TWI701360B

TWI701360B - 電流金屬沉積之方法

Info

Publication number: TWI701360B
Application number: TW105139888A
Authority: TW
Inventors: 瑞維恩豪; 維克貝基
Original assignee: 德商德國艾托特克公司
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2020-08-11
Also published as: PT3384071T; EP3176288A1; KR102166198B1; JP6713536B2; WO2017093382A1; US20180265999A1; EP3384071B1; EP3384071A1; CN108138347B; KR20180086243A; CN108138347A; US10407788B2; JP2018536095A; TW201728788A

Abstract

本發明係關於一種使用陽極及電解質用於基板之電流金屬沉積的方法，其中將局部受限電解質流自複數個電解質噴嘴中之每一者引向待處理之基板表面的一部分，其中在沉積期間，在該基板與該電解質流之間進行相對移動，其特徵在於沿第一路徑進行第一移動，其中至少沿該第一路徑之一部分，沿第二路徑進行第二移動，其中該第一移動及該第二移動各自為該電解質流與該基板之間的相對移動。此外，本發明係關於一種基板固持器接收設備及電化學處理設備。

Description

電流金屬沉積之方法

本發明係關於一種用於基板之電化學處理的方法，即基板上之電流金屬沉積。此外，本發明係關於一種基板固持器接收設備及電化學處理設備。

在許多電化學方法中，尤其在電流金屬沉積中，基板係藉由使用電解質流將金屬離子引至該基板而處理。通常，電荷由電解質中之離子運載，且使基板電連接以向該方法供應電子。電解質流之化學、液壓及幾何特性確定引至基板，且特定而言引至基板之某些區域的離子量。在典型方法中，處理強度係視到達基板上某一位置之離子的量而定。在許多電化學方法中，需要均勻處理。為了達成此處理，需要將相同量之離子引至基板之各點。通常，使用至少一個使電解質穿過之噴嘴將電解質引導至基板。此導致噴嘴及因此電解質流所引至的基板點處之較高處理強度。在電流金屬沉積方法之情況下，此導致該等點處之致使塗層不均勻的較大塗層厚度。此外，電解質流不均勻。因此，亦自此事實產生不均勻性。在現有技術水平中，考慮到由將此流引向基板之至少一個噴嘴引起的濃度效應，通常選擇陽極與基板之間的最大可能距離，以使跨越該距離之電解質流均勻化。此提供可用產物，然而該等產物為可改良的。為此目的，在現有技術水平中，已知其中基板相對於噴嘴移動之方法，進行該等方法以使基板之處理均勻化。此等移動呈整個基板圍繞基板之固定點作圓形移動而進行。此已知方法之不足之處在於，仍非常不均勻之塗層厚度產生圍繞其進行圓形移動之固定點的區域。

本發明之目標 鑒於現有技術，因此本發明之目標為提供一種產生更均勻產物之改良的電化學方法。本發明之標的物為一種如技術方案1中所陳述的用於基板之電化學處理的方法。根據本發明，沿第一路徑進行第一移動。此移動沿基板表面進行。除第一移動外，沿第一路徑進行沿第二路徑之第二移動。因此，進行基板與電解質流之整體相對移動，其係藉由由沿基板表面之第一與第二路徑的總和產生之所得路徑而確定。簡而言之，第二移動與第一移動相加以形成所得移動，該移動在電解質流及基板表面之間為相對的。第一移動及第二移動可藉由獨立移動單元進行，但較佳使用可電控之單一移動單元以在控制中使第一與第二路徑相加。第一與第二移動之總和在幾何學上進行，但其不一定必須在時間上同時進行，然而此亦為可能的。第一與第二移動為基板與電解質流之間的相對移動。電解質流與基板之間此種類型之相對移動的優點在於，沉積可以較分佈之方式進行，該方式隨後產生塗層厚度之較佳均勻性。若第一移動及第二移動之路徑的進行使所得路徑自身重疊，則此為可能的，但若所得路徑自身不重疊，則此亦為可能的，此係因為局部受限電解質流之處理區域寬於基板固持器與電解質流之間的相對移動沿其進行之理論所得路徑。因此，處理區域可在無重疊所得路徑的情況下重疊。

