[发明专利]电镀装置及其电镀方法

说明书

一种晶圆的电镀装置及其电镀方法，所述电镀装置包括：电镀容器，所述电镀容器用于容纳电镀液；晶圆基座，所述晶圆基座设置于所述电镀容器内，所述晶圆基座用于固定晶圆，被固定的晶圆的表面浸入所述电镀液；阳极电极，所述阳极电极位于所述电镀容器且浸入所述电镀液内；外电源组件，所述外电源组件位于所述电镀容器外部，且所述外电源组件的第一极与所述阳极电极电连接，所述外电源组件的第二极与所述晶圆基座电连接。本发明方案可以提高金属层的电镀质量，进而提高半导体器件的品质。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种电镀装置及其电镀方法。

背景技术

在半导体制造工艺中，可以通过导电引线电连接至晶圆，采用电镀工艺沉积金属至晶圆上图案化的沟槽内而形成金属层(又称为金属薄膜)中的金属线，例如形成铜金属线(又称为铜金属导线)，或者银金属线(又称为银金属导线)。

现有的一种电镀装置可以包括用于容纳电镀液的电镀容器，连接外电源的负极并且放置晶圆的晶圆基座、连接外电源的正极的阳极电极。具体地，采用外电源向所述阳极电极施加电压，所述阳极电极发生氧化反应形成金属离子(例如铜离子、银离子等)，所述金属离子在晶圆的表面被还原成金属原子并沉积形成金属层。

随着半导体器件的尺寸越来越小，在通过电镀形成金属薄膜的过程中，容易形成孔洞，特别是在通孔或沟槽形貌下形成金属薄膜时，在通孔或沟槽的底部更容易形成孔洞。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种电镀装置及其电镀方法，可以提高金属层的电镀质量，进而提高半导体器件的品质。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电镀装置，包括：电镀容器，所述电镀容器用于容纳电镀液；晶圆基座，所述晶圆基座设置于所述电镀容器内，所述晶圆基座用于固定晶圆，被固定的晶圆的表面浸入所述电镀液；阳极电极，所述阳极电极位于所述电镀容器且浸入所述电镀液内；外电源组件，所述外电源组件位于所述电镀容器外部，且所述外电源组件的第一极与所述阳极电极电连接，所述外电源组件的第二极与所述晶圆基座电连接；其中，所述外电源组件在所述第一极和第二极之间提供正向和负向交替变换的脉冲电流，且在电镀期间，流向所述晶圆的电荷量大于从所述晶圆流出的电荷量，其中，正向指的是从所述阳极电极经由所述电镀液流向所述晶圆的方向。

可选的，在所述电镀期间，正向的脉冲电流的时长和负向的脉冲电流的时长相等且正向的脉冲电流强度大于负向的脉冲电流强度；或者，在所述电镀期间，正向的脉冲电流时长大于负向的脉冲电流时长且正向的脉冲电流强度等于负向的脉冲电流强度。

可选的，所述外电源组件包括：第一外电源，所述第一外电源的正极与所述阳极电极电连接，所述第一外电源的负极与所述晶圆基座电连接；第二外电源，所述第二外电源的正极与所述晶圆基座电连接，所述第二外电源的负极与所述阳极电极电连接；处理器，与所述第一外电源以及第二外电源耦接，控制所述第一外电源和第二外电源按照正向的脉冲电流时长以及负向的脉冲电流时长轮流进行供电。

可选的，所述外电源组件为脉冲电源。

可选的，所述阳极电极的材料包含铜，所述电镀液内包含有氢离子。

可选的，所述晶圆基座设置于所述电镀容器的第一侧；所述阳极电极位于所述电镀容器的第二侧；其中，所述第一侧和第二侧相对设置。

可选的，所述电镀装置还包括：阳离子膜，所述阳离子膜位于所述晶圆基座与所述阳极电极之间。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种所上述电镀装置的电镀方法，包括：将晶圆设置于所述晶圆基座；采用所述外电源组件提供正、负交替变换方向的脉冲电流，在正向脉冲时间提供从所述阳极电极流向所述晶圆基座的电流，在负向脉冲时间提供从所述晶圆基座流向所述阳极电极的电流；其中，正向的脉冲电流强度大于负向的脉冲电流强度，和/或，正向的脉冲电流时长大于负向的脉冲电流时长。