本發(fā)明涉及半導體制造設備領域,特別是涉及一種電鍍設備和電鍍方法。
背景技術:
1、半導體電鍍是指在芯片制造過程中,將電鍍液中的金屬離子電鍍到晶圓表面形成金屬互連線。隨著工藝的發(fā)展和產(chǎn)品的豐富,產(chǎn)生了不同的需求。隨著晶圓級封裝工藝的普及,提出了在包含非電鍍區(qū)域的晶圓上進行整體電鍍工藝的需求。典型的非電鍍區(qū)域是在晶圓缺口附近的區(qū)域,根據(jù)缺口的不同大致分為兩類:凹槽(notch)和平邊(flat)。針對這一需求,專利cn110512248b提出了一種電鍍設備,具有多個電極,多個電極在晶圓表面形成電場,且多個電極連接至多個整流器,以便對晶圓缺口區(qū)域的電場進行獨立的控制,通過直接控制電場強弱的方式來控制晶圓缺口區(qū)域的鍍層厚度。
2、通?;衔锇雽w以金和鎳電鍍?yōu)橹鳎?寸晶圓電鍍工藝中,鎳和錫銀電鍍時電流密度為3~5asd,鍍金的電流密度不到1asd,在非電鍍區(qū)域的電流往往低于100ma。鍍鎳金時非電鍍區(qū)域的電流更低,甚至低于10ma。而目前主流的整流器很難維持10ma以下電流的穩(wěn)定輸出,無法精準控制晶圓缺口區(qū)域的鍍層厚度。因此現(xiàn)有的電鍍設備中非電鍍區(qū)域的電極的整流器配置無法滿足小尺寸(例如6寸)的化合物半導體的實際生產(chǎn)需求。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種電鍍設備和電鍍方法,用于解決現(xiàn)有技術中的電極的整流器配置不適用小尺寸晶圓、無法精準控制晶圓缺口區(qū)域的鍍層厚度的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的及其它相關目的,本發(fā)明提供了一種電鍍設備,包括包括多個電極,所述多個電極覆蓋晶圓的全部區(qū)域,在晶圓表面形成電場,所述多個電極連接到一個整流器,所述多個電極中的一個為指定電極,在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中,所述指定電極可以與晶圓缺口重合,通過改變整流器供應至所述指定電極的電流大小,使得晶圓缺口在所述指定電極的覆蓋區(qū)域內(nèi)時的電場強度低于在其他區(qū)域時的電場強度。
3、進一步地,所述指定電極與整流器之間連接有開關,通過控制所述開關閉合或切斷改變整流器供應至指定電極的電流大小。
4、進一步地,所述指定電極和整流器之間連接有電阻。
5、進一步地,包括:
6、第一電極,所述第一電極為有缺口的圓形,所述第一電極的直徑大于等于晶圓的直徑,所述第一電極的缺口與晶圓缺口大小相同;
7、第二電極,所述第二電極為指定電極,設置在第一電極的缺口的位置。
8、進一步地,包括:
9、第一電極,所述第一電極為圓形,覆蓋晶圓的中心區(qū)域;
10、第二電極,所述第二電極為有缺口的環(huán)形,覆蓋晶圓的周邊區(qū)域,所述第二電極的缺口與晶圓缺口大小相同;
11、第三電極,所述第三電極為指定電極,設置在第二電極的缺口的位置。
12、進一步地,還包括夾具,用于固定晶圓并帶動晶圓旋轉(zhuǎn),晶圓缺口與所述夾具的相對位置是固定的。
13、進一步地,還包括用于檢測晶圓缺口位置的位置傳感器。
14、進一步地,所述電鍍設備被配置為:當晶圓缺口進入所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,切斷所述開關;當晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,閉合所述開關。
15、進一步地,所述電鍍設備被配置為:根據(jù)預先設定的夾具的轉(zhuǎn)速和開關的延遲時間,提前切斷或者閉合所述開關。
16、進一步地,所述電鍍設備被配置為:晶圓旋轉(zhuǎn)時所述開關保持切斷狀態(tài),晶圓缺口進入所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。
17、進一步地,所述電鍍設備還被配置為:當晶圓缺口與所述指定電極完全重合后,繼續(xù)降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第二轉(zhuǎn)速,并在晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域前,提高晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。
18、進一步地,還包括設置在開關和整流器之間的單向控制器件,其中,所述開關連接在所述指定電極與整流器之間。
19、進一步地,所述多個電極與整流器之間均連接有開關,所述電鍍設備還被配置為:晶圓旋轉(zhuǎn)時,所述指定電極以外的電極對應的開關均處于閉合狀態(tài)。
20、進一步地,所述多個電極與整流器之間均連接有電阻,其中,所述指定電極對應的電阻的阻值大于其他電極對應的電阻的阻值。
21、本發(fā)明還提供一種電鍍方法,使用具有多個電極的電鍍設備在晶圓表面進行電鍍,包括以下步驟:
22、步驟s11,旋轉(zhuǎn)晶圓;
23、步驟s12,晶圓缺口進入指定電極的覆蓋區(qū)域時,控制開關切斷,其中,所述多個電極連接到一個整流器,所述多個電極中的一個為所述指定電極,在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中,所述指定電極可以與晶圓缺口重合,所述開關連接在所述指定電極與所述整流器之間;
24、步驟s13,晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,控制所述開關閉合。
25、進一步地,還包括:根據(jù)預先設定的夾具的轉(zhuǎn)速和開關的延遲時間,在步驟s12中提前切斷所述開關,以及,在步驟s13中提前閉合所述開關。
26、本發(fā)明還提供一種電鍍方法,使用具有多個電極的電鍍設備在晶圓表面進行電鍍,包括以下步驟:
27、步驟s22,旋轉(zhuǎn)晶圓;
