CN116897224A - 用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于基底(4)化学和/或电解表面处理的工艺流体(28)的分配系统(1)，包括：分配体(3)，以及基底支架(2)，其中所述基底支架(2)具有基底支架长度(L)和基底支架宽度(W)，并被配置为固持待处理基底(4)，其中所述分配体(3)包括用于工艺流体(28)和/或电流的多个开口(7，9)，其中所述分配体(3)和所述基底支架(2)可相对移动，其中所述分配体(3)具有分配体长度(l)和分配体宽度(w)，以及其中所述分配体长度(l)小于所述基底支架长度(L)。

Description

用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统

技术领域

本发明涉及一种用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统，一种用于基底的表面的化学和/或电解处理的分配系统的使用方法，以及一种用于基底化学和/或电解表面处理的分配方法。

背景技术

为了提高生产效率以及适应大尺寸技术要求，用于生产显示面板或印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)等大型基底的面板的基底尺寸正在大幅增加。

目前，最佳的加工结果是通过所谓的高速电镀(High Speed Plating，HSP)系统实现的，所述HSP系统即包含高速电镀技术的系统。在这种系统中，将一个或两个HSP与一个或两个基底一起浸入装有电解液以及一个或多个阳极的槽中。在所述装满电解液的槽内，所述电解液(以及由此产生的电流分布)通过HSP板直接流向基底表面。

使用HSP系统进行均匀电镀需要在面板的整个有源区域内建立高度均匀的流场并对其进行控制。所述有源区域是在基底上进行工艺流程的目标空间，例如具有高度空间均匀性的铜(或其他金属)沉积。随着需要电镀的面板越来越大，HSP系统也需要随之扩大，从而导致复杂度上升，以及制造成本增加。

在现有技术中，HSP系统的尺寸受限于所谓的G6技术代的基底尺寸的可制造性。因此，可处理基底表面的尺寸受到HSP系统的可制造性的限制。

发明内容

因此，可能有必要提供一种改进的分配系统，用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体，所述系统能够处理大型基底，特别是超过G6技术代(1500mm x 1800-1850mm)的基底。

上述问题可以通过独立权利要求的内容来解决，其中进一步的实施例被纳入从属权利要求中。应当注意的是，以下描述的本发明的各个方面也适用于一种用于化学和/或电解表面的工艺流体的分配系统，一种用于基底的表面的化学和/或电解处理的分配系统的使用方法，以及一种用于基底化学和/或电解表面处理的分配方法。

根据本发明内容，提出了一种用于基底化学和/或电解表面处理的工艺流体的分配系统。所述分配系统包括分配体以及基底支架。所述分配体和所述基底支架可相对移动。所述基底支架具有基底支架长度和基底支架宽度，并被配置为固持待处理基底。所述分配体包括用于工艺流体和/或电流的多个开口，以及具有分配体长度和分配体宽度，其中所述分配体长度小于所述基底支架长度。

所述分配体可以限定预设加工区域，所述区域可以被配置为在某一时刻至少覆盖基底的部分区域，其中所述预设加工区域可以设计为不等于或近似等于基底支架的总尺寸。基底支架和分配系统之间的相对运动可以通过用分配体逐步扫描基底的整个表面，从而覆盖待处理基底的整个表面。所述分配体的多个开口中的至少一些可以被配置为将工艺流体导向待处理基底的表面，同时在覆盖的预设加工区域内提供高度均匀的电流密度分布。

所述分配体和所述基底支架的移动可以是沿基底支架长度方向的线性移动。由此可以完全覆盖基底支架表面，同时对整个基底进行均匀处理。所述移动可以排除旋转移动，因为旋转移动会导致对基底中心区域的过度处理。

G6(或GEN6)技术代以及更大的基底通常可以通过水平加工进行处理，因为它们的尺寸至少为1500mm x 1800mm及更大。此外，在某些方面，所述分配系统还可为G3.5(600mmx 720mm)及更早的技术代提供额外的制造优势。

基底表面的电解处理可包括(电)镀、反向(电)镀、(电蚀刻等)。基底表面的化学处理可包括酸洗匹配、钝化等。

在一实施例中，所述分配系统可以包括至少两个分配体，设置在所述基底支架的相对侧上。上述设置可以实现双面处理，例如双面电镀，也就是说，由基底支架固持的待处理基底可以有两个表面基本上同时处理，其中这两个表面是彼此相对的。换句话说，一个分配体可以设置在固持待处理基底的基底支架下方，沿向上方向分配电解液和/或均匀电流分布，并且一个分配体可以设置在基底支架上方，沿向下方向分配电解液和/或均匀电流分布。基底支架可以在仅沿基底支架长度的一个方向或沿基底支架长度的往返方向在两个分配体之间移动期间，同时在基底的两侧实现均匀处理过程，例如均匀沉积过程。或者，所述分配体也可以在固定的基底支架上移动。所述电解液也可称为工艺流体。

基底的处理工艺有很多种，可以与分配体一起使用。例如(电)化学处理、(电)蚀刻处理、(电)镀层处理等，下文可统称为术语“电镀”。

在一实施例中，基底支架长度可以是分配体长度的倍数。因此，基底支架和分配体之间的相对运动可以主要沿着基底支架长度进行。这种设置可以使表面处理成为连续加工线的一部分，例如，所述连续加工线可以包括以下工位：用于将待处理基底装配至基底支架的夹持/缓冲工位、预润湿待处理基底工位、对基底进行至少一次处理(如电镀)工位、冲洗处理过的(如电镀过的)基底工位、干燥冲洗过的处理过的基底工位，以及用于将干燥的处理过的基底从基底支架上拆卸下来的释放工位。所述术语“夹持”可以理解为将基底装载到卡盘(基底支架)上。

