TW202526106A - 電鍍槽中和 - Google Patents

Abstract

一種電鍍系統或設備配置用於中和電鍍槽和/或電鍍槽環路中的其他硬體元件，以在最少曝露於酸性和危險化學物的情形中進行維護。輸送例如去離子水的中和溶液到電鍍槽環路。隔離選擇的電鍍槽，以進行中和，使得中和溶液繞開電解質儲存器。對選擇的電鍍槽進行抽吸以去除殘留的化學物，以及然後用中和溶液填充。重複進行該抽吸和填充製程，直到選擇的電鍍槽的溶液的pH達到安全臨界值。

Description

電鍍槽中和

本揭露內容關於在基板上電鍍材料的方法、設備和工具。特別地，本揭露內容關於電鍍槽、過濾器和電鍍設備或工具的其他元件的中和。

電化學沉積目前已用於滿足對複雜封裝和多晶片互連技術的商業需求，這些技術一般已知且俗稱為晶圓級封裝（WLP，wafer level packaging）和矽通孔（TSV，through silicon via）電性連接技術。這些技術本身面臨著巨大的挑戰，部分原因是特徵部尺寸通常較大（與前端線路（FEOL，Front End of Line）互連部相比），且縱橫比高。

電鍍工具和設備利用電鍍迴流環路輸送電解質，用於金屬的電化學沉積。如此的電鍍迴流環路可由諸多元件組成，例如儲存器、泵、過濾器、流量計、脫氣器、隔離閥和電鍍槽。電鍍槽可包括元件的堆疊，其形成容納陽極的分離陽極室、電鍍室、交叉流區和排出區。通常，維修工程師或技術人員需要對電鍍工具或設備的一或更多元件進行維護，這使維修工程師或技術人員面臨曝露於危險化學物的風險。

本文中提供的背景描述係針對概括地呈現本揭露內容之脈絡的目的。就其在本背景部分中所描述的範圍而言，目前列名之發明人的工作，以及在提交申請時不可其他方式作為先前技術之描述的實施態樣皆不明示地或暗示地被認為係抵觸本揭露內容的先前技術。

本文提供一種電鍍設備。該電鍍設備包括配置用於容納電鍍溶液的儲存器、泵和一或更多電鍍槽。一或更多電鍍槽中的每包括陰極室、配置用於容納陽極的陽極室以及陰極室和陽極室之間的隔膜。電鍍設備還包括與泵的出口和一或更多電鍍槽流體連接的進料線路，以及與一或更多電鍍槽流體連接的返回線路，該返回線路還與以下一或更多以下者流體連接：（1）儲存器返回線路，其中儲存器返回線路與儲存器流體耦接；（2）旁路返回線路，其中旁路返回線路繞開儲存器並與泵流體耦接；以及（3）排出線路，其中排出線路通向廢料部。電鍍設備還包括中和填充線路，與一或更多電鍍槽流體連接，且配置用於向一或更多電鍍槽提供中和溶液。

