CN108138347A - 电流金属沉积的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用阳极及电解质用于衬底的电流金属沉积的方法，其中将局部受限电解质流从多个电解质喷嘴中的每一者引向待处理的衬底表面的一部分，其中在沉积期间，在所述衬底与所述电解质流之间进行相对移动，其特征在于沿第一路径进行第一移动，其中至少沿所述第一路径的一部分，沿第二路径进行第二移动，其中所述第一移动及所述第二移动各自为所述电解质流与所述衬底之间的相对移动。此外，本发明涉及一种衬底固持器接收设备及电化学处理设备。

Description

电流金属沉积的方法

技术领域

本发明涉及一种用于衬底的电化学处理的方法，即衬底上的电流金属沉积。此外，本发明涉及一种衬底固持器接收设备及电化学处理设备。

背景技术

在许多电化学过程中，尤其在电流金属沉积中，衬底通过使用电解质流将金属离子引至所述衬底而处理。通常，电荷由电解质中的离子运载，且使衬底电连接以向所述过程供应电子。电解质流的化学、液压及几何特性确定引至衬底，且确切地说引至衬底的某些区域的离子量。在典型过程中，处理强度取决于到达衬底上某一位置的离子的量。

在许多电化学过程中，需要均匀处理。为了实现此处理，需要将相同量的离子引至衬底的各点。通常，使用至少一个使电解质穿过的喷嘴将电解质引导至衬底。这导致喷嘴及因此电解质流所引至的衬底点处的较高处理强度。在电流金属沉积过程的情况下，这导致所述点处的致使涂层不均匀的较大涂层厚度。此外，电解质流不均匀。因此，还根据此事实产生不均匀性。

在现有技术水平中，考虑到由将此流引向衬底的至少一个喷嘴引起的浓度效应，通常选择阳极与衬底之间的最大可能距离，以使跨越所述距离的电解质流均匀化。这提供可用产物，然而所述产物为可改进的。为此目的，在现有技术水平中，已知其中衬底相对于喷嘴移动的过程，进行所述过程以使衬底的处理均匀化。这些移动呈整个衬底围绕衬底的固定点作圆形移动而进行。

此已知过程的不足之处在于，仍非常不均匀的涂层厚度产生围绕其进行圆形移动的固定点的区域。

本发明的目标

鉴于现有技术，因此本发明的目标为提供一种产生更均匀产物的改进的电化学过程。

发明内容

本发明的主题为一种如技术方案1中所陈述的用于衬底的电化学处理的方法。

根据本发明，沿第一路径进行第一移动。此移动沿衬底表面进行。除第一移动外，沿第一路径进行沿第二路径的第二移动。因此，进行衬底与电解质流的整体相对移动，其通过由沿衬底表面的第一与第二路径的总和产生的所得路径而确定。总之，第二移动与第一移动相加以形成所得移动，所述移动在电解质流及衬底表面之间为相对的。第一移动及第二移动可通过独立移动单元进行，但优选使用可电控的单一移动单元以在控制中使第一与第二路径相加。第一与第二移动的总和在几何学上进行，但其不一定必须在时间上同时进行，然而这还为可能的。第一与第二移动为衬底与电解质流之间的相对移动。

电解质流与衬底之间这种类型的相对移动的优点在于，沉积可以较分布的方式进行，所述方式随后产生涂层厚度的优选均匀性。若第一移动及第二移动的路径的进行使所得路径自身重叠，则这为可能的，但若所得路径自身不重叠，则这也为可能的，是因为局部受限电解质流的处理区域宽于衬底固持器与电解质流之间的相对移动沿其进行的理论所得路径。因此，处理区域可在无重叠所得路径的情况下重叠。

