TWI822642B - 輔助液體攪拌的裝置與設備 - Google Patents

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Abstract

本揭露書提出一種輔助液體攪拌的裝置。所述裝置包含：框架，所述框架具有底部與側壁，所述側壁和底部形成一角度；第一可撓性膜，由第一可撓性膜的周邊部分附接於上述框架；第一磁場產生器，位於框架的側壁且鄰近第一可撓性膜的周邊部分；以及第二磁場產生器，鄰近框架的底部，其中第一磁場產生器與第二磁場產生器用以提供平行於第一可撓性膜的至少一部分的磁場，且其中一部分框架與第一可撓性膜可與溶液接觸。

Description

輔助液體攪拌的裝置與設備
本發明實施例係關於輔助液體攪拌的裝置與設備。
積體電路(integrated circuit，IC)行業經歷了指數級的成長。IC材料和設計方面的技術進展產生了一代又一代的IC，每一代都具有比上一代更小、更複雜的電路。在IC發展過程中，功能密度(即每個晶片面積的互連元件數量)普遍增加，而幾何尺寸(亦即，使用製程工藝能夠創建的最小元件(或線路)的尺寸)減小。這種尺度縮小製程的優點通常來自提高生產效率。然而，這種尺度縮小製程也增加了IC處理與生產的複雜性。為了實現這些進步，需要改良IC處理和製造設備。
液相沈積，包含電鍍和自催化鍍膜(即無電鍍)是IC製造的關鍵製程之一。液相沈積包含將金屬(如銅)沈積到基板(如矽晶片)或印刷電路板上。以電鍍來說，在想要沈積的基板區域上形成種子層。電源的陰極端子連接到種子層，且陽極端子放置在和基板具有一定距離的位置。將基板和端子浸入電鍍液中。如此一來，可將由電鍍液中的金屬鹽，和陽極端子提供的金屬離子，相互作用後沈積在種子層上。另一方面，無電鍍也是印刷電路板行業最重要的金屬化技術之一。近年來，都是利用無電鍍來處理具有諸如微孔與通孔的高密度積體電路板，這是因為無電鍍製程有較 佳的流體動力學，使得金屬化化學品能夠到達微孔的底部，特別是那深寬比1：1，或更高的高深寬比微孔。
本揭露書的一些實施方式，提出一種液相沈積輔助裝置。所述裝置包含框架，其具有底部以及與所述底面形成一角度的側壁；第一可撓性膜，由第一可撓性膜的周邊部分附接於上述框架；第一磁場產生器，位於框架的側壁且鄰近第一可撓性膜的周邊部分；以及第二磁場產生器，鄰近所述框架的底部，其中第一磁場產生器與第二磁場產生器，用以提供平行於第一可撓性膜的至少一部分的磁場，且其中第一可撓性膜與用於液相沈積的溶液接觸。
本揭露書的一些實施方式，提出一種用於液相薄膜沈積的設備。所述設備包含腔室與振動模組。所述腔室用以容置用於液相沈積的溶液；且振動模組鄰近腔室的側壁並與用於液相沈積的溶液接觸。所述振動模組包含：框架，其具有底部以及與所述底面形成一角度的側壁；第一可撓性膜，由第一可撓性膜的周邊部分附接於上述框架；以及第一磁場產生器，位於框架的側壁且鄰近第一可撓性膜的周邊部分。所述設備更包含第二磁場產生器，鄰近所述框架的底部，其中第一磁場產生器與第二磁場產生器用以提供平行於第一可撓性膜的至少一部分的磁場。
元件符號如下：
11:腔室
12:電流相位調整器
13:電源
20:振動模組
41:第三磁場產生器
42:第四磁場產生器
51:框架
51A:內底面
51B:外底面
51C:上表面
51D:外側壁面
51E:內側壁面
52:第一磁場產生器、環形磁鐵
53:第二磁場產生器
53a、53b、411、412、413、414、415、421、422、423、424、425、531、531a、531b、532、533、532a、532b、533a、533b、534、534a、534b:磁鐵
54、54a、54b:可撓性膜
55、55a:固定部件
61、63:正電極
62、64:負電極
70:隔膜
71、715、734:導管
73:過濾系統
74、84:加熱器
80:支撐結構
81:橫樑
82:立柱
83:上夾持結構
84:下保持構件
111、113、512:側壁
111A、113A:內表面
111B、113B:外表面
112:上壁
114:下壁
116:鍍液
116a:上表面
201、202、203、204、300、400、410:鍍膜設備
211、212、213、214、215、221、222、223、224、225、211-1~ 211-9、212-1~212-9、213-1~213-9、214-1~214-9、215-1~215-9:裝置
500、501、502、503、504、505、506、507、508:液相沈積輔助裝置
511:底部
512a、512b、533:部分
523:連接結構
541、541b:導電線圈
541a:線圈軸
542:懸邊
543:周邊部分
544、711、712、731、732:開孔
545a、545b:導電線
713:陽極
714:陽極袋
716:擴散結構
735:過濾器
736:泵
751:排氣導管
752:局部洗滌器
A-A'、B-B'、C-C'、D-D':切線
B1、B11、B12、B13、B21:磁場
C:電流
d1、d2、d22:距離
E1:電場
F:力
SB:工作件
T1、T2:時間點
W1、W2、W3:寬度
參照實施方式與申請專利範圍，並連同附隨圖示，能夠更完整地理解本揭露書。當可理解，根據本領域的標準作業方式，圖中各種特徵並非以等比例繪製。事實上，可能會刻意放大或縮小一些特徵的尺寸，以利討論。
圖1是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置的上視圖。
圖2是根據本揭露書一些實施方式，沿圖1中的A-A'切線繪製的剖面示意圖。
圖3A與3B是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置導電線圈配置示意圖。
圖4是根據本揭露書一些實施方式，繪製的由液相沈積輔助裝置，第一磁場產生器與第二磁場產生器所建立的磁力線示意圖。
圖5是根據本揭露書一些實施方式，繪製的導電線圈示意圖，圖中繪示流經導電線圈的電流和液相沈積輔助裝置，磁場間相互作用產生的力。
圖6是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置剖面示意圖。
圖7是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置上視圖。
圖8是根據本揭露書一些實施方式，沿圖7中B-B'切線繪製的剖面示意圖。
圖9A與9B是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置導電線圈配置的示意圖。
圖10是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置剖面示意圖。
圖11是根據本揭露書一些實施方式，沿圖10中C-C'切線繪製的剖面示意圖。
圖12是根據本揭露書一些實施方式，繪製的液相沈積輔助裝置剖面示意圖。
圖13是根據本揭露書一些實施方式，沿圖12中D-D'切線繪製的剖面示意圖。
圖14是根據本揭露書一些實施方式，繪製的導電線圈示意圖，圖中繪示流經導電線圈的電流和圖13裝置的磁場間，相互作用產生的力。
圖15至圖19是根據本揭露書多種實施方式，繪製的不同鍍膜設備示意圖。
圖20是根據本揭露書一些實施方式，繪製的鍍膜設備上振動模組，排列設置方式的示意圖。
圖21是根據本揭露書一些實施方式，繪製的鍍膜設備上振動模組合力的示意圖。
圖22是根據本揭露書一些實施方式，繪製的鍍膜設備示意圖。
圖23是根據本揭露書一些實施方式，繪製的振動模組剖面示意圖。
圖24是根據本揭露書一些實施方式，繪製的鍍膜設備示意圖。
圖25是根據本揭露書一些實施方式，繪製的振動模組剖面示意圖。
圖26是根據本揭露書一些實施方式，繪製的鍍膜設備示意圖。
本揭露書主張來自2022年12月14日所申請之美國非臨時專利申請案編號18/066,055、名稱為「DEVICE AND APPARATUS FOR AGITATION OF LIQUID(譯：用於攪拌液體的裝置與設備)」的優先權，其整個內容在此併入本文供參考。
下文中電鍍技術的細節，也可參考以下美國專利申請案：2022年7月28日所申請之美國非臨時專利申請案編號17/815,613、名稱為「Interconnect Structure And Manufacturing Method For The Same(譯：互連結構及其製造方法)」，以及2022年3月18日所申請之美國非臨時專利申請案編號17/697,937、名稱為「Conductive Structure Including Copper-Phosphorous Alloy and A Method of Manufacturing Conductive Structure(譯：包含磷銅合金的導電結構及所述導電結構的製備方法)」。