在一些實施例中，該中和溶液包括去離子水。在一些實施例中，該泵的該入口流體耦接於該旁路返回線路和該儲存器輸出線路。在一些實施例中，該返回線路與該排出線路流體耦接，其中該中和填充線路配置用於經由該返回線路使該中和溶液循環通過該一或更多電鍍槽到該排出線路。在一些實施例中，該返回線路與該旁路返回線路流體耦接，其中該中和填充線路配置用於經由該泵和該進料線路使該中和溶液循環通過該一或更多電鍍槽和該旁路返回線路。在一些實施例中，該返回線路與該儲存器流體耦接，其中該中和填充線路使該中和溶液循環至該旁路返回線路或該排出線路，且繞開該儲存器。在一些實施例中，電鍍設備還包括一排出線路，其中該排出線路與該返回線路或該進料線路流體耦接。在一些實施例中，電鍍設備還包括一抽吸線路，其與該一或更多電鍍槽流體耦接，其中該抽吸線路包括配置用於抽吸該一或更多電鍍槽的一主體抽吸閥。在一些實施例中，其中該一或更多電鍍槽的每一者進一步包括位於該隔膜上方的一離子電阻元件。在一些實施例中，該一或更多電鍍槽的每一者進一步包括配置用於支撐該隔膜的一隔膜框架。在一些實施例中，電鍍設備還包括一HRVA室抽吸線路，與該一或更多電鍍槽中該離子電阻元件下方的一區域流體耦接，其中該HRVA室抽吸線路包括一HRVA室抽吸閥，該HRVA室抽吸閥配置用於抽吸該離子電阻元件下方的該區域。在一些實施例中，電鍍設備還包括一系統控制器，配置有執行以下操作的指令：（a）打開該返回線路和該儲存器之間的一排出隔離閥，以使該一或更多電鍍槽中的電解質回到該儲存器。（b）關閉該排出隔離閥，以將選擇的一或更多電鍍槽與該儲存器隔離；（c）打開該主體抽吸閥和該HRVA室抽吸閥的一者或兩者，以抽吸該選擇的一或更多電鍍槽；以及（d）打開與該中和填充線路連接的一中和填充閥，以向該選擇的一或更多電鍍槽填充該中和溶液。在一些實施例中，該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令：重複步驟（c）和（d），直到該選擇的一或更多電鍍槽的一溶液的一pH達到一安全臨界值。在一些實施例中，該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令：在步驟（c）完成之後和步驟（d）之前，在抽吸該選擇的一或更多電鍍槽之後，關閉該主體抽吸閥和該HRVA室抽吸閥；以及在步驟（d）完成後，關閉該中和填充閥。在一些實施例中，該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令：在步驟（d）之後，打開與該返回線路和該旁路返回線路連接的一再循環閥，以使該中和溶液通過該選擇的一或更多電鍍槽進行再循環。在一些實施例中，電鍍設備更包括一第二中和填充線路，其與該一或更多電鍍槽流體耦接，其中該第二中和填充線路包括一第二中和填充閥，該第二中和填充閥配置用於向與一塔提供一第二中和溶液，該塔與該一或更多電鍍槽流體耦接；以及一陽極室抽吸線路，其與該塔流體耦接，其中該陽極室抽吸線路包括配置用於對該塔進行抽吸的一陽極室抽吸閥，其中該系統控制器進一步配置有用於執行以下操作的指令：在步驟（d）之後，打開該第二中和填充閥，以用該第二中和溶液填充該塔；以及在用該第二中和溶液填充該塔後，關閉該第二中和填充閥。在一些實施例中，該中和填充線進一步包括一前驅物給劑閥，用於對該一或更多電鍍槽給劑一前驅物，其中該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令：在步驟（d）之前，打開該前驅物給劑閥，以對該選擇的一或更多電鍍槽用該前驅物進行給劑。在一些實施例中，該前驅物包括甲基磺酸（MSA），且防止該中和溶液與該電鍍溶液混合時的沉澱。在一些實施例中，電鍍設備還包括：一系統控制器，配置有執行以下操作的指令：（a）選擇該一或更多電鍍槽的至少一者進行隔離，且用該中和溶液進行中和；（b）對該一或更多電鍍槽的選擇至少一者進行抽吸；（c）用該中和溶液中和該一或更多電鍍槽的選擇至少一者；以及（d）在未被選擇用於隔離及中和的該一或更多電鍍槽中的一或更多晶圓上電鍍金屬，其中在步驟（b）-（c）的同時，電鍍金屬到該一或更多晶圓上。在一些實施例中，該進料線路包括該泵下游的一過濾器，其中該中和填充線路配置用於向該泵提供該中和溶液，以及使該中和溶液流經該進料線路和該過濾器。在一些實施例中，電鍍設備還包括一系統控制器，配置有執行以下操作的指令：（a）關閉與該進料線路連接的一槽隔離閥，以將該泵與該一或更多電鍍槽隔離；以及（b）打開與該中和填充線路連接的一中和填充閥，以用該中和溶液沖洗過濾器。

本文還提供用於中和一電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法。該方法包括將選擇的一或更多電鍍槽與配置用於在電鍍設備中容納電鍍溶液的儲存器隔離，抽吸選擇的一或更多電鍍槽，用中和溶液填充選擇的一或更多電鍍槽，重複抽吸和填充中和溶液的操作，直到來自一或更多電鍍槽的溶液的pH達到安全臨界值。

