一种电镀药液循环系统的制作方法

1.本发明涉及晶圆制造设备技术领域，尤其涉及一种电镀药液循环系统。

背景技术：

2.晶圆电镀设备涉及多种药液的精确控制和管理，晶圆电镀与晶圆微纳制程中晶圆在微观图形的结合应力、开口尺寸、表面均一、窗口深宽比、边缘翘曲以及梁结构有着错综复杂的联系，其中电镀药液浓度的精确控制是晶圆电镀过程中极为关键的技术之一。
3.通常晶圆电镀药液通过电镀药液循环系统在晶圆电镀设备中循环。在工艺腔内执行电镀工艺时，电镀药液中的金属离子在晶圆掩膜外的预设位置析出以与晶圆结合形成金属互联层，药液中的金属离子浓度降低，金属离子浓度低的药液经循环再流入工艺腔内会影响晶圆电镀工艺的效果，导致晶圆的金属互联层出现导电性能差、硬度低等影响后续工艺的问题。现有技术中有一种配置在晶圆电镀装置中的储液装置，药液通过电镀药液循环系统流入储液装置，该装置通过负压抽风的方式抽取药液所产生的水蒸汽，进而使水蒸汽不会再融入药液以提升药液内金属离子的浓度，但是该装置受晶圆电镀装置限制并不能精确控制水蒸汽的产生，而负压抽风只是加快水蒸汽的流动，因此无法精确控制药液内金属离子的浓度，导致药液内金属离子的浓度过低，因此依然会对晶圆电镀工艺产生不利影响。
4.有鉴于此，有必要对现有技术中的电镀药液循环系统予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于揭示一种电镀药液循环系统，用于解决现有技术中在电镀药液循环系统难以有效提升药液浓度的问题，进而提高了晶圆电镀工艺的效果。
6.为实现上述目的之一，本发明提供了一种电镀药液循环系统，包括：
7.具工艺腔的电镀装置，具缓存腔的箱体，以及连接所述电镀装置和箱体的液体循环管路；
8.所述箱体内配置若干连通所述缓存腔的若干抽气管道，所述缓存腔内置若干加热组件，以通过所述加热组件加热缓存腔内药液，将药液内水分转化为水蒸汽，并通过所述抽气管道将所述水蒸汽引导出所述缓存腔，同时通过所述液体循环管路将加热后的药液引导入工艺腔。
9.作为本发明的进一步改进，所述电镀药液循环系统还包括：连接所述抽气管道的抽气装置，所述抽气装置通过所述抽气管道抽取所述缓存腔内的水蒸汽，以引导水蒸汽流出所述缓存腔。
10.作为本发明的进一步改进，所述抽气装置通过抽取所述缓存腔内气体和水蒸汽在所述缓存腔内形成负压，以引导药液内的气体溢出药液液面，并随水蒸汽沿所述抽气管道流出所述缓存腔。
11.作为本发明的进一步改进，所述加热组件呈等间距螺旋设置于所述箱体底部。
12.作为本发明的进一步改进，所述箱体配置用于检测药液液位的液位传感组件。
13.作为本发明的进一步改进，所述液体循环管路包括：连通所述缓存腔以供工艺腔内药液流入所述缓存腔的循环进液管路，以及连通工艺腔以供所述缓存腔内药液流入所述工艺腔的循环排液管路，循环进液管路的末端始终浸入所述缓存腔内所驻存的药液。
14.作为本发明的进一步改进，所述循环排液管路接入用以抽取药液使药液流出所述缓存腔的抽水泵。
15.作为本发明的进一步改进，所述循环排液管路接入用以控制药液沿所述循环排液管路流出所述缓存腔的排放阀。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.在本发明中，工艺腔内的药液沿液体循环管路流入缓存腔后，加热组件对缓存腔内的药液进行加热以将药液内的水分转化为水蒸汽，并通过抽气管道将水蒸汽引导出缓存腔以避免水蒸汽再度融入药液，同时加热后的药液通过液体循环管路流回工艺腔实现在电镀药液循环系统中预热药液的效果。通过减少药液内的水分提升药液浓度，进而解决了现有技术中在电镀药液循环系统中难以有效提升药液浓度问题，从而避免了药液浓度过低对晶圆电镀工艺产生的不利影响。
附图说明
18.图1为本发明一种电镀药液循环系统的局部俯视图；
19.图2为电镀药液循环系统的侧视图；
20.图3为沿图1箭头e所出的剖视图。
具体实施方式
21.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
22.需要理解的是，在本技术中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。
23.请参图1至图3所示，本实施例揭示了本发明一种电镀药液循环系统的一种具体实施方式。
