本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，特别涉及一种晶圆电镀装置。
背景技术：
在半导体制造工艺中，通常采用晶圆电镀工艺将电镀溶液中的金属离子析出至晶圆上的沟槽内而形成金属导线，电镀溶液通常包含铜离子或者铝离子，所以金属导线通常为铜导线，或者铝导线。
为了在晶圆表面形成金属导线，晶圆电镀工艺通常需要在盛有电镀溶液的工艺腔中进行，工艺腔中通常还设有阳极电极、晶圆支撑架及高电阻虚拟阳极(highresistancevirtualanode，hrva)，电镀溶液需要浸没阳极电极及高电阻虚拟阳极，通常电镀溶液也会浸没部分晶圆支撑架，阳极电极一般设于工艺腔的底部并外接电源正极，晶圆支撑架一般设于工艺腔的顶部并外接电源负极，其中，外接电源正极的阳极电极上能够放置电镀的金属块，外接电源负极的晶圆支撑架上能够放置待电镀的晶圆，高电阻虚拟阳极一般沿工艺腔径向铺设且横在阳极电极和晶圆支撑架之间，高电阻虚拟阳极用于均匀疏散电镀溶液中的金属离子的输出，所以靠近阳极电极的电镀溶液中的金属离子需要穿过高电阻虚拟阳极上的通孔，才能到达与高电阻虚拟阳极相对的晶圆表面的沟槽内。
但是目前的晶圆电镀装置中经常会出现高电阻虚拟阳极的通孔被堵塞的问题，导致晶圆表面形成的金属导线的质量受到影响，降低电镀的良品率。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种晶圆电镀装置，以解决高电阻虚拟阳极的通孔容易被堵塞的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种晶圆电镀装置，包括：腔体、高电阻虚拟阳极及阳极电极，所述高电阻虚拟阳极和所述阳极电极均设于所述腔体内，所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体的径向设置，其中，所述高电阻虚拟阳极内部具有一容置腔，且所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体轴向的第一表面和第二表面均呈外凸的弧形，所述第一表面具有至少三个第一通孔，所述第二表面具有至少三个第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述容置腔连通。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述高电阻虚拟阳极包括：第一部件及第二部件，所述第一部件与所述第二部件相对设置且所述第一部件较所述第二部件靠近所述阳极电极，所述容置腔位于所述第一部件及所述第二部件之间，背离所述容置腔的所述第一部件的表面为所述第一表面，背离所述容置腔的所述第二部件的表面为所述第二表面，所述第一通孔贯穿所述第一部件与所述容置腔连通，所述第二通孔贯穿所述第二部件与所述容置腔连通。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述第一表面设有排气槽，所述排气槽延伸至所述腔体外。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述第二通孔呈柱体状，所述第二通孔的轴线平行于所述腔体的轴线。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述第一通孔呈柱体状，所述第一通孔包括靠近所述容置腔的第一端和远离所述容置腔的第二端，所述第一端较所述第二端靠近所述腔体的轴线。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，各所述第一通孔的轴线与所述腔体的轴线构成的角度介于0°～30°。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述第一通孔与所述第二通孔的径向宽度均介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第一通孔之间的间距介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第二通孔之间的间距介于0.5mm～2.0mm。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述容置腔的高度介于0.5cm～3.0cm。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述高电阻虚拟阳极的第一表面和第二表面对应的圆弧角的角度均介于5°～30°。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述晶圆电镀装置还包括：密封组件，所述密封组件设于所述高电阻虚拟阳极的径向边缘，且与所述腔体侧壁贴合，以对所述高电阻虚拟阳极和所述腔体之间的间隙处进行密封。
可选的，在所述晶圆电镀装置中，所述晶圆电镀装置还包括：晶圆支撑架，所述晶圆支撑架沿所述腔体的周向设置，所述高电阻虚拟阳极位于所述晶圆支撑架和所述阳极电极之间。
