TWI283196B - Electrolytic processing apparatus and method - Google Patents

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1283196 〜~_ 五、發明說明（1) [發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種電解加工裝置 〜種用以處理存在於Ar 士甘及方法尤其係關於 電材料七土在於基板（尤其係半導體晶圓）表面上之導 裝=:方5除附著在基板表面上之雜質的電解加工 [先前技術] 種在ΪΠ莫=銅（Cu)來取代使用紹或紹合金來作為-在堵如半v體晶圓之基板上構成互連電路 勢⑴二二：:⑴⑽Circaits)的材料，已是相當明顯的趨 ,、中鋼係具有較低的電氣阻抗以及較高的電子遷移 (/Ctr〇migrati〇n)阻抗。銅互連線（copper =connect)通常係藉由將銅填充至形成在基板表面中 銅：洞形*，已知有各種不同的技術來形成此類 二^連Λ ’匕括化學氣相沈積（CVD)、濺鍍及電鍍方法。 上述的，何技術，係先在基板的整個表面上形成銅 ' ’然後再藉由化學機械研磨（CMp)來清除不需要的銅。 、第1 A至第1C圖係依照加工步驟順序來顯示形成具有銅 互連線之基板W的一個實例。如第丨A圖所示，諸如二氧化 石夕（S 1 0 0薄膜或低k值材料之薄膜的絕緣薄膜2係沈積在於 其中形成有半導體裝置之導電層la上，其中該導電層13係 形，成在半導體基部1上。用以作為互連線之接觸孔3及溝渠 4係^藉由微影/姓刻技術而形成在該絕緣薄膜2中。之後， 由氮化奴（TaN )或類似材料所形成之阻障層5係形成在整個 表面上’且一種子層7係形成在該阻障層5上，其中該種子

第7頁 1283196 五、發明說明〜^ ---___ ^ 1用$以作為^電鍍之電子供應層。 錢，^鋼2 1B圖所示’在基板评之表面上進行銅電 絕緣薄膜2上/該接觸孔3及溝渠4中，在此同時，在該 膜6以及阻障^ ^鋼薄膜之後，在絕緣薄膜2上之銅薄 除，以使充填曰/可j秸由化學機械研磨（CMP)來加以清 :膜，表面與該絕緣薄膜2之表面及？」:之鋼 糟此，便可以形成由銅所構 5 、面 1C圖所示。 τ攝成之互連線，如第 在 細，且 為採用 這些條 利用工 產生相 進行加 已 研磨、 這些方 理。因 變樣層 得這些 已 純水中 愈來愈精 技術已廣 影響。在 破壞並且 中，將會 ，如何在 的問題。 諸如化學 理加工， 類似的處 形而產生 瑕庇，使 來進行。 以及在超 法，第2 備中的元件，近來已變得 而=備更南的精密度。由於次微米製造 口此，材料之特性係會深受加工方法所 件下，在此一於工件之適當部八 1 田#分施予物理 具將工件表面上加以清除 A々^ ^知加工方法 虽夕的瑕疵，而使工件的品質變差。因此 工時不會使材料特性變差，乃係相當重要 有發展出某些加工方法來解決此一問題， 電解加工以及電解研磨。不同於習知的物 法係藉由化學溶解反應來進耔 %仃清除處理或 此，這些方法並不會產生諸 啫如由於塑性變 (altered layer)及差排（dislocation)之 加工方法可以在不破壞材料特性的情況下 有發展出一種使用離子交換器

進行加工處理之方法，以作1k I #為電解加工方

314269.ptd 第8頁 1283196 五、發明說明 圖係顯示 處理電極 離子交換 電源1 7而 由介於處 應部1 9來 解加工方 20係利用 及氫離子 件1 0與處 此電解加工虛 14μ ^ ^ 慝理之原理。第2圖顯示當一安裴在 丄4上之離早六 ^ 10_ 又換器1 2a與安裝在饋電電極16上之 Γ 此接觸或者靠近工件1 〇之表面時，經由 處理電極1 4與饋電電極1 6之間供應電壓，並且 理電極1 4、饋電電極1 6以及工件1 0之間的液體供 供應液體1 8 (例如超純水）時的解離狀態。在此電 法的例子中，在諸如超純水之液體1 8中的水分子 離子交換器12a、12 b而有效地解離成氫氧離子22 2 4。如此形成之氫氧離子2 2便可以藉由例如在工 理電極1 4之間的電場以及藉由液體1 8的流動，而 攜帶至工件正對於處理電極1 4之表面，藉此，在工件1 0附 近的氫氧離子2 2密度便會增加，且該氫氧離子2 2會與工件 1 0之原子1 〇 a產生反應。由此反應所產生的反應產物2 6便 會溶解在液體1 8中，並且藉由液體1 8沿著工件1 0表面之流 動而由工件1 〇上清除。如此，便可對工件1 0之表面進行清 除處理。 如上所述，在藉由於工件與處理電極及饋電電極之至 少其中一個電極之間插置有離子交換器所進行的工件電解 加工處理中，通常較難以控制處理速率及處理的結束時 間。 當將供應於處理電極及饋電電極之間的電流控制在固 定值的情況下來進行電解加工處理時，原則上，該處理速 率會變得固定，使得工件之加工面積不會改變，藉此使得 在加工處理期間可以容易地控制該處理速率。再者’由於

314269.ptd 第9頁 1283196 五、發明說明（4) 在此例中，電流之總量可以容易地計算出來，因此便可以 容易地決定處理量以及處理的結束時間。 然而，若加工處理之面積改變，則處理速率亦會改 變。關於此方面，如第3A至第3D圖所示，當埋設在形成於 基板W表面之互連溝渠4中的銅薄膜6，係藉由以一固定電 流之電解加工處理來加以研磨，由絕緣體所構成之阻障層 5便會隨著研磨的進行而逐漸地外露於基板W之表面。當阻 障層5已外露在基板W之表面上時，加工面積係依照直線/ 空間比以及互連線圖案密度而減少，進而造成處理速率的 急遽上升。 再者，當移除導電薄膜時，諸如在基板W表面上之待 處理材料的銅薄膜6，導電薄膜之電阻率係會隨著薄膜厚 度的減少而增加。因此，當在經控制之固定電流的情況下 進行電解加工處理時，供應於處理電極及饋電電極之間的 電壓便會隨著薄膜厚度之程度而增加。當互連圖案已外露 而使電解加工處理接近其處理的結束時間時，電壓增加的 速率係會變得相當大。第4圖係顯示以經控制之固定電流 值所進行之電解加工處理中，施加之電壓隨時間改變（增 加）的狀態。如第4圖所示，電流密度愈大，則電壓增加的 速率亦會變大。電壓的增加係因為所施加之電壓與銅薄膜 之薄膜厚度成反比。在電壓急遽上升的情況下，處理的結 束時間便難以控制。此外，供應電壓的過度上升係會造成 超純水的絕緣失效（所謂的放電），進而對工件造成物理破 壞0

314269.ptd 第10頁 1283196 五、發明說明（5) 在另一方面，當電解加工處理係控制供應在處理電極 與饋電電極之間且為定值之電壓的情況下來進行，處理速 率係會隨著處理面積的減少而急遽下降。關於此方面，如 第5 A至第5 D圖所示，當埋設形成在基板W表面之互連溝渠4 中的銅薄膜6，藉由在固定電壓下所進行之電解加工處理 來加以研磨時，由絕緣體所構成之阻障層5便會隨著研磨 的進行而外露於基板W的表面。當阻障層5外露在基板W表 面上時，處理面積便會減少而使電流難以流動，而使得處 理速率急遽下降。再者，導電薄膜，諸如銅薄膜6，係會 隨著薄膜厚度的減少而增加其電阻，且電流值會隨著電阻 的增加而減少。電流值減少的程度會隨著愈接近處理的結 束時間而變得愈來愈小。第6圖係顯示在以經控制之電壓 所進行之電解加工處理中，電流隨時間而改變的情況，在 接近處理的結束時間時，處理速率的變化會因此而變小。 因此，相較於將電流值控制在固定值的情況，其較能夠精 確地決定處理的結束時間。 然而，如上所述，當藉由在處理電極及饋電電極之間 供應固定的電壓來進行電解加工處理時，電流係會隨著時 間而改變。處理速率亦會隨著電流而改變，而使得在加工 處理期間難以控制處理速率。 再者，藉由以上述方式利用離子交換器來電解加工處 理一導電性材料時，其無法如一般應用於傳統的機械加工 處理方法來直接採用數值控制機構。有關於此，一種電解 加工處理方法係利用在氫氧離子（0H _)與工件之原子之間的

314269.ptd 第11頁 1283196 五、發明說明（6) 化學反應來進行。因此，即使在工件與工具（電極）彼此並 未接觸的情況下，仍會發生處理的現象。因此，電解加工 處理係不同於機械加工處理的原理，其中該機械加工處理 係會對工件造成物理破壞。更詳細地說，在一般的機械加 工處理中，所進行之加工處理係使彼此接觸之工件與工具 產生相對運動，因此這會對工件造成物理破壞。藉由解除 在工件與工具之間的接觸（例如當到達所需要的加工處理 程度時），便可以中止加工處理的進程，此時，即使當工 具通過工件的表面，仍不會使加工處理繼續進行。在另一 方面，依照上述利用在反應物質與工件之間的化學反應所 進行的電解加工處理方法中，當反應物質的量到達一定程 度時，加工處理現象仍會繼續發生，即使當工具（電極）並 未與工件接觸時亦然。因此，當工具（電極）通過工件其已 進行預定處理量之部分的表面上時，加工處理現象仍會不 當地進行。 因此，為了使利用在反應物質與工件之間的化學反應 所進行的電解加工方法能以相當高的加工處理精密度來加 工處理導電材料而使經加工處理之工件能夠具有所需要的 形狀，係需要採用一種控制系統，該控制系統不僅可以與 機械加工處理一樣地控制在工件與工具之間的接觸狀態 (工具的位置），且尚可控制在反應物質（諸如氫氧離子）與 工件之原子之間的化學反應。 [發明内容] 本發明係有鑑於上述背景技術存在的問題而提出。因

