在基板上均勻金屬化的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露了在基板上均勻金屬化的裝置及方法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出的在基板上均勻金屬化的裝置包括：浸入式腔體、至少一組電極、基板固持裝置、至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置及反射板以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。浸入式腔體盛放至少一種金屬鹽電解液。至少一組電極與一個(gè)獨(dú)立電源相連接?；骞坛盅b置固持至少一塊基板，并且該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接，基板可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)電極。至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置及反射板被平行地設(shè)置，以在浸入式腔體內(nèi)形成超聲波或兆聲波駐波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置繞著其軸線在駐波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以使在累積時(shí)間內(nèi)，基板表面獲得均勻的聲能強(qiáng)度分布。
【專利說明】
在基板上均勻金屬化的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基板在電解液中金屬化的裝置及方法，尤其涉及一種將至少一超 聲波或兆聲波裝置應(yīng)用在基板金屬化裝置中，并結(jié)合控制基板運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)控制機(jī)構(gòu)，使基 板表面獲得均勻的聲波能量，從而實(shí)現(xiàn)在電解液中超均勻沉積金屬薄膜，且薄膜沉積速率 與傳統(tǒng)方法相比有顯著提高。
【背景技術(shù)】
[0002] 在超大規(guī)模集成電路制造中，采用在超薄的大抗阻籽晶層上電化學(xué)沉積一層金屬 膜層，通常是銅層，來形成電導(dǎo)線路，該沉積通常是在電解液環(huán)境中進(jìn)行。這種沉積工藝可 填充通孔結(jié)構(gòu)，溝槽結(jié)構(gòu)或兩種結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。當(dāng)這些結(jié)構(gòu)被填充時(shí)，金屬銅連續(xù)地沉積 并在半導(dǎo)體晶圓表面形成一層膜。最終形成的銅膜均勻度至關(guān)重要，因?yàn)楹罄m(xù)用來去除多 余銅的工藝步驟（通常是平坦化步驟CMP)要求銅膜有很高的均勻度，從而使最終從生產(chǎn)線 上產(chǎn)出的器件與器件之間獲得相同的電性能。
[0003] 目前，在電解液中進(jìn)行金屬化也被應(yīng)用在填充TSV(Through Silicon Via娃通孔 技術(shù)），從而在3-D的晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通。在TSV應(yīng)用中，孔口直徑為數(shù)個(gè)微米 或更大，孔深為數(shù)百微米，TSV尺寸要比采用典型的雙大馬士革工藝的尺寸大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 在如此高的縱寬比，且深度接近于晶圓自身厚度的孔中，填充孔結(jié)構(gòu)成為一個(gè)難題。用于典 型雙大馬士革工藝的金屬沉積系統(tǒng)的沉積速率較低，通常只有數(shù)千埃每分鐘，無法滿足TSV 制造的效率。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)深孔中無孔隙，并且由底部至上的填孔，在電解液中加入多種有機(jī)添加劑 來控制局部沉積速率。在沉積過程中，這些有機(jī)添加劑組分常常分解為副產(chǎn)物。分解的副 產(chǎn)物聚集在電鍍液中并且降低了填充的性能。如果這些副產(chǎn)物作為雜質(zhì)結(jié)合到電鍍膜中， 它們會(huì)成為孔穴的形核核心，使得器件的可靠性失效。因此，在沉積工藝中，需要提高深孔 附近的化學(xué)交換速率，加快新鮮活性成分的補(bǔ)充和分解后副產(chǎn)物的移除。此外，由于深孔具 有高縱寬比，電解液從孔口流過，在孔內(nèi)產(chǎn)生渦流。對(duì)流難以在電解液流體與渦流內(nèi)進(jìn)行， 新鮮的化合物與分解后副產(chǎn)物在電解液主流體與孔隙底部的傳輸主要以擴(kuò)散方式進(jìn)行。對(duì) 于諸如TSV的深孔，則具有更長(zhǎng)的擴(kuò)散路徑，進(jìn)一步限制了化合物交換。并且，在TSV的長(zhǎng) 路徑中緩慢的擴(kuò)散過程阻礙了沉積速率的提高，而生產(chǎn)制造常常需要采用高沉積速率來降 低成本。在由質(zhì)量傳遞控制的電化學(xué)方法中，最大沉積速率與極限電流密度相關(guān)，在一定電 解液濃度條件下，極限電流密度與擴(kuò)散二重層厚度成反比。擴(kuò)散二重層厚度越低，極限電流 密度越高，沉積速率就可能越高。專利W0/2012/174732, PCT/CN2011/076262揭示了一種利 用超聲波或兆聲波在半導(dǎo)體晶圓上沉積金屬薄膜的裝置和方法用以克服上述問題。
[0005] 在使用了超聲波或兆聲波裝置的電鍍槽中，通過采用聲傳感器和其他的光-聲檢 測(cè)工具進(jìn)行能量強(qiáng)度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)沿著超聲波或兆聲波裝置長(zhǎng)度方向的波的分布不均勻。如 果在這樣的電鍍槽中對(duì)半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行金屬化處理，那么半導(dǎo)體晶圓上的每一點(diǎn)所獲得的 聲波能量是不同的，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體晶圓上沉積的金屬薄膜的均勻度降低。
[0006] 此外，在具有聲場(chǎng)的電鍍槽中，波在傳播過程中，由于槽壁的吸收以及在添加劑和 副產(chǎn)物周圍發(fā)生的衍射，導(dǎo)致波的能量損失。因此，在聲源附近區(qū)域的聲波能量強(qiáng)度與離聲 源較遠(yuǎn)區(qū)域的聲波能量強(qiáng)度不同。駐波形成在兩平行平面之間，并能將電鍍槽中的波的能 量損失減小到最小，且能量轉(zhuǎn)移僅發(fā)生在駐波的節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)之間。然而，波的能量強(qiáng)度在 其節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)處是不同的，從而導(dǎo)致聲波能量沒有均勻的施加到半導(dǎo)體晶圓上。再者，在 沉積金屬薄膜的整個(gè)過程中，控制駐波的形成的難度較大，其原因在于很難調(diào)節(jié)兩個(gè)平面 之間的平行度和間距。