下文揭示的內容提供了許多不同的實施方式或示例，用於實現此處提出的主題的不同特徵。下文描述了元件與排列設置的具體示例，以簡化本揭露書。當然，這些描述僅是示例而非用以限制本揭露書。舉例來說，在下文的說明中，在第二特徵上方或之上形成第一特徵，可以包含第一特徵和第二特徵形成為直接接觸的實施例，且還可以包含在第一特徵和第二特徵之間，形成額外特徵的實施例，而使得第一和第二特徵可以不直接接觸。此外，本揭露書可在各種實施例中，重複使用元件編號和/或符號。這種重複是基於簡單和清楚的目的，並且其本身並未決定所討論的各種實施方式，和/或配置間的關係。
此外，為了便於描述，此處可使用諸如「下方」、「以 下」、「較低」、「上方」、「較高」等空間上相對的用語來描述圖中所示的一個元件或特徵和另一個件素或特徵間的關係。除了附圖中描繪的方位之外，這些空間相對用語亦可涵蓋所示設備在使用或操作中的不同方位。可以將所述設備配置為其他方位(譬如旋轉90度或其他方位)，且可相應地以類似的方式來解讀此處使用的空間相對用語。
雖然用以界定本揭露書較廣範圍的數值範圍與參數，皆是約略的數值，此處已盡可能精確地呈現：具體實施例中的相關數值。然而，任何數值本質上不可避免地，含有因個別測試方法所致的標準偏差。在此處，「大約」、「基本上」、「實質上」和「約」等詞，用以描述和解釋細微的變化。當連同一事件或情境結合使用時，這些用語可以指事件或情境的精確狀況，以及事件或情境的高度近似狀況。舉例來說，當與數值連用時，這些用語可以是小於或等於該數值±10%的變化範圍，例如小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。舉例來說，如果兩個數值間的差異，小於或等於平均值的±10%，則可認為兩個數值「基本上」相同或相等，例如，小於或等於±5%、小於或等於±4%、小於或等於±3%、小於或等於±2%、小於或等於±1%、小於或等於±0.5%、小於或等於±0.1%、或小於或等於±0.05%。舉例來說，「基本上」平行可以指相對於0°的角度變化範圍，小於或等於±10°，例如小於或等於±5°、小於或等於±4°、小於或等於±3°、小於或等於±2°、小於或等於±1°、小於或等於±0.5°、小於或等於±0.1°、或小於或等於±0.05°。舉例來說，「基本上」垂直可以指相對於90°的角度變化範圍，小於或等於±10°，例如小於或等於±5°、小於或等於±4°、小於或等 於±3°、小於或等於±2°、小於或等於±1°、小於或等於±0.5°、小於或等於±0.1°、或小於或等於±0.05°。因此，除非有相反說明，否則本揭露書和所附申請專利範圍提出的數值參數，是可以根據需要變化的近似值。至少應將這些數值參數理解為：所指出的有效位數，與套用一般進位法所得到的數值。在此處，將數值範圍表示成：由一端點至另一段點，或介於二端點之間。除非另有說明，此處所述的數值範圍，皆包含端點。
鍍膜是用於製造半導體元件或印刷電路板(printed circuit boards，PCB)，常規方法中的常用技術；然而，這種技術經常面臨晶圓分佈不均勻的問題，導致先進技術節點出現缺陷。無電鍍和電鍍是在工作件上製造薄膜時，常用的兩種鍍膜技術。無電鍍(也稱為化學鍍或自催化鍍)是一種通過金屬陽離子，在液槽中的自催化化學還原反應，在各種材料上產生金屬或含金屬合金塗層的技術，其中將待鍍工作件(例如，晶圓或基板)浸入還原劑中，還原劑會在某些材料的催化下，將金屬離子轉變為在工作件上形成塗層的金屬。一般來說，無電鍍技術的優點，包含相容性和產品品質；然而，對於相同厚度的膜，無電鍍的處理時間比電鍍長。在一些情況下，無電鍍技術可用於導電工作件和非導電工作件，包含具有較小尺寸或較小表面積的工作件。相反地，電鍍是一種通過外部產生的電流，在各種材料上形成金屬塗層的技術。電鍍技術的優點包含更高的效率和產量；然而，與無電鍍技術相比，電鍍的相容性可能較低，且產品品質可能較差。
本揭露書提出：液相沈積輔助裝置與液相沈積設備，其中所述設備包含用以提升鍍膜效率的裝置。本揭露書的設備可用於無電鍍技術與電鍍技術。此外，本揭露書的方案可有效改善鍍膜腔室中的離子分 布，且因此可在工作件上形成更均勻的薄膜。
參照圖1與圖2，圖1繪示根據本揭露書一些實施方式，液相沈積輔助裝置500的上視圖，且圖2繪示圖1的裝置500沿A-A'線段的剖面示意圖。裝置500可包含框架51、第一磁場產生器52、第二磁場產生器53、可撓性膜54以及位於可撓性膜54內的導電線圈541。在一些實施方式中，框架51包含底部511與側壁512，所述側壁512連接至底部511並與其形成一角度。在一些實施方式中，側壁512圍繞底部511。在一些實施方式中，框架51的外觀為方形或矩形，如圖1所示的上視圖所示。在一些實施方式中，框架51的外觀為開放式的箱型結構，其開孔向上(例如是沿Z方向向上開口)，如圖2所示。在一些實施方式中，框架51包含聚醯亞胺(polyimide，PI)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene(PTFE)，或鐵氟龍)、乙烯基(vinyl)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，PVDF)、不銹鋼、其他適當材料或其組合。在一些實施方式中，框架51是由導磁材料製成。
第一磁場產生器52可設於框架51的底部511。在一些實施方式中，第一磁場產生器52設於框架51內，並附接至框架51的內底面51A。在一些實施方式中，第一磁場產生器52設於框架51的底部511的中央部分。可以根據不同的應用調整第一磁場產生器52在上視圖中的配置。在一些實施方式中，在圖1所示的上視圖中，第一磁場產生器52的外觀配置為矩形。第一磁場產生器52用以提供第一磁場，其與框架51的底部511至少部分垂直。第一磁場產生器52可包含一或多個磁鐵。在一些實施方式中，一或多個磁鐵可以是永久磁鐵。在一些實施方式中，永久磁鐵包含釹 (Nd)、鐵(Fe)、硼(B)、上述的合金或其組合。在一些實施方式中，第一磁場產生器52包含圖1所示的方形磁鐵。換句話說，第一磁場產生器52的磁鐵的北(N)極和南(S)極，設置在實質上垂直於底部511的方向(如Z方向)。在一些實施方式中，第一磁場產生器52的磁鐵的S極附接於內底面51A，第一磁場產生器52的磁鐵的N極在S極上方，且第一磁場在垂直於內底面51A的向上方向上。為了便於描述，當磁場產生器52或53僅包含一個磁鐵時，磁場產生器52或53可稱為磁鐵52或53。
第二磁場產生器53可設於框架51的側壁512處，並鄰近可撓性膜54。在一些實施方式中，第二磁場產生器53設置於側壁512中，位於與底部511相對的一端。需注意到，隨著不同的應用，第二磁場產生器53可以全部或部分位於側壁512內；因此，所提供的圖式只是為了說明，而不是為了限制本揭露書。第二磁場產生器53可包含一個或多個磁鐵。在一些實施方式中，第二磁場產生器53包含磁鐵531、532、533和534，這些磁鐵設置在圍繞底部511的側壁512中。第二磁場產生器53的磁鐵可以盡可能均勻地分布，以圍繞框架51的底部511。在一些實施方式中，從圖1及圖2來看，每個磁鐵531、532、533和534具有沿著側壁512的一部分延伸的細長結構。在一些實施方式中，磁鐵531和533設置在側壁512的兩個相對的部分512a和512b。在一些實施方式中，磁鐵532和534設置在磁鐵531和533之間，並且位於側壁512的另兩個相對部分，如圖1所示。
第二磁場產生器53用以提供至少部分平行於框架51底部511的第二磁場。在一些實施方式中，將第二磁場產生器53的每一個磁鐵531、532、532和534的N極和S極，排列設置於實質上和底部511平行的方向(例如X方向)。在一些實施方式中，每一磁鐵531、532、533和534的 S極朝向框架51的內側，且每一磁鐵531、532、533和534的N極朝向框架51的外側。