較佳使用複數個局部受限電解質流進行如上文所描述之方法。隨後，較佳根據如上文所描述之方法使用局部受限電解質流之一來處理基板表面之指定部分。基板表面之指定部分較佳覆蓋基板表面之大部分，且更佳覆蓋整個基板表面，其中較佳地，指定部分之間的間隙並不存在於基板表面上。較佳地，基板表面之指定部分的處理係與複數個局部受限電解質流同時進行。複數個局部受限電解質流可例如由多個噴嘴產生，該等噴嘴與局部受限電解質流之數目相對應。一種噴嘴板作為第一裝置元件揭示於WO 2014/095356中，就此而言其應包括於本專利申請案中。較佳地，揭示一種用於在基板上進行垂直電流金屬(較佳為銅)沉積之裝置，其中裝置包含至少一第一裝置元件及第二裝置元件，其以垂直方式彼此平行配置，其中第一裝置元件包含至少一具有複數個貫穿管道之第一陽極元件及至少一具有複數個貫穿管道之第一載體元件，其中該至少第一陽極元件及該至少第一載體元件彼此緊緊連接；且其中第二裝置元件包含適於接收待處理之至少一第一基板的至少一第一基板固持器，其中該至少第一基板固持器在接收待處理之至少第一基板後，沿其外部框架至少部分地將其包圍；且其中至少第一裝置元件之第一陽極元件與第二裝置元件之至少第一基板固持器之間的距離在2至15 mm範圍內；其中第一裝置元件之第一載體元件的複數個貫穿管道以直線形式穿過第一載體元件，該等直線之角度相關於載體元件表面上之垂線介於10°與60°之間。較佳地，噴嘴之配置使得整個基板可由局部受限電解質流覆蓋。較佳地，噴嘴之配置具有與基板之輪廓相對應的輪廓。較佳地，基板表面之電解質流的流動速度自基板中部至基板邊界而得到提高。為了達成此描述，可在基板邊界附近應用較低噴嘴密度。較佳地，第一路徑之圓周與基板表面之指定部分的形狀相對應。較佳地，基板之指定部分的形狀使得表面可由其，例如由矩形、方形、六角形或三角形完全覆蓋。亦有可能用不同形狀之指定部分覆蓋基板表面，但其方式為不同指定部分共同完全覆蓋表面。關於此之實例通常在數學中為已知的或用於平鋪表面。較佳地，第一路徑之形狀不同於第二路徑之形狀。以此方式，第一路徑可適於基板之輪廓，而第二路徑可適於與一或多個其他第二路徑充分重疊以產生良好均勻性。舉例而言，此係關於第二路徑之形狀及尺寸。較佳地，本方法用於電化學處理設備。在此種電化學處理設備中，產生電解質流之噴嘴與基板之間的距離較佳在10 mm與25 mm之間，最佳為17.5 ± 2.5 mm。相較於常見電化學處理設備中之距離，此距離短得多。較佳地，每個基板具有許多小噴嘴，例如至少在部分基板中或在整個基板中每10 cm² 約一個噴嘴。另外或或者，噴嘴與基板之間的距離可為兩個相鄰噴嘴之間距離的三分之一至三倍。較佳地，噴嘴在其朝向基板之端部處具有約1 mm之直徑。相較於噴嘴與基板之間距離通常大得多的常見電解處理，此等條件導致基板上處理強度之更加不均勻及近似點狀的分佈。在來自噴嘴之流體擊中基板之擊中點處，因為直到那時無一者已用完，所以電解質之原始成分的濃度最高，導致與未由流體直接擊中之基板表面的其他部分相比不同之處理條件。此外，除成分濃度外的其他處理條件可導致不連續效應。舉例而言，在基板表面上近似點狀擊中區域中，來自一個噴嘴之流體的流體速度及/或壓力分佈可為不均勻的，其導致在不應用其他措施之情況下此點處的不均勻塗層厚度。此效應亦由本方法撫平。基板可小於由來自噴嘴之電解質流所覆蓋的區域。因此，可分別提供較普遍之方法及設備。較佳地，噴嘴係以傾斜方式引向基板。較佳地，電解質以30至40 l/min之體積流動速率流向尺寸為約400 × 600 mm或約500 × 500 mm之典型基板。較佳沿水平流動方向將電解質流引向基板。流速較佳在20與35 m/s之間。較佳使用約800毫巴之壓力將電解質按壓穿過噴嘴。