[0007] 綜上，需找到一種通過控制聲波能量強(qiáng)度分布均勻性進(jìn)而控制金屬薄膜沉積均勻 性的方法，且要求電鍍槽中聲波的能量損失達(dá)到最小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種具有至少一個(gè)超聲波裝置或兆聲波裝置的金屬化裝置，該金屬 化裝置用于在電解液中高均勻度金屬薄膜沉積，且薄膜沉積速率與傳統(tǒng)方法相比有顯著提 高。在本發(fā)明中，基板被動(dòng)態(tài)控制，所以，在基板的每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，基板上的每個(gè)點(diǎn)均經(jīng)過 整個(gè)聲場(chǎng)區(qū)，從而使基板上的每個(gè)點(diǎn)在一累積時(shí)間內(nèi)所獲得的總聲能相同，在沉積膜快速 生長(zhǎng)的同時(shí)，其沉積厚度均勻。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提出的在基板上均勻金屬化的裝置包括：浸入式腔體、 至少一組電極、基板固持裝置、至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置、反射板及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。浸 入式腔體盛放至少一種金屬鹽電解液。至少一組電極與一個(gè)獨(dú)立電源相連接?；骞坛盅b 置固持至少一炔基板，并且該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接，基板可導(dǎo)電的一 面面向一個(gè)電極。至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置及反射板被平行地設(shè)置以在浸入式腔體 內(nèi)形成超聲波或兆聲波駐波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置繞著其軸線在駐波區(qū)域內(nèi)旋 轉(zhuǎn)，以使在累積時(shí)間內(nèi)，基板表面獲得均勻的聲能強(qiáng)度分布。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提出的在基板上均勻金屬化的裝置包括：浸入式腔 體、至少一組電極、基板固持裝置、至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。浸入式 腔體盛放至少一種金屬鹽電解液。至少一組電極與一個(gè)獨(dú)立電源相連接?；骞坛盅b置固 持至少一炔基板，并且該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接，基板可導(dǎo)電的一面面 向一個(gè)電極。至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置在浸入式腔體內(nèi)產(chǎn)生超聲波或兆聲波。旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置繞著其軸線在聲波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以使在累積時(shí)間內(nèi)，基板表面獲 得均勻的聲能強(qiáng)度分布。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提出的在基板上均勻金屬化的方法包括：
[0012] 向浸入式腔體內(nèi)供應(yīng)至少一種金屬鹽電解液；
[0013] 轉(zhuǎn)移一炔基板到基板固持裝置，該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接，且 基板可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)與獨(dú)立電源相連接的電極；
[0014] 給基板加載第一偏壓；
[0015] 使基板旋轉(zhuǎn)；
[0016] 將基板浸入浸入式腔體；
[0017] 給基板加載一個(gè)電流；
[0018] 打開超聲波或兆聲波裝置；
[0019] 使基板固持裝置在聲波區(qū)域內(nèi)振動(dòng)，同時(shí)周期性地改變超聲波或兆聲波裝置與反 射板之間的距離；
[0020] 關(guān)閉超聲波或兆聲波裝置，停止振動(dòng)基板固持裝置，以及停止周期性地改變超聲 波或兆聲波裝置與反射板之間的距離；
[0021] 給基板加載第二偏壓；
[0022] 將基板移出金屬鹽電解液；
[0023] 使基板停止旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0024] 本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀具體實(shí)施例的描述，并參考附圖，能夠清楚的理解本發(fā) 明的內(nèi)容。其中附圖包括：
[0025] 圖1揭示了超聲波或兆聲波裝置前方的聲波區(qū)域中的聲能強(qiáng)度分布示意圖。
[0026] 圖2A和圖2B揭示了在一示例裝置中的超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲波區(qū) 域中的聲能強(qiáng)度分布示意圖，圖2C揭示了在該裝置中的超聲波或兆聲波裝置與反射板之 間聲區(qū)中一特定點(diǎn)的聲能強(qiáng)度示意圖。
[0027] 圖3揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的一具體實(shí)施例的剖視圖。
[0028] 圖4A揭示了超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲區(qū)中的聲能強(qiáng)度隨超聲波或兆 聲波裝置與反射板之間的距離改變而改變的示意圖，圖4B揭示了在一示例裝置中的超聲 波或兆聲波裝置與反射板之間聲區(qū)中一特定點(diǎn)的聲能強(qiáng)度隨超聲波或兆聲波裝置與反射 板之間的距離改變而改變的示意圖。
[0029] 圖5A和圖5B揭示了超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲區(qū)中的聲能強(qiáng)度隨反射 板沿X'方向運(yùn)動(dòng)及基板沿Y軸運(yùn)動(dòng)而改變的示意圖。
[0030] 圖6揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的另一具體實(shí)施例的俯視圖。
[0031] 圖7揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的又一具體實(shí)施例的剖視圖。
[0032] 圖8揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的又一具體實(shí)施例的剖視圖。
[0033] 圖9揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的一具體實(shí)施例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 根據(jù)本發(fā)明示范性的實(shí)施例，超聲波或兆聲波裝置被使用，一示范性的超聲波或 兆聲波裝置可被用于專利US 6, 391，166或W0/2009/055992描述的電鍍裝置中。
[0035] 參考圖1，圖1揭示了超聲波或兆聲波裝置102前方的聲波區(qū)域中的聲能強(qiáng)度分布 示意圖，該超聲波或兆聲波裝置102呈條狀。圖1所示的聲能強(qiáng)度分布示意圖是通過水聽 器測(cè)試獲得。圖1中的暗區(qū)表示低聲能強(qiáng)度，亮區(qū)表示高聲能強(qiáng)度。由圖1可以得知從超 聲波或兆聲波裝置102的中心到超聲波或兆聲波裝置102的邊緣的聲能強(qiáng)度分布是不均勻 的。沿垂直于超聲波或兆聲波裝置102表面的D方向的聲能強(qiáng)度分布同樣也是不均勾的。 靠近超聲波或兆聲波裝置102的區(qū)域的聲能強(qiáng)度較高，而遠(yuǎn)離超聲波或兆聲波裝置102的 區(qū)域的聲能強(qiáng)度較低。在圖1中，字母"D"表示D方向，字母"C"表示超聲波或兆聲波裝置 102的中心，字母"N"表示靠近超聲波或兆聲波裝置102中心的位置，字母"F"表示遠(yuǎn)離超 聲波或兆聲波裝置102中心的位置，數(shù)字"104"表示具有高聲能強(qiáng)度亮條紋區(qū)。