28、步驟s23,晶圓缺口進入指定電極的覆蓋區(qū)域時,降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速,其中,所述多個電極連接到一個整流器,所述多個電極中的一個為所述指定電極,在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中,所述指定電極可以與晶圓缺口重合;
29、步驟s24,晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,恢復晶圓的轉(zhuǎn)速。
30、進一步地,當晶圓缺口與所述指定電極完全重合后,繼續(xù)降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第二轉(zhuǎn)速,并在晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域前,提高晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。
31、如上所述,本發(fā)明提供一種電鍍設備和電鍍方法,結(jié)構(gòu)簡單、控制方法簡單,適用于各種尺寸的晶圓,能夠精準控制晶圓缺口區(qū)域的鍍層厚度;而且僅需配置一個整流器,就可以實現(xiàn)多個電極的單獨控制,相較于多個整流器的配置,降低了成本。
1.一種電鍍設備,包括多個電極,所述多個電極覆蓋晶圓的全部區(qū)域,在晶圓表面形成電場,其特征在于,所述多個電極連接到一個整流器,所述多個電極中的一個為指定電極,在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中,所述指定電極可以與晶圓缺口重合,通過改變整流器供應至所述指定電極的電流大小,使得晶圓缺口在所述指定電極的覆蓋區(qū)域內(nèi)時的電場強度低于在其他區(qū)域時的電場強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設備,其特征在于,所述指定電極與整流器之間連接有開關,通過控制所述開關閉合或切斷改變整流器供應至指定電極的電流大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍設備,其特征在于,所述指定電極和整流器之間連接有電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電鍍設備,其特征在于,包括:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電鍍設備,其特征在于,包括:
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電鍍設備,其特征在于,還包括夾具,用于固定晶圓并帶動晶圓旋轉(zhuǎn),晶圓缺口與所述夾具的相對位置是固定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍設備,其特征在于,還包括用于檢測晶圓缺口位置的位置傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍設備,其特征在于,所述電鍍設備被配置為:當晶圓缺口進入所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,切斷所述開關;當晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,閉合所述開關。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍設備,其特征在于,所述電鍍設備被配置為:根據(jù)預先設定的夾具的轉(zhuǎn)速和開關的延遲時間,提前切斷或者閉合所述開關。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電鍍設備,其特征在于,所述電鍍設備被配置為:晶圓旋轉(zhuǎn)時所述開關保持切斷狀態(tài),晶圓缺口進入所述指定電極的覆蓋區(qū)域時,降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電鍍設備,其特征在于,所述電鍍設備還被配置為:當晶圓缺口與所述指定電極完全重合后,繼續(xù)降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第二轉(zhuǎn)速,并在晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域前,提高晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項所述的電鍍設備,其特征在于,還包括設置在開關和整流器之間的單向控制器件,其中,所述開關連接在所述指定電極與整流器之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項所述的電鍍設備,其特征在于,所述多個電極與整流器之間均連接有開關,所述電鍍設備還被配置為:晶圓旋轉(zhuǎn)時,所述指定電極以外的電極對應的開關均處于閉合狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項所述的電鍍設備,其特征在于,所述多個電極與整流器之間均連接有電阻,其中,所述指定電極對應的電阻的阻值大于其他電極對應的電阻的阻值。
15.一種電鍍方法,使用具有多個電極的電鍍設備在晶圓表面進行電鍍,其特征在于,包括以下步驟:
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電鍍方法,其特征在于,還包括:根據(jù)預先設定的夾具的轉(zhuǎn)速和開關的延遲時間,在步驟s12中提前切斷所述開關,以及,在步驟s13中提前閉合所述開關。
17.一種電鍍方法,使用具有多個電極的電鍍設備在晶圓表面進行電鍍,其特征在于,包括以下步驟:
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電鍍方法,其特征在于,還包括:當晶圓缺口與所述指定電極完全重合后,繼續(xù)降低晶圓的轉(zhuǎn)速到第二轉(zhuǎn)速,并在晶圓缺口離開所述指定電極的覆蓋區(qū)域前,提高晶圓的轉(zhuǎn)速到第一轉(zhuǎn)速。