附图说明

为了较全面地理解本发明，参考结合附图考虑的本发明的以下详细描述，其中：

图1展示第一移动的第一路径与第二移动的第二路径相加的所得路径的示意性图示。

图2展示呈具有两行及两列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。

图3展示呈具有三行及三列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。

图4展示呈具有四行及四列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。

图5展示呈具有五行及五列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。

图6展示呈具有六行及六列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。

图7展示平整材料的电流处理设备的衬底固持器接收设备。

图8示意性地展示电化学处理设备的视图。

图9A展示使用根据现有技术水平的方法的实验的结果，其中在衬底中展示沉积涂层的厚度。

图9B展示与图9A相同的结果，但其呈轮廓线图示的形式。

图10A展示使用根据本发明的方法的实验的结果，其中在衬底中展示沉积涂层的厚度，及

图10B展示与图10A相同的结果，但其呈轮廓线图示的形式。

具体实施方式

优选使用多个局部受限电解质流进行如上文所描述的方法。随后，优选根据如上文所描述的方法使用局部受限电解质流的一来处理衬底表面的指定部分。衬底表面的指定部分优选覆盖衬底表面的大部分，且更优选地覆盖整个衬底表面，其中优选地，指定部分之间的间隙并不存在于衬底表面上。优选地，衬底表面的指定部分的处理与多个局部受限电解质流同时进行。多个局部受限电解质流可例如由多个喷嘴产生，所述喷嘴与局部受限电解质流的数目相对应。一种喷嘴板作为第一装置元件揭示于WO 2014/095356中，就此而言其应包含于本专利申请案中。优选地，揭示一种用于在衬底上进行竖直电流金属(优选为铜)沉积的装置，其中装置包括至少一第一装置元件及第二装置元件，其以竖直方式彼此平行布置，其中第一装置元件包括至少一具有多个贯穿管道的第一阳极元件及至少一具有多个贯穿管道的第一载体元件，其中所述至少第一阳极元件及所述至少第一载体元件彼此紧紧连接；且其中第二装置元件包括适于接收待处理的至少一第一衬底的至少一第一衬底固持器，其中所述至少第一衬底固持器在接收待处理的至少第一衬底后，沿其外部框架至少部分地将其包围；且其中至少第一装置元件的第一阳极元件与第二装置元件的至少第一衬底固持器之间的距离在2至15mm范围内；其中第一装置元件的第一载体元件的多个贯穿管道以直线形式穿过第一载体元件，所述直线的角度相关于载体元件表面上的垂线介于10°与60°之间。

优选地，喷嘴的布置使得整个衬底可由局部受限电解质流覆盖。优选地，喷嘴的布置具有与衬底的轮廓相对应的轮廓。优选地，衬底表面的电解质流的流动速度从衬底中部到衬底边界而得到提高。为了实现此描述，可在衬底边界附近应用较低喷嘴密度。

优选地，第一路径的圆周与衬底表面的指定部分的形状相对应。优选地，衬底的指定部分的形状使得表面可由其，例如由矩形、方形、六角形或三角形完全覆盖。还有可能用不同形状的指定部分覆盖衬底表面，但其方式为不同指定部分共同完全覆盖表面。关于此情况的实例通常在数学中为已知的或用于平铺表面。

优选地，第一路径的形状不同于第二路径的形状。以此方式，第一路径可适于衬底的轮廓，而第二路径可适于与一或多个其它第二路径充分重叠以产生良好均匀性。举例来说，其涉及第二路径的形状及尺寸。

优选地，本方法用于电化学处理设备。在这种电化学处理设备中，产生电解质流的喷嘴与衬底之间的距离优选在10mm与25mm之间，最优选地为17.5±2.5mm。相较于常见电化学处理设备中的距离，此距离短得多。优选地，每个衬底具有许多小喷嘴，例如至少在部分衬底中或在整个衬底中每10cm²约一个喷嘴。另外或替代地，喷嘴与衬底之间的距离可为两个相邻喷嘴之间距离的三分之一到三倍。优选地，喷嘴在其朝向衬底的端部处具有约1mm的直径。相较于喷嘴与衬底之间距离通常大得多的常见电解处理，这些条件导致衬底上处理强度的更加不均匀及近似点状的分布。在来自喷嘴的流体击中衬底的击中点处，因为直到那时无一者已用完，所以电解质的原始成分的浓度最高，导致与未由流体直接击中的衬底表面的其它部分相比不同的处理条件。此外，除成分浓度外的其它处理条件可导致不连续效应。举例来说，在衬底表面上近似点状击中区域中，来自一个喷嘴的流体的流体速度及/或压力分布可为不均匀的，其导致在不应用其它措施的情况下此点处的不均匀涂层厚度。此效应还由本方法抚平。