[0036] 圖2A揭示了基板在電鍍槽中進(jìn)行工藝加工時(shí)駐波經(jīng)過基板表面的情形。超聲波 裝置或兆聲波裝置與反射板平行，當(dāng)聲波在超聲波或兆聲波裝置與反射板之間傳播，且超 聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離等于
[0038] λ為聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)，前進(jìn)波與其反射波干涉形成駐波。具有最高聲能強(qiáng)度 的駐波形成在超聲波或兆聲波裝置與反射板之間。當(dāng)超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的 距離接近半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，超聲波或兆聲波裝置與反射板之間同樣可以形成駐波，但是 駐波的聲能強(qiáng)度沒有前者強(qiáng)。駐波沿著波的傳播方向保持能量均勻性。駐波在電解液中傳 播時(shí)的能量損失達(dá)到最小。在這種情況下，從離聲源較近的區(qū)域至離聲源較遠(yuǎn)的區(qū)域的聲 能強(qiáng)度分布均勻性得到提高，聲波發(fā)生器的效率也提高了。在圖2Α中，數(shù)字"202"表示超 聲波或兆聲波裝置，數(shù)字"204"表示反射板，數(shù)字"206"表示基板，字母"X"表示X軸。
[0039] 然而，在駐波的一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)的聲能強(qiáng)度分布是不均勻的，原因在于駐波的節(jié)點(diǎn)和 非節(jié)點(diǎn)之間的能量轉(zhuǎn)移。圖2Β示例了基板在四分之一波長(zhǎng)的距離間的振動(dòng)，從駐波的節(jié)點(diǎn) 處到駐波的非節(jié)點(diǎn)處，在累積的時(shí)間內(nèi)，基板的表面獲得均勻的聲能強(qiáng)度。進(jìn)一步地，為了 保持基板上的每一點(diǎn)具有相同的總的聲能強(qiáng)度，基板的振動(dòng)距離等于
[0041] 其中，λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，Ν為整數(shù)?；迳系拿恳稽c(diǎn)在累積的電鍍時(shí) 間內(nèi)獲得相同的總的聲能強(qiáng)度。由于均勻的超聲波或兆聲波作用在基板上且損失的能量很 少，從而能夠得到高的電鍍速率和高的電鍍均勻性。在圖2Β中，數(shù)字"202"表示超聲波或 兆聲波裝置，數(shù)字"204"表示反射板，數(shù)字"206"表示基板，字母"X"表示X軸。
[0042] 圖2C揭示了超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲波區(qū)域中的一特定點(diǎn)的聲能強(qiáng) 度示意圖。該結(jié)果通過采用聲傳感器測(cè)量獲得，且測(cè)量是在電鍍槽中進(jìn)行。該結(jié)果證明了 聲能強(qiáng)度隨著電鍍槽內(nèi)的超聲波或兆聲波裝置與反射板之間距離的改變而周期性改變。節(jié) 點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的距離為超聲波或兆聲波的半波長(zhǎng)，節(jié)點(diǎn)與非節(jié)點(diǎn)之間的距離為超聲波或兆 聲波的四分之一波長(zhǎng)。
[0043] 圖3揭示了本發(fā)明使用超聲波或兆聲波通過電解液在基板上均勻金屬化裝置的 一具體實(shí)施例的剖視圖。該裝置包括浸入式腔體3021、至少一組電極3002、導(dǎo)電的基板固 持裝置3003、超聲波或兆聲波裝置3004、反射板3005、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置3030、豎直驅(qū)動(dòng)裝置 3012及水平驅(qū)動(dòng)裝置3013。浸入式腔體3021盛放至少一種金屬鹽電解液3020。電極3002 與獨(dú)立的電源相連接。導(dǎo)電的基板固持裝置3003固持至少一炔基板3001，并與基板3001 可導(dǎo)電的一面電連接。基板3001可導(dǎo)電的一面面向電極3002。超聲波或兆聲波裝置3004 和反射板3005被平行設(shè)置，以在浸入式腔體3021中產(chǎn)生超聲波或兆聲波駐波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 裝置3030帶動(dòng)基板固持裝置3003沿著其軸線在駐波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而在累積的時(shí)間之內(nèi)， 基板3001獲得均勻的、總的能量強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置3030的轉(zhuǎn)速在10-100rpm的范圍之 內(nèi)。金屬鹽電解液3020從浸入式腔體3021的底部流向浸入式腔體3021的頂部。至少一 個(gè)入口和一個(gè)出口設(shè)置在浸入式腔體3021上以使金屬鹽電解液3020循環(huán)流動(dòng)。超聲波或 兆聲波裝置3004安裝在浸入式腔體3021的側(cè)壁。超聲波或兆聲波裝置3004的表面浸入 金屬鹽電解液3020中。一個(gè)超聲波或兆聲波發(fā)生器與超聲波或兆聲波裝置3004相連接以 產(chǎn)生頻率在20KHz-10MHz、強(qiáng)度在0. 01-3W/cm2的聲波。超聲波或兆聲波裝置3004由至少 一片壓電晶體制成。超聲波或兆聲波裝置3004前方形成有聲場(chǎng)。反射板3005與超聲波或 兆聲波裝置3004平行且相對(duì)設(shè)置，用以形成駐波。獨(dú)立的電源與電極3002連接，可以按電 壓控制模式或電流控制模式工作，并可按時(shí)間需求在這兩種模式之間切換。電壓控制模式 和電流控制模式分別具有預(yù)設(shè)的波形。加載的電流可以是DC模式或脈沖反向電鍍模式，脈 沖周期為5ms至2s。每組電極3002可以由一片或多片電極組成，且每片電極與獨(dú)立的電源 連接。至少一片具有單層或多層的滲透膜3011設(shè)置在電極3002和基板3001之間。導(dǎo)電 的基板固持裝置3003與豎直驅(qū)動(dòng)裝置3012連接，該豎直驅(qū)動(dòng)裝置3012驅(qū)使基板3001移 進(jìn)浸入式腔體3021或移出浸入式腔體3021。水平驅(qū)動(dòng)裝置3013帶動(dòng)基板3001在聲波區(qū) 域內(nèi)水平振動(dòng)，基板3001振動(dòng)的振幅為l-300mm、振動(dòng)頻率為0. 001-0. 5Hz，水平振動(dòng)的距
λ是超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。基板3001沿著超聲 波或兆聲波駐波的傳播方向水平地振動(dòng)，同時(shí)基板3001也在駐波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)圖2Α至 圖2C所揭示的理論，在整個(gè)處理過程中基板3001上每一點(diǎn)的能量強(qiáng)度都是均勻的。水平 驅(qū)動(dòng)裝置3013是一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)器或擺臂驅(qū)動(dòng)器。
