CN104870696A - 用于在衬底上进行垂直金属、优选地为铜电流沉积的装置及适合于接纳此装置的容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的装置(1)，其特征在于装置(1)包括：阳极(2)，其由多个阳极分段组成且具有至少一个贯通导管；载体(3)，其包括多个贯通导管，所述多个贯通导管以同心圆的形式分别布置于所述阳极或所述载体的相应表面上；第一流体馈送元件(4)，其用于将处理溶液引导于所述第一载体内侧；多个紧固构件(5)；及多个电连接元件(6)；其中所述阳极(2)与所述载体(3)彼此连接；且其中用于将整个装置以可拆卸方式固定于接纳所述装置的容器内侧的所述紧固构件(5)及将电流提供到阳极(2)的所述电连接元件(6)均布置于所述载体(3)的背侧上。阳极(2)由载体(3)包围，其中所述载体的指向所述阳极(2)的侧具有腔，从而以使得载体(3)的上部边缘与阳极(2)的边缘对准的方式容纳所述阳极(2)。

Description

用于在衬底上进行垂直金属、优选地为铜电流沉积的装置及适合于接纳此装置的容器

技术领域

本发明涉及一种用于在衬底上进行垂直金属、优选地为铜电流沉积的装置。

本发明一般来说进一步针对于一种适合于接纳此装置及衬底固持器的容器，所述衬底固持器适合于接纳待处理衬底。另外，本发明涉及至少一个此装置在此容器内侧用于在衬底上进行金属、特定来说为铜电流沉积的用途。

背景技术

从半导体晶片产生半导电集成电路及其它半导电装置通常需要在晶片上形成多个金属层以电互连集成电路的各种装置。电镀金属通常包含铜、镍、金及铅。电镀受晶片上的呈极薄金属层的形式的所谓的种子层的初始形成影响，借此使晶片的表面变得导电。此电镀导电性准许通过在反应器器皿中进行电镀来随后形成所谓的所要金属毯覆层。后续处理(例如化学、机械平面化)移除在电镀期间形成的金属毯覆层的不需要部分，从而在正形成的半导体集成电路或微型机构中产生所要经图案化金属层。经图案化金属层的形成也可受电镀影响。

在电镀之后，将典型的半导体晶片或其它工件细分成若干个个别半导体组件。为在每一组件内实现电路的所要形成同时实现在一个组件与下一组件间的所要镀覆均匀度，期望将每一金属层形成为跨越工件的表面尽可能均匀的厚度。然而，由于每一工件通常在其外围部分处接合于电镀设备的电路中(其中工件通常充当阴极)，因此跨越工件的表面的电流密度的变化是不可避免的。在过去，促进金属沉积的均匀度的努力已包含流动控制装置(例如扩散器等等)，其定位于电镀反应器器皿内，以便引导并控制电镀溶液冲击工件的流动。

在典型电镀设备中，所述设备的阳极(可消耗或不可消耗)浸没于设备的反应器器皿内的电镀溶液中以用于在工件的表面处形成所要电位以实现金属沉积。先前采用的阳极一直以来通常为盘状配置，其中电镀溶液围绕阳极的外围引导，且穿过大体定位于阳极上面且与阳极成间隔开关系的多孔扩散器板。电镀溶液流过扩散器板，且撞击固持于扩散器上面的位置中的相关联工件。当金属在工件的表面上沉积时通过可旋转地驱动工件来促进金属沉积的均匀度。

然而，市场上仍存在提供经改善装置及使用此类新的经改善装置进行金属电流沉积、特定来说用于垂直金属电流沉积的方法的高度需求。

特定来说，利用现有技术中已知的装置，系统维修、替换及维护通常需要大量人力，同时其为极耗时的，此使整个过程低效且高成本。此工作导致用于金属电流沉积的整个装置的缩减，以便能够替换基本系统组件(例如阳极)。因此，在通常包括至少一个工作日的这些时间周期期间，必须使整个装置停止。

本发明的目标

鉴于现有技术，因此本发明的第一目标为提供一种将不展现已知现有技术装置的前述缺点的用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的装置，特定来说提供一种适合于与用于此目的的适合种类的容器一起形成有利复合单元的装置。

另外，本发明的第二目标为提供一种容器，所述容器不仅适合于接纳用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的装置，而且与此装置一起形成有利复合单元，从而特定来说改善所述复合单元针对系统维修、替换及维护的需要的能力。

