具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，本申请中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、底…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。进一步地，在申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

第1实施例：

本实施例提供一种晶圆电镀方法，通过将晶圆1的待镀区域进行分区并单独控制电量值进行电镀，以实现晶圆1各个电镀区域的镀层厚度相同，从而达到电镀均匀性的要求。

本实施例的晶圆电镀方法可采用图1～5所示的晶圆电镀设备100实现。如图1所示，晶圆电镀设备100包括驱动装置3、电镀槽4、晶圆夹具2以及供电装置(图中未示出)；驱动装置3与晶圆夹具2连接，驱动装置3能够驱动晶圆夹具2移入或移出电镀槽4；电镀槽4内设置有阳极组件41，供电装置的负极与晶圆夹具2电连接，供电装置的正极与阳极组件41电连接。

其中，阳极组件41包括若干个阳极本体411，阳极本体411为可溶性阳极，可溶性阳极的材质为与待形成的电镀层的材质有关，例如镀铜时为铜。具体的，如图2～3所示，阳极本体411互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体a和a’为圆柱体，其他阳极本体为环状结构，包括圆环形结构(阳极本体b、e、f、b’、g’)和半环形结构(阳极本体c、d、c’、d’、e’、f’)。阳极本体411的数量可根据实际需要进行选择，如设置6～7块阳极本体411。每块阳极本体411的体积可存在相同或不同的情况。经过试验发现，若有某些阳极本体411体积相同的情况时，电镀的效果更佳，即镀层厚度均匀程度的提升效率更高。因此，可将每块阳极本体411的体积设置为相同。

本实施例的晶圆电镀方法可适用于水平电镀，也可适用于垂直电镀，因此就阳极组件41来说，当采用本实施例晶圆电镀方法进行水平电镀时，采用图2所示的水平阳极组件41，且在进行水平电镀时，将该阳极组件41设置于晶圆1的下方且相对晶圆1平行设置；当采用本实施例晶圆电镀方法进行垂直电镀时，采用图3所示的垂直阳极组件41，且在进行垂直电镀时，将该阳极组件41设置于晶圆1的左侧或右侧，且相对晶圆1平行设置。

如图5所示，阳极组件41除包括阳极本体411外，还包括绝缘层412和导电基板43。绝缘层412用于将两相邻的阳极本体411隔离开来，以实现当给阳极组件41通电时，阳极本体411互不导通。阳极本体411和绝缘层412均设于导电基板43上，供电装置通过导电基板43与阳极组件41电连接。电镀槽4内还设置有固定架42，阳极组件41固定在固定架42上。

具体地，如图4所示，供电装置的数量与阳极本体411的数量匹配，供电装置的负极均与晶圆夹具2电连接，供电装置的正极通过导电基板43与阳极本体411一一对应电连接，当供电装置开始供电，晶圆夹具2上的晶圆1与对应的阳极本体411相导通，以实施电镀工艺。由于每台供电装置的正极连接一块阳极本体411，因此可以实现对每块阳极本体411的供电量或电流等参数进行单独控制的目的。

如图7所示，本实施例所述的晶圆电镀方法，包括如下步骤：

S10、将晶圆1划分为多个电镀区域，计算各个电镀区域所需电量值；

S20、控制晶圆夹具2将晶圆1放入电镀槽4，控制供电装置向各个电镀区域单独供电；

S30、当向某电镀区域提供的电量值累积到所需电量值时，切断对该电镀区域的供电，直至切断对所有电镀区域的供电，取出晶圆1。

步骤S10中，所谓将晶圆1划分为多个电镀区域，通过以上所述将阳极组件41分区为多个阳极本体411且每个阳极本体411单独由一个供电装置进行供电实现。供电装置的负极电连接晶圆夹具2，供电装置的正极电连接阳极本体411，电镀时，晶圆1与阳极组件41相对平行设置，各个供电装置为其对应连接的阳极本体411供电以对与阳极本体411对应的电镀区域进行电镀，由此实现对晶圆1进行分区电镀的目的，从而可对晶圆1各个电镀区域的供电量以及电镀厚度进行单独控制，以提高电镀的均匀性。

进一步地，步骤S10中，所谓所需电量值，区分为两种情况处理：

第一，倘若使用者对各个电镀区域的实际所需电量值尚不知晓，而只能通过理论计算公式获得理论所需电量值，则此处的所需电量值指理论所需电量值，使用者通过理论所需电量值获得晶圆1各个电镀区域实际电镀情况，并可判断实际电镀情况和预设电镀情况是否存在偏差，倘若不存在偏差，则表明理论所需电量值＝实际所需电量值，则后续继续按照此理论所需电量值提供电量，而倘若存在偏差，则需要对理论所需电量值进行修正，以获得实际所需电量值，此时进入第二种情况。

第二，倘若使用者根据过往电镀经验或其他方式获悉各个电镀区域的实际所需电量值，则此处的所需电量值指实际所需电量值，使用者通过实际所需电量值，可以在各个电镀区域上沉积预设厚度的镀层，从而实现电镀的均匀性要求。

