CN219861639U - 金属离子浓度增加的电镀系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电镀系统。所述电镀系统包括：可操作以容纳阴极电解液的第一隔室和可操作以容纳阳极电解液的第二隔室，其中，所述第一隔室和所述第二隔室由离子选择性隔膜隔开；所述第一隔室中的传感器，所述第一隔室中的所述传感器可操作以测量阴极电解液pH和阴极电解液金属离子浓度中的至少一个；和在所述第一隔室与所述第二隔室之间的导管，所述导管可操作以将所述阳极电解液的一部分输送到所述阴极电解液，而不使所述阳极电解液的所述一部分通过所述离子选择性隔膜。

Description

金属离子浓度增加的电镀系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年1月28日提交的美国专利申请No.17/587,063的权益，出于所有目的，所述美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及一种电镀系统。
背景技术
集成电路是通过在衬底表面产生复杂图案的材料层的工艺实现的。在衬底上形成、蚀刻和其他处理之后，通常沉积或形成金属或其他导电材料，以提供部件之间的电连接。由于这种金属化可以在许多制造操作之后进行，因此在金属化过程中出现的问题可能会造成昂贵的废旧衬底或晶片。
电镀是在电镀腔室中进行的，晶片的装置侧在液体电解液浴中，接触环上的电触点接触晶片表面上的导电层。电流通过电解液和导电层。电解液中的金属离子析出到晶片上，在晶片上形成金属层。电镀腔室通常具有消耗性阳极，这有利于浴液稳定性和拥有成本。例如，镀铜时通常使用铜消耗阳极。从电镀浴中取出的铜离子被从阳极中除去的铜补充，从而保持电镀浴中的金属浓度。虽然在替换电镀金属离子方面很有效，但使用消耗性阳极需要相对复杂且昂贵的设计，才能使消耗性阳极被替换。当消耗性阳极与隔膜结合以避免电解液降解或在空闲状态操作期间氧化消耗性阳极时，复杂性甚至会增加。
因此，需要改进系统和方法，以便在保护衬底和电镀浴的同时，生产高质量的装置和结构。本技术解决了这些和其他需求。
实用新型内容
在一个方面中，一种电镀系统包括：可操作以容纳阴极电解液的第一隔室和可操作以容纳阳极电解液的第二隔室，其中，所述第一隔室和所述第二隔室由离子选择性隔膜隔开；所述第一隔室中的传感器，所述第一隔室中的所述传感器可操作以测量阴极电解液pH和阴极电解液金属离子浓度中的至少一个；和在所述第一隔室与所述第二隔室之间的导管，所述导管可操作以将所述阳极电解液的一部分输送到所述阴极电解液，而不使所述阳极电解液的所述一部分通过所述离子选择性隔膜。
在电镀系统中，当所述第一隔室中的所述传感器测量到所述阴极电解液金属离子浓度低于或约为70g/L时，所述导管可使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
在电镀系统中，当所述第一隔室中的所述传感器测量到所述阴极电解液pH小于或约为2时，所述导管可使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
在电镀系统中，所述系统进一步可包括所述第二隔室中的第二传感器，所述第二隔室中的所述第二传感器可操作以测量阳极电解液pH和阳极电解液金属离子浓度中的至少一个。
在电镀系统中，当所述第一隔室中的所述传感器和所述第二隔室中的所述第二传感器测量到大于或约为0.2的pH差值时，所述导管可使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
在电镀系统中，所述阴极电解液和所述阳极电解液可包括选自由铜离子、锡离子和镍离子组成的组的金属离子。
与传统技术相比，这种技术可以提供诸多益处。例如，本技术可产生并且维持高金属离子浓度的电镀操作，从而提高金属电镀到衬底上的速率。此外，本技术可减少增加电镀浴阴极电解液中金属离子浓度所需的含金属离子起始溶液的量。结合下文的描述和附图更详细地描述了这些和其他多个实施方式以及它们的诸多优点和特征结构。
附图说明
通过参考说明书和附图的其余部分可以实现对所公开多个实施方式的性质和优点的进一步理解。
图1示出了根据本技术的一些实施方式的操作电镀系统的方法中的示例性操作。
图2示出了根据本技术的一些实施方式的电镀处理系统的示意图。
图3示出了根据本技术的一些实施方式的电镀处理系统的示意图。
图4示出了根据本技术的一些实施方式的惰性阳极的截面图。
图5示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件的示意图。
图6示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件的示意性截面图。
图7示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件的示意性截面图。
图8示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件的示意性截面图。
图9示出了根据本技术的一些实施方式的阳极材料容器的示意性立体图。
图10示出了根据本技术的一些实施方式的电池插入件的示意性立体图。
图11示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件中的电池插入件的示意性截面局部视图。
图中的几个图是作为示意图包括在内的。应当理解的是，这些数字仅用于说明目的，除非特别说明是按比例绘制的，否则不应视为按比例绘制的。此外，作为示意图，提供这些图是为了帮助理解，与真实表示相比，可能不包括所有方面或信息，并且可能包括用于说明目的的夸大材料。
在图中，类似的部件和/或特征结构可以有相同的数字附图标记。此外，同一类型的各种组件可以通过在附图标记后面加上区分类似部件和/或特征结构的字母来区分。如果在说明书中只使用了第一个数字附图标记，则所述描述适用于具有相同的第一个数字附图标记的任何类似的部件和/或特征结构，而不管字母后缀如何。
具体实施方式
