WO2019106137A1 - Vorrichtung zur stromlosen metallisierung einer zieloberfläche wenigstens eines werkstücks - Google Patents

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    • C23C18/38—Coating with copper
    • C23C18/40—Coating with copper using reducing agents

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for improving the homogeneity of a deposited metal layer in the electroless plating of a target surface of at least one workpiece, e.g. with copper, nickel, palladium, silver or gold and their alloys, according to the preamble of claim 1.
  • the electroless metal deposition from an electrolyte solution is basically known in semiconductor, solar and nano-technology.
  • the electroless metallization of objects, for example, structured wafers has significant advantages over the galvani rule metallization, in terms of loading resistance and the homogeneity and conformity of the deposition technology and the properties of the achievable layers. It is advantageous that no devices for electrical contacting of the objects to be coated is necessary.
  • the parallel processing of multiple objects by means of batch process is a decisive advantage for increasing the production throughput per unit of time.
  • the purely chemical deposition process does not necessarily require a seed layer on the objects.
  • the process of electroless deposition of a metal layer requires a metal plating solution comprising a reducing agent, a metal source and a complexing agent, where in addition to controlling the bath composition also parameters such as pH, temperature and composition of the metal plating solution be set with high accuracy, since the active start a chemical reaction by means of a catalyst, extremely sensitive reacted to the process temperature.
  • the reaction can take place both autocatalytically and as an exchange or displacement reaction.
  • the operating temperature of the electroless plating electrolyte solution in a range may be close to the Autokatalyse- temperature for a spontaneous self-Z substitution are the electroless plating electrolyte solution.
  • the occurrence of a self-initiated decomposition of the electroless electrolytic solution results in metal deposition not only on desired areas, ie, the substrate surface to be coated, but also on surfaces of the metallizer such as the reactor cell, the electrolytic solution tank, the supply lines, and the like.
  • substantially all the metal content of the electrolyte is rapidly reduced to pure metal, possibly causing blockage of all pipes and tubes and the process tank.
  • the known from the prior art devices for electroless plating are designed to increase the achievable throughput not as single-wafer systems, but for batch processes.
  • they In order to process a plurality of wafers simultaneously, they are in holders, so-called.
  • Car riern in a tank in which the electrolyte solution is introduced introduced.
  • the wafers are vertical in the Carriers, wherein the electrolyte solution is circulated in the tank permanently to ensure a uniform distribution of the reaction partners within the basin.
  • the electrolyte solution is introduced from below via a central inlet into the basin and can be removed at the top and fed to the circulation and heating.
  • the removal can be realized for example via a simple overflow into an overflow basin.
  • the inlet for the electrolyte solution in the bottom of the container is arranged, wherein the inlet is formed as a single inlet nozzle with additional diffuser plate.
  • This diffuser plate has flow-optimized inlet openings in the form of concentric circles or differently arranged inlet openings.
  • An inventive arrangement for electroless metallization of a target surface of at least one workpiece with a loading container for receiving an electrolyte solution, arranged in the bottom of the container inlet for the electrolyte solution, wherein the inlet is formed as an inlet nozzle with additional diffuser plate, with a top side of the container arranged drain for the electrolyte solution and a Aufnah me for holding the at least one workpiece is characterized in that the diffuser plate out as a first arrangement and to the first identical second arrangement out of each case a plurality of circular inlet openings is formed, wherein the Arrangements at least partially, but not completely overlap and have the inlet at least two inlet nozzles.
  • the present invention is therefore the finding to Grun de that clip by supplying the electrolyte solution at several different locations with each other überge existing diffusers and by the use of multiple feed a better supply of the electrolyte solution to the workpieces, in particular arranged in the array wafers , Can be achieved, so that a more homogeneous distribution of the distribution of the reactive electrolyte components (concentration distribution) and thus a more uniform, for example, in a wafer carrier arranged vertically in the container ste existing wafer a more homogeneous layer deposition can be achieved.
  • the first arrangement and the second arrangement can be arranged, for example, along a longitudinal axis of the container, so that an improved introduction over the longer of the sides of the wafer, along which typically the workpieces are lined up, is achieved.
  • the diffuser plate is centered in the bottom of the container is arranged, so that a symmetrical structure is achieved. In this way the flow conditions towards the structured wafer surface can be optimized.
  • the feed may also have at least three inlet nozzles to improve the above-mentioned effects, so that a further distribution optimization when introducing the electro lytrise can be achieved.