[0044] 圖4Α揭示了超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲區(qū)中的聲能強(qiáng)度隨著超聲波或 兆聲波裝置與反射板之間距離的改變而改變示意圖。超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的 聲能強(qiáng)度分布圖通過聲學(xué)測(cè)試站測(cè)試獲得，其中，暗區(qū)表示低聲能強(qiáng)度，亮區(qū)表示高聲能強(qiáng) 度。聲能強(qiáng)度分布圖中沿著Υ軸的明暗交替的線揭示了駐波的形成，駐波的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)最暗 的線，駐波的非節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)最亮的線。聲能強(qiáng)度分布圖中沿著X軸的暗線揭示了沿著超聲波 或兆聲波長(zhǎng)度方向的能量強(qiáng)度不均勻。超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離標(biāo)示為d。 當(dāng)將超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離由dl改變?yōu)閐2時(shí)（dl辛d2)，聲能強(qiáng)度圖由 最亮變?yōu)樽畎?，d2與dl的差值為超聲波或兆聲波的四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍。由此可見，當(dāng) 超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離改變時(shí)，駐波的形成是不同的。在圖4A中，數(shù)字 "402"表示超聲波或兆聲波裝置，數(shù)字"404"表示反射板。圖4B揭示了當(dāng)超聲波或兆聲波 裝置與反射板之間的距離改變時(shí)，超聲波或兆聲波裝置與反射板之間聲區(qū)中的一特定點(diǎn)的 聲能強(qiáng)度示意圖。該示意圖通過聲傳感器測(cè)量獲得，且測(cè)量過程是在一個(gè)安裝有超聲波或 兆聲波裝置的電鍍槽中進(jìn)行的，其中超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離由dn減小 至dm(dn辛dm, dn〈dm)或從dm增大至dn。圖4B揭示了當(dāng)超聲波或兆聲波裝置與反射板之 間的距離改變時(shí)，聲能強(qiáng)度周期性改變。當(dāng)電鍍槽滿足駐波形成的條件，即超聲波或兆聲波 裝置與反射板之間的距離是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，能夠獲得最大聲波強(qiáng)度。聲波的能量保持 在超聲波或兆聲波裝置與反射板之間且能量強(qiáng)度的損失最小。為了使電鍍槽中的超聲波或 兆聲波裝置與反射板之間的能量強(qiáng)度均勻且損失最小，設(shè)置在電鍍槽中用來調(diào)節(jié)超聲波或 兆聲波裝置與反射板之間的距離的運(yùn)動(dòng)控制裝置是非常關(guān)鍵的。
[0045] 圖5A和圖5B揭示了基板沿Y軸運(yùn)動(dòng)和反射板沿X'方向運(yùn)動(dòng)時(shí)超聲波或兆聲波 裝置與反射板之間的能量強(qiáng)度變化的示意圖。超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的聲能強(qiáng) 度分布圖通過聲學(xué)測(cè)試站測(cè)試獲得，其中，暗區(qū)表示低聲能強(qiáng)度，亮區(qū)表示高聲能強(qiáng)度。聲 能強(qiáng)度分布圖中沿著Y軸的明暗交替的線揭示了駐波的形成，駐波的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)最暗的線， 駐波的非節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)最亮的線。聲能強(qiáng)度分布圖中沿X'方向的暗條表明沿超聲波或兆聲波 裝置長(zhǎng)度方向的聲能強(qiáng)度分布是不均勻的?；逖卅摧S振動(dòng)的振幅為
[0047] 其中，λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，Ν為整數(shù)。沿Υ'方向的分量運(yùn)動(dòng)，Υ'與Υ軸 之間的夾角為θ (〇〈θ〈45)，使得在每個(gè)振動(dòng)周期，基板上的每個(gè)點(diǎn)均會(huì)經(jīng)過條紋區(qū)；沿X' 方向的分量運(yùn)動(dòng)，X'與X軸之間的夾角為Θ (〇〈 Θ〈45)，使得在每個(gè)振動(dòng)周期，基板上的每 個(gè)點(diǎn)均會(huì)通過駐波的節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，反射板沿X'方向振動(dòng)，且振動(dòng)振幅為半波長(zhǎng)的 整數(shù)倍，從而能夠保證在每個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的總的聲能強(qiáng) 度相同。反射板的振動(dòng)速度快于基板的振動(dòng)速度。上述方法解決了超聲波或兆聲波裝置與 反射板之間平行度調(diào)整的問題，從而使超聲波或兆聲波裝置與反射板之間滿足駐波形成的 最佳條件。此外，即使浸入式腔體內(nèi)的情況不是很穩(wěn)定，但是在每個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)，浸入式腔 體內(nèi)的聲場(chǎng)能夠保持穩(wěn)定。上述運(yùn)動(dòng)控制裝置應(yīng)用在電鍍槽中是很關(guān)鍵的。在圖5Α和圖 5Β中，數(shù)字" 502 "表示超聲波或兆聲波裝置，數(shù)字" 504 "表示反射板，數(shù)字" 506 "表示基板。
[0048] 圖6揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的一具體實(shí)施例的俯視圖。該裝置包 括浸入式腔體6021、至少一組電極、導(dǎo)電的基板固持裝置6003、超聲波或兆聲波裝置6004、 反射板6005、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6030及水平驅(qū)動(dòng)裝置6013。浸入式腔體6021盛放至少一種金 屬鹽電解液。電極與獨(dú)立的電源相連接。導(dǎo)電的基板固持裝置6003固持至少一片基板， 且基板固持裝置6003與基板可導(dǎo)電的一面電連接，基板可導(dǎo)電的一面面向電極。反射板 6005與超聲波或兆聲波裝置6004平行布置以在浸入式腔體6021中形成超聲波或兆聲波駐 波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6030帶動(dòng)基板固持裝置6003繞著其軸線在駐波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以使基板 在累積的時(shí)間內(nèi)獲得均勻的、總的能量強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6030的轉(zhuǎn)速在10-100rpm的范 圍內(nèi)。在基板和電極之間設(shè)置有至少一層滲透膜。每組電極包括一個(gè)或多個(gè)電極且其中的 每個(gè)電極均與一個(gè)獨(dú)立電源相連接。