发明内容

这些目标以及未明确陈述但根据以介绍的方式论述于本文中的上下文可即刻导出或辨别的其它目标通过具有技术方案1的所有特征的装置实现。在附属技术方案2到8中保护对本发明性装置的适当修改。此外，技术方案9包括适合于接纳至少此发明性装置的发明性容器，而在附属技术方案10到14中保护所述发明性容器的适当修改。此外，技术方案15包括至少一个此发明性装置在此发明性容器内侧用于在衬底上进行金属、特定来说为铜电流沉积的用途。

因此，本发明提供一种用于在衬底上进行垂直金属、优选地为铜电流沉积的装置，其特征在于所述装置包括：至少第一阳极元件，其具有至少一个贯通导管；至少第一载体元件，其包括至少一个贯通导管；至少第一流体馈送元件，其用于将处理溶液引导于所述至少第一载体元件内侧；至少第一紧固构件；及至少第一电连接元件；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牢固地连接；且其中用于将所述整个装置以可拆卸方式固定于适合于接纳此装置的容器内侧的所述至少第一紧固构件及用于将电流提供到所述至少第一阳极元件的所述至少第一电连接元件两者均布置于所述至少第一载体元件的背侧上。

因此，以不可预知的方式提供不展现已知现有技术装置的前述缺点的用于在衬底上进行垂直金属电流沉积于的装置、特定来说提供适合于与用于此目的的适合种类的容器一起形成有利复合单元的装置为可能的。

另外，本发明提供不仅适合于接纳用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的装置而且与此装置一起形成有利复合单元，特定来说属于所述复合单元针对系统维修、替换及维护的能力的容器。

附图说明

为更全面地理解本发明，参考连同附图一起考虑的以下具体实施方式，附图中：

图1展示本发明的优选实施例的装置的示意性透视前视图；

图2展示本发明的优选实施例的装置的示意性透视后视图；

图3展示包括本发明的优选实施例的所接纳装置的容器的示意图；

图4展示适合于接纳本发明的优选实施例的装置的容器的示意性透视俯视图；及

图5展示包括本发明的优选实施例的所接纳装置的容器的示意性俯视图。

具体实施方式

如本文中所使用，术语“电镀金属”当应用于根据本发明的用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的装置时是指已知适合用于此垂直沉积方法的金属。此类电镀金属包括金、镍及铜，优选地为铜。

必须注意，至少第一阳极元件的每一贯通导管必须与至少第一载体元件的至少一个相应贯通导管对准以便允许恒定电解质体积流到达待处理衬底。

如本文中所使用，术语“牢固地连接”是指至少第一载体元件与位于所述载体元件前方的至少第一阳极元件的连接，其间不具有任何明显距离。不可忽略的此距离将导致在已通过载体元件的贯通导管之后在到达第一阳极元件的相应贯通导管之前电解质流的不利变宽。

已发现在经牢固连接的第一载体元件与第一阳极元件之间的此距离小于50mm、优选地小于25mm且更优选地小于10mm的情况下为有利的。

如本文中所使用，术语第一载体元件的“背侧”是指第一载体元件的相对于第一载体元件的第一阳极元件适于布置于其中的侧的相对侧。

本发明提供确保处理溶液的恒定体积流速度的装置，其中体积流速度介于从0.1m/s到30m/s的范围内、优选地从0.5m/s到20m/s的范围内且更优选地从1m/s到10m/s的范围内。

至少第一载体元件的总厚度介于从4mm到25mm的范围内、优选地从6mm到18mm的范围内且更优选地从8mm到12mm的范围内；而至少第一阳极元件的总厚度介于从1mm到20mm的范围内、优选地从2mm到10mm的范围内且更优选地从3mm到5mm的范围内。

在本发明的优选实施例中，至少第一阳极元件及/或至少第一载体元件的贯通导管可拥有介于从0.2mm到10mm的范围内、优选地从1mm到8mm的范围内且更优选地从2mm到5mm的范围内的相同或不同平均直径。

在本发明的优选实施例中，至少第一阳极元件及/或至少第一载体元件的贯通导管可拥有相同或不同长度。

在本发明中已发现有利的是，传入的处理溶液流是从处理溶液的外部源(特定来说，来自处理溶液的至少一个馈送构件)穿过第一流体馈送元件进入到至少第一载体元件中。此处，已发现有利的是，传入的处理溶液流将(如果可能)全部以相同压力或至少以相对类似的压力到达至少第一载体元件的背侧上的贯通导管的开口，以确保首先穿过至少第一载体元件的贯通导管且其次穿过至少第一阳极元件的贯通导管的恒定体积流到达待处理衬底的表面，具有相同或至少相对类似的体积流及体积流速度。

