电化学加工工艺及电化学加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体工艺技术领域，尤其涉及一种适用于电镀或电抛光的电化学加工工艺。
【背景技术】
[0002]电化学加工是利用电化学反应对工件进行加工的一种方法。随着微电子技术的日益发展，电化学加工已广泛应用于集成电路制造中。在集成电路制造领域，电化学加工包括电镀和电抛光工艺。
[0003]目前，电镀工艺主要是将工件整片浸入电解液中来实现电镀。电镀时，将被镀的工件与电源的阴极连接，要镀的金属与电源的阳极连接，通电后，阳极逐渐溶解成金属正离子，溶液中有相等数目的金属离子在阴极上获得电子随即在被镀工件的表面析出，形成金属镀层。电抛光工艺是采用喷嘴向工件表面喷射电解液来实现工件表面加工。电抛光时，将被抛光的工件与电源的阳极连接，喷嘴与电源的阴极连接，被抛光的工件与喷嘴之间通过电解液形成导通的电流回路。
[0004]由此可知，无论是电镀工艺还是电抛光工艺，在对工件的整个表面进行加工过程中，都只采用了单一的加工模式，从而容易出现均匀性等问题。例如，电抛光时，不管抛光工件的哪一区域，始终都是通过喷嘴与电源的阴极连接以形成电流回路，当抛光工件的中心或边缘时，由于喷射至工件中心或边缘的液柱形状较难稳定控制，从而导致抛光结果不太稳定，进而致使整片工件内的抛光均匀性不甚理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述出现的技术问题提出一种新的电化学加工工艺，以提高电化学加工的工艺效果，尤其是提高工件表面电化学加工的均匀性。
[0006]为实现上述目的，本发明提出的电化学加工工艺，包括:提供一加工盘和喷嘴，力口工盘的底面与工件表面平行布置，加工盘与喷嘴同步移动，喷嘴向工件表面喷射电解液，加工盘和喷嘴与电源并联连接，以构成两路电流回路，第一路电流回路由工件、电解液、加工盘和电源构成，第二路电流回路由工件、电解液、喷嘴和电源构成；将工件表面沿工件圆心向工件外边缘划分成三个区域，含有工件圆心的区域定义为第一区域，含有工件外边缘的区域定义为第三区域，第一区域与第三区域之间的区域定义为第二区域；及采用第一路电流回路加工工件表面的第一区域和第三区域。
[0007]在一个实施例中，采用第二路电流回路加工工件表面的第二区域。另一个实施例中，采用第一路电流回路加工工件表面的第二区域。
[0008]在一个实施例中，第一区域是以工件的圆心为圆心的圆形，第二区域和第三区域是同心圆环且圆环的圆心为工件的圆心，第一区域的外侧与第二区域的内侧形成圆环形重叠部分，第三区域的内侧与第二区域的外侧形成圆环形重叠部分。
[0009]在一个实施例中，第一区域的半径大于或等于加工盘的半径，第一区域和第二区域的重叠部分的宽度为加工盘的半径，第二区域和第三区域的重叠部分的宽度为加工盘的半径。
[0010]本发明还提出电化学加工装置，包括:
[0011]腔室；
[0012]夹盘，夹盘设置在腔室内，夹盘夹持工件，夹盘能够绕其自身的中心轴旋转或垂直上升或下降；
[0013]电解液供应管道,具有旋转端和与旋转端相对的末端；
[0014]喷嘴，设置在电解液供应管道的末端；
[0015]旋转摆臂，具有旋转端和和与旋转端相对的末端；
[0016]加工盘，设置在旋转摆臂的末端，加工盘能绕其自身的中心轴旋转；
[0017]致动器，连接到电解液供应管道的旋转端和旋转摆臂的旋转端，致动器驱动电解液供应管道绕电解液供应管道的旋转端旋转，致动器还驱动旋转摆臂绕旋转摆臂的旋转端转动，带动喷嘴和加工盘在工件的表面上同步移动；