較佳地，在經組態以進行本方法之設備中，可自兩個相對側處理基板。隨後，針對基板兩側之處理，進行一次第一移動及一次第二移動便足夠了。隨後，較佳地，將相關電解質流引向基板之各相對側。電解質流具有不同方向，較佳具有相對方向以到達基板之相對側。較佳地，電解質流具有彼此固定之位置。較佳地，電解質流為連續的。較佳使用具有至少一個貫穿管道之陽極，其用於處理基板固持器中之基板。較佳地，基板固持器在基板之圓周處將其包圍。較佳地，自噴嘴至基板表面之電解質流的長度小於基板表面之較大尺寸，且更佳地，電解質流之長度小於基板表面之較大尺寸的1/10。以此方式，陽極與基板表面指定部分之間儘可能短的距離有利地導致進行處理方法之位置的高精確度。此亦可幫助改良塗層厚度之均勻性。在本方法之一實施例中，沿第一路徑進行多於一次第二移動。以此方式，第二移動之執行比第一移動頻繁。因此，有可能界定由第一移動處理之區域以及用第二移動處理之細節。在另一實施例中，第一次執行第二移動之第二路徑與第二次執行第二移動之第二路徑重疊，其中較佳地，所有第二路徑均與至少一個其他第二路徑重疊。此種類型之電解質流與基板之間的相對移動之優點在於，基板表面上的一個單一位置可在第一移動期間得到多於一次處理，此係因為該位置可受到第二移動之不同執行的撞擊。對於基板上的許多位置，此可成立。以此方式，可達成塗層厚度之良好均勻性及表面之完整覆蓋度的良好安全性。較佳地，基板表面之許多經處理的區域相互重疊，其中該經處理之區域包含複數個經處理之單一位置，此係由於以下事實：經處理之區域中所得路徑之部分與相鄰經處理之區域中所得路徑之其他部分交叉。相較於彼此毗鄰而無重疊之經處理的區域，此為較佳的。在後一情況中，始終存在經處理的區域之間出現間隙之風險。較佳地，由第一路徑覆蓋之距離短於藉由沿第一路徑之一個單次執行而執行第二路徑所覆蓋的距離。隨後，所得路徑之主要部分係由執行第二移動而產生。較佳地，所得路徑之顯著部分或近似全部所得路徑係在所得路徑之不同部分自身交叉的單一位置執行。因為較佳地第二移動之執行次數多於第一移動，且/或其彼此之執行距離小於其自身尺寸，所以其彼此交叉許多次。上述措施改良塗層厚度之均勻性。較佳地，由執行第二移動所覆蓋之距離比由第一移動之一個單次執行中的第一移動所覆蓋之距離至少長五倍。在另一實施例中，第一移動為非連續的，其中第二移動在第一移動停止時進行。非連續意指沿順著第一路徑之第一移動，存在第一移動具有速度之時候以及第一移動停止，即其不具有速度之其他時候。較佳地，第二移動未停止時的第二移動之平均速度大於第一移動未停止時的第一移動。在另一實施例中，第一路徑包含停止點，第一移動在該等停止點處停止，且隨後第二移動在該等停止點處進行，其中停止點較佳以幾何圖案配置。圖案可為陣列狀柵格，但亦有可能圖案具有另一基礎幾何構型，例如覆蓋有多角形元件之區域中的邊緣點，或例如包含兩種或多於兩種不同幾何元件之較複雜的鑲嵌結構，或其甚至可為不規則基礎圖案。關鍵點在於，將停止點配置於使其可能以按均勻方式對基板表面進行最終處理之方式來進行第二移動之位置。第二移動之形狀及尺寸可適於圖案之形狀及第一移動之停止點，以達成此目標。較佳使用在停止點之間具有規律間隔之圖案。尤其在此情況下，較佳在所有執行中始終使用相同第二移動，但亦有可能使不同第二移動適應特殊類型之圖案。較佳地，兩個相鄰停止點之間的距離小於或等於沿連接兩個停止點之方向的兩個相鄰噴嘴之距離。隨後，由圖案覆蓋之基板表面的指定部分配合於兩個噴嘴之間，使得除此等基板表面之指定部分之間的可能重疊外，各噴嘴可處理其基板表面之指定部分。對於第一移動，亦有可能具有由停止點組成之基礎圖案，其中沿路徑得到其他停止點，其位於基礎圖案之停止點之間。