在一个实施例中，所述装置进一步包括以可拆卸方式连接到至少第一阳极元件且优选地还以可拆卸方式连接到至少第一载体元件的第二载体元件，其中至少第一阳极元件及优选地还有至少第一载体元件由所述第二载体元件优选地至少部分地、优选地完全地包围，其中第二载体元件及第一阳极元件的上部边缘对准或不对准，优选地对准；及/或其中所述第二载体元件为布置于至少第一阳极元件的前表面上的至少部分地、优选地完全地包围的元件(特定来说，一环)。

在优选实施例中，第二载体元件是第一载体元件的一部分。

在所述装置的一个实施例中，至少第一阳极元件由至少第一载体元件至少部分地、优选地完全地包围，其中所述至少第一载体元件的指向所述至少第一阳极元件的侧具有腔，从而以使得至少第一载体元件及至少第一阳极元件的上部边缘对准或不对准、优选地对准的方式容纳所述至少第一阳极元件。

此装置基于第一载体元件及第一阳极元件的上部边缘的优选对准而提供装置的高度紧凑布置。因此，第一阳极元件并非如现有技术中已知是所述装置的与第一载体元件间隔开的经分离件，而是第一阳极元件表示产生节约成本的较小装置的均匀装置单元，其中第一阳极元件还支持整个装置的稳定性。

由于以下事实，至少第一载体元件及至少第一阳极元件的上部边缘的对准支持至少第一阳极元件的总厚度的上文所述限制：至少第一载体元件及至少第一阳极元件的与待处理衬底的相应侧相对的侧将拥有均匀平坦表面而不具有呈至少第一载体元件与至少第一阳极元件之间的高度差的形式的任何障碍。

在所述装置的一个实施例中，第一阳极元件及第一载体元件包括多个贯通导管，所述多个贯通导管以围绕第一阳极元件或第一载体元件的相应中心的同心圆的形式分别布置于所述第一阳极元件或所述第一载体元件的相应表面上；及/或其中第一阳极元件的多个贯通导管以相对于第一阳极元件表面上的垂线具有介于0°与80°之间、优选地介于10°与60°之间且更优选地介于25°与50°之间或为0°的角度的直线的形式贯通第一阳极元件；及/或其中所述贯通导管包括圆、优选地椭圆横截面及/或长圆孔的横截面，优选地其中长圆孔具有从第一阳极元件的中心到其外侧的定向；及/或其中第一载体元件的多个贯通导管以相对于载体元件表面上的垂线具有介于10°与60°之间、优选地介于25°与50°之间的角度的直线的形式贯通第一载体元件；及/或其中所述贯通导管包括圆、优选地圆形横截面。

在所述装置的一个实施例中，第一阳极元件包括至少两个分段，其中每一阳极元件分段可被彼此分开地电控制及/或调节；及/或其中一个第一电连接元件通过至少第二电连接元件将电流提供到至少一个、优选地提供到正好一个阳极分段，所述至少第二电连接元件连接第一电连接元件与装置的阳极元件的阳极分段，其中第一电连接元件进一步包括用于将所述第一电连接元件以可拆卸方式固定到装置的第一载体元件的至少第一紧固元件。

本文中，这些阳极分段之间可存在非导电层及/或中间间隔。特定来说，电流的控制及/或调节可为有利的，以便减少待处理衬底的表面的所要位点处的金属、特定来说为铜沉积。

在本发明中，将期望每一阳极分段利用尽可能多的第二电连接元件以便使相应阳极分段的表面上的电场线均匀，此在理论上将提供用于产生理想电场的最优模式。但是，此理论上高数目个第二电连接元件将导致阳极分段的表面上的最大化数目个开口，因此损失处理溶液的风险可以巨大方式增加。此外，将存在适合于提供至少第一阳极元件的贯通导管的阳极表面的巨大损失，借此导致平行布置的待处理衬底上的金属电流沉积的较差结果。最后，必须找到产生充分均匀的电场的需要与同时提供无处理溶液可因由第二电连接元件的开口形成的泄漏而损失的最大安全性之间的折衷。因此，对于位于最内部的阳极分段来说绝对最小数目为布置于阳极分段的中心的一个第二电连接元件；及用于彼此相对地布置的其它位于较靠外部的阳极分段的两个第二电连接元件。

在本发明中，一个第一电连接元件优选地将电流提供到正好一个阳极分段。通过一个第一电连接元件将电流提供到一个以上阳极分段在技术上为可能的。但此将需要在此一个第一电连接元件内侧的额外中间电隔离层，此相比于利用正好一个第一电连接元件使系统更复杂、更低效，且最后但并非最不重要的是成本更高。