  • a first inlet nozzle relative to the diff fusorplatte centered to be aligned and a second to run nipple and a third inlet nozzle may advantageously be oriented relative to the first arrangement and the second arrangement centered each relative.
  • the diffuser plate may have a baffle plate and / or a lower density of inlet openings in the region of the inlet connection, so that an immediate outflow of the freshly supplied electrolyte solution and thus a local concentration overshoot is avoided. In this way, the homo geneity of metal deposition over several workpieces can be improved.
  • an area of the diffuser plate is at least 95% of a bottom surface of the container and at least 3% open area by inlet openings relative to the total area of the diffuser plate.
  • the inlet nozzles can either each have identical cross sections or the second inlet nozzle and the third te inlet nozzle can have a cross-sectional area of 45% ei ner cross-sectional area of the first inlet nozzle.
  • the inlet openings may for example be arranged on concentric circles or arranged on a spiraling line.
  • the inlet openings are provided on both sides with chamfers on the holes to additionally optimize the media distribution and to avoid interference edges.
  • the inlet openings are vertically aligned.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an arrangement for electroless metallization according to the present application
  • FIG. 2 is a perspective view of the arrangement of FIG
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a diffuser plate, as used in an arrangement according to Figures 1 and 2,
  • FIG. 4a shows an embodiment of a diffuser plate of Fi gur 3 in view from below
  • Figure 4b shows an arrangement of three inlet nozzle relative to the
  • Figure 5 shows the diffuser plate of Figure 4a in perspective
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of an arrangement for electroless plating according to the present application.
  • a container 13 is Darge presents in a longitudinal section, in which a plurality of be layered workpieces 10, for example, semiconductor wafers are arranged vertically in a so-called wafer carrier.
  • a first inlet nozzle 21, a second inlet nozzle 22 and a third inlet nozzle 23 is arranged.
  • an electrolytic solution for electroless metallization of the arranged in the container 13 workpieces 10 can be fed.
  • a diffuser 24 which is in the present case designed as a diffuser plate, is arranged between the inlet connection pieces 21, 22, 23 and the section of the container 13 in which the workpieces 10 are arranged.
  • the diffuser plate 24 is arranged for it in a lower quarter of the container 13 such that it is between the Werkstü bridges 10 and a fabric through the inlet nozzle 21, 22, 23 th inlet 20 is arranged, thus ensuring a distribution of the feed 20 via the supplied medium , Since the electrolytic solution used in the present case for the metallization of the work pieces 10 is permanently circulated in the implementation of the metallization tion process, d. H.
  • the diffuser plate 24 provides for a As homogeneous as possible concentration distribution of the reactants contained in the electrolyte solution, so that a homogeneous metal deposition takes place.
  • FIG 2 the only schematically presented in Figure 1 Darge arrangement is shown in a perspective view de waisted.
  • the container 13 which is designed in the present embodiment as a quartz glass container is designed substantially cubic, and by a transfer container 14 for collecting the running over the upper edge formed as a drain 30 medium is surrounded.
  • the Um concerneder 14 has various connecting pieces, which are designed to guide the Elekt rolytrise or as connections for cleaning the arrangement.
  • ver ver 14 other attachments can be seen on the Um practicer, which are for example for Aufnah me or implementation of various brackets for the work pieces 10 are formed.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a diffuser plate 24, as can be used in an arrangement according to FIGS. 1 and 2.
  • the diffuser plate 24 is formed substantially rectangular in the present embodiment, in the representation shown in Figure 3 clearly a first arrangement 31 and a second arrangement 32 can be seen, which are designed as a section overlapping circles.
  • the centers Mi, M2 of the two arrangements 31, 32 are on the longitudinal axis L, which corresponds to a longitudinally extending symmetry axis of the diffuser plate 24, arranged such that the two arrangements 31, 32 overlap in sections, wherein an entirety of the arrangements 31, 32 in the longitudinal direction zent risch on the diffuser plate 24 is arranged.
  • the second inlet nozzle 22 is concentric with the first order 31 and the third inlet nozzle 23 concentric with the second arrangement 32 aligned.
  • the first inlet port 21 is, as well as the other two inlet ports 22, 23 along the longitudinal axis L present exactly between the second inlet stub 22 and the third inlet port 23 is arranged.
  • the first inlet nozzle 21 is thus arranged at the other two inlet clip each equidistant.