在一些實施例中，中和溶液包括去離子水。在一些實施例中，中和溶液包括鹼。在一些實施例中，抽吸選擇的一或更多電鍍槽包括打開與選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的第一抽吸閥，其中每一電鍍設備包括陰極室、陽極室以及位於陰極室和陽極室之間的離子電阻元件，以及打開與選擇的一或更多電鍍槽中的離子電阻元件下方的區域流體耦接的第二抽吸閥。在一些實施例中，該方法還包括在向選擇的一或更多電鍍槽中用中和溶液進行填充，使中和溶液在選擇的一或更多電鍍槽中再循環。在一些實施例中，該方法還包括在隔離選擇的一或更多電鍍槽之前，將一或更多電鍍槽中的電解質回收至儲存器。在一些實施例中，該方法還包括將金屬電鍍到一或更多電鍍槽中未被選擇用於隔離和中和的一或更多晶圓上，在將金屬電鍍到一或更多晶圓上的同時，向被選擇的一或更多電鍍槽中抽吸和用中和溶液進行填充。

本文還提供一種進行過濾器沖洗的方法。該方法包括將泵與電鍍設備中的一或更多電鍍槽隔離，其中泵配置用於從儲存器中吸取電鍍溶液；抽吸位於泵下游的過濾器，其中過濾器與一或更多電鍍槽流體耦接；使用與進料線路流體耦接的中和填充閥用中和溶液沖洗過濾器；重複抽吸和用中和溶液沖洗的操作，直到來自過濾器的溶液的pH達到安全臨界值。

在一些實施例中，中和溶液包括去離子水。在一些實施例中，中和溶液包括鹼。

下文揭露的實施例可以描述在諸如晶圓、基板或其他工件的基板上對材料進行處理。工件可以是諸多形狀、尺寸和材料。在本應用中，用語「半導體晶圓」、「晶圓」、「基板」、「晶圓基板」和「部分製造的積體電路」可互換使用。本領域的普通技術人員可以理解，用語「部分製造的積體電路」可以指在矽晶圓上製造積體電路的許多階段中的任何階段。半導體裝置產業中使用的晶圓或基板通常具有的直徑為200 mm、300 mm或450 mm。除非另有說明，本文所述的處理細節（如流速、功率位準等）適用於處理300 mm直徑的基板，或適用於處理為處理300 mm直徑基板而配置的處理室，且可根據其他尺寸的基板或處理室適當調整。除半導體晶圓外，可用於本文所揭露實施例的其他工件還包括諸多物品，如印刷電路板等。這些製程和裝置可用於製造半導體裝置、顯示器、LED、光電板等。

導言。積體電路製造通常涉及在半導體晶圓上沉積一或更多層導電金屬。電鍍製程是完成如此之金屬層沉積的常用方法。常見的電鍍應用包括但不限於鑲嵌電填充、WLP應用中的電填充以及TSV的電填充。可以電鍍諸多金屬和金屬合金。這些金屬或金屬合金可包括但不限於銅、錫、銀、錫銀合金、鎳、金、銦和鈷。

在電鍍期間，半導體晶圓週邊的導電種子層（例如銅種子層）發生電接觸。在常見的電鍍期間，含有曝露導電種子層的半導體晶圓進行陰極偏置，且接觸含有被電鍍金屬離子的電鍍溶液。離子在種子層表面被電化學還原，形成金屬層。電鍍溶液中含有酸，其可為電鍍溶液提供足夠的導電性。電鍍溶液還可含有添加劑，如加速劑、抑制劑和均衡劑，其可調節半導體晶圓不同表面上的電沉積速率。

電鍍溶液是一種含有酸、金屬鹽和其他化學物的電解質。電鍍溶液可具有很強的酸性，且曝露後時有害人體健康。在電鍍系統或設備中，電鍍溶液不僅包含在容器或儲存器中，還在電鍍環路中通過過濾器、脫氣器、電鍍槽和其他硬體元件進行循環。電鍍環路的這些硬體元件可含有高酸性電鍍溶液。

電鍍環路中的諸多硬體元件可不時需要維護。如此之維護任務可包括預防性措施，如製程套件更換或部件更換，或可包括計畫外的機器或部件故障，如泵或閥故障。在一些情形中，可能需要定期更換電鍍槽陽極室中的陽極。在一些情形中，可能需要定期更換電鍍環路中的過濾器。在一些情形中，可能需要對泵或閥故障進行維護。在對電鍍系統或設備進行維護時，維修工程師或技術人員有可曝露於危險化學物。將風險降至最低的唯一方法是維修工程師或技術人員穿戴重型人身防護設備（PPE，personal protective equipment）。然而，重型人身防護設備只能穿戴很短的時間，以及然後需要很長的恢復期。因此，在電鍍系統或設備的維修期間，無論是更換過濾器或陽極，還是其他維護任務，可能需要多人和/或大量停機時間來完成。