在一实施例中，所述分配体长度约为所述基底支架长度的50％或更小，优选约为所述基底支架长度的20％或更小。通过将所述分配体长度限制在基底支架长度的一半以下，基底支架可以在至少两个步骤中被覆盖，而不会超出基底支架的表面。因此，可以对由基底支架固持的基底的处理区域进行微调。此外，通过让所述分配体长度小于基底支架长度的50％，可以校正错误处理的基底区域(例如，通过向后移动和后撤该区域)。因此，分配体小于基底支架的一半，就可以将分配体设置到表面处理的准确位置。在另一实施例中，所述分配系统可以包括在所述基底支架的一侧彼此相邻设置的多个分配体。多个分配体的分配体长度之和可以等于或大于所述基底支架长度。上述实施例可以执行多个后续处理步骤，从而提高产量和/或改善电镀均匀性。此外，或作为替代方案，还可以通过后续沉积不同材料或电镀单个材料层(尤其是不同材料层)和/或随后以不同沉积速率电镀单个材料层来形成合金。

然而，在另一实施例中，分配系统的多个分配体可以设置在基底支架的同一侧，不是彼此相邻，作为一可选示例，而是设置在基底支架的不同边缘。例如，可以将两个分配体设置在相对的边缘上，彼此面对。在该实施例中，分配体可以相互移动，作为一可选示例，以在基底支架的中心点相接。但是，其中一个分配体可以比另一个分配体移动得更快或更慢，以便在基底支架上的另一个位置相遇。同样，也可以有两个以上的分配体，例如三个或四个，可以同时在基底支架上向不同方向移动。

在另一实施例中，分配体宽度可以基本等于或大于基底支架宽度。因此，基底支架和分配体之间的相对运动基本上可以对应于沿一个方向的运动，即沿基底支架长度方向的运动。这样就可以使用传输系统，例如横向导轨，至少沿基底支架长度方向引导分配体。此外，所述传输系统还可引导基底支架沿传输方向通过上述加工线，所述传输方向沿基底支架长度延伸。此外，分配体宽度可以大于或小于分配体长度。分配体宽度可以平行于基底支架宽度延伸，和/或分配体长度可以平行于基底支架长度延伸。或者，分配体宽度可以垂直于分配体长度延伸。

在另一实施例中，分配体宽度可以小于基底支架宽度。在这种情况下，分配体可以在与基底支架平行的平面上沿两个方向移动。可以肯定的是，分配体还可以在朝向或远离基底支架的第三个方向上移动。

在一实施例中，分配体可以相对于基底支架移动。在另一实施例中，基底支架可相对于分配体移动。换句话说，作为一优选示例，基底支架和分配体中只有一个可相对于基底支架和分配体中的另一个移动。这可以保持分配系统简单，同时实现高度均匀、高速和高质量的金属电镀，尤其是在超大型基底上。超大型基底可以指尺寸至少为1500mm x 1800-1850mm(相当于G6/GEN6)或更大，特别是2160mm x 2460mm(G8/GEN8)或更大，更特别地是2940mm x3370mm(G10.5/GEN10.5)或更大的基底。此外，在比G6更小的基底上进行高速电镀，从大约G3.5(600mm x 720mm)开始，也能得到改善。

在另一实施例中，分配系统还可以包括驱动单元，所述驱动单元被配置为相对于彼此移动所述分配体和所述基底支架。在一实施例中，所述驱动单元可以被配置为彼此平行地移动所述分配体和所述基底支架。在这种情况下，可以优化所述分配体和所述基底支架之间的垂直距离，以实现所需的工艺流体流量以及所需的电流密度分布，从而在待处理基底上实现高质量、均匀的金属或金属合金沉积。换句话说，分配体可以限定加工区域，其中分配体和基底支架的加工区域可以设置在不同的平面上。

在另一实施例中，所述驱动单元可以被配置为相互成角度地移动所述分配体和所述基底支架。在这种情况下，基本不平行的方向可以提供影响沉积均匀性的附加设计参数。作为一优选实施例，所述角度可以使得与基底支架的距离沿基底支架长度方向发生变化。通过以一定移动角度，可以调节处理过的基底上的电镀厚度。

在一实施例中，所述驱动单元可以被配置为驱动所述分配体和/或所述基底支架。作为一优选示例，所述驱动单元可以被配置为仅驱动分配体和基底支架中的一个。

在一实施例中，所述驱动单元可以被配置为驱动所述分配体与所述基底支架之间沿所述基底支架长度的相对扫描运动。所述扫描运动可以被配置为使分配体能够沿基底支架长度方向从一端移动到另一端，从而能够将金属或金属合金扫描和电镀到基底支架装载的基底上。所述驱动单元可以被配置为仅沿基底支架长度的一个方向或沿基底支架长度的往返方向相对于彼此移动分配体和基底支架。

此外，所述驱动单元还可以被配置为将基底支架和/或基底基本水平地浸入工艺流体(例如工艺流体槽)中。或者，所示驱动单元可以被配置为将基底支架和/或基底基本垂直地浸入工艺流体中。

此外，或者在另一实施例中，所述驱动单元可以被配置为驱动所述分配体与所述基底支架之间沿所述基底支架宽度和/或沿所述基底支架长度的相对搅拌运动。所述搅拌运动可以是分配体相对于基底支架低频(例如小于1Hz)或更高频(例如10kHz至4MHz)的搅拌。所述搅拌运动可以自由设计，这意味着搅拌运动可以在所有空间方向上进行。因此，可以执行预设的搅拌图形和/或搅拌模式，以优化基底的处理过程，例如电镀。所述搅拌运动可以是类似于摇晃或振动的微小运动，而所述扫描运动则是向前和/或向后运动，分别包括位移和平移，以实现分配体至少扫描整个基底表面一次。