衬底可小于由来自喷嘴的电解质流所覆盖的区域。因此，可分别提供较普遍的方法及设备。

优选地，喷嘴以倾斜方式引向衬底。优选地，电解质以30至40l/min的体积流动速率流向尺寸为约400×600mm或约500×500mm的典型衬底。优选沿水平流动方向将电解质流引向衬底。流速优选在20与35m/s之间。优选使用约800毫巴的压力将电解质按压穿过喷嘴。

优选地，在经配置以进行本方法的设备中，可从两个相对侧处理衬底。随后，针对衬底两侧的处理，进行一次第一移动及一次第二移动便足够。随后，优选地，将相关电解质流引向衬底的各相对侧。电解质流具有不同方向，优选具有相对方向以到达衬底的相对侧。优选地，电解质流具有彼此固定的位置。

优选地，电解质流为连续的。优选使用具有至少一个贯穿管道的阳极，其用于处理衬底固持器中的衬底。优选地，衬底固持器在衬底的圆周处将其包围。优选地，从喷嘴到衬底表面的电解质流的长度小于衬底表面的较大尺寸，且更优选地，电解质流的长度小于衬底表面的较大尺寸的1/10。以此方式，阳极与衬底表面指定部分之间尽可能短的距离有利地导致进行处理过程的位置的高精确度。这也可帮助改进涂层厚度的均匀性。

在本方法的一实施例中，沿第一路径进行多于一次第二移动。以此方式，第二移动的执行比第一移动频繁。因此，有可能界定由第一移动处理的区域以及用第二移动处理的细节。

在另一实施例中，第一次执行第二移动的第二路径与第二次执行第二移动的第二路径重叠，其中优选地，所有第二路径均与至少一个其它第二路径重叠。

这种类型的电解质流与衬底之间的相对移动的优点在于，衬底表面上的一个单一位置可在第一移动期间得到多于一次处理，是因为所述位置可受到第二移动的不同执行的撞击。对于衬底上的许多位置，此可成立。以此方式，可实现涂层厚度的良好均匀性及表面的完整覆盖度的良好安全性。优选地，衬底表面的许多经处理的区域相互重叠，其中所述经处理的区域包括多个经处理的单一位置，这是由于以下事实：经处理的区域中所得路径的部分与相邻经处理的区域中所得路径的其它部分交叉。相较于彼此毗邻而无重叠的经处理的区域，此为优选的。在后一情况中，始终存在经处理的区域之间出现间隙的风险。

优选地，由第一路径覆盖的距离短于通过沿第一路径的一个单次执行而执行第二路径所覆盖的距离。随后，所得路径的主要部分由执行第二移动而产生。优选地，所得路径的显著部分或近似全部所得路径在所得路径的不同部分自身交叉的单一位置执行。因为优选地第二移动的执行次数多于第一移动，且/或其彼此的执行距离小于其自身尺寸，所以其彼此交叉许多次。上述措施改进涂层厚度的均匀性。优选地，由执行第二移动所覆盖的距离比由第一移动的一个单次执行中的第一移动所覆盖的距离至少长五倍。

在另一实施例中，第一移动为非连续的，其中第二移动在第一移动停止时进行。

非连续意指沿顺着第一路径的第一移动，存在第一移动具有速度的时候以及第一移动停止，即其不具有速度的其它时候。

优选地，第二移动未停止时的第二移动的平均速度大于第一移动未停止时的第一移动。

在另一实施例中，第一路径包括停止点，第一移动在所述停止点处停止，且随后第二移动在所述停止点处进行，其中停止点优选以几何图案布置。

图案可为阵列状栅格，但还有可能图案具有另一基础几何构型，例如覆盖有多角形元件的区域中的边缘点，或例如包括两种或多于两种不同几何元件的较复杂的镶嵌结构，或其甚至可为不规则基础图案。关键点在于，将停止点布置于使其可能以按均匀方式对衬底表面进行最终处理的方式来进行第二移动的位置。第二移动的形状及尺寸可适于图案的形状及第一移动的停止点，以实现此目标。优选使用在停止点之间具有规律间隔的图案。尤其在此情况下，优选在所有执行中始终使用相同第二移动，但还有可能使不同第二移动适应特殊类型的图案。

