电镀系统及电镀方法技术方案

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及一种电镀系统及电镀方法。该电镀设备包括电镀设备、电源组件以及电镀液循环机构；电镀设备包括电镀室和多个阳极构件，电镀室的内部形成电镀空间，电镀空间的底部区域分隔为多个独立的阳极区域，多个阳极构件一一对应地设置于多个阳极区域内，多个电源阳极分别与多个阳极构件电连接，电镀室开设有溢流口组件和进液通道组件，电镀液循环机构的镀液供给组件通过多个供液调节通路一一对应地连通多个进液通道，溢流口组件通过溢流通路组件与镀液供给组件相连通。该电镀方法包括该电镀系统。该电镀系统和电镀方法，对多个阳极构件的电流和多个阳极区域的镀液流量进行独立控制，提高了电镀的可控性和可调性。可控性和可调性。可控性和可调性。

【技术实现步骤摘要】
电镀系统及电镀方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，尤其是涉及一种电镀系统及电镀方法。

技术介绍

[0002]目前，电镀腔室主要以单一电镀阳极以及单一镀液主入口的形式为主，通过控制单一的电镀阳极的电流特性，对晶圆镀层的厚度均匀性和结合力进行控制，控制方法较为单一，且单一镀液注液口的镀液性质可控性也较为单一，导致目前的电镀腔室的电镀效果单一不可控，且难于克服晶圆电镀厚度均匀性不佳且产品良率较低的问题。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种电镀系统及电镀方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的电镀腔室的电镀效果单一不可控且难于克服晶圆电镀厚度均匀性不佳且产品良率较低的技术问题。
[0004]本申请提供了一种电镀系统，电镀设备、电源组件以及电镀液循环机构；所述电镀设备包括电镀室以及多个阳极构件，所述电镀室的内部形成电镀空间，所述电镀空间的底部区域分隔为多个独立的阳极区域，多个所述阳极构件一一对应地设置于多个所述阳极区域内，多个所述阳极区域通过所述电镀空间的中部区域相连通；所述电源组件包括多个独立控制的电源阳极以及并联的多个电源阴极，多个所述电源阳极与多个所述阳极构件一一对应地电连接，并联的所述多个电源阴极用于与电镀对象电连接；所述电镀室开设有溢流口组件以及进液通道组件，所述溢流口组件与所述电镀空间的中部区域相连通，所述进液通道组件包括多个进液通道，多个所述进液通道一一对应地连通多个所述阳极区域；所述电镀液循环机构包括镀液供给组件、多个供液调节通路以及溢流通路组件，所述镀液供给组件通过多个所述供液调节通路一一对应地连通多个所述进液通道，所述溢流口组件通过所述溢流通路组件与所述镀液供给组件相连通。
[0005]在上述技术方案中，进一步地，所述镀液供给组件包括储液构件以及泵送组件；所述储液构件用于储存镀液，所述储液构件通过所述泵送组件与多条所述供液调节通路相连通，以通过所述泵送组件向所述供液调节通路输送镀液；所述储液构件包括储液本体、温度控制器、加热器以及温度传感器，所述加热器与所述温度传感器均设置于所述储液本体的内部，所述温度控制器分别与所述加热器和所述温度传感器电连接。
[0006]在上述任一技术方案中，进一步地，所述供液调节通路包括供液通路、第一流量调节阀以及流量检测构件；所述泵送组件与所述进液通道通过所述供液通路相连通，所述第一流量调节阀和所述流量检测构件均设置于所述供液通路；
所述泵送组件包括泵送通路、第二流量调节阀、泵送构件、过滤器、回液通路以及第三流量调节阀，多条所述供液调节通路通过所述泵送通路与所述储液构件相连通，所述泵送构件设置于所述泵送通路上，以将所述储液构件内的镀液向所述供液调节通路泵送；所述第二流量调节阀设置于所述泵送通路，且位于所述泵送构件与所述储液构件之间；所述过滤器设置于所述泵送通路，且位于所述泵送构件与所述供液调节通路之间；所述回液通路连通所述储液构件和所述泵送通路，所述回液通路与所述泵送通路的连通位置位于所述过滤器与所述泵送构件之间；所述第三流量调节阀设置于所述回液通路。