在一实施例中，所述驱动单元可以允许在所有空间方向上进行运动。例如，所述驱动单元可以同时执行所述扫描运动和所述搅拌运动。因此，所述驱动单元可以包括至少两个，作为一优选示例，包括三个运动轴。

在一实施例中，所述分配体的开口可以包括喷射孔，被配置为将所述工艺流体导向所述基底支架。所述喷射孔可以加速流向基底支架的工艺流体。通过设置不同的尺寸，可以调节工艺流体到达基底支架的速度。所述工艺流体可以通过至少一个入口进入分配体，并通过所述喷射孔流出分体。所述喷射孔可以精确地朝向基底支架定位。作为一优选实施例，所述分配体和所述基底支架可以设置成使得流出分配体的工艺流体基本上垂直于待处理基底的表面。

在一实施例中，所述分配体的开口可以包括排放孔，被配置为从所述基底支架排出所述工艺流体。这里的排出是指将工艺流体从基底支架上抽走。所述排放孔可以设置成允许回流，从而使工艺流体在分配体中循环。因此，使用过的工艺流体可以回流到分配体中。

在一实施例中，分配体可以包括至少一个阳极。通过将至少一个阳极集成到分配体中，至少一个阳极可以与分配体一起移动。因此，可以不需要与基底支架尺寸相同的阳极，阳极的尺寸也可以减小。在一实施例中，当与工艺流体接触时，基底支架和/或基底可以是阴极，和/或基底支架和/或基底可以被阴极极化。

根据另一实施例，所述分配系统还可以包括冲洗单元，被配置为提供液体以冲洗基底支架和/或基底。所述冲洗单元可以被配置为在处理过程(例如所谓的电镀过程)之后从工艺流体中清洗基底支架和/或基底。在一实施例中，所述分配系统还可以包括干燥单元，被配置为提供气流以干燥所述基底支架和/或所述基底。此外，或作为替代方案，冲洗单元和/或干燥单元可以设置在分配体上，也可以独立于分配体安装。

在处理过程结束后，通过用例如冲洗水从浴槽和分配体中排出工艺流体，可以在同一浴槽中对基底进行漂洗和选择性地干燥。基底支架和/或基底的干燥可以通过用流经分配体的气体(如空气)取代冲洗水来进行。或者，例如，第二主体(如冲洗和干燥主体)可以跟随分配体一段距离，用冲洗水去除工艺流体残留物并干燥基底。

在另一实施例中，至少在处理过程中，分配系统可以在基底的垂直结构上执行。在本实施例中，基底可以浸入电解液槽中，并且至少有一个分配体可以从上到下或从下到上扫描基底的待处理表面。整个处理过程也可以通过从一个方向到另一个方向重复多次扫描，和/或通过从基底的不同侧面交替扫描来进行。在这种情况下，电解液可通过浸入式系统供应，例如装满电解液的槽，和/或另外从至少一个分配体内部供应，将电解液分配到至少一个待处理表面上。此外，还可以在基底的两侧各安装一个分配体，或在基底的两侧各安装一个以上的分配体。只有分配体附近的基底区域才会被镀上材料。

或者，只从至少一个分配体内部向基底供应电解液，将所需电解液分配到至少一个待处理表面上。此外，或作为替代方案，也可以通过电解液薄膜向基底供应电解液，电解液薄膜由基底顶部向下分布，从而均匀地润湿基底待处理表面区域，例如电解液“瀑布”。

根据本发明内容，还提出了上述用于基底的表面的化学和/或电解处理的分配系统的使用方法。具体而言，所述分配系统适用于尺寸至少为1500mm x1800mm或更大，最好是至少为2100mm x 2400mm或更大，更优选的是至少为2880mm x 3130mm或更大的超大型基底。当然，上述分配系统也可用于较小的基底，例如尺寸至少为300mm x 400mm的基底。

根据本发明的内容，还提出了一种用于基底化学和/或电解表面处理的加工线。所述加工线至少包括如上所述的至少一种分配系统和至少一个处理工位，其中所述处理工位可以被配置为用于基底各种电解和/或化学表面处理工艺，例如(电)镀层处理、(电)蚀刻处理、(电)化学处理等。基底沿传输方向通过至少一个处理工位，其中待处理基底的表面基本垂直于所述传输方向设置，或者待处理基底的表面与所述传输方向基本对齐。术语“基本垂直”和“基本对齐”应分别理解为包括与“垂直”和“对齐”的微小偏差，优选在±1°-5°的范围内，更优选的是在±1°-3°的范围内。

所述传输方向应理解为从加工线起点到加工线终点的一般方向。在传输或引导待处理基底通过加工线的过程中，基底也可以在其他方向上移动，例如相对于传输方向的上下移动。

“基本垂直于所述传输方向”应理解为待处理表面位于一个平面内，所述平面的方向基本上垂直于所述传输方向。

“与所述传输方向基本对齐”应理解为与所述传输方向基本平行，这意味着待处理表面设置在一个平面内，所述平面内只有一个延伸方向与所述传输方向一致。

作为一可选示例，基底表面的设置也可以描述为基本水平或基本垂直。待处理表面的“基本水平”设置应理解为基本平行于加工线的底部，而待处理表面的“基本垂直”设置应理解为基本垂直于加工线的底部。

在一实施例中，所述加工线还可以包括多个处理工位，以便执行多个后续处理步骤，从而获得更高的产量和/或特别是更好的电镀均匀性。此外，或作为替代方案，可以提供多个处理工位，以便在随后的工艺沉积不同的材料，从而形成合金，或电镀单个材料层，特别是不同材料层，和/或随后以不同的沉积速率电镀单个材料层。

