WO2010133220A2 - Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers - Google Patents

Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers Download PDF

Info

Publication number
WO2010133220A2
WO2010133220A2 PCT/DE2010/000592 DE2010000592W WO2010133220A2 WO 2010133220 A2 WO2010133220 A2 WO 2010133220A2 DE 2010000592 W DE2010000592 W DE 2010000592W WO 2010133220 A2 WO2010133220 A2 WO 2010133220A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
partial
electrolytic
current
electroplating
cathode
Prior art date
Application number
PCT/DE2010/000592
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2010133220A3 (en
Inventor
Egon Hübel
Original Assignee
Huebel Egon
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huebel Egon filed Critical Huebel Egon
Priority to EP10732269A priority Critical patent/EP2432920A2/en
Priority to CN2010800224290A priority patent/CN102459716A/en
Priority to US13/320,981 priority patent/US20120061244A1/en
Priority to JP2012511145A priority patent/JP2012527524A/en
Publication of WO2010133220A2 publication Critical patent/WO2010133220A2/en
Publication of WO2010133220A3 publication Critical patent/WO2010133220A3/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/002—Cell separation, e.g. membranes, diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005—Contacting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer

Definitions

  • the invention relates to the electrochemical metallization and demetallization of thin and therefore high-resistance layers on substrates. It is particularly suitable for electroplating z. B. seed layers or seed layers on wafers.
  • horizontal or vertical electroplating cells serve as so-called cup plater, in which the non-treated back side of the wafer is kept dry or covered.
  • the starting layers consist for. B. sputtered copper with a thickness of z. B. 0.1 microns.
  • For economical galvanizing they should be using a large current density of z. B. 1 A / dm 2 or more are galvanized.
  • the achieved layer thickness distribution over the entire surface of the material should have the smallest possible tolerance.
  • the cathodic Galvanisierstrom can be fed into the material, ie in the wafer only from the edge, if the center should not be used for further electrical contact.
  • the initial high-resistance starting layer causes the galvanizing on its way from the edge toward the center of the good an electrical voltage drop. Accordingly, the thickness of the electrodeposited layer decreases as the inclined plane. With increasing size of the goods, the problem of the inclined plane increases disproportionately. To remedy this deficiency, there are proven solutions.
  • the object of the invention is to describe a method and a device in which a flat layer thickness distribution is achieved on the good during electrochemical treatment, even if different initial conditions and parameters of the goods are available. In particular, it should be possible in a treatment cup or similar electrolytic work containers, even with a good with large
  • the invention provides for a division of the global electrode or anode of the cup-Platers before and that at least two electrically isolated from each other partial anodes, which are designed in each case in size and shape the same or almost the same.
  • Each preferably sector-like partial anode is fed by an associated Galvanisierstrom provoke with individual Galvanisierstrom.
  • the positive poles of the galvanizing current sources are connected to their associated partial anodes.
  • the negative poles of the galvanizing current sources are respectively connected or contacted at the edge of the material, which is remote from the partial anodes assigned to the galvanizing current sources.
  • the flat material is preferably in equal parts below or above the part anodes. In electrochemical etching, the aforementioned polarities reverse.
  • FIG. 1 shows, in cross-section, a working container as a cup for the electrolytic treatment of the underside of a round material according to the invention, for example, according to the invention.
  • FIG. 2 shows the view upwards through two partial electrodes which are located at the bottom in the working container, in the direction of the underside of the material to be treated, which is located on top of the cup.
  • FIG. 3 shows the view through four partial electrodes of the working container as a cup in the direction of the underside of the material to be treated.
  • FIG. 4 shows measurement results which were determined on a resistance model of an electrolytic cell and a cell voltage / current density characteristic curve of a copper bath based on sulfuric acid.
  • FIG. 5 shows the qualitative courses of electrodeposited layers or layer thickness distributions on the product in the case of different sizes of galvanizing streams.
  • Partial anodes, the partial cathodes or electrodes and the associated electrolytic sub-cells and the contacts on the edge of the good and the rectifier or Galvanisierstrom provoken be supplemented with one or two high strokes.
  • the cup plater in Figure 1 consists essentially of a filled with electrolyte 5 working container 4, the cup, a receptacle 8 and a holder 2 for the material to be plated in this example 1.
  • the Good 1, z.
  • electrolyte 5 flows from below through an inlet 13 by means of a demanding pump 6.
  • the electrolyte 5 passes z. From there, it flows via overflows into the collecting container 8, which is at the same time the pump sump for circulation promotion
  • the two partial anodes 7 'and 7 "are mutually opposed isolated, ie they have no electrically low-impedance connection.
  • an electrically non-conductive partition wall 14 which prevents a continuous mutual metallization and demetallization of the electrodes.
  • the material 1 arranged in a plane-parallel manner over the working container 4 extends over the entire cross-section of the working container 4.
  • the treatment side 3 of the cathodic material 1 to be electroplated, which constitutes a global cathode, also becomes fictitiously divided into two partial regions, namely the partial cathodes 12 'and 12
  • the partial cathode 12 ' is initially statically opposite to the partial anode 7', as is the partial cathode 12 "of the partial anode 7."
  • the partial anodes and the partial cathodes each form electrolytic partial cells 11 'and 11 ", which together form the global electrolytic cell 11 of the cup - Form platers.
  • the partial anode 7 'shown on the left is fed anodically by the galvanizing current source 9'.
  • the negative pole of this galvanizing current source 9 ' is connected to the right edge of the wafer 1 by means of an electrical contact 10 "in the region of the partial cathode 12".
  • the negative pole of the electroplating current source 9 is connected to the left edge of the wafer 1 in the region of the partial cathode 12 ', which is perpendicular to the partial anode T.
  • grinding or rotary contacts and detachable electrical contacts 10' are used. and 10 "diametrically located on the estate.
  • the electrical circuit of the Galvanisierstrom provoken 9 'and 9 and the location of the participating resources shown in Figure 2. In this, the view is shown from below through the part anodes 7' and 7" in the direction of the wafer.
  • the partial anode 7 ' is fed by a rectifier or a Galvanisierstrom provoke 9' and forms together with the sub-cathode 12 below 'the not visible in this figure electrolytic sub-cell 11'.
  • the partial anode 7 " is fed by a rectifier or a galvanizing current source 9" and forms together with the sub-cathode 12 located underneath "the electrolytic sub-cell 11".
  • the one or more electrical contacts 10 ' In the edge region of the cathodic material on the partial cathode 12 'and thus in the electrolytic partial cell 11' is the one or more electrical contacts 10 '.
  • the edge region of the cathodic material on the partial cathode 12 "and thus in the electrolytic partial cell 11" are the one or more electrical contacts 10 ".
  • the galvanizing circuit of the rectifier 9 ' is transferred via the partial anode 7', the left-hand electrolytic partial cell 11 ', the partial cathode 12' of the cathodic material 1 and from there through the base layer of the partial cathode 12 "of the product 1
  • the electroplating circuit of the rectifier 9 via the partial anode 7", the right electrolytic subcell 11 ", the partial cathode 12" of the cathodic material 1 and from there through the base layer of the partial cathode 12 'of the material 1 over
  • the partial cathode 12 'of the product with the base layer thereon thus serves as an electrical conductor for the cathodic current to the electrolytic partial cell 11 ".
  • the partial cathode 12 "of the material with the base layer thereon serves accordingly as an electrical conductor for the cathodic current to the electrolytic partial cell 11 '.
  • the first limiting case exists when only one of the two rectifiers is switched on for the duration t.
  • the respective two rectifiers 9 ', 9 "of the two sides or partial cathodes 12', 12" of the product, which form a rectifier pair, are switched on alternately.
  • the duty cycle 1 1 of the rectifier of the one side 12 'and the duty cycle 1 2 of the rectifier of the other side 12 are preferably the same size.
  • the second limiting case consists in at the same time with the same current I switched rectifiers 9 ', 9 "of a rectifier pair of the two partial anodes 7', 7".
  • the rectifier 9 is switched off for a certain time t.
  • the rectifier 9 "feeds the electrolytic subcell 11".
  • the feeding of the cathodic galvanizing current I to the partial cathode 12 "of the electrolytic partial cell 11” takes place solely from the contact 10 'or from the contact region 10' and from there through the base layer of the partial cathode 12 '.
  • the electrical voltage drop in the base layer then increases from the middle of the material, starting towards the edge diametrically opposite the feeding contact 10 ', thus increasing the locally effective cell voltage and the current density towards that edge
  • the rectifier 9 " for the preferred same time t off and the rectifier 9 'is turned on to power the subcell 12'.
  • the galvanic deposition on the two partial cathodes 12 'and 12 "of the product 1 takes place one after the other with an equally long exposure time, wherein the valleys of the metallization surprisingly occur at the edges over which the current was fed.
  • the state of the art can be cost-effectively leveled out with very simple control measures, as will be described below: According to the prior art, the mountains of the inclined planes occur at the edges.
  • both rectifiers 9 'and 9 are simultaneously switched on with currents I of the same magnitude, then the currents I and the voltage drops in the partial cathodes are completely symmetrical, and the same current I flows from both edges to the center of the material Trap affects the respective electrical conductor in the base layer or the symmetrical voltage drop occurring there in such a way that a valley of the metallization occurs in the middle of the goods.
  • the controllable galvanizing of the material 1 according to the invention takes place within these two limiting cases.
  • the layer thickness distribution can be set very precisely, ie level with the difference of the different sized galvanizing currents I in the two electrolytic partial cells 11' and 11". , which flow through them alternately and each with preferably the same time, the center area of the goods can be galvanized to the edge even or even exaggerated, although there are no contacts in the middle.
  • control technology can be reacted, in particular on different thin base layers, the thickness of the layer to be deposited and the size of the average current density.
  • control technology can be reacted, in particular on different thin base layers, the thickness of the layer to be deposited and the size of the average current density.
  • reversed polarities of the equipment for an electrolytic etching process can be reversed.