水平驅(qū)動(dòng)裝置6013帶動(dòng)基板固持裝置6003在基板固 持裝置6003所在的平面內(nèi)振動(dòng)。該水平驅(qū)動(dòng)裝置6013是一個(gè)線性驅(qū)動(dòng)裝置或擺臂驅(qū)動(dòng)裝 置。超聲波或兆聲波裝置6004與反射板6005相對(duì)且平行地設(shè)置在浸入式腔體6021的側(cè) 壁上，且超聲波或兆聲波裝置6004及反射板6005與浸入式腔體6021的側(cè)壁成一個(gè)Θ角 (0〈 Θ〈45)，從而使基板固持裝置6003水平振動(dòng)方向與超聲波或兆聲波駐波的傳播方向的 法線方向成Θ角。基板固持裝置6003平行于水平面。超聲波或兆聲波裝置6004和反射 板6005的表面浸入金屬鹽電解液中，超聲波或兆聲波裝置6004與反射板6005平行的面之 間形成駐波。駐波的傳播方向平行于基板的表面。駐波與垂直于基板固持裝置6003的振 動(dòng)方向的X軸之間具有夾角Θ。當(dāng)偏量ΔΧ'，也就是基板沿駐波傳播方向振動(dòng)的距離為四 分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，基板上的每一點(diǎn)在基板振動(dòng)過程中經(jīng)過駐波的節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)，基 板上的每一點(diǎn)在每個(gè)振動(dòng)周期獲得相同的總的聲能強(qiáng)度。因此，振動(dòng)振幅A Y等于
[0050] 其中，λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。反射板6005由一層或多層制成，反 射板6005多層之間的距離設(shè)置能夠減小聲波能量損失。為了使反射板6005的表面與超聲 波或兆聲波裝置6004的表面之間保持平行，調(diào)節(jié)裝置用于設(shè)置反射板6005的位置。振動(dòng) 驅(qū)動(dòng)器6006通過波紋管組件6007安裝在反射板6005的背面以實(shí)現(xiàn)柔性密封。振動(dòng)驅(qū)動(dòng) 器6006帶動(dòng)反射板6005沿X'方向，也就是駐波傳播方向，來回振動(dòng)，以改變反射板6005與 超聲波或兆聲波裝置6004之間的距離。振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器6006的頻率為1-lOHz，振幅為
λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為1至10之間的整數(shù)。振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器6006帶動(dòng)反射板6005 振動(dòng)的同時(shí)，水平驅(qū)動(dòng)裝置6013帶動(dòng)基板水平振動(dòng)且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置6030帶動(dòng)基板在聲波 區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)。振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器6006振動(dòng)的速度比水平驅(qū)動(dòng)裝置6013振動(dòng)的速度快。一個(gè)豎直 驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置6003上下移動(dòng)以將基板移入或移出浸入式腔體6021。
[0051] 圖7揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的一具體實(shí)施例的剖視圖。該裝置包 括浸入式腔體7021、至少一組電極7002、導(dǎo)電的基板固持裝置7003、至少一個(gè)超聲波或兆 聲波裝置7004、反射板7005、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置7030及豎直驅(qū)動(dòng)裝置7012。浸入式腔體7021 盛放至少一種金屬鹽電解液。電極7002與獨(dú)立的電源相連接。導(dǎo)電的基板固持裝置7003 固持至少一炔基板7001，并與基板7001可導(dǎo)電的一面電連接?；?001可導(dǎo)電的一面面 向電極7002。反射板7005與超聲波或兆聲波裝置7004平行布置以在浸入式腔體7021中 形成超聲波或兆聲波駐波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置7030帶動(dòng)基板固持裝置7003在駐波區(qū)域內(nèi)繞其 軸線旋轉(zhuǎn)，以在累積的時(shí)間之內(nèi)，基板7001獲得均勻的、總的能量強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置7030 的轉(zhuǎn)速在l〇-l〇〇rpm的范圍內(nèi)。在電極7002和基板7001之間設(shè)置有至少一片具有單層或 多層的滲透膜7011。每組電極7002包含有一片或多片電極，且每片電極分別與獨(dú)立的電源 連接。超聲波或兆聲波裝置7004和與超聲波或兆聲波裝置7004相平行的反射板7005安 裝在浸入式腔體7021的側(cè)壁上，超聲波或兆聲波裝置7004和反射板7005與Z軸成一 Θ 角（0〈θ〈45)，其中Z軸是基板振動(dòng)方向，且基板7001平行于水平面設(shè)置。超聲波或兆聲 波裝置7004和反射板7005的表面浸入金屬鹽電解液中，駐波形成于超聲波或兆聲波裝置 7004和反射板7005相平行的表面之間。導(dǎo)電的基板固持裝置7003與豎直驅(qū)動(dòng)裝置7012 連接，豎直驅(qū)動(dòng)裝置7012帶動(dòng)導(dǎo)電的基板固持裝置7003沿垂直于水平面的方向振動(dòng)，振動(dòng) 振幅為l_300mm，振動(dòng)頻率為0. 001-0. 5Hz。豎直驅(qū)動(dòng)裝置7012帶動(dòng)固持有基板7001的基 板固持裝置7003沿著Z軸周期性的上下振動(dòng)，其中Z軸與駐波傳播方向的法線方向成Θ 角（0〈 Θ〈45)。當(dāng)偏量ΔΧ"，也就是基板7001沿駐波傳播方向振動(dòng)的距離為四分之一波長(zhǎng) 的整數(shù)倍時(shí)，基板7001上的每一點(diǎn)在基板7001振動(dòng)過程中經(jīng)過駐波的節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)，基板 7001上的每一點(diǎn)在每個(gè)振動(dòng)周期獲得相同的總的聲能強(qiáng)度。因此，振動(dòng)振幅ΔΖ等于
[0053] 其中，λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。同時(shí)，沿著Z軸方向振動(dòng)的分量ΔΖ 保證了位于聲波區(qū)域內(nèi)的基板7001上的每一點(diǎn)在每個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)獲得相同的總的聲能強(qiáng) 度。在這種情況下，基板7001上的每一點(diǎn)在整個(gè)過程中所獲得的總的能量強(qiáng)度是均勻的。 豎直驅(qū)動(dòng)裝置7012帶動(dòng)基板固持裝置7003上下運(yùn)動(dòng)以將基板7001移入或移出浸入式腔 體 7021。