所述加工线还可以包括预润湿工位和/或冲洗工位和/或干燥工位。每个工位可以分别设置在单独的加工室中。或者，至少部分工位可以一起设置在加工室中。

此外，所述加工线可以包括位于加工线开始处的起始站和/或安装站，和/或位于加工线末端的卸载站和/或终止站。

在一实施例中，可以实现垂直、或部分垂直、或水平和垂直混合的卷对卷式工艺。此外，或作为替代方案，卷对卷式工艺还可以包括至少一段倾斜卷对卷式工艺。术语“倾斜”应理解为除垂直和水平外的任何可能实现的卷对卷式工艺。作为一优选示例，“倾斜”是指与垂直或水平方向的偏差在5°-85°范围内，最好在15°-70°范围内，更优选在25°-60°范围内。在这种情况下，加工线被配置为供应和接收卷起状态的超长矩形基底。基底可以由传输系统的导轨固持，所述导轨被配置为稳定基底并引导基片通过不同的加工工位。

在本实施例中，加工室可以按混合方向设置，例如，预润湿工位可以主要采用水平设计和运行模式，而所有其他加工室则采用垂直实施模式。也可以将单个加工工位设置成能够执行多个后续处理步骤的方式，以获得更高的产量，和/或更好的电镀均匀性，或者通过后续工艺沉积不同的材料，这样可以形成合金或电镀单个材料层，特别是不同材料层，和/或随后以不同的沉积速率电镀单个材料层。

根据本发明内容，还提出一种用于基底化学和/或电解表面处理的分配方法。所述分配方法包括以下步骤：

-提供具有用于工艺流体和/或电流的多个开口的分配体，

-提供被配置为固持待处理基底的基底支架，

其中，所述基底支架具有基底支架长度和基底支架宽度，所述分配体具有分配体长度和分配体宽度，且所述分配体长度小于所述基底支架长度，以及

-相对移动所述分配体和所述基底支架。

作为一可选实施例，所述分配方法还可以包括以下步骤中的至少一个：

-将基底安装到基底支架上；

-预润湿分配系统和基底；

-对基底表面进行至少一次化学和/或电解处理；

-至少冲洗基底；

-至少干燥基底；以及

-将基底从基底支架上拆卸下来。

作为一优选示例，所述方法可以应用于用于基底化学和/或电解表面处理的加工线，所述加工线至少包括以下一个加工室，优选按以下所列顺序：

-夹持/缓冲室；

-预润湿室；

-至少一个化学和/或电解处理室；

-冲洗室；

-干燥室；以及

-拆卸室。

基底支架和/或分配体可以由传输系统引导穿过每个加工室。此外，需要注意的是，这些加工室也可以组合使用，例如，组合的冲洗和干燥加工室。此外，所述加工室可以是至少由传输系统连接的独立加工室，或作为替代方案，也可以是至少部分加工室相互合并，从而形成包括多个工位的组合加工室。例如，处理室、冲洗室和干燥室可以是一个组合加工室，其中，当基底支架和/或分配体沿所述传输系统的传输方向移动时，可以对基底进行处理，例如电镀，然后在处理过程结束后，冲洗基底，然后干燥。

所述方法可以是电解或化学表面处理方法，尤其可以包括电镀涂层、化学或电化学蚀刻、阳极氧化或其他外部电流或化学金属沉淀方法。

可以理解的是，根据独立权利要求所述的系统和方法具有类似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中定义的实施例。还应理解的是，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任意组合。

本发明的这些方面和其它方面将从下文所述的实施例中变得显而易见，并将参照下文所述的实施例加以阐明。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施例进行描述：

图1a至1c示意性和示例性地显示了根据本发明内容的分配系统的概况，其中分配体相对于基底支架移动。

图2a至2c示意性和示例性地显示了根据本发明内容的分配系统，其中图2a显示了分配系统横截面的透视图，图2b显示了图2a中细节II-b的放大图，图2c显示了图2b的局部主视图。

图3示意性和示例性地显示了根据本发明内容的分配体的大约一半透视图。

图4示意性和示例性地显示了根据本发明内容的安装在传输系统上的基底支架的俯视图。

图5示意性和示例性地显示了用于基底表面处理的加工线，包括根据本发明内容的分配系统。

图6示意性和示例性地显示了图5所示的加工线的部分横截面示意图。

图7a和图7b示意性和示例性地显示了图6中细节VII的放大图，其中图7a是沿分配体宽度方向的主视图，图7b是沿分配体长度方向的侧视图。

图8示意性和示例性地显示了用于基底表面处理的加工线，包括根据本发明内容的分配系统。

图9示意性和示例性地显示了用于基底表面处理的加工线，包括根据本发明内容的分配系统。

图10示意性和示例性地显示了根据本发明内容的分配方法的流程图。

具体实施方式

图1a至1c示意性和示例性地显示了分配系统1的一个实施例，所述分配系统1包括基底支架2和分配体3，用于基底4化学和/或电解表面处理的工艺流体28(参照图6和图7)。所述基底支架2和所述分配体3设置在包括两条横向导轨6的传输系统5上。图1a至1c显示了基底支架2固持基底4，分配体3沿Z方向设置在基底支架2和基底4的上方。

基底支架2为矩形，其长度L沿X方向延伸，宽度W沿Y方向延伸，与长度L基本垂直。所述分配体3为矩形，具有长度l和宽度w，其中长度l沿与基底支架2的长度L相同的方向延伸，但所述分配体3的长度l小于所述基底支架2的长度L。所述分配体3的宽度w与基底支架2的宽度W基本相等。