实践中，可能出现的操作方式为，使用者采用本实施例提供的上述方法步骤，以理论所需电量值获悉实际镀层厚度与预设镀层厚度之间的差异，利用该差异推导出修正系数，并通过该修正系数修正理论所需电量值从而获得实际所需电量值，并进一步采用本实施例提供的上述方法步骤，通过实际所需电量值，在晶圆1的各个电镀区域上沉积预设厚度的镀层。

具体地，首先执行步骤S10，即在对晶圆1进行电镀前，计算晶圆1上各个电镀区域的理论所需电量值。晶圆1各个电镀区域理论所需电量值的计算公式为：电量＝电流密度*电镀面积*电镀时间。其中，电流密度的计算公式为：电流密度＝(镀层厚度*金属密度)/(电化当量*电镀时间*电流效率)。举例言之，当须对晶圆1镀100um的铜，电镀时间需要40min，假设电流效率为100％，二价铜的电化当量为1.185g/AH，带入计算得出电流密度约为11.26ASD。

当晶圆1的尺寸为12寸，则晶圆1的电镀总面积为7dm²，带入电量＝电流密度*电镀面积*电镀时间这一计算公式，计算得到该晶圆1电镀所需的理论总电量值为3152Amin，再根据晶圆1各个电镀区域占晶圆1总面积的比例，如某电镀区域占晶圆1总面积的20％，则其理论所需电量值为3152Amin*0.2＝630.4Amin。

计算每个电镀区域理论所需电量值后，执行步骤S20，具体为，利用晶圆夹具2将晶圆1放入电镀槽4，控制供电装置向阳极组件41供电，以图2所示阳极组件41为例，如图4所示，共采用6个供电装置，6个供电装置的阳极分别与6块阳极本体411即阳极本体a、b、c、d、e和f一一对应连接，6个供电装置的阴极均与晶圆夹具2连接。

而后，执行步骤S30，累积各个供电装置向阳极本体411提供的电量，当某电镀区域累积的电量值达到理论所需电量值后，切断对应的供电装置使其不向对应的阳极本体411供电，直到所有供电装置被切断，晶圆1电镀完成，取出晶圆1。

测量晶圆1各个电镀区域的实际镀层厚度，将其与预设镀层厚度进行比较，由于晶圆1的电镀受流场、电场等各种因素的影响，实际镀层厚度与预设镀层厚度之间可能存在偏差，例如可能的情况是，预设在晶圆1表面镀100um的铜，经公式计算获得理论所需电量值后，以该理论所需电量值进行电镀，实际获得的镀层厚度却为110um或者为90um。这说明，实际所需电量值应小于或大于理论所需电量值，因此需要对理论所需电量值进行修正，以使其符合实际所需情况，故需在计算公式中引入一个修正系数a。

进一步地。根据电量值＝电流密度*电镀面积*电镀时间；且电流密度＝(镀层厚度*金属密度)/(电化当量*电镀时间*电流效率)，电量值与镀层厚度呈正比。这意味着，在较为理想的状态下，实际镀层厚度/预设镀层厚度＝实际所需电量值/理论所需电量值，即实际所需电量值＝(实际镀层厚度/预设镀层厚度)*理论所需电量值。因此修正系数a可取值为(实际镀层厚度/预设镀层厚度)，实际镀层厚度根据多次电镀经验并测量所得。

重新执行步骤S10，将修正系数带入理论计算公式，计算晶圆1上各个电镀区域实际所需电量值；而后执行步骤S20，控制晶圆夹具2将晶圆1放入电镀槽4，控制供电装置向各个电镀区域单独供电；进一步执行步骤S30，当向某电镀区域提供的电量值累积到实际所需电量值时，切断对该电镀区域的供电，直至切断对所有电镀区域的供电，取出晶圆1，由此完成对晶圆1上各个电镀区域的均匀电镀。

第2实施例

本实施例仍是提供一种晶圆电镀方法，其方法步骤设计与第1实施例大体相同，区别在于，本实施例将供电装置具体限定为整流机，将对各个电镀区域的供电量的控制明确为对其电流及时间的控制。如图8所示，本实施例提供的晶圆电镀方法包括如下步骤：

S10：将晶圆1划分为多个电镀区域，计算各个电镀区域所需电量值，根据公式：电量＝电流*时间，确定各个电镀区域所需电流及时间；

S20、将确定好的电流及时间输入向各个电镀区域对应供电的整流机，控制晶圆夹具2将晶圆1放入电镀槽4，开启各个整流机；

S30、实时采集各个电镀区域的反馈电流，累积电量值，当累积的电量值达到所需电量值时，关闭该电镀区域对应供电的整流机，直至关闭所有整流机，取出晶圆1。

具体地，步骤S10中，所谓所需电量值，与第1实施例所述一致，即包括理论所需电量值和实际所需电量值两种情况。相关计算方式已在第1实施例予以清楚阐述。进一步地，根据电量＝电流*时间，在电量值为定值的情况下，使用者可根据实际所需情况选择电镀电流及电镀时间，为提高电镀效率，可将电镀电流提高，从而缩短电镀时间。