  • Partial anodes or partial electrodes via flexible electrical conductors.
  • Technically complex grinding or rotary contacts are not required.
  • the material and the partial anodes can also be made to rotate relative to each other.
  • this requires at z. B. two partial anodes a two-pole rotating power transmission to the good and / or the part anodes by means of sliding contacts 15 or rotary contacts. If there are more than two partial anodes, these sliding contacts 15 must be made even multipolar. Therefore, the lower cost swinging movement of the material and / or the part anodes around the vertical axis passing through the center of the working container 4 is preferable.
  • Another control means for leveling the deposited layer consists in the non-linear pivotal or rotational movement of the material or the partial anodes. This means that the pivoting or rotational speed can be carried out at different relative positions of good and partial anodes of different sizes
  • the contacts 10 of a pair of electrodes can feed the Galvanisierstrom each punctiform or over a limited circular arc in the estate at the diametrical edge. With increasing arc length, the edge regions of the wafer are preferably galvanized. This is a further, but not electrically controllable means for leveling the deposited layer is given.
  • the part anodes by means of at least one electrical switching contact 16 as z. B. relay contact electrically low be connected to each other.
  • the electrolytic sub-cells behave like a global electrolytic cell according to the prior art, in which, in particular for thin layers to be plated, the edge regions are preferably metallized.
  • This can be z. B. be used towards the end of the exposure time for leveling when the starting layer has been electrochemically treated by the method according to the invention with preference to the center region.
  • z. B. by means of a closed switching contact 16, the treatment can be started and then the leveling of the excessive edge area by raising the center area by means of the above-described inventive measures. Both methods can also alternate several times during a treatment.
  • FIG. 3 shows four partial anodes 7 ', 7 “, 7'” and 7 “” with four individual electroplating current sources 9 ', 9 “, 9'” and 9 “”. Again, the cathodic currents are fed to the electrolytic sub-cells 11 ', 11 “, 11'” and 11 “” of pairs diametrically arranged contacts 10 ', 10 ", 10'” and 10 "” in the Good 1.
  • These four partial anodes increase the control possibilities for leveling the deposited layer.
  • a periodically linear or non-linear reversing pivoting of the material and / or the partial anodes for leveling the deposited metal layer is required here at least to ⁇ 45 °.
  • Technically complex sliding contacts are for
  • cathode clamping voltages corresponding to the cell voltage Uz.
  • the current density is in A / dm 2 and the cell voltages are plotted in volts.
  • the typical course of this Uz / i characteristic shows that at cell voltages Uz below 1.5 V almost no metal deposition can take place.
  • the cathodic current density i is less than 0.2 A / dm 2 here . However, this is sufficient to prevent a return of metal. In the range of the cell voltages Uz of 1.5 V to 2.5 V, the current density increases from 0.2 A / dm 2 to 7.6 A / dm 2 .
  • the family of curves of the anode / cathode voltages shows that at currents in the left electrolytic cell 11 'which are only up to 50% of the currents in the right electrolytic cell 11 ", anode / cathode voltages in the range of 1.5V or less occur. With these small anode / cathode voltages or cell voltages, virtually no deposition takes place, which means that only the right electrolytic cell 11 "is galvanized.
  • the course of the anode / cathode voltages or cell voltages can be adjusted so that a mountain or valley of the deposited layer occurs in the middle of the material. The largest mountain is at the left 0% and right 100% of the galvanizing. A valley arises in the middle of the estate at z. B. 70% left and 100% right of the galvanizing.
  • the anode / cathode voltage curve left 30% right 100% shows a nearly even curve in the right subcell 11 "The difference ⁇ 2 of the anode / cathode voltages is about 0.1 V. Accordingly, the current density difference in the right electrolytic cell 11" is about 0 , 6 A / dm 2 . This means a virtually flat metallization on this half of the estate.
  • the current is mirrored, d. H. 100% on the left side and reduced power on the right side, eg. B. 30% set.
  • the result is an almost completely planar deposition of the metal across the material.
  • z For this purpose, the electrodes 7 ', 7 "perform a reversing movement in their plane by means of a drive, this movement being superimposed on the rotating movement of the material, resulting in a repetitive displacement of the dividing line (s) between the electrodes 7', 7". from the central axis of the working container.
  • the location of the slightly different treatment is also shifted to the estate.
  • the result is a completely planar metallization or a completely uniform electrochemical etching.
  • FIG. 5 shows, schematically simplified, the courses of the inclined planes of the metallization across the product and through its center. Shown are the situations at different currents I and symbolically in percent, in each case after the steps with the times 1 1 and 1 2 and after the complete plating of the goods in the time 1 1 + 1 2.
  • the sum of the deposits on the two partial cathodes 12 'and 12 ", which took place statically, ie without relative movements of the electrodes in the times 1 1 and 1 2, is shown by the profile which is shown below in the figures 5.
  • Figure 5 a shows the limiting case with the galvanizing current sources 9 'and 9 ", which were set with the same magnitude of current I and switched on at the same time the valleys of the inclined planes are in the middle region of the material or the global cathode 12, consisting of the partial cathodes 12 ', 12 ".
  • the layer thickness differences are denoted by delta, which is maximum here.
  • FIG. 5 b shows the other limiting case in which, for the first time 1 1, only the electroplating current source 9 'is switched on to feed the subcell 11' with the partial cathode 12 'and in the subsequent time 12 only the electroplating current source 9 "to supply the
  • the mountains of the inclined planes in the middle of the material are very advantageous, and here too, the delta is maximal, because of the half exposure time compared to the case of FIG About half of the metal deposited with the same exposure time.
  • FIG. 5 c shows the situation between the two limiting cases with simultaneously switched galvanizing current sources 9 'and 9 "for the simultaneous feeding of the subcells 11' and 11", but alternately with different current intensities I.
  • These current intensities I are adjusted so that the sum of the deposits gives a flat layer.
  • the delta is zero here.
  • the leveling of the layer takes place in this illustration after two time periods, namely after 1 1 plus 1 2.
  • the figure 5 d shows an imperfect correction or leveling of the layer thicknesses in both sub-cells 11 'and 11 "of the product 1.
  • the examples show, however that individual courses of the layer thickness distribution can be achieved with the method according to the invention solely by controlling the galvanizing currents I.
  • the indicated current intensities I in percent are merely explanatory reference values.
  • the times 1 1 and 12 can be in the range of a few milliseconds. But they can also be up to half of the total exposure time required. In practice, after initial attempts, there are empirical values for the times to be set and the current intensities I of the rectifiers and other parameters. The same applies to any required rotating or pivoting movements of the electrodes.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for electroplating a material (1) comprising an electric contact in the outer edge thereof, especially for electroplating substrates, e.g. as a wafer in a cup plater. Conventional methods result in a radial layer thickness difference, with a maximum in the edge region, when the starting layers are thin and the material has a large diameter. In order to obtain an even electroplating result, at least two electrolytic partial cells are formed which are supplied with current by respective electroplating current sources (9') and (9'') that can be individually adjusted. The partial cathode (12') and the associated partial anode (7') are supplied in the region of the diametrically remote partial cathode (12''). Conversely, the partial cathode (12'') is supplied via the base layer of the partial cathode (12'). The required leveling of the layer thickness distribution is inter alia carried out by alternate different adjustments of the quantity of the electroplating current of the two partial cells and by the electrodes (7, 12) that rotate relative to each other.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten elektrolytischen Behandeln von dünnen Schichten Beschreibung Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers Description
Die Erfindung betrifft das elektrochemische Metallisieren und Entmetallisieren von dünnen und damit hochohmigen Schichten auf Substraten. Sie eignet sich insbesondere zum Galvanisieren von z. B. Startschichten bzw. Seed-Layern auf Wafern. Hierzu dienen u. a. horizontale oder vertikale Galvanisierzellen als so genannte Cup-Plater, in denen die nicht zu behandelnde Rückseite des Wafers trocken gehalten oder abgedeckt wird. Die Startschichten bestehen z. B. aus gesputtertem Kupfer mit einer Dicke von z. B. 0,1 μm. Zum wirtschaftlichen Galvanisieren sollen sie unter Anwendung einer großen Stromdichte von z. B. 1 A/dm2 oder mehr galvanisiert werden. Dabei soll die erzielte Schichtdickenverteilung über die gesamte Oberfläche des Gutes eine möglichst kleine Toleranz aufweisen. Der kathodische Galvanisierstrom kann in das Gut, d. h. in den Wafer nur vom Rand eingespeist werden, wenn dessen Zentrum zum weiteren elektrischen Kontaktieren nicht verwendet werden soll. Infolge der anfangs hochohmigen Startschicht verursacht der Galvanisierstrom auf seinem Weg vom Rand in Richtung zum Zentrum des Gutes einen elektrischen Spannungsabfall. Entsprechend nimmt die Dicke der elektrolytisch abgeschiedenen Schicht als Schiefe Ebene ab. Mit zunehmender Größe des Gutes nimmt das Problem der Schiefen Ebene überproportional zu. Zur Behebung dieses Mangels gibt es bewährte Lösungen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu beschreiben, bei denen beim elektrochemischen Behandeln eine ebene Schichtdickenverteilung auf dem Gut erzielt wird, auch wenn unterschiedliche Anfangsbedingungen und Parameter des Gutes vorliegen. Insbesondere soll es in einem Behandlungs-Cup oder ähnlichen elektrolytischen Arbeitsbehältern möglich sein, auch bei einem Gut mit großenThe invention relates to the electrochemical metallization and demetallization of thin and therefore high-resistance layers on substrates. It is particularly suitable for electroplating z. B. seed layers or seed layers on wafers. For this purpose, among other things, horizontal or vertical electroplating cells serve as so-called cup plater, in which the non-treated back side of the wafer is kept dry or covered. The starting layers consist for. B. sputtered copper with a thickness of z. B. 0.1 microns. For economical galvanizing they should be using a large current density of z. B. 1 A / dm 2 or more are galvanized. The achieved layer thickness distribution over the entire surface of the material should have the smallest possible tolerance. The cathodic Galvanisierstrom can be fed into the material, ie in the wafer only from the edge, if the center should not be used for further electrical contact. As a result of the initial high-resistance starting layer causes the galvanizing on its way from the edge toward the center of the good an electrical voltage drop. Accordingly, the thickness of the electrodeposited layer decreases as the inclined plane. With increasing size of the goods, the problem of the inclined plane increases disproportionately. To remedy this deficiency, there are proven solutions. The object of the invention is to describe a method and a device in which a flat layer thickness distribution is achieved on the good during electrochemical treatment, even if different initial conditions and parameters of the goods are available. In particular, it should be possible in a treatment cup or similar electrolytic work containers, even with a good with large