优选地，两个相邻停止点之间的距离小于或等于沿连接两个停止点的方向的两个相邻喷嘴的距离。随后，由图案覆盖的衬底表面的指定部分配合于两个喷嘴之间，使得除这些衬底表面的指定部分之间的可能重叠外，各喷嘴可处理其衬底表面的指定部分。

对于第一移动，还有可能具有由停止点组成的基础图案，其中沿路径得到其它停止点，其位于基础图案的停止点之间。以此方式，使用描述于本专利申请案中的方法改进处理为可能的，所述改进导致涂层厚度的优选均匀性，所述涂层厚度的优选均匀性可理解为归因于较大量的重叠及更高度分布的处理过程，且其还已经实验证实。其优点在于，可使用相同基础图案来获得优选结果。举例来说，可在基础图案的两个停止点之间的中部添加额外停止点，但还有可能在基础图案的两个停止点之间及/或在其间的其它位置使用多于一个额外停止点。

优选地，第一移动呈两个停止点之间的线性移动形式而进行。此为进行第一移动的简单及易于预测的方式。

优选地，在第一移动的一个单次执行期间，未多于一次地到达第一移动中的栅格点。以此方式，实现停止点所在的区域的均匀覆盖度。由此，均匀性得到改进。

还可在第一移动未停止时，但在第一移动及第二移动同时进行时使用图案以进行第二移动。随后，图案的停止点可充当例如随后第二移动的开始点。

在另一实施例中，几何图案包括具有行与列的阵列，其中停止点布置于行与列的交叉点处，其中行的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列与行的数目优选为相同的，使得停止点的数目为4、9、16、25或36，其中栅格为方形栅格。

栅格的形状优选与衬底的指定部分的形状相对应，所述指定部分由此可为方形。使用停止点的这种栅格类型，已通过实验发现良好结果。优选地，栅格具有停止点之间的恒定距离。

在另一实施例中，第一移动在非位于图案的边界处的停止点开始。

考虑到涂层厚度的不均质性，衬底表面的指定部分的边界区域较敏感，是因为与相邻指定部分的重叠未通过相同电解质流而进行。然而，沉积过程的开始可能尚未与过程中的后续同样稳定，因此在沉积过程的开始点处易于导致不均匀性。为了尽可能地改进涂层厚度的均匀性，宜避免加入来自如此段落中上文所提及的两种来源的两种可能的不均匀性。

在另一实施例中，第一移动的图案的外部轮廓类似于待处理的衬底表面的外部轮廓。

在此上下文中，轮廓意指衬底的外部边界。优选地，本方法用于有角衬底，尤其矩形衬底。随后，图案还可为矩形形状。随后，矩形衬底的边缘通过图案边缘处的处理及相应的第二移动而充分覆盖。对于其它有角或圆形轮廓及图案，相同结果还分别成立。

在另一实施例中，第二移动的路径为闭合曲线，优选为圆形、椭圆形、矩形或方形或者多角形曲线，其中优选地，闭合曲线的最大尺寸在2与80mm之间，优选在20与40mm之间。

有利地，在闭合曲线中，单次执行的终止点可用作下一执行的开始点。因此其可易于重复。

优选地，在第一移动的各停止点处进行一次闭合曲线。优选地，第二移动以相同速度进行。此外，优选地，所有第一移动以相同速度进行。第一移动的速度与第二移动的速度还可为相同的。

在本发明的另一实施例中，第一移动及第二移动为基本上在相同平面内的衬底的平移。在此上下文中，短语“基本上在相同平面内的衬底的平移”优选意指在第一移动的开始点处，衬底沿贯穿衬底表面的平面移动，其中在移动期间，移动衬底的相应表面自所述平面偏离小于5mm、更优选地小于3mm、甚至更优选地小于1mm。

