CN207159408U - 一种阳极板结构及铜电镀机台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阳极板结构及铜电镀机台，属于半导体制造技术领域，应用于铜电镀机台，铜电镀机台包括一电镀槽，阳极板结构包括：阳极板，水平设置于所述电镀槽的底部；阳极板包括圆形的中心铜板和多个同心的套设在一起的并套设在中心铜板上的环状铜板。上述技术方案的有益效果是：通过对阳极板分区，在对晶圆镀膜的过程中，可通过调节阳极板各部分与晶圆之间距离，从而改变电场电压降的分布，使得晶圆表面得到的电流分布的更加均匀，实现分区对晶圆表面的镀膜厚度进行调整，对晶圆表面的镀膜厚度进行更精确的控制，最终使得晶圆表面的铜薄膜更为均匀。

Description

一种阳极板结构及铜电镀机台

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种适用于铜电镀机台的阳极板结构及铜电镀机台。

背景技术

在制造集成电路(IC)半导体器件中，基板表面的平匀度相当关键，特别是元件的密度增加且尺寸缩小至次微米等级后。一般使用金属层作为IC中个别元件的连线，以介电层或绝缘层隔开金属线，并于介电层间形成沟槽、接触孔、接点等互连结构，以提供导电金属层间的电路通道。

现有技术中互连结构以采用铜或铜合金为主要材料，具体可采用下述方法沉积铜或铜合金的金属层或薄膜：物理气相沉积(PVD)方法、化学气相沉积(CVD)方法以及电镀法。其中，电镀法能够容易获得高纯度的金属层或薄膜，不仅金属层或薄膜的形成速度快，而且还能够比较容易地控制金属层或薄膜的厚度，因此电镀法已成为主流方法。一般铜电镀制程是将晶圆接触电镀液，并于正负电极间提供电位差以沉积金属至晶圆表面。

在半导体制造的铜电镀工艺中，对电镀填充阶段的均匀度要求较高，现有影响均匀度的因素主要有两个，一个因素是在电镀前晶圆表面有种子层，存在一定电阻，从晶圆边缘到中心，电阻会越来越大，导致在电镀时从晶圆边缘到中心的电流越来越小，会造成铜电镀厚度不均匀，中心较薄，边缘较厚。另外一个因素是晶圆与铜阳极之间的距离对镀膜均匀度的影响，随着铜阳极的持续消耗，阳极会变得越来越薄，导致它与晶圆之间的距离越来越大，当阳极与晶圆之间的距离发生变化时，导致电压降在晶圆表面的分布产生变化，进而影响到电流的分布，从而影响到电镀的均匀度。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在提高晶圆表面电镀薄厚度的均匀度的阳极板结构及铜电镀机台，所述铜电镀机台包括一电镀槽，所述阳极板结构包括：

阳极板，水平设置于所述电镀槽的底部；

所述阳极板包括圆形的中心铜板和多个同心的套设在一起的并套设在所述中心铜板上的环状铜板。

较佳的，上述阳极板结构中，还包括多组升降装置，多组所述升降装置与所述中心铜板和多个所述环状铜板一一对应；

所述升降装置设置于所述阳极板与所述电镀槽的底部之间并与所述中心铜板和所述环状铜板的底部连接，用以驱动所述中心铜板和所述环状铜板上升或下降。

较佳的，上述阳极板结构中，每组所述升降装置包括一个或多个气动伸缩杆。

较佳的，上述阳极板结构中，所述环状铜板的个数为2到10个。

较佳的，上述阳极板结构中，所述环状铜板的上升以及下降的最大行程范围为0到10cm。

较佳的，上述阳极板结构中，还包括用于支撑晶圆的支架，所述支架设置于所述阳极板的上方。

还包括，一种铜电镀机台，其中，包括上述任一所述的阳极板结构。

上述技术方案的有益效果是：通过对阳极板分区，在对晶圆镀膜的过程中，可通过调节阳极板各部分与晶圆之间距离，从而改变电场电压降的分布，使得晶圆表面得到的电流分布的更加均匀，实现分区对晶圆表面的镀膜厚度进行调整，对晶圆表面的镀膜厚度进行更精确的控制，最终使得晶圆表面的铜薄膜更为均匀。