  • FIG 4a is a possible embodiment of a dif fusorplatte 24, as shown only schematically in Figure 3, shown.
  • the diffuser plate 24 has in this embodiment Ausry approximately a plurality of inlet openings 25 which are arranged on concentric circles.
  • the first arrangement 31 and the second arrangement 32 in the Ausry tion example shown in Figure 4a centrally arranged baffles 27, in the area no inlet openings 25 are arranged , The baffles are thus formed by a starting from the respective center of the arrangement 31, 32 to a first radius ri executed open area.
  • the diffuser plate 24 is chamfered umlau fend. This leads to a self-centering of the diffuser plate relative to the container 13 when inserting the diffuser plate 24 into the container 13 on correspondingly formed supports by the circulating phase, it is sufficient.
  • the A laßö réelleen 25 have different diameters Kings NEN.
  • FIG. 5 shows the diffuser plate 24 from FIG. 4a in a perspective view.
  • FIG. 5 shows a perspective view from below from which the phase of the diffuser plate 24 which is running around can be seen particularly well.
  • the first arrangement 31 and the second arrangement 32 are guided in the direction of the longitudinal axis L up to the edge of the diffuser plate 24.
  • the arrangements 31, 32 also extend to the edge of the diffuser plate - the chamfered area is keptnom men - the underlying circular shape of the arrangements 31, 32 actually over the edge of the diffuser plate 24 would be enough.
  • the inlet openings 25 are, as already stated, arranged in concentric circles.

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Abstract

Anordnung zur stromlosen Metallisierung einer Zieloberfläche (11) wenigstens eines Werkstücks (10) mit - einem Behälter (13) zur Aufnahme einer Elektrolytlösung - einem im Boden (15) des Behälters (13) angeordneten Zulauf für die Elektrolytlösung, wobei der Zulauf (20) als ein Zulaufstutzen (91) mit einer Diffusorplatte (24) mit auf konzentrischen Kreisen angeordneten Einlassöffnungen (25) ausgebildet ist, - einen oberseitig an dem Behälter (13) angeordneten Ablauf (30), - einer Aufnahme zur Halterung des wenigstens einen Werkstücks (10), wobei die Diffusorplatte (24) als eine erste Anordnung (31) und eine, zu der ersten identische zweite Anordnung (32), aus jeweils einer Mehrzahl von Einlassöffnungen (25) ausgebildet ist, wobei sich die Anordnungen wenigstens teilweise, jedoch nicht vollständig überlappen und der Zulauf (20) wenigstens zwei Zulaufstutzen (21, 22) aufweist.

Description

Vorrichtung zur stromlosen Metallisierung einer Zieloberfläche wenigstens eines Werkstücks
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ver besserung der Homogenität einer abgeschiedenen Metallschicht bei der stromlosen Metallisierung einer Zieloberfläche wenigs tens eines Werkstücks, z.B. mit Kupfer, Nickel, Palladium, Silber oder Gold sowie deren Legierungen, gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1.
Die stromlose Metallabscheidung aus einer Elektrolytlösung ist in der Halbleiter-, Solar- und Nano-Technologie grundsätzlich bekannt. Die stromlose Metallisierung von Gegenständen, bei spielsweise strukturierten Wafern hat gegenüber der galvani schen Metallisierung deutliche Vorteile, hinsichtlich der Be ständigkeit sowie der Homogenität und Konformität der Abschei dungstechnologie und Eigenschaften der erzielbaren Schichten. Vorteilhaft ist, dass keine Vorrichtungen zur elektrischen Kontaktierung der zu beschichten Gegenstände notwendig ist. Auch die parallele Prozessierung von mehreren Gegenständen mittels Batch-Prozess ist ein entscheidender Vorteil zur Erhö hung des Produktionsdurchsatzes pro Zeiteinheit. Durch den rein chemischen Abscheidungsprozess wird nicht zwingend eine Startschicht (seed-layer) auf den Gegenständen benötigt.
Der Vorgang des stromlosen Abscheidens einer Metallschicht er fordert eine Metallplattierungslösung mit einem Reduktionsmit tel, einer Metallquelle und ein komplex bildenden Mittel, wo bei - zusätzlich zu der Kontrolle der Badzusammensetzung - auch Parameter wie der pH-Wert, die Temperatur und die Zusam mensetzung der Metallplattierungslösung mit hoher Genauigkeit einzustellen sind, da das aktive in Gang setzen einer chemi schen Reaktion mittels eines Katalysators, äußerst empfindlich auf die Prozesstemperatur reagiert. Die Reaktion kann sowohl autokatalytisch als auch als Austausch- oder Verdrängungsreak tion ablaufen.
