[实用新型]一种电解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体工艺领域，特别是涉及一种电解槽。

背景技术

随着单个器件变得越来越小，集成电路的运行速度越来越高。在几百兆赫兹的速度下，信号必须以足够快的速度通过金属系统才能防止程序延误。欲改善金属连线的延迟可以采用电阻值较低的金属作为金属导线或是降低金属导线间介电层的寄生电容。铜制程是一个解决延迟效应的可行方案，与铝3.1mΩ/cm的电阻相比，铜的电阻仅有1.7mΩ/cm，导电性比铝优良，同时铜本身具有抗电迁移的能力，而且能在低温下进行淀积。目前，铜薄膜能够通过物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、无电镀法、电镀法等进行淀积。其中，铜电镀法容易获得高纯度的金属层，不仅金属层的形成速度快，而且还能够比较容易地控制金属层的厚度，且具有成本低、出产率高等优点，因此电镀法已成为制备铜金属的主流方法，并已广泛应用于工业化生产中。一般，铜电镀是将晶圆接触电解液，并于正负电极间提供电位差以沉积金属半导体基板表面。

电镀工艺需要采用电解槽实现，根据电解槽结构的不同，可以分为垂直式电解槽和水平式电解槽，以下以垂直式电解槽为例进行说明。

如图1所示为现有技术中垂直式电解槽的结构示意图，所述电解槽100至少包括：用于盛放电解液的电解容器1’、位于电解液2’中的金属阳极31’、接触环6’和固定于接触环6’上的待镀晶片7’。在电镀过程中，待镀晶片7’固定在接触环6’上，然后将待镀晶片7’侵入盛放有电解液2’的电解容器1’中。直流电源8’提供正极和负极输出，其中，正极电性连接至电解液2’中的金属阳极31’，负极电性连接至待镀晶片7’。通过直流电源8’将偏压施加到待镀晶片7’，从而产生相对于金属阳极31’为负的电压降，使得电荷流动自金属阳极31’流向待镀晶片7’。

但是随着电镀的持续进行，在施加电压不变的情况下，电镀会逐渐变慢甚至停止，导致出现这种情况的原因很多，其中一个原因可能是电镀进行时，金属阳极被渐渐消耗掉，变得越来越薄，金属阳极距离待镀晶片会越来越远，导致金属阳极与待镀晶片间的电场变弱，电解液电阻变大，电流变小。要想使电镀正常进行，一般需要增大直流电压，但是成本也会相应增加。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电解槽，用于解决现有技术中金属阳极与待镀晶片的距离变大导致电镀难以持续进行的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电解槽，所述电解槽至少包括：用于盛放电解液的电解容器和提供镀层金属的移动阳极；所述移动阳极包括设置于所述电解液中的金属阳极和用于推动所述金属阳极的升降部件；所述升降部件的一端与所述金属阳极物理接触、另一端露于电解容器外。

优选地，所述电解槽还包括用于防止电解液渗漏的密封圈，所述密封圈套于升降部件上并紧贴电解容器的内壁。

优选地，所述电解槽还包括压于密封圈上且用于固定密封圈的固定部件。

优选地，所述升降部件为至少三个螺栓，该螺栓的螺帽露于电解容器外、螺栓的螺杆穿透电解容器的底部并与金属阳极的底面物理接触。

优选地，所述升降部件为设置在电解容器底部中心的圆柱部件，该圆柱部件的直径为80～150mm。

优选地，所述升降部件的长度大于金属阳极的厚度。

优选地，所述升降部件为钛材料。

优选地，所述电解槽还包括用于固定待镀晶片的接触环。

优选地，所述待镀晶片的直径为200～450mm。

优选地，所述电解液为硫酸铜溶液。

如上所述，本实用新型的电解槽，具有以下有益效果：在电解槽上设置升降部件，电镀进行时，通过升降部件来推动电解液中的金属阳极运动，使金属阳极与待镀晶片之间的距离保持基本不变，保证电镀正常进行。

附图说明

图1为现有技术中的电解槽结构示意图。

图2为本实用新型的电镀进行前的电解槽示意图。

图3为本实用新型的电镀进行时的电解槽示意图。

图4为本实用新型的电解槽上升降部件处的细节示意图。

元件标号说明

100,200                电解槽

1,1’                  电解容器

2,2’                  电解液

3                      移动阳极

31,31’                金属阳极