可撓性膜54在藉由可撓性膜54的周邊部分543附著於框架51。在一些實施方式中，可撓性膜54的周邊部分543可經由不同方式固定於於框架51的側壁512。可撓性膜54可實質上平行於框架51的底部511。在一些實施方式中，可撓性膜54完全覆蓋或重疊於框架51的底部511。在一些實施方式中，可撓性膜54包含聚醯亞胺(polyimide，PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(或對苯二甲酸乙二醇酯)(polyethylene terephthalate，PET)、味之素積層膜(ABF)(Ajinomoto Build-up Film，ABF)、其他適當材料或其組合。可撓性膜54用以在沈積期間對鍍液提供振動運動。可撓性膜54與框架51共同界定出一共振腔，且可撓性膜54與內底面51A間的距離d1界定出共振腔的高度。可以根據充滿於共振腔內的介質來調整距離d1，以最佳化鍍膜振動(或沈積)的效率。以下段落將進一步詳細說明。
如圖1所示，在一些實施方式中，可撓性膜54包含做為彈簧用的懸邊542，以促進柔性膜54的振動幅度，特別是在柔性膜54的低振動頻率下。在一些實施方式中，懸邊542在線圈佈線處(如下端)呈具有中斷的環狀結構，以免影響線圈的可靠度。需要說明的是，在不同的應用中，懸邊542的環形可以是圓形、方形、六邊形或其他適合的形狀。圖1所示的圓形環狀的懸邊542是根據例示性實施例，且本揭露書不限於此。
導電線圈541連接至可撓性膜54，並相對於實質上垂直於框架51底部511的線圈軸形成螺旋。在一些實施方式中，導電線圈541設置於可撓性膜54內。在一些實施方式中，導電線圈541被可撓性膜54包圍或密封。在一些實施方式中，導電線圈541位於可撓性膜54的中央區域， 且被懸邊542環繞。在一些實施方式中，導電線圈541包含鋁(Al)、銅(Cu)或其他適當傳導性材料。在不同的應用中，導電線圈541在圖1上視圖中的配置可以不同。基於理解與說明的目的，可將導電線圈541視為可撓性膜54的一元件。
參照圖3A與3B，圖3A與3B是根據本揭露書多種實施方式，用於輔助液相沈積裝置500，導電線圈541的上視圖。在一些實施方式中，如圖3A所示，導電線圈541在上視圖中呈圓形結構。在一些實施方式中，如圖3B所示，導電線圈541在上視圖中成矩形結構。在一些實施方式中，導電線圈541具有垂直於可撓性膜54的X-Y平面的線圈中心軸541a，導電線圈541以中心軸541a為中心，螺旋狀向外延伸。應注意到圖3A與3B所示的配置，是基於說明之目的繪製，而非用以限制本揭露書。如上文所述，可根據不同的應用來設計導電線圈541的配置。
導電線圈541的兩個末端連接至導電線545a及545b。導電線545a及545b可由上文所述：鋁(Al)、銅(Cu)或其他適當傳導性材料所製成。在一些實施方式中，導電線545a及545b可被可撓性膜54密封或包封。在一些實施方式中，導電線545a及545b通過懸邊542的中斷處，延伸到環形懸邊542之外的可撓性膜54部分。導電線545a與545b用以導通：導電線圈541的電流。
參照先前的圖1與圖2，裝置500可更包含多個固定部件55(用以將第二磁場產生器53固定到框架51)。固定部件55可包含樁、釘子、螺釘、鉚釘，及其他適當緊固件或其組合。在一些實施方式中，固定部件55是由導磁材料所製成。固定部件55可由框架51的上表面51C插入至側壁512內，並延伸到第二磁場產生器53的每一個磁鐵531、532、533及 534中。固定部件55沿垂直方向(如Z方向)延伸到每個磁鐵531、532、533及534裡面，或穿通每個磁鐵531、532、533及534中。在一些實施方式中，至少一個固定部件55穿過通磁鐵531、532、533及534中的至少一個，如圖2所示。在一些實施方式中，至少一個固定部件55穿透可撓性膜54的周邊部分543。
參照圖4，圖4繪示根據本揭露書一些實施方式，由裝置500的第一磁場產生器52與第二磁場產生器53，所建立的磁力線示意圖。第一磁場產生器52(下文亦可稱為「磁鐵」)與第二磁場產生器53(下文亦可稱為「磁鐵」)的磁鐵531，共同建立出磁場B21(如以帶有箭頭的虛線來表示磁場B21，帶有箭頭的虛線可以被理解為磁場B21的磁力線)。因磁鐵52內的磁場B12的作用，磁場B21鄰近磁鐵52的部分，具有垂直於框架51的底部的磁場方向(如Z方向)，而磁場B21鄰近可撓性膜54上方的部分，具有實質上平行於可撓性膜54的磁場方向。然後磁場B21沿水平-X方向，由內側壁面51E往框架51的外側壁面51D的方向進入磁鐵531，如磁場B11所示(磁場B11可以理解為磁鐵531內的磁場)，且之後透過框架51內的磁性傳導路徑，循環回到磁鐵52(譬如，框架51可由導磁材料所製成)。磁鐵52內的磁場標示為B12，其與前述磁場B21的起始點相接觸，形成封閉迴路。圖4中所描繪的磁場B12、B21、和B11，可以是圖1中沿A-A'線段的剖面所建立的磁場迴路設計。
相似地，第一磁場產生器52(下文亦可稱為「磁鐵」)與第二磁場產生器53的磁鐵533共同建立出磁場B22(如以帶有箭頭的虛線來表示磁場B22，帶有箭頭的虛線可以被理解為磁場B22的磁力線)。因磁鐵52內的磁場B12的作用，磁場B22鄰近磁鐵52的部分具有垂直於框架51的 底部的磁場方向(如Z方向)，而磁場B22鄰近可撓性膜54上方的部分具有實質上平行於可撓性膜54的磁場方向。然後磁場B22沿水平方向(+X方向)，由內側壁面51E往框架51的外側壁面51D進入磁鐵533，如磁場B13所示(磁場B13可以理解為磁鐵533內的磁場)，且之後透過框架51內的磁性傳導路徑循環回到磁鐵52。磁鐵52內的磁場B12與前述磁場B22的起始點相接觸，並形成封閉迴路。圖4中所描繪的磁場B12、B22、和B13，可以是圖1中沿A-A'線段的剖面所建立的磁場迴路設計。
參照圖5，圖5是導電線圈541的示意圖，其繪示由於上文參照圖1所述：流經導電線圈541的電流和磁場B21及B22間的互動，所產生的施加於導電線圈541上的力。在時間點T1，電流C可沿著圖5中箭頭所示的逆時針方向，在導電線圈541中流動。在時間點T2，電流C可以順時針方向在導電線圈541中流動(圖5未示出)。舉例來說，磁場B21實質上平行於導電線圈541的平面並指向-X方向。根據洛倫茲力(Lorentz force)方程式(I)，其中q是線圈中的電荷、V是電子的速度、E是電場、B是磁場，且F是施加在線圈中電荷上的電磁力。如圖5所例示，當分別在導電線圈541的左部和右部，建立外加磁場B21和B22時，作用力F會施加在線圈中的電荷上；且因此，導電線圈541的本體和與其連接的可撓性膜54，在沒有外加電場E的情況下，作用力F會指向內或指向紙張(即進入紙面的方向，或遠離圖5觀察者的方向)。
F=q(E+V×B) (I)
因此，可撓性膜54會受到向內或指向紙張的力作用F。相反地，在其他條件不變的情況下，當電流C以順時針方向流經導電線圈541時(圖5未示出)，所產生的作用力會向外，以遠離紙張的方向(即，出 紙面的方向)施加於可撓性膜54上。在一些實施方式中，電流C可以是交流電或直流電。當導電線圈541連接到任務週期介於1%至90%間的交流電電源或直流電電源時，可撓性膜54會產生振動運動。在一些實施方式中，所述交流電電源或直流電電源的任務週期是50%。可撓性膜54的振動運動會對鍍液提供物理性的攪動，且因此可改善液相沈積的效率。裝置500的振動對鍍膜腔室中的鍍液，提供了不同強度的機械攪動，助長了反應試劑的運動與碰撞，且因此可以改善液相沈積的效率。此外，也可以提升利用所述鍍膜製程，在工作件上形成的鍍膜膜的均勻度。
參照先前的圖2，可撓性膜54與內底面51A間的距離d1，界定出裝置500的共振腔的高度。可藉由根據共振腔內的材料，來調整距離d1，以控制可撓性膜54的振動效率。當距離d1等於聲波波長的整數倍時，振動效率最佳，如以下方程式(II)所定義，其中n為整數、λ為聲波波長、v為音速、f為聲波頻率。
d1=nλ=nv/f (II)
在一些實施方式中，共振腔內充滿空氣，且裝置500的振動介質為空氣。因此，音速v應該是330公尺/秒(m/s)左右，也就是音速在空氣中的傳播速度。當n=1時(為了最小化裝置500的厚度，同時優化振動效率)，則根據本揭露書的不同實施方式，由方程式(II)得到的聲波頻率f，和相對應的距離d1(即共振腔的高度)，如下表1所示。
Figure 112117794-A0305-02-0016-1
Figure 112117794-A0305-02-0017-2
如上文所述的裝置500可提供振動，以加強液相沈積的效率。可藉由如上文所述來調整距離d1，以調整裝置500的厚度。然而，圖1與圖2所示的裝置500是用於說明：本揭露書的構思的示例性實施方式，其本意並非用以限制本揭露書。