在所述装置的一个实施例中，至少第一紧固构件包括至少导引元件，所述导引元件包括圆形导引元件或线性导引元件，例如凹部、轨道、导引杆及/或榫槽接合的一个部分；及/或其中所述第一紧固构件进一步包括用于将所述第一紧固构件以可拆卸方式固定到装置的第一载体元件的至少第二紧固元件；及/或第一紧固构件及第一电连接元件形成至少第一复合装置元件，其中第一电连接元件额外充当第一紧固构件的部分。

特定来说，此第一复合装置元件(其中第一电连接元件额外充当第一紧固构件的部分)的使用提供以下优点：可进一步最小化解决本发明的目标所必需的所需装置元件的数目，此产生监测、控制及/或调节用于金属电流沉积的装置的容易得多的方式。此外，最小化数目个所需装置元件自然节约成本、工作时间及人力。

在一个实施例中，所述装置包括优选地在第一载体元件的背侧的中心的一个复合装置元件或至少两个复合装置元件，其中所述复合装置元件取决于装置的阳极元件的阳极分段的几何结构而在具有或不具有额外第一电连接元件的情况下布置于装置的第一载体元件的背侧上，优选地其中至少两个复合装置元件布置于第一载体元件的背侧的外部区域中，而额外第一电连接元件在存在的情况下布置于第一载体元件的背侧的这至少两个复合装置元件之间的区域中。

此布置提供装置的几何稳定性上的优点，所述装置适合于且经提供以稍后由适合种类的容器接纳。

在一个实施例中，所述装置进一步包括适合于支持用以将所述装置从容器移除或将所述装置插入到容器中的手动或自动过程的至少第一抓握元件，其中所述第一抓握元件以可拆卸方式或以不可拆卸方式连接到所述装置、优选地连接到第一载体元件。

此第一抓握元件可为适合于支持装置从容器的此手动或自动移除的任何种类的机械装置元件。优选地，第一抓握元件可为手柄元件及/或挂钩元件。

此外，通过以下操作解决本发明的第二目标：提供适合于接纳至少一个此装置及适合于接纳待处理衬底的至少衬底固持器的容器，其中至少第一装置及至少第一衬底固持器适于相对于彼此以平行方式布置；其中所述容器进一步包括可关闭顶板、至少第二紧固构件、至少第三电连接元件及至少第一密封元件；其中所述第二紧固构件及第三电连接元件布置于内侧容器壁中的至少一者上以用于以可拆卸方式连接到经插入至少第一装置的背侧上的至少第一紧固构件及至少第一电连接元件；其中所述第一密封元件经提供用于以可拆卸方式连接至少第一装置的至少第一流体馈送元件与容器以防止处理溶液的任何泄漏；且其中所述可关闭顶板可敞开到使得可将整个至少第一装置作为完整单元移除或插入的程度。

因此，以不可预知的方式提供不仅适合于接纳用于在衬底上进行垂直金属电流沉积的此装置而且与此装置一起形成有利复合单元，特定来说属于所述复合单元针对系统维修、替换及维护的能力的容器为可能的。

除断开至少第一流体馈送元件与容器的可拆卸连接、断开第二紧固构件及第三电连接元件与相应至少第一紧固构件及至少第一电连接元件的可拆卸连接以及(当然)敞开容器本身的顶板之外，本发明的容器还提供在不具有任何主要障碍的情况下容易地插入及移除至少整个第一装置的可能性。

特定来说，本发明的容器允许经巨大改善系统维修、所消耗及/或缺陷材料的替换以及维护，所述系统维修、所消耗及/或缺陷材料的替换以及维护通常需要使容器低效且高成本的大量人力及时间。不再存在为能够替换基本系统组件(例如阳极)而必需的用于金属电流沉积的整个装置的缩减。因此，在通常包括至少一个工作日的这些时间周期期间，不再使整个装置中断及/或停止。

此外，布置于此发明性容器中的此发明性装置用于本发明的又一目的，即，包括至少一个此装置及此容器的完整单元的总大小远远低于构建于固定位置处的通常已知的现有技术装置。因此，特定来说如果待处理衬底为需要高成本的清洁空间区域的晶片，那么由于完整单元仅小得多的事实而与这些已知装置及系统相比节约巨大部分的成本。

另外，此大小减小的容器需要为进行金属电流沉积过程的数量少得多的化学电流浴组件。此再次减少成本以及所需材料及资源，例如电流。

在本发明中，容器可为器皿、箱子或适合于金属、特定来说为铜电流沉积过程的大体任何种类的空间，其中所述容器为可关闭的以用于产生经界定处理区域，及/或其中所述容器为可移动或不可移动的。

在优选实施例中，所述容器包括布置于两个相对内侧壁上的第三电连接元件及第二紧固构件以能够接纳允许在待处理衬底的两个侧上进行金属、特定来说为铜电流沉积的两个此类发明性装置。