314269.ptd 第12頁 1283196 五、發明說明（7) 此，本發明之目的係要提供一種電解加工裝置及方法，可 以進行一致性的加工處理，而不會使處理速率產生急遽的 變化。 本發明之另一目的係要提供一種電解加工裝置及方 法，能以相當高的精密度來加工處理工件，其中該工件在 表面上係具有作為待處理材料之導電性材料，並且可製造 具有相當高的形狀精密度之加工工件的所欲形狀。 為了達成上述之目的，本發明係提供一種電解加工裝 置，包含：處理電極，可以靠近或與工件相接觸；饋電電 極，係用以將電力饋給至工件；離子交換器，係設置在該 工件與處理電極之間的空間以及工件與饋電電極之間之空 間的至少一個空間中；流體供應部，係用以將流體供應至 該工件與該處理電極及饋電電極之至少其中一個之間的空 間中，該空間中係存在有該離子交換器；以及電源，係在 任意控制電壓或電流之至少其中一者的情況下，供應電能 至該處理電極與饋電電極之間。 在電解加工處理中，處理速率係會隨著供應至處理電 極與饋電電極之間的的電流變大而增快（處理速率係隨著 電流變小而變慢）。此外，當供應至饋電電極與處理電極 之間的電壓上升時，流經饋電電極與處理電極之間的電流 便會變大，因而造成處理速率變快。因此，藉由任意控制 (例如隨時間而改變），供應於處理電極與饋電電極之間 的電壓及電流的至少其中一者，便可使得處理速率能夠依 照加工處理的階段（狀態）而獲致最佳化。

314269.ptd 第13頁 1283196 五、發明說明（9) 此外，電源係可以使電壓或電流值隨時間來連續改 變，這使得電解加工處理可以依照加工處理的階段（狀態） 而以適當的處理速率來進行。 本發明係提供一種電解加工方法，包含：提供處理電 極、饋電電極以及離子交換器，其中該離子交換器係設置 在工件與處理電極之間之空間與該工件與饋電電極之間之 空間的至少其中一個空間中；使該處理電極靠近或接觸該 工件，同時由饋電電極饋給電力至工件；供應流體至介於 該工件與該處理電極及饋電電極之至少其中一個之間的空 間中，該空間中係存在有該離子交換器；以及在任意控制 電壓或電流之至少其中一者的情況下，供應電能至該處理 電極與饋電電極之間。 本發明亦提供一種電解加工裝置，包含：處理電極， 可以靠近或與工件相接觸；饋電電極，係用以將電力饋給 至工件；離子交換器，係設置在該工件與處理電極之間的 空間以及工件與饋電電極之間之空間的至少其中一個空間 中；流體供應部，係用以將流體供應至該工件與該處理電 極及饋電電極之至少其中一個之間的空間中，該空間中係 存在有該離子交換器；以及電量積算器，係用以測量供應 於處理電極與饋電電極之間的總電量。 本發明尚提供一種電解加工方法，包含：提供處理電 極、饋電電極以及離子交換器，其中該離子交換器係設置 在工件與處理電極之間之空間與該工件與饋電電極之間之 空間的至少其中一個空間中；使該處理電極靠近或接觸該

314269.ptd 第15頁 1283196 五、發明說明（ίο) 工件，同時由饋電電極饋給電力至工件；供應一流體至該 工件與該處理電極及饋電電極之至少其中一個之間的空間 中，該空間中係存在有該離子交換器；以及測量供應於處 理電極與饋電電極之間的總電量，並且根據所測得之總電 量來決定出工件之加工處理進程及/或加工處理的結束時 間。 本發明亦提供另一種電解加工裝置，包含：固定座， 係可移除自如地固持工件；處理電極，係可靠近或接觸該 由固定座所固持之工件；饋電電極，係用以饋給電力至該 由固定座所固持之工件；離子交換器，係設置在工件與處 理電極之間之空間與該工件與饋電電極之間之空間的至少 其中一個空間中；流體供應部，係用以將流體供應至該工 件與該處理電極及饋電電極之至少其中一個之間的空間 中，該空間中係存在有該離子交換器；電源，係在控制電 壓及電流之至少其中一者的情況下，供應電能至該處理電 極與饋電電極之間；驅動部，係用以使該由固定座所固持 之工件與處理電極產生相對運動；以及數值控制器，係針 對驅動部以及電源來進行數值控制。 依照此電解加工裝置，依照預定之加工處理時間以及 對應座標差值之加工處理量所決定的電流值數據（或電壓 值數據）係輸入至數值控制器中，該加工處理量係對應於 工件加工處理前之形狀與加工處理後所要工件形狀之間的 座標差值或者是工件在加工處理期間之形狀與加工處理後 所要工件形狀之間的座標差值。根據所輸入之數據，數值

314269.ptd 第16頁 1283196 五、發明說明（11) 控制器便可數值化控制由電源供應於該處理電極及饋電電 極之間的電流（或電壓），如此控制之加工處理便可生產出 具有高形狀精確度之加工處理後工件的所要形狀。 上述的控制係根據在預定加工處理時間中所進行之電 解加工處理，以及由設置成面對工件之處理電極來加工處 理工件的狀況而進行，而加工處理量係依處理速率而定， 因此亦依供應於處理電極與饋電電極之間的電流（或電壓） 值而定。有關於此，在此電解加工處理中，處理速率係隨 著供應至處理電極與饋電電極之間的電流值變大而變快。 此外，當較高的電壓施加至處理電極與饋電電極之間時， 較大的電流係會流經處理電極與饋電電極之間，因而使處 理速率變得較快。加工處理量係藉由處理速率乘以加工處 理時間而得出。 該裝置復可包含電量監視器，以監視及測量在加工處 理進行期間的電量。如上所述，在一段固定加工處理時間 條件下所進行的電解加工處理中，加工處理量係視供應於 處理電極與饋電電極之間的電流值（或電壓值）而定。因 此，加工處理量便可藉由監視及測量供應至處理電極與饋 電電極之間的電量而測量出來。 該數值控制器係可根據工件在加工處理之前所測得之 形狀的座標數據與工件加工處理後所想要形成之形狀的座 標數據之間的座標差值來控制該電源，或者，該數值控制 器係可根據工件在加工處理期間所測得之形狀的座標數據 與工件所想要形成之形狀的座標數據之間的座標差值來控

314269.ptd 第17頁 1283196 五、發明說明（12) 制該電源。 該數值控制器係可根據例如電量監視器所測得之電量 值來決定加工處理的結束時間，藉由如此決定處理的結束 時間，利用在加工處理量以及電量之間的關聯性，且藉由 監視及測量在加工處理期間所供應的電量，便可使加工處 理後之工件的所要形狀具有相當高的形狀精密度。 本發明亦提供另一種電解加工方法，包含：提供處理 電極、饋電電極以及離子交換器，該離子交換器係設置在 由固定座所固持之工件與處理電極之間之空間與該工件與 饋電電極之間之空間的至少其中一個空間中；使該處理電 極靠近或接觸該由固定座所固持之工件，同時由饋電電極 饋給電力至工件；供應流體至該工件與該處理電極及饋電 電極之至少其中一個之間的空間中，該空間中係存在有該 離子交換器；供應電能於該處理電極與饋電電極之間，同 時藉由數值控制器來數值化控制電壓及電流之至少其中一 者；以及使該由固定座所固持之工件與處理電極產生相對 運動，同時藉由數值控制器數值化控制該運動。 本發明上述及其他的目的、特徵以及優點，將可以由 以下之說明，並配合所附之圖式，而獲得更深入之瞭解， 其中在圖式中係示例性描述本發明之較佳實施例。 [實施方式] 本發明之較佳實施例現將參考圖式而說明如下。雖然 以下說明之實施例係以應用於一種電解加工裝置（電解研 磨裝置）為例來說明，該電解加工裝置係以基板作為待處

314269.ptd 第18頁 1283196 五、發明說明（13) 理工件，並且將形成在基板表面上之銅清除（研磨），秋 而，本發明亦可以應用於其他的工件以及其他 ^ 處理中。 、电解加工 第7及第8圖係顯示依照本發明之實施例的電解加 置36。此電解加工裝置36係包括基板固定座46以及一σ =裝 電極部4 8 ’該基板固定座4 6係支撐在可以水平樞韓 ” $ 臂44之自由端，以吸住及固定住基板w，且使該基板轉 面朝下（所謂的”面部朝下"方式），該電極部48係定位^ ，固定座46的正下方’其中該電極部48係由絕緣材 ς 。在電極部4 8中係埋設有扇形狀的處理電極5 〇及 ^ f 52,其中該處理電極5〇及饋電電極52係交錯配置，】 ，1處理電極5〇及饋電電極52之表面（上表面）外露出來。 :J狀離子交換器56係安裝在電極部48的上表面， 住處理電極5 0及饋電電極5 2的表面。 極部具ΐΐ理電極5°及饋電電極52之電 之吉〆”、、貫 ’、中5亥電極部48的直徑係基板评 工處Ϊ 倍，使得基板_整個表面都可以受到電解加 螺桿=44係經由滚珠螺桿62而上下移動，其中該滾珠 接作垂直運動，該極轉臂44係連 斤=而，，。基板固定座46係連接動其 動安裝在樞轉臂44之自由4，並且可以藉由致 切”亥用於轉動之馬達68而轉動。 1283196 五、發明說明（14) 電極部4 8係直接連接至中* 該中空馬達70而轉動。在雷0，並且可藉由致動 _，該穿孔48a係用以作Hi8:中央部分係設有穿孔 好係超純水。該穿孔48以系連接7至、…、部：供應純水，且最 供應管72係垂直延伸於中空$ 、〇 7供應管72，該純水 係經由穿孔48a以及離子交換\達5 67=^部，純水或超純水 工處理表面。亦可提供複數個 8、應J基板:的整個： im:管72,以有助於處理液體分佈於基板_ 整個加工處理表面上。 此外，用以作為供應純水或超純水之純水供應部之·純 水嘴嘴74係設置在電極部48的上方，該純水喷嘴74係延神 於電極部48之徑向方向，且具有複數個供應孔口。因此， 純水或超純水係由基板W之上方及正下方來供應至基板讲义 表面。在此所謂之純水係指具有不超過丨〇// S/cm之導電率 的水，而超純水則係指具有不超過〇· s/cm之導電率的 水’亦可以採用具有不超過500// s/c m之導電率的液體成 者係任何電解溶液來取代純水。在本發明中所指的導電 率，係在25°C、1大氣壓力（atm)條件下的導電率。藉由在 加工處理期間供應此液體，便可以消除加工處理時之不# 疋因素（諸如反應產物以及溶解的氣體），且處理流程能0 具有良好可重製性（reproducibility)之方式而一致地進 行0 依照此實施例，複數扇葉狀電極板7 6係沿著周緣方向 而設置在電極部48中，且電源8 〇之陽極與陰極係藉由集银

