專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電解槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種電解槽。
背景技術(shù)：
隨著單個(gè)器件變得越來(lái)越小，集成電路的運(yùn)行速度越來(lái)越高。在幾百兆赫茲的速度下，信號(hào)必須以足夠快的速度通過(guò)金屬系統(tǒng)才能防止程序延誤。欲改善金屬連線的延遲可以采用電阻值較低的金屬作為金屬導(dǎo)線或是降低金屬導(dǎo)線間介電層的寄生電容。銅制程是一個(gè)解決延遲效應(yīng)的可行方案，與鋁3.1 mQ/cm的電阻相比，銅的電阻僅有1.7mQ/cm,導(dǎo)電性比鋁優(yōu)良，同時(shí)銅本身具有抗電遷移的能力，而且能在低溫下進(jìn)行淀積。目前，銅薄膜能夠通過(guò)物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、無(wú)電鍍法、電鍍法等進(jìn)行淀積。其中，銅電鍍法具有成本低且出產(chǎn)率高，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)中。銅電鍍法是將化學(xué)溶液(也稱(chēng)為電鍍液或電解液)中的銅轉(zhuǎn)移到晶片的表面，以形成銅層的方法。但是，在銅電解的過(guò)程中，粗銅中有害雜質(zhì)會(huì)通過(guò)電化學(xué)溶解進(jìn)入電解液并不斷富集，這將嚴(yán)重影響陰極銅層的質(zhì)量。而隨著電解的進(jìn)一步進(jìn)行，甚至?xí)l(fā)生電解停止。如圖1所示的現(xiàn)有電解槽結(jié)構(gòu)示意圖。隨著電解工藝的進(jìn)行，電解液中的雜質(zhì)污染物IOA濃度不斷增大，并沉積在電解容器2A內(nèi)部的陽(yáng)極銅金屬6A表面，這樣會(huì)造成電解回路電阻的增加，進(jìn)而會(huì)使得所需直流電壓升高，而所提供的電壓不變，最后將導(dǎo)致被電鍍晶片銅5A電解過(guò)程停止。為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，設(shè)計(jì)一種電鍍工藝中電解液的凈化裝置實(shí)屬必要。
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電解槽，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電解槽陽(yáng)極金屬表面污染物沉積導(dǎo)致電解中止的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種電解槽。所述電解槽至少包括一電解液凈化裝置，所述電解液凈化裝置包括用于攪拌電解槽中電解液的振蕩探頭以及超聲波發(fā)生器；所述振蕩探頭設(shè)于電解槽內(nèi)部；所述超聲波發(fā)生器與振蕩探頭相連。優(yōu)選地，所述電解槽至少還包括用以容納電解液的電解容器、陰極板、陽(yáng)極板、被電鍍晶片、陽(yáng)極金屬、固定蓋、出液口、入液口 ；所述被電鍍晶片通過(guò)所述固定蓋固定，并與電解液接觸；所述陽(yáng)極金屬位于所述電解容器的內(nèi)部且與電解液接觸；所述陽(yáng)極板與所述陽(yáng)極金屬電性連接，所述陰極板與所述被電鍍晶片電性連接；所述出液口和入液口分別設(shè)置在所述電解容器的側(cè)壁。優(yōu)選地，所述電解液凈化裝置還包括電解液循環(huán)裝置，所述電解液循環(huán)裝置包括循環(huán)泵、過(guò)濾器及出口閥門(mén)、入 口閥門(mén)；所述出口閥門(mén)和入口閥門(mén)分別與所述出液口和入液口相連接；所述循環(huán)泵與所述出口閥門(mén)相連；所述過(guò)濾器處于所述循環(huán)泵和入口閥門(mén)之間。優(yōu)選地，所述振蕩探頭包括振蕩探頭本體及定位件；所述振蕩探頭通過(guò)所述定位件固定于所述電解槽上。優(yōu)選地，所述振蕩探頭的材料為純鈦材料。優(yōu)選地，所述振蕩探頭呈十字形狀。優(yōu)選地，所述定位件包括定位螺絲。優(yōu)選地，所述超聲波發(fā)生器包括輸出功率為20(T300W的超聲波發(fā)生裝置。優(yōu)選地，所述電解液為硫酸銅溶液。如上所述，本實(shí)用新型的電解槽，具有以下有益效果本實(shí)用新型的電解槽通過(guò)超聲波發(fā)生器使電解液中的振蕩探頭以一定頻率發(fā)生振動(dòng),振蕩探頭帶動(dòng)電解液形成細(xì)微回流，從而使陽(yáng)極金屬表面的污染物剝離進(jìn)入電解液，再通過(guò)過(guò)濾將電解液中的污染物濾掉，陽(yáng)極表面和電解液恢復(fù)潔凈，電解過(guò)程能夠繼續(xù)進(jìn)行；且本實(shí)用新型的電解槽超聲波振蕩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。


圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的電解槽示意圖。圖2顯示為本實(shí)用新型的電解槽示意圖。元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明I電解液凈化裝置
II振蕩探頭
III定位件
12超聲波發(fā)生器
13電解液循環(huán)裝置
131循環(huán)泵
132過(guò)濾器 Ijj出口閥門(mén) 134入口閥門(mén) 2,2A電解容器
3陰極板
4陽(yáng)極板
5,5 A被電鍍晶片
6,6A陽(yáng)極金屬
7固定蓋
8出液口
9入液口
10IUA污染物
具體實(shí)施方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式
加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖2。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種電解槽，所述電解槽至少包括一電解液凈化裝置1，所述電解液凈化裝置I包括振蕩探頭11和超聲波發(fā)生器12。所述振蕩探頭11設(shè)于電解槽內(nèi)部且用于攪拌電解槽中的電解液，該振蕩探頭11包括振蕩探頭本體及定位件111,振蕩探頭本體通過(guò)所述定位件111固定于所述電解槽上。所述振蕩探頭11的形狀不限，優(yōu)選地，包括但不限于十字形狀、T字形等等。所述振蕩探頭11的材料不限，包括純鈦、不銹鋼等等。本實(shí)施例中，優(yōu)選為純鈦材料。所述定位件111優(yōu)選為定位螺絲，數(shù)量為2個(gè)。所述超聲波發(fā)生器12與所述振蕩探頭11相連，用于提供振蕩探頭11所需的振動(dòng)頻率，優(yōu)選地，其包括輸出功率為20(T300W的超聲波發(fā)生裝置。另外，所述電解槽至少還包括用以容納電解液的電解容器2、陰極板3、陽(yáng)極板4、被電鍍晶片5、陽(yáng)極金屬6、固定蓋7、出液口 8以及入液口 9。其中，所述被電鍍晶片5通過(guò)所述固定蓋7固定，便于取放，且避免電解過(guò)程中晶片5表面受到污染，被電鍍晶片5與電解液接觸，以使被電鍍晶片5表面鍍上所需的金屬層。所述陽(yáng)極金屬6位于所述電解容器2的內(nèi)部且與電解液接觸。本實(shí)施例中，如圖2所示，陽(yáng)極金屬6位于所述電解容器2的底部。陽(yáng)極金屬6包括銅金屬、鋁金屬及鋁銅合金等等。本實(shí)施例為銅金屬。而前述振蕩探頭11是可拆卸的，這樣便于陽(yáng)極金屬6的更換。所述陽(yáng)極板4與所述陽(yáng)極金屬6電性連接，所述陰極板3與所述被電鍍晶片5電性連接。 所述電解液的選擇基于陽(yáng)極金屬6的材料來(lái)確定。例如，若陽(yáng)極金屬6為銅,則電解液選擇為硫酸銅溶液；若陽(yáng)極金屬6為鋁，則電解液選擇為鋁離子的鹽類(lèi)化合物。故本實(shí)施例電解液為硫酸銅溶液。所述出液口 8和入液口 9分別設(shè)置在所述電解容器2的側(cè)壁，用于電解液的輸出和輸入。此外，所述電解液凈化裝置I還包括電解液循環(huán)裝置13，該循環(huán)裝置13包括循環(huán)泵131、過(guò)濾器132、出口閥門(mén)133以及入口閥門(mén)134。所述出口閥門(mén)133和入口閥門(mén)134分別與所述出液口 8和入液口 9相連接；所述循環(huán)泵131與所述出口閥門(mén)133相連；所述過(guò)濾器132處于所述循環(huán)泵131和入口閥門(mén)134之間。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，電解槽的結(jié)構(gòu)并非以此為限，例如，電解槽內(nèi)部還可以包括擴(kuò)散器、使電解液分層的薄膜、添加劑入口等等。再例如，電解液循環(huán)裝置還可以包括流量計(jì)和其他一些有特定功能的管道和單元。本實(shí)用新型提供的電解槽在實(shí)際工藝過(guò)程中的實(shí)施步驟至少包括以下首先，在電解槽上安裝超聲波發(fā)生器12和振蕩探頭11 ；其次，打開(kāi)超聲波發(fā)生器12，電解液中的振蕩探頭11開(kāi)始以一定頻率發(fā)生振動(dòng)，振蕩探頭11帶動(dòng)電解液形成細(xì)微回流，從而使陽(yáng)極銅金屬6的污染物10剝離陽(yáng)極金屬6表面進(jìn)入電解液；再次，打開(kāi)出口閥門(mén)133和入口閥門(mén)134，開(kāi)啟循環(huán)泵131，帶有污染物10的電解液進(jìn)入循環(huán)通道，通過(guò)過(guò)濾器132使電解液中的污染物10過(guò)濾掉，潔凈的電解液則進(jìn)入電