在本发明中，一个第三电连接元件优选地将电流提供到正好一个阳极分段。通过一个第三电连接元件将电流提供到一个以上阳极分段在技术上为可能的。但此将需要在此一个第三电连接元件内侧的额外中间电隔离层，此相比于利用正好一个第三电连接元件使系统更复杂、更低效，且最后但并非最不重要的是成本更高。

在一实施例中，容器的顶板可为特定来说可沿水平方向移动以将其敞开的有角顶板或平坦顶板。

所述顶板特定来说为如此有利的，因为其不仅允许衬底固持器与待处理衬底的插入或移除，而且允许整个装置的插入或移除，此提供系统维修及控制的简便能力。

在一个实施例中，至少第一待处理衬底为：圆的、优选地圆形；或有角的、优选地多角，例如矩形、方形或三角形；或圆与有角结构元件的混合，例如半圆形；及/或其中在圆结构的情况中，至少第一待处理衬底具有介于从50mm到1000mm的范围内、优选地从100mm到700mm的范围内且更优选地从120mm到500mm的范围内的直径；或在有角、优选地多角结构的情况中，至少第一待处理衬底具有介于从10mm到1000mm的范围内、优选地从25mm到700mm的范围内且更优选地从50mm到500mm的范围内的侧长度，及/或其中至少第一待处理衬底为印刷电路板、印刷电路箔片、半导体晶片、太阳能电池、光电电池或监视器单元。

可由本发明进一步打算，第一及/或第三装置元件的至少第一阳极元件及/或至少第一载体元件的大体形状以待处理衬底及/或第二装置元件的衬底固持器的大体形状定向。据此，通过减少所需装置构造条件仍可使金属电流沉积更高效且节约成本。

在所述容器的优选实施例中，至少第二紧固构件提供导引元件的相反件，所述导引元件包括圆形导引元件或线性导引元件，例如凹部、轨道、导引杆及/或至少第一装置的至少第一紧固构件的榫槽接合的一个部分。

在本发明的优选实施例中，至少第二紧固构件必须为减小装置的第一紧固构件的自由度同时与所述第一紧固构件结合以便形成装置的第一载体元件与容器之间的可拆卸连接的元件。特定来说，将以使得不需要后来的额外设置的方式提供至少第二紧固构件。系统将自动设置，使得用户仅须将装置插入于容器中，闭合容器的第二紧固构件及第三电连接元件与装置的第一紧固构件及第一电连接元件之间的可拆卸连接；且闭合装置的第一流体馈送元件与容器的可拆卸连接以能够进行金属电流沉积过程。

在优选实施例中，所述装置及所述容器提供以下优点：由于仅必须做出容器的第三电连接元件的布置的改变的事实，用户可极灵活地改变阳极分段几何结构(例如不同阳极分段之间的距离)而不产生主要障碍或时间浪费。

在所述容器的另一优选实施例中，此发明性装置的至少第一电连接元件与此发明性容器的第三电连接元件通过至少第四电连接元件(例如螺钉或销)以可拆卸方式连接。

在一个优选实施例中，装置及容器的电连接元件可由至少一个件(特定来说，至少两个件，优选地彼此间隔开(如果存在一个以上件))构成。

在本发明的一个实施例中，所述容器进一步包括至少第五电连接元件及至少第六电连接元件，其中所述第五电连接元件从第三电连接元件贯通容器壁，其中所述第五电连接元件通过至少第三紧固元件以可拆卸方式连接到容器的外侧壁；且其中所述第六电连接元件为用于电流电缆的插入元件及/或栓接组合件。

此与现有技术中已知的容器及装置相比再次提供巨大优点，因为在容器内侧的处理溶液流体系统外侧存在干燥入口以使电流电缆易于插入及拔出及/或产生栓接组合件而不需要用户必须在此容器内侧处置电流电缆。因此，此避免利用之前在现有技术中一直用于此类容器内侧的用于隔离电流电缆的昂贵材料及隔离程序。

第六电连接元件优选地为用于以极高效且快速方式插入及/或移除电流电缆的快速连接元件。

为确保无来自容器内侧的处理溶液及/或任何流体可能到达容器外侧的区域，优选地提供第二密封元件以密封第五及/或第六电连接元件。

在本发明的另一实施例中，如果至少第一装置的第一紧固构件及第一电连接元件形成至少第一复合装置元件，其中第一电连接元件额外充当第一紧固构件的部分，那么容器的第二紧固构件及第三电连接元件形成至少第二复合装置元件，其中第三电连接元件额外充当第二紧固构件的部分。