许多电镀金属的金属沉积速率随着水溶液中金属离子浓度的增加而增加。增加电镀水溶液的金属离子浓度的常规技术包括向电镀溶液中添加更多的起始溶液并从溶液中蒸发部分水。不幸的是，这些技术中的每一种都给使用阳极电解液和阴极电解液溶液的电镀系统带来了问题，这些溶液由离子选择性隔膜隔开，离子选择性隔膜将金属离子从阳极电解液输送到阴极电解液，这里衬底表面上发生金属电镀。
在包含阳极电解液和阴极电解液溶液的电镀系统中，金属离子浓度的增加通常以阴极电解液为目标，因为阴极电解液与衬底的电镀表面直接接触。对于大多数起始溶液来说，添加的金属离子也会随添加的酸一起进入，以防止金属离子从起始溶液中沉淀出来。在阴极电解液中添加的酸可以降低来自阳极电解液的金属离子通过离子选择性隔膜输送到阴极电解液的速率。随着阴极电解液和阳极电解液之间酸度差值的增加，金属离子从阳极电解液到阴极电解液的输送速率可以降低50％或更多。
离子选择性隔膜本身也通过有助于酸性氢离子通过金属离子从阳极电解液输送到阴极电解液而导致酸度失衡。随着时间的推移，离子选择性隔膜产生了酸性较低、金属离子浓度较高的阳极电解液，和酸性较高、金属离子浓度较低的阴极电解液。阳极电解液和阴极电解液之间的金属离子浓度的不平衡在电镀操作期间变得更大，因为阳极电解液与阴极电解液之间的酸度差值的增加进一步减缓了金属离子从阳极电解液到阴极电解液的输送。
本技术的多个实施方式通过在电镀操作期间将一些酸性较低、金属离子浓度较高的阳极电解溶液提供给酸性较高、金属离子浓度较低的阴极电解溶液来解决这些问题。在多个实施方式中，通过绕过离子选择性隔膜将阳极电解液直接添加到阴极电解液中来供应阳极电解液。这具有增加阴极电解液中金属离子浓度的效果，同时也降低阴极电解液的酸度。在其他多个实施方式中，减少了增加阴极电解液中金属离子浓度所需的起始溶液的添加量和/或水蒸发量。在进一步的多个实施方式中，使得可以在高于起始溶液中发现的金属离子浓度下进行电镀操作。
图1示出了根据本技术的一些实施方式的操作电镀系统的方法150中的示例性操作。所述方法可以在以阳极电解液旁路机制为特征的各种处理系统中执行，各种处理系统包括根据下文描述的本技术的多个实施方式的电镀系统，根据下文描述的本技术的多个实施方式的电镀系统包括图2所示的示例性电镀系统200。出于说明的目的，将结合电镀系统200的相关部件描述方法150的示例性操作。应当理解的是，方法150还可包括一个或多个可选操作，一个或多个可选操作可与或可不与根据本技术的方法的某些实施方式具体关联。还应当理解的是，根据方法150操作的任何电镀系统还可以包括贯穿本公开内容的一个或更多个附加部件或特征结构。
方法150包括在操作152处向阴极电解液中添加含金属离子的起始溶液。在系统200中，可将含起始金属离子的起始溶液直接添加到电镀腔室202中的阴极电解液204和/或直接添加到阴极电解液储存器210中的阴极电解液中。在多个实施方式中，添加含金属离子的起始溶液可以将金属离子浓度调节到与含金属离子的起始溶液中的金属离子浓度实质上相同的第一金属离子浓度。在其他多个实施方式中，第一金属离子浓度可以低于或约为60g/L、低于或约为55g/L、低于或约为50g/L或更低。
在一些实施方式中，在添加含金属离子的起始溶液之前，系统200可以实质上排空阴极电解液，且添加表示在电镀方法开始时填充或再填充系统的阴极电解液。在这些实施方式中，阴极电解液204中的第一金属离子浓度是起始溶液的金属离子浓度。在其他多个实施方式中，可以将含金属离子的起始溶液添加到已经包含阴极电解液的系统200中。在这些实施方式中，添加操作152将阴极电解液204或阴极电解液储存器210中的第一金属离子浓度调整为更接近含金属离子起始溶液中的金属离子浓度。根据系统200中预先存在的阴极电解液的金属离子浓度，添加操作152可增加或减少金属离子浓度以达到第一金属离子浓度。
方法150进一步包括在操作154处测量阴极电解液204中的金属离子浓度。在多个实施方式中，金属离子浓度可以由位于电镀腔室202中的与阴极电解液204流体接触的金属离子传感器205a测量。在部分电镀操作期间，当金属离子电镀到衬底上时，阴极电解液204中的金属离子浓度下降。下降的程度取决于多个因素，包括衬底(或多个衬底)的电镀表面积、阴极电解液的体积、通过系统200的电极的电流量和阳极电解液与阴极电解液之间的金属离子输送速率等。金属离子输送速率还受到许多因素的影响，包括阴极电解液和阳极电解液中的绝对和相对金属离子浓度、阴极电解液和阳极电解液的酸度(pH)以及阴极电解溶液和阳极电解液之间的酸度差值。
在多个实施方式中，阴极电解液204中金属离子浓度的测量可以是连续的，或者可以在将金属电镀到衬底上之前、期间和之后的间隔进行。在进一步的多个实施方式中，阴极电解液204中的金属离子浓度的测量可以测量金属离子浓度从操作152中添加含金属离子的起始溶液立即之后的第一金属离子浓度降低到小于第一金属离子浓度的第二金属离子浓度。在其他多个实施方式中，当测量操作154发现金属离子浓度已降至第二金属离子浓度或更低时，可以从传感器205a发送信号以增加阴极电解液204中的金属离子浓度。
应当理解的是，金属离子浓度测量可以在系统200中除电镀腔室202中的阴极电解液204之外的位置进行。在多个实施方式中，可以通过与阴极电解液接触的金属离子传感器205b测量保持在阴极电解液储存器210中的阴极电解液中的金属离子浓度。在某些电镀操作中，保持在阴极电解液储存器210中的阴极电解液中的金属离子浓度的测量值可能比保持在电镀腔室202中的阴极电解液204中的金属离子浓度的测量结果变化较小。在其他电镀操作中，金属离子浓度的变化可在阴极电解液204中比阴极电解液储存器210中保持的阴极电解液更快地测量。在进一步的多个实施方式中，金属离子测量可在保持在电镀腔室202中的阴极电解液204和阴极电解液储存器210r中进行。
方法150可以进一步包括在操作156处测量阴极电解液204的pH。在多个实施方式中，pH可以由传感器205a测量，所述传感器205a也可以测量阴极电解液204中的金属离子浓度。在进一步多个实施方式中，pH可以由独立于传感器205a的传感器(未示出)测量，例如专用pH计。在更多的实施方式中，在操作156处测量的阴极电解液pH可以进一步包括从与逻辑处理器(未示出)电子通信的pH传感器产生pH信号。当传感器指示阴极电解液pH处于或低于阈值水平时，逻辑处理器可以生成信号以执行一个或更多个操作以增加阴极电解液pH。如下文所述，这些操作可以包括直接将酸性较低的阳极电解液添加到酸性较高的阴极电解液中。在又更多实施方式中，导致逻辑处理器产生信号以开始一个或更多个pH增加操作的阴极电解液pH可小于或约为2.5、小于或约为2.4、小于或约为2.3、小于或约为2.2、小于或约为2.1、小于或约为2.0、小于或约为1.9、小于或约为1.8、小于或约为1.7、小于或约为1.6、小于或约为1.5或更小。