在现有技术中，高电阻虚拟阳极沿工艺腔的径向设置的平板结构，所述平板结构具有竖直的通孔，电镀工艺过程中，工艺腔中盛放的电镀溶液是从所述阳极电极往所述高电阻虚拟阳极方向流动，需要穿过高电阻虚拟阳极上的通孔。电镀溶液通常选择硫酸铜溶液，靠近阳极电极的硫酸铜溶液在溶液流速以及流向的影响下，硫酸铜溶液中会产生气泡，气泡体积大且质量轻，容易上浮并聚集到高电阻虚拟阳极的靠近阳极电极的下表面，从而堵塞高电阻虚拟阳极的通孔，造成铜离子难以穿过通孔到达晶圆表面；此外，铜离子即使从高电阻虚拟阳极的下表面进入通孔，却有一部分硫酸铜产生结晶并散落在高电阻虚拟阳极的上表面，从而堵塞高电阻虚拟阳极的通孔，这也会导致硫酸铜溶液中的铜离子难以穿过通孔到达晶圆表面。
基于上述问题，本实用新型提供一种晶圆电镀装置，包括：腔体、高电阻虚拟阳极及阳极电极，所述高电阻虚拟阳极和所述阳极电极设于所述腔体内，所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体的径向设置，所述高电阻虚拟阳极内部具有一容置腔，且所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体轴向的第一表面和第二表面均呈外凸的弧形，所述第一表面具有至少三个第一通孔，所述第二表面具有至少三个第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述容置腔连通，其中，所述高电阻虚拟阳极的第一表面和第二表面为相对的向外凸出的弧面，因为电镀溶液是从所述阳极电极往所述高电阻虚拟阳极方向流动，所以弧形的第一表面可以有效地将电镀溶液中聚集在所述第一表面上的气泡驱散至高电阻虚拟阳极靠近所述腔体侧壁的边缘，同时，电镀溶液的结晶也会因为高电阻虚拟阳极的弧形的第二表面而滑落至高电阻虚拟阳极靠近所述腔体侧壁的边缘，从而避免了高电阻虚拟阳极的堵塞，提高了晶圆表面形成的金属导线的质量，提高了电镀的工作效率，提高了电镀的良品率。
附图说明
图1是本实用新型实施例的晶圆电镀装置示意图；
其中，附图标记说明：
100-高电阻虚拟阳极，101-容置腔，102-第一表面，103-第二表面，110-第一部件，111-第一通孔，120-第二部件，121-第二通孔，200-腔体，300-阳极电极，400-晶圆支撑架，500-密封组件，600-气泡。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的晶圆电镀装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
本实用新型提供一种晶圆电镀装置，参考图1，图1是本实用新型实施例的晶圆电镀装置示意图，所述晶圆电镀装置包括：腔体200、高电阻虚拟阳极100及阳极电极300，所述高电阻虚拟阳极100和所述阳极电极300均设于所述腔体200内，所述高电阻虚拟阳极100沿所述腔体200的径向设置，其中，所述高电阻虚拟阳极100内部具有一容置腔101，且所述高电阻虚拟阳极100沿所述腔体200轴向的第一表面102和第二表面103均呈外凸的弧形，所述第一表面102具有至少三个第一通孔111，所述第二表面103具有至少三个第二通孔121，所述第一通孔111和所述第二通孔121均与所述容置腔101连通，在本实施例中，电镀溶液选择硫酸铜，电镀溶液中含有后续形成于晶圆表面的金属导线的金属离子即可，本申请文件对电镀溶液的选择不做任何限定。电镀溶液的流向是从所述阳极电极300往所述高电阻虚拟阳极100方向流动，电镀溶液能够穿过所述高电阻虚拟阳极100到达所述晶圆的表面，弧形的所述第一表面102可以将靠近所述第一表面102的硫酸铜溶液中体积大重量轻的气泡600利用电镀溶液流动的压力挤压到所述高电阻虚拟阳极100的所述第一表面102的边缘，从而使得气泡600不会在所述第一表面102上聚集，从而不容易造成所述第一通孔111的堵塞；弧形的所述第二表面103因其具有一定的弧度，使得硫酸铜结晶更容易滑落到所述第二表面103的边缘，且不容易堆积在所述第二表面103的中间区域，从而不容易造成所述第二通孔121的堵塞，使得硫酸铜溶液中的铜离子能够有效地通过所述高电阻虚拟阳极100输出，从而提高了晶圆表面形成的金属导线的质量，提高了电镀的良品率。
进一步的，所述晶圆电镀装置还包括：晶圆支撑架400，所述晶圆支撑架400沿所述腔体200的周向设置，所述高电阻虚拟阳极100位于所述晶圆支撑架400和所述阳极电极300之间。在本实施例中，所述阳极电极300设于所述腔体200的底部并外接电源正极，所述晶圆支撑架400设于所述腔体200的顶部并外接电源负极，其中，外接电源正极的阳极电极300上能够放置电镀的金属块，金属块可以选择铜块，银块等，本实施例中金属块选择铜块，外接电源负极的所述晶圆支撑架400上能够放置待电镀的晶圆。