特定来说，优选地如果连同所接纳装置的至少第一复合装置元件一起使用，那么此第二复合装置元件(其中第三电连接元件额外充当第二紧固构件的部分)的使用提供以下优点：可进一步最小化解决本发明的目标所必需的所需装置元件的数目，此产生监测、控制及/或调节用于金属电流沉积的装置的容易得多的方式。此外，最小化数目个所需装置元件自然节约成本、工作时间及人力。

在本发明的一个实施例中，所述容器进一步适合于接纳本发明的至少第二装置，所述至少第二装置适于以相对于至少第一装置及至少第一衬底固持器平行的方式布置。

另外，通过接纳此第二装置(其与第一装置相比可为相同或不同的)，本发明的容器及装置不仅适合于在待处理衬底的两个侧上沉积金属、特定来说为铜，而且适合于借助待处理衬底的互连孔的后续填充而成功且有效地执行所述互连孔中的电镀金属的桥接而不产生经封闭空隙、气体、电解质液体及类似物。

另外，在此发明性容器内侧的至少一个、优选地两个此类发明性装置可用于在衬底上进行金属、特定来说为铜电流沉积，优选地用于在衬底的两个侧上特定来说同时进行金属、特定来说为铜电流沉积。

本发明因此解决最小化用于在待处理衬底上进行金属、特定来说为铜电流沉积的过程的所需空间的问题，同时可进一步减少成本，且发明性装置及发明性容器通过允许较低技能且因此较不昂贵的人员实现这些目的而供应利用此类装置及容器的经改善且较简化方式。

提供以下非限制性实例以图解说明本发明的优选实施例，其中装置的第一阳极元件由装置的第一载体元件完全地包围，其中所述第一载体元件的指向所述第一阳极元件的侧具有腔，从而以使得第一载体元件及第一阳极元件的上部边缘对准的方式容纳所述第一阳极元件。所述优选实施例将促进对本发明的理解，但并非打算限制由所附权利要求书界定的本发明的范围。

现在翻到图，图1展示本发明的优选实施例的装置1的示意性透视前视图，所述装置包括第一阳极元件2、第一载体元件3、流体馈送元件4及第一抓握元件15。此外，第一阳极元件2细分成第一阳极分段7、第二阳极分段8、第三阳极分段9及第四阳极分段10。在发明性装置1的此示意性前视图中，未展示所主张的第一阳极元件2的至少一个贯通导管，其中每一阳极分段7、8、9、10可优选地具有多个所述贯通导管。另外，未展示任何紧固或电连接元件，需要所述紧固或电连接元件来将第一阳极元件2紧固到第一载体元件3且优选地单独针对每一阳极分段7、8、9、10给所述第一阳极元件提供电流。

图2展示本发明的优选实施例的装置1′的示意性透视后视图，所述装置包括第一抓握元件15′及流体馈送元件4′。此外，提供两个第一紧固构件5，其布置于第一载体元件3′的背侧的外区域处。在本发明的此优选实施例中，这两个第一紧固构件5连同三个所提供第一电连接元件6中的两者一起表示两个第一复合装置元件14。据此，每一第一紧固构件5分别通过四个第二紧固元件13固定于第一载体元件3′的背侧上。在这两个第一复合装置元件14之间的中间，存在与其它两个第一电连接元件相同的第三个第一电连接元件6。所有三个第一电连接元件6包括四个第一紧固元件12及两个第二电连接元件11，其中值得注意的是，所述两个第二电连接元件11布置于相应第一电连接元件6的不同位点处，以便针对所述装置1′的前侧上的每一阳极分段产生充分均匀的电场。

图3展示包括本发明的优选实施例的所接纳装置1″的容器16的示意图，所述容器包括可关闭顶板17以插入或移除至少一个装置1″。展示三个第三电连接元件18，其将电流转送到所接纳装置1′的第一电连接元件(未展示或不好看到)，借此由第二电连接元件(未展示)再次将电流进一步转送到装置1″的第一阳极元件的单个阳极分段。但为将电流传导到这三个第三电连接元件18本身，本发明的优选实施例包括其它六个第五电连接元件20，其各自通过两个第三紧固元件22固定于容器16的外侧上。这些第五电连接元件20从容器16的外侧去往容器16内侧的第三电连接元件18。另外，每一第五电连接元件20包括第六电连接元件21，第六电连接元件21可用作用于电流电缆的插入件，优选地提供为快速连接元件。

