電化學(xué)加工工藝及電化學(xué)加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于電鍍或電拋光的電化學(xué)加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]電化學(xué)加工是利用電化學(xué)反應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行加工的一種方法。隨著微電子技術(shù)的日益發(fā)展，電化學(xué)加工已廣泛應(yīng)用于集成電路制造中。在集成電路制造領(lǐng)域，電化學(xué)加工包括電鍍和電拋光工藝。
[0003]目前，電鍍工藝主要是將工件整片浸入電解液中來實(shí)現(xiàn)電鍍。電鍍時(shí)，將被鍍的工件與電源的陰極連接，要鍍的金屬與電源的陽極連接，通電后，陽極逐漸溶解成金屬正離子，溶液中有相等數(shù)目的金屬離子在陰極上獲得電子隨即在被鍍工件的表面析出，形成金屬鍍層。電拋光工藝是采用噴嘴向工件表面噴射電解液來實(shí)現(xiàn)工件表面加工。電拋光時(shí)，將被拋光的工件與電源的陽極連接，噴嘴與電源的陰極連接，被拋光的工件與噴嘴之間通過電解液形成導(dǎo)通的電流回路。
[0004]由此可知，無論是電鍍工藝還是電拋光工藝，在對(duì)工件的整個(gè)表面進(jìn)行加工過程中，都只采用了單一的加工模式，從而容易出現(xiàn)均勻性等問題。例如，電拋光時(shí)，不管拋光工件的哪一區(qū)域，始終都是通過噴嘴與電源的陰極連接以形成電流回路，當(dāng)拋光工件的中心或邊緣時(shí)，由于噴射至工件中心或邊緣的液柱形狀較難穩(wěn)定控制，從而導(dǎo)致拋光結(jié)果不太穩(wěn)定，進(jìn)而致使整片工件內(nèi)的拋光均勻性不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述出現(xiàn)的技術(shù)問題提出一種新的電化學(xué)加工工藝，以提高電化學(xué)加工的工藝效果，尤其是提高工件表面電化學(xué)加工的均勻性。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的電化學(xué)加工工藝，包括:提供一加工盤和噴嘴，力口工盤的底面與工件表面平行布置，加工盤與噴嘴同步移動(dòng)，噴嘴向工件表面噴射電解液，加工盤和噴嘴與電源并聯(lián)連接，以構(gòu)成兩路電流回路，第一路電流回路由工件、電解液、加工盤和電源構(gòu)成，第二路電流回路由工件、電解液、噴嘴和電源構(gòu)成；將工件表面沿工件圓心向工件外邊緣劃分成三個(gè)區(qū)域，含有工件圓心的區(qū)域定義為第一區(qū)域，含有工件外邊緣的區(qū)域定義為第三區(qū)域，第一區(qū)域與第三區(qū)域之間的區(qū)域定義為第二區(qū)域；及采用第一路電流回路加工工件表面的第一區(qū)域和第三區(qū)域。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，采用第二路電流回路加工工件表面的第二區(qū)域。另一個(gè)實(shí)施例中，采用第一路電流回路加工工件表面的第二區(qū)域。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域是以工件的圓心為圓心的圓形，第二區(qū)域和第三區(qū)域是同心圓環(huán)且圓環(huán)的圓心為工件的圓心，第一區(qū)域的外側(cè)與第二區(qū)域的內(nèi)側(cè)形成圓環(huán)形重疊部分，第三區(qū)域的內(nèi)側(cè)與第二區(qū)域的外側(cè)形成圓環(huán)形重疊部分。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，第一區(qū)域的半徑大于或等于加工盤的半徑，第一區(qū)域和第二區(qū)域的重疊部分的寬度為加工盤的半徑，第二區(qū)域和第三區(qū)域的重疊部分的寬度為加工盤的半徑。
[0010]本發(fā)明還提出電化學(xué)加工裝置，包括:
[0011]腔室；
[0012]夾盤，夾盤設(shè)置在腔室內(nèi)，夾盤夾持工件，夾盤能夠繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)或垂直上升或下降；
[0013]電解液供應(yīng)管道,具有旋轉(zhuǎn)端和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端；
[0014]噴嘴，設(shè)置在電解液供應(yīng)管道的末端；
[0015]旋轉(zhuǎn)擺臂，具有旋轉(zhuǎn)端和和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端；
[0016]加工盤，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)擺臂的末端，加工盤能繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)；
[0017]致動(dòng)器，連接到電解液供應(yīng)管道的旋轉(zhuǎn)端和旋轉(zhuǎn)擺臂的旋轉(zhuǎn)端，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電解液供應(yīng)管道繞電解液供應(yīng)管道的旋轉(zhuǎn)端旋轉(zhuǎn)，致動(dòng)器還驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂繞旋轉(zhuǎn)擺臂的旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)噴嘴和加工盤在工件的表面上同步移動(dòng)；
