电流金属沉积的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用阳极及电解质用于衬底的电流金属沉积的方法，其中将局部受限电解质流从多个电解质喷嘴中的每一者引向待处理的衬底表面的一部分，其中在沉积期间，在所述衬底与所述电解质流之间进行相对移动，其特征在于沿第一路径进行第一移动，其中至少沿所述第一路径的一部分，沿第二路径进行第二移动，其中所述第一移动及所述第二移动各自为所述电解质流与所述衬底之间的相对移动。此外，本发明专利技术涉及一种衬底固持器接收设备及电化学处理设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流金属沉积的方法
本专利技术涉及一种用于衬底的电化学处理的方法，即衬底上的电流金属沉积。此外，本专利技术涉及一种衬底固持器接收设备及电化学处理设备。
技术介绍
在许多电化学过程中，尤其在电流金属沉积中，衬底通过使用电解质流将金属离子引至所述衬底而处理。通常，电荷由电解质中的离子运载，且使衬底电连接以向所述过程供应电子。电解质流的化学、液压及几何特性确定引至衬底，且确切地说引至衬底的某些区域的离子量。在典型过程中，处理强度取决于到达衬底上某一位置的离子的量。在许多电化学过程中，需要均匀处理。为了实现此处理，需要将相同量的离子引至衬底的各点。通常，使用至少一个使电解质穿过的喷嘴将电解质引导至衬底。这导致喷嘴及因此电解质流所引至的衬底点处的较高处理强度。在电流金属沉积过程的情况下，这导致所述点处的致使涂层不均匀的较大涂层厚度。此外，电解质流不均匀。因此，还根据此事实产生不均匀性。在现有技术水平中，考虑到由将此流引向衬底的至少一个喷嘴引起的浓度效应，通常选择阳极与衬底之间的最大可能距离，以使跨越所述距离的电解质流均匀化。这提供可用产物，然而所述产物为可改进的。为此目的，在现有技术水平中，已知其中衬底相对于喷嘴移动的过程，进行所述过程以使衬底的处理均匀化。这些移动呈整个衬底围绕衬底的固定点作圆形移动而进行。此已知过程的不足之处在于，仍非常不均匀的涂层厚度产生围绕其进行圆形移动的固定点的区域。本专利技术的目标鉴于现有技术，因此本专利技术的目标为提供一种产生更均匀产物的改进的电化学过程。
技术实现思路
本专利技术的主题为一种如技术方案1中所陈述的用于衬底的电化学处理的方法。根据本专利技术，沿第一路径进行第一移动。此移动沿衬底表面进行。除第一移动外，沿第一路径进行沿第二路径的第二移动。因此，进行衬底与电解质流的整体相对移动，其通过由沿衬底表面的第一与第二路径的总和产生的所得路径而确定。总之，第二移动与第一移动相加以形成所得移动，所述移动在电解质流及衬底表面之间为相对的。第一移动及第二移动可通过独立移动单元进行，但优选使用可电控的单一移动单元以在控制中使第一与第二路径相加。第一与第二移动的总和在几何学上进行，但其不一定必须在时间上同时进行，然而这还为可能的。第一与第二移动为衬底与电解质流之间的相对移动。电解质流与衬底之间这种类型的相对移动的优点在于，沉积可以较分布的方式进行，所述方式随后产生涂层厚度的优选均匀性。若第一移动及第二移动的路径的进行使所得路径自身重叠，则这为可能的，但若所得路径自身不重叠，则这也为可能的，是因为局部受限电解质流的处理区域宽于衬底固持器与电解质流之间的相对移动沿其进行的理论所得路径。因此，处理区域可在无重叠所得路径的情况下重叠。附图说明为了较全面地理解本专利技术，参考结合附图考虑的本专利技术的以下详细描述，其中：图1展示第一移动的第一路径与第二移动的第二路径相加的所得路径的示意性图示。图2展示呈具有两行及两列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。图3展示呈具有三行及三列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。图4展示呈具有四行及四列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。图5展示呈具有五行及五列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。图6展示呈具有六行及六列的阵列形式的停止点图案的示意性图示。图7展示平整材料的电流处理设备的衬底固持器接收设备。图8示意性地展示电化学处理设备的视图。图9A展示使用根据现有技术水平的方法的实验的结果，其中在衬底中展示沉积涂层的厚度。图9B展示与图9A相同的结果，但其呈轮廓线图示的形式。图10A展示使用根据本专利技术的方法的实验的结果，其中在衬底中展示沉积涂层的厚度，及图10B展示与图10A相同的结果，但其呈轮廓线图示的形式。具体实施方式优选使用多个局部受限电解质流进行如上文所描述的方法。随后，优选根据如上文所描述的方法使用局部受限电解质流的一来处理衬底表面的指定部分。衬底表面的指定部分优选覆盖衬底表面的大部分，且更优选地覆盖整个衬底表面，其中优选地，指定部分之间的间隙并不存在于衬底表面上。优选地，衬底表面的指定部分的处理与多个局部受限电解质流同时进行。多个局部受限电解质流可例如由多个喷嘴产生，所述喷嘴与局部受限电解质流的数目相对应。一种喷嘴板作为第一装置元件揭示于WO2014/095356中，就此而言其应包含于本专利申请案中。优选地，揭示一种用于在衬底上进行竖直电流金属(优选为铜)沉积的装置，其中装置包括至少一第一装置元件及第二装置元件，其以竖直方式彼此平行布置，其中第一装置元件包括至少一具有多个贯穿管道的第一阳极元件及至少一具有多个贯穿管道的第一载体元件，其中所述至少第一阳极元件及所述至少第一载体元件彼此紧紧连接；且其中第二装置元件包括适于接收待处理的至少一第一衬底的至少一第一衬底固持器，其中所述至少第一衬底固持器在接收待处理的至少第一衬底后，沿其外部框架至少部分地将其包围；且其中至少第一装置元件的第一阳极元件与第二装置元件的至少第一衬底固持器之间的距离在2至15mm范围内；其中第一装置元件的第一载体元件的多个贯穿管道以直线形式穿过第一载体元件，所述直线的角度相关于载体元件表面上的垂线介于10°与60°之间。