在本揭露書中，本揭露書的多個實施方式，具有與上文所述相同的發明構思。為了清楚和簡明起見，在不同實施方式中重複使用：具有相同或相似功能的元件的元件符號。然而，這樣的作法並非用以將本揭露書，限制為特定實施方式或特定元件。為求簡潔，以下說明書僅重點說明，與其他實施方式不同之處，而省略相似或相同的元件、功能和特性的描述。另外，在不同實施方式中說明的條件或參數，可以進行組合或修改，以得到不同的實施方式組合，只要所使用的參數或條件不衝突即可。
參照圖6，圖6繪示根據本揭露書一些實施方式，液相沈積輔助裝置501的剖面示意圖。在一些實施方式中，可撓性膜54黏著或以其他方式，固定於框架51側壁512的上表面51C。在一些實施方式中，可撓性膜54可完全設於框架51上方。可利用黏膠、矽膠、固定部件55或其他適當材料，將可撓性膜54固定在框架51上。在一些實施方式中，利用固定部件55來固定可撓性膜54，且固定部件55的排列設置方式與圖2所示類似。在一些實施方式中，將固定部件55從框架51的上表面51C插入側壁512中，因而將可撓性膜54固定在上表面51C上(類似圖2所示，但圖6未繪示)。在一些實施方式中，利用黏膠或矽膠將可撓性膜54固定在框架51 上，且利用固定部件55來固定第二磁場產生器53，如圖6所示。在一些實施方式中，將固定部件55從框架51的外側壁面51D插入至側壁512中，如圖6所示。在一些實施方式中，將固定部件55從框架51的內側壁面51E插入至側壁512中(圖中未繪示)。固定部件55可以或可以不要穿透第二磁場產生器53。在一些實施方式中，固定部件55延伸進入第二磁場產生器53並停駐在其中，如圖6所示。相似地，固定部件55可以或可以不要穿透框架51的側壁512。裝置501的上視圖可和圖1所示的裝置500的上視圖類似，且此處不再重複說明。由於框架51上的可撓性膜54的排列設置，裝置501的厚度可小於裝置500的厚度。
參照圖7與圖8，圖7繪示液相沈積輔助裝置502的上視圖，且圖8繪示根據本揭露書一些實施方式，圖7所示裝置502沿B-B'線段的剖面示意圖。裝置502與裝置500類似，但包含環形磁鐵52以及中心較鬆散(或中空)的環形導電線圈541。裝置502的導電線圈541可類似於裝置500的導電線圈541，但裝置502的導電線圈541的最內圈的直徑，大於裝置500導電線圈541最內圈的直徑。圖9A與圖9B繪示根據本揭露書一些實施方式，裝置502導電線圈541配置的示意上視圖。圖9A與圖9B是用於說明本揭露書構思的示例性實施方式，其本意並非用以限制本揭露書。
參照圖10及圖11，圖10繪示液相沈積輔助裝置503的上視圖。且圖11繪示根據本揭露書一些實施方式：
Figure 112117794-A0305-02-0018-5
圖10所示裝置503沿C-C'線段的剖面示意圖。在一些實施方式中，裝置503包含多個垂直配置且實質上彼此平行的可撓性膜(如，54a及54b)。在一些實施方式中，可撓性膜54a位於可撓性膜54b上方，且與可撓性膜54b相距一距離d2。距離d2界定可撓性膜54a的共振腔的高度，且等於可撓性膜54a和可撓性膜54b間的距 離。在一些實施方式中，距離d2實質上等於距離d1，以使可撓性膜54a共振腔的共振頻率，等於可撓性膜54b共振腔的共振頻率，以使裝置503的振動效率最大化。在一些實施方式中，從圖10的上視圖及圖11的剖面圖看來，可撓性膜54a與可撓性膜54b的整體重疊。
可撓性膜54a可和裝置500的可撓性膜54相似或相同，且可撓性膜54b設置於：可撓性膜54a與框架51的底部511之間。可撓性膜54b可和裝置502的可撓性膜54相似或相同，但更包含一開孔544，其可供：連接磁鐵521及磁鐵522的結構523通過。與可撓性膜54b連接的導電線圈541b亦可避開開孔區域，並允許連接結構523通過(舉例來說，導電線圈541b可和圖9A與圖9B所示結構類似)。導電線圈541b可和裝置502的導電線圈541相似或實質上相同。在一些實施方式中，導電線圈541b從鄰近開孔544的點向外盤旋開來。
為了產生和可撓性膜54a的至少一部分，以及可撓性膜54b的一部分平行的磁場，第一磁場產生器52可包含多個磁鐵(例如，521和522)，其中，所述磁鐵沿Z軸垂直排列設置。在一些實施方式中，第一磁場產生器52的磁鐵521，設置於框架51的底部51(或內底面51A)。磁鐵521的排列設置可和上述裝置500磁鐵52的排列設置類似，在此不再贅述。在一些實施方式中，第一磁場產生器52的磁鐵522，排列設置在可撓性膜54a和54b間。在一些實施方式中，距離d21和距離d22之間的比例，在1：4到3：2的範圍內，其中距離d21是從可撓性膜54a沿垂直方向，到磁鐵522的中心線(以虛線指示)所測量，且距離d22是從磁鐵522的中心線，到可撓性膜54b所測量。圖11所示磁鐵521的寬度W1可以小於、實質上等於，或大於磁鐵522的寬度W2。在一些實施方式中，磁鐵522的寬度小於磁鐵 521的寬度，如圖11所示。為了將磁鐵522對溶液上的裝置503：諧振效率的負面影響降到最低，磁鐵521的寬度W1介於腔室框架51(或相對應內側壁51E表面之間)的寬度W3的1/3到1/2之間。在一些實施方式中，從圖10的上視圖及圖11的剖面圖看來，磁鐵522小於磁鐵521。需要說明的是，在上視圖中，磁鐵521、522的形狀並不限於圖10所示的圓形。圖10中所示的磁鐵521和522的圓形形狀，是用於說明目的的示例性實施例。另外，隨著應用的不同，磁鐵521和522可具有不同形狀。
磁鐵522可由連接結構523支承。在一些實施方式中，連接結構523設於磁鐵521和522間，並磁性連接於磁鐵521和522。在一些實施方式中，連接結構523通過可撓性膜54b的開孔544。在一些實施方式中，連接結構523包括導磁材料。當連接結構523包含導磁材料時，連接結構523可視為第一磁場產生器52的一部分。
第二磁場產生器53可以包括垂直排列設置的磁鐵。第二磁場產生器53可以包括多個第一磁鐵53a，其與多個第二磁鐵53b垂直重疊。在一些實施方式中，多個第一磁鐵53a包括磁鐵531a、532a、533a和534a，其排列設置類似於圖1和圖2所示裝置500：第二磁場產生器53中磁鐵531、532、533和534的排列設置。在一些實施方式中，多個第二磁鐵53b包括：各自與磁鐵531a、532a、533a和534a垂直對齊的磁鐵531b、532b、533b和534b。在一些實施方式中，多個第一磁鐵53a中的每個磁鐵531a、532a、533a和534a，通過一個或多個固定構件55a固定在框架51上。參照圖10固定件55a可自上表面51C(如圖8)、內側壁面51E，或外側壁面51D(如圖6)，水平或垂直延伸(或插入)於框架51的側壁512內。在一些實施方式中，多個第二磁鐵53b中的每個磁鐵531b、532b、533b和 534b，通過一個或多個固定構件55b固定在框架51上。參照圖10固定構件55b可自內側壁面51E或外側壁面51D(如圖6)，水平延伸(或插入)於框架51的側壁512內。
多個第一磁鐵53a可設於可撓性膜54a上方，並鄰近框架51的上表面51C。在一些實施方式中，磁鐵531a、532a、533a及534a設置於鄰近可撓性膜54a的周邊區域543a。磁鐵522及多個第一磁鐵53a可產生一磁場，類似上文參照圖4所述的磁場B21及B22，且當提供電流至可撓性膜54a的導電線圈541a時，可產生可撓性膜54a的振動運動。
多個第二磁鐵53b可設於可撓性膜54a及54b間，並鄰近可撓性膜54b。在一些實施方式中，磁鐵531b、532b、533b及534b設置於鄰近可撓性膜54b的周邊區域543b。磁鐵521及多個第二磁鐵53b可產生一磁場，類似上文參照圖4所述的磁場B21及B22，且當提供電流至可撓性膜54b的導電線圈541b時，可產生可撓性膜54b的振動運動。
參照圖12及13，圖12繪示液相沈積輔助裝置504的上視圖。且圖13繪示根據本揭露書一些實施方式，圖12所示裝置504沿D-D'線段的剖面示意圖。裝置504可和裝置500類似，但在圖12的上視圖中，其具有不同的框架51配置，以及不同的第二磁場產生器53外型。在一些實施方式中，框架51在上視圖中呈圓形配置。在一些實施方式中，第二磁場產生器53包含環形磁鐵(此處可將第二磁場產生器53稱為磁鐵53)。在一些實施方式中，磁鐵53沿著框架51的側壁512延伸於其中，其中側壁51呈環形配置。在一些實施方式中，磁鐵53被密封且在不使用固定構件55的情況下，固定於側壁512內。