Typischerweise kann die Betriebstemperatur der stromlosen Elektrolytlösung in einem Bereich nahe an der Autokatalyse- Temperatur für eine spontane SelbstZersetzung der stromlosen Elektrolytlösung liegen. Das Auftreten eines selbst in Gang gesetzten Zerfalls der stromlosen Elektrolytlösung führt zu einer Metallabscheidung nicht nur auf gewünschten Bereichen, d. h. der zu beschichtenden Substratoberfläche, sondern auch auf Oberflächen der Metallisierungsanlage, etwa der Reaktor zelle, dem Elektrolytlösungstank, den Zufuhrleitungen und der gleichen. In ausgeprägten Fällen von selbst initiiertem Zer fall wird im Wesentlichen der gesamte Metallinhalt des Elekt rolyten rasch zu reinem Metall reduziert, wodurch möglicher weise eine Verstopfung aller Leitungen und Röhren und des Pro zessbeckens verursacht wird. Als Folge davon ist großer Auf wand erforderlich, um die Metallisierungsanlage nasschemisch mit z.B. Salpetersäure und weiteren Chemikalien zu reinigen, wobei gleichzeitig die gesamten teuren Elektrolytkomponenten verloren gehen. Zudem muss der sich ergebende, unter Umständen toxische Abfall entsorgt werden was ferner deutlich zu den Be triebskosten des stromlosen Metallisierungsprozesses beigetra gen wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur stromlosen Metallisierung werden zur Erhöhung des erzielbaren Durchsatzes nicht als Single-Wafer Anlagen, sondern für Batch- Prozesse ausgelegt. Um eine Mehrzahl von Wafern gleichzeitig prozessieren zu können, werden diese in Halterungen, sog. Car riern in ein Becken, in dem die Elektrolytlösung ist, einge bracht. Typischerweise sind die Wafer senkrecht stehend in den Carriern, wobei die Elektrolytlösung in dem Becken dauerhaft umgewälzt wird, um eine gleichmäßige Verteilung der Reaktions partner innerhalb des Beckens zu gewährleisten.
Typischerweise wird die Elektrolytlösung von unten über einen zentralen Zulauf in das Becken eingebracht und kann an der Oberseite entnommen und der Umwälzung und Erwärmung zugeführt werden. Die Entnahme kann beispielsweise über einen einfachen Überlauf in ein Überlaufbecken realisiert werden.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen ist der Zulauf für die Elektrolytlösung im Boden des Behälters an geordnet, wobei der Zulauf als ein einziger Zulaufstutzen mit zusätzlicher Diffusorplatte ausgebildet ist. Diese Diffusor platte hat strömungsoptimierte Einlassöffnungen in Form von konzentrischen Kreisen oder anders angeordneten Einlassöffnun gen .