根据另一实施例，第一移动的路径及第二移动的路径各自包括至少一基本上直线或曲线，其中所述曲线为封闭的且选自圆形或椭圆形曲线，且其中所述基本上直线提供的长度为至少5mm，如5mm；更优选地至少1cm，如1cm；甚至更优选地至少3cm，如3cm。在此上下文中，短语“基本上直线”是指与虚拟直线偏离小于10％、更优选地小于7％、甚至更优选地小于5％的线。这种百分比是基于所述线与虚拟直线之间的最高距离相对于所述基本直线的长度而计算，其中虚拟直线经布置以提供尽可能低的这种最高距离。自然地，基本上直线与虚拟直线之间的这种距离垂直于虚拟直线测量。

在其它实施例中，介于至少一个、更优选地至少两个、甚至更优选地至少三个、最优选地至少四个停止点对之间的第一移动的路径由基本上直线组成。在此上下文中，短语“停止点对”是指第一移动的两个后续停止点。

根据其它实施例，介于两个后续点之间的第一移动的路径包括、优选由基本上直线组成，且第二移动的路径包括、优选由螺旋形、圆形或椭圆形曲线组成，更优选地由圆形或椭圆形曲线组成，甚至更优选地由圆形曲线组成。

在另一实施例中，在已进行所有第一移动及第二移动后，喷嘴与衬底的相对位置与第一移动及第二移动的开始时相同或与相邻相对位置相同。

此特征的优点在于，进行第一移动及第二移动的过程可以相同方式且在衬底表面上的相同位置处重复。优选地，第一移动及第二移动执行的多于一个周期在衬底表面上的相同位置上进行。

在另一实施例中，第一移动及第二移动通过在预定时间段的起点开始而进行，其中最后的移动在预定时间终止时终止，其中重复第一移动及第二移动的执行，且当时间段到期时，在所有沿第一路径的第一移动及第二移动的执行终止时终止。

还有可能在对称点处终止电镀循环，其中并非到达所有沿第一路径的停止点，但已通过所述过程而到达的停止点以规律的方式分布于图案上，其优选与终止对称点对称。因为已通过所述过程而到达的停止点与已处理的区域相关，所以优选在停止点处，即开始对称点处开始，从其可在终止对称点处终止所述过程，使得经处理的区域与终止对称点对称。优选地，开始对称点及终止对称点为相同或相邻停止点。

为了在固定时间段内进行沉积过程，还或可能调整第一及/或第二移动的速度。随后优选地，在周期的执行开始前计算速度。进行移动的典型时间段可为约300秒。

在另一实施例中，第一移动及第二移动在衬底上的一点处开始，衬底上待处理的区域与此开始对称点对称。始于这种开始对称点有助于均匀覆盖整个衬底表面的可能性。

移动可在终止对称点处终止，已处理的对象的区域与所述点对称。随后，处理在产物涂层尤其均匀的情况下终止。

在另一实施例中，使用衬底固持器接收设备进行本方法，所述设备用于在衬底固持器的预定位置中沿衬底固持器夹持方向夹持衬底固持器且释放衬底固持器，其包括至少一个用于衬底固持器的机械对准及电接触的衬底固持器连接装置，其中衬底固持器连接装置包括用于使衬底固持器与衬底固持器连接装置沿对准方向对准的独立衬底固持器对准装置，及用于电接触衬底固持器的独立衬底固持器接触装置。

在本发明的另一方面中，提出一种衬底固持器接收设备，其用于在衬底固持器的预定位置中沿衬底固持器夹持方向夹持衬底固持器且释放衬底固持器，其包括至少一个用于衬底固持器的机械对准及电接触的衬底固持器连接装置，其中衬底固持器连接装置包括用于使衬底固持器与衬底固持器连接装置沿对准方向对准的独立衬底固持器对准装置，及用于电接触衬底固持器的独立衬底固持器接触装置，其特征在于设备经使用及/或经配置以进行如前述技术方案中任一者的方法之一。

这种衬底固持器接收设备尤其适于进行如上文所描述的方法。因为上文已提出的喷嘴与衬底之间的较小距离，所以优选具有精确接收设备以使不均匀性降至最低，所述不均匀性可能因接收位置中的容差或衬底的不稳固的固定而出现。