此外，裝置504可和裝置500類似，但其第一與第二磁場產 生器52及53的極性配置，相反於上圖4所示裝置500的第一與第二磁場產生器52及53。第一磁場產生器52(下文亦可稱為「磁鐵」)與第二磁場產生器53的一部分531(下文亦可稱為「磁鐵」)，共同建立出磁場B21(如，由帶有箭頭的虛線來表示磁力線)。磁場B21鄰近磁鐵52的一端，具有垂直於框架51的底部的方向性，其磁場B21的另一端鄰近磁鐵53的部分531，具有實質上平行於可撓性膜54所定義平面的方向性。然後磁場B21進入磁鐵52，與磁鐵52中建立的磁場B12連接，且之後透過框架51內的磁性傳導路徑，循環回到磁鐵53的部分531(譬如，框架51可由導磁材料所製成)。磁鐵53部分531內的磁場標示為B11，其與前述磁場B21的起始點相接觸，形成封閉迴路。圖13中所描繪的磁場B11、B21和B12，可以是圖12中沿D-D'線段的剖面所建立的磁場迴路設計。
相似地，第一磁場產生器52(下文亦可稱為「磁鐵」)與第二磁場產生器53的一部分533(下文亦可稱為「磁鐵」)，共同建立出磁場B22(如，由磁力線描繪和表示)。磁場B22鄰近磁鐵52的一端，具有垂直於框架51底部的方向性，磁場B22的另一端鄰近磁鐵53的部分533，具有實質上平行於可撓性膜54所定義平面的方向性。然後磁場B22進入磁鐵52，與磁鐵52中建立的磁場B12連接，且之後透過框架51內的磁性傳導路徑，循環回到磁鐵53的部分533(譬如，框架51可由導磁材料所製成)。磁鐵53部分533內的磁場標示為B13，其與前述磁場B22的起始點相接觸，形成封閉迴路。圖13中所描繪的磁場B13、B22和B12，可以是圖12中沿D-D'線段的剖面所建立的磁場迴路設計。
參照圖14，圖14為裝置504導電線圈541的示意圖，圖中繪示施加於導電線圈541上的作用力，其係由流經導電線圈541的電流，和 上文圖13所述的磁場B21與B22間的相互作用產生。根據上文所述的洛倫茲力方程式(I)，可撓性膜54受到方向為離開紙面的作用力F(即，朝向圖14的檢視者)。可撓性膜54施加於鍍液的振動運動，對其提供了物理性攪動，且因此可改善液相沈積的效率。裝置504的振動對鍍膜腔室中的鍍液，提供了不同強度的機械攪動，助長了反應試劑的運動與碰撞，且因此可以改善液相沈積的效率。此外，也可以提升利用所述鍍膜製程，在工作件上形成的鍍膜膜的均勻度。
參照圖15，圖15繪示根據本揭露書一些實施方式的鍍膜設備201的側視示意圖。鍍膜設備201包含液相沈積設備。鍍膜設備201包含腔室11以及一或多個振動模組20。腔室11用以容置鍍液與設置於腔室11中的工作件SB，其可為半導體基板、晶圓、印刷電路板，或與其相似者，而使得可在工作件SB上形成鍍膜。應注意到，圖中所示工作件SB僅僅是為了說明其在腔室11中的相對位置。在鍍膜製程中，工作件SB位於腔室11內，且可將其設置於基座、支架，或任何支撐件(例如圖26所示的支撐結構80，詳見相關段落)，以固定工作件SB並使其待鍍表面露出。此外，圖中所示的工作件SB的數量或方位僅供說明之用。在一些實施方式中，可將多個工作件SB設置於腔室11中。工作件SB的方位可為沿水平方向(例如，沿腔室11的下壁114或圖15中的X方向)，或沿垂直方向(例如，實質上垂直於下壁114或圖15中的Z方向)。在一些實施方式中，圖中所示的工作件SB可以表示放置一個或多個基板的區域，且可在該區域中的一或多基板：所有露出表面上形成鍍膜。在一些實施方式中，鍍膜可以是銅磷膜(其可以包括Cu3P)或銅膜。
一或多個振動模組20設置於：鄰近腔室11的側壁111及113 中的至少一者。在一些實施方式中，振動模組20部分設置於腔室11的側壁111內，或部分被其包封。在一些實施方式中，振動模組20係指一或多個：個別裝置505或506。各個裝置505或506可類似上圖，與上文所示的裝置500、501、502、503及504其中一種。為了使裝置505或506的可撓性膜，與腔室11中的鍍液接觸，固定可撓性膜的開孔側，應鄰近側壁111或113的內表面111A或113A，從而面向並接觸鍍液。在一些實施方式中，裝置505或506框架的外底面(例如，圖2、6、8、11，或13中的51B)，鄰近或面向側壁111或113的外表面111B或113B。在一些實施方式中，裝置505或506框架的頂面(例如，圖2、6、8、11，或13中的51C)，靠近內表面111A或113A。在一些實施方式中，連接到設備505或506的電子元件或部件(例如，提供到設備505或506導電線圈：電路徑的電線，或控製到導電線圈：電性連接的處理單元)，可以被包封在側壁111的側壁111或113中，或至少可從側壁111或113的外表面111B或113B接近，以方便維修。
如圖15所示，每一裝置505或506的第一磁場產生器，例如裝置500、501、502、503及/或504的第一磁場產生器52，共同提供沿著腔室11：整個水平方向(如，X方向)的磁場B1。在一些實施方式中，裝置505或506的所有第一磁場產生器具有相同的極性，並排設置於相同的方向(如，S極在左邊，且N極在右邊)，而使得磁場B1的方向：是從腔室11的側壁111朝向側壁113，如圖15所示。在一些其他實施方式中，裝置505或506的所有第一磁場產生器具有相同的極性，並排設置於相同的方向(如，N極在左邊，且S極在右邊)，而使得磁場B1的方向：是從腔室11的側壁113朝向側壁111(圖15中未繪示)。根據上文所述的洛倫茲力方程式(I)，隨著 振動模組20對鍍液造成的振動，會因為磁場B1的存在，而產生施加於鍍液中：帶電(正電或負電)離子/正型反應試劑上的作用力F，導致帶電離子/反應試劑，被引導沿著向下的螺旋軌跡運動，增加了正型反應試劑，與工作件SB表面原子扭結碰撞的可能性，找到較低吉布斯自由能結合成核的位點，因而提升鍍膜的生長效率和均勻度。
應注意到，此處並未限制每一振動模組20的裝置數目。圖15所示的五個裝置50，與五個裝置506僅供說明。
鍍膜設備201可更包含多個導管。在一些實施方式中，鍍膜設備201包含一或多個導管71，其延伸通過腔室11的上壁112，並提供往返腔室11的液體路徑。在一些實施方式中，導管71用以遞送化學品或鍍液到腔室11中。在一些實施方式中，鍍膜設備201包含一或多個導管72，其延伸通過腔室11的下壁114，並提供往返腔室11的液體路徑。在一些實施方式中，導管72用以自腔室11抽出化學品或鍍液。
本揭露書提出的鍍膜設備包括多個振動模組，其各自包含至少一液相沈積輔助裝置。裝置的磁場產生器所建立的局部磁場，和流經所述裝置導電線圈中的電流間，互動產生的作用力，導致振動模組可撓性膜的振動。裝置的每一個別磁場產生器所建立的磁場，和鍍液中的帶電離子/反應試劑間，互動產生的作用力，導致帶電離子/反應試劑的螺旋軌跡。在鍍膜製程中，振動有助於攪動或攪拌鍍膜腔室中的鍍液，且磁場對帶電離子/反應試劑提供了螺旋軌跡，即提高鍍膜效率與鍍膜均勻度。
參照圖16，圖16繪示根據本揭露書一些實施方式，鍍膜設備202的側視示意圖。鍍膜設備202可類似鍍膜設備201，但其振動模組20，設於一側壁111的內表面111A上，以及相對於一腔室11的側壁111的 側壁113的內表面113A上。在一些實施方式中，以矽膠或其他適當材料將振動模組20的各個裝置505或506附接於或固定於內表面111A或113A上。圖16所示的實施方式優點在於能夠更輕易地將本揭露書所述裝置整合至鍍膜腔室中。
參照圖17，圖17繪示根據本揭露書一些實施方式的鍍膜設備203的側視示意圖。鍍膜設備203可作為無電鍍設備或電鍍設備，且可類似鍍膜設備201，但更包含橫跨鍍膜設備203垂直方向設置的一對電極。舉例來說，該對電極包含正電極63與負電極64，設於腔室11內，並在鍍膜過程中暴露於鍍液中。在一些實施方式中，鍍膜設備203更包含隔膜70，設於工作件SB上方且位於正電極63與負電極64間。在一些實施方式中，隔膜70是質子交換膜或聚合物電解質膜(polymer electrolyte membrane，PEM)。在一些實施方式中，隔膜70是全氟化膜(如可商業取得的NAFION®膜)。隔膜70僅可供用於鍍膜沈積的正型離子(或稱正型反應試劑)滲透，或者是，隔膜70可供鍍液中的水與陽離子滲透，因此可以提升鍍膜的品質。
正電極63及負電極64提供如圖17所示向下方向的電場E1。在一些實施方式中，當鍍膜設備203用作電鍍設備時，在電鍍作業中，正電極63電性連接至電源13。在一些實施方式中，在無電鍍作業中，鍍膜設備203用作無電鍍設備，且正電極63並未電性連接至電源13。