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen wird es als nachteilig empfunden, dass die Schichtdicke des Abge schiedenen Metalls über einen Wafer variiert und auch von Wafer zu Wafer innerhalb eines Batches Unterschiede bestehen. Grund dafür sind Variationen im Oberflächenpotential der
Schaltkreise auf dem Wafer und der Hydrodynamik der Lösung zur Oberfläche, was zu einer Abnahme der Konzentration von reakti ven Elektrolytkomponenten über die Oberfläche der zu metalli sierenden Gegenstände führt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich tung zur Batch-Prozessierung von Wafern zur Verfügung zu stel len, die insbesondere für große Wafer mit Durchmessern bis zu 300 mm eine gleichmäßigere Schichtabscheidung innerhalb eines Wafers sowie von Wafer zu Wafer für ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge genstand abhängiger Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zur stromlosen Metallisierung einer Zieloberfläche wenigstens eines Werkstücks mit einem Be hälter zur Aufnahme einer Elektrolytlösung, einem im Boden des Behälters angeordneten Zulauf für die Elektrolytlösung, wobei der Zulauf als ein Zulaufstutzen mit zusätzlicher Diffusor platte ausgebildet ist, mit einem oberseitig an dem Behälter angeordneten Ablauf für die Elektrolytlösung und einer Aufnah me zur Halterung des wenigstens einen Werkstücks zeichnet sich dadurch aus, dass die Diffusorplatte als eine erste Anordnung und eine zu der ersten identischen zweiten Anordnung aus je weils einer Mehrzahl von kreisförmigen Einlassöffnungen ausge bildet ist, wobei sich die Anordnungen wenigstens teilweise, jedoch nicht vollständig überlappen und der Zulauf wenigstens zwei Zulaufstutzen aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Erkenntnis zu Grun de, dass durch ein Zuführen der Elektrolytlösung an mehreren voneinander unterschiedlichen Stellen mit ineinander überge henden Diffusoren sowie durch die Verwendung mehrerer Zulauf stutzen eine bessere Zuführung der Elektrolytlösung zu den Werkstücken, insbesondere zu in der Anordnung angeordneten Wafern, erreicht werden kann, sodass eine homogenere Vertei lung der reaktiven Elektrolytkomponenten (Konzentrationsver teilung) und damit eine auch über mehrere beispielsweise in einem Wafer-Carrier angeordnete senkrecht in dem Behälter ste hende Wafer eine homogenere Schichtabscheidung erreicht werden kann . Die erste Anordnung und die zweite Anordnung können beispiels weise entlang einer Längsachse des Behälters angeordnet sein, sodass eine verbesserte Einleitung über die längere der Seiten des Wafers, entlang derer typischerweise auch die Werkstücke aufgereiht sind, erreicht wird. Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Diffusorplatte zentriert im Boden des Behälters ange ordnet ist, sodass ein symmetrischer Aufbau erreicht wird. Auf diese Weise können die Strömungsbedingungen hin zur struktu rierten Wafer-Oberfläche optimiert werden.
Der Zulauf kann zur Verbesserung der oben genannten Effekte ferner wenigstens drei Zulaufstutzen aufweisen, sodass eine weitere Verteilungs-Optimierung beim Einbringen der Elektro lytlösung erreicht werden kann.
Insbesondere kann ein erster Zulaufstutzen relativ zur Dif fusorplatte zentriert ausgerichtet sein und ein zweiter Zu laufstutzen und ein dritter Zulaufstutzen können vorteilhaf terweise jeweils relativ zu der ersten Anordnung und zu der zweiten Anordnung zentriert ausgerichtet sein.
Die Diffusorplatte kann im Bereich der Zulaufstutzen eine Prallplatte und/oder eine geringere Dichte von Einlassöffnun gen aufweisen, sodass ein unmittelbares Ausströmen der frisch zugeführten Elektrolytlösung und damit eine lokale Konzentra tionsüberhöhung vermieden wird. Auf diese Weise kann die Homo genität der Metallabscheidung über mehrere Werkstücke hinweg verbessert werden.
Durch die Verwendung individueller Pumpen pro Einlass kann ei ne weitere Optimierung der Strömungsverhältnisse erzielt wer den . Eine besonders einfache Ausgestaltung der Anordnung kann er reicht werden, wenn sämtliche Einlassöffnungen einen identi schen Durchmesser aufweisen. Alternativ kann eine Konzentrati onsverteilung durch unterschiedliche Durchmesser der Einlass öffnungen, beispielsweise mit einem Abstand von den Zulauf stutzen ausgehend stetig zunehmenden Durchmessern erreicht werden .
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform beträgt eine Fläche der Diffusorplatte wenigstens 95 % einer Bodenfläche des Be hälters und wenigstens 3 % geöffnete Fläche durch Einlassöff nungen relativ zur Gesamtfläche der Diffusorplatte.
Die Zulaufstutzen können entweder jeweils identische Quer schnitte aufweisen oder der zweite Zulaufstutzen und der drit te Zulaufstutzen können eine Querschnittsfläche von 45 % ei ner Querschnittsfläche des ersten ZulaufStutzens aufweisen. Durch eine Veränderung der Querschnittsfläche der einzelnen Zulaufstutzen kann ebenfalls eine Konzentrationsverteilung in nerhalb des Behälters beeinflusst werden.
Die Einlassöffnungen können beispielsweise auf konzentrischen Kreisen angeordnet oder auf einer spiralförmig verlaufenden Linie angeordnet sein.
Die Einlassöffnungen sind dabei auf beiden Seiten mit Fasen an den Bohrungen versehen um die Medienverteilung zusätzlich zu optimieren und um Störkanten zu vermeiden. Die Einlassöffnun gen sind vertikal ausgerichtet.