24.本实施例所揭示的电镀药液循环系统，相对于其他的电镀药液循环系统来说，工艺腔(未示出)内的药液沿液体循环管路2流入缓存腔100，加热组件11对缓存腔100内的药液进行加热以将药液内的水分转化为水蒸汽，水蒸汽沿抽气管道12流出缓存腔100以避免水蒸汽再度融入药液，进而通过减少药液内的水分提升药液浓度，同时通过液体循环管路2将加热后的药液引导入工艺腔(未示出)，从而避免了药液浓度过低对晶圆电镀工艺产生的不利影响。本技术所揭示的电镀药液循环系统将在下文中予以详细阐释。
25.请参图2和图3所示，在本实施方式中，一种电镀药液循环系统，包括具工艺腔(未示出)的电镀装置3，具缓存腔100的箱体10，以及连接电镀装置3和箱体10的液体循环管路
2。箱体10内配置若干连通缓存腔100的若干抽气管道12，缓存腔100内置若干加热组件11，以通过加热组件11加热缓存腔100内药液，将药液内水分转化为水蒸汽，并通过抽气管道12将水蒸汽引导出缓存腔100，同时通过液体循环管路2将加热后的药液引导入工艺腔(未示出)。电镀装置3执行晶圆电镀工艺，工艺腔(未示出)内药液中的金属离子析出形成金属互联层，并由此导致药液浓度降低。药液沿液体循环管路2流入缓存腔100后，加热组件11加热缓存腔100内的药液以将药液内的水分转化为水蒸汽，通过抽气管道12将水蒸汽引导出缓存腔100以避免水蒸汽融入药液，因此药液内的水分减少从而提升了药液浓度，实现了在电镀药液循环系统中提升药液浓度的目的。
26.同时，执行晶圆电镀工艺需要工艺腔(未示出)内的药液达到预设的温度，加热后的药液沿液体循环管路2流入工艺腔(未示出)，将减少工艺腔(未示出)内药液升温耗费的时间。加热组件11对缓存腔100内药液加热达到了对药液进行预热的效果，从而提高了晶圆电镀工艺的效率。
27.请参图3所示，在本实施例中，加热组件11呈等间距螺旋设置于箱体10底部。加热组件11设置于箱体10底部，以增大加热组件11与缓存腔100内所驻存药液的接触面积，并通过等间距螺旋设置的螺旋圈数控制加热功率，进而实现将药液内水分转化为水蒸汽的精准控制，实现了对提升药液浓度速率的控制。
28.请参图1至图3所示，在本实施例中，电镀药液循环系统还包括：连接抽气管道12的抽气装置(未示出)，抽气装置(未示出)通过抽气管道12抽取缓存腔100内的水蒸汽，以引导水蒸汽流出缓存腔100。通过抽气管道(未示出)主动抽取缓存腔100内的水蒸汽，加快水蒸汽沿箭头c所示的方向流出缓存腔100的速度，加快了药液浓度的提升速率，从而提高了晶圆电镀工艺的效率。
29.进一步地，抽气装置(未示出)通过抽取缓存腔100内气体和水蒸汽在缓存腔100内形成负压，以引导药液内的气体溢出药液液面，并随水蒸汽沿抽气管道12流出缓存腔100。气体沿箭头a所示的方向，通过进气管道13流入缓存腔100，抽气装置(未示出)抽取缓存腔100内的水蒸汽和气体，以使缓存腔100内形成负压，加快气体沿进气管道13流入缓存腔100的速度，并因此形成流经缓存腔100内所驻存药液液面的气流，进而加快了水蒸汽的流动。同时，借助缓存腔100内形成的负压，由此降低了缓存腔100内药液的沸点，使得缓存腔100内所驻存的药液内水分转化为水蒸汽的温度临界值降低，进而提高了药液内水分转化为水蒸汽的速率，并提高了药液浓度的提升速率，从而确保了晶圆电镀工艺的可靠执行。
30.请参图2所示，在本实施例中，液体循环管路2包括连通缓存腔100以供工艺腔(未示出)内药液流入缓存腔100的循环进液管路21，以及连通工艺腔(未示出)以供缓存腔100内药液流入工艺腔(未示出)的循环排液管路22，循环进液管路21的末端211始终浸入缓存腔100内所驻存的药液。电镀药液循环系统还包括用以承托箱体10的底座4。在药液沿循环进液管路21流入缓存腔100，再从缓存腔100沿循环排液管路22流回工艺腔(未示出)的过程中，末端211始终浸入缓存腔100内所驻存的药液，与缓存腔100内的药液液面之间不存在间隙，进而避免药液流入缓存腔100时发生药液飞溅并产生大量气泡的情况，以保证电镀药液循环系统中药液质量保持稳定，从而保证了晶圆电镀工艺的稳定性。
31.请参图1至图3所示，在本实施例中，循环排液管路22接入用以抽取药液使药液流出缓存腔100的抽水泵23，循环排液管路22还接入控制药液沿循环排液管路22流出缓存腔
100的排放阀24。排放阀24用以控制药液的排放，实现对执行晶圆电镀工艺药液时进液的精确控制。在电镀药液循环系统中的循环过程如图3所示，药液沿箭头b所示的方向流入缓存腔100，再沿箭头d所示的方向流回工艺腔(未示出)。通过抽水泵23抽取缓存腔100内浓度达到预设值的药液，加快药液流回工艺腔(未示出)的速度，进而加快了药液循环，从而提高了晶圆电镀工艺的效率。