[0007]在上述任一技术方案中，进一步地，所述电镀设备还包括高度可调节的溢流阻挡环，所述溢流阻挡环间隔外套于所述多个阳极区域，所述溢流阻挡环的顶端高于所述阳极区域；所述溢流口组件包括第一溢流口和第二溢流口，所述第一溢流口位于所述多个阳极区域与所述溢流阻挡环之间，所述第二溢流口位于所述溢流阻挡的外侧；所述溢流通路组件还包括第一溢流通路和第二溢流通路，所述第一溢流口与所述储液构件通过所述第一溢流通路相连通，所述第二溢流口与所述储液构件通过所述第二溢流通路相连通；所述溢流通路组件还包括第四流量调节阀，所述第四流量调节阀设置于所述第一溢流通路上。
[0008]在上述任一技术方案中，进一步地，所述电镀设备还包括电镀夹具以及喷淋组件；所述电镀夹具用于夹持电镀对象，所述电镀夹具与所述电镀室活动连接，并能够带动所述电镀对象在所述电镀空间的中部空间和顶部空间之间往复移动，或者在所述电镀空间内转动；所述喷淋组件与所述电镀室相连接，并位于所述电镀空间的顶部，所述喷淋组件能够朝向所述电镀夹具或者所述电镀对象喷淋清洁用水；所述电镀系统还包括喷淋水调节通路，所述喷淋水调节通路包括喷淋水输送通路、通断控制阀、第五流量调节阀以及水压调节阀；所述喷淋水输送通路的出水口与所述喷淋组件的入水口相连通，所述通断控制阀、所述第五流量调节阀以及所述水压调节阀均设置于所述喷淋水输送通路。
[0009]本申请还提供了一种电镀方法，采用上述任一技术方案所述的电镀系统对电镀对象进行电镀处理，所述电镀方法包括以下步骤：充液：镀液供给组件通过多个供液调节通路一一对应地向多个进液通道独立供给镀液，以使镀液充满每个阳极区域以及电镀空间的中部区域，且电镀空间的中部区域内的镀液经过溢流口组件向电镀空间的外部溢流；进液调节：对多个供液调节通路分别进行独立调节，以对多个阳极区域内的镀液的供给流量进行一一对应地独立调节；溢流调节：对溢流调节通路进行调节，以对溢流口组件处的镀液液流参数进行调节；
放置电镀对象：将电镀对象浸入电镀空间的镀液中；电镀：确定每个阳极构件的目标输出电流，控制每个电源阳极的输出电流特性，以使每个阳极构件以目标输出电流运行，进行预定时长的电镀操作。
[0010]在上述任一技术方案中，进一步地，所述电镀系统的溢流口组件包括第一溢流口和第二溢流口，所述电镀系统的溢流通路组件包括第一溢流通路、第二溢流通路和第四溢流调节阀；所述溢流调节的步骤具体包括：根据电镀对象对于镀液深度的要求，调整溢流阻挡环的高度；调节第四流量调节阀，以对第一溢流通路的溢流流量和第二溢流通路的溢流流量进行分配调节。
[0011]在上述任一技术方案中，进一步地，所述电镀系统还包括镀液供给组件包括储液构件，储液构件包括储液本体、温度控制器、温度传感器和加热组件；在溢流调节步骤之后且在放置电镀对象之前还包括镀液控制的步骤，所述镀液控制的步骤具体包括以下步骤：设定温度控制器的目标工艺循环温度，并打开加热器对储液本体内的镀液进行加热，通过温度传感器检测储液本体内的镀液的温度，以使储液本体内的镀液温度稳定在目标工艺循环温度；在储液本体内的镀液的温度稳定在目标工艺循环温度，且每个供液调节通路的流量稳定在相应的阳极区域的目标注入流量的状态持续至少3分钟后，再进行下一步骤。