Die Durchmesser der Einlassöffnungen sind dabei zunehmend und kreisförmig relativ zum Zentrum und/oder der Prallplatte der Diffusorplatte ausgeführt. Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Anordnung zur stromlosen Metallisierung gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Anordnung aus Figur
1,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Diffusorplatte, wie sie in einer Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 zum Einsatz kommt,
Figur 4a ein Ausführungsbeispiel einer Diffusorplatte der Fi gur 3 in Ansicht von unten,
Figur 4b eine Anordnung von drei Zulaufstutzen relativ zu der
Diffusorplatte aus Figur 4a,
Figur 5 die Diffusorplatte aus Figur 4a in perspektivischer
Ansicht und
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer An ordnung zur stromlosen Metallisierung gemäß der vorliegenden Anmeldung .
In Figur 1 ist in einem Längsschnitt ein Behälter 13 darge stellt, in dem senkrecht stehend eine Mehrzahl von zu be schichtenden Werkstücken 10, beispielsweise Halbleiter-Wafern in einem sogenannten Wafer-Carrier angeordnet sind. In einem Boden 15 des Behälters 13 sind im vorliegenden Ausführungsbei spiel entlang der Längsachse und zentrisch in Querrichtung ein erster Zulaufstutzen 21, ein zweiter Zulaufstutzen 22 sowie ein dritter Zulaufstutzen 23 angeordnet. Über die Zulaufstut zen 21, 22, 23 ist dem Behälter 13 eine Elektrolytlösung zur stromlosen Metallisierung der in dem Behälter 13 angeordneten Werkstücke 10 zuführbar. Um eine hinreichende Homogenität bei der Beschichtung der Werkstücke 10 zu erreichen, ist zwischen den Zulaufstutzen 21, 22, 23 und dem Abschnitt des Behälters 13, in dem die Werkstücke 10 angeordnet sind, ein Diffusor 24, der vorliegend als Diffusorplatte ausgebildet ist, angeordnet.
Die Diffusorplatte 24 ist dafür in einem unteren Viertel des Behälters 13 derart angeordnet, dass sie zwischen den Werkstü cken 10 und einem durch die Zulaufstutzen 21, 22, 23 gebilde ten Zulauf 20 angeordnet ist und somit eine Verteilung des über den Zulauf 20 zugeführten Mediums gewährleistet. Da die Elektrolytlösung, die vorliegend zur Metallisierung der Werk stücke 10 verwendet wird bei der Durchführung des Metallisie rungsprozesses permanent umgewälzt wird, d. h. dass die Elekt rolytlösung über einen oberen Rand des Behälters 13, der vor liegend einen Ablauf 30 bildet aus dem Behälter 13 heraus läuft, aufgefangen wird und dem Behälter 13 über den am boden seitig angeordneten Zulauf 20 wieder zugeführt wird, sorgt die Diffusorplatte 24 für eine möglichst homogene Konzentrations verteilung der in der Elektrolytlösung enthaltenen Reaktanden, sodass eine homogene Metallabscheidung erfolgt.
In Figur 2 ist die in Figur 1 lediglich schematisch darge stellte Anordnung in einer perspektivischen Darstellung de taillierter dargestellt. Zu erkennen ist, dass der Behälter 13, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Quarzglasbehälter ausgeführt ist im Wesentlichen kubisch ausgestaltet, und von einem Umbehälter 14 zum Auffangen des über den als Ablauf 30 ausgebildeten oberen Rand ablaufenden Mediums, umgeben ist. Der Umbehälter 14 weist verschiedene Anschlussstutzen auf, die zur Führung der Elekt rolytlösung oder als Anschlüsse zur Reinigung der Anordnung ausgebildet sind. Ferner sind an dem Umbehälter 14 auch ver schiedene Anbauten zu erkennen, die beispielsweise zur Aufnah me oder Durchführung verschiedener Halterungen für die Werk stücke 10 ausgebildet sind.
In Figur 3 ist schließlich eine schematische Draufsicht auf eine Diffusorplatte 24, wie sie in einer Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 zum Einsatz kommen kann, gezeigt.