[0018]电源，电源的一极与工件连接，电源的另一极与喷嘴和加工盘并联连接，以构成两路电流回路:第一路电流回路由工件、电解液、加工盘和电源构成，第二路电流回路由工件、电解液、喷嘴和电源构成；第一路电流回路和第二路电流回路之间能切换。
[0019]在一个实施例中，致动器驱动旋转摆臂带动加工盘移动的同时加工盘绕其自身的中心轴旋转。
[0020]在一个实施例中，加工盘的形状为圆形，加工盘由导电材料制成，加工盘的底面与工件的表面平行布置。
[0021]在一个实施例中，加工盘的底面与工件表面之间的距离为0_20mm。
[0022]综上所述，本发明电化学加工工艺通过在工件表面的第一区域和第三区域，也就是工件表面的中心区域和边缘区域采用由工件、电解液、加工盘和电源构成的第一路电流回路加工，加工盘与工件之间形成稳定的电场，提高了工件表面加工均匀性。
【附图说明】
[0023]图1揭示了本发明的一实施例的电化学加工工艺的流程图。
[0024]图2揭示了本发明的一实施例的将工件表面沿工件圆心向工件外边缘划分成三个区域的示意图。
[0025]图3示例了电化学加工装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为详细说明本发明的技术内容、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
[0027]本发明提出的电化学加工工艺，其主要构思是:设置一加工盘和喷嘴，该加工盘由导电材料制成，加工盘的底面与工件表面平行布置，加工盘与喷嘴同步移动，喷嘴向工件表面喷射电解液。本发明的电化学加工工艺包括两路电流回路，一路电流回路由工件、电解液、加工盘和电源构成，另一路电流回路由工件、电解液、喷嘴和电源构成，该两路电流回路可以切换，当对工件表面的不同区域进行加工时，可以选择不同电流回路，从而提高电化学加工的工艺效果，尤其是提高工件表面电化学加工的均匀性。
[0028]参考图3所示，示例了电化学加工装置的结构示意图。该电化学加工装置包括腔室31、夹盘32、工件33、电解液供应管道34、喷嘴35、旋转摆臂36、加工盘37、致动器38及电源。夹盘32设置在腔室31内，夹盘32水平夹持工件33，夹盘32能够绕其自身的中心轴旋转或垂直上升或下降，从而调节工件33的表面与加工盘37的底面之间的间距。电解液供应管道34具有旋转端和与旋转端相对的末端。喷嘴35设置在电解液供应管道34的末端，电解液供应管道34的旋转端连接到致动器38。喷嘴35向工件33的表面喷射电解液。旋转摆臂36具有旋转端和与旋转端相对的末端。加工盘37设置在旋转摆臂36的末端，旋转摆臂36的旋转端连接到致动器38。加工盘37绕其自身的中心轴旋转，优选的，力口工盘37的形状为圆形，加工盘37由导电材料制成，加工盘37的底面与工件33的表面平行布置。致动器38驱动电解液供应管道34及旋转摆臂36分别绕其自身的旋转端转动。即致动器38驱动电解液供应管道34绕电解液供应管道的旋转端旋转，致动器38还驱动旋转摆臂36绕旋转摆臂的旋转端转动。从而带动喷嘴35和加工盘37在工件33的表面上方同步移动。致动器38驱动旋转摆臂36带动加工盘37移动的同时加工盘37绕其自身的中心轴旋转。电源的一极与工件33连接，电源的另一极与喷嘴35和加工盘37并联连接，以构成两路电流回路:第一路电流回路由工件33、电解液、加工盘37和电源构成，第二路电流回路由工件33、电解液、喷嘴35和电源构成，该两路电流回路可以切换。
[0029]基于但不限于上述电化学加工装置，本发明提出了一种电化学加工工艺，参考图1所示，揭示了本发明的一实施例的电化学加工工艺的流程图。该电化学加工工艺包括如下步骤:
[0030]步骤S11:提供一加工盘和喷嘴，加工盘的底面与工件表面平行布置，加工盘与喷