图4展示适合于接纳本发明的优选实施例的装置的容器16′的示意性透视俯视图，所述容器包括可关闭顶板17′以插入或移除至少一个装置。在容器16′的左内侧壁上展示三个第三电连接元件18′，第三电连接元件18′将电流转送到待接纳的适合装置的第一电连接元件(未展示)。三个第三电连接元件18′各自包括用于闭合或断开到相应第三电连接元件18′的电接触的第四电连接元件19。出于说明性目的展示这三个第三电连接元件18′中的中间者不具有此第四电连接元件19，但通常将存在一个第四电连接元件19。此外，容器16′包括通过两个第三紧固元件22′固定于容器16′的外侧上的多个第五电连接元件20′。这些第五电连接元件20′从容器16′的相应外侧去往容器16′的相应内侧壁上的第三电连接元件18′。

出于更好图解说明的目的在图4中仅展示容器16′的右外侧壁上的第五电连接元件20′以及容器16′的左内侧壁上的第三电连接元件18′及第四电连接元件19，第三电连接元件18′及第四电连接元件19在本发明的意义上连接到从容器16′的左外侧进入容器16′内侧的第五电连接元件20′(未展示)，而容器16′的右外侧壁上的所展示第五电连接元件20′从容器16′的右外侧壁去往容器16′的右内侧壁上的第三电连接元件18′及第四电连接元件19(未展示)。另外，每一第五电连接元件20′包括第六电连接元件21′，第六电连接元件21′可用作用于电流电缆的插入件，优选地提供为快速连接元件。

图5展示包括本发明的优选实施例的两个所接纳装置1″′的容器16″的示意性俯视图，所述容器包括可关闭顶板17″以插入或移除至少一个装置。容器16″清楚地展示用于闭合或断开到相应第三电连接元件的电接触的多个第四电连接元件19′。出于说明性目的展示左侧上的这三个第三电连接元件中的中间者不具有此第四电连接元件19′，但通常将存在一个第四电连接元件19′。

将理解，本文中所描述的实施例仅为示范性的，且所属领域的技术人员可在不背离本发明的精神及范围的情况下做出许多变化及修改。包含上文所论述的变化及修改的所有此类变化及修改打算包含于如由所附权利要求书界定的本发明的范围内。

参考符号

1、1′、1″、1″′ 装置

2                 第一阳极元件

3、3′            第一载体元件

4、4′            流体馈送元件

5                 第一紧固构件

6                 第一电连接元件

7、8、9、10       第一、第二、第三、第四阳极分段

11                第二电连接元件

12                第一紧固元件

13                第二紧固元件

14                第一复合装置元件

15、15′          第一抓握元件

16、16′、16″    容器

17、17′、17″    可关闭顶板

18、18′          第三电连接元件

19、19′          第四电连接元件

20、20′          第五电连接元件

21、21′          第六电连接元件

22、22′          第三紧固元件

Claims (14)

1.一种用于在衬底上进行垂直金属、优选地为铜电流沉积的装置，其特征在于

所述装置包括：至少第一阳极元件，其具有至少一个贯通导管；至少第一载体元件，其包括至少一个贯通导管；至少第一流体馈送元件，其用于将处理溶液引导于所述至少第一载体元件内侧；至少第一紧固构件；及至少第一电连接元件；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牢固地连接；且其中用于将所述整个装置以可拆卸方式固定于适合于接纳此装置的容器内侧的所述至少第一紧固构件及用于将电流提供到所述至少第一阳极元件的所述至少第一电连接元件两者均布置于所述至少第一载体元件的背侧上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述至少第一阳极元件由所述至少第一载体元件至少部分地、优选地完全地包围，其中所述至少第一载体元件的指向所述至少第一阳极元件的侧具有腔，从而以使得所述至少第一载体元件及所述至少第一阳极元件的上部边缘对准或不对准、优选地对准的方式容纳所述至少第一阳极元件。