以此方式，使用描述於本專利申請案中之方法改良處理為可能的，該改良導致塗層厚度之較佳均勻性，該塗層厚度之較佳均勻性可理解為歸因於較大量之重疊及更高度分佈之處理方法，且其亦已經實驗證實。其優點在於，可使用相同基礎圖案來獲得較佳結果。舉例而言，可在基礎圖案之兩個停止點之間的中部添加額外停止點，但亦有可能在基礎圖案之兩個停止點之間及/或在其間的其他位置使用多於一個額外停止點。較佳地，第一移動呈兩個停止點之間的線性移動形式而進行。此為進行第一移動之簡單及易於預測之方式。較佳地，在第一移動之一個單次執行期間，未多於一次地到達第一移動中之柵格點。以此方式，達成停止點所在之區域的均勻覆蓋度。由此，均勻性得到改良。亦可在第一移動未停止時，但在第一移動及第二移動同時進行時使用圖案以進行第二移動。隨後，圖案之停止點可充當例如隨後第二移動之開始點。在另一實施例中，幾何圖案包含具有列與行之陣列，其中停止點配置於列與行之交叉點處，其中列之數目較佳大於2，較佳為3、4、5或6，其中行之數目較佳大於2，較佳為3、4、5或6，其中行與列之數目較佳為相同的，使得停止點之數目為4、9、16、25或36，其中柵格為方形柵格。柵格之形狀較佳與基板之指定部分的形狀相對應，該指定部分由此可為方形。使用停止點之此種柵格類型，已藉由實驗發現良好結果。較佳地，柵格具有停止點之間的恆定距離。在另一實施例中，第一移動在非位於圖案之邊界處的停止點開始。考慮到塗層厚度之不均質性，基板表面之指定部分的邊界區域較敏感，此係因為與相鄰指定部分之重疊未藉由相同電解質流而進行。然而，沉積方法之開始可能尚未與方法中之後續同樣穩定，因此在沉積方法之開始點處易於導致不均勻性。為了儘可能地改良塗層厚度之均勻性，宜避免加入來自如此段落中上文所提及之兩種來源的兩種可能的不均勻性。在另一實施例中，第一移動之圖案的外部輪廓類似於待處理之基板表面的外部輪廓。在此上下文中，輪廓意指基板之外部邊界。較佳地，本方法用於有角基板，尤其矩形基板。隨後，圖案亦可為矩形形狀。隨後，矩形基板之邊緣係藉由圖案邊緣處之處理及相應的第二移動而充分覆蓋。對於其他有角或圓形輪廓及圖案，相同結果亦分別成立。在另一實施例中，第二移動之路徑為閉合曲線，較佳為圓形、橢圓形、矩形或方形或者多角形曲線，其中較佳地，閉合曲線之最大尺寸在2與80 mm之間，較佳在20與40 mm之間。有利地，在閉合曲線中，單次執行之終止點可用作下一執行之開始點。因此其可易於重複。較佳地，在第一移動之各停止點處進行一次閉合曲線。較佳地，第二移動以相同速度進行。此外，較佳地，所有第一移動以相同速度進行。第一移動之速度與第二移動之速度亦可為相同的。在本發明之另一實施例中，第一移動及第二移動為基本上在相同平面內之基板的平移。在此上下文中，短語「基本上在相同平面內之基板的平移」較佳意指在第一移動之開始點處，基板沿貫穿基板表面之平面移動，其中在移動期間，移動基板之相應表面自該平面偏離小於5 mm、更佳小於3 mm、甚至更佳小於1 mm。根據另一實施例，第一移動之路徑及第二移動之路徑各自包含至少一基本上直線或曲線，其中該曲線為封閉的且選自圓形或橢圓形曲線，且其中該基本上直線提供之長度為至少5 mm，如5 mm；更佳至少1 cm，如1 cm；甚至更佳至少3 cm，如3 cm。在此上下文中，短語「基本上直線」係指自虛擬直線偏離小於10%、更佳小於7%、甚至更佳小於5%之線。此種百分比係基於該線與虛擬直線之間的最高距離相對於該基本直線之長度而計算，其中虛擬直線經配置以提供儘可能低的此種最高距離。自然地，基本上直線與虛擬直線之間的此種距離係垂直於虛擬直線量測。在其他實施例中，介於至少一個、更佳至少兩個、甚至更佳至少三個、最佳至少四個停止點對之間的第一移動之路徑係由基本上直線組成。