方法200可以进一步包括在操作158处测量阳极电解液pH。在系统200中，可以通过一个或多个传感器205c和205d分别与电镀腔室202中的阳极电解液206和阳极电解液储存器212中的阳极电解液接触来测量阳极电解液pH。在这些实施方式中，进一步的操作可以将阳极电解液pH与阴极电解液pH进行比较，以确定阳极电解液与阴极电解液之间的pH差值。在多个实施方式中，超过差值阈值的pH差值可以导致由pH传感器或从pH传感器接收pH测量信息的逻辑处理器生成信号。在其他多个实施方式中，信号可指示系统200执行pH再平衡操作，以减小阳极电解液与阴极电解液之间的pH差值。下文将详细讨论这些再平衡操作。在又额外多个实施方式中，导致产生pH再平衡信号的阳极电解液与阴极电解液的pH之间的差值阈值可以大于或约为0.1、大于或约为0.2、大于或约为0.3、大于或约为0.4、大于或约为0.5或更大。例如，如果阳极电解液206的pH超过酸性更强的阴极电解液204的pH大于或约为0.1、大于或约为0.2、大于或约为0.3、大于或约为0.4、大于或约为0.5或更大，则将产生pH再平衡信号。
方法150进一步包括在操作160直接向阴极电解液中添加阳极电解液的一部分。在多个实施方式中，操作160可以增加阴极电解液中的金属离子浓度。在进一步的多个实施方式中，操作160可以增加阴极电解液pH和/或减小阴极电解液与阳极电解液之间的pH差值。参考系统200，操作160可以包括通过导管215将阳极电解液储存器212中的阳极电解液的一部分直接输送至阴极电解液储存器210中的阴极电解液。阴极电解液储存器210中的阴极电解溶液向电镀腔室202中的阴极电解液204供应增强的阴极电解液，其特征在于金属离子浓度增加和/或pH增加(即，酸度降低)。在多个实施方式中，在将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液之后，阴极电解液204可以特征在于大于或约为55g/L、大于或约为60g/L、小于或约为65g/L、大于或约为70g/L、大于或约为75g/L或更高的金属离子浓度。在进一步的多个实施方式中，在将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液中之后，阴极电解液204的pH可特征在于大于或约为2.1、大于或约为2.2、大于或约为2.3、大于或约为2.4、大于或约为2.5、大于或约为2.6、大于或约为2.7、大于或约为2.8、大于或约为2.9、大于或约为3、大于或约为3.25、大于或约为3.5，大于或约为3.75、大于或约为4或更多。
应当理解的是，在操作160中，有其他的构造(图2中未显示)可以将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液中。在额外的多个实施方式中，导管(未显示)可以将阳极电解液储存器212中的阳极电解液的一部分直接输送到电镀腔室202中的阴极电解液204。在更多的实施方式中，绕过电镀腔室202中的选择性离子隔膜208的导管(未示出)可以将阳极电解液206的一部分直接输送到电镀腔室中的阴极电解液204。在更多的实施方式中，操作160的可特征在于将阳极电解液直接添加到阴极电解液中，而不使输送的阳极电解液通过分离阳极电解液和阴极电解液的隔膜。
在多个实施方式中，在操作160中直接添加到阴极电解液中的阳极电解液在电镀过程中变得越来越不平衡时，会重新平衡阳极电解液和阴极电解液的金属离子浓度和酸度。如上所述，电镀涉及从与衬底流体接触的阴极电解液中去除金属离子，因为离子被还原为衬底上的金属层。从阴极电解液中去除电镀金属离子导致阴极电解液中的金属离子浓度降低。在根据本技术多个实施方式的电镀系统中，诸如系统200，阴极电解液中的金属离子大部分通过金属离子从阳极电解液206迁移通过离子选择性隔膜208来补充，离子选择性隔膜208选择性地通过金属离子，同时阻断阳极电解液和阴极电解液的其他组分的迁移。在多个实施方式中，这些其他组分可包括阴极电解液添加剂，例如抑制剂(例如，聚乙二醇)、促进剂(例如，双-(3-磺丙基)-二硫化物)和助于在衬底上电镀均匀金属层的整平剂(例如健那绿B染料)。选择性离子隔膜防止添加剂与金属离子穿过隔膜，例如，在带相反电荷的电极上形成膜(例如，带负电荷的添加剂在阳极上形成膜)。
在许多实施方式中，金属离子通过离子选择性隔膜208的迁移比氢离子(H+)通过隔膜的迁移慢。随着时间的推移，阴极电解液204中的电镀金属离子与阳极电解液206中的金属离子的补充增加了阴极电解液与阳极电解液之间的浓度梯度。由于快速移动的氢离子从阳极电解液迁移到阴极电解液，阴极电解液酸度更高，它还增加了pH梯度。由于数个原因，阳极电解液与阴极电解液之间的金属离子浓度和pH的不平衡会降低金属离子电镀到衬底上的速率。其中，阴极电解液204中降低的金属离子浓度减慢了金属离子从阴极电解液传输到衬底表面的速率。另一个原因是，日益酸化的阴极电解液204中增加的氢离子浓度减缓了金属离子迁移通过离子选择性隔膜208的速率。将一部分富金属离子和贫氢离子的阳极电解液添加到贫金属离子和富氢离子的阴极电解液中可以逆转电镀过程中的这些自然趋势并增加了衬底上金属的电镀速率。可以在不向阴极电解液204添加额外的含金属离子的起始溶液或不使用常规方法浓缩阴极电解液中的金属离子的情况下实现这种逆转，诸如加热阴极电解液以蒸发水。