314269.ptd 第20頁 1283196 五、發明說明（15) 環7 8而交錯地連接至電極板7 6。連接至電源8 0之陰極的電 極板7 6係變成處理電極5 0，而連接至電源8 0之陽極的電極 板7 6則係變成饋電電極5 2。這可以應用於例如銅的處理， 因為銅的電解處理係在陰極側來進行。視欲加工處理之材 料而定’陰極側亦可以係饋電電極，而陽極側可以係處理 電極，詳言之，當欲處理之材料係銅、鉬、鐵或類似材料 日守’電解處理係在陰極側來進行，因此，連接至電源8 〇之 陰極的電極板7 6應該為處理電極5 0，而連接至電源8 0之陽 極之電極板7 6則應該為饋電電極5 2。在另一方面，在鋁、 石夕或類似材料的例子中，電解處理係在陽極側進行，因 此’連接至電源之陽極的電極板應該為處理電極，而連接 至陰極的電極板則應該為饋電電極。 因此，藉由將處理電極5 0及饋電電極5 2分開且交錯地 配置在電極部48之周緣方向上，便可以不需要將用以供應 電流之饋電部分固定至基板之導電薄膜（待處理部分）上， 而可以在基板之整個表面上進行加工處理。此外，藉由以 一種脈衝方式來改變正負極，便可以將電解產物加以分 解’且藉由多工重複處理可以增進處理表面之平整度。 、 針對處理電極5 0及饋電電極5 2而言，由於電解反應所 ^成之氧化或分解係一個主要的問題。有鑑於此，最好係 才木用碳、較不具有活性之貴金屬、導電性氧化物或導電性 陶材來作為饋電電極5 2之基本材料，而非一般廣泛使用為 電極材料的金屬化合物。舉例來說，可以藉由在鈦電極上 電錢或鍍覆鉑或銥，然後以高溫燒結鍍覆之電極以使電極

1283196 五、發明說明（16) ' -- 穩定並強化之，如此便可以得到責金屬電極。陶材產品通 常係可以藉由熱處理無機原料而形成，且具有各種不同特 性之陶材產品係可以由各種不同的原料所製成，包括金屬 及非金屬的氧化物、碳化物以及氮化物等原料。在這些原 料當中，陶材係具有導電率，當電極氧化時，電阻值通常 會增加而造成供應電壓的增加。然而，藉由以諸如鉑之非 氧化性材料或以諸如氧化銥之導電性氧化物來保護電極之 表面’便可以避免因電極之基本材料之氧化所造成之導電 率的降低。 離子交換器56可以為具有陰離子交換基或陽離子交換 基之不織布，陽離子交換器最好係具有強酸性陽離子交換 基（硫酸基）；然而，亦可以採用具有弱酸性陽離子交換基 (叛S曼基）之陽離子交換器。雖然陰離子交換器最好係具有 強鹼性陰離子交換基（四基銨基），然而，亦可以採用具有 弱鹼性陰離子交換基（三基或更低的氨基基）。 具有強鹼性陰離子交換基之不織布係藉由例如以下之 方法所製成：具有纖維直徑為2 〇至5 0微米（// m)且滲透率 為9 0 %之聚烯烴不織布係經過所謂的射線嫁接聚合化處理 (radiation graft p〇lymerizafi〇n)，其中包含將伽偶射 線照射在不織布上’然後再嫁接聚合化，藉此導入嫁接 鏈；然後，將如此導入之嫁接鏈予以胺化，以將四基胺基 導入於其中。導入之離子交換基的容積係由導入之嫁接鏈 的量值所決定，該嫁接聚合化係可以藉由使用諸如丙烯 酸、苯乙烯、胺基乙酸甲基丙烯酸酯、硫化苯乙稀鈉或氯

314269.ptd 第22頁 1283196 五 甲 該 嫁 、發明說明（17) ---- $ =稀之單體來進行。嫁接鏈之量值係可以藉由調整 =认辰度、反應溫度以及反應時間來加以控制。因此， 在嫁ϊΐί (即不織布在嫁接聚合化之後的重量與不織布 此化之前的重量的比值）最大係可達5〇〇%。因 達5meq/豕g矣聚合化之後導入的離子交換基的容積最大係可 來製^有ί酸性陽離子交換基之不織布可以由以下之方法 樣，具有、ϋ強鹼性陰離子交換基之不織布的情況一 織布俜娘ν/直徑為20-50微米且滲透率為90%之聚烯烴不 所謂的射線嫁接聚合化處理，，中包含將伽偶 鏈f::i不織布·"，然後再嫁接聚合化，藉此導入嫁接 硫酸基導人=i嫁接，，著便以熱硫酸來加以處理，以將 以將磷酸道、，、中’若嫁接鏈係由熱磷酸所處理，則便可 聚合化之後=:嫁接的程度最大係可以達5 0 0%，且在嫁接 5心後所導入之離子交換基的容積最大係可達 或聚：：：：基本材料可以係聚烯烴，諸如聚乙烯 織布Ui Ξ:ί，：ί機聚合體。此外，除了不 透性：料、網狀或；Π巧的 以係織布、紙[渗 係可以藉由工在2::: Τ作為基本材料時，嫁接聚合化 射線或電子束藉此產生自貝先/射）放射線（伽偶 應猎此，便可以得到具有極少雜質的均勾嫁 1283196

五、發明說明（18) 接鏈。在另一方面，當採用聚烯烴 為基本材料時，可以藉由在基本材 由基聚合’然後在基本材料上照射 (伽僞射線、電子束或紫外線）。雖 的嫁接鏈，然而其可以應用於相當 藉由使用具有陰離子交換能力 織布來作為離子交換器5 6，便可使 電解溶液之液體在該不織布中自由 易地到達在該不織布中具有可將水 點’使得許多水分子可以解離成氳 外，藉由使純水或超純水或者諸如 由於水解離所產生之氫氧離子便可 5 0之表面’藉此’即使施加較低電 相當高的電流。 當離子交換器56係僅具有陰離 換能力其中一者時，在可電處理 制，且除此之外，雜質亦有可能會 解決此一問題，離子交換器5 6係可 交換器56中具有陰離子交換能力之 陽離子交換能力之陽離子交換器係 構成整體結構。該陰離子交換器以 置在基板之待處理表面上，亦可將 及陽離子父換器製造成扇葉的形狀 者’離子交換器56本身可同時具有 以外之有機聚 料中植入單體 (同步照射）放 然此方法無法 廣泛不同的基 或陽離子交換 純水或超純水 地移動，並且 解離之催化反 離子以及氫氧 電解溶液之液 以有效地帶往 壓的情況下仍 子交 的材 因為極性 具有 陰離 集中 換能 料上 一種 子交 地配 及陽離子 個陰 將其 子交 每一 ，且 陰離 力或 便會 而產 結構 換器 置在 交換 離子 交錯 換基 合體 而進 射性 提供 本才才 能力 或者 可以 應的 離子 體移 處理 可以 陽離 有所 生。 ，該 以及 一起 器係 交換 配置 以及 來作 行自射線 均勻 料。 之不 諸如 復容 反應 。此 動， 電極 獲得 子交 限 為了 離子具有 ，以可疊 器以〇或 陽離

314269.ptd 第24頁 1283196

五、發明說明（19) 子交換基。此離子交換器亦可句扭二α , J J匕枯兩性（amphoteric)〔醅 性及鹼性）的離子交換器，i中今^1u ηθ^ 八Υ Θ陰離子交換基以及陽 子交換基係任意分佈，或者該離早上 抑 ^ . 、 可為雕子父換器係可包括雙極性 ^iP〇lar離子交換器，其中該陰離子交換基以及陽離子^ 父換基係以層型式存在，或者該離子交換器係可包括一種 馬賽克式（mosaic)離子交換器，包含有陰離子交換基的 分以及包含有陽離子交換基之部分係平行地存在於厚度方 向。附帶一的是，亦可以依照欲處理之材料而選擇性地使 用具有陰離子交換能力或具有陽離子交換能力的離子交 器 5 6 〇 ' 電解加工裝置3 6係设有控制器1 〇 〇，該控制器1 〇 〇係控 制電源8 0，以使電源8 0可以任意地控制由該電源8 〇供應至 處理電極5 0及饋電電極5 2之間的電壓與電流值之至少其中 一者。電解加工裝置3 6亦具有電流量積算器（庫侖 计）1 0 2 ’該電流量積鼻裔1 〇 2係連接至由電源8 〇之陽極延 伸而出的電線以偵測電流值，並決定出由電流值與處理時 間相乘所得出的電量，且累加該電量以決定出所使用的總 電量。由電流量積算器1 〇 2所輸出之輸出信號係輸入至控 制器1 0 0中，而由控制器1 〇 〇所輸出之輸出信號則係輸入至 電源8 0。 此外，依照本實施例，由電源8 0之陽極及陰極所延伸 出之電線係連接至控制器1 〇 〇，且由控制器1 0 0所輸出之輸 出信號係輸入至該馬達6 0而用於垂直運動，藉此，供應於 處理電極5 0及饋電電極5 2之間的電流便可控制在固定值。

314269.ptd 第25頁 1283196 五、發明說明（20) 當將供應於處理電極50及饋電電極52之間的電流控制在固 定值時’供應至處理電極5 0及饋電電極5 2之間的電流值係 由電源80所延伸出之電線所測得。舉例來說，當電流值降 低時，便可驅動用於垂直運動之馬達6〇來降下該基板固定 座4 6 ’以減少在基板W與處理電極5 〇及饋電電極5 2之間的 距離，藉此將電流值控制在固定值。 此外，如第8圖所示，亦提供用以再生離子交換器5 6 之再生部8 4。該再生部8 4係包含具有大致相同於樞轉臂4 4 之結構的可旋擺臂86，該樞轉臂86係用以固持該基板固定 座46，並且定位在電極部48上之可樞轉臂44對面的正對側 上’且再生頭8 8係由可旋擺臂8 6之自由端所固定。在操作 二 相反於加工處理之電位（electric potential)，係由 :亥電源8 0供應至離子交換器5 6 (參照第7圖），藉此便可促 進外界物質的分解，諸如附著在離子交換器56中之銅。因 此’在加工處理期間，亦可進行該離子交換器5 6的再生操 作。經再生之離子交換器5 6係可以由供應至電極部4 8之上 表面的純水或超純水所清洗。 接下來’將說明由電解加工裝置3 6所進行的電解加工 處理。 耳先，基板W，諸如在第1B圖中所示之在其表面上具 加2 ^膜6作為導體薄膜（待處理部分）的基板W，係由電解 二^裳置3 6之基板固定座4 6所吸住並固持住，且該基板固 =座4 6係由樞轉臂4 4移動至位在電極部4 8正上方的加工處 理位置〇垃益 ^ ± 接者’基板固定座4 6便藉由馬達6 0所降下而進行