其中，所述高电阻虚拟阳极100包括：第一部件110及第二部件120，所述第一部件110与所述第二部件120相对设置且所述第一部件110较所述第二部件120靠近所述阳极电极300，所述第一部件110的边缘与所述第二部件120的边缘贴合，所述容置腔101位于所述第一部件110及所述第二部件120之间即所述容置腔101位于所述第一部件110与所述第二部件120的中间隆起的内部空间中，背离所述容置腔101的所述第一部件110的表面为所述第一表面102，背离所述容置腔101的所述第二部件120的表面为所述第二表面103，所述第一通孔111贯穿所述第一部件110并与所述容置腔101连通，所述第二通孔121贯穿所述第二部件120与所述容置腔101连通。外部通电之后，铜块会被电解为铜离子且不断地补充到硫酸铜溶液中，铜离子有序地通过所述高电阻虚拟阳极100上的所述第一通孔111、所述容置腔101及所述第二通孔121，最终沉积到外接电源负极的所述晶圆支撑架400上的晶圆表面。
进一步的，所述第一通孔111呈柱体状，所述第一通孔111包括靠近所述容置腔101的第一端和远离所述容置腔101的第二端，所述第一端与所述第二端之间直线连通，所述第一端较所述第二端更靠近所述腔体200的轴线，即所述第一通孔111相对所述腔体200的轴线倾斜设置。在本实施例中腔体200的轴线可以认为是与水平面垂直的直线，各所述第一通孔111的轴线与所述腔体200的轴线构成的夹角的角度介于0°～30°。在电镀工艺过程中，因为电镀溶液有一定的流速和流向，电镀溶液的流向是从所述腔体200的边缘往所述腔体200的中心的这一方向，靠近所述第一部件110表面的电镀溶液会形成暗流或者旋涡且会形成大量的气泡600，但是现有技术中所述高电阻虚拟阳极100的通孔均垂直于水平面，所以电镀溶液和气泡600都需要穿过所述高电阻虚拟阳极100的通孔，体积大的气泡600可能会堵上所述高电阻虚拟阳极100的通孔造成所述高电阻虚拟阳极100与所述阳极电极300之间的电镀溶液无法继续穿过通孔。本实施例中的倾斜设置的所述第一通孔111与电镀溶液的流向相反，这样可以避免在电镀溶液流速较快的情况下气泡600从所述第一通孔111进入所述容置腔101从而堵塞所述第一通孔111的情况，气泡600会因为弧形的所述第一表面102的弧形造型以及倾斜设置的所述第一通孔111有效地疏散至靠近所述腔体200侧壁的所述第一表面102的边缘，提高了所述高电阻虚拟阳极的可靠性，确保可以向所述晶圆支撑架400上的晶圆输送充足且均匀的金属离子，保证了晶圆表面形成的金属导线的质量，提高了电镀的良品率。
优选的，所述第一表面102设有排气槽(未图示)，所述排气槽延伸至所述腔体200外，使得疏散至所述第一表面102的边缘的气泡600可以及时排出所述腔体200，从而进一步避免了所述第一通孔111的堵塞。
进一步的，所述第二通孔121呈柱体状，所述第二通孔121的轴线平行于所述腔体200的轴线，即，各所述第二通孔121的轴线均垂直于水平面，均竖直向上，从所述第一通孔111进入到所述容置腔101中的金属离子及酸根离子会在电场的作用下继续向负极(所述晶圆支撑架)移动，竖直向上的各所述第二通孔121能够快速地将所述容置腔101中的金属离子疏散出去，提高了电镀的工作效率。
其中，所述第一通孔111均匀地分布在所述高电阻虚拟阳极100的第一表面102上，所述第二通孔121均匀地分布在所述高电阻虚拟阳极100的第一表面102上，所述第一通孔111与所述第二通孔121的径向宽度均介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第一通孔111之间的间距介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第二通孔121之间的间距介于0.5mm～2.0mm。若干均匀布置在所述第一表面102上的所述第一通孔111和若干均匀布置在所述第二表面103上的所述第二通孔121可以保证电镀溶液中的金属离子快速且高质地通过，从而保证了输出的电镀溶液中的金属离子的均匀性和速率。
在本实施例中，所述容置腔101的高度介于0.5cm～3.0cm，所述高电阻虚拟阳极的第一表面和第二表面对应的圆弧角的角度均介于5°～30°，从图1可以看出，本实施例中的所述容置腔101呈中间厚两侧薄的橄榄球造型，外凸弧面造型的所述高电阻虚拟阳极100使得电镀溶液中的气泡600无法聚集在所述高电阻虚拟阳极100的第一表面102，而是顺应弧形的第一表面102向所述高电阻虚拟阳极100边缘分散，同时，电镀溶液的结晶也会因为高电阻虚拟阳极100的弧行的第二表面103不会滞留在所述高电阻虚拟阳极100上，而是顺应弧面滑落至所述高电阻虚拟阳极100边缘，避免了电镀溶液中的气泡600的大量聚集，从而避免了所述高电阻虚拟阳极100的堵塞。
优选的，所述晶圆电镀装置还包括：密封组件500，所述密封组件500设于所述高电阻虚拟阳极100的径向边缘，且与所述腔体侧壁贴合，以对所述高电阻虚拟阳极100和所述腔体200之间的间隙处进行密封，避免金属离子没有经过所述高电阻虚拟阳极100过滤就直接流至晶圆表面，也避免了电镀溶液的气泡600从所述高电阻虚拟阳极100的第一表面102边缘疏散至所述高电阻虚拟阳极100与所述晶圆支撑架400之间的区域，即避免了电镀溶液从所述高电阻虚拟阳极100和所述腔体200之间的缝隙中直接通过，使得电镀溶液务必经过所述第一通孔111、所述容置腔101及所述第二通孔121，确保电镀溶液得到有效过滤，从而保证了到达晶圆表面的金属离子的纯度，提高了电镀的良品率。