在此上下文中，短語「停止點對」係指第一移動之兩個後續停止點。根據其他實施例，介於兩個後續點之間的第一移動之路徑包含、較佳由基本上直線組成，且第二移動之路徑包含、較佳由螺旋形、圓形或橢圓形曲線組成，更佳由圓形或橢圓形曲線組成，甚至更佳由圓形曲線組成。在另一實施例中，在已進行所有第一移動及第二移動後，噴嘴與基板之相對位置與第一移動及第二移動之開始時相同或與相鄰相對位置相同。此特徵之優點在於，進行第一移動及第二移動之方法可以相同方式且在基板表面上之相同位置處重複。較佳地，第一移動及第二移動執行之多於一個週期係在基板表面上的相同位置上進行。在另一實施例中，第一移動及第二移動係藉由在預定時間段之起點開始而進行，其中最後之移動在預定時間終止時終止，其中重複第一移動及第二移動之執行，且當時間段到期時，在所有沿第一路徑之第一移動及第二移動之執行終止時終止。亦有可能在對稱點處終止電鍍循環，其中並非到達所有沿第一路徑之停止點，但已藉由本方法而到達之停止點以規律的方式分佈於圖案上，其較佳與終止對稱點對稱。因為已藉由本方法而到達之停止點與已處理之區域相關，所以較佳在停止點處，即開始對稱點處開始，自其可在終止對稱點處終止本方法，使得經處理之區域與終止對稱點對稱。較佳地，開始對稱點及終止對稱點為相同或相鄰停止點。為了在固定時間段內進行沉積方法，亦或可能調整第一及/或第二移動之速度。隨後較佳地，在週期之執行開始前計算速度。進行移動之典型時間段可為約300秒。在另一實施例中，第一移動及第二移動在基板上之一點處開始，基板上待處理之區域與此開始對稱點對稱。始於此種開始對稱點有助於均勻覆蓋整個基板表面之可能性。移動可在終止對稱點處終止，已處理之對象的區域與該點對稱。隨後，處理在產物塗層尤其均勻之情況下終止。在另一實施例中，使用基板固持器接收設備進行本方法，該設備用於在基板固持器之預定位置中沿基板固持器夾持方向夾持基板固持器且釋放基板固持器，其包含至少一個用於基板固持器之機械對準及電接觸的基板固持器連接裝置，其中基板固持器連接裝置包含用於使基板固持器與基板固持器連接裝置沿對準方向對準之獨立基板固持器對準裝置，及用於電接觸基板固持器之獨立基板固持器接觸裝置。在本發明之另一態樣中，提出一種基板固持器接收設備，其用於在基板固持器之預定位置中沿基板固持器夾持方向夾持基板固持器且釋放基板固持器，其包含至少一個用於基板固持器之機械對準及電接觸的基板固持器連接裝置，其中基板固持器連接裝置包含用於使基板固持器與基板固持器連接裝置沿對準方向對準之獨立基板固持器對準裝置，及用於電接觸基板固持器之獨立基板固持器接觸裝置，其特徵在於設備經使用及/或經組態以進行如前述技術方案中任一者之方法之一。此種基板固持器接收設備尤其適於進行如上文所描述之方法。因為上文已提出之噴嘴與基板之間的較小距離，所以較佳具有精確接收設備以使不均勻性降至最低，該不均勻性可能因接收位置中之容差或基板之不穩固的固定而出現。在本發明之另一態樣中，提出一種用於處理在電解液中充當陰極之基板的電化學處理設備，其中電化學處理設備包含陽極及如上文所述之基板固持器接收設備，其中將陽極之活性表面在操作中引向基板，其中陽極與基板之距離小於25 mm，且較佳小於17.5 mm。此種電化學處理設備之優點在於，藉由基板與陽極之間的較小距離，可達成極有效且快速之處理。如上文所提及之基板固持器接收設備已描述於相同申請人之先前歐洲專利申請案第EP 15179883.2號中。對於基板固持器接收設備及電化學處理設備而言，此申請案應整合至本專利申請案中。若干實驗已使用根據本發明之方法而進行。結果在下頁展示於以下表格中。關鍵結果指示於名為NU (不均勻性)之行中，其以百分比為單位，其中NU定義為：