[0018]電源，電源的一極與工件連接，電源的另一極與噴嘴和加工盤并聯(lián)連接，以構(gòu)成兩路電流回路:第一路電流回路由工件、電解液、加工盤和電源構(gòu)成，第二路電流回路由工件、電解液、噴嘴和電源構(gòu)成；第一路電流回路和第二路電流回路之間能切換。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂帶動(dòng)加工盤移動(dòng)的同時(shí)加工盤繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，加工盤的形狀為圓形，加工盤由導(dǎo)電材料制成，加工盤的底面與工件的表面平行布置。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，加工盤的底面與工件表面之間的距離為0_20mm。
[0022]綜上所述，本發(fā)明電化學(xué)加工工藝通過在工件表面的第一區(qū)域和第三區(qū)域，也就是工件表面的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域采用由工件、電解液、加工盤和電源構(gòu)成的第一路電流回路加工，加工盤與工件之間形成穩(wěn)定的電場(chǎng)，提高了工件表面加工均勻性。
【附圖說明】
[0023]圖1揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的電化學(xué)加工工藝的流程圖。
[0024]圖2揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的將工件表面沿工件圓心向工件外邊緣劃分成三個(gè)區(qū)域的示意圖。
[0025]圖3示例了電化學(xué)加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所達(dá)成目的及效果，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說明。
[0027]本發(fā)明提出的電化學(xué)加工工藝，其主要構(gòu)思是:設(shè)置一加工盤和噴嘴，該加工盤由導(dǎo)電材料制成，加工盤的底面與工件表面平行布置，加工盤與噴嘴同步移動(dòng)，噴嘴向工件表面噴射電解液。本發(fā)明的電化學(xué)加工工藝包括兩路電流回路，一路電流回路由工件、電解液、加工盤和電源構(gòu)成，另一路電流回路由工件、電解液、噴嘴和電源構(gòu)成，該兩路電流回路可以切換，當(dāng)對(duì)工件表面的不同區(qū)域進(jìn)行加工時(shí)，可以選擇不同電流回路，從而提高電化學(xué)加工的工藝效果，尤其是提高工件表面電化學(xué)加工的均勻性。
[0028]參考圖3所示，示例了電化學(xué)加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該電化學(xué)加工裝置包括腔室31、夾盤32、工件33、電解液供應(yīng)管道34、噴嘴35、旋轉(zhuǎn)擺臂36、加工盤37、致動(dòng)器38及電源。夾盤32設(shè)置在腔室31內(nèi)，夾盤32水平夾持工件33，夾盤32能夠繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)或垂直上升或下降，從而調(diào)節(jié)工件33的表面與加工盤37的底面之間的間距。電解液供應(yīng)管道34具有旋轉(zhuǎn)端和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端。噴嘴35設(shè)置在電解液供應(yīng)管道34的末端，電解液供應(yīng)管道34的旋轉(zhuǎn)端連接到致動(dòng)器38。噴嘴35向工件33的表面噴射電解液。旋轉(zhuǎn)擺臂36具有旋轉(zhuǎn)端和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端。加工盤37設(shè)置在旋轉(zhuǎn)擺臂36的末端，旋轉(zhuǎn)擺臂36的旋轉(zhuǎn)端連接到致動(dòng)器38。加工盤37繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選的，力口工盤37的形狀為圓形，加工盤37由導(dǎo)電材料制成，加工盤37的底面與工件33的表面平行布置。致動(dòng)器38驅(qū)動(dòng)電解液供應(yīng)管道34及旋轉(zhuǎn)擺臂36分別繞其自身的旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)。即致動(dòng)器38驅(qū)動(dòng)電解液供應(yīng)管道34繞電解液供應(yīng)管道的旋轉(zhuǎn)端旋轉(zhuǎn)，致動(dòng)器38還驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂36繞旋轉(zhuǎn)擺臂的旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)。從而帶動(dòng)噴嘴35和加工盤37在工件33的表面上方同步移動(dòng)。致動(dòng)器38驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂36帶動(dòng)加工盤37移動(dòng)的同時(shí)加工盤37繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)。電源的一極與工件33連接，電源的另一極與噴嘴35和加工盤37并聯(lián)連接，以構(gòu)成兩路電流回路:第一路電流回路由工件33、電解液、加工盤37和電源構(gòu)成，第二路電流回路由工件33、電解液、噴嘴35和電源構(gòu)成，該兩路電流回路可以切換。
[0029]基于但不限于上述電化學(xué)加工裝置，本發(fā)明提出了一種電化學(xué)加工工藝，參考圖1所示，揭示了本發(fā)明的一實(shí)施例的電化學(xué)加工工藝的流程圖。該電化學(xué)加工工藝包括如下步驟:
[0030]步驟S11:提供一加工盤和噴嘴，加工盤的底面與工件表面平行布置，加工盤與噴