[发明专利]具有远距离阴极电解液流体管理的电化学沉积设备

权利要求书

1.一种用于将金属沉积至衬底上的电化学沉积设备，所述电化学沉积设备包括：

处理罐，其被配置成保持阳极电解液流体，所述处理罐被按尺寸制造成经由所述处理罐的顶开口足以容纳一个或更多个处理槽；

电化学镀槽，其被按尺寸制造和配置成可移除地插入所述处理罐，所述电化学镀槽限定被配置成保持阴极电解液流体的阴极电解液流体隔间，所述阴极电解液流体隔间提供了在所述处理罐中的阳极电解液流体与在所述电化学镀槽中的阴极电解液流体之间的流体边界；

离子交换膜，其可移除地耦接至所述电化学镀槽，所述离子交换膜提供了使所述处理罐中的阳极电解液流体与所述电化学镀槽中的阴极电解液流体分离的所述流体边界的一部分；

阳极，其可移除地放置在所述处理罐内，所述阳极被放置成与所述离子交换膜相邻并且被放置在距所述离子交换膜足够距离处，以允许所述阳极电解液流体在所述阳极与所述离子交换膜之间流动；

衬底保持器，其被配置成可移除地保持衬底，所述衬底保持器被配置成可移除地插入所述电化学镀槽的阴极电解液流体隔间中，以使得所述衬底与所述阴极电解液流体接触；

阴极电解液流体循环系统，其被配置成将阴极电解液流体从阴极电解液储液器泵送至所述电化学镀槽，以使得所述阴极电解液流体跨所述衬底的表面流动，所述阴极电解液储液器被定位在远离所述处理罐的位置处；以及

电气系统，其被配置成在所述阳极与所述衬底之间生成电流，以使得所述阴极电解液流体内的金属离子沉积在所述衬底上。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，阴极电解液流体循环系统包括：第一阴极电解液导管，其将第一阴极电解液流体供应至第一电化学镀槽；以及第二阴极电解液导管，其将第二阴极电解液流体供应至第二电化学镀槽，其中，所述第一阴极电解液流体和所述第二阴极电解液流体彼此不同，而所述第一电化学镀槽和所述第二电化学镀槽两者都被放置在具有单一阳极电解液流体的所述处理罐中。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一阴极电解液流体与所述第二阴极电解液流体彼此不同之处在于，每个流体具有不同的添加剂浓度。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阴极电解液流体循环系统被配置成选择性地从一个或更多个不同的阴极电解液储液器向驻留于所述处理罐中的一个或更多个电化学镀槽进行泵送。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阴极电解液流体循环系统被配置成在电化学沉积的空闲时间期间将阴极电解液流体从所述电化学镀槽中移除。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阴极电解液流体循环系统包括流控制器，其被配置成在将所述衬底保持器从所述电化学镀槽移除之前阻止阴极电解液流体流入所述阴极电解液流体隔间。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述流控制器被配置成在将所述衬底保持器插入所述电化学镀槽之后重新开始使阴极电解液流体流入所述阴极电解液流体隔间。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电化学镀槽包括定位在所述电化学镀槽的上部处的阴极电解液流体入口、定位在所述电化学镀槽的上部处的阴极电解液流体出口，并且其中，所述电化学镀槽限定了从所述阴极电解液流体入口至所述电化学镀槽的底部的阴极电解液流体流动路径。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阳极可独立于所述电化学镀槽从所述处理罐移除。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阳极机械地耦接至所述电化学镀槽，以使得所述阳极可从具有所述电化学镀槽的处理罐移除。

11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阳极包括在所述电化学镀槽的第一侧的第一阳极以及在所述电化学镀槽的第二侧的第二阳极，所述第二侧与所述第一侧相对。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述离子交换膜包括在所述电化学镀槽的第一侧的第一离子交换膜以及在所述电化学镀槽的第二侧的第二离子交换膜，所述第二侧与所述第一侧相对。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述衬底保持器被配置成在所述衬底保持器的相反的侧中的每一侧上保持衬底。

14.根据权利要求1所述的设备，还包括阳极电解液循环系统，其被配置成向所述处理罐内的阳极电解液流体传递流。