1283196 五、發明說明（21) 垂直運動，使得由基板固定座4 6所固持之基板冗可以接觸 或靠近離子交換器56之表面，其中該離子交換器56係安裝 在電極部4 8之上表面上。 接下來’當該基板固定座46與電極部48轉動時，由電 加隨時間改變之預定電壓或電流值至處理電極5〇及 貝包電極52之間，纟此同日夺，純水或超純水係透過穿孔 a而由電極部48的正下方供應至該電極部“上表面， 二純水或超純水係同時透過純水喷嘴74而由電極部Μ 鲸入t f至電極部48的上表面，冑此將純水或超純水充滿 :處理電極50及饋電電極52與基板w之間的空間。萨 子交:Ϊ 板W上之導斤體薄膜（銅薄膜6)便可以藉由在離 處理。、二+所產生的氫離子或氫氧離子來進行電解加工 & ^離照上述的電解加工裝置36 ,藉由使純水或超純水 :入，換器56中，便可產生大量的氯離 》離屯水 J更=的此類離子係可供應至基板?的表面，藉乳此離 J更有效率地進行電解加工處理。 =t ’藉由會純水或超純水流人至離子交換器56 離子ί ί ί水量便可以供應至功能基中（在具有強酸性陽 基）Λ 、離子交換器的例子中’該功能基係指硫酸 ^ —猎此增加解離之水分子數量，且藉由在導體薄腹 反肩缚漆56)以及氫氧離子（或氫氧基）之間的反應所形成之 二物（包括氣體）係可以藉由水流而清除’藉此便可以 且=理的效率。因此，便有需要使純水或超純水流動， 水的流動應保持固定且均勻。水流動之固定性及均勻

第27頁 1283196 五、發明說明（22) 性將可產生離子供應以及反應產物之清除的固定性及均勻 性，進而使處理過程可以固定且均勻地進行。 在電解加工處理期間，由電源8 0供應至處理電極5 0及 饋電電極5 2之間的電流與電壓的至少其中一者係隨著時間 而改變以下將參考第9至第1 5圖來舉例說明。 第9圖係顯示在處理電極5 0及饋電電極5 2之間供應具 有步階遞減值之固定電壓的一個實例。詳言之，在加工處 理的初始階段，高固定電壓V係供應於處理電極5 0及饋電 電極5 2之間。當由電流乘以加工處理時間所決定之電量 (顯示在第9圖之暗影部分以及後續的圖式中）達到預定值 時（在時間t 〇，小於固定電壓V &固定電壓V孫供應至處理 電極5 0及饋電電極5 2之間。當電力的總量到達預定值時 (在時間12)，小於固定電壓V式固定電壓V孫供應於處理電 極5 0及饋電電極5 2之間。再者，當電力的總量到達預定值 時（在時間13)，小於固定電壓V A固定電壓V #供應於處理 電極5 0及饋電電極5 2之間。當電力總量達到預定值時（在 時間14)，亦即在處理的結束時間，則加工處理程序便結 束。 藉由在加工處理的初始階段供應高固定電壓且接著在 加工處理到達處理的結束時間時而在處理電極5 0及饋電電 極5 2之間供應具有步階遞減值的較低固定電壓，以進行電 解加工處理，便可在加工處理的初始階段獲得處理速率， 且避免發生所謂的過度蝕刻。 雖然在此一實例中，在處理電極5 0及饋電電極5 2之間

314269.ptd 第28頁 1283196 五、發明說明（23) 係供應具有步階遞減值之固定電壓，然而，亦可在處理電 極5 0及饋電電極5 2之間供應具有步階遞減值的固定電流。 第1 0圖係顯示在處理電極5 0及饋電電極5 2之間首先供 應具有連續變化值之電流，然後供應具有連續變化值之固 定電壓的一個實例，詳言之，在處理電極50及饋電電極52 之間係先供應具有步階遞減值（在第1 〇圖中係兩步階）之固 定電流，然後供應具有步階遞減值（在第丨〇圖中係兩步階） 之固定電壓。更詳細地說，在加工處理的初始階段，在處 理電極5 0及饋電電極5 2之間係供應高固定電流I i，當由電 流值乘以電壓值所決定之電量係達到預定值時（在時間13 )’低於固疋電流I &固定電流I 2係供應至處理電極5 〇及饋 電電極5 2之間。當電力總量已達預定值時（在時間16)，固 定電壓V孫供應至處理電極5 〇及饋電電極5 2之間。此外， §電力總篁達到預定值時（在時間t j，低於固定電壓V & 固定，壓V係供應至處理電極50及饋電電極52之間。當電 力總量已達預定值（時間t j時，亦即到達處理的結束時間 時，加工處理便結束。 泣上述對於電壓及電流的控制，係可針對以控制之固定 電流值所進行之電解加工處理的處理速率先作一步階變 化从，後再針對以控制之固定電壓值所進行之電解加工處 理处理速率進行步階變化。此外，亦可針對當工件之加 ΐ f Ϊ面積不再有變化時之加工處理階段，以連續固定電 ^ ^ 行電解加工處理藉此便可連續保持固定的處理速 率，、，且有助於處理速率的控制，然後當加工處理面積急

第29頁 1283196 五、發明說明（24) --一·- 遽減v而使加工處理接近結束時間時，再以連續的固定 壓來進行電解加卫處理，俾有助於接近結束時間之加處理 速率的控制。 ’然在第1 〇圖的實例中，具有變化值之固定電流係以 複固步階來供應，然後亦以複數個步階來供應具有變化 值之固疋電壓，然而亦可以先供應一段時間之未具有變化 值的電流來進行加工處理（固定電流處理），然後再供應一 段時間之未具有變化值的電壓來進行加工處理（固定電壓 處理）。亦可以重複進行複數次的固定電流處理/固定電壓 處理循環。料，亦可以先供應未具有變化值之固定電 流，然後供應具有複數個步階變化值之固定電壓，或者相 反地’先供應具有複數個步階變化值之固定電流，然後再 供應未具有變化值之固定電壓。 第11圖係顯示在處理電極5 0及饋電電極5 2之間先供應 固定電壓’然後再遞減供應至處理電極5 〇及饋電電極5 2之 間的電壓之實例。詳言之，先在處理電極5 〇及饋電電極5 2 之間供應高固定電壓V 7，當由電流值乘以加工處理時間所 決定之電量已達預定值時（在時間19)，供應於處理電極5 0 及饋電電極5 2之間的電壓便可逐漸地降低。當總電量已達 預定值時（在時間11G)，亦即達到處理的結束時間時，加工 處理便結束。 藉由在加工處理的初始階段來供應固定電壓，然後隨 著加工處理的進行來逐漸地減少電壓，便可以在加工處理 的初始階段得到處理速率，然後隨著加工處理接近處理的

314269.ptd 第30頁 1283196 五、發明說明（25) 結束時間而逐漸地降低處理速率，藉此便可避免發生所謂 的過度蝕刻。 第1 2圖係顯π在處理電極5 0及饋電電極5 2之間先供應 固定電流，然後再遞減供應至處理電極50及饋電電極52之 間的電流之實例。詳言之，先在處理電極5 〇及饋電電極5 2 之間供應南固定電流I 3’當由電流值乘以加工處理時間所 決定之電量已達預定值時（在時間t u)，供應於處理電極5〇 及饋電電極5 2之間的電流便可逐漸地降低。當總電量已達 預定值時（時間ΐ ^) ’亦即達到處理的結束時間時，加工處 理便結束。 藉由此種控制電流的方式，亦可如上所述獲得處理速 率並且避免發生過度餘刻的情況。 第1 3圖係顯示一實例，係先在處理電極5 〇及饋電電極 5 2之間供應固定電流’然後逐漸地減少供應至處理電極5 〇 及饋電電極5 2之間的電流，最後在接近處理的結束時間 時，在處理電極5 0及饋電電極5 2之間供應固定的低電壓。 詳言之，在處理電極5 0及饋電電極5 2之間係先供應高固定 電流I 4，當由電流值乘以加工處理時間所決定的電量已達 預定值時（在時間113)，便可將供應於處理電極5 〇及饋電電 極5 2之間的電流逐漸地降低。當總電量達到預定值時（在 時間t u)，在處理電極5 0及饋電電極5 2之間供應固定的低 電壓v8;當總電量達到預定值時（在時間115)，亦即達到處 理的結束時間時，便結束加工處理。此控制方法有助於控 制在接近處理的結束時間時的處理速率。

314269.ptd 第31頁 1283196 五、發明說明（26) 第14圖係顯示一實例，係逐漸地且線性地減少供應於 |處理電極50及饋電電極52之間的電壓或電流。坪士之，針 |财電流I而言，電流值係沿著線段i = Vat(I。：初^值， a:比例常數）而遞減。針對電屋ν而言，電a值係沿著線 |段V = V「bt(V。：初始值，b:比例常數）而遞減。當她 已達預定值時（在時間tle)，亦即達到處理的結束時'間時， 便結束該加工處理。此控制方法係可在整個加工 中遞減處理速率。 〜主、征 第15圖係顯示一實例，係沿著任意曲線 供應至處理電極50及饋電電極52之間的電壓 ^ |言之，針對電流丨而言，電流值係沿著任意固定曲值 f(t)而改變，針對電壓v而言，電壓值係沿著任意固定 曲線.V=f (t)而改變。當總電量已達預定值時 广亦…’處理的結束時間時，便結束該加工處理；7 |此控制方法係可針對整個加工處理來設定處理速率。 在完成電解加工處理之後，便可中斷電 電的連接，並且停止基板固定座二i 二=僂Λ下便將基板固定座46升起，然後將經處 |主妁基板W傳迗至下一個製程。 此實施例係顯示供應純水（最好係超純水）至電極部48 i = = w之間的空間中。使用在電解之後不含電解質之純 板^夕超純水可避免諸如電冑質之過多#質附著且《留在基 子表面上。此外，在電解加工處理期間所分解的銅離 2類似物質係立即透過離子交換反應而由離子交換器56 314269.