在本实施例中，所述基底支架2是固定的，所述分配体3可以相对于所述基底支架沿X方向移动，如图1a至1c所示。此外，所述分配体3也可以相对于所述基底支架2沿Y方向移动。沿X方向的移动对应于从基底支架2的一端到另一端的扫描运动，从而能够对基底进行化学和/或电表面处理，而沿Y和/或Z方向的移动则对应于所述分配体3相对于基底4进行低频或更高频率的搅拌运动。图1a至1c显示了基底支架2和分配体3的水平安装方式，但是也可以采用垂直设置。

图2a示意性和示例性地显示了图1b的横截面图所示的分配系统1的一个实施例，图2b是图2a中细节II-b的放大透视图，图2c是图2b的局部放大主视图。分配体3包括沿厚度方向Z延伸的喷射孔7(继续参照图3)，由此可以引导从喷射孔7流出的工艺流体28基本上垂直于待处理基底4的表面8。在相邻的喷射孔7之间，设置有用作排放孔的通孔9，使得所述工艺流体28从分配体3的正面10流向所述分配体3的背面11。分配体3的正面10对应于与朝向基底4(和基底支架2)的表面，而背面11则与正面10相对设置，故而朝向远离基底4的方向。分配体3和基底4彼此间隔开。

此外，配电体3还容纳阳极12，所述阳极12是至少两个电极中的一个电极，以实现电解处理过程。基底支架2和/或基底4可以通过容纳阴极或与阴极连接来充当阴极13。例如，金属可以通过电偶反应沉积在基底4上。工艺流体28是电解液，并且由阳极12和阴极通过包括阳极12和用作阴极的基底4的分配体3的设置而产生的电场，始终贯穿分配体3。因此，通过分配体3相对于基底4的适当定位，电解液流可以以特别均匀的进入流量靠近基底4上的各个区域，并且基底4上的各个区域处于均匀的电场下，从而化学反应可以在这些位置均匀发生。

图3示意性和示例性地显示了分配体3大约一半的透视图。分配体3包括入口13、流量控制阵列14、喷射孔7和通孔9。所述入口13是工艺流体进入分配体3的入口。考虑到工艺流体28的流量，所述流量控制阵列14设置在喷射孔7和排放孔9的上游，包括多个流量控制元件15。

喷射孔7上游的流量控制元件15可以平衡流向喷射孔7的工艺流体28的流量，从而形成均匀的流量分布。均匀的流量分布可以实现均匀的处理过程，例如电镀过程，并且可以在不降低工艺流体28整体流速的情况下实现基底4上均匀的电镀结果。喷射孔7的直径可以约为1mm，与喷射孔7相邻的排放孔9的直径可以约为5mm。由于排放孔9和喷射孔7的尺寸关系不同，排放孔9中的液体压力和流速要低得多。到达背面11的工艺流体28通过泵(未图示)被重新泵入入口13。

图4示意性和示例性地显示了安装在传输系统5的导轨6上的基底支架2的俯视图。基底支架2可以是真空基底支架。基底支架2的尺寸取决于基底4的尺寸，可以从1500mm x1850mm变化到2940mm x 3370mm以及更大的尺寸。

传输系统5可以是加工线16的一部分，如图5所示。加工线16包括多个加工室17，每个加工室与预设的加工工位相关。如图5所示，加工线16包括以下工位：

-起始工位18，用于手动或自动将基底支架2引导到加工线16中，

-安装工位19，用于将待处理基底4安装到基底支架2上，

-预润湿工位20，用于预润湿基底4，以减少/消除和防止表面外来颗粒，和/或避免在基底上形成气泡，

-处理工位21，用于通过分配系统1对基底4的表面8进行化学和/或电解处理，例如电镀，

-冲洗工位22，用于通过冲洗液冲洗基底4，以洗掉残留在基底4上的工艺流体，

-干燥工位23，用于干燥基底4，

-拆卸工位24，用于从基底支架2上拆卸基底4，以及

-结束工位25，用于手动或自动将基底支架2引导出加工线16。

加工线16可以包括更多或更少的加工步骤。此外，或作为替代方案，某些加工步骤也可以包含在一个单独的加工室中，例如，基底4的处理、冲洗和干燥。图6示意性和示例性地显示了图5所示的加工线16的预润湿工位20、处理工位21、冲洗工位22和干燥工位23的横截面，其中所述处理工位21被配置为电镀工位21。安装在基底支架2上的基底4首先在预润湿工位20中由传输系统的导轨6沿与X方向相对应的传输方向引导。在预润湿工位20中，用从喷嘴27流出的清洁和/或预润湿液体26喷洒基底，以减少/消除和防止表面外来颗粒和/或避免在基底上形成气泡，尤其是在待处理基底4的基底表面8的缝隙内。

接下来，基底4进入电镀工位21。在电镀工位21，通过上述分配体3处理基底4。从传输方向X上看，分配体3的长度l小于基底4的长度L。因此，为了处理基底4的整个表面8，需要通过基底支架2移动基底4和/或分配体3。需要注意的是，图6中多次显示了分配体3，以突出基底4和分配体3在X方向上的长度差异。

根据示例性实施例，固持基底4的基底支架2和分配体3之间的相对移动是通过相对于安装在基本固定位置的分配体3移动固持基底4的基底支架2来实现的。固定位置意味着分配体3在X方向上不可移动，但仍可以进行搅拌，因此可以在Y方向和/或Z方向上移动。

基底4沿Z方向设置在分配体3的上方，沿传输方向X移动(继续参照图7a)。如图7a和7b所示，当基底4相对于分配体3移动时，分配体3通过喷射孔7将工艺流体28高速喷射至待处理表面8上，如箭头29所示。工艺流体28通过入口13供应，如图7b中的箭头30所示。填充基底4和分配体3之间间隙的工艺流体28经由排放孔9流回装有工艺流体28的槽31，如箭头32所示。分配体3至少部分浸没在工艺流体28中，从而使得阳极12完全浸没。