本揭露內容提供一種製程，用於中和一或更多電鍍槽和電鍍環路其他部分，以進行維護。如本文所用，「中和」是指使流體接近中性pH（即pH接近7）的製程。該製程涉及將中和溶液與高酸性電鍍溶液混合或沖洗，直到電鍍溶液的pH符合期望的安全臨界值。

通過對電鍍槽或其他部件執行中和，維修工程師或技術人員只需在短時間內穿戴重型PPE即可進行維護。這短暫的時間可只是為了確認中和是否成功。在確認中和成功後，維修工程師或技術人員只需穿戴標準PPE（如有必要）即可執行諸多維護任務。這些任務可包括但不限於（1）讀取/調整感測器，（2）取下頂蓋，目視檢查HRVA，（3）取下製程套件（陽極維護），以及（4）更換電鍍槽過濾器。在維護前對酸性化學物執行中和可降低人為風險，減少維修工程師或技術人員所需的勞動量，從而最終提高產量並降低擁有成本。在一些情形中，可對選擇的電鍍兩件組（duet）/電鍍槽執行中和，使得在其他電鍍兩件組/電鍍槽可繼續生產的同時可進行維護。

電鍍槽中和。圖1顯示電鍍設備的流動環路的示意圖，該電鍍設備具有與電解質儲存器流體連通的複數電鍍槽。電鍍設備100可包括儲存器110、電鍍槽130、將儲存器110與電鍍槽130流體連通的進料線路120，以及將電鍍槽130流體連接回到儲存器110的返回線路160。電鍍溶液可保存在儲存器110中。電鍍溶液也可稱為電解質、電鍍溶液或處理液。儲存器110也可稱為電解質儲存器、電鍍槽、電鍍容器或槽。電鍍溶液從儲存器110通過泵104轉移，泵104與儲存器110流體連接。槽隔離閥102位於泵104和儲存器110之間，槽隔離閥102用於將儲存器110與泵104隔離。槽隔離閥102控制電鍍溶液流向泵104。泵104通過與泵104和電鍍槽130流體連接的進料線路120驅動電鍍溶液。

進料線路120可包括過濾器122，其中過濾器122可用於過濾掉電鍍溶液中的任何微粒。進料線路120可進一步包括流體接觸器124，其中流體接觸器124可用於去除循環電鍍溶液中的溶解氧或其他氣體。流體接觸器124可包括隔膜，驅動電鍍溶液通過該隔膜，其中過濾器122一側的真空埠可抽出溶解氧或其他氣體。在一些實施例中，進料線路120可進一步包括流量計126，其中流量計126可配置用於控制通過它的液體流動。進料線路120可進一步包括槽隔離閥128，其中槽隔離閥128用於將電鍍槽130與泵104隔離。槽隔離閥128控制電鍍溶液流向電鍍槽130。沿進料線路120，過濾器122可位於泵104的下游，流體接觸器124可位於過濾器122的下游，流量計126可位於流體接觸器124的下游，且槽隔離閥128可位於流量計126的下游。

在T型管140處分流之前，電鍍溶液流經進料線路120。T型管140的每一出口進入單獨的電鍍槽130。在一些實施例中，電鍍槽130是噴泉式電鍍槽。下文將參考圖3A-3C描述每一電鍍槽130的細節。每一電鍍槽130可包括陰極室132、離子電阻元件134、隔膜136和陽極室138。流經陰極室132和離子電阻元件134的電鍍溶液可稱為陰極電解質。離子電阻元件134靠近基板（陰極）附近的近乎恒定和均勻的電流源，因此可稱為高阻虛擬陽極（HRVA）或通道式離子電阻元件（CIRP，channeled ionically resistive element）。隔膜136位於離子電阻元件134的下方，其中隔膜136將陽極室138與陰極室132隔開。隔膜136可以是離子滲透膜，可以阻擋大量電解質流動，同時允許陽離子等離子的傳輸。陽極室138包含或容納陽極（例如，銅陽極或非金屬惰性陽極）。陽極室138中的電鍍溶液可稱為陽極電解質。通常，陰極電解質和陽極電解質具有不同的組成，陽極電解質含有少量或不含電鍍添加劑，且陰極電解質含有顯著濃度的電鍍添加劑。陽極室138也可稱為分離陽極室（SAC）。

