[实用新型]电镀系统及与电镀处理器一起使用的补充器

说明书

技术领域

本实用新型的领域是用于使用惰性电极和离子补充器进行电镀的装置和方法。

背景技术

制造半导体集成电路和其它微型装置通常需要在晶片或其它基板上形成多个金属层。通过结合其它步骤电镀金属层，产生形成微型装置的图案化金属层。

在电镀处理器中执行电镀，其中晶片的装置侧在容器中的液体电解液浴中，并且接触环上的电接触件接触晶片表面上的导电种晶层。使电流穿过电解液和导电层。电解液中的金属离子析出(plate out)到晶片上，从而在晶片上产生金属层。

电镀处理器通常具有自耗阳极，这对于浴稳定性和拥有成本是有益的。举例来说，在电镀铜时通常使用铜自耗阳极。离开电镀浴以在晶片上形成镀铜层的铜离子由离开阳极的铜离子补充，以此维持电镀浴中的铜离子浓度。与更换电解液浴相比，维持浴中的金属离子浓度是成本有效的方法。然而，使用自耗阳极需要相对复杂和成本高昂的设计以允许周期性地更换自耗阳极。如果通过腔室的顶部更换阳极，那么电场成形硬件被扰乱(disturb)，从而需要重新检验腔室的性能。如果从腔室的底部更换阳极，为了容易地移除腔室的下部区段并添加可靠的密封件，那么给腔室主体增加额外的复杂性。

当为了避免电解液降解或自耗阳极在闲置状态操作期间氧化以及出于其它原因，而将自耗阳极与隔膜(例如阳离子隔膜)组合时，甚至增加了更多的复杂性。阳离子隔膜允许一些金属离子通过，这降低补充系统的效率并且可能需要额外的隔室和电解液以补偿通过阳离子隔膜的金属离子的损失。

已经提议使用惰性阳极的电镀处理器作为使用自耗阳极的替代方案。惰性阳极处理器可以减少复杂性、成本和维护。然而，使用惰性阳极已经导致其它 缺点，尤其涉及以与自耗阳极相比成本有效的方式维持金属离子浓度，和在惰性阳极处产生可能导致晶片上的缺陷的气体。因此，仍然存在提供惰性阳极电镀处理器的工程学挑战。

实用新型内容

一种电镀系统包含：处理器，所述处理器具有电镀容器，所述电镀容器含有第一处理器隔室和第二处理器隔室，所述第二处理器隔室含有阳极电解液，并且所述第一处理器隔室含有阴极电解液，所述阳极电解液由处理器阴离子隔膜与所述阴极电解液分离，并且所述阴极电解液包括金属离子；至少一个惰性阳极，所述惰性阳极与所述第二处理器隔室中的阳极电解液接触；头部，所述头部用于固持晶片，所述晶片具有与所述阴极电解液接触的导电种晶层；接触环，所述接触环具有用于与所述导电种晶层进行电接触的电接触件，并且所述接触环在所述头部上；和补充器，所述补充器包括：第一补充器隔室，经由第一供应线和返回线与所述第一处理器隔室连接，所述第一补充器隔室含有所述阴极电解液和块体金属；第二补充器隔室，经由第二供应线和返回线与所述第二处理器隔室连接，所述第二补充器隔室含有所述阳极电解液和惰性阴极；补充器阴离子隔膜，所述补充器阴离子隔膜将所述第一补充器隔室中的所述阴极电解液与所述第二补充器隔室中的所述阳极电解液分离。

在所述系统中，所述惰性阴极包含包铂丝网或面板。

在所述系统中，所述处理器阴离子隔膜水平且所述补充器阴离子隔膜垂直。

在所述系统中，所述块体金属包含铜且所述阴离子包含硫酸根。

在所述系统中，所述补充器仅具有所述第一补充器隔室和所述第二补充器隔室。

在所述系统中，所述补充器仅容纳所述阴极电解液和所述阳极电解液，并且不容纳其它电解液。

所述系统进一步包括在所述补充器中的支持所述补充器阴离子隔膜的流筛网。其中，所述补充器阴离子隔膜嵌入在所述流筛网中。

在所述系统中，所述块体金属在所述第一补充器隔室的侧壁上的固持件中。

在所述系统中，所述流筛网接触所述固持件和所述惰性阴极。

在所述系统中，所述处理器阴离子隔膜和所述补充器阴离子隔膜包含相同 的隔膜材料。