Ptd 第32頁 1283196 五、發明說明（27) 所捕捉。這可以 其他部位上析出 板W之表面。 超純水係具 水。糟由縮短電 換器插置在電極 外’當使用與超 步降低電氣阻 用電解溶液來進 略寬於該處理電 水及離子交換器 純水’因此電氣 及離子交換器之 亦可以使用 電解溶液來取代 步降低電氣阻抗 (諸如Naci或Na 解〉谷液，且這些 用。當使用電解 之間提供略小的 會彼此拯觸。 此外，亦可 超純水所得到之 之導電率係不會 有高電 極與工 與工件 純水混 抗以及 行時， 極之面 的例子 處理係 面積的 藉由添 純水或 及減少 多0洛液 溶液亦 溶液時 間距， 避免解離的銅離子或類似物質在基板…么 ，或者係氧化而變成細微顆粒，而污染裊 阻率，因此，電流报難以流經超·純 件之間的距離，或者藉由將離子爻 之間，便可以降低電氣阻抗。此 合在一起之電解溶液時，係可以進 減少能量的消耗。當電解處理係剎 該工件會受到處理之部分的範圍係 積。在另一方面，在混合使用超純 中’由於幾乎不會有電流流經該超 僅會在該工件其相等於處理電極以 部位上來進行處理。 加電解質至純水或超純水所得到之 超純水，使用此電解溶液係可進一 能量消耗。亦可使用中性鹽溶液 )或者鹼性溶液（諸如氨水）作為電 可以依工件之特性而選擇性地使 ，最好係在基板W與離子交換器5 6 以使该基板W與邊離子交換$ 6不 以採用一種藉由添加界面活性劑至純水戍 液體以取代該純水或超純水，其中該液體 超過500/z S/cm，且最好係不超過

314269.ptd 第33頁 1283196 五、發明說明（28) ~ '~ ---—_ s/cm，且以不超過〇1// s/cm為最佳（電阻率不小於 Ω cm。由於在純水或超純水中存在有界面活性啷，卞 液體便可構成一層，該層可用以防止離子在基板= 交換器56之間的界面均勾地移動，藉此減少該離子、六離子 濃度（金屬分解），以增進經處理之表面 〇旯 活性劑濃度最好係不超過1〇〇卿。 + n亥界面 依照本發明，處理速率係可以藉由 置在基板W與處理電極浐雷雷托β日卞乂換益56插 冤極50及饋電電極52之間而明顯提昇。 ，ί i:超純水之電化學處理係藉由在超純水中之 虱虱離子，、待處理材料之間的化學反應來進行。麸而方 超純水中用以作為反應劑之氫氧離子的數量，在；常溫^ 及壓力條件下係小到只有10 _7莫耳/公升（mol/L)，使得m因又 為不同於清除處理用之反應的其他反應（諸如氧化物薄膜 形成反應）將造成該清除處理的效率降低。因此，便有需 要增加氫氧離子，以有效率地進行清除處理。一種用以""增 加氫氧離子之方法係藉由使用觸媒材料來促進超純水之^ 離反應’且離子交換器係可以有效地作為觸媒材料。詳言 之’關於水分子解離反應之活化能（activati〇n energy) 係藉由於在離子交換器中之功能基與水分子之間的反應而 降低，藉此可以促進水的解離進而增進該處理速率。 此外’依照本實施例，在電解處理時，離子交換器5 6 係會與基板_接觸或靠近。當離子交換器5 6係定位在靠 近基板W之位置時，儘管視該基板w與離子交換器5 6之間的 距離而定，電氣阻抗係會大到某一程度，因此，便需要較

314269.ptd 第34頁 1283196 五、發明說明（29) 大的電壓來提供必要的電流密度。然而， =接觸的關係、，其很容易形成純水或超= 5::; 之表面來流動，藉此可將形成在基板表'•尺、者基板贤 效地清除。在電離子交換器56與基板w 之反應產物有 電氣阻抗係會變得極小，因此僅需要妾觸的例子中， 此便可以減少能量的消耗。 /、很小的電壓，藉 介於ΚίΐΠΛ加電流密度以增進處理速率時，則當 ^丨％冤極與基板（待處理工件）之亍丁 田 生放電現象。此放電的發生合造成：阻抗很大時會發 便無法形成均句且 9仏成件表面的傾斜，因此 子交換哭苴4 一處理過表面。相反地，由於當離 換时5 6與基板w相接觸時之電氣阻轱 可以避免發生放電的情況。電孔阻^係非常小，因此 交換理；；由”具有陽離子交換基之離子 器）56之離子交換基係會飽含銅，因子:::下㈤ 。當鋼之電解處理係藉由使用具有陰 並且盼荃，雜工一认、5 6時，會產生氧化銅之細微顆粒 粒係:陰表…此微 為了避免上述的問題，少 電位係由該電源80供丄=上，相反於加工處理之 生頭88而促進諸如附；在=子父換器56,藉此便可經由再 分解。田士 产；者在離子交換器56的鋼之外界物質的 生摔作氣* 口工處理期間可進行該離子交換器5 6的再 離子父換器56係可以由供應至電極部48 1283196 五、發明說明（30) 之上表面的純水或超純水所清洗。 第1 6及第1 7圖係顯示依照本發明另〆實施例之電解加 工裝置36b。在此電解加工裝置36b中，電極部48之轉動中 心0係與基板固定座4 6之轉動中心〇搞開一段距離d ;且該 電極部4 8係以轉動中心〇為中心而轉動，而該基板固定座 4 6則係以轉動中心0為中心而轉動。此外，處理電極5 0及 饋電電極52係經由集電環78而連接至電源80。再者，依照 此一實施例，電極部4 8係設計成具有一直徑，該直徑係大 於基板固定座46之直徑，使得當電極部48以轉動中心0為 中心而轉動且該基板固定座4 6以轉動中心0為中心而轉動 時，該電極部4 8係覆蓋由基板固定座4 6所固持之基板W的 整個表面。 依照電解加工裝置3 6 b，基板W之表面的電解加工處理 係藉由以基板固定座4 6來轉動基板W且同樣藉由致動該中 空馬達7 0來轉動電極部4 8而進行，且在加工處理進行的同 時，將純水或超純水供應至電極部4 8的表面，並且在處理 電極50及饋電電極52之間施加固定的電壓。 電極部4 8或基板固定座4 6亦可以進行執道運動，諸如 满卷運動或往復運動，以取代旋轉運動。 第1 8及第1 9圖係顯示依照本發明又另一實施例之電解 加工裝置3 6 d。在此電解加工裝置3 6 d中，在先前實施例中 之基板固定座46與電極部48之間的位置關係係倒置的’且 所固持之基板W的正面係朝向（所謂π正面朝上π方式）’使 得電解加工處理係針對基板W之上表面來進行。因此’該

314269.ptd 第36頁 1283196 五、發明說明（31) 基板固定座46係設置在電極部48的正下方，且該基板固定 座46所固持之基板？的正面係朝向上，且係藉由致動旋轉 用之馬達6 8而以該基板固定座之中心軸為中心來轉動。在 =一 f面，電極部48具有覆蓋設置在基板固定座46上方之 子父換器56的處理電極50及饋電電極52，該電極部48係 =在樞轉臂44之自㈣，且其正面係朝下，並且藉由致 ?中空馬達70而以其中心軸為中心來轉動。料，由電源 k伸出之電線係通過形成在樞轉軸桿66中之中空部分且 伸及集電％ 78，並且進一步地通過中空馬達7〇之中空部分 而到達處理電極5 0及饋電電極5 2，以在其間施加電壓。 純水或超純水係由純水供應管72經由形成在電極部48 之中央部位之穿孔48a而供應至基板w之正面（上表面）。 用以再生该安裝在電極部4 8上之離子交換器5 6的再生 j !2係没置在基板固定座4 6的旁邊，該再生部9 2係包括充 填有例如稀釋的酸性溶液之再生貯槽94。在操作上，電極 部48係藉由樞轉臂44而移動至位在該再生貯槽“正上方的 位置然後再降了，使得至少該電極部4 8的離子交換器56#, 可以沉浸在該再生貯槽94之酸性溶液中。之後，相反於處 理用之電位係提供至電極板76，亦即，藉由將處理電極5〇 連接至電源8 0的陽極，而將饋電電極5 2連接至電源8 〇的陰 極，以藉此促使附著在離子交換器5 6上之外界物質（諸如 銅）的分解，進而再生該離子交換器56，而再生的離子交 換裔5 6便可藉由例如超純水來加以清洗。 此外’依照此實施例，電極部4 8之直徑係設計成遠大

1283196 五、發明說明（32)

於由該基板固定座46所固定之基板w的 電極部48而導電，以使得離子交換哭错由降參 板固定座46所固定之基板w,、轉°觸^罪近由〆 電極部48,且在此同時，樞轉接歹者棱轉綠動固定座46以= 锝邊樞轉臂44以沿荃其把W义 上表面來移動t亥電極冑48，I且供應純水或超純：至基板 =上表二’後在該處理電極5〇及饋電電之孩 定的電壓’便可以在基板W之表面上來進行電解加’工處 理〇 第2 0及第21圖係顯示依照本發明又另一實施例之電解 加工裝置36^。此電解加工裝置36以系採用具有直徑遠小於 藉由基板固疋座4 6所固定之基板w的直徑的電極部4 8，使 得基板W之表面並未完全由電極部4 8所覆蓋。在此實施例 中，該離子父換益5 6係一種三層式結構（層疊體），該離子 交換器5 6係由一對強酸性陽離子交換纖維5 6a、5 6b以及插 置在纖維56a、56b之間的強酸性陽離子薄膜56(3所構成。 該離子交換器（層疊體）5 6具有良好的透水性及高硬度，此 外，相對於基板w之外露表面（下表面）係具有良好的表面 光滑度，該離子交換器5 6之其他結構則係與第1 8及第1 9圖 所示之結構相同。離子交換器5 6之結構係可設計成使得該 離子交換薄膜係用以作為外露表面’而該離子交換纖維之 層疊體則係設置在外露之離子交換薄膜的上方。 藉由使離子交換器5 6成為包含離子交換材料之層疊 層。（諸如不織布、織布及滲透性薄膜）之多層結構，其亦 可以增加整體的離子交換容積’藉此’便可以在例如銅的