优选地，喷嘴的布置使得整个衬底可由局部受限电解质流覆盖。优选地，喷嘴的布置具有与衬底的轮廓相对应的轮廓。优选地，衬底表面的电解质流的流动速度从衬底中部到衬底边界而得到提高。为了实现此描述，可在衬底边界附近应用较低喷嘴密度。优选地，第一路径的圆周与衬底表面的指定部分的形状相对应。优选地，衬底的指定部分的形状使得表面可由其，例如由矩形、方形、六角形或三角形完全覆盖。还有可能用不同形状的指定部分覆盖衬底表面，但其方式为不同指定部分共同完全覆盖表面。关于此情况的实例通常在数学中为已知的或用于平铺表面。优选地，第一路径的形状不同于第二路径的形状。以此方式，第一路径可适于衬底的轮廓，而第二路径可适于与一或多个其它第二路径充分重叠以产生良好均匀性。举例来说，其涉及第二路径的形状及尺寸。优选地，本方法用于电化学处理设备。在这种电化学处理设备中，产生电解质流的喷嘴与衬底之间的距离优选在10mm与25mm之间，最优选地为17.5±2.5mm。相较于常见电化学处理设备中的距离，此距离短得多。优选地，每个衬底具有许多小喷嘴，例如至少在部分衬底中或在整个衬底中每10cm2约一个喷嘴。另外或替代地，喷嘴与衬底之间的距离可为两个相邻喷嘴之间距离的三分之一到三倍。优选地，喷嘴在其朝向衬底的端部处具有约1mm的直径。相较于喷嘴与衬底之间距离通常大得多的常见电解处理，这些条件导致衬底上处理强度的更加不均匀及近似点状的分布。在来自喷嘴的流体击中衬底的击中点处，因为直到那时无一者已用完，所以电解质的原始成分的浓度最高，导致与未由流体直接击中的衬底表面的其它部分相比不同的处理条件。此外，除成分浓度外的其它处理条件可导致不连续效应。举例来说，在衬底表面上近似点状击中区域中，来自一个喷嘴的流体的流体速度及/或压力分布可为不均匀的，其导致在不应用其它措施的情况下此点处的不均匀涂层厚度。此效应还由本方法抚平。衬底可小于由来自喷嘴的电解质流所覆盖的区域。因此，可分别提供较普遍的方法及设备。优选地，喷嘴以倾斜方式引向衬底。优选地，电解质以30至40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用阳极(421)及电解质(511)用于衬底(111)的电流金属沉积的方法，其中将局部受限电解质流从多个电解质喷嘴中的每一者引向待处理的衬底表面的一部分，其中在沉积期间，在所述衬底(111)与所述电解质流之间进行相对移动，其特征在于：沿第一路径(1)进行第一移动，其中至少沿所述第一路径(1)的一部分，沿第二路径(2)进行第二移动，及其中所述第一移动及所述第二移动各自为所述电解质流与所述衬底之间的相对移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.03 EP 15197885.51.一种使用阳极(421)及电解质(511)用于衬底(111)的电流金属沉积的方法，其中将局部受限电解质流从多个电解质喷嘴中的每一者引向待处理的衬底表面的一部分，其中在沉积期间，在所述衬底(111)与所述电解质流之间进行相对移动，其特征在于：沿第一路径(1)进行第一移动，其中至少沿所述第一路径(1)的一部分，沿第二路径(2)进行第二移动，及其中所述第一移动及所述第二移动各自为所述电解质流与所述衬底之间的相对移动。2.根据权利要求1所述的方法，其中沿所述第一路径(1)进行多于一次第二移动。3.根据权利要求2所述的方法，其中第一次执行所述第二移动的所述第二路径(2)与第二次执行所述第二移动的所述第二路径(2)重叠，其中优选地，所有第二路径(2)均与至少一个其它第二路径(2)重叠。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一移动为非连续的，其中所述第二移动在所述第一移动停止时进行。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一路径(1)包括停止点(SP、SP1至SP9)，所述第一移动在所述停止点处停止，且随后在所述停止点(SP、SP1至SP9)处进行所述第二移动，其中所述停止点(SP、SP1至SP9)优选地经布置成几何图案(10)。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述停止点(SP、SP1至SP9)经布置成行与列，使得所述几何图案(10)为具有行与列的阵列，其中行的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列的数目优选大于2，优选为3、4、5或6，其中列与行的数目优选为相同的，使得停止点的数目为4、9、16、25或36，其中所述图案(10)优选为方形栅格。7.根据权利要求5或6中任一项所述的方法，其中所述第一移动在停止点(SP1)处开始，所述停止点并非位于所述图案(10)的边界处。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述第一移动的所述图案(10)的外部轮廓类似于待处理的所述衬底表面的外部轮廓。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二移动的所述第二路径(2)为闭合曲线，优选为圆形、椭圆形、矩形或方形或者多角形曲线，其中优选地，所述闭合曲线的最大尺寸在2与80mm之间，优选在20与40mm之间。10.根据前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·维恩豪，U·克贝基，
申请(专利权)人：德国艾托特克公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE