[发明专利]具有用于电镀系统经分离阳极腔室压力调节的电解液环路及其用途

权利要求书

1.一种在衬底表面上电镀材料的方法，其包括：

(a)将所述衬底表面浸没在反应容器中的阴极液中，所述反应容器包括：

(i)经分离阳极腔室，其用于容纳阳极液和阳极；

(ii)阴极腔室，其用于接纳衬底且使所述衬底与阴极液接触；以及

(iii)分离结构，其定位于所述经分离阳极腔室与所述阴极腔室之间，所述分离结构包括输送障壁，所述输送障壁使得离子物质能够通过所述输送障壁，同时维持所述阳极腔室和所述阴极腔室中的不同电解液组成；

(b)通过耦合到所述经分离阳极腔室的开环再循环系统循环阳极液，其中循环包括使所述阳极液流经压力调节装置，所述压力调节装置将所述阳极液暴露于大气压并因此将所述经分离阳极腔室中的所述阳极液维持在大体上恒定压力，其中所述压力调节装置在耦合到所述经分离阳极腔室的所述再循环系统中；以及

(c)在所述衬底表面上电镀材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压力调节装置补偿在所述经分离阳极腔室中由于电渗效应而上升的阳极液的消耗。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括提供恒压压头以将所述阳极液维持在大体上恒定压力。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述恒压压头为0.1到0.5psig之间。

5.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阳极液流经压力调节装置包括使阳极液向上流经所述压力调节装置的垂直柱体且允许所述阳极液溢出所述垂直柱体的顶部。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述压力调节装置包括蓄积器，阳极液在溢出所述垂直柱体的所述顶部之后流入所述蓄积器，且进一步包括使阳极液从所述蓄积器流至所述经分离阳极腔室。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括使阳极液从所述蓄积器流至所述阴极腔室或流至储存储集器以保持递送至所述阴极腔室的阴极液。

8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括使阳极液流经配合在所述垂直柱体周围的过滤器媒介以在所述阳极液流入所述所述蓄积器之前移除气泡。

9.根据权利要求6所述的方法，其中泵将阳极液从所述蓄积器排出且迫使所述阳极液进入所述经分离阳极腔室。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括使阴极液从所述阴极腔室流至储存储集器并流回至所述阴极腔室。

11.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括通过流量分配管将阳极液的流引导到所述阳极的表面上。

12.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其中所述阳极为多孔阳极端板，且进一步包括引导阳极液的流向上经过所述多孔阳极端板。

13.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括使阴极液流经多孔流量扩散器板。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述流量扩散器板的孔的比例为至少20％。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述流量扩散器板的孔的比例为5％或更低。

16.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括使所述阳极液流经第二反应容器的第二经分离阳极腔室。

17.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其进一步包括感测所述压力调节装置中的阳极液的高度在所需范围外，并增加阳极液或稀释剂或从所述开环再循环系统移除阳极液或稀释剂以使所述压力调节装置中的阳极液的所述高度进入所述所需范围内。