方法150可以进一步包括在操作162中保持阴极电解液中增加的金属离子浓度。如上所述，所述操作可包括通过离子选择性隔膜208将金属离子从阳极电解液206迁移到阴极电解液204。在其他多个实施方式中，所述操作包括将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液中。在多个实施方式中，当阴极电解液中测得的金属离子浓度降至或低于阈值金属离子浓度时，可以进行这些进一步添加。在更多实施方式中，所述阈值金属离子浓度可以低于或约为75g/L、低于或约为70g/L、低于或约为65g/L、低于或约为60g/L、低于或约为55g/L、低于或约为50g/L或更小。在其他多个实施方式中，操作162可以包括在衬底上电镀金属期间将阳极电解液直接定期添加到阴极电解液中。在又额外多个实施方式中，可以将阳极电解液以大于或约1分钟、大于或约2分钟、大于或约3分钟、大于或约4分钟、大于或约5分钟、大于或约6分钟、大于或约7分钟、大于或约8分钟、大于或约9分钟、大于或约10分钟或更大的间隔直接添加到阴极电解液。
在其他多个实施方式中，可搅拌或以其他方式搅动阴极电解液204，以促进金属离子从阴极电解液传输至衬底表面，并且保持与衬底表面接触的阴极电解中金属离子的均匀浓度。在其他多个实施方式中，系统200可以进一步包括搅拌单元211，以在电镀操作期间搅拌电镀腔室202中的阴极电解液204。
方法150还可以进一步包括在操作164处完成衬底上的金属电镀。在多个实施方式中，完成操作164可以包括去除衬底与电镀腔室202中的阴极电解液204的接触。在进一步的多个实施方式中，单个衬底可以与电镀腔室202中的阴极电解液204接触。在进一步的多个实施方式中，两个或更多个衬底可以同时与电镀腔室202中的阴极电解液204接触。在又进一步的多个实施方式中，电镀腔室202可操作以保持至少两个衬底、至少三个衬底，至少五个衬底，至少十个衬底、至少十五个衬底和至少二十个衬底或更多。
在其他多个实施方式中，方法150可以包括测量操作154、156和158中的一个或更多个。在一些实施方式中，方法150可以包括测量阴极电解液204中的金属离子浓度(即操作154)，但是不还测量阴极电解液的pH(即操作156)或阳极电解液206的pH(即操作158)。在其他多个实施方式中，方法150可以包括测量阴极电解液204的pH，但不测量阳极电解液206的金属离子浓度或pH。在另一些实施方式中，方法150可以包括测量阴极电解液204和阳极电解液206的pH，但不测量阴极电解液的金属离子浓度。
在进一步的多个实施方式中，金属离子是指能够电镀为在与阴极电解液流体接触的衬底上的金属的金属离子。应当理解的是，含金属离子的起始溶液、阴极电解液和阳极电解液可以包括其他金属离子(例如，碱金属和碱土金属的离子)，这些金属离子不计入金属离子浓度，因为它们未作为金属电镀在衬底上。在其他多个实施方式中，金属离子可以包括铜离子、锡离子和镍离子以及其他类型的金属离子。这些金属离子分别作为铜、锡和镍的金属层电镀在衬底表面上。在进一步的多个实施方式中，金属离子可以是至少部分可溶于水的金属盐的溶解离子。在多个实施方式中，这些金属盐可包括硫酸铜(CuSO4)和氯化铜(CuCl2)以及其他金属盐。
在进一步的多个实施方式中，阴极电解液和阳极电解液可以是包含金属离子的水溶液或混合物。在多个实施方式中，除金属离子外，阴极电解液可以包括一种或多种添加剂，例如抑制剂、促进剂和整平剂以及其他添加剂。在进一步的多个实施方式中，阳极电解液可以缺少在阴极电解液中发现的至少一种添加剂。这使得将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液中以增加阴极电解液的金属离子浓度比添加包含添加剂的阴极电解溶液起始溶液更具成本效益。本技术提供了将阴极电解液的金属离子浓度增加到甚至高于含金属离子的阴极电解溶液起始溶液中的浓度的水平，而不会在也存在于含金属离子起始溶液中添加剂中过度浓缩阴极电解液。
在多个实施方式中，电镀系统200可以包括有助于电镀操作的额外部件。在其他多个实施方式中，电镀系统200可以包括补充组件220，补充组件220在电镀操作期间向阳极电解液和阴极电解液提供额外的金属离子。在进一步的多个实施方式中，补充组件220可以包括金属离子发生腔室222、隔离腔室(isolyte chamber)226和与阴极电极235接触的第三腔室228。在更多实施方式中，金属离子发生腔室222和隔离腔室226可以由第一离子选择性隔膜230流体分离，第一离子选择性隔膜230可操作以将金属离子和氢离子从金属离子发生腔室输送到隔离腔室。在另外的多个实施方式中，第一离子选择性隔膜230可以减缓或阻止添加剂在金属离子生成室222和隔离腔室226之间的转移。在更多实施方式中，第二离子选择性隔膜232可操作以将氢离子从隔离腔室输送到第三腔室，以流体分隔隔离腔室226与第三腔室228。在更多实施方式中，第二离子选择性隔膜232可以减缓或阻止金属离子和添加剂从隔离腔室226迁移至第三腔室228。
在多个实施方式中，阳极电解液腔室222可以包括第一隔室223，以容纳阳极材料，所述阳极材料是包含在与阳极材料流体接触的第二隔室225中的阳极电解液产生额外的金属离子。在更多实施方式中，第一隔室223中的阳极材料还可以充当阳极，所述阳极电连接至与阴极电解液腔室228中的阴极电解液流体接触的阴极。在更多实施方式中，由阳极材料产生的一部分金属离子可添加到阴极电解液储存器210中的阴极电解液和/或阳极电解液储存器212中的阳极电解液中。在电镀操作期间，额外的金属离子有助于保持电镀腔室202和储存器210和212中的阴极电解液和阳极电解液中金属离子浓度。
图3示出了根据本技术的一些实施方式的另一个电镀处理系统的示意图。在图3中，电镀腔室20可以包括头部22中的转子24，用于保持晶片50。转子24可以包括接触环30，所述接触环可以垂直移动以将接触环30上的接触指35接合到晶片50的面向下的表面上。在电镀期间，接触指35可以连接到负电压源。波纹管32可以用于密封头部22的内部部件。头部中的电机28可以在电镀期间旋转保持在接触环30中的晶片50。腔室20可以替代地具有各种其他类型的头部22。例如，头部22可以在晶片50保持在卡盘中的情况下操作，而不是直接搬运晶片50，或者在电镀期间，可以省去转子和电机，保持晶片静止。接触环上的密封件可以密封隔开晶片，以在处理期间密封接触指35隔开阴极电解液。头部22可以定位在电镀腔室20的电镀容器38之上。容器38中可提供一个或更多个惰性阳极。在所示示例中，电镀腔室20可以包括内阳极40和外阳极42。电镀系统内的多个电镀腔室20可以按列提供，其中一个或更多个机器人在系统中移动晶片。