314269.ptd 第38頁 1283196 五、發明說明（33) 清除（研磨）處理過程中避免氧化物 物對於處理速率產生不當的旦彡 ^成進而抑制氧化 器5 6之總離子交換容積係小於主^於此點’當離子交換 器中所承受之銅離子的容積時二=處理期間之離子交換 内部中便會不當地產生氧化物，苴 換π之表面上或 率會產生不利的影響。因此，童^該氧化物對於處理速 器之離子交換容積所控制，而超 j =形成係由離子交換 成氧化物。因此，藉由使用由籬容積之銅離子便會變 成且已增強離子交換容積之 =換材料之層疊層所組 換器56,便可以有效地抑制氧器來作為離子交 依照上述之貫施例，便可、徘 、 均勻的加工處理，而不會在處.如‘電性材料來進行 ^ m y 處理速率上有急遽的蠻仆，如 使S用以形成互連線之絕緣材料 艾化即 然。 何针外路在加工處理表面時亦 2圖係依照本發明又另一實施例之電解 ::截：正視圖。此電解加工裝置係包括基板固定座13: 一電極頭138,該基板固定座13〇係用以吸住及固定住 基板W，且使該基板W的正面朝上（所謂的”面部朝上，，方 ^)，該電極頭138則具有由絕緣材料所製成之碟狀電極部 6。在電極部1 3 6中係埋設有扇形狀的處理電極】3 2及饋 =電極134,其中該處理電極132及饋電電極134係交錯配 ，並且使其表面（下表面）外露出來。由層疊層（層疊體） 所f冓成之離子交換器1 4 〇係安裝在電極部1 3 6的下表面，以 覆蓋住處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4的表面。

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1283196 五、發明說明（35) 16 2a、162b之間的強酸性陽離子交換層（薄膜）162c所構 成。該離子交換器（層疊體）1 4 0係具有良好的透水性及高 硬度’此外，相對於基板w之外露表面（下表面）係具有良 好的表面光滑度。 離子交換器140之每一層疊層162a、162 b及162 c最好 係具有強酸性陽離子交換基（硫酸基）；然而，亦可以採用 具有弱酸性陽離子交換基（羧酸基）之離子交換器，具有強 驗性陰離子交換基（四基銨基）之離子交換器，或者係具有 弱驗性陰離子交換基（三基或更低的氨基基）之離子交換 器。 藉由使用由具有陰離子交換基或陽離子交換基而可使 水穿透之不織布來作為離子交換器14〇之層疊層l62a、 162 b及162c’在液體中之離子與離子交換器之離子交換基 之間便可以很容易來產生離子交換反應。 離子父換器1 4 0最好係具有”透水性及吸水性’’。此 外’至少在相對於工件之材料部分最好係具有高硬度及良 好的表面光滑度。舉例來說，一種市面上可購得之發泡級 聚胺基曱酸酯” 1C 1 0 0 0 ”（由R〇del公司所製造），通常係用 以=為CMP之襯墊，其質地堅硬且具有極佳的耐磨性。藉 由提供複數個穿孔，此產品便可用以作為離子交換器1 4 〇 之材料。亦可以在樹脂板中提供開孔，以藉此形成可透水 的板體來使用在離子交換器14〇中。當然，該樹脂最好係 具有”吸水特性”。 純水噴嘴1 7 0係設置在基板固定座1 3 〇的上方，其中該

1283196 五、發明說明（36) ^ 純水噴嘴1 70係用以作為純水供應部，以將液體（諸如純水 或超純水）供應至該由基板固定座1 3 〇所固持之基板W與定 位在下方之電極頭1 3 8之間。藉此，純水或超純水便可供 應至離子交換器1 4 0。 ' 該電解加工裝置係具有數值控制器1 7 2，以執行驅動 部的數值控制，亦即執行馬達（第一驅動部）丨4 2、馬達（第 二驅動部）1 5 4以及馬達（第三驅動部）丨6 〇之數值控制，俾 使得彼此面對之由該基板固定座1 3 〇所固持之基板w與處理 電極1 3 2可以進行相對運動。因此，馬達（驅動部）丨4 2、 1 5 4及1 6 0便可作為可數值控制之伺服馬達，且該等馬達之 轉動角度及轉動速度便可以藉由該數值控制器丨7 2所輸出 的信號來進行數值控制。依照此實施例，用於垂直運動之 馬達1 4 8亦可以是伺服馬達，並且可以由數值控制器1 7 2所 輸出之信號來加以數值化控制。 電解加工裝置亦具有電量監視器1 7 4，該電量監視器 1 7 4係連接至由電源1 6 8延伸而出之電線，以監視及測量在 加工處理進行期間所使用的電量。依照此實施例，該電量 監視器1 74係包含電量積算器（庫侖計），係藉由將電源1 68 所供應之電流值乘以加工處理時間而測量出電量，並且累 加該電量，以決定出所使用的總電量以及處理時間，由電 量監視器1 7 4所輸出之信號係輸入至該數值控制器】7 2中。 依照此實施例，在預定時間内進行電解加工處理的期 間，該數值控制器1 72係數值化控制：由基板固定座1 3〇所 固持之基板⑼經由馬達（第一驅動部）i4 2所轉動之旋轉速

314269.ptd 第42頁 1283196 五、發明說明（37) ~- 度；藉由馬達（第二驅動部）154而由樞轉臂146之 成之電極頭138的水平移動速度；藉由馬達（第三驅^所造 部）160所造成之電極頭138的旋轉速度；以及在基 極頭138之間的相對運動速度。此外，在電解加工處理、電 中，電能係供應於處理電極i 32及饋電電極丨34之間， 控制電流及電壓值之至少其中一者。 、 現將參考第23及第24圖來說明數值控制之實例。首 ，丄如第23圖所示，先測量工件在加工處理之前的形狀。 4 a之’在X-Y-Z座標系統中（其中該Z軸係垂直於作為基 準面的X-Y平面），測量出預加工處理形狀之各個不同座標 點’所測量之預加工處理形狀數據係輸入至數值控制器 1 7 2中。再者，對預加工處理形狀之座標點（x、y、z 〇而 言’欲得到之加工處理後形狀的對應座標點（χ、y、z 2)亦 以欲得到形狀數據之型式而輸入至數值控制器1 7 2中。此 外’單元處理形狀數據（例如憑藉電壓之處理速率），亦即 處理速率與供應至處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間之電壓 之間的關係以及處理電極1 3 2與基板W之間之相對速度的數 據’係事先或在任意時間輸入至數值控制器1 7 2中。 當電解加工處理在控制處理電極1 3 2與基板W之間之相 對運動速度的情況下進行一段經控制之固定加工處理時間 時，加工處理量係視處理速率而定，且因而亦與施加至處 理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間的電壓（或電流）有關。因 此，在固定之處理時間的情況下，亦即，在基板W與處理 電極1 3 2位在面對面之位置且發生電解加工處理現象的期

1283196 五、發明說明（38) 間（駐留時間），只有針對施加於處理電極1 3 2及饋電電極 1 3 4之間的電壓（或電流值）的數值控制，才能以具有高精 確度之型式來產生所要得到之經處理過的工件形狀。 因此，依照此實施例，便可根據輸入至數值控制器 1 7 2中之數據，而針對每一座標點來決定出在z方向上之加 工處理量Z至Z 2，根據加工處理量Z至Z 2，便可針對每一座 標點來決定欲施加於處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間的電 壓（或電流值），且該信號係輸入至電源1 6 8中，以便數值 化控制該由電源1 6 8施加至處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之 間的電壓（或電流值）。 接下來將說明由此電解加工裝置所進行的電解加工處 理。 首先，基板W (例如在第1 B圖中所示之基板W)在其表面 上係具有用以作為導體薄膜之銅薄膜6 (待處理部分），該 基板W係由基板固定座1 3 0所吸住且固定，且該電極頭1 3 8 係藉由樞轉臂1 4 6而移動至位在由基板固定座1 3 0所固持之 基板W之正上方的加工處理位置。接著，該電極頭1 3 8便藉 由用於垂直運動之馬達1 4 8的致動而降下，使得安裝在電 極頭1 3 8之電極部1 3 6之下表面上的離子交換器1 4 0可以與 該藉由基板固定座1 3 0所固持之基板W的上表面相接觸或接 近。 接著，將電能自電源1 6 8施加至處理電極1 3 2及饋電電 極1 3 4之間，同時控制電壓及電流之至少其中一者，並且 轉動基板固定座1 3 0及電極頭1 3 8。此外，樞轉該樞轉臂

314269.ptd 第44頁 1283196 五 14 6以 定 間 、發明說明（39) _ 水平地移動該電極頭138。在 座1 30上方來供應純水或超純水Μ日寸，便可由基板固 ，藉此將純水或超純水充^於7至/板績電極頭138之 1 34與基板W之間的空間中。阳α 里電極1 32及饋電電極 中所產生的氫離子或氫氧離子，^ =在離子交換器140 之導體薄膜（銅薄膜6 )來進彳干命^ σ 、’對形成在基板W上 ％仃电解加工虛 更詳細地說，純水或超純水係麫 中之催化反應的幫助而解離成节二;^由在離子交換器140 子com係會將銅薄膜6附近的^礼離子及氫離子。氫氧離 基，該氫氧基係與在基以轉變而變成氫氧 生的氫氣，可卩採用^益邑在饋電電極134所產 子父換溥膜162c，藉此便可以阻絕氫氣，並且可以 猎由1極部136的轉動所產生的純水或超純水的流動來將 虱氣清除至外界。 在加工處理之前或在加工處理期間，預加工處理形狀 數據或在加工處理期間的加工處理中的形狀數據、單元加 工處理形狀數據、以及處理電極與工件之相對運動的數據 ，輸入至數值控制器丨72中。電解加工處理係進行一段預 疋的時間，同時進行數值化控制：由基板固定座1 3 〇所固 持之基板w其藉由馬達（第一驅動部）丨42所轉動之旋轉速 度’藉由馬達（第二驅動部）1 5 4而由樞轉臂1 4 6之樞轉所造 成之電極頭1 3 8的水平移動速度；藉由馬達（第三驅動 ) 1 6 0所造成之電極頭1 3 8的旋轉速度；以及在基板W與電

