[发明专利]电化学加工工艺及电化学加工装置

说明书

本发明揭示了电化学加工工艺，包括：提供加工盘和喷嘴，加工盘的底面与工件表面平行布置，加工盘与喷嘴同步移动，喷嘴向工件表面喷射电解液，加工盘和喷嘴与电源并联连接，以构成两路电流回路，第一路电流回路由工件、电解液、加工盘和电源构成，第二路电流回路由工件、电解液、喷嘴和电源构成；将工件表面沿工件圆心向工件外边缘划分成三个区域，含有工件圆心的区域定义为第一区域，含有工件外边缘的区域定义为第三区域，第一区域与第三区域之间的区域定义为第二区域；采用第一路电流回路加工工件表面的第一区域和第三区域。本发明在工件表面的中心区域和边缘区域利用加工盘构成的第一路电流回路加工，形成稳定的电场，提高工件表面加工均匀性。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种适用于电镀或电抛光的电化学加工工艺。

背景技术

电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的一种方法。随着微电子技术的日益发展，电化学加工已广泛应用于集成电路制造中。在集成电路制造领域，电化学加工包括电镀和电抛光工艺。

目前，电镀工艺主要是将工件整片浸入电解液中来实现电镀。电镀时，将被镀的工件与电源的阴极连接，要镀的金属与电源的阳极连接，通电后，阳极逐渐溶解成金属正离子，溶液中有相等数目的金属离子在阴极上获得电子随即在被镀工件的表面析出，形成金属镀层。电抛光工艺是采用喷嘴向工件表面喷射电解液来实现工件表面加工。电抛光时，将被抛光的工件与电源的阳极连接，喷嘴与电源的阴极连接，被抛光的工件与喷嘴之间通过电解液形成导通的电流回路。

由此可知，无论是电镀工艺还是电抛光工艺，在对工件的整个表面进行加工过程中，都只采用了单一的加工模式，从而容易出现均匀性等问题。例如，电抛光时，不管抛光工件的哪一区域，始终都是通过喷嘴与电源的阴极连接以形成电流回路，当抛光工件的中心或边缘时，由于喷射至工件中心或边缘的液柱形状较难稳定控制，从而导致抛光结果不太稳定，进而致使整片工件内的抛光均匀性不甚理想。

发明内容

本发明的目的是针对上述出现的技术问题提出一种新的电化学加工工艺，以提高电化学加工的工艺效果，尤其是提高工件表面电化学加工的均匀性。

为实现上述目的，本发明提出的电化学加工工艺，包括：提供一加工盘和喷嘴，加工盘的底面与工件表面平行布置，加工盘与喷嘴同步移动，喷嘴向工件表面喷射电解液，加工盘和喷嘴与电源并联连接，以构成两路电流回路，第一路电流回路由工件、电解液、加工盘和电源构成，第二路电流回路由工件、电解液、喷嘴和电源构成；将工件表面沿工件圆心向工件外边缘划分成三个区域，含有工件圆心的区域定义为第一区域，含有工件外边缘的区域定义为第三区域，第一区域与第三区域之间的区域定义为第二区域；及采用第一路电流回路加工工件表面的第一区域和第三区域。

在一个实施例中，采用第二路电流回路加工工件表面的第二区域。另一个实施例中，采用第一路电流回路加工工件表面的第二区域。

在一个实施例中，第一区域是以工件的圆心为圆心的圆形，第二区域和第三区域是同心圆环且圆环的圆心为工件的圆心，第一区域的外侧与第二区域的内侧形成圆环形重叠部分，第三区域的内侧与第二区域的外侧形成圆环形重叠部分。

在一个实施例中，第一区域的半径大于或等于加工盘的半径，第一区域和第二区域的重叠部分的宽度为加工盘的半径，第二区域和第三区域的重叠部分的宽度为加工盘的半径。

本发明还提出电化学加工装置，包括：

腔室；

夹盘，夹盘设置在腔室内，夹盘夹持工件，夹盘能够绕其自身的中心轴旋转或垂直上升或下降；

电解液供应管道，具有旋转端和与旋转端相对的末端；

喷嘴，设置在电解液供应管道的末端；

旋转摆臂，具有旋转端和和与旋转端相对的末端；