Abmessungen mit einer großen globalen Stromdichte eine ebene Schicht zu galvanisieren oder eine Schicht bzw. Oberfläche elektrochemisch gleichmäßig zu ätzen. Unter einem großen Gut soll z. B. ein Wafer mit einem Durchmesser von 200 mm oder größer verstanden werden. Dünne Startschichten sind z. B. Sputterschichten oder chemisch abgeschiedene Metallschichten mit einer Dicke von z. B. 0,1 μm. Große Stromdichten können, abhängig vom elektrochemischen Verfahren, bei 1 A/dm2 liegen, aber auch bei 10 A/dm2 und mehr.To electroplate a layer with a large global current density, or to electrochemically etch a layer or surface evenly. Under a large good z. Example, a wafer with a diameter of 200 mm or larger understood. Thin starting layers are z. B. sputter layers or chemically deposited metal layers having a thickness of z. B. 0.1 microns. Depending on the electrochemical process, large current densities can be 1 A / dm 2 , but also 10 A / dm 2 and more.
Gelöst wird die Aufgabe durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 und durch die Vorrichtung nach Patentanspruch 8. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung, die allgemein am Beispiel des Galvanisierens beschrieben werden.The object is achieved by the method according to claim 1 and by the device according to claim 8. The dependent claims describe advantageous embodiments of the invention, which are generally described by the example of electroplating.
Die Erfindung sieht eine Teilung der globalen Elektrode bzw. Anode des Cup-Platers vor und zwar mindestens in zwei elektrisch von einander isolierte Teilanoden, die jeweils in ihrer Größe und Form gleich oder nahezu gleich gestaltet sind. Jede bevorzugt sektorartige Teilanode wird von einer ihr zugeordneten Galvanisierstromquelle mit individuellem Galvanisierstrom gespeist. Die Pluspole der Galvanisierstromquellen sind an die ihnen zugeordneten Teilanoden angeschlossen. Die Minuspole der Galvanisierstromquellen sind erfindungsgemäß jeweils an dem Rand des Gutes angeschlossen bzw. kontaktiert, der fern der den Galvanisierstromquellen zugeordneten Teilanoden ist. Das flache Gut befindet sich bevorzugt zu gleichen Teilen unter bzw. über den Teilanoden. Beim elektrochemischen Ätzen kehren sich die genannten Polaritäten um.The invention provides for a division of the global electrode or anode of the cup-Platers before and that at least two electrically isolated from each other partial anodes, which are designed in each case in size and shape the same or almost the same. Each preferably sector-like partial anode is fed by an associated Galvanisierstromquelle with individual Galvanisierstrom. The positive poles of the galvanizing current sources are connected to their associated partial anodes. According to the invention, the negative poles of the galvanizing current sources are respectively connected or contacted at the edge of the material, which is remote from the partial anodes assigned to the galvanizing current sources. The flat material is preferably in equal parts below or above the part anodes. In electrochemical etching, the aforementioned polarities reverse.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der schematischen und nicht maßstäblichen Figuren 1 bis 5 weiter beschrieben. Die Figur 1 zeigt im Querschnitt einen Arbeitsbehälter als Cup zum erfindungsgemäßen elektrolytischen Behandeln der Unterseite eines runden Gutes, z. B. eines Wafers zur Halbleiterherstellung.The invention will be described below with reference to the schematic and not to scale figures 1 to 5 on. FIG. 1 shows, in cross-section, a working container as a cup for the electrolytic treatment of the underside of a round material according to the invention, for example, according to the invention. B. a wafer for semiconductor production.
Die Figur 2 zeigt den Blick nach oben durch zwei Teilelektroden, die sich unten im Arbeitsbehälter befinden, in Richtung zur zu behandelnden Unterseite des Gutes, das sich oben auf dem Cup befindet.FIG. 2 shows the view upwards through two partial electrodes which are located at the bottom in the working container, in the direction of the underside of the material to be treated, which is located on top of the cup.
Die Figur 3 zeigt den Blick durch vier Teilelektroden des Arbeitsbehälters als Cup in Richtung zur zu behandelnden Unterseite des Gutes. Die Figur 4 zeigt Messergebnisse, die an einem Widerstandsmodell einer elektrolyti- sehen Zelle ermittelt wurden und eine Zellspannungs/Stromdichtekennlinie eines Kupferbades auf Basis von Schwefelsäure.FIG. 3 shows the view through four partial electrodes of the working container as a cup in the direction of the underside of the material to be treated. FIG. 4 shows measurement results which were determined on a resistance model of an electrolytic cell and a cell voltage / current density characteristic curve of a copper bath based on sulfuric acid.
Die Figur 5 zeigt die qualitativen Verläufe von elektrolytisch abgeschiedenen Schichten bzw. Schichtdickenverteilungen auf dem Gut bei verschieden großen Galvanisierströmen.FIG. 5 shows the qualitative courses of electrodeposited layers or layer thickness distributions on the product in the case of different sizes of galvanizing streams.
Zunächst soll zum Galvanisieren ein Cup-Plater mit einer globalen Anode, bestehend aus z. B. zwei Teilanoden, betrachtet werden. Diese Teilanoden bilden je einen Halbkreis, abzüglich des zur gegenseitigen elektrischen Isolation erforderlichen Zwischenraumes, so wie sie in der schematischen Figur 2 dargestellt und weiter unten beschrieben sind. Nachfolgend sollen zur Detaillierung die Bezugszeichen derFirst, for plating a cup plater with a global anode, consisting of z. B. two partial anodes are considered. These partial anodes each form a semicircle, less the space required for the mutual electrical insulation, as shown in the schematic figure 2 and described below. Below are the details of the reference numerals of the
Teilanoden, der Teilkathoden bzw. Elektroden und die zugehörigen elektrolytischen Teilzellen sowie die Kontakte am Rand des Gutes und die Gleichrichter bzw. Galvanisierstromquellen mit einem oder zwei Hochstrichen ergänzt werden.Partial anodes, the partial cathodes or electrodes and the associated electrolytic sub-cells and the contacts on the edge of the good and the rectifier or Galvanisierstromquellen be supplemented with one or two high strokes.
Der Cup-Plater in Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem mit Elektrolyt 5 gefüllten Arbeitsbehälter 4, dem Cup, einem Auffangbehälter 8 und einem Halter 2 für das in diesem Beispiel zu galvanisierende Gut 1. Das Gut 1, z. B. ein Wafer, befindet sich an dem Halter 2, der die Behandlungsseite 3 des Wafers 1 über dem Arbeitsbehälter 4 hält und bewegt. In den Arbeitsbehälter 4 strömt Elektrolyt 5 von unten durch einen Einlass 13 mittels einer fordernden Pumpe 6 ein. Der Elektrolyt 5 gelangt z. B. durch die mit Öffnungen versehenen Teilanoden 7' und 7" an die Behandlungsseite 3 des Wafers 1. Von dort strömt er über Überläufe in den Auffangbehälter 8, der zugleich der Pumpensumpf zur Kreislaufförderung ist. Die beiden Teilanoden 7' und 7" sind gegeneinander isoliert, d. h. sie haben keine elektrisch niederohmige Verbindung. Zur Erhöhung der Isolation kann zwischen den Teilanoden eine elektrisch nichtleitende Trennwand 14 eingefugt sein, die ein fortwährendes gegenseitiges Metallisieren und Entmetallisieren der Elektroden unterbindet.The cup plater in Figure 1 consists essentially of a filled with electrolyte 5 working container 4, the cup, a receptacle 8 and a holder 2 for the material to be plated in this example 1. The Good 1, z. As a wafer, is located on the holder 2, which holds the treatment side 3 of the wafer 1 above the working container 4 and moves. In the working container 4, electrolyte 5 flows from below through an inlet 13 by means of a demanding pump 6. The electrolyte 5 passes z. From there, it flows via overflows into the collecting container 8, which is at the same time the pump sump for circulation promotion The two partial anodes 7 'and 7 "are mutually opposed isolated, ie they have no electrically low-impedance connection. To increase the Insulation can be inserted between the part anodes an electrically non-conductive partition wall 14, which prevents a continuous mutual metallization and demetallization of the electrodes.
Das über dem Arbeitsbehälter 4 planparallel angeordnete Gut 1 erstreckt sich über den gesamten Querschnitt des Arbeitsbehälters 4. Die zu galvanisierende Behandlungsseite 3 des kathodischen Gutes 1, die eine globale Kathode darstellt, wird fiktiv ebenfalls in zwei Teilbereiche, nämlich in die Teilkathoden 12' und 12" geteilt. Die Teilkathode 12' steht der Teilanode 7' zunächst statisch gegenüber, desgleichen die Teilkathode 12" der Teilanode 7". Die Teilanoden und die Teilkathoden bilden jeweils elektrolytische Teilzellen 11 ' und 11", die gemeinsam die globale elektrolytische Zelle 11 des Cup- Platers bilden. Die links dargestellte Teilanode 7' wird von der Galvanisierstromquelle 9' anodisch gespeist. Der Minuspol dieser Galvanisierstromquelle 9' ist am rechten Rand des Wafers 1 mittels eines elektrischen Kontaktes 10" im Bereich der Teilkathode 12" angeschlossen. Umgekehrt ist der Minuspol der Galvanisierstromquelle 9" am linken Rand des Wafers 1 im Bereich der Teilkathode 12' angeschlossen, der sich der Teilanode T senkrecht gegenüber befindet. Zum Anschluss der Minuspole an das Gut 1 dienen Schleif- oder Drehkontakte und lösbare elektrische Kontakte 10' und 10", die diametral am Gut angeordnet sind. Die elektrische Schaltung der Galvanisierstromquellen 9' und 9" und die Lage der beteiligten Betriebsmittel zeigt die Figur 2. In dieser ist der Blick von unten durch die Teilanoden 7' und 7" hindurch in Richtung zum Wafer dargestellt.The material 1 arranged in a plane-parallel manner over the working container 4 extends over the entire cross-section of the working container 4. The treatment side 3 of the cathodic material 1 to be electroplated, which constitutes a global cathode, also becomes fictitiously divided into two partial regions, namely the partial cathodes 12 'and 12 The partial cathode 12 'is initially statically opposite to the partial anode 7', as is the partial cathode 12 "of the partial anode 7." The partial anodes and the partial cathodes each form electrolytic partial cells 11 'and 11 ", which together form the global electrolytic cell 11 of the cup - Form platers. The partial anode 7 'shown on the left is fed anodically by the galvanizing current source 9'. The negative pole of this galvanizing current source 9 'is connected to the right edge of the wafer 1 by means of an electrical contact 10 "in the region of the partial cathode 12". Conversely, the negative pole of the electroplating current source 9 "is connected to the left edge of the wafer 1 in the region of the partial cathode 12 ', which is perpendicular to the partial anode T. To connect the negative poles to the material 1, grinding or rotary contacts and detachable electrical contacts 10' are used. and 10 "diametrically located on the estate. The electrical circuit of the Galvanisierstromquellen 9 'and 9 "and the location of the participating resources shown in Figure 2. In this, the view is shown from below through the part anodes 7' and 7" in the direction of the wafer.