為了便於在工作件SB上鍍上金屬或含金屬的合金膜，陽離子或正型反應試劑應被引導至工作件SB，或圖17中的向下方向。由於向下的電場E1的存在，對鍍液中的正反應試劑產生向下的作用力。隨著磁場B1和電場E1的相互作用，根據上述洛倫茲力方程(I)，正型反應試劑被 引導沿著向下的螺旋軌跡運動，增加了正型反應試劑與工作件SB表面原子：扭結碰撞的可能性，找到較低吉布斯自由能結合成核的位點，因而提升鍍膜的生長效率和均勻度。此外，與正型反應試劑的向下運動相反，先前描述的磁場和電場的建立，也導致鍍液中負型反應試劑(可以理解為負型離子或是陰離子)的向上螺旋運動。如果正負型反應試劑不在中途分離碰撞，則負型反應試劑的向上運動，可阻止正型反應試劑的還原，這有利於陽離子在工作件SB表面的還原反應，進而提高液相沉積的效率。在一些實施方式中，可選擇適合的隔膜70(未繪示)阻止電子或陽離子，或負型反應試劑向上移動，而沉積在正電極63上，影響正電極63在液相沉積過程中的功能。因此，隔膜70的存在可提升沈積膜的品質。
參照圖18，圖18繪示根據本揭露書一些實施方式，鍍膜設備204的側視示意圖。鍍膜設備204可作為無電鍍設備，且可和鍍膜設備203類似，但在無電鍍膜作業中，正電極61與負電極62需與鍍液隔開且電性隔離。在一些實施方式中，正電極61與負電極62只用於建立垂直跨越鍍膜設備203的電場E1，但不與鍍液接觸。
在一些實施方式中，鍍膜設備204包含設於上壁112內的正電極61，及設於下壁114(和上壁112相對應)內的負電極62。在一些實施方式中，電極61與62被聚四氟乙烯(PTFE或鐵氟龍)、乙烯基、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、不銹鋼、適當介電質材料或其他適當材料，或其組合所包封。在無電鍍製程中，正電極61和負電極62都和鍍液隔開且電性隔離。
正電極61與負電極62用以提供垂直跨越腔室11的電場E1。應注意到，圖18所示用來指示磁場B1與電場E1的箭頭尺寸僅供說明，且 不應用於指示磁場B1與電場E1的覆蓋或強度。即便圖18的箭頭尺寸和其他圖示的箭頭尺寸不同，不代表磁場B1與電場E1的覆蓋或強度與其他實施例相同或不同。磁場B1或電場E1的覆蓋或強度，是由振動模組20的第一磁場產生器52，或施加到電極61與62的偏壓所決定。在一些實施方式中，正電極61電性連接至電源13，且負電極62接地。磁場B1與電場E1的組合導致鍍液中離子的螺旋運動，以利無電鍍製程的進行並可增加沈積速度。此外，磁場與電場間的互動也導致鍍液中陰離子的向上螺旋運動。因此，即便在沒有隔膜70的情況下，本揭露書的鍍膜設備204可進一步透過分離鍍液中的陽離子與陰離子，而提升鍍膜效率。
參照圖19，圖19繪示根據本揭露書一些實施方式，鍍膜設備300的示意圖。鍍膜設備300可類似於鍍膜設備201、202、203及204其中一種，但更包含電流相位調整器12。基於說明的目的，下文敘述參照與上文圖15所示鍍膜設備201相同的元件符號。
電流相位調整器12用以控制進入每一振動模組20：導電線圈的電流相位，以對鍍液中帶電(正電或負電)反應試劑的運動，提供更多樣化的控制。在一些實施方式中，振動模組20每一裝置的導電線圈，皆電性連接至電流相位調整器12。不同導電線圈同時提供具有不同相位的電流，以便對帶電反應試劑，局部施加不同方向的作用力F(如，鄰近導電線圈具有指定相位)。每一裝置211、212、213、214及215，可類似裝置500、501、502、503及504其中一種，只要它們具有一致的磁場方向。相似地，每一裝置221、222、223、224及225，可類似裝置500、501、502、503及504其中一種，只要它們具有一致的磁場方向。
在一些實施方式中，具有不同相位的電流進入裝置211至 215及221至225的導電線圈中。可將具有恆定間隔的不同相位的電流，施加到沿逆時針或順時針方向排列的導電線圈。舉例來說，沿逆時針方向排列的相鄰導電線圈，具有由電流相位調整器12設定：電流相位差的恆定間隔。在一些實施方式中，分配給沿逆時針方向排列的相鄰導電線圈：電流相位角的恆定間隔可以是正或負，使得相鄰的導電線圈間的電流相位，可沿逆時針方向增大或減小。施加在帶電(例如正型或負型)反應試劑上的合力，可引導反應劑在逆時針方向上的流動，宏觀來說，例如會形成如圖19中：箭頭所示的流動方向。
舉例來說，如下表2所示，對裝置225提供相位為0(或360)度(°)的電流；對裝置224提供相位為36°的電流；對裝置223提供相位為72°的電流；對裝置222提供相位為108°的電流；對裝置221提供相位為144°的電流；對裝置211提供相位為180°的電流；對裝置212提供相位為216°的電流；對裝置213提供相位為252°的電流；對裝置214提供相位為288°的電流；以及對裝置215提供相位為324°的電流。表2還提供了對應於裝置211至215和221至225，不同導電線圈的電流相位，及不同合力的相位。所有合力的組合導致電鍍溶液：產生逆時針運動，進而導致其中帶電的反應試劑：產生逆時針運動。
Figure 112117794-A0305-02-0029-3
Figure 112117794-A0305-02-0030-4
在一些實施例中，如圖19的所示的示意圖，振動模組20設置於腔室11的相對兩側。須注意的是，圖19所示僅是某一方向的側視示意圖，振動模組20可包含比圖19所示：數量更多的裝置。
參照圖20，圖20是根據本揭露書，一些實施方式所繪製的側視示意圖，以說明面向設備300的側壁111，振動模組20的排列方式。振動模組20可包含排列設置於陣列中的多個裝置。在一些實施方式中，振動模組20包含9行在側壁111上，沿Y方向排列的裝置(211-1至211-9、212-1至212-9、213-1至213-9、214-1至214-9，或215-1至215-9)。圖19所示的設備211、212、213、214和215，可分別是圖20所示的裝置211-1、212-1、213-1、214-1、215-1。為了便於說明，符號“-”前的數字(即211、212、213、214和215)，表示沿Z方向排列設置：不同列的裝置，符號“-”後的數字(即1、2、3、4、5、6、7、8和9)，表示沿Y方向延伸：一行中的不同裝置。換句話說，振動模組20包括45個位於腔室11：側壁111上的裝置。
電流相位調整器12可應用於圖20所示的實施方式，以促進鍍液和其中帶電的反應劑：產生順時針或逆時針運動。
參照圖21，圖21是根據本揭露書的一些實施方式，所繪製的鍍液渦旋方向示意圖，以說明裝置造成的合力方向。在一些實施方式 中，圖20中的45個裝置中，每一個都電性連接到圖19的電流相位調整器12。在一些實施方式中，45個裝置與電流相位調整器12之間：每一個電性通路，都可經由對應的開關來開啟或關閉。如上文所述，具有不同相位的電流進入振動模組20的裝置中，且可提供鍍液：期望的渦旋方向。可調整電流相位調整器12，以控制鍍液的螺旋運動方式。
在一些實施方式中，可關閉裝置211-5、212-5、213-5、214-5及215-5，與電流相位調整器12之間的電性通路，且可根據上述構思對圖21的其他裝置，提供不同相位的電流。而產生圖21中箭頭所示的合力方向，且當從面向側壁111：一內表面111A的方向來看時，這些合力的組合導致鍍液在兩個逆時針圓圈中形成渦旋。應注意圖21所示合力僅供說明。可隨著不同的應用與不同的設計，調整合力的方向或樣式。
根據上述發明構思，本揭露書於下文：進一步提出鍍膜設備與裝置的實施方式。
參照圖22，圖22是根據本揭露書一些實施方式，所繪製鍍膜設備400的側視示意圖。鍍膜設備400可以是無電鍍設備，其類似鍍膜設備201，但在每一裝置507或508的框架中，沒有第一磁場產生器。
鍍膜設備400振動模組20，包含多個裝置507或508。在一些實施方式中，側壁111上的振動模組20，相對於側壁113上的振動模組20成鏡像或對稱設置。裝置507或508可類似裝置500、501、502、503或504，但沒有圖2、6、8、11或13所示的第一磁場產生器52。為提供沿著X方向側向跨越鍍膜設備400：腔室11的磁場B1，可將一或多個磁場(方向如箭頭)產生器41或42，附著於腔室11的側壁111或113，其中側壁111或113至少部分鄰近：裝置507及508的框架底部。