在本发明的另一方面中，提出一种用于处理在电解液中充当阴极的衬底的电化学处理设备，其中电化学处理设备包括阳极及如上文所述的衬底固持器接收设备，其中将阳极的活性表面在操作中引向衬底，其中阳极与衬底的距离小于25mm，且优选小于17.5mm。

这种电化学处理设备的优点在于，通过衬底与阳极之间的较小距离，可实现极有效且快速的处理。

如上文所提及的衬底固持器接收设备已描述于相同申请人的先前欧洲专利申请案第EP 15179883.2号中。对于衬底固持器接收设备及电化学处理设备而言，此申请案应整合至本专利申请案中。

若干实验已使用根据本发明的方法而进行。结果在下页展示于以下表格中。关键结果指示于名为NU(不均匀性)的列中，其以百分比为单位，其中NU定义为：

电镀设备的相同布置已用于所有实验。仅已改变可调节参数。实验已使用能够电镀相同衬底的两侧的设备进行，其中侧面命名为侧A及侧B。点(pt)的数目意指第一路径中停止点的数目。

间距意指第一移动的停止点之间的距离，其与第二移动的位置移动相对应。若指示两个间距，则实验已进行两次，其使用不同间距且产生不同NU结果。

表格：根据本发明的方法的实验及根据已知现有技术的一个比较实例.

图1展示所得路径12的示意性图示，所述路径为使第一移动的第一路径1与第二移动的第二路径2相加的结果。第一移动沿以虚线描绘的第一路径1进行。在其执行期间，第一路径1穿过九个停止点SP1至SP9。停止点SP1至SP9由第一路径以其编号的顺序穿过。因此，第一移动的图案10由停止点SP1至SP9组成。在图1中，停止点SP1至SP9经布置为三行与三列。第一路径1的执行在停止点SP1处开始。停止点SP1布置于其它停止点SP2至SP9的中部。随后，第一路径1行进至布置于图案10的周边的停止点SP2至SP9。还有可能从停止点SP1开始，随后继续至停止点SP9、SP8、SP7等，以此次序直到到达SP2。作为最终步骤，且路径再次返回至停止点SP1，使得就第一路径1来说建立封闭回路。所有停止点SP1至SP9沿列或行的方向与其相邻者距离均相同。通过第一路径1，停止点SP1至SP9由直线路径部分连接。

在各停止点SP1至SP9处，第一移动停止。移动随后以第二路径2中的一者继续进行，所述路径与特定停止点SP1至SP9相关联。停止点SP1至SP9中的每一者与一个第二路径2相关联。并非均由自身参考符号指示的所有九条第二路径2均具有相同形状，即圆形，以及相同尺寸。第二路径2中的每一者与其相邻者重叠且还与其第二相邻者重叠。第二路径2的半径大于其沿行或列的方向的两个相邻停止点SP1至SP9之间的距离。

所得路径12因此行进通过第一路径1的直线部分，随后继续进行第二路径2的圆形。可重复执行所得路径12用以进一步处理衬底达任意数目的次数。

图2至6展示可用于未展示于图2至6中的不同第一路径的停止点SP的其它可能图案10。所述图案具有方形轮廓。停止点布置于列及行线的交叉点处。列及行应在所述线处得到界定，且并非界定为其中间空间。存在经由停止点SP界定第一路径的许多可能性，其中第一路径到达各停止点SP。图2至6因停止点SP的列与行的数目而不同。无停止点的线展示基础栅格，其中布置有停止点SP的阵列及相应地其列与行。

图7展示用于平整材料的湿化学或电化学处理的设备的衬底固持器接收设备100。衬底接收设备100包括经配置以接收未展示于图7中的衬底固持器的衬底固持器夹持装置20，以及衬底固持器移动装置。衬底接收设备100经配置以接收两个衬底固持器连接装置21之间的衬底固持器。衬底可附接于衬底固持器。衬底包括待通过根据本发明的方法处理的衬底表面。衬底固持器经配置以向衬底供应电流，其中衬底在处理过程中充当阴极。