附图说明

图1是本实用新型的较佳的实施例中，一种阳极板结构的结构示意图；

图2是本实用新型的较佳的实施例中，一种阳极板结构的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型的较佳的实施例中，如图1和图2所示，提供一种阳极板结构，应用于铜电镀机台，铜电镀机台包括一电镀槽，阳极板结构包括：

阳极板，水平设置于电镀槽的底部；

阳极板包括圆形的中心铜板1和多个同心的套设在一起的并套设在中心铜板1上的环状铜板2。

上述技术方案中，通过对阳极板分区，在对晶圆镀膜的过程中，可通过调节阳极板各部分与晶圆之间距离，从而改变电场电压降的分布，使得晶圆表面得到的电流分布的更加均匀，实现分区对晶圆表面的镀膜厚度进行调整，对晶圆表面的镀膜厚度进行更精确的控制，最终使得晶圆表面的铜薄膜更为均匀。例如，晶圆中心的电阻大于晶圆边缘处，在镀膜时可调节阳极板，使中心铜板1相较于环状铜板2更靠近晶圆，使得晶圆中心处的电压降大于晶圆边缘处的电压降，从而使晶圆中心与晶圆边缘的相等，使晶圆中心的铜电镀厚度与晶圆边缘的铜电镀厚度相等，避免出现铜电镀厚度不均匀，中心较薄，边缘较厚的现象。

本实用新型的较佳的实施例中，还包括多组升降装置，多组升降装置与中心铜板1和多个环状铜板2一一对应；

升降装置设置于阳极板与电镀槽的底部之间并与中心铜板1和环状铜板2的底部连接，用以驱动中心铜板1和环状铜板2上升或下降。

本实用新型的较佳的实施例中，每组升降装置包括一个或多个气动伸缩杆3。中心铜板1中间有可以支撑的位置，可以使用一个或多个气动伸缩杆3支撑和调节高度，优选的，本实施例中，中心铜板1使用一个气动伸缩杆3支撑和调节高度；环状铜板2使用多个气动伸缩杆3支撑和调节高度，优选的，本实施例中，环状铜板2使用两个对称设置的气动伸缩杆3支撑和调节高度。

本实用新型的较佳的实施例中，环状铜板2的个数为2到10个。可根据待镀膜的晶圆的具体大小来选择环状铜板2的数量和宽度，当晶圆尺寸较大时，可尽可能的增加环状铜板2的数量，使得电镀时晶圆表面的电流分布均匀，从而使得电镀膜厚度均匀。

本实用新型的较佳的实施例中，环状铜板2的上升以及下降的最大行程范围为0到10cm。

本实用新型的较佳的实施例中，还包括用于支撑晶圆的支架，支架设置于阳极板的上方。

本实用新型的技术方案中，还包括，一种铜电镀机台，该铜电镀机台使用上述阳极板结构。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种阳极板结构，应用于铜电镀机台，所述铜电镀机台包括一电镀槽，其特征在于，所述阳极板结构包括：

阳极板，水平设置于所述电镀槽的底部；

所述阳极板包括圆形的中心铜板和多个同心的套设在一起的并套设在所述中心铜板上的环状铜板。

2.如权利要求1所述的阳极板结构，其特征在于，还包括多组升降装置，多组所述升降装置与所述中心铜板和多个所述环状铜板一一对应；

所述升降装置设置于所述阳极板与所述电镀槽的底部之间并与所述中心铜板和所述环状铜板的底部连接，用以驱动所述中心铜板和所述环状铜板上升或下降。

3.如权利要求2所述的阳极板结构，其特征在于，每组所述升降装置包括一个或多个气动伸缩杆。

4.如权利要求1所述的阳极板结构，其特征在于，所述环状铜板的个数为2到10个。

5.如权利要求2所述的阳极板结构，其特征在于，所述环状铜板的上升以及下降的最大行程范围为0到10cm。

6.如权利要求1所述的阳极板结构，其特征在于，还包括用于支撑晶圆的支架，所述支架设置于所述阳极板的上方。

7.一种铜电镀机台，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一所述的阳极板结构。