Die Teilanode 7' wird von einem Gleichrichter bzw. einer Galvanisierstromquelle 9' gespeist und bildet zusammen mit der darunter befindlichen Teilkathode 12' die in dieser Figur nicht sichtbare elektrolytische Teilzelle 11'. Die Teilanode 7" wird von einem Gleichrichter bzw. einer Galvanisierstromquelle 9" gespeist und bildet zusammen mit der darunter befindlichen Teilkathode 12" die elektrolytische Teilzelle 11". Im Randbereich des kathodischen Gutes an der Teilkathode 12' und damit bei der elektrolytischen Teilzelle 11 ' befinden sich der oder die elektrischen Kontakte 10'. Im Randbereich des kathodischen Gutes an der Teilkathode 12" und damit bei der elektrolytischen Teilzelle 11" befinden sich der oder die elektrischen Kontakte 10".The partial anode 7 'is fed by a rectifier or a Galvanisierstromquelle 9' and forms together with the sub-cathode 12 below 'the not visible in this figure electrolytic sub-cell 11'. The partial anode 7 "is fed by a rectifier or a galvanizing current source 9" and forms together with the sub-cathode 12 located underneath "the electrolytic sub-cell 11". In the edge region of the cathodic material on the partial cathode 12 'and thus in the electrolytic partial cell 11' is the one or more electrical contacts 10 '. In the edge region of the cathodic material on the partial cathode 12 "and thus in the electrolytic partial cell 11" are the one or more electrical contacts 10 ".
Erfindungsgemäß wird der Galvanisierstromkreis des Gleichrichters 9' über die Teilanode 7', die linke elektrolytische Teilzelle 11', die Teilkathode 12' des kathodischen Gutes 1 und von dort durch die Basisschicht der Teilkathode 12" des Gutes 1 über den elektrischen Kontakt 10" geschlossen. Entsprechend wird der Galvanisierstromkreis des Gleichrichters 9" über die Teilanode 7", die rechte elektrolytische Teilzelle 11 ", die Teilkathode 12" des kathodischen Gutes 1 und von dort durch die Basisschicht der Teilkathode 12' des Gutes 1 über den elektrischen Kontakt 10' geschlossen. Die Teilkathode 12' des Gutes mit der darauf befindlichen Basisschicht dient somit als elektrischer Leiter für den kathodischen Strom zur elektrolytischen Teilzelle 11". Die Teilkathode 12" des Gutes mit der darauf befindlichen Basisschicht dient entsprechend als elektrischer Leiter für den kathodischen Strom zur elektrolytischen Teilzelle 11'.According to the invention, the galvanizing circuit of the rectifier 9 'is transferred via the partial anode 7', the left-hand electrolytic partial cell 11 ', the partial cathode 12' of the cathodic material 1 and from there through the base layer of the partial cathode 12 "of the product 1 Accordingly, the electroplating circuit of the rectifier 9 "via the partial anode 7", the right electrolytic subcell 11 ", the partial cathode 12" of the cathodic material 1 and from there through the base layer of the partial cathode 12 'of the material 1 over The partial cathode 12 'of the product with the base layer thereon thus serves as an electrical conductor for the cathodic current to the electrolytic partial cell 11 ". The partial cathode 12 "of the material with the base layer thereon serves accordingly as an electrical conductor for the cathodic current to the electrolytic partial cell 11 '.
Zur Erklärung der Erfindung sollen nachfolgend zwei Grenzfälle am Beispiel der Figur 2 betrachtet werden:To explain the invention, two limiting cases will be considered below using the example of FIG. 2:
Der erste Grenzfall besteht dann, wenn jeweils nur einer der beiden Gleichrichter für die Zeitdauer t eingeschaltet ist. Die jeweiligen beiden Gleichrichter 9', 9" der beiden Seiten bzw. Teilkathoden 12', 12" des Gutes, die ein Gleichrichterpaar bilden, werden abwechselnd eingeschaltet. Die Einschaltdauer 1 1 des Gleichrichters der einen Seite 12' und die Einschaltdauer 1 2 des Gleichrichters der anderen Seite 12" sind dabei bevorzugt gleich groß.The first limiting case exists when only one of the two rectifiers is switched on for the duration t. The respective two rectifiers 9 ', 9 "of the two sides or partial cathodes 12', 12" of the product, which form a rectifier pair, are switched on alternately. The duty cycle 1 1 of the rectifier of the one side 12 'and the duty cycle 1 2 of the rectifier of the other side 12 "are preferably the same size.
Der zweite Grenzfall besteht bei zugleich mit gleicher Stromstärke I eingeschalteten Gleichrichtern 9', 9" eines Gleichrichterpaares der beiden Teilanoden 7', 7". Im ersten Grenzfall sei zunächst der Gleichrichter 9' für eine bestimmte Zeit t ausgeschaltet. Der Gleichrichter 9" speist die elektrolytische Teilzelle 11". Die Einspeisung des kathodischen Galvanisierstromes I zur Teilkathode 12" der elektrolytischen Teilzelle 11" erfolgt allein vom Kontakt 10' bzw. vom Kontaktbereich 10' und von dort durch die Basisschicht der Teilkathode 12'. Für diese elektrolytische Teilzelle 11" bedeutet dies, dass die Einspeisung des Stromes in seine Basisschicht bzw. in seine Teilkathode 12" vorteilhaft in der Mitte des Gutes erfolgt. In dieser elektrolytischen Teilzelle 11" nimmt dann der elektrische Spannungsabfall in der Basisschicht von der Mitte des Gutes beginnend in Richtung zum Rand, der diametral zum speisenden Kontakt 10' liegt, zu. Damit nimmt die örtlich wirksame Zellspannung sowie die Stromdichte in Richtung zu diesem Rand ab. Dies bedeutet eine Schiefe Ebene auf der Teilkathode 12" des Gutes, wobei sich der Berg in der Mitte des Gutes befindet, obwohl das Gut am Rand elektrisch kontaktiert wurde und zwar an dem Rand, der sich nicht an der elektrolytischen Teilzelle 12" befindet. Die gleiche Situation gilt in diesem ersten Grenzfall anschließend für die elektrolytische Teilzelle 12', bei der der Gleichrichter 9" für die bevorzugt gleiche Zeit t ausgeschaltet und der Gleichrichter 9' zur Speisung der Teilzelle 12' eingeschaltet ist.The second limiting case consists in at the same time with the same current I switched rectifiers 9 ', 9 "of a rectifier pair of the two partial anodes 7', 7". In the first limiting case, first the rectifier 9 'is switched off for a certain time t. The rectifier 9 "feeds the electrolytic subcell 11". The feeding of the cathodic galvanizing current I to the partial cathode 12 "of the electrolytic partial cell 11" takes place solely from the contact 10 'or from the contact region 10' and from there through the base layer of the partial cathode 12 '. For this electrolytic subcell 11 ", this means that the feed of the current into its base layer or into its partial cathode 12" takes place advantageously in the middle of the material. In this electrolytic subcell 11 ", the electrical voltage drop in the base layer then increases from the middle of the material, starting towards the edge diametrically opposite the feeding contact 10 ', thus increasing the locally effective cell voltage and the current density towards that edge This means an inclined plane on the partial cathode 12 "of the product, with the mountain in the middle of the product, although the material was contacted electrically at the edge, namely at the edge which is not located on the electrolytic subcell 12" The same situation then applies in this first limiting case for the electrolytic subcell 12 ', in which the rectifier 9 " for the preferred same time t off and the rectifier 9 'is turned on to power the subcell 12'.
Die galvanische Abscheidung auf den zwei Teilkathoden 12' und 12" des Gutes 1 erfolgt in diesem Beispiel nacheinander jeweils mit gleich langer Expositionszeit, wobei die Täler der Metallisierung überraschend an den Rändern auftreten, über die der Strom eingespeist wurde. Dies lässt sich im Gegensatz zum Stand der Technik mit sehr einfachen steuerungstechnischen Maßnahmen kostengünstig einebnen, so wie es unten noch beschrieben wird. Nach dem Stand der Technik treten dagegen die Berge der Schiefen Ebenen an den Rändern auf.In this example, the galvanic deposition on the two partial cathodes 12 'and 12 "of the product 1 takes place one after the other with an equally long exposure time, wherein the valleys of the metallization surprisingly occur at the edges over which the current was fed The state of the art can be cost-effectively leveled out with very simple control measures, as will be described below: According to the prior art, the mountains of the inclined planes occur at the edges.
Werden im zweiten Grenzfall zugleich beide Gleichrichter 9' und 9" mit gleich großen Strömen I eingeschaltet, dann besteht eine völlige Symmetrie der Ströme I und der Spannungsabfälle in den Teilkathoden. Von beiden Rändern fließt der gleich große Strom I zum Zentrum des Gutes. In diesem Falle wirkt sich der jeweilige elektrische Leiter in der Basisschicht bzw. der dort auftretende symmetrische Spannungsabfall derart aus, dass ein Tal der Metallisierung in der Mitte des Gutes auftritt.If, in the second limiting case, both rectifiers 9 'and 9 "are simultaneously switched on with currents I of the same magnitude, then the currents I and the voltage drops in the partial cathodes are completely symmetrical, and the same current I flows from both edges to the center of the material Trap affects the respective electrical conductor in the base layer or the symmetrical voltage drop occurring there in such a way that a valley of the metallization occurs in the middle of the goods.
Das erfindungsgemäß steuerbare Galvanisieren des Gutes 1 erfolgt innerhalb dieser beiden Grenzfälle. Durch Steuerung bzw. Regelung der Galvanisierströme I der Gleichrichter 9' und 9" abwechselnd und zeitgleich in unterschiedlicher Größe lässt sich die Schichtdickenverteilung sehr genau einstellen, d. h. einebnen. Mit der Differenz der unterschiedlich großen Galvanisierströme I in den beiden elektrolytischen Teilzellen 11 ' und 11", die durch diese abwechselnd und jeweils mit bevorzugt gleicher Zeit fließen, kann der Mittenbereich des Gutes bis zum Rand hin eben oder sogar überhöht galvani- siert werden, obwohl sich in der Mitte keine Kontakte befinden. Damit kann ohne Umbau des Cup-Platers auf die unterschiedlichen Parameter der zu galvanisierenden Güter steuerungstechnisch reagiert werden, insbesondere auf unterschiedlich dünne Basisschichten, die Dicke der abzuscheidenden Schicht und auf die Größe der mittleren Stromdichte. Entsprechendes gilt mit umgekehrten Polaritäten der Betriebsmittel für einen elektrolytischen Ätzprozess.The controllable galvanizing of the material 1 according to the invention takes place within these two limiting cases. By controlling or regulating the galvanizing currents I of the rectifiers 9 'and 9 "alternately and simultaneously in different sizes, the layer thickness distribution can be set very precisely, ie level with the difference of the different sized galvanizing currents I in the two electrolytic partial cells 11' and 11". , which flow through them alternately and each with preferably the same time, the center area of the goods can be galvanized to the edge even or even exaggerated, although there are no contacts in the middle. Thus, without conversion of the Cup-Platers on the different parameters of the products to be galvanized, control technology can be reacted, in particular on different thin base layers, the thickness of the layer to be deposited and the size of the average current density. The same applies with reversed polarities of the equipment for an electrolytic etching process.
Bei dem bevorzugt runden Gut 1 bestehen unterschiedlich lange Strecken a und b vom Kontakt 10" bzw. 10' zur jeweils zugeordneten Teilanode 7' und 7". Dadurch wird, wegen der längeren Strecke b im Vergleich zur Strecke a der Randbereich bei der diametralen Speisung des Galvanisierstromes weniger galvanisiert als das Zentrum des Gutes. Dies unterstützt das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich. Bei statisch angeordneten Elektroden könnten in bestimmten Bereichen z. B. nahe der isolierenden Trennwand 14 Schichtdickenunterschiede auf dem Gut auftreten. Zur Einebnung von örtlich auftretenden Schichtdickenunterschieden ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Teilanoden 7' und 7" einerseits und dem Gut 1 andererseits eine rotatorische Relativbewegung oder eine andere Bewegung stattfindet. So ist z. B. bei Verwendung von zwei Teilanoden eine periodisch reversierend schwenkende Bewegung von mindestens ± 90° des Gutes 1 vorteilhaft. Das Schwenken erlaubt eine technisch einfache Stromzuführung zum bewegten Gut, oder zu den bewegtenIn the case of the preferably round material 1, distances a and b of different lengths are from the contact 10 "or 10 'to the respectively assigned partial anode 7' and 7". As a result, because of the longer distance b compared to the distance a of the edge region in the diametrical feeding of the galvanizing stream less galvanized than the center of the material. This additionally supports the method according to the invention. For statically arranged electrodes z. B. occur near the insulating partition 14 layer thickness differences on the estate. For leveling locally occurring layer thickness differences, it is advantageous if a rotational relative movement or another movement takes place between the partial anodes 7 'and 7 "on the one hand and the product 1. Thus, for example, when two partial anodes are used, a periodically reversing, pivoting movement of at least ± 90 ° of the material 1. The pivoting allows a technically simple power supply to the moving material, or to the moving