[0054]圖8揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的又一具體實(shí)施例的剖視圖。該裝置 包括浸入式腔體8021、至少一組電極8002、導(dǎo)電的基板固持裝置8003、至少一個(gè)超聲波或 兆聲波裝置8004、反射板8005、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8030及豎直驅(qū)動(dòng)裝置8012。浸入式腔體8021 盛放至少一種金屬鹽電解液。電極8002與獨(dú)立的電源相連接。導(dǎo)電的基板固持裝置8003 固持至少一炔基板8001，并與基板8001可導(dǎo)電的一面電連接?；?001可導(dǎo)電的一面面 向電極8002。反射板8005與超聲波或兆聲波裝置8004平行布置以在浸入式腔體8021中 產(chǎn)生超聲波或兆聲波駐波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置8030帶動(dòng)基板固持裝置8003在駐波區(qū)域內(nèi)繞 著其軸線旋轉(zhuǎn)，以使基板8001在累積的時(shí)間內(nèi)獲得均勻的、總的能量強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置 8030的轉(zhuǎn)速在10-100rpm的范圍內(nèi)。在電極8002和基板8001之間設(shè)置有至少一片具有單 層或多層的滲透膜8011。每組電極8002包含一片電極或多片電極，每個(gè)電極均分別由獨(dú)立 的電源加以控制。超聲波或兆聲波裝置8004和與超聲波或兆聲波裝置8004相平行的反射 板8005安裝在浸入式腔體8021的側(cè)壁上，超聲波或兆聲波裝置8004和反射板8005垂直 于水平面。設(shè)置在浸入式腔體8021底部的坡面8022上的電極8002和基板固持裝置8003 與水平面成Θ角（〇〈 Θ〈45)。超聲波或兆聲波裝置8004和反射板8005的表面浸入金屬鹽 電解液中，駐波形成于超聲波或兆聲波裝置8004和反射板8005相平行的表面之間。導(dǎo)電 的基板固持裝置8003與豎直驅(qū)動(dòng)裝置8012連接，豎直驅(qū)動(dòng)裝置8012帶動(dòng)導(dǎo)電的基板固持 裝置8003沿著與水平面的法線成Θ角（〇〈θ〈45)的方向振動(dòng)，振動(dòng)振幅為l-300mm，振動(dòng) 頻率為〇. 001-0. 5Hz。豎直驅(qū)動(dòng)裝置8012帶動(dòng)固持有基板8001的基板固持裝置8003沿 著Z'方向周期性的上下振動(dòng)，Z'與Z軸之間具有夾角Θ (〇〈 Θ〈45)，Z軸垂直于駐波傳播 方向。當(dāng)偏量ΔΧ，也就是基板8001沿駐波傳播方向振動(dòng)的距離為四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍 時(shí)，基板8001上的每一點(diǎn)在基板8001振動(dòng)過程中經(jīng)過駐波的節(jié)點(diǎn)和非節(jié)點(diǎn)，基板8001上 的每一點(diǎn)在每個(gè)振動(dòng)周期獲得相同的總的聲能強(qiáng)度。因此，振動(dòng)振幅AZ'等于
[0056] 其中，λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。同時(shí)，沿著Z'方向振動(dòng)的分量ΔΖ' 保證了位于聲波區(qū)域內(nèi)的基板8001上的每一點(diǎn)在每個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)獲得相同的總的聲能強(qiáng) 度。在這種情況下，基板8001上的每一點(diǎn)在整個(gè)過程中所獲得的總的能量強(qiáng)度是均勻的。 豎直驅(qū)動(dòng)裝置8012帶動(dòng)基板固持裝置8003上下運(yùn)動(dòng)以將基板8001移入或移出浸入式腔 體8021。
[0057] 從圖7和圖8中可以看到，豎直驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置振動(dòng)，基板固持裝置 振動(dòng)的方向與駐波傳播方向的法線方向形成一個(gè)夾角θ (〇〈θ〈45)?；逭駝?dòng)的振幅等于
其中λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，Ν為整數(shù)，Θ為基板振動(dòng)的方向 與駐波傳播方向的法線方向所成的夾角。
[0058] 圖9揭示了本發(fā)明在基板上均勻金屬化裝置的又一具體實(shí)施例的剖視圖。該裝置 包括浸入式腔體9021、至少一組電極9002、導(dǎo)電的基板固持裝置9003、至少一個(gè)超聲波或 兆聲波裝置9004、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9030、豎直驅(qū)動(dòng)裝置9012及聲波反射裝置9005。浸入式腔 體9021盛放至少一種金屬鹽電解液。電極9002與獨(dú)立的電源相連接。導(dǎo)電的基板固持裝 置9003固持至少一炔基板9001，并與基板9001可導(dǎo)電的一面電連接。基板9001可導(dǎo)電的 一面面向電極9002。至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置9004在浸入式腔體9021中產(chǎn)生超聲波 或兆聲波。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置9030帶動(dòng)基板固持裝置9003在聲波區(qū)域內(nèi)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，以使 基板9001在累積的時(shí)間之內(nèi)獲得均勻的、總的聲能強(qiáng)度?；骞坛盅b置9003與豎直驅(qū)動(dòng) 裝置9012相連接，豎直驅(qū)動(dòng)裝置9012帶動(dòng)基板固持裝置9003沿著超聲波或兆聲波的傳播 方向的法線方向振動(dòng)，振動(dòng)振幅為l_300mm，振動(dòng)頻率為0. 001-0. 5Hz。聲波反射裝置9005 與超聲波或兆聲波裝置9004相對(duì)設(shè)置，且與超聲波或兆聲波裝置9004之間具有一夾角，以 避免形成駐波。聲波反射裝置9005在其寬度方向與超聲波或兆聲波裝置9004之間成α 角（0〈α〈45)，以將入射波向上反射出浸入式腔體9021，從而避免了駐波的產(chǎn)生。另外，超 聲波或兆聲波裝置9004和聲波反射裝置9005設(shè)置聲流的路徑，聲流水平流動(dòng)，然后流出浸 入式腔體9021。至少一片具有單層或多層的滲透膜9011設(shè)置在電極9002和基板9001之 間。
[0059] 本發(fā)明還提供了在基板上均勻金屬化的方法，該方法包括如下步驟：
[0060] 步驟1 :向浸入式腔體內(nèi)供應(yīng)至少一種金屬鹽電解液，其中，金屬鹽電解液包括至 少下述中的一種金屬陽離子：Cu、Au、Ag、Pt、Ni、Sn、Co、Pd、Ζη。
[0061] 步驟2:轉(zhuǎn)移一炔基板到基板固持裝置，該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電 連接，且基板可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)與獨(dú)立電源相連接的電極。
[0062] 步驟3 :給基板加載第一偏壓，其中第一偏壓為0. 1-10V。
[0063] 步驟4 :使基板旋轉(zhuǎn)，基板旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為10-100rpm。
[0064] 步驟5 :將基板浸入浸入式腔體。