图6、图7a和图7b示出了一个实施例，其中在Z方向上，基底4位于分配体3的上方，分配体3至少部分浸没在储存于工艺流体槽31中的工艺流体28中。作为替代方案，用作阴极的基底4可以移动到分配体3的下方。作为另一实施例，基底4可以在至少两个分配体3之间设置和移动，其中一个分配体3设置在基底4的上方，另一个分配体3设置在基底4的下方。

图6、图7a和图7b示出了为自下而上加工而设计的加工线16。自下而上的加工定义了一种加工过程，其中基底4被设置为使得基底4的底面与待处理表面8相对应，并且表面处理附件，例如喷嘴27、分配体3、冲洗单元33、干燥单元34等，沿Z方向设置在基底4的下方。此外，加工线16可以设计为用于自上而下加工和/或双面加工。自上而下的加工定义了一种加工过程，其中基底4被设置为使得基底4的顶面与待处理表面8相对应，并且表面处理配件沿Z方向设置在基底4的上方。双面加工是指将自下而上的处理和自上而下的处理结合在一起的加工，也就是说，基底4被设置为使得基底的两个相对侧表面，即基底的底面和顶面，各自对应于待处理的表面8。因此，在双面加工时，表面处理配件沿Z方向在基底4的上方和下方均有设置。

参照图5，加工线16也可以设想为所谓的卷对卷式工艺。卷对卷式加工也被称为卷筒加工、轴对轴式(R2R)加工，尤其适用于加工超长的基底，所述基底具有足够的柔韧性，可以成卷运输。在这种情况下，起始工位18和结束工位25被设计成用于供应和接收卷起状态的超长矩形(基本上为矩形)基底。例如，所述基底宽度可以高达几米，长度可以高达几公里，例如50公里。在电子设备领域，卷对卷加工被定义为在一卷柔性基底(如塑料或金属箔片)上制造电子设备的过程，可用于制造柔性或可卷曲的显示器等。

根据另一示例性实施例，通过相对于位置固定的固持基底4的基底支架2移动分配体3来实现固持基底4的基底支架2和分配体3之间的相对移动。用作阴极的基底4可以水平地浸没在工艺流体28中。在Z方向上，分配体3位于基底4的上方，与待处理表面8基本平行，并可以在X方向上移动，以便在X方向上从一端到另一端扫描基底4的表面8，从而对基底4的表面8进行处理，例如在表面8上电镀金属或金属合金。作为替代方案，分配体至少可以部分浸没，使得阳极12浸没在工艺流体中，并在固持具有朝向分配体3的表面8的基底4的基底支架2下方移动。作为另一替代方案，基底4可以设置在至少两个分配体3之间，其中一个分配体3设置在基底4的上方并在基底4的上方移动，另一个分配体3设置在基底4的下方并在基底4的下方移动。

在另一实施例中，不是将分配体3基本平行于基底4的表面8放置，而是将分配体3基本不平行于基底4的表面8放置，以便提供影响沉积均匀性的附加设计参数。因此，分配体3的正面10在X方向上与基底4的距离会显示出变化。

在上述所有实施例中，分配体3和基底4之间的垂直距离是预设的，用于实现所需的电解液流量以及所需的电流密度分布，从而获得高质量、均匀的金属或金属合金沉积。此外，扫描速度(即进行相对运动的速度)，被定义为主要用于实现电镀材料(如金属或金属合金)所需的电镀厚度和均匀性分布。此外，施加的电流密度、沉积温度以及工艺流体28的组分，例如金属离子或来自多种金属的离子的浓度，都是用于实现优选电镀速度和确定沉积层质量的附加参数。扫描移动可以通过驱动单元(未图示)移动分配体3和/或基底支架2来实现。

虽然阳极12被描述为容纳在分配体3中，从而与分配体3一起移动，但所述阳极12也可以与分配体3分开设置和/或处于固定位置。

参照图5和图6，基底4的表面8的处理完成后，基底被移至包括用于冲洗基底4的冲洗单元33的冲洗工位22，以及包括例如气流的干燥单元34的干燥工位23。作为一可选示例，基底4的冲洗和干燥可以在同一浴槽31中的电镀工位21中进行，通过用冲洗液(例如水)从浴槽31和分配体3中排出或替换工艺流体28。干燥可以通过用气流，例如空气或氮气流，代替冲洗液通过分配体3。作为替代方案，单独的第二主体，冲洗和干燥主体，可以跟随分配体3一定距离，用冲洗液去除工艺流体28的残留物，然后干燥基底4。在一实施例中，基底4的冲洗和/或干燥可在基底4的两侧进行。

相对运动不是只在一个方向上进行一次，也可以以往返运动的方式进行，这样分配体3就可以对基底4进行两次或多次扫描。

此外，需要注意的是，分配体的正面10指的是朝向基底4的面，而表面8指的是朝向分配体3的待处理表面。因此，从Z方向看，当基底4位于分配体3上方时，待处理表面8对应于基底4的底面，而正面10对应于分配体3的顶面。当基底4位于分配体3下方时，待处理表面8对应于基底4的顶面，而正面10对应于分配体3的底面。换句话说，分配体的正面10和基底4的表面8面对面设置。