图4示出了根据本技术的一些实施方式的惰性阳极的截面图。在图4中，阳极40和42可以包括位于隔膜管47内的线材(wire)45。隔膜管47可以具有外部保护套管或覆盖物49。包括电极线材的隔膜管47可以是圆形的，或可选地形成螺旋或线性阵列，或采取合适于产生适合于被加工工件的电场的另一形式。在一些实施方式中，线材45可以是2-3mm内径的隔膜管47内的直径为2mm的铂线材。线材45也可以是具有另一种金属(例如铌、镍或铜)的内芯的铂包线(clad wire)。可以在惰性阳极上方的容器中提供电阻扩散器(resistivediffuser)。可以在隔膜管47内的线材45周围提供流动空间51。虽然线材45可以在名义上居中于隔膜管47中，但实际上，线材在隔膜管内的位置可变化，以至于线材可能在某些位置接触隔膜管的内壁。可以使用垫片(spacer)将线材保持在管内，但可能不需要垫片或其他技术将线材在隔膜管内居中。
图3中还额外示出了将在下文中进一步详细描述的三隔室补充组件70。在电镀过程中，工艺阳极电解液可以通过工艺阳极电解液回路泵送，所述回路包括阳极隔膜管47和工艺阳极电解液腔室150，所述腔室是阳极40和42的工艺阳极电解液源。形成阳极40和42的隔膜管可以形成环形或圆形，包括在容器38的阳极板43的圆形槽41内，如图所示，隔膜管靠在容器38的底板(floor)上。补充系统70可以在腔室20的外部，因为它是在处理系统内的可以位于远离处理器的地方的单独单元。这可以使补充组件与多个电镀腔室流体耦接，其中补充组件补充任何数量的腔室所使用的阴极电解液。
每个阳极40、42的线材45可以相对于施加在晶片上的电压电性地连接到正电压源，以便在容器内产生电场。每个惰性阳极可以连接到电力供应通道，或者它们可以通过容器38上的电连接器60连接到单独的电力供应通道。通常可使用1至4个惰性阳极。通过隔膜管的阳性电解液流可以将气体带出容器。在使用中，电压源可以诱发电流流动，使惰性阳极的水转化为氧气和氢离子，并且使铜离子从阴极电解液沉积到晶片上。阳极40和42中的线材45可能是惰性的，可能不会与阳极电解液发生化学反应。晶片50，或晶片50上的导电种晶层可以连接到负电压源。在电镀过程中，容器38内的电场可以使阴极电解液中的金属离子沉积到晶片50上，从而在晶片50上形成金属层。
电镀到晶片50上的金属层可以由腔室阴极电解液中的金属离子形成，所述金属离子由于腔室阴极电解液流动和容器38中的离子扩散而移动到晶片表面。阴极电解液补充系统70可以与电镀腔室流体耦接，以将金属离子供应回系统阴极电解液。补充系统70可以包括腔室阴极电解液返回线，腔室阴极电解液返回线可以是或包括管或管道，和腔室阴极电解液供应线78，腔室阴极电解液供应线78连接阴极电解液循环回路中的补充组件74。在一些实施方式中，阴极电解液循环回路中可以包括额外的阴极电解液罐，其中腔室阴极电解溶液罐向处理系统内的多个电镀腔室20供应阴极电解液。阴极电解液循环回路可包括至少一个泵，还可包括其他部件，例如加热器、过滤器、阀门和任何其他流体回路或循环部件。补充组件74可以与阴极电解液回流管相接，或者补充组件74也可以在单独的流出和返回阴极电解液罐的流动回路中连接。
图5示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件的示意图，并且可以提供下文进一步描述的补充组件细节。所述图示出了补充组件74的放大示意图，所述补充组件74作为可适用于任何数量的特定补充组件构造(包括下文进一步描述的构造)的操作组件。补充组件阳极电解液可以在补充组件74内通过补充组件阳极电液回路90循环，所述补充组件阳极电解液回路90包括补充组件阳极电池隔室98(可以是补充组件的第一隔室)和可选的补充组件阳极液罐96。在一些实施方式中，例如，对于镀铜，补充组件阳极电解液可以是不含酸的硫酸铜电解液，但应当理解的是，所述系统可以用于使用适合于这些操作的化学和材料的任何数量的电镀操作。补充组件74内的阳极电解液补充组件可不需要再循环回路，并且可以仅包括阳极电解液隔室98。气体扰动器(例如氮气扰动器)可以为补充组件提供搅动，而无需要管道和泵的再循环回路的复杂性。再次参考镀铜系统，作为非限制性示例，如果使用低酸性电解液或阳极电解液，当电流通过补充组件时，Cu2+离子可以通过隔膜输送或移动到阴极电解液中，而不是质子。气体扰动也可以减少大块铜材料的氧化。
去离子水供应线124可以将补充的去离子水供应到补充组件阳极电解液罐96或隔室98中。大块电镀材料92，例如铜粒，可以提供在补充组件的电解液隔室98中，并且提供可以电镀到晶片50上的材料。泵可以使补充组件的阳极电解液通过补充组件的电解液隔室98循环。补充组件的阳极电解液可以与提供给阳极40和/或42的阳极电解液完全分开。此外，在一些实施方式中，可以在没有任何补给组件阳极电解液回路90的情况下使用阳极电解液隔室98。例如，气体扰动器或其他一些泵送系统可以在不使用补给组件阳极电解液回路的情况下为阳极电解液隔室98提供搅拌作用。例如，阳极电解液隔室或第一隔室的一些实施方式可以包括阳极电解液补充罐，或可以简单地在隔室内或隔室的两个部分内循环阳极电解液，这将在下文进一步描述。
在补充组件74内，第一阳离子隔膜104可以位于补充组件阳极电解液隔室98中的补充组件阳极电解液与阴极电解液隔室106中的阴极电解液之间，以将补充组件阳极电解液与阴极电解液分离。阴极电解液返回线72可以连接到阴极电解液隔室106的一侧，阴极电解溶液供应线78可以连接到阳极电解液隔室106的另一侧，这可允许阴极电解液从容器38循环通过阴极电解液腔室。替代地，通过补充组件74的阴极电解液流动回路可以是与阴极电解液罐分开的流动回路。第一阳离子隔膜104可以使得金属离子和水可以通过补充组件阳极电解液隔室98进入阴极电解液腔室中的阴极电解液，同时在补充组件阳极电解液与阴极电解液之间提供屏障。可以向阴极电解液中加入去离子水，以补充因蒸发而损失的水，但更常见的是，可以加强水蒸发，以蒸发从阳极电解液补充组件通过电渗进入阴极电解液的水。还可以包括蒸发器以便于去除多余的水。
流入阴极电解液的金属离子可以补充阴极电解中金属离子的浓度。在多个实施方式中，当阴极电解液中的金属离子沉积在晶片50上以在晶片50中形成金属层时，它们可被源于通过补充组件阳极电解液和第一隔膜104移动到流经补充组件74的阴极电解液隔室106的阴极电解液中的大块电镀材料92的金属离子替代。在进一步多个实施方式中，通过绕过离子膜的导管将一部分阳极电解液直接输送到阴极电解液中，将金属离子添加到阴极电解液中。