電鍍設備之相同配置已用於所有實驗。僅已改變可調節參數。實驗已使用能夠電鍍相同基板之兩側的設備進行，其中側面命名為側A及側B。點(pt)之數目意指第一路徑中停止點之數目。間距意指第一移動之停止點之間的距離，其與第二移動之位置移動相對應。若指示兩個間距，則實驗已進行兩次，其使用不同間距且產生不同NU結果。表格：根據本發明之方法的實驗及根據已知現有技術之一個比較實例.

圖1顯示所得路徑12之示意性圖示，該路徑為使第一移動之第一路徑1與第二移動之第二路徑2相加之結果。第一移動沿以虛線描繪之第一路徑1進行。在其執行期間，第一路徑1穿過九個停止點SP1至SP9。停止點SP1至SP9由第一路徑以其編號之順序穿過。因此，第一移動之圖案10係由停止點SP1至SP9組成。在圖1中，停止點SP1至SP9經配置為三列與三行。第一路徑1之執行在停止點SP1處開始。停止點SP1配置於其他停止點SP2至SP9之中部。隨後，第一路徑1行進至配置於圖案10之周邊的停止點SP2至SP9。亦有可能自停止點SP1開始，隨後繼續至停止點SP9、SP8、SP7等，以此次序直至到達SP2。作為最終步驟，且路徑再次返回至停止點SP1，使得就第一路徑1而言建立封閉迴路。所有停止點SP1至SP9沿行或列之方向與其相鄰者距離均相同。藉由第一路徑1，停止點SP1至SP9由直線路徑部分連接。在各停止點SP1至SP9處，第一移動停止。移動隨後以第二路徑2之一繼續進行，該路徑係與特定停止點SP1至SP9相關聯。停止點SP1至SP9中之每一者係與一條第二路徑2相關聯。並非均由自身參考符號指示之所有九條第二路徑2均具有相同形狀，即圓形，以及相同尺寸。第二路徑2中之每一者與其相鄰者重疊且亦與其第二相鄰者重疊。第二路徑2之半徑大於其沿行或列之方向的兩個相鄰停止點SP1至SP9之間的距離。所得路徑12因此行進通過第一路徑1之直線部分，隨後繼續進行第二路徑2之圓形。可重複執行所得路徑12用以進一步處理基板達任意數目之次數。圖2至圖6顯示可用於未顯示於圖2至圖6中之不同第一路徑之停止點SP的其他可能圖案10。該等圖案具有方形輪廓。停止點配置於行及列線之交叉點處。行及列應在該等線處得到界定，且並非界定為其中間空間。存在經由停止點SP界定第一路徑之許多可能性，其中第一路徑到達各停止點SP。圖2至圖6因停止點SP之行與列的數目而不同。無停止點之線顯示基礎柵格，其中配置有停止點SP之陣列及相應地其行與列。圖7顯示用於平整材料之濕化學或電化學處理之設備的基板固持器接收設備100。基板接收設備100包含經組態以接收未顯示於圖7中之基板固持器的基板固持器夾持裝置20，以及基板固持器移動裝置。基板接收設備100經組態以接收兩個基板固持器連接裝置21之間的基板固持器。基板可附接於基板固持器。基板包含待藉由根據本發明之方法處理的基板表面。基板固持器經組態以向基板供應電流，其中基板在處理方法中充當陰極。基板移動裝置30可直接或間接固定於未顯示於圖7中之機器底部。此外，陽極可固定於機器底部或以另一方式機械連接至基板接收設備100。基板移動裝置經組態以相對於未顯示於圖7中之陽極沿平行於陽極表面之方向移動基板。陽極表面較佳為平整的，且在處理期間將其引向基板。在處理期間，經處理之基板表面大體上平行於陽極表面而進行對準。為了將基板固持器連接至基板接收設備100，基板固持器夾持裝置20包含兩個基板固持器連接裝置21，基板固持器可配置於該連接裝置之間。基板固持器連接裝置21各自配置於基板固持器夾持臂22之末端。基板固持器連接裝置21亦各自由夾持裝置框架26之突出部分支撐，其中之每一者平行於臂22之一。基板固持器連接裝置21中之每一者在操作中可由電流供應電纜23供應電流。針對各基板固持器連接裝置21之電流供應電纜23向其基板固持器連接裝置21供應相同電勢。基板固持器連接裝置21之間配置有框架橋25。基板固持器連接裝置21又包含基板固持器對準裝置，其經組態以相對於基板固持器夾持裝置21對準基板固持器。基板固持器對準裝置及基板接收設備100以及基板固持器接收設備100與陽極之間的相對機械連接路徑經組態以大體上平行於平整陽極表面對準經處理之基板表面。此外，基板固持器夾持裝置21包含經組態以向基板固持器供應電流之基板固持器接觸裝置。電流經由基板固持器流向基板。圖8顯示電化學處理設備5之示意性視圖，該設備包含具有固持陽極421之陽極固持器42的機器框架4。此外，機器框架4具有基板固持器接收設備100，其包含基板固持器夾持裝置及基板固持器移動裝置30。基板固持器夾持裝置20夾持基板固持器11，該基板固持器11又固持基板111。基板111及陽極421浸沒於包含於電解質盆51中之至多積聚至電解質水準512的電解質511中。以此方式，電流可自陽極421流至基板111以處理基板111。特定而言，基板111為電鍍的。圖9A及圖9B顯示電流金屬電鍍基板之金屬塗層厚度的量測結果，其已作為實驗222指示於上文表格中(比較實例)。在圖9A中，量測結果顯示為數值，而在圖9B中，最粗線表示平均厚度。其他由小「+」或「-」標記之較細線表示自基板上金屬沉積之平均厚度之偏差，其中偏差愈高，所描繪之各線愈粗。因此，能夠在此種圖像上檢測之相對粗線愈多，沉積於基板表面上之金屬厚度分佈愈不規則。塗層厚度已在相關基板表面上之49個點處量測。在此，根據目前先進技術，簡單圓形已用作第一路徑。尚未執行第二路徑。基板具有圓形周邊。因此，已量測出19.2之不均勻性。平均厚度分佈線具有脊及谷之形狀，其為具有自基板中部出現之四條線的星型形狀。清晰地檢測出其他線，得出此為非常不規則之圖案的結論。圖10A及圖10B顯示電流金屬電鍍基板之金屬塗層厚度的量測結果，其已作為實驗224指示於上文表格中(本發明之實例)。在圖10A中，量測結果顯示為數值，而在圖10B中，最粗線表示平均厚度。其他由小「+」或「-」標記之較細線表示自基板上金屬沉積之平均厚度之偏差，其中偏差愈高，所描繪之各線愈粗。塗層厚度已在相關基板表面上之49個點處量測。在此，已根據本發明使用穿過停止點之圖案的第一路徑。第二路徑已呈圓形形式加以執行。基板亦具有圓形周邊。因此，已量測出8.9之不均勻性。平均厚度分佈線主要具有輕微傾斜之形狀。其他線細得多，得出與圖9A及圖9B相比此為更加規則之圖案的結論。