[0065] 步驟6 :給基板加載一個(gè)電流，其中電流為0. 1-100A。
[0066] 步驟7 :打開超聲波或兆聲波裝置，其中超聲波或兆聲波裝置的能量強(qiáng)度為 0· 01-3W/cm2,工作頻率為 20KHz-10MHz。
[0067] 步驟8 :使基板固持裝置在聲波區(qū)域內(nèi)振動(dòng)，基板振動(dòng)的振幅為l_300mm，振動(dòng)的 頻率為〇. 001-0. 5Hz ;同時(shí)周期性地改變超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離，改變 的距離等于
其中λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為1-10的整數(shù)，且改變的頻率為 1-Ι0Hzο
[0068] 步驟9 :關(guān)閉超聲波或兆聲波裝置，停止振動(dòng)基板固持裝置，以及停止周期性地改 變超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離。
[0069] 步驟10 :給基板加載第二偏壓，其中第二偏壓為0. 1-5V。
[0070] 步驟11 :將基板移出金屬鹽電解液。
[0071] 步驟12 :使基板停止旋轉(zhuǎn)。
[0072] 在步驟8中，基板振動(dòng)的振幅等于
其中λ為超聲波或兆聲 波的波長(zhǎng)，Ν為整數(shù)，Θ為基板振動(dòng)方向與超聲波或兆聲波傳播方向的法線方向之間的夾 角。超聲波或兆聲波裝置與反射板之間的距離周期性改變的頻率大于基板振動(dòng)的頻率?；?者，基板在聲波區(qū)域內(nèi)振動(dòng)的振幅為超聲波或兆聲波四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍。再或者，基板 振動(dòng)方向與超聲波或兆聲波傳播方向的法線方向的夾角為θ，Θ為0-45°，基板振動(dòng)的振
其中λ為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。
[0073] 綜上所述，本發(fā)明通過上述實(shí)施方式及相關(guān)圖式說明，己具體、詳實(shí)的揭露了相關(guān) 技術(shù)，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以實(shí)施。而顯然的，以上所述實(shí)施例只是用來說明本發(fā) 明，而不是用來限制本發(fā)明的，本發(fā)明的權(quán)利范圍，應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求來界定。至于本 文中所述元件數(shù)目的改變或等效元件的代替等仍都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，包括： 浸入式腔體，盛放至少一種金屬鹽電解液； 至少一組電極，與一個(gè)獨(dú)立電源相連接； 基板固持裝置，固持至少一炔基板，并且該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接， 基板可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)電極； 至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置及反射板被平行地設(shè)置，W在浸入式腔體內(nèi)形成超聲波 或兆聲波駐波；W及 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，帶動(dòng)基板固持裝置繞著其軸線在駐波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，W使在累積時(shí)間內(nèi)， 基板表面獲得均勻的聲能強(qiáng)度分布。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括水平 驅(qū)動(dòng)裝置，該水平驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置沿著超聲波或兆聲波駐波的傳播方向振動(dòng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述基板振動(dòng)的 W X 振幅為W-- N = 1，2, 3…，A為超聲波或兆聲波駐波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括水平 驅(qū)動(dòng)裝置，該水平驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置振動(dòng)，基板固持裝置的振動(dòng)方向與超聲波或 兆聲波駐波的傳播方向的法線方向成0角度。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述基板振動(dòng)的 N*- 振幅為_生N = 1，2, 3…，A為超聲波或兆聲波駐波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)，0為基板振動(dòng)方 si。白， 向與超聲波或兆聲波駐波的傳播方向的法線方向之間的夾角。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述0的角度為 0-45。。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括豎直 驅(qū)動(dòng)裝置，該豎直驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置上下運(yùn)動(dòng)，W使基板放入浸入式腔體，或?qū)⒒?板從浸入式腔體取出。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，進(jìn)一步包括豎直驅(qū)動(dòng)裝置，該 豎直驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置振動(dòng)，基板固持裝置的振動(dòng)方向與超聲波或兆聲波駐波的 傳播方向的法線方向成0角。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述基板振動(dòng)的 .灰連 振幅為_生N = 1，2,3…，A為超聲波或兆聲波駐波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)，0為基板的振動(dòng) sin 6^ ：> 方向與超聲波或兆聲波駐波的傳播方向的法線方向之間的夾角。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述豎直驅(qū)動(dòng)裝 置帶動(dòng)基板固持裝置上下運(yùn)動(dòng)，W使基板放入浸入式腔體，或?qū)⒒鍙慕胧角惑w取出。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述豎直驅(qū)動(dòng)裝 置帶動(dòng)基板固持裝置沿著垂直于水平面的方向振動(dòng)。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述豎直驅(qū)動(dòng)裝 置帶動(dòng)基板固持裝置沿著相對(duì)于水平面的法線方向傾斜一角度的方向振動(dòng)。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述基板和電 極相對(duì)于水平面傾斜一角度設(shè)置。