Teilanoden bzw. Teilelektroden über flexible elektrische Leiter. Technisch aufwändige Schleif- oder Drehkontakte sind nicht erforderlich.Partial anodes or partial electrodes via flexible electrical conductors. Technically complex grinding or rotary contacts are not required.
Zur Einebnung der auf dem Gut abgeschiedenen Schicht können auch das Gut und die Teilanoden relativ zueinander rotierend ausgeführt werden. Dies erfordert jedoch bei z. B. zwei Teilanoden eine zweipolige rotierende Stromübertragung zum Gut und/oder zu den Teilanoden mittels Schleifkontakten 15 oder Drehkontakten. Bei mehr als zwei Teilanoden müssen diese Schleifkontakte 15 noch mehrpoliger ausgeführt werden. Deshalb ist die kostengünstigere schwenkende Bewegung des Gutes und/oder der Teilanoden um die vertikale Achse, die durch das Zentrum des Arbeitsbehälters 4 verläuft, zu bevorzugen.To level the layer deposited on the material, the material and the partial anodes can also be made to rotate relative to each other. However, this requires at z. B. two partial anodes a two-pole rotating power transmission to the good and / or the part anodes by means of sliding contacts 15 or rotary contacts. If there are more than two partial anodes, these sliding contacts 15 must be made even multipolar. Therefore, the lower cost swinging movement of the material and / or the part anodes around the vertical axis passing through the center of the working container 4 is preferable.
Ein weiteres Steuerungsmittel zur Einebnung der abgeschiedenen Schicht besteht in der nichtlinearen Schwenk- oder Rotationsbewegung des Gutes bzw. der Teilanoden. Dies heißt, dass die Schwenk- oder Rotationsgeschwindigkeit bei bestimmten Relativpositio- nen von Gut und Teilanoden unterschiedlich groß ausgeführt werden kann unterAnother control means for leveling the deposited layer consists in the non-linear pivotal or rotational movement of the material or the partial anodes. This means that the pivoting or rotational speed can be carried out at different relative positions of good and partial anodes of different sizes
Einschluss der momentanen Geschwindigkeit null, d. h. eines zeitweisen Stillstandes. Die Kontakte 10 eines Elektrodenpaares können den Galvanisierstrom jeweils am diametralen Rand punktförmig oder über einen begrenzten Kreisbogen in das Gut einspeisen. Mit zunehmender Bogenlänge werden die Randbereiche des Wafers bevorzugt galvanisiert. Damit ist ein weiteres, jedoch elektrisch nicht steuerbares Mittel zur Einebnung der abgeschiedenen Schicht gegeben.Inclusion of the current speed zero, d. H. a temporary stoppage. The contacts 10 of a pair of electrodes can feed the Galvanisierstrom each punctiform or over a limited circular arc in the estate at the diametrical edge. With increasing arc length, the edge regions of the wafer are preferably galvanized. This is a further, but not electrically controllable means for leveling the deposited layer is given.
Zur weiteren bedarfsweisen Steuerung können die Teilanoden mittels mindestens eines elektrischen Schaltkontaktes 16 als z. B. Relaiskontakt elektrisch niederohmig miteinander verbunden werden. In diesem Falle verhalten sich die elektrolytischen Teilzellen wie eine globale elektrolytische Zelle nach dem Stand der Technik, bei dem insbesondere bei dünnen zu galvanisierenden Schichten die Randbereiche bevorzugt metallisiert werden. Dies kann z. B. gegen Ende der Expositionszeit zur Einebnung genutzt werden, wenn die Startschicht mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bevorzugung des Mittenbereiches elektrochemisch behandelt worden ist. Umgekehrt kann z. B. mittels geschlossenem Schaltkontakt 16 das Behandeln begonnen werden und anschließend erfolgt die Einebnung des überhöhten Randbereiches durch Anhebung des Mittenbereiches mittels der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen. Beide Verfahren können bei einer Behandlung auch mehrfach abwechseln. In Serie zu den Schaltkontakten 16 kann ein elektrischer Widerstand eingefügt werden. Dieser bewirkt als weiteres Steuerungsmittel einen weniger sprungartigen Übergang von dem einen Schaltzustand in den anderen. Zur Einebnung der zu behandelnden Schicht können die erfindungsgemäßen Verfahren und die Vorrichtungen mit den oben beschriebenen Maßnahmen zur gleichmäßigen elektrochemischen Behandlung nach dem Stand der Technik kombiniert werdenFor further on-demand control, the part anodes by means of at least one electrical switching contact 16 as z. B. relay contact electrically low be connected to each other. In this case, the electrolytic sub-cells behave like a global electrolytic cell according to the prior art, in which, in particular for thin layers to be plated, the edge regions are preferably metallized. This can be z. B. be used towards the end of the exposure time for leveling when the starting layer has been electrochemically treated by the method according to the invention with preference to the center region. Conversely, z. B. by means of a closed switching contact 16, the treatment can be started and then the leveling of the excessive edge area by raising the center area by means of the above-described inventive measures. Both methods can also alternate several times during a treatment. In series with the switching contacts 16, an electrical resistance can be inserted. This causes as a further control means a less jump-like transition from one switching state to the other. To planarize the layer to be treated, the methods and apparatus of the present invention may be combined with the prior art uniform electrochemical treatment measures described above
Die Figur 3 zeigt vier Teilanoden 7', 7", 7'" und 7"" mit vier individuellen Galvanisierstromquellen 9', 9", 9'" und 9"". Auch hier werden die kathodischen Ströme zu den elektrolytischen Teilzellen 11 ', 11", 11'" und 11"" jeweils von paarweise diametral angeordneten Kontakten 10', 10", 10'" und 10"" in das Gut 1 eingespeist. Diese vier Teilanoden erhöhen die Steuerungsmöglichkeiten zur Einebnung der abgeschiedenen Schicht. Ein periodisch lineares oder nichtlineares reversierendes Schwenken des Gutes und/oder der Teilanoden zur Einebnung der abgeschiedenen Metallschicht ist hier mindestens bis ± 45° erforderlich. Technisch aufwändige Schleifkontakte sind zumFIG. 3 shows four partial anodes 7 ', 7 ", 7'" and 7 "" with four individual electroplating current sources 9 ', 9 ", 9'" and 9 "". Again, the cathodic currents are fed to the electrolytic sub-cells 11 ', 11 ", 11'" and 11 "" of pairs diametrically arranged contacts 10 ', 10 ", 10'" and 10 "" in the Good 1. These four partial anodes increase the control possibilities for leveling the deposited layer. A periodically linear or non-linear reversing pivoting of the material and / or the partial anodes for leveling the deposited metal layer is required here at least to ± 45 °. Technically complex sliding contacts are for
Schwenken nicht erforderlich. Einfache flexible Leiter als z. B. Litzen sind ausreichend. Bei Verwendung von vier Schleifkontakten 15 für das Gut und/oder für die Teilanoden können diese auch wieder relativ zueinander gleichmäßig oder ungleichmäßig rotieren, desgleichen mit eingefügten Haltepunkten an Stellen der Kreisbahn, die z. B. mittels Versuchen ermittelt wurden.Do not pan. Simple flexible conductors as z. B. strands are sufficient. When using four sliding contacts 15 for the good and / or for the part anodes, they can also rotate relative to each other evenly or unevenly, also with inserted breakpoints at locations of the circular path, the z. B. were determined by means of experiments.
Auch eine ungeradzahlige Anzahl von Teilanoden ab drei Stück ist möglich. Mit zunehmender Anzahl kann der Winkel für das Schwenken verringert werden. Allerdings nimmt auch die Anzahl der Galvanisierstromquellen zu. Desgleichen der Aufwand zur zeitgerechten Steuerung der Größe der Galvanisierströme. Mittels der gesteuerten Schaltkontakte 16 kann auch hier bedarfsweise die Randmetallisierung bevorzugt werden, um, insgesamt eine ebene Schichtdickenverteilung auf dem Gut zu erzielen.Even an odd number of partial anodes from three pieces is possible. As the number increases, the angle for panning can be reduced. However, the number of galvanizing power sources is also increasing. Likewise, the effort for timely control of the size of the galvanizing. By means of the controlled Switching contacts 16, the boundary metallization can also be preferred here, if necessary, in order to achieve a total of a flat layer thickness distribution on the estate.
Die Figur 4 zeigt die quantitativen Auswirkungen der Stromunterschiede ΔI in den elektrolytischen Teilzellen 11', 11". Weil ein mit Elektrolyt gefüllter elektrolytischer Arbeitsbehälter mit einem darin befindlichen Gut messtechnisch nahezu nicht zugänglich ist, wurden die Daten mittels eines Widerstandsmodells ermittelt. Dieses Modell bildete ein typisches Galvanisiergut, z. B. eine Leiterplatte und eine elektrolytische Zelle annähernd realitätsnah nach. In das Diagramm mit den Kurvenscharen für die Messpunkte quer über das Gut auf der X2 Achse und die zugehörigen Anoden/Kathodenspannungen auf der Y2 Achse ist eine Zellspan- nungs/Stromdichtekennlinie einer realen elektrolytischen Zelle eines schwefelsauren Kupferbades eingezeichnet. Die Zellspannung Uz ist auf der Yl Achse und die zugehörigen Stromdichten i sind auf der Xl Achse aufgetragen. Diese Uz/i -Kennlinie ermöglicht die Ermittlung der realen Stromdichten i für die im Widerstandsmodell gemessenen Anoden/Kathodenspannungen, die der Zellspannung Uz entsprechen. Die Stromdichte ist in A/dm2 und die Zell Spannungen sind in Volt aufgetragen. Der typische Verlauf dieser Uz/i-Kennlinie zeigt, dass bei Zellspannungen Uz unter 1,5 V nahezu keine Metallabscheidung erfolgen kann. Die kathodische Stromdichte i ist hier kleiner als 0,2 A/dm2. Dies reicht aber vorteilhaft aus, um eine Rücklösung von Metall zu verhindern. Im Bereich der Zellspannungen Uz von 1,5 V bis 2,5 V steigt die Stromdichte von 0,2 A/ dm2 auf 7,6 A/dm2 an. Die Kurvenschar der Anoden/Kathodenspannungen zeigt, dass bei Strömen in der linken elektrolytischen Zelle 11 ', die nur bis zu 50% der Ströme in der rechten elektrolytischen Zelle 11" betragen, Anoden/Kathodenspannungen im Bereich von 1,5 V oder kleiner auftreten. Bei diesen kleinen Anoden/Kathodenspannungen bzw. Zellspannungen findet praktisch keine Abscheidung statt. Damit wird nur in der rechten elektrolytischen Zelle 11" galvanisiert. Der Verlauf der Anoden/Kathodenspannungen bzw. Zellspannungen kann so eingestellt werden, dass ein Berg oder Tal der abgeschiedenen Schicht in der Mitte des Gutes auftritt. Der größte Berg entsteht bei links 0% und rechts 100% des Galvanisierstromes. Ein Tal entsteht in der Mitte des Gutes bei z. B. 70% links und 100% rechts des Galvanisierstromes.4 shows the quantitative effects of the current differences ΔI in the electrolytic sub-cells 11 ', 11 ", since an electrolyte-filled electrolytic working container having a good therein is virtually inaccessible by measurement, the data were determined by means of a resistance model typical plating material, for example a printed circuit board and an electrolytic cell, approximately close to reality, in the diagram with the families of curves for the measuring points across the material on the X2 axis and the associated anode / cathode voltages on the Y2 axis is a cell voltage / The cell voltage Uz is plotted on the Yl axis and the associated current densities i are plotted on the Xl axis This Uz / i characteristic makes it possible to determine the real current densities i for the anodes measured in the resistance model. cathode clamping voltages corresponding to the cell voltage Uz. The current density is in A / dm 2 and the cell voltages are plotted in volts. The typical course of this Uz / i characteristic shows that at cell voltages Uz below 1.5 V almost no metal deposition can take place. The cathodic current density i is less than 0.2 A / dm 2 here . However, this is sufficient to prevent a return of metal. In the range of the cell voltages Uz of 1.5 V to 2.5 V, the current density increases from 0.2 A / dm 2 to 7.6 A / dm 2 . The family of curves of the anode / cathode voltages shows that at currents in the left electrolytic cell 11 'which are only up to 50% of the currents in the right electrolytic cell 11 ", anode / cathode voltages in the range of 1.5V or less occur. With these small anode / cathode voltages or cell voltages, virtually no deposition takes place, which means that only the right electrolytic cell 11 "is galvanized. The course of the anode / cathode voltages or cell voltages can be adjusted so that a mountain or valley of the deposited layer occurs in the middle of the material. The largest mountain is at the left 0% and right 100% of the galvanizing. A valley arises in the middle of the estate at z. B. 70% left and 100% right of the galvanizing.