惰性阴极114可以位于与第二阳离子隔膜108相对的窃电电解液(thiefolyte)隔室112中。电源130(例如直流电源)的负极或阴极可以电连接至惰性阴极114。电源130的正极或阳极可以电连接到补充组件阳极电解液隔室98中的大块电镀材料92或金属，在补充组件74上施加或产生电压差。窃电电解液隔室112中的补充组件电解液可任选地循环通过补充组件罐118，通过入口122将去离子水和硫酸添加到补充组件电解液中。窃电电解液隔室112电解液可以包括例如具有1-10％硫酸的去离子水。惰性阴极114可以是铂或铂包线或板。第二离子隔膜108可以帮助将铜离子保持在第二隔室中。此外，第二离子隔膜108可被构造成特别地将Cu2+保持在阴极电解液内。例如，在一些实施方式中，第二离子隔膜可以是单价隔膜，单价隔膜可以进一步限制铜通过隔膜。
返回参考图3和图4，腔室20可以任选地在容器38中包括电流窃电电极46，尽管在一些实施方式中可不包括电流窃电器。在一些实施方式中，电流窃取电极46还可以在电流窃电隔膜管内具有电流窃电线材，类似于上述阳极40或42。如果使用窃电电极，可通过电流窃电隔膜管泵送修复电解液。电流窃电线材大体可以连接至负电压源，所述负电压源独立于通过接触环30连接至晶片50的负电压源而受控制。电流窃电隔膜管可以通过补充组件循环回路(大体以82表示)、通过补充组件电解液返回线84和补充组件电解液供应线86连接至补充组件74中的窃电电解液隔室112。如果使用，阴极电解液隔室106中的高酸性阴极电解液浴可以确保穿过隔膜108的电流大部分可以是质子而不是金属离子。这样，补充组件74中的电流可以补充阴极电解液中的铜，同时防止铜通过隔膜流失。
第二阳离子隔膜108可以位于阴极电解液隔室106中的阴极电解液和窃电电解液隔室112中的补充组件电解液之间。第二阳离子隔膜108可以允许质子从阴极电解液隔室106中的阴极电解液通过，进入到窃电电解液隔室112中的补充组件电解液中，同时限制穿过隔膜的金属离子的量，金属离子可能会在惰性阴极上析出。窃电电解液隔室112的主要功能是以不将金属镀到惰性阴极114上的方式完成补充组件腔室的电路。窃电电解液隔室112可与或不与额外的罐或循环回路一起使用。阴极电解液隔室106中的高酸性电解液或阴极电解液浴可以确保穿过隔膜108的电流大部分是质子而不是金属离子，从而惰性阴极114上的阴极反应主要是析氢。这样，补充组件74内的电流补充阴极电解液内的铜，同时防止铜通过隔膜108流失。
在空闲状态操作期间，当补充组件未使用时，补充系统70停止阴极电解液流过形成消耗阳极的大块电镀材料92。在一些实施方式中，可以在空闲状态期间从窃电电解液隔室排出窃电电解液，以限制金属离子、添加剂或其他浴成分因金属离子在隔膜108上的扩散或其他传输机制而从阴极电解液中的额外损失。然而，如上所述，将阴极电解液和阳极电解液留在各自的隔室内以及排空这两种材料，可能存在挑战。排空阴极电解液可能促使启动时夹带空气，这可能会对电镀产生不利影响。排空阳极电解液可能会暴露阳极材料，导致氧化。然而，将两种电解液留在各自的腔室中可能会使隔膜上的材料之间产生梯度，从而导致添加剂从阴极电解液中流失。因此，本技术的一些实施方式可包含额外的分隔器，所述分隔器可用于在空闲状态操作期间将阳极电解液和阴极电解液分离在它们各自的隔室内。
转到图6，示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件600的示意性截面图。补充组件600可以包括补充组件74的任何特征结构、部件或特征，并且可以并入上述补充系统70中。补充系统600可以示出根据本技术的一些实施方式的补充组件74的附加特征结构。
补充组件600可以包括三隔室电池，三隔室电池包括阳极电解液隔室605或第一隔室、阴极电解液室610或第二隔室和窃电电解液隔室615或第三隔室。所述组件还可以包括在阳极电解液隔室和阴极电解液隔室之间的第一离子隔膜620，并且可以包括在阴极电解液隔室和窃电电解液隔室之间的第二离子隔膜625。此外，如前所述，为了克服空闲状态期间的问题，阳极电解液隔室605内可以包括额外的分隔器630，分隔器630可在阳极电解液隔室内的第一隔室部分607和第二隔室部分409之间提供流体分离。阳极电解液隔室的每个隔室部分只能由阳极电解液在阳极电解液隔室605内的连续回路中进入，但额外的分隔器430可有助于下文将进一步描述的操作。
阳极电解液隔室605可以包括电极606，电极606可以如前所述的与电源耦合。阳极材料，例如电镀中使用的铜颗粒或其他金属材料，可以沉积在电池中与电极606接触。例如，可以包括保持器608或筛网(screen)，以保持阳极材料紧靠电极并且不接触离子隔膜。如下文所述，还可使用可拆卸容器来确保阳极材料容纳在阳极电解液隔室内并且与电极接触。
分隔器630也可以是离子隔膜，离子隔膜可以确保当阳极电解液在阳极电解液隔室的每个部分中流动时，第一隔室部分可以与第二隔室部分电耦接，同时使得流体分隔，所述流体分隔可以用于流体地隔离多个隔室，从而允许在空闲状态期间进行排空操作。在一些实施方式中，泵635或泵送系统可连接到阳极电解液隔室605的第一隔室部分和第二隔室部分中的每一个，并且可操作将流体泵入和/或泵出阳极电解液隔室的第二隔室内。阳极电解液可以从第一隔室部分607泵入第二隔室部分609，阳极电解液可以在第二隔室部分内上升并且填充第二隔室部分，第二隔室部分可以在分隔器630与第一离子隔膜620之间。流体可以连续地泵送以确保隔室部分内阳极电解液的一致性。当流体填充阳极电解液隔室605的第二隔室部分时，流体可进入溢洪道(spillway)638，这可以使得阳极电解液倒回第一隔室部分607，在两个部分之间的阳极电解液隔室606内形成连续的流体回路，如下文将进一步解释的。
如前所述，阴极电解液隔室610可以流体耦接电镀腔室，并且可以充满阴极电解液，阴极电解液可在空闲状态期间保持在阴极电解液隔室610内，如下文进一步论述。阴极电解液隔室610可以由第二离子隔膜625(在一些实施方式中可以是单价隔膜)与窃电电解液隔室615分离。窃电电解液隔室可以具有在空间内流动的窃电电解液，所述空间还可以包括如前所述与电源电耦接的惰性阴极640。因此，电源可以作为电压源操作，通过腔室的三个隔室将阳极材料与惰性阴极640耦合，每个隔室可以通过单独的电解液和离子隔膜电耦合在一起。