在一些實施方式中，鍍膜設備400包含第三磁場產生器41，其設於腔室11的側壁111上。在一些實施方式中，第三磁場產生器41設於腔室11：側壁111的外表面111B上方，且鄰近裝置507框架的外底面。在一些實施方式中，第三磁場產生器41包含多個磁鐵411、412、413、414及415。在一些實施方式中，每一磁鐵411、412、413、414及415，都沿著圖22中的水平方向與裝置507其中之一對齊。在一些實施方式中，利用矽膠將每一個磁鐵411、412、413、414及415固定在腔室11上。在一些實施方式中，利用樁、釘子、螺釘、鉚釘、其他適當緊固件，或其組合(圖中未繪示)，將每一個磁鐵411、412、413、414及415固定在腔室11上。鍍膜設備400可更包含第四磁場產生器42，其設於腔室11的側壁113上。在一些實施方式中，第四磁場產生器42包含磁鐵421、422、423、424及425。磁鐵421、422、423、424及425的排列設置，可類似磁鐵411、412、413、414及415的排列設置，故不再贅述。
為了提供具有從側壁111朝向側壁113方向的磁場B1，在裝置507或508外部：所有磁場產生器41和42具有相同的極性，且定向於相同的方向中(例如，S極在左邊且N極在右邊)，使得磁場B1具有從腔室11的側壁111朝向側壁113的方向，如圖22所示。在一些其他實施例中，在裝置507或508外部，所有磁場產生器具有相同的極性，且定向於相同的方向中(例如，N極在左邊且S極在右邊)，使得磁場具有從腔室11的側壁113朝向側壁111的方向(圖22中未示出)。需要說明的是，裝置507和磁鐵411、412、413、414、415中的任意一個，共同形成了與圖4中所示類似或實質上相同的局部磁場，而裝置508和磁鐵421、422、423、424、425中的任何一個，共同形成了與圖13所示些實質上相同的局部磁場。在 這樣的排列設置中，不僅可在每個裝置的層級建立局部磁場B21和B22，巨觀來看，還能夠建立側向跨越腔室11的磁場B1。
將第一磁場產生器52替換為：第三磁場產生器41和第四磁場產生器42的目的，是為了維護方便。另外，在腔室11的外部設置第三磁場產生器41和第四磁場產生器42，優點是能夠輕易調節磁場B1的強度。如上所示，反應試劑的螺旋運動和振動模組20的薄膜振動，可受到磁場B1的影響。例如，可通過控制磁場B1的強度，調節反應試劑的迴轉半徑，和裝置507或508的薄膜振幅。圖22的實施方式，提供了根據腔室11中執行不同沉積操作的靈活性：如控制磁場B1，與可撓性膜54振動的局部磁場強度。
隨著振動模組20對鍍液的攪動，根據上文所述的洛倫茲力方程式(I)，會因為磁場B1的存在，而使
Figure 112117794-A0305-02-0033-6
鍍液中的帶電(正電或負電)離子/反應試劑，受到作用力F，使得陽離子/正型反應試劑產生螺旋軌跡，能夠到達工作件SB的鍍膜表面。這些螺旋軌跡增加了帶陽離子正型/反應試劑，與工作件SB表面原子扭結碰撞的機率，找到較低吉布斯自由能結合成核的位點，因而提升鍍膜的生長效率和均勻度。
磁場產生器41及42可設於腔室11的側壁111或113內或外。在一些實施方式中，磁場產生器41或42可附著至：各別裝置507或508框架的外底面。
當注意到，第三磁場產生器41或第四磁場產生器42可包含不同數目的磁鐵，只要可實現與上文所述相同的目的。在一些實施方式中，第三磁場產生器41包含一個大型磁鐵，與所有裝置507側向重疊。此外，第三磁場產生器41或第四磁場產生器42可用作：第一磁場產生器52。 這種情況下的第三磁場產生器41與第四磁場產生器42的目的是：強化磁場B1，便於調節磁場B1的強度，及在從外部維護磁鐵411至415和421至425。
圖23是根據本揭露書的一些實施方式，所繪製鍍膜設備400：裝置507的剖面示意圖。裝置507可類似於裝置500，但沒有圖2所示的第一磁場產生器52。如上文所述，磁鐵411、412、413、414、415可作為第一磁場產生器52，其和第二磁場產生器53共同形成磁場，所述磁場的一端垂直於框架51的底部，並鄰近磁鐵411、412、413、414、415，且另一端實質上平行於可撓性膜54的平面，並鄰近第二磁場產生器53的磁鐵531及533。
參照圖24，圖24是根據本揭露書的一些實施方式所繪製：鍍膜設備401的側視示意圖。振動模組20的裝置507及508，及磁鐵411、412、413、414、415、421、422、423、424、425，實質上和圖22所示者相同，不同之處在於振動模組20：可設於側壁111及113的內表面111A及113A上，如同上文參照圖16的繪示與說明，而作為第一磁場產生器的磁鐵：411、412、413、414、415、421、422、423、424、425仍然附著，並連接於腔室11的外表面111B及113B。雖然在本揭露書中並未繪示，所屬記屬領域中具有通常知識者可理解，在一些實施方式中，鍍膜設備不僅包含任一裝置501、502、503、504，亦可包含額外的磁場產生器，如位於裝置501、502、503、504外，且附接於鍍膜設備的磁鐵411、412、413、414、415、421、422、423、424、425，以用於建立局部磁場B21及B22，及側向跨越鍍膜設備：腔室11的宏觀磁場B1。
參照圖25，圖25是根據本揭露書的一些實施方式所繪製： 鍍膜設備401裝置507的剖面示意圖。為了最小化裝置507的厚度，移除了圖23中：框架51的底部511。在一些實施方式中，從圖25所示的上視圖來看，裝置507的框架51呈環形結構。在一些實施方式中，圖25所示的環形框架51，連接或附著於側壁111的內表面111A。在一些實施方式中，可撓性膜54和內表面111A之間的距離d1：界定了裝置507的共振腔的高度。在一些實施方式中，內表面111A的一部分被用作是框架51的底表面51C。在一些實施方式中，內表面111A的至少一部分是導磁性的。
參照圖26，圖26是根據本揭露書的一些實施方式，所繪製鍍膜設備410的剖面示意圖。在一些實施方式中，通過腔室11側壁中的一個或多個開孔，將用於鍍膜操作的鍍液或化學品送入腔室11內。在一些實施方式中，通過開孔711將一或多種液體化學品(例如，含銅溶液、含磷溶液、硫酸或其他鍍液)送入腔室11內。在一些實施方式中，通過開孔712注入一或多種氣態化學物質(例如，磷化氫)。在一些實施方式中，鍍膜設備410還包括從開孔712延伸到腔室11內部的導管715，其中導管715的自由端被設計成：在鍍膜操作期間低於鍍液116的上表面116a。在一些實施方式中，可將多個擴散結構716設置在鄰近導管715自由端處，以促進氣態化學品在鍍液中的擴散。在一些實施方式中，擴散結構716的配置可類似於噴頭的配置。
在鍍膜操作期間，鍍膜設備410的正電極63可部分或完全地位於鍍液內。陽極713可設置於鄰近正電極63處。在一些實施方式中，陽極713連接到正電極63。在鍍膜操作期間，陽極713的至少一部分應該位於鍍液內。在一些實施方式中，陽極713設置在正電極63下方，且整個陽極713位於鍍液內。在一些實施方式中，陽極713是磷化銅陽極球(其可 包括濃度在約0.03%和0.08%之間的磷)。在一些實施方式中，陽極713是微晶銅陽極球。在一些實施方式中，陽極713被包封或密封於陽極袋714中。在一些實施方式中，陽極袋714包括Dynel材料、聚丙烯或其組合，以用於過濾目的。在一些實施方式中，陽極袋714是用於保持陽極713的鈦籃。在一些實施方式中，導管715的一部分在正電極63和陽極713下方延伸。在一些實施方式中，擴散結構716設置在導管715的部分上。負電極64設置在腔室11中，且與正電極63相對。例如，正電極63設置在接近腔室11的頂部(或上側壁)，且與負電極64分離，其中負電極64設置在鄰近腔室11的底部(或下壁)處。在一些實施方式中，負電極64在鍍膜操作中作為陰極。在鍍膜操作期間，正電極63和負電極64產生電場(圖15中未示出)。電鍍設備410還可包括加熱器84，其設置在腔室11中，且鄰近腔室的底部。在一些實施方式中，加熱器74設置在腔室11的下壁與負電極64間。在一些實施方式中，在鍍膜操作期間，將加熱器74的溫度控制在50至60攝氏度的範圍內。