當電鍍溶液通過電鍍槽130時，電鍍溶液可流入收集槽150。收集槽150可用於在電鍍溶液流向儲存器110之前積聚電鍍溶液。收集槽150也可稱為排出歧管。收集槽150可用於積聚來自複數電鍍槽130的電鍍溶液。在一些情形中，當輸送電鍍溶液到電鍍槽130時，電鍍溶液可流過堰壁（weir wall），且最終提供給收集槽150，以進行收集和再循環。

返回線路160可以流體連接到電鍍槽130和儲存器110。返回線路160包括排出隔離閥162，配置用於將電鍍槽130與儲存器110隔離。返回線路160可以在收集槽150處與電鍍槽130流體連接。位準感測器（未顯示）可用於判定電鍍槽130中的流體的位準。位準感測器可保持電鍍槽130中的流體的目標位準。來自位準感測器的訊號可用於調節排出隔離閥162，從而使返回儲存器110的流體不以不可取的方式將氣泡/泡沫帶回儲存器110。更特別地，通過監控流體在電鍍槽130中達到一定高度時的情況，可將流體排回儲存器110，使其下降的距離較短而不是較長。返回儲存器110的電鍍溶液可用於通過進料線路120和電鍍槽130進行再循環。

在一些實施例中，電鍍槽130與陽極室塔152（也稱為「SAC塔」）流體連接。陽極室塔152可提供靜壓頭，從而在所需的時間內，例如在電鍍期間和/或空轉期間，在陽極室138中建立相對恒定的壓力。在一些實施例中，陽極室塔152可以省略。當從電鍍槽130的陽極室138中排出流體時，陽極室塔152可提供氣體隔斷。

在本揭露內容中，一種電鍍系統或設備配置用於中和電鍍槽和/或電鍍槽環路中的其他元件，以可以在最少曝露於酸性和危險化學物的情形中進行維護。電鍍系統或設備可包括中和沖洗線路（或中和填充線路），該線路帶有中和填充閥，用於向電鍍槽環路輸送例如去離子水的中和溶液。隔離選擇的一或更多電鍍槽以進行中和，其中在中和期間，電解質儲存器與選擇的一或更多電鍍槽隔離。可對選擇的一或更多電鍍槽執行抽吸以去除殘留化學物，以及用中和溶液填充選擇的一或更多電鍍槽。此製程可重複進行，直到來自選擇的一或更多電鍍槽的溶液的pH達到安全臨界值。在一些情形中，電鍍系統或設備可隔離過濾器進行中和，且使中和溶液流向過濾器。

圖2顯示根據一些實施例的具有繞開電解質儲存器的中和沖洗線路的電鍍設備的例示性流動環路的示意圖。圖1的電鍍設備的一些態樣，例如返回線路160、電鍍槽130、進料線路120、儲存器110、泵104、過濾器122和流體接觸器124，包括在圖2的電鍍設備中，且為簡潔起見不再贅述。

中和沖洗線路210與電鍍槽130和泵104流體連接。中和沖洗線路210包括中和填充閥212，配置用於向泵104提供中和溶液，且使中和溶液通過進料線路120和電鍍槽130循環。在一些實施例中，中和溶液是水或去離子水。在其他一些實施例中，中和溶液含有鹼或其他非酸性化學物。

中和沖洗線路210可在收集槽150處與電鍍槽130流體連接。或者，中和沖洗線路210可以在排出隔離閥162之前（例如上游）的返回線路160處與電鍍槽流體連接。中和沖洗線路210繞開儲存器返回線路164和儲存器110。在一些實施例中，中和沖洗線路210可以通過泵104和進料線路120將電鍍溶液循環回到電鍍槽130。在一些替代實施例中，中和沖洗線路210可以通過泵104和進料線路120將中和溶液循環及再循環回到電鍍槽130。中和沖洗線路210可進一步包括再循環閥214，其配置用於將電鍍溶液、中和溶液或其混合物直接從電鍍槽130再循環到泵104。如此，不同於儲存器110，再循環閥214和中和沖洗線路210為泵104提供流體源。再循環閥214可通過泵104以期望流速向電鍍槽130提供流體（例如電鍍溶液、中和溶液），例如在約每分鐘20公升至每分鐘150公升之間，約每分鐘30公升至每分鐘100公升之間，或約每分鐘40公升至每分鐘80公升之間。