Bei 100% Galvanisierstrom in beiden elektrolytischen Teilzellen 11 ', 11" verlaufen die Anoden/Kathodenspannungen völlig symmetrisch. Hierbei tritt genau in der Mitte des Gutes das größte Tal auf. Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, dass das Tal mit einer Stromdichte i von 4,6 A/dm2 und die Berge mit Stromdichten von 7,6 A/dm2 galvanisiert werden. Die Stromdichteunterschiede Δl betragen somit in diesem gewählten Beispiel 3 A/dm2. Dies entspricht dem Stand der Technik mit einer beidseitigen Stromeinspeisung.At 100% plating current in both electrolytic subcells 11 ', 11 ", the anode / cathode voltages are completely symmetrical, occurring exactly in the middle of the Good the biggest valley on. From the diagram it can be seen that the valley is galvanized with a current density i of 4.6 A / dm 2 and the mountains with current densities of 7.6 A / dm 2 . The current density differences Δl thus amount to 3 A / dm 2 in this example chosen. This corresponds to the prior art with a two-sided power supply.
Die Anoden/Kathodenspannungskurve links 30% rechts 100% zeigt einen nahezu ebenen Verlauf in der rechten Teilzelle 11". Der Unterschied Δ2 der Anoden/Kathodenspannungen beträgt ca. 0,1 V entsprechend beträgt der Stromdichteunterschied in der rechten elektrolytischen Zelle 11" ca. 0,6 A/dm2. Dies bedeutet eine praktisch ebene Metallisierung auf dieser Hälfte des Gutes.The anode / cathode voltage curve left 30% right 100% shows a nearly even curve in the right subcell 11 "The difference Δ2 of the anode / cathode voltages is about 0.1 V. Accordingly, the current density difference in the right electrolytic cell 11" is about 0 , 6 A / dm 2 . This means a virtually flat metallization on this half of the estate.
Anschließend wird der Strom gespiegelt, d. h. an der linken Seite werden 100% und auf der rechten Seite der reduzierte Strom, z. B. 30%, eingestellt. Das Ergebnis ist dann eine nahezu vollständig ebene Abscheidung des Metalls quer über das Gut. Auch der verbliebene kleine Stromdichteunterschied, der symmetrisch an den beiden Seiten und damit auf einer Kreisbahn auf dem Gut auftritt, lässt sich erfindungsgemäß einebnen. Hierzu können z. B. die Elektroden 7', 7" mittels eines Antriebes eine reversierende Bewegung in ihrer Ebene ausführen. Diese Bewegung überlagert sich mit der rotierenden Bewegung des Gutes. Das Ergebnis ist eine sich wiederholende Verlagerung der Teilungslinie(n) zwischen den Elektroden7', 7" aus der zentralen Achse des Arbeitsbehälters heraus. Somit verlagert sich auch auf dem Gut der Ort der geringfügig unterschiedlichen Behandlung. Das Ergebnis ist eine völlig ebene Metallisierung oder ein völlig gleichmäßiges elektrochemisches Ätzen.Then the current is mirrored, d. H. 100% on the left side and reduced power on the right side, eg. B. 30% set. The result is an almost completely planar deposition of the metal across the material. The remaining small difference in current density, which occurs symmetrically on the two sides and thus on a circular path on the estate, can be leveled according to the invention. For this purpose, z. For example, the electrodes 7 ', 7 "perform a reversing movement in their plane by means of a drive, this movement being superimposed on the rotating movement of the material, resulting in a repetitive displacement of the dividing line (s) between the electrodes 7', 7". from the central axis of the working container. Thus, the location of the slightly different treatment is also shifted to the estate. The result is a completely planar metallization or a completely uniform electrochemical etching.
Die Figur 5 zeigt schematisch vereinfacht die Verläufe der Schiefen Ebenen der Metallisierung quer über das Gut und durch dessen Mittelpunkt. Dargestellt sind die Situationen bei verschiedenen Stromstärken I und zwar symbolisch in Prozent, jeweils nach den Teilschritten mit den Zeiten 1 1 und 1 2 sowie nach dem vollständigen Galvanisieren des Gutes in der Zeit 1 1 + 1 2. Die Summe der Abscheidungen auf den beiden Teilkathoden 12' und 12", die statisch, d. h. ohne Relativbewegungen der Elektroden in den Zeiten 1 1 und 1 2 erfolgten, zeigt der Verlauf, der in den Figuren 5 unten dargestellt ist. Es sind dies die Ergebnisse nach dem Galvanisieren des Gutes in den elektrolytischen Zellen 11 ' und 11".FIG. 5 shows, schematically simplified, the courses of the inclined planes of the metallization across the product and through its center. Shown are the situations at different currents I and symbolically in percent, in each case after the steps with the times 1 1 and 1 2 and after the complete plating of the goods in the time 1 1 + 1 2. The sum of the deposits on the two partial cathodes 12 'and 12 ", which took place statically, ie without relative movements of the electrodes in the times 1 1 and 1 2, is shown by the profile which is shown below in the figures 5. These are the results after plating the product into the electrolytic one Cells 11 'and 11 ".
Figur 5 a zeigt den Grenzfall mit den Galvanisierstromquellen 9' und 9", die mit gleich großer Stromstärke I eingestellt und zugleich eingeschaltet wurden. Als Ergebnis befinden sich die Täler der Schiefen Ebenen im Mittenbereich des Gutes bzw. der globalen Kathode 12, bestehend aus den Teilkathoden 12', 12". Die Schichtdickenunterschiede sind mit Delta bezeichnet, das hier maximal ist.Figure 5 a shows the limiting case with the galvanizing current sources 9 'and 9 ", which were set with the same magnitude of current I and switched on at the same time the valleys of the inclined planes are in the middle region of the material or the global cathode 12, consisting of the partial cathodes 12 ', 12 ". The layer thickness differences are denoted by delta, which is maximum here.
Figur 5 b zeigt den anderen Grenzfall, bei dem für die erste Zeit 1 1 nur die Galvanisier- Stromquelle 9' zur Speisung der Teilzelle 11' mit der Teilkathode 12' eingeschaltet und in der darauf folgenden Zeit 12 nur die Galvanisierstromquelle 9" zur Speisung der Teilzelle 11" mit der Teilkathode 12" eingeschaltet ist. In der Summe ergeben sich sehr vorteilhaft die Berge der Schiefe Ebenen in der Mitte des Gutes. Auch hier ist das Delta maximal. Wegen der halben Expositionszeit im Vergleich zum Fall der Figur 5 a wird nur etwa die Hälfte des Metalls bei gleicher Expositionszeit abgeschieden.FIG. 5 b shows the other limiting case in which, for the first time 1 1, only the electroplating current source 9 'is switched on to feed the subcell 11' with the partial cathode 12 'and in the subsequent time 12 only the electroplating current source 9 "to supply the As a result, the mountains of the inclined planes in the middle of the material are very advantageous, and here too, the delta is maximal, because of the half exposure time compared to the case of FIG About half of the metal deposited with the same exposure time.
Die Figur 5 c zeigt die Situation zwischen den beiden Grenzfällen mit zugleich eingeschalteten Galvanisierstromquellen 9' und 9" zur gleichzeitigen Speisung der Teilzellen 11 ' und 11", jedoch abwechselnd mit unterschiedlichen Stromstärken I. Diese Stromstärken I sind so eingestellt, dass die Summe der Abscheidungen eine ebene Schicht ergibt. Das Delta ist hier null. Die Einebnung der Schicht erfolgt in dieser Darstellung nach zwei Zeitabschnitten, nämlich nach 1 1 plus 1 2. Die Figur 5 d zeigt eine unvollkommene Korrektur bzw. Einebnung der Schichtdicken in beiden Teilzellen 11 ' und 11" des Gutes 1. Die Beispiele zeigen jedoch, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren allein durch Steuerung der Galvanisierströme I individuelle Verläufe der Schichtdickenverteilung erreichbar sind. Die angegebenen Stromstärken I in Prozent stellen nur erklärende Richtwerte dar.FIG. 5 c shows the situation between the two limiting cases with simultaneously switched galvanizing current sources 9 'and 9 "for the simultaneous feeding of the subcells 11' and 11", but alternately with different current intensities I. These current intensities I are adjusted so that the sum of the deposits gives a flat layer. The delta is zero here. The leveling of the layer takes place in this illustration after two time periods, namely after 1 1 plus 1 2. The figure 5 d shows an imperfect correction or leveling of the layer thicknesses in both sub-cells 11 'and 11 "of the product 1. The examples show, however that individual courses of the layer thickness distribution can be achieved with the method according to the invention solely by controlling the galvanizing currents I. The indicated current intensities I in percent are merely explanatory reference values.
Die Zeiten 1 1 und 12 können im Bereich von einigen Millisekunden liegen. Sie können aber auch bis zur Hälfte der gesamten erforderlichen Expositionszeit betragen. In der Praxis gibt es nach anfänglichen Versuchen Erfahrungswerte für die einzustellenden Zeiten und Stromstärken I der Gleichrichter und weiterer Parameter. Gleiches gilt für eventuell erforderliche rotierende oder schwenkende Bewegungen der Elektroden. The times 1 1 and 12 can be in the range of a few milliseconds. But they can also be up to half of the total exposure time required. In practice, after initial attempts, there are empirical values for the times to be set and the current intensities I of the rectifiers and other parameters. The same applies to any required rotating or pivoting movements of the electrodes.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gut, Wafer1 good, wafer
2 Halter2 holders
3 Behandlungsseite3 treatment side
4 Arbeitsbehälter4 work containers
5 Elektrolyt 6 Pumpe5 electrolyte 6 pump
7 Elektrode anodisch, globale Anode, Teilanode, Teilelektrode7 Anodic electrode, global anode, partial anode, partial electrode
8 Auffangbehälter8 collection container
9 Gleichrichter, Stromquelle, Galvanisierstromquelle,9 rectifier, power source, galvanizing power source,
10 Kontakt, Kontaktbereich 11 elektrolytische Zelle, elektrolytische Teilzelle, globale Zelle10 contact, contact area 11 electrolytic cell, electrolytic cell, global cell
12 Elektrode kathodisch, Gegenelektrode, globale Kathode, Teilkathode12 Electrode cathodic, counter electrode, global cathode, partial cathode
13 Einlass13 inlet
14 Trennwand14 partition wall
15 Schleifkontakt, Drehkontakt 16 Schaltkontakt mit oder ohne Serienwiderstand15 sliding contact, rotary contact 16 switching contact with or without series resistance
I Strom, Gleichstrom, Galvanisierstrom I current, DC, galvanizing current