1‧‧‧第一路徑2‧‧‧第二路徑4‧‧‧機器框架5‧‧‧電化學處理設備10‧‧‧圖案11‧‧‧基板固持器12‧‧‧所得路徑20‧‧‧基板固持器夾持裝置21‧‧‧基板固持器連接裝置22‧‧‧臂23‧‧‧電纜25‧‧‧框架橋26‧‧‧夾持裝置框架30‧‧‧基板移動裝置42‧‧‧陽極固持器51‧‧‧電解質盆100‧‧‧基板固持器接收設備111‧‧‧基板421‧‧‧陽極511‧‧‧電解質512‧‧‧電解質水準SP、SP1至SP9‧‧‧停止點

為了較全面地理解本發明，參考結合附圖考慮之本發明的以下詳細描述，其中：圖 1 顯示第一移動之第一路徑與第二移動之第二路徑相加之所得路徑的示意性圖示。圖 2 顯示呈具有兩列及兩行之陣列形式的停止點圖案之示意性圖示。圖 3 顯示呈具有三列及三行之陣列形式的停止點圖案之示意性圖示。圖 4 顯示呈具有四列及四行之陣列形式的停止點圖案之示意性圖示。圖 5 顯示呈具有五列及五行之陣列形式的停止點圖案之示意性圖示。圖 6 顯示呈具有六列及六行之陣列形式的停止點圖案之示意性圖示。圖 7 顯示平整材料之電流處理設備之基板固持器接收設備。圖 8 示意性地顯示電化學處理設備之視圖。圖 9A 顯示使用根據現有技術水平之方法的實驗之結果，其中在基板中顯示沉積塗層之厚度。圖 9B 顯示與圖9A相同之結果，但其呈輪廓線圖示之形式。圖 10A 顯示使用根據本發明之方法的實驗之結果，其中在基板中顯示沉積塗層之厚度，且圖 10B 顯示與圖10A相同之結果，但其呈輪廓線圖示之形式。