衬底移动装置30可直接或间接固定于未展示于图7中的机器底部。此外，阳极可固定于机器底部或以另一方式机械连接至衬底接收设备100。衬底移动装置经配置以相对于未展示于图7中的阳极沿平行于阳极表面的方向移动衬底。阳极表面优选为平整的，且在处理期间将其引向衬底。在处理期间，经处理的衬底表面大体上平行于阳极表面而进行对准。为了将衬底固持器连接至衬底接收设备100，衬底固持器夹持装置20包括两个衬底固持器连接装置21，衬底固持器可布置于所述连接装置之间。衬底固持器连接装置21各自布置于衬底固持器夹持臂22的末端。衬底固持器连接装置21还各自由夹持装置框架26的突出部分支撑，其中的每一者平行于臂22中的一者。衬底固持器连接装置21中的每一者在操作中可由电流供应电缆23供应电流。针对各衬底固持器连接装置21的电流供应电缆23向其衬底固持器连接装置21供应相同电势。衬底固持器连接装置21之间布置有框架桥25。衬底固持器连接装置21又包括衬底固持器对准装置，其经配置以相对于衬底固持器夹持装置21对准衬底固持器。衬底固持器对准装置及衬底接收设备100以及衬底固持器接收设备100与阳极之间的相对机械连接路径经配置以大体上平行于平整阳极表面对准经处理的衬底表面。此外，衬底固持器夹持装置21包括经配置以向衬底固持器供应电流的衬底固持器接触装置。电流经由衬底固持器流向衬底。

图8展示电化学处理设备5的示意性视图，所述设备包括具有固持阳极421的阳极固持器42的机器框架4。此外，机器框架4衬底固持器接收设备100，其包括衬底固持器夹持装置及衬底固持器移动装置30。衬底固持器夹持装置20夹持衬底固持器11，所述衬底固持器11又固持衬底111。衬底111及阳极421浸没于包括于电解质盆51中的至多积聚到电解质水准512的电解质511中。以此方式，电流可从阳极421流到衬底111以处理衬底111。确切地说，衬底111为电镀的。

图9A及9B展示电流金属电镀衬底的金属涂层厚度的测量结果，其已作为实验222指示于上文表格中(比较实例)。在图9A中，测量结果展示为数值，而在图9B中，最粗线表示平均厚度。其它由小“+”或“-”标记的较细线表示从衬底上金属沉积的平均厚度的偏差，其中偏差越高，所描绘的各线越粗。因此，能够在这种图像上检测的相对粗线越多，沉积于衬底表面上的金属厚度分布越不规则。涂层厚度已在相关衬底表面上的49个点处测量。在此，根据目前先进技术，简单圆形已用作第一路径。尚未执行第二路径。衬底具有圆形周边。

因此，已测量出19.2的不均匀性。平均厚度分布线具有脊及谷的形状，其为具有从衬底中部出现的四条线的星型形状。清晰地检测出其它线，得出此为非常不规则的图案的结论。

图10A及10B展示电流金属电镀衬底的金属涂层厚度的测量结果，其已作为实验224指示于上文表格中(本发明的实例)。在图10A中，测量结果展示为数值，而在图10B中，最粗线表示平均厚度。其它由小“+”或“-”标记的较细线表示从衬底上金属沉积的平均厚度的偏差，其中偏差越高，所描绘的各线越粗。涂层厚度已在相关衬底表面上的49个点处测量。在此，已根据本发明使用穿过停止点的图案的第一路径。第二路径已呈圆形形式加以执行。衬底还具有圆形周边。

因此，已测量出8.9的不均匀性。平均厚度分布线主要具有轻微倾斜的形状。其它线细得多，得出与图9A及9B相比此为更加规则的图案的结论。

参考标记

1 第一路径

2 第二路径

4 机器框架

5 电化学处理设备

10 图案

11 衬底固持器

12 所得路径

20 衬底固持器夹持装置

21 衬底固持器连接装置

22 臂

23 电缆

25 框架桥

26 夹持装置框架

30 衬底移动装置

42 阳极固持器

51 电解质盆

100 衬底固持器接收设备

111 衬底

421 阳极

511 电解质

512 电解质水准

SP、SP1至SP9 停止点

Claims (15)