3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的装置，其特征在于所述第一阳极元件及所述第一载体元件包括多个贯通导管，所述多个贯通导管以围绕所述第一阳极元件或所述第一载体元件的相应中心的同心圆的形式分别布置于所述第一阳极元件或所述第一载体元件的相应表面上；及/或其中所述第一阳极元件的所述多个贯通导管以相对于所述第一阳极元件表面上的垂线具有介于0°与80°之间、优选地介于10°与60°之间且更优选地介于25°与50°之间或为0°的角度的直线的形式贯通所述第一阳极元件；及/或其中所述贯通导管包括圆、优选地椭圆横截面及/或长圆孔的横截面，优选地其中所述长圆孔具有从所述第一阳极元件的所述中心到其外侧的定向；及/或其中所述第一载体元件的所述多个贯通导管以相对于所述载体元件表面上的垂线具有介于10°与60°之间、优选地介于25°与50°之间的角度的直线的形式贯通所述第一载体元件。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的装置，其特征在于所述第一阳极元件包括至少两个分段，其中每一阳极元件分段可被彼此分开地电控制及/或调节；及/或其中一个第一电连接元件通过至少第二电连接元件将电流提供到至少一个、优选地提供到正好一个阳极分段，所述至少第二电连接元件连接所述第一电连接元件与所述装置的所述阳极元件的所述阳极分段，其中所述第一电连接元件进一步包括用于将所述第一电连接元件以可拆卸方式固定到所述装置的所述第一载体元件的至少第一紧固元件。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的装置，其特征在于所述至少第一紧固构件包括至少导引元件，所述至少导引元件包括圆形导引元件或线性导引元件，例如凹部、轨道、导引杆及/或榫槽接合的一个部分；及/或其中所述第一紧固构件进一步包括用于将所述第一紧固构件以可拆卸方式固定到所述装置的所述第一载体元件的至少第二紧固元件；及/或所述第一紧固构件及所述第一电连接元件形成至少第一复合装置元件，其中所述第一电连接元件额外充当所述第一紧固构件的部分。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述装置包括优选地在所述第一载体元件的所述背侧的所述中心的一个复合装置元件或至少两个复合装置元件，其中所述复合装置元件取决于所述装置的所述阳极元件的所述阳极分段的几何结构而在具有或不具有额外第一电连接元件的情况下布置于所述装置的所述第一载体元件的所述背侧上，优选地其中所述至少两个复合装置元件布置于所述第一载体元件的所述背侧的外部区域中，而额外第一电连接元件在存在的情况下布置于所述第一载体元件的所述背侧的这至少两个复合装置元件之间的区域中。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的装置，其特征在于所述装置进一步包括适合于支持用以将所述装置从所述容器移除或将所述装置插入到所述容器中的手动或自动过程的至少第一抓握元件，其中所述第一抓握元件以可拆卸方式或以不可拆卸方式连接到所述装置、优选地连接到所述第一载体元件。

8.一种适合于接纳根据前述权利要求中任一权利要求所述的至少第一装置及适合于接纳待处理衬底的至少衬底固持器的容器，其特征在于

所述至少第一装置及所述至少第一衬底固持器适于相对于彼此以平行方式布置；其中所述容器进一步包括可关闭顶板、至少第二紧固构件、至少第三电连接元件及至少第一密封元件；其中所述第二紧固构件及第三电连接元件布置于内侧容器壁中的至少一者上以用于以可拆卸方式连接到所述经插入至少第一装置的背侧上的所述至少第一紧固构件及所述至少第一电连接元件；其中所述第一密封元件经提供以用于以可拆卸方式连接所述至少第一装置的所述至少第一流体馈送元件与所述容器以防止处理溶液的任何泄漏；且其中所述可关闭顶板可敞开到使得可将所述整个至少第一装置作为完整单元移除或插入的程度。

9.根据权利要求8所述的容器，其特征在于所述至少第二紧固构件提供所述导引元件的相反件，所述导引元件包括圆形导引元件或线性导引元件，例如凹部、轨道、导引杆及/或所述至少第一装置的所述至少第一紧固构件的榫槽接合的一个部分。

10.根据权利要求8或9所述的容器，其特征在于根据权利要求1到8中任一权利要求所述的所述至少第一装置的所述至少第一电连接元件及根据权利要求9或10所述的所述容器的所述第三电连接元件通过至少第四电连接元件以可拆卸方式连接。

11.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的容器，其特征在于所述容器进一步包括至少第五电连接元件及至少第六电连接元件，其中所述第五电连接元件从所述第三电连接元件贯通所述容器壁，其中所述第五电连接元件通过至少第三紧固元件以可拆卸方式连接到所述容器的外侧壁；且其中所述第六电连接元件为用于电流电缆的插入元件及/或栓接组合件。

12.根据权利要求8到11中任一权利要求所述的容器，其特征在于

如果所述至少第一装置的所述第一紧固构件及所述第一电连接元件形成至少第一复合装置元件，其中所述第一电连接元件额外充当所述第一紧固构件的部分，那么所述容器的所述第二紧固构件及所述第三电连接元件形成至少第二复合装置元件，其中所述第三电连接元件额外充当所述第二紧固构件的部分。

13.根据权利要求8到12中任一权利要求所述的容器，其特征在于所述容器进一步适合于接纳根据权利要求1到8中任一权利要求所述的至少第二装置，所述至少第二装置适于相对于所述至少第一装置及所述至少第一衬底固持器以平行方式布置。

14.一种根据权利要求1到7中任一权利要求所述的至少一个、优选地两个装置在根据权利要求8到13中任一权利要求所述的容器内侧用于在衬底上进行金属、特定来说铜电流沉积，优选地用于在所述衬底的两个侧上特定来说同时进行所述沉积的用途。