[0012]在上述任一技术方案中，进一步地，所述电镀系统还包括喷淋组件和电镀夹具；在所述放置电镀对象的步骤之间还包括预清洗的步骤，所述预清洗的步骤具体包括以下步骤：通过喷淋组件朝向电镀夹具以及电镀夹具所夹持的电镀对象喷淋清洁用水，以对电镀夹具和电镀对象进行喷淋清洁；所述放置电镀对象的步骤具体包括以下步骤：通过电镀夹具带动电镀对象翻转倾斜，以使电镀对象与电镀空间内的镀液的液面呈角度设置；通过电镀夹具带动电镀对象下降，直至将至少一半电镀对象浸入电镀液中，而后将电镀对象摆正；继续通过电镀夹具带动电镀对象下降，直至电镀对象与镀液的液面平行且全部浸没在镀液中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电镀系统，其特征在于，包括电镀设备、电源组件以及电镀液循环机构；所述电镀设备包括电镀室以及多个阳极构件，所述电镀室的内部形成电镀空间，所述电镀空间的底部区域分隔为多个独立的阳极区域，多个所述阳极构件一一对应地设置于多个所述阳极区域内，多个所述阳极区域通过所述电镀空间的中部区域相连通；所述电源组件包括多个独立控制的电源阳极以及并联的多个电源阴极，多个所述电源阳极与多个所述阳极构件一一对应地电连接，并联的所述多个电源阴极用于与电镀对象电连接；所述电镀室开设有溢流口组件以及进液通道组件，所述溢流口组件与所述电镀空间的中部区域相连通，所述进液通道组件包括多个进液通道，多个所述进液通道一一对应地连通多个所述阳极区域；所述电镀液循环机构包括镀液供给组件、多个供液调节通路以及溢流通路组件，所述镀液供给组件通过多个所述供液调节通路一一对应地连通多个所述进液通道，所述溢流口组件通过所述溢流通路组件与所述镀液供给组件相连通。2.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，所述镀液供给组件包括储液构件以及泵送组件；所述储液构件用于储存镀液，所述储液构件通过所述泵送组件与多条所述供液调节通路相连通，以通过所述泵送组件向所述供液调节通路输送镀液；所述储液构件包括储液本体、温度控制器、加热器以及温度传感器，所述加热器与所述温度传感器均设置于所述储液本体的内部，所述温度控制器分别与所述加热器和所述温度传感器电连接。3.根据权利要求2所述的电镀系统，其特征在于，所述供液调节通路包括供液通路、第一流量调节阀以及流量检测构件；所述泵送组件与所述进液通道通过所述供液通路相连通，所述第一流量调节阀和所述流量检测构件均设置于所述供液通路；所述泵送组件包括泵送通路、第二流量调节阀、泵送构件、过滤器、回液通路以及第三流量调节阀，多条所述供液调节通路通过所述泵送通路与所述储液构件相连通，所述泵送构件设置于所述泵送通路上，以将所述储液构件内的镀液向所述供液调节通路泵送；所述第二流量调节阀设置于所述泵送通路，且位于所述泵送构件与所述储液构件之间；所述过滤器设置于所述泵送通路，且位于所述泵送构件与所述供液调节通路之间；所述回液通路连通所述储液构件和所述泵送通路，所述回液通路与所述泵送通路的连通位置位于所述过滤器与所述泵送构件之间；所述第三流量调节阀设置于所述回液通路。4.根据权利要求2所述的电镀系统，其特征在于，所述电镀设备还包括高度可调节的溢流阻挡环，所述溢流阻挡环间隔外套于多个所述阳极区域，所述溢流阻挡环的顶端高于所述阳极区域；所述溢流口组件包括第一溢流口和第二溢流口，所述第一溢流口位于多个所述阳极区域与所述溢流阻挡环之间，所述第二溢流口位于所述溢流阻挡的外侧；所述溢流通路组件还包括第一溢流通路和第二溢流通路，所述第一溢流口与所述储液
构件通过所述第一溢流通路相连通，所述第二溢流口与所述储液构件通过所述第二溢流通路相连通；所述溢流通路组件还包括第四流量调节阀，所述第四流量调节阀设置于所述第一溢流通路上。5.根据权利要求1所述的电镀系统，其特征在于，所述电镀设备还包括电镀夹具以及喷淋组件；所述电镀夹具用于夹持电镀对象，所述电镀夹具与所述电镀室活动连接，并能够带动所述电镀对象在所述电镀空间的中部空间和顶部空间之间往复移动，或者在所述电镀空间内转动；所述喷淋组件与所述电镀室相连接，并位于所述电镀空间的顶部，所述喷淋组件能够朝向所述电镀夹具或者所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈苏伟，刘广杰，黄景志，李佳东，吴光庆，魏红军，
申请(专利权)人：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，
类型：发明
国别省市：