Die Diffusorplatte 24 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei in der in Figur 3 gezeigten Darstellung deutlich eine erste Anordnung 31 und eine zweite Anordnung 32 zu erkennen sind, die als abschnitts weise überlappende Kreise ausgeführt sind. Die im Mittelpunkte Mi, M2 der beiden Anordnungen 31, 32 sind derart auf der Längs achse L, die einer in Längsrichtung verlaufenden Symmetrieach se der Diffusorplatte 24 entspricht, angeordnet, dass sich die beiden Anordnungen 31, 32 abschnittsweise überlappen, wobei eine Gesamtheit der Anordnungen 31, 32 in Längsrichtung zent risch auf der Diffusorplatte 24 angeordnet ist.
In der in Figur 3 gezeigten Darstellung ist außerdem die An ordnung der Zulaufstutzen 21, 22, 23 relativ zu den Anordnun gen 31, 32 zu erkennen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Zulaufstutzen 22 konzentrisch zu der ersten An ordnung 31 und der dritte Zulaufstutzen 23 konzentrisch zu der zweiten Anordnung 32 ausgerichtet. Der erste Zulaufstutzen 21 ist, wie auch die beiden anderen Zulaufstutzen 22, 23 entlang der Längsachse L vorliegend exakt zwischen dem zweiten Zulauf stutzen 22 und dem dritten Zulaufstutzen 23 angeordnet. Der erste Zulaufstutzen 21 ist damit zu den beiden anderen Zulauf stutzen jeweils gleich weit beabstandet angeordnet.
In Figur 4a ist eine mögliche Ausgestaltungsform einer Dif fusorplatte 24, wie sie in Figur 3 nur schematisch dargestellt ist, gezeigt. Die Diffusorplatte 24 weist in diesem Ausfüh rungsbeispiel eine Vielzahl von Einlassöffnungen 25 auf, die auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Um eine optimale Verteilung des über die Zulaufstutzen 21, 22, 23 zugeführten Mediums zu erreichen, weisen die erste Anordnung 31 und die zweite Anordnung 32 in dem in Figur 4a dargestellten Ausfüh rungsbeispiel zentrisch angeordnete Prallplatten 27 auf, in deren Bereich keine Einlassöffnungen 25 angeordnet sind. Die Prallplatten sind also durch einen ausgehend vom jeweiligen Mittelpunkt der Anordnung 31, 32 bis zu einem ersten Radius ri ausgeführten öffnungsfreien Bereich ausgebildet. Durch die Prallplatten 27 wird eine verbesserte Verteilung des über den zweiten Zulaufstutzen 22 und den und dritten Zulaufstutzen 23 zugeführten Mediums erreicht.
Aus der in Figur 4a dargestellten Ansicht der Diffusorplatte 24 ist ferner ersichtlich, dass die Diffusorplatte 24 umlau fend angefast ist. Dies führt dazu, dass bei einem Einlegen der Diffusorplatte 24 in den Behälter 13 auf korrespondierend ausgebildete Auflagen durch die umlaufende Phase eine Selbst zentrierung der Diffusorplatte relativ zu dem Behälter 13 er reicht wird. In Figur 4a ist ferner zu erkennen, dass die Ein lassöffnungen 25 unterschiedliche Durchmesser aufweisen kön nen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in den Anord- nungen 31, 32 jeweils die Einlassöffnungen 25 der beiden in nersten Kreise von Einlassöffnungen 25 mit einem geringeren Durchmesser und damit mit einem geringeren Strömungsquer schnitt ausgebildet. Dies kann ebenfalls zur Einstellung der Konzentrationsverteilung innerhalb des Behälters 13 benutzt werden .
In Figur 4b sind die Zulaufstutzen 21, 22, 23 sowie in Zusam menschau mit Figur 4a deren Ausrichtung relativ zur Diffusor platte 24 gezeigt.
In Figur 5 ist die Diffusorplatte 24 aus Figur 4a in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Figur 5 zeigt eine per spektivische Ansicht von unten, aus der besonders gut die um laufende Phase der Diffusorplatte 24 zu erkennen ist. Ferner ist aus den Figuren 4a und 5 ersichtlich, dass die erste An ordnung 31 und die zweite Anordnung 32 in Richtung der Längs achse L bis an den Rand der Diffusorplatte 24 geführt sind. In Querrichtung, d. h. in einer Richtung rechtwinklig zur Längs achse L reichen die Anordnungen 31, 32 ebenfalls bis an den Rand der Diffusorplatte - der angefaste Bereich ist ausgenom men - wobei die zu Grunde liegende Kreisform der Anordnungen 31, 32 eigentlich über den Rand der Diffusorplatte 24 hinaus reichen würde. Die Einlassöffnungen 25 sind, wie bereits dar gestellt, in konzentrischen Kreisen angeordnet.