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum elektrochemischen Behandeln von Gut (1) mit einer mindestens an der Behandlungsseite (3) elektrisch leitfähigen Schicht als z. B. globale Kathode (12) und einer globalen löslichen oder unlöslichen Anode (7), die zusammen eine globale elektrolytische Zelle (11) bilden, sowie mit elektrischen Kontaktierungen (10) des Gutes an dessen Randbereich, insbesondere zum Galvanisieren oder Ätzen von Substraten, z. B. als Wafer in einem Cup-Plater oder ähnlichen elektrolytischen Arbeitsbehältern, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsbehälter paarweise mindestens zwei diametral angeordnete elektrolytische Teilzellen (H', 11") gebildet werden, bestehend aus Teilelektroden (7', 7") und Teilgegenkathoden (12', 12"), die von je einer im Strom (I) einstellbaren Stromquelle (9', 9") mit elektrolytischem Strom (I) versorgt werden, wobei der jeweilige Strom (I) von dem Randbereich in das Gut erfolgt, der sich auf dem Gut diametral fern der jeweiligen Teilzelle (H', 11") befindet.1. A method for the electrochemical treatment of good (1) with an at least on the treatment side (3) electrically conductive layer as z. B. global cathode (12) and a global soluble or insoluble anode (7), which together form a global electrolytic cell (11), and with electrical contacts (10) of the goods at the edge region, in particular for electroplating or etching of substrates, z. Example, as a wafer in a cup-Plater or similar electrolytic working vessels, characterized in that in the working container in pairs at least two diametrically arranged electrolytic sub-cells (H ', 11 ") are formed, consisting of sub-electrodes (7', 7") and partial counter cathodes (12 ', 12 "), which are each supplied with a current (I) adjustable current source (9', 9") with electrolytic current (I), wherein the respective current (I) from the edge region into the good, which is located diametrically far away from the respective subcell (H ', 11 ") on the estate.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Galvanisieren der kathodische Strom (I) und beim elektrolytischen Ätzen der anodische Strom (I) über den diametral fern der jeweiligen Teilzelle2. The method according to claim 1, characterized in that during electroplating the cathodic current (I) and in the electrolytic etching of the anodic current (I) via the diametrically remote from the respective subcell
(11 ', 11") befindlichen Kontaktbereich (10', 10") in das Gut eingespeist wird. (11 ', 11 ") located contact area (10', 10") is fed into the estate.
3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrolytischen Teilzellen (11 ' und 11") paarweise zeitgleich oder annähernd zeitgleich und abwechselnd mit unterschiedlich groß eingestellten Strömen (I) gespeist werden.3. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the electrolytic sub-cells (11 'and 11 ") are fed in pairs at the same time or approximately simultaneously and alternately with different sized set currents (I).
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwechseln der unterschiedlichen Ströme (I) innerhalb des Zeitbereiches von einer Millisekunde bis zur Hälfte der gesamten Expositionszeit erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the alternating of the different currents (I) takes place within the time range of one millisecond to half of the total exposure time.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur bevorzugten der Behandlung des Gutes im Zentrum mit jeweils abwechselnd eingeschalteten Stromquellen (9', 9") elektrochemisch behandelt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for the preferred treatment of the material in the center with each alternately switched current sources (9 ', 9 ") is treated electrochemically.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einebnung der erfolgten bevorzugten Mittenbehandlung durch Bevorzugung der Randgalvanisierung dadurch erfolgt, dass die elektrolytischen Teilzellen (H' und 11") mittels Schaltkontakten (16', 16") mit oder ohne Serienwiderstand elektrisch miteinander verbunden werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the leveling of the done preferred center treatment by preference of the Randgalvanisierung carried out characterized in that the electrolytic sub-cells (H 'and 11 ") by means of switch contacts (16 ', 16") are electrically connected to each other with or without series resistance.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine rotierende oder reversierend schwenkende lineare oder nichtlineare Relativbewegung einschließlich des zeitweisen Stillstandes zwischen dem Gut (1) und den Teilanoden (7', 7") oder Teilkathoden (12', 12") die abgeschiedene oder geätzte Metallschicht eingeebnet wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that by a rotating or reversing pivoting linear or non-linear relative movement including the temporary standstill between the good (1) and the partial anodes (7 ', 7 ") or partial cathodes (12'. , 12 ") the deposited or etched metal layer is leveled.
8. Vorrichtung zum elektrochemischen Behandeln von Gut (1) mit einer mindestens an der Behandlungsseite (3) elektrisch leitfähigen Schicht als globale Kathode (12) und einer globalen löslichen oder unlöslichen Anode (7), die eine globale elektrolytische8. An apparatus for the electrochemical treatment of material (1) with an at least on the treatment side (3) electrically conductive layer as a global cathode (12) and a globally soluble or insoluble anode (7) having a global electrolytic
Zelle (11) bilden, sowie mit elektrischen Kontaktierungen (10) des Gutes an dessen Randbereich, zum Galvanisieren oder Ätzen von Substraten, z. B. als Wafer in einem Cup-Plater oder ähnlichen elektrolytischen Arbeitsbehältern unter Verwendung des Verfahrens nach den Patentansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens zwei Teilanoden (T, 7"), die im Arbeitsbehälter (4) diametral zueinander und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind und von je einer Galvanisierstromquelle (9', 9") mit Galvanisierstrom gespeist werden, wobei der positive Pol der Galvanisierstromquelle (9') an der Teilanode (7') und der negative Pol dieser Galvanisierstromquelle (9') am diametral entfernten Rand des Gutes über den dort befindlichen Kontakt (10") angeschlossen ist und der positive Pol der Galvanisierstromquelle (9") an der Teilanode (7") und der negative Pol dieser Galvanisierstromquelle (9") am diametral entfernten Rand des Gutes über den dort befindlichen Kontakt (10') angeschlossen ist.Form cell (11), and with electrical contacts (10) of the goods at the edge region, for electroplating or etching of substrates, for. Example, as a wafer in a cup-Plater or similar electrolytic working vessels using the method according to claims 1 to 7, characterized by at least two partial anodes (T, 7 "), which are arranged in the working container (4) diametrically opposite one another and electrically isolated from each other and each of a Galvanisierstromquelle (9 ', 9 ") are fed with Galvanisierstrom, wherein the positive pole of the Galvanisierstromquelle (9') at the Teilanode (7 ') and the negative pole of this Galvanisierstromquelle (9') at the diametrically remote edge of the goods is connected via the contact (10 ") located there and the positive pole of the electroplating current source (9") at the partial anode (7 ") and the negative pole of this electroplating current source (9") at the diametrically remote edge of the product via the contact (FIG. 10 ') is connected.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, gekennzeichnet durch mindestens einen Antrieb zur rotierenden oder reversierend schwenkenden Relativbewegung zwischen den9. Device according to claim 8, characterized by at least one drive for rotating or reversing pivoting relative movement between the
Teilelektroden (7', T) und dem Gut.Partial electrodes (7 ', T) and the estate.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 bis 9, gekennzeichnet durch Schaltkontakte (16) mit oder ohne in Serie geschalteten Widerstand zur gesteuerten elektrischen Verbindung der Teilelektroden (7', 7"). 10. Device according to one of the claims 8 to 9, characterized by switching contacts (16) with or without series-connected resistor for the controlled electrical connection of the sub-electrodes (7 ', 7 ").
PCT/DE2010/000592 2009-05-22 2010-05-18 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers WO2010133220A2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10732269A EP2432920A2 (en) 2009-05-22 2010-05-18 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers
CN2010800224290A CN102459716A (en) 2009-05-22 2010-05-18 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers
US13/320,981 US20120061244A1 (en) 2009-05-22 2010-05-18 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers
JP2012511145A JP2012527524A (en) 2009-05-22 2010-05-18 Method and apparatus for controlled electrolysis of thin layers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009023769.0 2009-05-22
DE102009023769A DE102009023769A1 (en) 2009-05-22 2009-05-22 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010133220A2 true WO2010133220A2 (en) 2010-11-25
WO2010133220A3 WO2010133220A3 (en) 2011-04-14