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述每組電極包 括一片或多片電極，且每片電極與獨(dú)立的電源連接。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括至少 一層設(shè)置在基板和電極之間的滲透膜。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝 置的轉(zhuǎn)速為10-100巧m。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述超聲波或兆 聲波裝置及反射板安裝在浸入式腔體相對(duì)的側(cè)壁上且與基板的振動(dòng)方向成0角，所述基 板與水平面平行，基板的振動(dòng)方向垂直于水平面。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述超聲波或 兆聲波裝置及反射板安裝在浸入式腔體相對(duì)的側(cè)壁上且與水平面垂直，所述基板和電極相 對(duì)于水平面傾斜一角度設(shè)置，所述基板沿著相對(duì)于水平面的法線方向傾斜一角度的方向振 動(dòng)。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié) 裝置，W調(diào)節(jié)所述反射板的表面，使其平行于超聲波或兆聲波裝置的表面。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置 包括振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，該振動(dòng)驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)反射板沿著超聲波或兆聲波駐波的傳播方向振動(dòng)，所 述反射板振動(dòng)的振幅為超聲波或兆聲波駐波的半波長(zhǎng)的N倍，N為1-10之間的整數(shù)。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述振動(dòng)驅(qū)動(dòng) 器的振動(dòng)頻率為1-10監(jiān)。22. -種在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，包括： 浸入式腔體，盛放至少一種金屬鹽電解液； 至少一組電極，與一個(gè)獨(dú)立電源相連接； 基板固持裝置，固持至少一炔基板，并且該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接， 基板可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)電極； 至少一個(gè)超聲波或兆聲波裝置，在浸入式腔體內(nèi)產(chǎn)生超聲波或兆聲波；W及 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，帶動(dòng)基板固持裝置繞著其軸線在聲波區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，W使在累積時(shí)間內(nèi)， 基板表面獲得均勻的聲能強(qiáng)度分布。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括豎 直驅(qū)動(dòng)裝置，該豎直驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)基板固持裝置沿著超聲波或兆聲波傳播方向的法線方向 振動(dòng)。24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括聲 波反射裝置，該聲波反射裝置與超聲波或兆聲波裝置之間具有一夾角，W避免形成駐波。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述聲波反射 裝置在其寬度方向與所述超聲波或兆聲波裝置形成一個(gè)傾斜角，W將入射波向上反射出所 述浸入式腔體。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的在基板上均勻金屬化的裝置，其特征在于，所述超聲波或 兆聲波裝置和聲波反射裝置設(shè)置聲流的路徑，聲流水平流動(dòng)，然后流出浸入式腔體。27. -種在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，包括： 向浸入式腔體內(nèi)供應(yīng)至少一種金屬鹽電解液； 轉(zhuǎn)移一炔基板到基板固持裝置，該基板固持裝置與基板可導(dǎo)電的一面電連接，且基板 可導(dǎo)電的一面面向一個(gè)與獨(dú)立電源相連接的電極； 給基板加載第一偏壓； 使基板旋轉(zhuǎn)； 將基板浸入浸入式腔體； 給基板加載一個(gè)電流； 打開超聲波或兆聲波裝置； 使基板固持裝置在聲波區(qū)域內(nèi)振動(dòng)，同時(shí)周期性地改變超聲波或兆聲波裝置與反射板 之間的距離； 關(guān)閉超聲波或兆聲波裝置，停止振動(dòng)基板固持裝置，W及停止周期性地改變超聲波或 兆聲波裝置與反射板之間的距離； 給基板加載第二偏壓； 將基板移出金屬鹽電解液； 使基板停止旋轉(zhuǎn)。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于， 所述第一偏壓為0. 1V-10V ; 所述電流為0. 1A-100A; 所述超聲波或兆聲波裝置的工作頻率為20KHZ-10MHZ，所述超聲波或兆聲波裝置的能 量強(qiáng)度為0.01-3W/cm2 ; 所述基板振動(dòng)的振幅為l-300mm，所述基板振動(dòng)的頻率為0. 001-0.甜Z ; 所述第二偏壓為0. 1-5V。29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，所述基板旋轉(zhuǎn) 的轉(zhuǎn)速為l〇-l〇〇：rpm。30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，所述基板振動(dòng) M*-- 的振幅為^i N= 1，2, 3…，A為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整數(shù)，0是基板的振動(dòng) sin沒 J 方向與超聲波或兆聲波傳播方向的法線方向之間的夾角。31. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，所述超聲波或 兆聲波裝置與反射板之間的距離周期性改變的頻率大于所述基板振動(dòng)的頻率。32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，所述基板在聲 波區(qū)域內(nèi)振動(dòng)的振幅為超聲波或兆聲波四分之一波長(zhǎng)的整數(shù)倍。33. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的在基板上均勻金屬化的方法，其特征在于，所述基板沿 一方向振動(dòng)，且該振動(dòng)方向與超聲波或兆聲波傳播方向的法線方向的夾角為0，0為 0-45°，基板振動(dòng)的振幅為_1 N= 1，2,3…，其中A為超聲波或兆聲波的波長(zhǎng)，N為整 sin 6 ， 數(shù)。
【文檔編號(hào)】C25D17/00GK105986290SQ201510086513
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日
【發(fā)明人】王希, 王暉
【申請(qǐng)人】盛美半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司