1.一种使用阳极(421)及电解质(511)用于衬底(111)的电流金属沉积的方法，其中将局部受限电解质流从多个电解质喷嘴中的每一者引向待处理的衬底表面的一部分，其中在沉积期间，在所述衬底(111)与所述电解质流之间进行相对移动，其特征在于：

沿第一路径(1)进行第一移动，

其中至少沿所述第一路径(1)的一部分，沿第二路径(2)进行第二移动，及

其中所述第一移动及所述第二移动各自为所述电解质流与所述衬底之间的相对移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中沿所述第一路径(1)进行多于一次第二移动。

3.根据权利要求2所述的方法，其中第一次执行所述第二移动的所述第二路径(2)与第二次执行所述第二移动的所述第二路径(2)重叠，其中优选地，所有第二路径(2)均与至少一个其它第二路径(2)重叠。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一移动为非连续的，其中所述第二移动在所述第一移动停止时进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一路径(1)包括停止点(SP、SP1至SP9)，所述第一移动在所述停止点处停止，且随后在所述停止点(SP、SP1至SP9)处进行所述第二移动，其中所述停止点(SP、SP1至SP9)优选地经布置成几何图案(10)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述停止点(SP、SP1至SP9)经布置成行与列，使得所述几何图案(10)为具有行与列的阵列，其中行的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列与行的数目优选为相同的，使得停止点的数目为4、9、16、25或36，其中所述图案(10)优选为方形栅格。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中所述第一移动在停止点(SP1)处开始，所述停止点并非位于所述图案(10)的边界处。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述第一移动的所述图案(10)的外部轮廓类似于待处理的所述衬底表面的外部轮廓。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二移动的所述第二路径(2)为闭合曲线，优选为圆形、椭圆形、矩形或方形或者多角形曲线，其中优选地，所述闭合曲线的最大尺寸在2与80mm之间，优选在20与40mm之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在已进行所有第一移动及第二移动后，所述电解质流与所述衬底(111)的相对终止位置与所述第一移动及所述第二移动的相对开始位置相同，或所述相对终止位置为所述相对开始位置的相邻位置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一移动及所述第二移动通过在预定时间段的起点开始而进行，其中最后的移动在所述预定时间终止时终止，其中重复所述第一移动及所述第二移动的执行，且当时间段到期时，在所有沿所述第一路径(1)的第一移动及第二移动的执行终止时终止。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一路径的形状不同于所述第二路径的形状。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用衬底固持器接收设备(100)进行所述方法，所述设备用于在所述衬底固持器(11)的预定位置中沿衬底固持器夹持方向SHCD夹持衬底固持器(11)且释放所述衬底固持器(11)，其包括至少一个用于所述衬底固持器(11)的机械对准及电接触的衬底固持器连接装置(21)，其中所述衬底固持器连接装置(21)包括用于使所述衬底固持器(11)与所述衬底固持器连接装置(21)沿对准方向对准的独立衬底固持器对准装置(211)，及用于电接触所述衬底固持器(11)的独立衬底固持器接触装置(212)。

14.一种衬底固持器接收设备(100)，其用于在所述衬底固持器(11)的预定位置中沿衬底固持器夹持方向SHCD夹持衬底固持器(11)且释放所述衬底固持器(11)，其包括至少一个用于所述衬底固持器(11)的机械对准及电接触的衬底固持器连接装置(21)，其中所述衬底固持器连接装置(21)包括用于使所述衬底固持器(11)与所述衬底固持器连接装置(21)沿对准方向对准的独立衬底固持器对准装置(211)，及用于电接触所述衬底固持器(11)的独立衬底固持器接触装置(212)，其特征在于所述设备经配置以进行其中一种根据前述权利要求中任一项所述的方法。

15.一种用于处理在电解液(511)中充当阴极的衬底(111)的电化学处理设备(5)，其中所述电化学处理设备(5)包括阳极(421)及根据权利要求14所述的衬底固持器接收设备(100)，其中在操作中将所述阳极(421)的活性表面引向所述衬底(111)，其中所述阳极(421)与所述衬底(111)的距离小于25mm，且优选小于17.5mm。