中和沖洗線路210可分為兩部分:（a）與電鍍槽130流體連接的旁路返回線路210a，以及（b）與泵104流體連接的中和填充線路210b。不同於使流體通過返回線路160回流到儲存器110，流體可以從電鍍槽130循環到旁路返回線路210a。通過控制再循環閥214，流體可從旁路返回線路210a流向中和填充線路210b。中和溶液可從中和填充閥212流向中和填充線路210b，以向電鍍槽130提供中和溶液。

在一些實施例中，中和沖洗線路210進一步包括排料閥216。在正常的電鍍期間，再循環閥214保持關閉，以使電鍍溶液能夠通過儲存器110和泵104正常循環。這導致再循環閥214上方的流體停滯，從而對電鍍溶液的濃度產生不利影響。在正常電鍍期間，不需要定期打開再循環閥214，排料閥216可允許再循環閥214上部「被困」的部分流體排料到電鍍溶液中。這允許「被困」的流體保持一定的濃度，使其不至於停滯。在一些實施例中，排料閥216可以將再循環閥214上部的被困流體以期望的流速流向泵104，例如每分鐘約0.1公升至每分鐘約5公升，約每分鐘約0.5公升至約每分鐘約3公升，或約每分鐘約1公升至約每分鐘約2公升。

在向電鍍槽130輸送中和溶液之前，電鍍槽130可以進行抽吸，以排空電鍍槽130和進料線路120中的殘留化學物。可以通過抽吸將液體從電鍍槽環路中移除，而不是將液體返回儲存器110或將液體再循環到電鍍槽130。在一些實施例中，中和沖洗線路210還包括主體抽吸閥218，其與抽吸線路（未顯示）和主體抽吸泵（未顯示）連接，用於將流體從電鍍槽環路中移除。在一些實施例中，可以使用中和填充閥212完成電鍍槽環路的填充，且使用主體抽吸閥218完成電鍍槽環路的抽吸。中和填充閥212可以期望的流速提供中和溶液，例如介於每分鐘約3公升和每分鐘約40公升之間，介於每分鐘約5公升和每分鐘約30公升之間，或介於每分鐘約10公升和每分鐘約20公升之間。主體抽吸閥218可以類似的速度進行抽吸。

圖3A顯示根據一些實施例的電鍍設備的例示性流動環路的示意圖，其具有繞開電解質儲存器的排出線路。圖1的電鍍設備的一些態樣，例如返回線路160、電鍍槽130、進料線路120、儲存器110、泵104、過濾器122和流體接觸器124，包括在圖3A的電鍍設備中，且為簡潔起見不再贅述。

在圖3A的電鍍設備中，排出線路310可在收集槽150處與電鍍槽130流體連接。或者，排出線路310可以在排出隔離閥162之前（例如上游）與返回線路160流體連接。排出線路310繞開儲存器返回線路164和儲存器110。排出線路310可包括排出閥312，其中排出閥312配置用於控制電鍍溶液、中和溶液或其混合物從排出線路310流向廢料部314。因此，流體可以通過電鍍槽130，且通過排出線路310直接流向廢料部314。這繞開用於將流體返回儲存器110的儲存器返回線路164。這也繞開用於使流體通過進料線路120和電鍍槽130再循環的旁路返回線路210a。在如此的情形中，重力可以輔助流體通過排出線路310排到廢料部314，因為殘留的化學物可比流體重，且更容易被推到廢料部314。圖3A電鍍設備的流動環路可以包括或不包括用於流體再循環的旁路返回線路210a。

中和填充閥212配置用於向電鍍槽130提供中和溶液。在圖2中，中和填充閥212可位於電鍍槽130的下游，且通過泵104和進料線路120向電鍍槽130提供中和溶液。然而，在圖3A中，中和填充閥212和中和填充線路210b可位於電鍍槽130的上游，且直接向電鍍槽130提供中和溶液。事實上，中和填充閥212可以位於向電鍍槽130提供中和溶液的流動環路中的任何位置，且可以沿進料線路120或旁路返回線路210a等線路設置。

圖3B顯示根據一些實施例的電鍍設備的替代流動環路的示意圖，其具有繞開電解質儲存器的排出線路。圖1的電鍍設備的一些態樣，例如返回線路160、電鍍槽130、進料線路120、儲存器110、泵104、過濾器122和流體接觸器124，包括在圖3B的電鍍設備中，且為簡潔起見不再贅述。