本实用新型提供一种晶圆电镀装置，包括：腔体、高电阻虚拟阳极及阳极电极，所述高电阻虚拟阳极和所述阳极电极设于所述腔体内，所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体的径向设置，所述高电阻虚拟阳极内部具有一容置腔，且所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体轴向的第一表面和第二表面均呈外凸的弧形，所述第一表面具有至少三个第一通孔，所述第二表面具有至少三个第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述容置腔连通，其中，所述高电阻虚拟阳极的第一表面和第二表面为相对的向外凸出的弧面，因为电镀溶液是从所述阳极电极往所述高电阻虚拟阳极方向流动，所以弧形的第一表面可以有效地将电镀溶液中的气泡驱散至高电阻虚拟阳极靠近所述腔体侧壁的边缘，同时，电镀溶液的结晶也会因为高电阻虚拟阳极的弧形的第二表面而滑落至高电阻虚拟阳极靠近所述腔体侧壁的边缘，从而避免了高电阻虚拟阳极的堵塞，提高了晶圆表面形成的金属导线的质量，提高了电镀的工作效率，提高了电镀的良品率。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
1.一种晶圆电镀装置，其特征在于，包括：腔体、高电阻虚拟阳极及阳极电极，所述高电阻虚拟阳极和所述阳极电极均设于所述腔体内，所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体的径向设置，其中，所述高电阻虚拟阳极内部具有一容置腔，且所述高电阻虚拟阳极沿所述腔体轴向的第一表面和第二表面均呈外凸的弧形，所述第一表面具有至少三个第一通孔，所述第二表面具有至少三个第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔均与所述容置腔连通。
2.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述高电阻虚拟阳极包括：第一部件及第二部件，所述第一部件与所述第二部件相对设置且所述第一部件较所述第二部件靠近所述阳极电极，所述容置腔位于所述第一部件及所述第二部件之间，背离所述容置腔的所述第一部件的表面为所述第一表面，背离所述容置腔的所述第二部件的表面为所述第二表面，所述第一通孔贯穿所述第一部件与所述容置腔连通，所述第二通孔贯穿所述第二部件与所述容置腔连通。
3.根据权利要求2所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第一表面设有排气槽，所述排气槽延伸至所述腔体外。
4.根据权利要求2所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第二通孔呈柱体状，所述第二通孔的轴线平行于所述腔体的轴线。
5.根据权利要求2所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第一通孔呈柱体状，所述第一通孔包括靠近所述容置腔的第一端和远离所述容置腔的第二端，所述第一端较所述第二端靠近所述腔体的轴线。
6.根据权利要求5所述的晶圆电镀装置，其特征在于，各所述第一通孔的轴线与所述腔体的轴线构成的夹角的角度介于0°～30°。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述第一通孔与所述第二通孔的径向宽度均介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第一通孔之间的间距介于0.5mm～2.0mm；相邻的两个所述第二通孔之间的间距介于0.5mm～2.0mm。
8.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述容置腔的高度介于0.5cm～3.0cm。
9.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述高电阻虚拟阳极的第一表面和第二表面对应的圆弧角的角度均介于5°～30°。
10.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述晶圆电镀装置还包括：密封组件，所述密封组件设于所述高电阻虚拟阳极的径向边缘，且与所述腔体侧壁贴合，以对所述高电阻虚拟阳极和所述腔体之间的间隙处进行密封。
11.根据权利要求1所述的晶圆电镀装置，其特征在于，所述晶圆电镀装置还包括：晶圆支撑架，所述晶圆支撑架沿所述腔体的周向设置，所述高电阻虚拟阳极位于所述晶圆支撑架和所述阳极电极之间。
技术总结