图8和图9分别显示了包括多个加工室17的加工线16的实施例，每个加工室17与预设的加工工位相关。图8所示的加工线16包括以下工位：

-起始工位18，用于手动或自动将基底支架2引导到加工线16中，

-安装工位19，用于将待处理基底4安装到基底支架2上，

-预润湿工位20'，用于预润湿基底4，以减少/消除和防止表面外来颗粒，和/或避免在基底4上形成气泡，

-处理工位21'，用于通过分配系统1对基底4的表面8进行化学和/或电解处理，例如电镀，

-冲洗工位22'，用于通过冲洗液冲洗基底4，以洗掉残留在基底4上的工艺流体，

-干燥工位23'，用于干燥基底4，

-拆卸工位24，用于从基底支架2上拆卸基底4，以及

-结束工位25，用于手动或自动将基底支架2引导出加工线16。

加工线16可以包括更多或更少的加工步骤。此外，或作为替代方案，某些加工步骤也可以包含在一个单独的加工室中，例如，基底4的处理、冲洗和干燥。

与图5所示的示例性加工线16相反，图8所示的加工线16被配置为基本垂直地处理基底4。这意味着，基底4基本上与加工室17中的整个传输方向(此处为X方向)正交设置。用于处理和/或加工基底4的装置(也称为加工装置)，例如用于预润湿基底4的喷嘴27、用于处理基底4的表面8的分配体3、冲洗和干燥单元33、34等被相应地设置。因此，至少一个分配体3被设置成沿Z方向进行扫描运动，从而能够对基底4的表面8从上到下和/或从下到上进行扫描。然后沿Y和/或X方向进行搅拌运动。此外，在扫描运动的基础上，还可以在Z方向上叠加额外的搅拌运动。

因此，根据图8所示的示例性实施例，起始工位18、安装工位19、拆卸工位24和结束工位15的配置方式与图5所示的相应工位18、19、24和25相同。预润湿工位20'可以对应于图5中的预润湿工位20，也可以配置成在主要垂直方向上对基底4进行处理。

处理工位21'可以按照能够垂直处理基底4的方式配置，其中至少一个分配体3可以从上到下或从下到上和/或以搅拌模式来回扫描基底4的表面8。

冲洗工位22'和干燥工位23'也可以采用垂直设计，用于在主要垂直方向上处理基底。

在本实施例中，基底4可以浸入电解液浴中，例如工艺流体28中，至少一个分配体3从上到下或从下到上扫描基底4。整个沉积过程也可以通过从一个方向到另一个方向重复多次扫描来完成，或者通过从基底4的不同侧面交替扫描来完成。在这种情况下，所述工艺流体28是通过浸入式系统供应的，例如装满工艺流体28的独立槽(未图示)，和/或另外从至少一个分配体3内部提供，将工艺流体28分配到至少一个表面8上。实施方案还可以包括两个分配体3，每侧一个，或多个分配体3，每侧一个以上。仅有分配体附近的基底区域被镀上材料。

作为一可选示例，也可以只从至少一个分配体3内部向基底4提供工艺流体28，将所需的工艺流体28分配到至少一个表面8上。

根据另一实施例，可以通过由薄的工艺流体膜形成的工艺流体薄膜向基底4提供工艺流体28，所述薄的工艺流体膜从基底4的顶部向下分布，从而均匀地润湿待处理的表面8，例如类似工艺流体28的“瀑布”，和/或从至少一个分配体3内部，将工艺流体28分配到至少一个表面8上。

在其他实施例中，预润湿工位20'和处理工位21'可以包含在同一个加工室17中，被配置为在主要垂直方向上加工基底4。此外，或作为替代方案，冲洗工位22、22'和干燥工位23、23'也可以集成在一个加工室17中。

图9显示了加工线16的一个实施例，所述加工线被配置为移动或引导基底4通过固定(静止)设置的用于处理基底4的表面8的加工装置。因此，通过相对于加工装置移动基底4来处理基底4的表面8。在图9中，处理工位21'被配置为电镀工位21'，并包括两个子电镀工位211、212。电镀工位21、21'也可以包括少于或多于两个子电镀工位。

在另一实施例中，加工线16仅包括一个加工室17，在所述加工室17中设置了预润湿工位20、20'，电镀工位21、21'，冲洗工位22、22'和干燥工位23、23'，使得基底4的预润湿、电镀、冲洗和干燥都在一个加工室17中进行。在基底4的预润湿、漂洗和干燥过程中，至少一个分配体3可以位于停放位置，例如在加工室17的底部。

在另一实施例中，可以对基底4进行垂直、或部分垂直、或水平和垂直混合的卷对卷加工。在这种情况下，起始工位18和结束工位25可以设计成用于供应和接收卷起状态的超长矩形(基本上为矩形)基底4。加工室17尤其可以采用混合方向，例如，预润湿工位20可以主要采用水平设计和运行模式，而所有其他加工室17则采用垂直实施模式。也可以将各个处理工位设置成能够执行多个后续电镀步骤的方式，以获得更高的产量，和/或更好的电镀均匀性，和/或以后续方式沉积或电镀不同的材料(参照图9)。

图9显示了结合上述所有内容的示例性实施例。这意味着，加工线16只包括一个处理室17，所述处理室17有四个部分，分别对应于预润湿工位20'、电镀工位21'、冲洗工位22'和干燥工位23'。预润湿工位20'混合了垂直和水平加工方式，例如将浸没和喷淋相结合，以预润湿基底4。电镀工位21'包括两个子电镀工位211和212，作为一具体示例，这两个子电镀工位通常执行双面电镀工艺。

第一子电镀工位211示例性和示意性地显示了设置为用于垂直双面加工基底4的分配系统1。第二子电镀工位212示例性和示意性地显示了设置为用于水平双面加工基底4的分配系统1。在所述第一子电镀工位211和所述第二子电镀工位212之间，基底4以倾斜角度(优选为45度)被引导。干燥工位23'示例性和示意性地显示了设置为用于垂直双面加工基底4。

需要说明的是，图9所示的实施例只是示例性的，还可以包括前述实施例的特征。例如，图9所示的加工线16可以配置为单面加工基底4。此外，关于图5、图6、图7a和图7b中描述的所有可能的变化也适用于基底的垂直和/或倾斜和/或图8和图9所示的水平、垂直和倾斜混合配置。

