[发明专利]电镀用阳极组件和电镀装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种电镀用阳极组件和电镀装置。

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半导体基板表面。

电镀工艺需要采用电镀装置实现。根据电镀装置结构的不同，可以分为垂直式电镀装置和水平式电镀装置。以下以垂直式电镀装置为例进行说明。

图1为现有技术中一垂直式电镀装置的结构示意图。所述垂直式电镀装置100包括：旋转轴5和固定于旋转轴5上的衬底固定装置4。在电镀过程中，晶圆2固定在衬底基座3上，进而将衬底基座3固定在衬底固定装置4上，然后浸入包括电镀液的电镀池22中。整个电镀液的循环方向如箭头符号13所示，通过泵40提供连续性的循环电镀液，电镀液向上流向晶圆2，然后向外扩张横向流过晶圆2，如箭头符号14所示。电镀液的循环方向是自电镀池22溢流至电镀液储存槽20，如箭头符号10和11所示。电镀液流出储存槽20后，流经过滤器(图中未示出)后流回泵40，完成整个循环步骤，如箭头符号12所示。直流电源供应器(DC power supply)50提供负极输出以及正极输出，其中的负极电性连接至晶圆2，正极电性连接至电镀池22中的阳极1。在电镀过程中，电源供应器50将偏压施加到晶圆2，从而产生相对于阳极1为负的电压降，使得电荷流动自阳极1流向晶圆2。

图2为电镀装置的阳极与阴极间的电力线分布关系示意图。结合参考图2，半导体晶圆2通过衬底基座3固定于衬底固定装置(图2中未示出)上。电极接触环25通过多个接触引脚(contact pin)25a与半导体晶圆2电性接触。当施加偏压至阳极1与半导体晶圆(阴极)2之间时，阳极和阴极间的电压降形成多条电力线Fc与Fe。Fc与Fe分别表示处于半导体晶圆(阴极)2的中央区域中的电力线与周围区域中的电力线。由于电极接触环25通过多个接触引脚25a与半导体晶圆2电性接触，在半导体晶圆2的周围区域靠近接触引脚25a处造成急剧的电压降，使得靠近接触引脚25a的电力线Fe的密度远比半导体晶圆(阴极)2中央区域的电力线Fc的密度高。然而，靠近接触引脚25a电力线Fe密度愈高，就导致电流密度愈高，并使得半导体晶圆2的周围区域的电镀层沉积厚度愈厚，进而导致在后续工艺中，诱发剥离与颗粒残留。在半导体晶圆上的导电层厚度不均匀，也容易使工艺进一步恶化，并且使电阻偏离量更高。

类似地，在现有技术的其他电镀装置中，也存在晶圆的中央区域电镀层沉积厚度薄，周围区域电镀层沉积厚度厚的缺陷。尤其是当晶圆的尺寸大于8寸之后，上述缺陷更加明显。

因此，如何保证电镀过程中沉积在晶圆表面的金属厚度均匀性就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电镀用阳极组件和电镀装置，在电镀的过程中，可以在半导体晶圆的中央区域及周围区域形成均匀的金属层或薄膜，最终改善电镀的质量。

为解决上述问题，本发明提供了一种电镀用阳极组件，包括：

阳极面板；

多个支撑线，所述支撑线的第一端固定在阳极面板的边缘区域；

支撑杆，一端固定在阳极面板的中间区域，所述支撑杆上设置有滑动装置和止位装置，所述支撑线的第二端固定在所述滑动装置上；

所述支撑线的第二端随滑动装置一起移动，且当所述滑动装置通过止位装置进行固定后，所述支撑线使所述阳极面板处于弯曲状态。

可选地，所述支撑线通过绑缚、焊接、卡槽或悬挂方式固定在阳极面板的边缘区域。

可选地，所述支撑杆的一端通过螺钉螺栓、焊接或卡槽方式固定在阳极面板的中间区域。

可选地，所述支撑线通过绑缚、焊接、卡槽或悬挂方式固定在所述滑动装置上。

可选地，所述阳极面板设置多个孔洞。

可选地，所述电镀用阳极组件还包括：挡板，设置在所述阳极面板的边缘区域。