压合部33的作用下，正面与片状金属电极接触，形成一个完整的回路，使得电镀得以进行。

本实施例中，金属环5的宽度为50mm-100mm，可以充分保障待镀工件1的边缘不会产生空洞缺陷。但是在本实用新型中，金属环5的具体宽度可以根据实际情况调节，满足本实用新型需求的宽度均可。

进一步地，在本实施例中，预设角度为2°-4°。在金属环5旋转的同时，将金属环5和待镀工件1一同以2°-4°的角度放入电镀液中。由于金属环5本身和旋转的均匀性，加之角度不会产生气泡，能使待镀工件1不会产生空洞缺陷。在本实用新型中，具体角度可以根据实际情况调节，满足本实用新型需求的角度均可。由于增加了金属环5以及采用倾斜角度的方法进行电镀，常规大小的电镀槽4已经不能满足本实用新型的电镀需要了，本实用新型中采用的电镀槽4的长宽比常用的电镀槽宽100mm至200mm。

本实施例中，金属环5的材料为钛。通常机械臂3的材料也为钛，金属环5需与机械臂3的材料保持一致性。本实用新型中，金属环5的材料也可以根据需要更改。

进一步，待镀工件1为晶圆。本实用新型的电镀装置通常应用于晶圆电镀。但在其他待镀工件1适用的情况下也可以用于其他工件。

以晶圆为例，本实用新型的电镀装置的在电镀晶圆时具体电镀方法如下：

将晶圆夹持在金属环5上，压合部33将晶圆压紧在金属环5上，使得金属环5和晶圆紧密接触。接通电源，控制装置2孔至机械臂3带动金属环5和晶圆旋转，同时以2-4°的角度进入电镀液，在金属环5部分进入电镀液后，在将金属环5和晶圆放置入电镀液的过程中，缓缓的将金属环5和晶圆的位置放置成水平。在此过程中，金属环5和晶圆均保持旋转，因为不断旋转可以减小晶圆表面的不均匀性。晶圆在机械臂3带动下旋转，被均匀的电镀上金属层。

本实施例中通过增加金属环将局部空洞缺陷形成在金属环上，以牺牲金属环来保证晶圆电镀的完整性，并通过电镀过程中将晶圆倾斜成一个角度进入电镀液并将晶圆旋转来保证电镀效果，从而提高晶圆电镀的品质。对于本实用新型其他实施例，此有益效果同样适用。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种电镀装置，用于对待镀工件(1)进行电镀，其特征在于，包括控制装置(2)、机械臂(3)和电镀槽(4)；所述控制装置(2)连接于所述机械臂(3)，所述电镀槽(4)设置于所述机械臂(3)相对应的下方；所述电镀槽(4)内设置有电镀液；

所述机械臂(3)包括相互连接的驱动部(31)和夹持部(32)；所述驱动部(31)适于驱动所述夹持部(32)上下运动和/或旋转预设角度；

所述夹持部(32)上设有金属环(5)，所述待镀工件(1)固定于所述金属环(5)中；所述待镀工件(1)的外径与所述金属环(5)的内径相同，且所述待镀工件(1)与所述金属环(5)位于同一平面上。

2.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述夹持部(32)包括底部和侧壁，所述底部和侧壁形成一底部开孔的容置空间，所述金属环(5)设置于所述容置空间内。

3.根据权利要求2所述的电镀装置，其特征在于，所述金属环(5)可拆卸连接于所述夹持部(32)，所述夹持部(32)通过所述金属环(5)带动所述待镀工件(1)旋转。

4.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述机械臂(3)还包括压合部(33)，所述待镀工件(1)压紧于所述金属环(5)与所述压合部(33)之间。

5.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述金属环(5)上设有片状金属电极，所述片状金属电极绕设于所述金属环(5)。

6.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述金属环(5)的宽度为50mm-100mm。

7.根据权利要求1所述的电镀装置，其特征在于，所述预设角度为2°-4°。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电镀装置，其特征在于，所述金属环(5)的材料为钛。

9.根据权利要求1至7任一项所述的电镀装置，其特征在于，所述待镀工件(1)为晶圆。