32.请参图1和图3所示，在本实施例中，箱体10还配置用于检测药液液位的液位传感组件16。液位传感组件16可视为检测管(未示出)和传感器(未示出)，检测管(未示出)设置在箱体10并向药液液面延伸以没入液面，同时检测管(未示出)与箱体10具有的底壁(未标示)之间留有一定的间隙，以保证检测管(未示出)内的药液液位与缓存腔100内的药液液位平齐，传感器(未示出)通过检测检测管(未示出)内药液液位来确定缓存腔100内所驻存药液的液位。液位传感组件16通过检测缓存腔100内药液的液位，以保证循环进液管路21的末端211始终浸入缓存腔100内所驻存的药液，由此药液沿箭头b所示的方向通过循环进液管路21流入缓存腔100时，避免因为循环进液管路21的末端211与液面存在间隙，导致发生药液飞溅使得药液内出现大量气泡，进而导致药液品质变差的情况，进而保证了沿循环排液管路22流回工艺腔(未示出)的药液质量稳定，保证了晶圆电镀工艺的稳定性，从而提高了晶圆电镀工艺的效果。
33.进一步地，液体传感组件16通过检测缓存腔100内所驻存的药液的液位，以确保缓存腔100内所驻存的液体容量与加热组件11的加热频率相匹配，避免因箱体10内温度过低所导致的水蒸汽产生效率过低，或者因箱体10内的温度过高所导致的晶圆电镀工艺的效率较低，甚至发生损坏电镀药液循环系统的缺陷，从而保证了电镀药液循环系统的安全性。
34.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
35.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种电镀药液循环系统，其特征在于，包括：具工艺腔的电镀装置，具缓存腔的箱体，以及连接所述电镀装置和箱体的液体循环管路；所述箱体内配置若干连通所述缓存腔的若干抽气管道，所述缓存腔内置若干加热组件，以通过所述加热组件加热缓存腔内药液，将药液内水分转化为水蒸汽，并通过所述抽气管道将所述水蒸汽引导出所述缓存腔，同时通过所述液体循环管路将加热后的药液引导入工艺腔。2.根据权利要求1所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述电镀药液循环系统还包括：连接所述抽气管道的抽气装置，所述抽气装置通过所述抽气管道抽取所述缓存腔内的水蒸汽，以引导水蒸汽流出所述缓存腔。3.根据权利要求2所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述抽气装置通过抽取所述缓存腔内气体和水蒸汽在所述缓存腔内形成负压，以引导药液内的气体溢出药液液面，并随水蒸汽沿所述抽气管道流出所述缓存腔。4.根据权利要求3所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述加热组件呈等间距螺旋设置于所述箱体底部。5.根据权利要求3所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述箱体配置用于检测药液液位的液位传感组件。6.根据权利要求5所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述液体循环管路包括：连通所述缓存腔以供工艺腔内药液流入所述缓存腔的循环进液管路，以及连通工艺腔以供所述缓存腔内药液流入所述工艺腔的循环排液管路，循环进液管路的末端始终浸入所述缓存腔内所驻存的药液。7.根据权利要求6所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述循环排液管路接入用以抽取药液使药液流出所述缓存腔的抽水泵。8.根据权利要求6所述的电镀药液循环系统，其特征在于，所述循环排液管路接入用以控制药液沿所述循环排液管路流出所述缓存腔的排放阀。

技术总结

本发明提供了一种电镀药液循环系统，包括具工艺腔的电镀装置，具缓存腔的箱体，以及连接电镀装置和箱体的液体循环管路，箱体内配置若干连通缓存腔的若干抽气管道，缓存腔内置若干加热组件，以通过加热组件加热缓存腔内药液，将药液内水分转化为水蒸汽，并通过抽气管道将水蒸汽引导出缓存腔，同时通过液体循环管路将加热后的药液引导入工艺腔，解决了现有技术中在电镀药液循环系统中难以有效提升药液浓度问题，从而避免了药液浓度过低对晶圆电镀工艺产生的不利影响。工艺产生的不利影响。工艺产生的不利影响。