314269.ptd 第45頁 1283196 五、發明說明（40) ' '----_ 極頭138之間的相對運動速度。在電解加 係在控制電流及電壓之至少其中一者的情^下來^ 理電f丄32及饋電電極134之間’料解加工處理；：產： 具有同精確形狀之經處理工件的所要形狀。 及饋t dVL處理期間，由電源1 68供應至處理電極1 32 此，該電量#可、間的電量係由電量監視器174所監視。因 π理日ί間相i L以精由將電源16 8所供應之電流值與加工 ί電^。^ # ’將該電量㈣加以決定出所使用之 ;;Α工卢進了 7段固定之加工處理時間的電解加工處理 pi的電、、* 係與供應於處理電極132及饋電電極1 34之 間的，肌^或電壓）有關。因此，加工處理量可以藉由監 及測董2罝而決定，當總電量已達預定值時，亦即達到處 理Π 間日夺’便結束該加工處理。藉由如此決定處理 的^束2間，利用處理量與電量之間的關聯性，且藉由監 視及測里在加工處理期間所供應的電量，便可生產且 南精確度形狀之經處理工件的所要形狀。 在兀成電解加工處理之後，便可中斷電源168，並且 停止基板固定座130與電極頭i 38的轉動，以及停止樞轉臂 146的枢轉。之後，便可將電極頭138升起，且將由基板固 定座130所固持之經處理過的工件傳送至下一個加工 流程。 依照此實施例’亦可選擇性地實施相對步進操作。因 此，用以轉動該固持基板w(工件）之基板固定座13〇的馬達 142係安裝在χ-γ平台（第四驅動部）178之上表面，立中該

1283196 五、發明說明（41) ^ X-Y平台（第四驅動部）178係具有可藉由馬達l75a之致動而 沿X方向移動之X平台1 76a以及可藉由馬達1 75b之致動而沿 y方向移動之Y平台176b。馬達175a、175b係可數值化控制 之伺服馬達，且其轉動角度及轉動速度係可以藉由數值控 制器1 7 2所輸出之信號來加以數值化控制。 以下將參考第2 5圖來說明用以實現步進操作之數值化 控制的一個實例。首先，如第23圖所示，先在χ_γ-ζ座標 系統中（其中該Ζ轴係垂直於作為基準面的χ_γ平面）測量出 預加工處理形狀之各個不同座標點以測量出工件在加工處 理之前的形狀，所測量之預加工處理形狀數據係輸入至數 值控制器1 7 2中。再者，針對預加工處理形狀之座標點 (X、y、ζ 〇，欲得到之加工處理後形狀的對應座標點（χ、 y、z D亦輸入至數值控制器i 72中。此外，單元處理形狀數 據（例如視電壓而疋之處理速率）以及工件面對處理電極期

間所經歷的時間數據，係事先或在任意時間輸入至數值斤 制器172中。 I 依照此實施例，便可根據輸入至數值控制器1 7 2中之 數據，而針對每一座標點來決定出在z方向上之加工處理 量z眞z y根據加工處理量z至z ^便可針對每一座標點來 決定出欲施加於處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間的電壓 (或電流值），且該信號係輸入至電源1 6 8中，以便在供廯 電能於處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間時，數值化控制兮 由電源1 6 8施加至處理電極1 3 2及饋電電極1 3 4之間的電壓< (或電流值）。

314269.ptd 第 47 頁 1283196 五、發明說明（42) -~~' ~- 該 依照此一實施例，例如在第1B圖中所示之美 基板w表面上係具有用以作為導# 土板w，在 IF為V體溥膜之銅薄膜^主 理部分），且該基板W係由基板固宗汁1 Ώ 7 、叭待處 土做固疋座1 3 〇所吸住且固宏 安裝在處理電極132上之離子交換器14〇係 口 ^觸 基政表面。接著’藉由將電能供應於 Ή二 電電極m之間’冑可以進行電解加工處理， ^及饋 (或電流）。 及轉動该電極頭138來控制電壓 2電解加X處理期間，步進操作係使基板 向上重複進行移動及停止的操作。針對此操作，如$戶^ 述，預加工處理形狀數據、所要形狀數據、單 =及工件極面對面時間數據，係事先輸入至數值控數^ 姦1 7 2中，藉此數值化控制：電極頭丨3 8藉由: 動；X-Y平台（第四驅動部）178藉由$遠17s、、、達 〇轉 符田雨違175a、175b之運 動「以及藉由電源168而施加至處理電極132 134之間的電壓（或電流）。因此，加工處理時間（亦 頭138面向該基板其欲進行電解加工處理之部位期間 過的時間）可藉由分別控制馬達1 60及χ_γ平台i 78之馬達$ 175a、175b來加以控制’藉此便可使電解加D工處理進行一 段預定的時間。在電解加工處理期間，供應於處理電極 132及饋電電極134之間的電壓（或電流）係加以數值化控 制’此電解加工處理係可生產出具有高精確度形狀之經處 理過基板的所要形狀。 該’’相對步進操作”在此係一種可使χ — γ平台及處理電

1283196 五、發明說明（43) 極1 3 2其中一者或兩者同時移動式 / 使得處理電極132可以在基板订目對運動之操作， 以及停止。 垔複進订一定距離的移動 第2 6圖係顯示依照本發明又另一— 置。該電解加工裝置在基板固定座7細^列之電解加工裝 環狀接點固持板180。複數個作為 ，=周，具有 接點182,係以一定的間距安裝；；=之匕内突伸的 外，電極頭138係具有處理電極18 、板上。此 施例中所使用的電極部i 3 6，該處 乂代在第2 2圖之貫 接至雷、、眉1 r μ W^ yL , 钱點清電電極）1 8 2係連 相同電源168的陰極，其他的結構則與第22圖所示之裝置 依照此實施例，當基板W由基柘㈤〜 接點（饋電電極）182便會與作為130所/持時， 觸，其中該銅薄膜6係沉積在基^之理/而料之銅薄膜6相接 一 土双表面上， 篦1 r m解加工處理係以相同於前述 u斤 先將電極頭138降下，然後由電源腿加電能 f理電極18換接點（饋電電極）182之間，同時數值化控 拉至^一電壓或電流值，在此同時，基板固定座13〇及電 "項1 3 8係轉動，且该樞轉臂1 4 6係樞轉以水平地移動該電 °員1 3 8 ’或者该電極頭1 3 8係轉動的，且由基板固定座 3 0所固持之基板w係經由X— γ平台1 7 8而重複進行移動及停 止操作，亦即進行步進運動。在此同時，純水或超純水係 由純水噴嘴1 70而供應至基板w與處理電極1 84之間。如

1283196 五、發明說明（44) 此，便可以進行基板W之導電薄膜（銅薄膜6 )的電解加工處 理。 在進行電解加工處理之前，與先前之實施例一樣，預 加工處理形狀數據、所要形狀數據、單元處理數據等係先 輸入至數值控制器1 7 2中，以便控制加工處理時間，亦即 控制基板W與處理電極1 8 4位在彼此面對位置期間所經過的 時間，使得在預定時間（駐留時間）内發生電解加工處理現 象，且同時數值化控制施加於處理電極1 8 4及接點（饋電電 極）1 8 2之間的電壓（或電流）。在此控制下所進行之電解加 工處理，係可以生產出具有高精確度形狀之經處理過基板 W的所要形狀。 施加於處理電極1 8 4及接點（饋電電極）1 8 2之間的電壓 控制係可利用以下的原理，亦即，當電壓增加時，流經處 理電極及饋電電極之間的電流便會變大，且處理速率亦會 等比例地變快，且反之亦然。 工件之形狀測量，不僅可以在加工處理之前來進行， 且亦可以在加工處理期間的任何時間内進行任意次數的測 量，因為這樣的關係，將會造成實際加工處理時間與預定 加工處理時間不相符，而時間差會導致所形成之經處理工 件之形狀的形狀精確度下降。藉由儘可能進行多次工件之 加工處理中的測量操作，便可以消除或降低此精確度的降 低。因此，增加加工處理中之測量次數係可以加強加工處 理的精確度。 依照上述的實施例，依照預定之加工處理時間以及對

314269.ptd 第50頁 1283196 五、發明說明（45) 應於加工處理前之工件形狀與加工處理後所要形狀之間的 座標差值或者對應於加工處理期間之工件形狀與加工處理 後所要形狀之間的座標差值的加工處理量係決定了電流值 數據或電壓值數據，而該電流數據（電壓值數據）係輸入至 數值控制器中。根據所輸入之數據，數值控制器便可數值 化控制由電源供應於處理電極及饋電電極之間的電流（或 電壓），如此控制之加工處理便可生產出具有高形狀精確 度之加工處理後之工件的所要形狀。 雖然本發明之特定實施例已顯示及詳細說明如上，然 而，應瞭解的是，在不違背後附申請專利範圍之範疇的情 況下，上述實施例仍可具有許多的修飾及變化。 產業可利用性 本申請案係根據2 0 0 2年2月2 1曰申請之國際專利申請 卩(：丁/忭0 2 / 0 1 545號，其全文内容在此援引為參考。 本發明係關於一種電解加工裝置及方法，尤其係關於 一種用以處理存在於基板（尤其係半導體晶圓）表面上之導 電材料，或者係清除附著在基板表面上之雜質的電解加工 裝置及方法。

314269.ptd 第51頁 1283196 圖式簡單說明 [圖式之簡單說明] 第1 A至第1 C圖係示意圖，其中依照步驟順序顯示形成 銅互連線的實例； 第2圖係示意圖，其中顯示利用離子交換器來進行電 解加工處理的原理； 第3A至第3D圖係示意圖，其中顯示在經控制之固定電 流的條件下，所進行之電解加工處理中之處理速率變化的 情況； 第4圖係圖表，其中顯示在經控制之固定電流條件下 所進行之電解加工處理中所供應的電壓隨時間改變的情 況； 第5A至第5D圖係示意圖，其中顯示在經控制之固定電 壓條件下所進行之電解加工處理中處理速率改變的情況； 第6圖係圖表，其中顯示在經控制之固定電壓條件下 所進行之電解加工處理中的電流隨時間改變的情況； 第7圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明之實 施例的電解加工裝置； 第8圖係第7圖之裝置的平面圖； 第9圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流的實例； 第1 0圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流的另一實例； 第1 1圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流之又另一實例；