Bezugszeichenliste
10 Werkstück/Wafer
11 Zieloberflächen
13 Behälter
14 Umbehälter
15 Boden
20 Zulauf
21 erster Zulaufstutzen
22 zweiter Zulaufstutzen
23 dritter Zulaufstutzen
24 Diffusor
25 Einlassöffnungen
27 Prallplatten
30 Ablauf
31 erste Anordnung
32 zweite Anordnung
90 Zulauf
91 Zulaufstutzen
L Längsachse
d Durchmesser
AD Fläche
AB Bodenfläche
Az Querschnittsfläche

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur stromlosen Metallisierung einer Zielober fläche (11) wenigstens eines Werkstücks (10) mit
- einem Behälter (13) zur Aufnahme einer Elektrolytlösung
- einem im Boden (15) des Behälters (13) angeordneten Zu lauf für die Elektrolytlösung, wobei behälterinnenseitig vor den Zulauf (20) eine Diffusorplatte (24) mit einer Mehrzahl von Einlassöffnungen (25) angeordnet ist,
- einen oberseitig an dem Behälter (13) angeordneten Ab lauf (30) ,
- einer Aufnahme zur Halterung des wenigstens einen Werk stücks (10),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Diffusorplatte (24) als eine erste Anordnung (31) und eine, zu der ersten identische zweite Anordnung (32), aus jeweils einer Mehrzahl von Einlassöffnungen (25) ausge bildet ist, wobei sich die Anordnungen wenigstens teil weise, jedoch nicht vollständig überlappen und der Zulauf (20) wenigstens zwei Zulaufstutzen (22, 23) aufweist.
2. Anordnung gemäß Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die erste Anordnung (31) und die zweite Anordnung (32) entlang einer Längsachse (L) des Behälters (13) angeord net sind.
3. Anordnung gemäß Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Diffusorplatte (24) zentriert bodenseitig in den Be hälter (13) angeordnet ist.
4. Anordnung gemäß Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Zulauf (20) wenigstens drei Zulaufstutzen (21, 22,
23) aufweist.
5. Anordnung gemäß Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
ein erster Zulaufstutzen (21) relativ zur Diffusorplatte (24) zentriert ausgerichtet ist und ein zweiter Zulauf stutzen (22) und ein dritter Zulaufstutzen (23) je rela tiv zu der ersten Anordnung (31) und der zweiten Anord nung (32) zentriert ausgerichtet sind.
6. Anordnung gemäß Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Diffusorplatte (24) im Bereich wenigstens eines der Zulaufstutzen (21, 22, 23) eine Prallplatte (27) und/oder eine geringere Dichte von Einlassöffnungen (25) aufweist.
7. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
sämtliche Einlassöffnungen (25) einen identischen Durch messer (d) aufweisen.
8. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Einlassöffnungen (25) gleichverteilt angeordnet sind.
9. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
eine Fläche der Diffusorplatte (24) wenigstens 95 % einer Bodenfläche (AB) des Behälters (13) beträgt.
10. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Zulaufstutzen (91) einer identischen Querschnittsflä che (Az) aufweisen.
11. Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der zweite Zulaufstutzen (22) und der dritte Zulaufstut zen (23) eine Querschnittsfläche (Az) von 45 % eines Querschnitts des ersten ZulaufStutzens (21) aufweisen.
12. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste Anordnung und die zweite Anordnung kreisförmig ausgebildet sind und die Einlassöffnungen (25) jeweils auf konzent rischen Kreisen angeordnet sind.
13. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
jedem Einlass jeweils wenigstens eine Pumpe zugeordnet ist .
14. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Verteilung der in die Diffusorplatte (24) integrierten Einlassöffnungen (25) kreisförmig vom Zentrum des Zulauf- stuzens des Prozessbeckens ist.
15. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Durchmesser der Einlassöffnungen mit zunehmendem Radi us r zunehmen und vorzugsweise mindestens 0,15 cm betra gen .
16. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Diffusorplatte 24 wenigstens 248 Einlassöffnungen 25 aufweist und diese vorzugsweise 3 % der Gesamtfläche der
Diffusorplatte 24 ausmachen.
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