解槽；最后，關(guān)閉出口閥門(mén)133和入口閥門(mén)134。綜上所述，本實(shí)用新型提供一種電解槽，在電解槽上加裝一超聲波發(fā)生裝置，使附著在陽(yáng)極表面的污染物剝離，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因電解槽陽(yáng)極金屬表面污染物沉積導(dǎo)致電解中止的問(wèn)題。且本實(shí)用新型的電解槽超聲波振蕩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一 切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種電解槽，其特征在于所述電解槽至少包括一電解液凈化裝置，所述電解液凈化裝置包括用于攪拌電解槽中電解液的振蕩探頭以及超聲波發(fā)生器；所述振蕩探頭設(shè)于電解槽內(nèi)部；所述超聲波發(fā)生器與振蕩探頭相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于所述電解槽至少還包括用以容納電解液的電解容器、陰極板、陽(yáng)極板、被電鍍晶片、陽(yáng)極金屬、固定蓋、出液口、入液□;所述被電鍍晶片通過(guò)所述固定蓋固定，并與電解液接觸；所述陽(yáng)極金屬位于所述電解容器的內(nèi)部且與電解液接觸；所述陽(yáng)極板與所述陽(yáng)極金屬電性連接，所述陰極板與所述被電鍍晶片電性連接；所述出液口和入液口分別設(shè)置在所述電解容器的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于所述電解液凈化裝置還包括電解液循環(huán)裝置，所述電解液循環(huán)裝置包括循環(huán)泵、過(guò)濾器及出口閥門(mén)、入口閥門(mén)；所述出口閥門(mén)和入口閥門(mén)分別與所述出液口和入液口相連接；所述循環(huán)泵與所述出口閥門(mén)相連；所述過(guò)濾器處于所述循環(huán)泵和入口閥門(mén)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于所述振蕩探頭包括振蕩探頭本體及定位件；所述振蕩探頭通過(guò)所述定位件固定于所述電解槽上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解槽，其特征在于所述振蕩探頭的材料為純鈦材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電解槽，其特征在于所述振蕩探頭呈十字形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解槽，其特征在于所述定位件包括定位螺絲。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于所述超聲波發(fā)生器包括輸出功率為20CT300W的超聲波發(fā)生裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽，其特征在于所述電解液為硫酸銅溶液。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種電解槽，所述電解槽至少包括一電解液凈化裝置，所述電解液凈化裝置包括用于攪拌電解槽中電解液的振蕩探頭以及超聲波發(fā)生器；所述振蕩探頭設(shè)于電解槽內(nèi)部；所述超聲波發(fā)生器與振蕩探頭相連。本實(shí)用新型的電解槽通過(guò)超聲波發(fā)生器使電解液中的振蕩探頭以一定頻率發(fā)生振動(dòng)，振蕩探頭帶動(dòng)電解液形成細(xì)微回流，從而使陽(yáng)極表面的污染物剝離陽(yáng)極金屬表面進(jìn)入電解液，再通過(guò)過(guò)濾將電解液中的污染物濾掉，陽(yáng)極金屬表面和電解液恢復(fù)潔凈，電解過(guò)程得以繼續(xù)。且本實(shí)用新型的電解槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，適用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。
文檔編號(hào)C25D17/02GK202898581SQ20122056473
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者何龔, 楊小軍 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司