1‧‧‧第一路徑

2‧‧‧第二路徑

10‧‧‧圖案

12‧‧‧所得路徑

SP1‧‧‧停止點1

SP2‧‧‧停止點2

SP3‧‧‧停止點3

SP4‧‧‧停止點4

SP5‧‧‧停止點5

SP6‧‧‧停止點6

SP7‧‧‧停止點7

SP8‧‧‧停止點8

SP9‧‧‧停止點9

Claims

一種使用陽極(421)及電解質(511)用於基板(111)之電流金屬沉積的方法，其中將局部受限電解質流自複數個電解質噴嘴中之每一者引向待處理之基板表面的一部分，其中在沉積期間，在該基板(111)與該電解質流之間進行相對移動，其特徵在於：沿第一路徑(1)進行第一移動，其中至少沿該第一路徑(1)之一部分，沿第二路徑(2)進行第二移動，且其中該第一移動及該第二移動各自為該電解質流與該基板之間的相對移動；其中該第一移動為非連續的，其中該第二移動係在當該第一移動停止時進行；其中該第一路徑(1)包含停止點(SP、SP1至SP9)，該第一移動在該等停止點處停止，且隨後在該等停止點(SP、SP1至SP9)處進行該第二移動，其中該等停止點(SP、SP1至SP9)經配置成幾何圖案(10)；及其中該等停止點(SP、SP1至SP9)係經配置成列與行，使得該幾何圖案(10)為具有列與行之陣列。
如請求項1之方法，其中沿該第一路徑(1)進行多於一次之第二移動。
如請求項2之方法，其中第一次執行該第二移動之該第二路徑(2)與第二次執行該第二移動之該第二路徑(2)重疊。
如請求項3之方法，其中所有第二路徑(2)均與至少一個其他第二路徑(2)重疊。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該幾何圖案(10)為具有列與行之陣列，其中列之數目為3、4、5或6，其中行之數目為3、4、5或6。
如請求項5之方法，其中行與列之數目為相同的，使得停止點之數目為9、16、25或36。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該第一移動在停止點(SP1)處開始，該停止點並非位於該圖案(10)之邊界處。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該第一移動之該圖案(10)的外部輪廓類似於待處理之該基板表面的外部輪廓。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該第二移動之該第二路徑(2)為閉合曲線。
如請求項9之方法，其中該第二移動之該第二路徑(2)為圓形、橢圓形、矩形或方形或者多角形曲線。
如請求項1至4中任一項之方法，其中在已進行所有第一移動及第二移動後，該電解質流與該基板(111)之相對終止位置與該第一移動及該第二移動之相對開始位置相同，或該相對終止位置為該相對開始位置之相鄰位置。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該第一移動及該第二移動係藉由在預定時間段之起點開始而進行，其中最後之移動在該預定時間終止時終止，其中重複該第一移動及該第二移動之執行，且當時間段到期時，在所有沿該第一路徑(1)之第一移動及第二移動之執行終止時終止。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該第一路徑之形狀不同於該第二路徑之形狀。
如請求項1至4中任一項之方法，其中使用基板固持器接收設備(100)進行該方法，該設備用於在該基板固持器(11)之預定位置中沿基板固持器夾持方向(SHCD)夾持基板固持器(11)且釋放該基板固持器(11)，其包含至少一個用於該基板固持器(11)之機械對準及電接觸的基板固持器連接裝置(21)，其中該基板固持器連接裝置(21)包含用於使該基板固持器(11)與該基板固持器連接裝置(21)沿對準方向對準之獨立基板固持器對準裝置(211)，及用於電接觸該基板固持器(11)之獨立基板固持器接觸裝置(212)。
一種基板固持器接收設備(100)，其用於在基板可附接之基板固持器(11)之預定位置中沿該基板固持器夾持方向(SHCD)夾持該基板固持器 (11)且釋放該基板固持器(11)，其包含至少一個用於該基板固持器(11)之機械對準及電接觸的基板固持器連接裝置(21)，其中該基板固持器連接裝置(21)包含用於使該基板固持器(11)與該基板固持器連接裝置(21)沿對準方向對準之獨立基板固持器對準裝置(211)，及用於電接觸該基板固持器(11)之獨立基板固持器接觸裝置(212)，其中該基板固持器接收設備(100)包含基板固持器夾持裝置(20)，其係經組態以接收該基板固持器(11)及基板固持器移動裝置(30)，其中該基板固持器移動裝置(30)直接或間接固定於機器底部，且陽極(421)可固定於該機器底部或機械連接至該基板接收設備(100)，其中該基板固持器移動裝置(30)係經組態以相對於該陽極(421)沿平行於陽極表面之方向移動該基板(111)，其特徵在於該設備係經組態以進行其中一種如請求項1至14中任一項之方法。