图10显示了用于基底4化学和/或电解表面处理的示例性分配方法100的流程图。根据所述分配方法100，在步骤S1中，提供包括用于工艺流体和/或电流的多个开口(例如喷射孔7和排放孔9)的分配体3。此外，在步骤S2中，提供被配置为固持待处理基底4的基底支架2。所述基底支架2具有基底支架长度L和基底支架宽度W，所述分配体3具有分配体长度l和分配体宽度w，且所述分配体长度l小于所述基底支架长度L。在步骤S3中，相对移动所述分配体3和所述基底支架2，从而对基底4的表面8进行表面处理。

虽然本发明已在附图和前述描述中进行了详细说明和描述，但这种说明和描述应被视为说明性或示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过对附图、公开内容和从属权利要求的研究，本领域的技术人员可以理解并实现所公开的实施方案的其他变化。

在权利要求中，“包括”一词并不排除其他元素或步骤，而不定项“一个”或“一种”并不排除多个。单个单元可以实现权利要求中重复引用的几个项目的功能。仅仅是某些措施在相互不同的从属权利要求中被重复引用这一事实，并不表明这些措施的组合不能发挥优势。权利要求中的任何参考标识都不应被理解为对保护范围的限制。

Claims (22)

1.一种用于基底(4)化学和/或电解表面处理的工艺流体(28)的分配系统(1)，包括：

-分配体(3)，以及

-基底支架(2)，

其中，所述基底支架(2)具有基底支架长度(L)和基底支架宽度(W)，并被配置为固持待处理基底(4)，

其中，所述分配体(3)包括用于工艺流体(28)和/或电流的多个开口(7，9)，

其中，所述分配体(3)和所述基底支架(2)可相对移动，

其中，所述分配体(3)具有分配体长度(l)和分配体宽度(w)，以及其中所述分配体长度(l)小于所述基底支架长度(L)。

2.根据权利要求1所述的分配系统(1)，包括至少两个分配体(3)，设置在所述基底支架(2)的相对侧上。

3.根据权利要求1或2所述的分配系统(1)，其中所述基底支架长度(L)是所述分配体长度(l)的倍数。

4.根据权利要求1所述的分配系统(1)，包括在所述基底支架(2)的一侧彼此相邻设置的多个分配体(3)，其中多个分配体的分配体长度(l)之和等于或大于所述基底支架长度(L)。

5.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体长度(l)约为所述基底支架长度(L)的50％或更小，优选约为所述基底支架长度(L)的20％或更小。

6.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体宽度(w)基本等于或大于所述基底支架宽度(W)。

7.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体(3)可相对于所述基底支架(3)移动。

8.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述基底支架(2)可相对于所述分配体(3)移动。

9.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，还包括驱动单元，所述驱动单元被配置为相对于彼此移动所述分配体(3)和所述基底支架(2)。

10.根据权利要求9所述的分配系统(1)，其中所述驱动单元被配置为相互平行地移动所述分配体(3)和所述基底支架(2)。

11.根据权利要求9所述的分配系统(1)，其中所述驱动单元被配置为相互成角度地移动所述分配体(3)和所述基底支架(2)。

12.根据权利要求9至11任一项所述的分配系统(1)，其中所述驱动单元被配置为驱动所述分配体(3)和/或所述基底支架(2)。

13.根据权利要求9至12任一项所述的分配系统(1)，其中所述驱动单元被配置为驱动所述分配体(3)与所述基底支架(2)之间沿所述基底支架长度(L)的相对扫描运动。

14.根据权利要求9至13任一项所述的分配系统(1)，其中所述驱动单元被配置为驱动所述分配体与所述基底支架(2)之间沿所述基底支架宽度(W)和/或沿所述基底支架长度(L)的相对搅拌运动。

15.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体(3)的开口包括喷射孔(7)，被配置为将所述工艺流体(28)导向所述基底支架(2)。

16.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体(3)的开口包括排放孔(9)，被配置为从所述基底支架(2)排出所述工艺流体(28)。

17.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述分配体(3)包括至少一个阳极(12)。

18.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，其中所述基底支架(2)和/或所述基底(4)是阴极。

19.根据前述权利要求任一项所述的分配系统(1)，还包括：

冲洗单元(33)，被配置为提供液体以冲洗所述基底支架(2)和/或所述基底(4)，和/或

干燥单元(34)，被配置为提供气流以干燥所述基底支架(2)和/或所述基底(4)，

其中，所述冲洗单元(33)和/或所述干燥单元(34)设置在所述分配体(3)上，或者是独立于所述分配体(3)的单独部件。

20.一种根据前述权利要求之一所述的用于基底(4)的表面(8)的化学和/或电解处理的分配系统(1)的使用方法。

21.一种用于基底(4)化学和/或电解表面处理的加工线(16)，包括

-根据权利要求1至19之一所述的至少一种分配系统(1)，以及

-至少一个电镀工位(21，21')，

其中，所述基底(4)被引导沿传输方向(X)通过所述电镀工位(20，

21')，以及

其中，待处理基底(4)的表面(8)基本垂直于所述传输方向(X)设置，或者

其中，待处理基底(4)的表面(8)与所述传输方向(X)基本对齐。

22.一种用于基底(4)化学和/或电解表面处理的分配方法，包括：

-提供具有用于工艺流体(28)和/或电流的多个开口(7，9)的分配体(3)，

-提供被配置为固持待处理基底(4)的基底支架(2)，

其中，所述基底支架(2)具有基底支架长度(L)和基底支架宽度(W)，所述分配体(3)具有分配体长度(l)和分配体宽度(w)，且所述分配体长度(l)小于所述基底支架长度(L)，以及

-相对移动所述分配体(3)和所述基底支架(2)。