鍍膜設備410還可包括支撐結構80，用以保持腔室11內的多個工作件SB。在一些實施方式中，支撐結構80包括：由多個立柱82保持或支撐的一個或多個橫樑81，用以保持多個工作件SB。在一些實施方式中，每個工作件SB：垂直設置在立柱82之間的負電極64上方。在一些實施方式中，工作件SB在鍍膜操作期間實質上彼此平行。在一些實施方式中，每個上夾持結構83保持每個工作件SB的第一周邊部分。在一些實施方式中，支撐結構80還包括多個下夾持結構84。在一些實施方式中，每個下夾持結構84與每個上夾持結構83垂直對齊。在一些實施方式中，每個下夾持結構84保持與其中一個工作件SB的第一周邊部分相對的第二周 邊部分。支撐結構80可實現通過一次鍍膜操作，同時在多個工作件SB上形成薄膜。在一些實施方式中，支撐結構80的元件(例如，橫樑81、立柱82、上夾持結構83和下夾持結構84)可由銅或銅合金製成。在一些實施方式中，上夾持結構83和下夾持結構84塗有介電材料，例如plastisol或koroseal。應注意的是，支撐結構80可應用於如上文所說明的其它實施方式(例如，電鍍設備201、202、203、204、300、400或401)，且本發明不限於單一圖示中所示的特定實施方式。
鍍膜設備410還可以包括過濾系統73。過濾系統73的目的是雜質過濾和金屬離子沉澱，以獲得更好的鍍膜效果。在一些實施方式中，過濾系統73包括導管734、過濾器735和泵736。在一些實施方式中，導管734通過開孔731和732提供與腔室的流體連通。在一些實施方式中，過濾器735設置在橫跨導管734的橫截面，以過濾流經其中的鍍液。在泵736的作用下，通過開孔731將鍍液從腔室11中抽出並流入導管734，流過過濾器735後，再經由開孔732返回腔室11。在一些實施方式中，泵736可以將整個鍍液以每小時過濾一到三次。在一些實施方式中，過濾器735的的膜孔徑可以是1.3微米或5微米。
在一些實施方式中，鍍膜設備410還可包括連接到局部洗滌器752的排氣導管751，用於排出鍍膜操作期間產生的氣態化合物，例如氫氣、氯氣、氟氣或其他氣體。局部洗滌器752可以是熱洗滌器、濕洗滌器、熱-濕洗滌器、燃燒洗滌器、乾洗滌器、催化劑洗滌器或電漿洗滌器。可使用任何合適類型的洗滌器，且不限於此。
如上所述，鍍膜設備410應當包含位於腔室11的側壁(或多個側壁)上的：至少一磁場產生器41或42，如先前在圖22中所示。在如圖 26所示的一些實施方式中，由磁場產生器41或42在向內、朝向紙張(即遠離觀察者的方向，或是入紙面的方向)上，提供磁場B1。因此，可實現分別在多個工作件SB上形成多個薄膜，且可通過電場和磁場B1的組合，來提高鍍膜操作的共形性與效率。
因此，本揭露書提供了一種用於，輔助攪拌腔室中：液體或溶液的裝置，及包括此裝置的設備。應注意到，以上實施方式和說明著重於沈積操作和沈積設備，作為例示性說明以利理解。然而，本發明的概念和裝置可應用在其他類型的設備中，例如半導體製造行業中的晶圓清洗設備，或一般家庭應用例如洗碗機或洗衣機，以輔助或促進水或溶液的攪動。本發明不限於在本揭露書中說明的實施方式。
本揭露書的一些實施方式：提出一種輔助液體攪拌的裝置。所述裝置包含框架，其具有底部及與所述底面形成一角度的側壁；第一可撓性膜，由第一可撓性膜的周邊部分附接於上述框架；第一磁場產生器，位於框架的側壁且鄰近第一可撓性膜的周邊部分；及第二磁場產生器，鄰近所述框架的底部，其中第一磁場產生器與第二磁場產生器，用以提供平行於第一可撓性膜：至少一部分的磁場，且其中第一可撓性膜與用於液相沈積的溶液接觸。
本揭露書一些實施方式：提出一種用於液相薄膜沈積的設備。所述設備包含腔室與振動模組。所述腔室用以容置用於液相沈積的溶液；且振動模組鄰近腔室的側壁，並與用於液相沈積的溶液接觸。所述振動模組包含：框架，其具有底部及與所述底面形成一角度的側壁；第一可撓性膜，由第一可撓性膜的周邊部分附接於上述框架；及第一磁場產生器，位於框架的側壁且鄰近第一可撓性膜的周邊部分。所述設備更包含第 二磁場產生器，鄰近所述框架的底部，其中第一磁場產生器與第二磁場產生器，用以提供平行於第一可撓性膜：至少一部分的磁場。
上文敘述了多種實施方式的特徵，以使得所屬技術領域具有通常知識者，能夠更加理解本揭露書的的態樣。所屬技術領域具有通常知識者，能夠輕易地運用本揭露書為基礎，設計或修改其他操作與結構，以實現與此處所述的實施方式相同的目的，或達到相同的優點。所屬技術領域具有通常知識者，應可理解這些均等的方案，並未悖離本揭露書的精神與範圍，且可對齊進行各種變更、置換與修改，而不至於悖離本揭露書的精神與範圍。
更有甚者，本揭露書的範圍不限於說明書中所述的工藝、機器、製造物、物質組成、手段、方法與步驟的特定實施方式。正如本領域中具有通常知識者，從本揭露書能夠輕易理解的，可根據本揭露書，運用各種現有或日後開發出來的工藝、機器、製造物、物質組成、手段、方法或步驟，只要其能夠執行與此處所述：相對應實施方式實質上相同的功能，或能達到實質上相同的結果。因此，附隨的申請專利，範圍涵蓋此等工藝、機器、製造物、物質組成、裝置、方法和步驟。
51:框架
52:第一磁場產生器、環形磁鐵
53:第二磁場產生器
54:可撓性膜
55:固定部件
500:液相沈積輔助裝置
531、532、533、534:磁鐵
541:導電線圈
542:懸邊
A-A':切線

Claims (20)

  1. 一種輔助液體攪拌的裝置，包含：一框架，具有一底部與一側壁，其中該側壁與該底部形成一角度；一第一可撓性膜，由該第一可撓性膜的一周邊部分連接於該框架；一第一磁場產生器，位於該框架的該側壁，且鄰近該第一可撓性膜的該周邊部分；以及一第二磁場產生器，鄰近該框架的該底部，其中該第一磁場產生器與該第二磁場產生器用以提供平行於該第一可撓性膜至少一部分的一磁場，且其中該第一可撓性膜用以與該液體接觸。
  2. 如請求項1所述的裝置，更包含與該第一可撓性膜連接的一第一導電線圈，其中該第一導電線圈以與該框架的該底部垂直的一線圈軸為中心螺旋狀向外延伸。
  3. 如請求項2所述的裝置，其中該第一導電線圈包含用於傳導電流的兩個端子，且該電流和平行於該第一可撓性膜的至少一部分的該磁場間的互動使得該第一導電線圈與該第一可撓性膜振動。
  4. 如請求項3所述的裝置，其中該電流是交流電或直流電。
  5. 如請求項1所述的裝置，其中該第一磁場產生器包含圍繞該第一可撓性膜的多個磁鐵。
  6. 如請求項1所述的裝置，其中該第一磁場產生器與該第二磁場產生器的至少一個是環形磁鐵。
  7. 如請求項1所述的裝置，更包含一第二可撓性膜，由該第二可撓性膜的一周邊部分附接於該框架，且該第一可撓性膜設置於該第二可撓性膜與該框架的該底部間。
  8. 如請求項7所述的裝置，更包含：一第三磁場產生器，位於該框架的該側壁，且鄰近該第二可撓性膜的該周邊部分；以及一第四磁場產生器，位於該第一可撓性膜與該第二可撓性膜間。
  9. 如請求項8所述的裝置，其中該第四磁場產生器透過一導磁材料連接至該第二磁場產生器。
  10. 如請求項8所述的裝置，其中該第三磁場產生器與該第四磁場產生器用以提供平行於該第二可撓性膜的至少一部分的一磁場。
  11. 如請求項1所述的裝置，其中該框架是由導磁材料組成。
  12. 一種液體輔助攪拌設備，包含：一腔室，用以容置該液體；以及一振動模組，鄰近該腔室的一側壁，且與該液體接觸，其中該振動模組包含：一框架，具有一底部與一側壁，其中該側壁與該底面形成一角度；一第一可撓性膜，由該第一可撓性膜的一周邊部分連接於該框架；以及一第一磁場產生器，位於該框架的該側壁，且鄰近該第一可撓性膜的該周邊部分；以及一第二磁場產生器，鄰近該框架的該底部，其中該第一磁場產生器與該第二磁場產生器用以提供平行於該第一可撓性膜的至少一部分的一第一磁場。
  13. 如請求項12所述的設備，其中該第二磁場產生器位於該振動模組的該底部。
  14. 如請求項12所述的設備，其中該第二磁場產生器包含鄰近該腔室的該側壁的多個磁鐵，且用以在該腔室的一水平方向中提供一第二磁場。
  15. 如請求項12所述的設備，更包含：一對電極，鄰近該腔室的一上壁及一下壁，且用以在該腔室的一垂直方向中提供一電場。
  16. 如請求項15所述的設備，其中該對電極與該液體接觸，且其中該液體是用於液相沈積的溶液。
  17. 如請求項15所述的設備，其中該對電極包含包封於該腔室的該上壁中一第一電極，以及包封於該腔室的該下壁中的一第二電極。
  18. 如請求項17所述的設備，其中該第一電極與該第二電極包封於聚四氟乙烯(Teflon)中，並與該液體隔絕，其中該液體是用於液相沈積的溶液。
  19. 如請求項12所述的設備，更包含多個振動模組，鄰近該腔室的該側壁並排列為一陣列。
  20. 如請求項19所述的設備，更包含一電流相位調整器，電性連接至各該振動模組，且用以控制進入各該振動模組的一電流相位。
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