图7示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件700的示意性截面图，并且可以示出操作期间的补充组件600。补充组件700可以包括先前描述的系统或组件的任何组件或特征结构，并且可以并入如上所述的电镀系统中。
如图所示，补充组件700可以包括阳极电解液隔室605中的阳极电解液，在将离子补充到阴极电解液中的第一操作期间，所述阳极电解溶液可以流经阳极电解液隔室的第一隔室部分和第二隔室部分中的每一个。换句话说，在第一次补充操作期间，泵635可以在第一设置下操作，以将阳极电解液从阳极电解液隔室605的第一隔室部分流到第二隔室部分。如图所示，阳极电解液随后可以接触邻近阴极电解液隔室的第一离子隔膜，阴极电解液可以朝着隔膜的相对侧流动。阳极电解液可以继续向上流动通过阳极电解液隔室的第二隔室部分，并且可在溢洪道638之上流回阳极电解液隔室605的第一隔室部分。溢洪道648可作为在分隔器之上延伸的流体路径操作，以产生可在操作期间连续流动的流体回路。
图8示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件800的示意性截面图，并且可以示出操作期间的补充组件600。补充组件800可以包括先前描述的系统或组件的任何组件或特征结构，并且可以并入如上所述的电镀系统中。
如图所示，补充组件800可以包括阳极电解液室605中的阳极电解液，在系统第二次操作处于空闲状态期间，所述阳极电解液可以保持在第一隔室部分607内，同时从阳极电解液隔室605的第二隔室部分609排出。换句话说，在系统的第二次操作处于空闲或待机状态期间，泵635可在第二设置(可与第一设置相反)下操作，以从第二隔室部分609排出阳极电解液，并且将阳极电解液泵回阳极电解液隔室605的第一隔室部分607。如图所示，第一隔室部分607可以包括隔室部分内的额外顶部空间容积，这可以允许第二隔室部分609的整个容积被泵回阳极电解液隔室的第一隔室部分407。
在空闲状态期间，窃电电解液隔室615可以类似地排出窃电电解液，这可以防止额外的铜通过第二离子隔膜迁移并且在惰性阴极上电镀。阴极电解液可以保留在阴极电解液隔室内，这可以使整个到电镀腔室的阴极电解液流路保持充满，从而防止回路内夹带空气。所述构造可提供多种好处，包括在空闲状态期间保持补充组件内的所有流体的分离。此外，每个离子隔膜(可以包括分隔器630作为第三离子隔膜)可以沿隔膜表面与电解液保持接触。例如，如图所示，第一离子隔膜可以在空闲状态期间仅与阴极电解液保持接触，且可以实质上保持不含或基本上不含阳极电解液，减去可以保留在隔膜上的残余阳极电解液的量。这可以确保隔膜在空闲时间段内不会变干，从而防止隔膜破裂和失效。此外，保留在第一隔室部分607中的阳极材料可保持完全浸没在阳极电解液中，这可防止氧化。因此，通过在阳极电解液隔室中包括额外的分隔器来合并阳极电解液隔室的第二隔室部分，可以产生限制或防止停滞流体之间跨隔膜迁移的空闲状态构造。
转到图9，示出了根据本技术的一些实施方式的阳极材料容器900的示意性立体图。如前所述，阳极材料，例如铜颗粒或补充金属离子的材料，可以包括在阳极电解液隔室内，例如阳极电解液隔室的第一隔室部分内，其中在操作和空闲状态期间可以维持阳极电解液。在一些实施方式中，可以包括容器900，容器900包括隔室905，所述隔室可以保持阳极材料以防止与离子隔膜接触，这可能导致撕裂或其他刺穿隔膜。隔室905可以包括可以使得阳极电解液在操作期间流过隔室的前筛网910。此外，如图所示，电极915可以延伸到隔室中，这可进一步确保与阳极材料的电连通。例如，隔室905可以是导电的，这可以确保阳极材料与电源电接触。应当理解的是，容器900可以结合在前面描述的任何组件或构造中。
图10示出了根据本技术的一些实施方式的电池插入件1000的示意性透视图。在一些实施方式中，电池插入件1000可以包括在阴极电解液隔室内以限制任何时候流过隔室的流体量。在空闲状态期间，一定体积的阴极电解液可以保留在阴极电解液隔室中，并且可与第一离子隔膜和第二离子隔膜接触。添加剂仍可以从阴极电解液中体现到隔膜上，并且在重新启动时可能不会全部重新吸收到阴极电解液中。因此，在一些实施方式中，通过减少阴极电解液隔室中阴极电解液的体积，可以限制或防止添加剂的额外损失。
电池插入件1000可以限定包括穿过插入件的多个流体通道1005的一个或多个。孔1010可以沿着形成的通道1005的方向穿过电池插入件的两端形成。图11示出了根据本技术的一些实施方式的补充组件中的电池插入件1000的示意性截面局部视图，如在先前描述的阴极电解液隔室内。应当理解的是，电池插入件1000可以包括在上文描述的任何组件或构造中。如图所示，电池插入件1000可以在阴极电解液隔室内横向延伸，以限制阴极电解液流动的可用空间。在一些实施方式中，尽管可在组件之间保持少量流体空间以确保隔膜的充分润湿，电池插入件1000可以接触第一离子隔膜或第二离子隔膜中的一个或两个。凹陷通道1105可以形成在电池插入件的顶部和底部内，凹陷通道1105可以提供通向孔1010的流体通道。孔1010可以将流体从凹陷通道提供到通过电池插入件垂直限定的流体通道中。根据本技术的电池插入件可以将阴极电解液隔室或任何其他隔室内的空间限制大于或约为10％，并且可将隔室内的空间限制大于或约为20％、大于或约为30％、大于或约为40％、大于或约为50％、大于或约为60％、大于或约为70％，大于或约为80％、大于或约为90％或更多。
上述系统包括用于将一部分阳极电解液输送至阴极电解液的导管和补充组件，以维持阳极电解液和阴极电解液中增加的金属离子浓度，这些系统可操作以进行电镀操作。这些电镀操作可以包括通过补充组件驱动电压，所述补充组件可以包括三隔室组件，三隔室组件包括前述组件或装置的任何组件、特征结构或特征。所述组件可以包括阳极电解液隔室内的分隔器，所述分隔器可用于促进如前所述的空闲操作。所述方法可以包括提供阳极材料的离子。离子可以是提供给或补充流过组件的阴极电解液隔室的阴极电解液的金属离子。