步骤S20中，将步骤S10确定好的电镀时间及电流输入整流机，具体地，整流机的数量与阳极本体411的数量相同，整流机的正极与阳极本体411一一对应连接，整流机的负极均与晶圆夹具2连接，整流机开始供电后，晶圆夹具2上的晶圆1与对应的阳极本体411之间相互导通，开始对对应的电镀区域实施电镀。

步骤S30中，实时采集各个电镀区域的反馈电流，累积电量值，当累积的电量值达到所需电量值时，即关闭该电镀区域对应供电的整流机。此处值得说明的是，在整流机开始供电前，使用者将电镀电流及电镀时间输入整流机，但实际电镀的时间可能并非输入的电镀时间，理由在于，使用者输入的电流与电镀区域反馈的实际电流之间可能存在差异，在此情况下，为保证电量值不变，需要对电镀时间进行调整。因此，当反馈对某电镀区域提供的电量值已达到所需电量值后，无论实际电镀时间是否达到输入的电镀时间，均切断该整流机的电源。

第3实施例

本实施例提供一种晶圆电镀设备100，如图1和图6所示，晶圆电镀设备100包括驱动装置3、电镀槽4、晶圆夹具2、供电装置以及控制器5；驱动装置3与晶圆夹具2连接，驱动装置3能够驱动晶圆夹具2移入或移出电镀槽4；电镀槽4内设置有阳极组件41，供电装置的负极与晶圆夹具2电连接，供电装置的正极与阳极组件41电连接；控制器5与供电装置连接，以用于发送供电指令或断电指令到供电装置，从而控制供电装置向与其正极电连接的阳极本体411供电或断电。

其中，阳极组件41包括若干个阳极本体411，阳极本体411为可溶性阳极，可溶性阳极的材质为与待形成的电镀层的材质有关，例如镀铜时为铜。具体的，如图2～3所示，阳极本体411互相套设且同轴，其中位于中心的阳极本体411为圆柱体，其他的阳极本体411为环状结构，包括圆环形结构和半环形结构。阳极本体411的数量可根据实际需要进行选择，如设置6～7块阳极本体411。每块阳极本体411的体积可存在相同或不同的情况。优选地，将每块阳极本体411的体积设置为相同。

本实施例的晶圆电镀设备100可适用于水平电镀，也可适用于垂直电镀，因此就阳极组件41来说，当采用本实施例所述晶圆电镀设备100进行水平电镀时，采用图2所示的水平阳极组件41，且在进行水平电镀时，将该阳极组件41设置于晶圆1的下方且相对晶圆1平行设置；当采用本实施例所述晶圆电镀设备进行垂直电镀时，采用图3所示的垂直阳极组件41，且在进行垂直电镀时，将该阳极组件41设置于晶圆1的左侧或右侧，且相对晶圆1平行设置。

如图4所示，阳极组件41除包括阳极本体411外，还包括绝缘层412和导电基板43。绝缘层412用于将两相邻的阳极本体411隔离开来，以实现当给阳极组件41通电时，阳极本体411互不导通。阳极本体411和绝缘层412均设于导电基板43上，供电装置通过导电基板43与阳极组件41电连接。电镀槽4内还设置有固定架42，阳极组件41固定在固定架42上。

具体地，如图6所示，供电装置的数量与阳极本体411的数量匹配，供电装置可以为整流机，供电装置的负极均与晶圆夹具2电连接，供电装置的正极通过导电基板43与阳极本体411一一对应电连接，当控制器5控制供电装置开始供电，晶圆夹具2上的晶圆1与对应的阳极本体411相导通，以实施电镀工艺。由于每台供电装置的正极连接一块阳极本体411，因此可以实现对每块阳极本体411的供电量或电流等参数进行单独控制的目的。

控制器5包括存储单元52和判断单元51，存储单元52用于存储所述晶圆电镀设备100的电镀参数，电镀参数包括电镀速率、电镀时长、电镀时供电装置施加于阳极本体411的电压值、电流值等，对电镀参数的存储可以为数据分析及智能化管理提供基础。而判断单元51用于实时监测供电装置所提供的电量并判断供电装置提供的电量是否达到所需电量值，当其判断供电装置所提供的供电量达到所需电量值时，自动切断供电装置使供电装置停止向对应的阳极组件供电，由此实现自动化管理。

本实施例通过以上的结构设计，将晶圆1的待镀区域划分成多个电镀区域，并为每个电镀区域配置一个供电装置进行供电，由此实现了对晶圆1的分区电镀和电镀参数的单独控制，本发明可通过对各个电镀区域供电量的选择，使各个电镀区域的镀层厚度相同，从而达到电镀均匀性的要求，提升电镀品质。

以上对本发明的具体实施例进行了描述，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。