Family

ID=42993678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2010/000592 WO2010133220A2 (en) 2009-05-22 2010-05-18 Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20120061244A1 (en)
EP (1) EP2432920A2 (en)
JP (1) JP2012527524A (en)
CN (1) CN102459716A (en)
DE (1) DE102009023769A1 (en)
WO (1) WO2010133220A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218618A (en) * 2018-06-21 2019-12-26 株式会社荏原製作所 Plating apparatus and plating method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7358238B2 (en) * 2016-07-13 2023-10-10 イオントラ インコーポレイテッド Electrochemical methods, devices and compositions
CN110512248B (en) * 2018-05-21 2022-04-12 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 Electroplating apparatus and electroplating method

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02205696A (en) 1989-02-01 1990-08-15 Seiko Instr Inc Plating device for semiconductor wafer
US6001235A (en) * 1997-06-23 1999-12-14 International Business Machines Corporation Rotary plater with radially distributed plating solution
US6004440A (en) * 1997-09-18 1999-12-21 Semitool, Inc. Cathode current control system for a wafer electroplating apparatus
US6497801B1 (en) 1998-07-10 2002-12-24 Semitool Inc Electroplating apparatus with segmented anode array
US6132587A (en) 1998-10-19 2000-10-17 Jorne; Jacob Uniform electroplating of wafers
JP4371494B2 (en) * 1999-10-15 2009-11-25 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 Cup type plating equipment
US20050145499A1 (en) * 2000-06-05 2005-07-07 Applied Materials, Inc. Plating of a thin metal seed layer
JP2002115096A (en) 2000-10-10 2002-04-19 Applied Materials Inc Plating apparatus
JP2002220694A (en) * 2001-01-30 2002-08-09 Tokyo Electron Ltd Plating equipment, and method for manufacturing semiconductor device
US20070289837A1 (en) * 2004-06-16 2007-12-20 Ricardo Uk Limited Rotary Fluid Coupling
US7368042B2 (en) * 2004-12-30 2008-05-06 United Microelectronics Corp. Electroplating apparatus including a real-time feedback system
WO2006127320A2 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus based on an array of anodes
JP4976120B2 (en) * 2006-06-14 2012-07-18 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 Wafer plating method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218618A (en) * 2018-06-21 2019-12-26 株式会社荏原製作所 Plating apparatus and plating method
JP7182911B2 (en) 2018-06-21 2022-12-05 株式会社荏原製作所 Plating equipment and plating method

Also Published As

Publication number Publication date
CN102459716A (en) 2012-05-16
DE102009023769A1 (en) 2010-11-25
EP2432920A2 (en) 2012-03-28
WO2010133220A3 (en) 2011-04-14
US20120061244A1 (en) 2012-03-15
JP2012527524A (en) 2012-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1688518B1 (en) Process and apparatus for continuous electrochemical treatment of pieces
DE10153171B4 (en) Method and device for the electrolytic treatment of parts in continuous systems
US10774437B2 (en) Method and apparatus for electrolytically depositing a deposition metal on a workpiece
EP0268738A2 (en) Electrolytic cell for separating metals
DE102012024758B4 (en) Device and method for electrolytically coating an object and their use
DE102012017493B3 (en) Apparatus, system and method for the galvanic coating of material to be treated using an inner anode
WO2010133220A2 (en) Method and device for the controlled electrolytic treatment of thin layers
DE3023217C2 (en) Method and device for the electrolytic coating of bodies of small dimensions
DE10234705B4 (en) Electroplating and electroplating system for coating already conductive structures
EP2432921A2 (en) Method and device for controlling electrochemical surface processes
WO2015120963A1 (en) System for coating objects
WO1999010564A2 (en) Method and device for regulating the concentration of substances in electrolytes
DE10043817C2 (en) Arrangement and method for goods to be treated electrochemically
DE102009013164A1 (en) Method for partial galvanization of elongated products in electrolytes of electrolytic cell, which is associated to a bath current source, comprises placing the product for the treatment in the electrolytic cell between anode and cathode
DE10209365C1 (en) Process for electrolytically metallizing the walls of holes in e.g. circuit boards, conductor foils and strips comprises inserting the material into a working container, contacting with an electrolyte, and further processing
DE19722983C2 (en) Process for the electrochemical treatment of rod-shaped material to be treated and device for carrying out the process
EP0694090A1 (en) Process and device for the electrolytic surface coating of workpieces
DE102006044673B3 (en) Electrical contact application unit for galvanic deposition has contact region with at least two segments through which current can flow independently
EP1015671A2 (en) Method and device for energy saving simultaneous electrolytic treatment of several workpieces
EP0992617A2 (en) Apparatus for treating objects, especially electroplating apparatus for printed circuit boards
DE102009013467A1 (en) Wet treatment and electrochemical treatment of the electrically conductive products, comprises flowing electrochemical treatment current to the product fixed at an electrically conductive frame as second electrode of the electrolytic cells
DE10043816C1 (en) Device for electrochemically metallizing, etching, oxidizing and reducing material in electrolytic apparatus comprises rigid base body, electrical contacts arranged on base body, contact isolator, counter electrode and electrical connection
DE10202431C1 (en) Apparatus for electrochemical metallization, etching, oxidation or reduction of materials uses small electrochemical cells with contact electrodes fed with electrical pulses
WO1993013248A1 (en) Method of improving the coating of electrolytically treated workpieces, and equipment for carrying out the method
DE10207941A1 (en) Method and device for electrical contacting of flat goods in electrolytic systems

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080022429.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10732269

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010732269

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 8827/DELNP/2011

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13320981

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/A/2011/012316

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012511145

Country of ref document: JP

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: PI1012812

Country of ref document: BR

ENPW Started to enter national phase and was withdrawn or failed for other reasons

Ref document number: PI1012812

Country of ref document: BR

Free format text: PEDIDO RETIRADO, UMA VEZ QUE, SEGUNDO O ART. 216 INCISO 2O DA LPI, O DOCUMENTO DE PROCURACAO NAO FOI PROTOCOLADO EM SESSENTA DIAS CONTADOS DA PRATICA DO PRIMEIRO ATO DA PARTE NO PROCESSO, E NAO HOUVE MANIFESTACAO DO REQUERENTE FRENTE A PUBLICACAO DO ARQUIVAMENTO DA PETICAO (11.6.1) NA RPI 2360 DE 29/03/2016