在一些实施方式中，在电镀操作之后，阳极材料和阴极之间的电压可以逆转，阴极可以是惰性阴极。这可以使任何可能已经通过阴极电解液进入窃电电解液并且电镀在惰性阴极上的材料被提供回电镀溶液并且从惰性阴极上移走。在一些实施方案中，电压反向操作可以定期进行。虽然系统可以运行较长的一段时间，然后进行长时间的电压逆转，但在一些实施方案中，逆转可以在较短的时间内以更有规律的间隔进行。这可能有利于将金属保持在电解液内，并且可能限制树枝状物或阳极材料的其他缺陷的形成。例如，在一些实施方案中，可以定期进行逆转，可以使得逆转在标准操作周期之间的时间段小于或约为60分钟，并且可使逆转被执行小于或约为50分钟，小于或约为40分钟，小于或约为30分钟，小于或约为20分钟，小于或约为10分钟，或更小。
在一些实施方式中，所述方法可包括在系统空闲状态之前执行的操作。例如，在可选操作中，可操作泵以将阳极电解液从阳极电解液隔室的第二隔室部分泵回阳极电解液隔室的第一隔室部分，第一隔室部分中可容纳阳极材料。泵送可从第二隔室部分排出阳极电解液，并且可移除阳极电解液，使阳极电解液不与位于阳极电解液隔室和阴极电解液隔室之间的离子隔膜流体接触。在一些实施方式中，除了在排空或泵空操作中保留在隔膜内的残余量外，离子隔膜可以保持无阳极电解液。
本技术的多个实施方式允许在阴极电解液中增加的金属离子浓度下长时间进行电镀操作。增加的金属离子浓度增加了电镀操作期间金属沉积在衬底上的速率，增加了衬底通过电镀系统的吞吐量。在多个实施方式中，通过将电镀系统的阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液中，金属离子浓度的增加被维持延长的时间。富金属离子的阳极电解液增加了阴极电解液中被电镀操作耗尽的金属离子的浓度。酸性较低的阳极电解液也会提高阴极电解液的pH，这进一步提高了金属离子通过离子选择性隔膜从阳极电解液到阴极电解液的输送速率。将阳极电解液的一部分直接添加到阴极电解液，使得在金属离子浓度可超过含金属离子的起始溶液中的金属离子浓度的情况下可以进行电镀操作，甚至在电镀操作过程中从阴极电解液中除去金属离子时也能保持这些高浓度水平。
在前文的描述中，出于解释的目的，已经阐述了诸多细节，以提供对本技术的各个实施方式的理解。然而，对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，某些实施方式可以在没有这些细节中的某些细节的情况下或在具有额外的细节的情况中实施。例如，可受益于所述湿法技术的其他衬底也可以与本技术一起使用。
在公开若干实施方式后，本领域技术人员将认识到，在不背离多个实施方式的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等效物。此外，为了避免不必要地模糊现有技术，未对若干已知的工艺和元件进行描述。因此，上述描述不应被视为限制本技术的范围。
在提供了数值范围的情况下，则应当理解，除非上下文另有明确规定，否则还应具体公开所述范围的上限和下限之间的每个介于下限单位的最小分数之间的值。在某一规定范围内的任何规定值或未规定的中间值与所述规定范围内的任何其他规定值或中间值之间的任何更窄的范围都包括在内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括或排除在所述范围内，并且在较小范围内包括任何一个、两个均不或两个限值的每个范围也包括在所述技术内，但须遵守规定范围内的任何特定排除极限值。如果所述范围包括一个或两个限值，则也包括不包含其中一个或两个的范围。在列表中提供多个值的情况下，都将类似地具体公开包含或基于这些值中任何一个的任何范围。
如本文和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数引用。因此，例如，对“一材料”的引用包括多个这样的材料，对“所述通道”的引用包含对本领域技术人员已知的一个或多个通道及一个或多个通道等效物的引用，以此类推。
此外，在本说明书和上文权利要求中使用的词语“包含(comprise(s))”、“包含(comprising)”、“含有(contain(s))”、“含有(containing)”、“包括(include(s))”和“包括(including)”意在指定所述特征结构、整数、组件或操作的存在，但不排除一个或多个其他特征结构、整数或组件、操作行为或组的存在或添加。

Claims (6)

1.一种电镀系统，其特征是，包括：
可操作以容纳阴极电解液的第一隔室和可操作以容纳阳极电解液的第二隔室，其中，所述第一隔室和所述第二隔室由离子选择性隔膜隔开；
所述第一隔室中的传感器，所述第一隔室中的所述传感器可操作以测量阴极电解液pH和阴极电解液金属离子浓度中的至少一个；和
在所述第一隔室与所述第二隔室之间的导管，所述导管可操作以将所述阳极电解液的一部分输送到所述阴极电解液，而不使所述阳极电解液的所述一部分通过所述离子选择性隔膜。
2.根据权利要求1所述的电镀系统，其中，当所述第一隔室中的所述传感器测量到所述阴极电解液金属离子浓度低于或约为70g/L时，所述导管使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
3.根据权利要求1所述的电镀系统，其中，当所述第一隔室中的所述传感器测量到所述阴极电解液pH小于或约为2时，所述导管使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
4.根据权利要求1所述的电镀系统，其中，所述系统进一步包括所述第二隔室中的第二传感器，所述第二隔室中的所述第二传感器可操作以测量阳极电解液pH和阳极电解液金属离子浓度中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的电镀系统，其中，当所述第一隔室中的所述传感器和所述第二隔室中的所述第二传感器测量到大于或约为0.2的pH差值时，所述导管使所述阳极电解液的所述一部分传递到所述阴极电解液。
6.根据权利要求1所述的电镀系统，其中，所述阴极电解液和所述阳极电解液包括选自由铜离子、锡离子和镍离子组成的组的金属离子。
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