314269.ptd 第52頁 1283196 圖式簡單說明 第1 2圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流再另一實例； 第1 3圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流又再另一實例； 第1 4圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流又另一實例； 第1 5圖係圖表，其中顯示供應至處理電極與饋電電極 之間的電壓與電流再另一實例； 第1 6圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明之另 一實施例的電解加工裝置； 第1 7圖係第1 6圖之裝置的平面視圖； 第1 8圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明之又 另一實施例的電解加工裝置； 第1 9圖係第1 8圖之裝置的平面視圖； 第2 0圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明之再 另一實施例的電解加工裝置； 第21圖係第20圖之裝置的平面視圖； 第2 2圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明又另 一實施例的電解加工裝置； 第2 3圖係示意圖，其中顯示工件之預加工處理形狀與 加工處理後所要形狀之間的關係； 第2 4圖係方塊圖，其中顯示藉由第2 2圖之電解加工裝 置所進行之數值控制的實例； 第2 5圖係方塊圖，其中顯示藉由第2 2圖之電解加工裝

314269.ptd 第53頁 1283196 圖式簡單說明 置所進行之數值控制的另一個實例；以及 第2 6圖係縱向截面正視圖，其中顯示依照本發明又另 一實施例的電解加工裝置。 1 半導體基部 1 a 導電層 2 絕緣薄膜 3 接觸孔洞 4 溝渠 5 阻障層 6 銅薄膜 7 種子層 10 工件 10a 原子 12a、 12b、 56、 140、 148 離子交換器 14、 50、 132、 184 處理電極 16〜 52、 134 饋電電極 17^ 80^ 168 電源 18 液體 19 液體供應部 20 水分子 22 氫氧離子 24 氫離子 26 反應產物 36^ 36b、 36d、 36e 電解加工裝置 44 - 86> 146 樞轉臂 46> 48^ 1 3 0基板固定座 1 3 6電極部 48a 穿孔 5 6a、 56b 陽離子交換纖維 56c 60> 陽離子交換薄膜 64、 68、 142、 148、 154、 160、 175a、 175b 馬達

314269.ptd 第54頁 1283196 圖式簡單說明 62' 150 滾珠螺桿 66 樞轉軸桿 70' 160 中空馬達 72 純水供應管 74、 170 純水喷嘴 76 電極板 78 集電環 84、92 再生部 88 再生頭 94 再生貯槽 100 控制器 102 電流量積算器 138 電極頭 144 馬達軸桿 152 中空轉動軸桿 156 同步皮帶 162a、 162b、 162c 陽離子交換層 (層疊層） 172 數值控制器 174 電量監視器 178 X - Y平台 178a X平台 178b Y平台 180 接點固持板 d 距離 0 1、0 2轉動中心 V1-V8 固定電壓 Zl、Z2加工處理量 182 接點（饋電電極） 11-14 固定電流 11 -11 7 時間 W 基板

314269.ptd 第55頁

Claims (1)

1. 案號 91135927 年月 曰 修正 頬讀委員明示，本素修正孩是畏^旻原實黧㈣感 六、申請專利範圍 1. 一種電解加工裝置，包括： 處理電極，可以靠近或與工件相接觸； 饋電電極，係用以將電力饋給至該工件； 離子交換器，係設置在該工件與該處理電極之間 的空間以及該工件與該饋電電極之間之空間的至少其 中一個空間中； 流體供應部，係用以將流體供應至該工件與該處 理電極及該饋電電極之至少其中一個之間的空間中， 其中該空間中係存在有該離子交換器；以及 電源，係在任意控制電壓或電流之至少其中一者 以供應電能至該處理電極與該饋電電極之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電解加工裝置，其中，該 電源係供應固定電壓於該處理電極與該饋電電極之 間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之電解加工裝置，其中，該 電源係在電壓及電流之至少其中一者隨時間而改變的 情況下，供應電能至該處理電極與該饋電電極之間。 4. 如申請專利範圍第1項所述之電解加工裝置，其中，該 電源係供應具有連續變化值之固定電壓或固定電流至 該處理電極與該饋電電極之間。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電解加工裝置，其中，該 電源係依序供應固定電流及固定電壓至該處理電極與 該饋電電極之間。 6.如申請專利範圍第1項所述之電解加工裝置，其中，該 I

   3]4269修正版.咪 第56頁 1283196 . _案號91135927 _年彡月丨日 修正_ 六、申請專利範圍 電源係先供應具有連續變化值之固定電流，然後再供 應具有連續變化值之固定電壓至該處理電極與該饋電 電極之間。 7. —種電解加工方法，包括： 提供處理電極、饋電電極以及離子交換器，其中 該離子交換器係設置在工件與該處理電極之間之空間 與該工件與該饋電電極之間之空間的至少其中一個空 間中； 使該處理電極靠近或接觸該工件，同時由該饋電 電極饋給電力至該工件； 供應流體至該工件與該處理電極與該饋電電極之 至少其中一個之間的空間中，其中有該空間中係存在 有該離子交換器；以及 在任意控制電壓或電流之至少其中一者的情況 下，供應電能至該處理電極與該饋電電極之間。 8. 如申請專利範圍第7項所述之電解加工方法，其中，固 定電壓係供應於該處理電極與該饋電電極之間。 9. 如申請專利範圍第7項所述之電解加工方法，其中，該 電源係在電壓及電流之至少其中一者隨時間變化的情 況下，施加電能至該處理電極與該饋電電極之間。 1 0 .如申請專利範圍第7項所述之電解加工方法，其中，該 電源係施加具有連續變化值之固定電壓或電流至該處 理電極與該饋電電極之間。 1 1 .如申請專利範圍第7項所述之電解加工方法，其中，該

   314269修正版.ptc 第57頁 1283196 修正 六、申請專利範圍 電源係依序 該饋電電極 1 2 . —種電解加 處理電 饋電電 離子交 的空間以及 中一個空間 流體供 理電極及該 其中該空間 電量積 饋電電極之 1 3 . —種電解加 提供處 該離子交換 與該工件與 間中； 使該處 電極饋給電 供應流 至少其中一 該離子交換 測量供 案號 91135927 施加固定電流及固定電壓於該處理電極與 之間。 工裝置，包括： 極，可以靠近或與工件相接觸； 極，係用以將電力饋給至該工件； 換器，係設置在該工件與該處理電極之間 該工件與該饋電電極之間之空間的至少其 中； 應部，係用以將流體供應至該工件與該處 饋電電極之至少其中一個之間的空間中， 中係存在有該離子交換器；以及 算器，係用以測量供應於該處理電極與該 間的總電量。 工方法，包括： 理電極、饋電電極以及離子交換器，其中 器係設置在工件與該處理電極之間之空間 該饋電電極之間之空間的至少其中一個空 理電極靠近或接觸該工件，同時由該饋電 力至該工件； 體至該工件與該處理電極及該饋電電極之 個之間的空間中，其中該空間中係存在有 器；以及 應於該處理電極與該饋電電極之間的總電

   3]4269修正版挪 第58頁 1283196 _案號 91135927 押年&月7曰 修正_ 六、申請專利範圍 量，並且根據所測得之總電量來偵測出該工件之加工 處理進程及/或加工處理的結束時間。 14.一種電解加工裝置，包括： 固定座，係可抑卸自如地固持工件； 處理電極，係可靠近或接觸該由該固定座所固持 之工件； 饋電電極，係用以饋給電力至該由該固定座所固 持之工件； 離子交換器，係設置在該工件與該處理電極之間 之空間及該工件與該饋電電極之間之空間的至少其中 一個空間中； 流體供應部5係用以將流體供應至該工件與該處 理電極及該饋電電極之至少其中一個之間的空間中， 其中該空間中係存在有該離子交換器； 電源，係在控制電壓及電流之至少其中一者的情 況下，供應電能至該處理電極與該饋電電極之間； 驅動部，係用以使該由該固定座所固持之工件與 該處理電極產生相對運動；以及 數值控制器，係對該驅動部以及該電源進行數值 控制。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之電解加工裝置，復包含 電量監視器以監視及測量在加工處理進行期間的電 量。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之電解加工裝置，其中，

   314269修正版.ptc 第59頁 1283196 n a _案號91135927 6/斗年心月/日 修正_ 六、申請專利範圍 該數值控制器係根據該工件在加工處理之前所測得之 形狀的座標數據與該工件在加工處理後所想要形成之 形狀的座標數據之間的座標差值來控制該電源。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項所述之電解加工裝置，其中， 該數值控制器係根據該工件在加工處理期間所測得之 形狀的座標數據與該工件加工處理後所想要形成之形 狀的座標數據之間的座標差值來控制該電源。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項所述之電解加工裝置，其中， 該數值控制器係根據在該電量監視器中所測得之電量 值來決定加工處理的結束時間。 1 9 . 一種電解加工方法，包括： 提供處理電極、饋電電極以及離子交換器，其中 該離子交換器係設置在由固定座所固持之工件與該處 理電極之間之空間與該工件及該饋電電極之間之空間 的至少其中一個空間中； 使該處理電極靠近或接觸該由該固定座所固持之 工件，同時由該饋電電極饋給電力至該工件； 供應流體至該工件與該處理電極及該饋電電極之 至少其中一個之間的空間中，其中該空間中係存在有 該離子交換器； 供應電能於該處理電極與該饋電電極之間，同時 藉由數值控制器來數值化控制電壓及電流之至少其中 一者；以及 使該由該固定座所固持之工件與該處理電極產生

   3]4269修正版挪 第60頁 1283196 修正 六、申請專利範圍 相對運動， 動。 2 0 .如申請專利 在力。工 將所測 理之後所想 中；以及 在依照 制電壓及電 該處理電極 2 1 .如申請專利 在力口工 將所測 理之後所想 中；以及 在依照 制電壓及電 該處理電極 案號 91135927 同時藉由該數值控制器數值化控制該運 範圍第1 9項所述之電解加工方法，包括： 處理之前先測量該工件之形狀； 得之形狀的座標數據以及該工件在加工處 要之形狀的座標數據輸入至該數值控制器 測得形狀與所要形狀之間的座標差值而控 流之至少其中一者的情況下，供應電能至 與該饋電電極之間。 範圍第1 9項所述之電解加工方法，包括： 處理進行期間測量該工件之形狀； 得之形狀的座標數據以及該工件在加工處 要之形狀的座標數據輸入至該數值控制器 測得形狀與所要形狀之間的座標差值而控 流之至少其中一者的情況下，供應電能至 與該饋電電極之間。

   3]4269修正版.ptc 第61頁