在圖3B的電鍍設備中，排出線路310可以與進料線路120流體連接。事實上，排出線路310可位於用於排出電鍍溶液、中和溶液或其混合物的流動環路中的任何位置。例如，排出線路310可以在過濾器122處與進料線路120流體連接。在如此的情形中，可以反向流動，使流體從電鍍槽130流向進料線路120並通過流體接觸器124和過濾器122。排出線路310可包括排出閥312，其中排出閥312配置用於控制電鍍溶液、中和溶液或其混合物從排出線路310流向廢料部314。

圖3C顯示根據一些實施例的電鍍設備的替代流動環路的示意圖。圖1的電鍍設備的一些態樣，例如返回線路160、電鍍槽130、進料線路120、儲存器110、泵104、過濾器122和流體接觸器124，包括在圖3C的電鍍設備中，且為簡潔起見不再贅述。

電鍍設備包括與電鍍槽130流體耦接的返回線路160。在一些實施例中，返回線路160還與以下一或更多者流體耦接：（1）與儲存器110流體耦接的儲存器返回線路164，（2）繞開儲存器110並與泵104流體耦接的旁路返回線路210a，以及（3）通向廢料部314的排出線路310。在一些實施例中，電鍍設備僅包括與返回線路160流體連接的排出線路310。在一些實施例中，電鍍設備僅包括與返回線路160流體連接的旁路返回線路210a。在一些實施例中，電鍍設備包括與返回線路160流體耦接的旁路返回線路210a和與返回線路160流體耦接的儲存器返回線路164。在一些實施例中，電鍍設備包括與返回線路160流體連接的旁路返回線路210a和與返回線路160流體連接的排出線路310。在一些實施例中，電鍍設備包括與返回線路160流體耦接的旁路返回線路210a、排出線路310和儲存器返回線路164。

圖2和圖3A-3C中的電鍍設備配置是說明性的，且不是對本揭露內容範圍的限制。電鍍設備的其他配置可設計用於電鍍槽中和。電鍍設備，如圖2和圖3A-3C所示，可包括配置用於容納電鍍溶液的儲存器（例如儲存器110）。電鍍設備可進一步包括泵（例如泵104），該泵具有出口和入口。電鍍設備進一步包括一或更多電鍍槽（如電鍍槽130），其中一或更多電鍍槽的每一者包括陰極室（如陰極室132）、配置用於容納陽極的陽極室（如陽極室138）以及位於陰極室和陽極室之間的隔膜（如隔膜136）。在一些情形中，一或更多電鍍槽中的每一電鍍槽可進一步包括隔膜上方的離子電阻元件（如離子電阻元件134）。電鍍設備還包括與泵出口和一或更多電鍍槽流體連接的進料線路（例如，進料線路120）。電鍍設備還包括返回線路（例如返回線路160），該線路與一或更多電鍍槽流體連接。返回線路還可以與以下一或更多者流體連接：（1）與儲存器流體連接的儲存器返回線路（如儲存器返回線路164）；（2）繞開儲存器並與泵流體連接的旁路返回線路（如旁路返回線路210a）；以及（3）通向廢料部（如廢料部314）的排出線路（如排出線路310）。電鍍設備進一步包括中和填充線路（例如，中和填充線路210b），該線路與一或更多電鍍槽流體連接，且配置用於向一或更多電鍍槽提供中和溶液。在一些實施例中，中和溶液包括去離子水。在一些實施例中，中和溶液包括鹼。在一些實施例中，泵的入口與旁路返回線路和儲存器輸出線路流體耦接。在一些實施例中，返回線路與排出線路流體耦接，其中，中和填充線路配置用於循環中和溶液，其係經由返回線路通過一或更多電鍍槽到排出線路。在一些實施例中，返回線路與旁路返回線路流體耦接，其中，中和填充線路配置用於通過泵和進料線路將中和溶液循環通過一或更多電鍍槽和旁路返回線路。電鍍設備可使用中和填充線路來執行製程，以使用中和溶液抽吸和/或沖洗選擇的一或更多電鍍槽，直到選擇的一或更多電鍍槽的pH達到安全臨界值。另外，電鍍設備還可以使用中和填充線路來執行製程，以使用中和溶液抽吸和/或沖洗過濾器，直到過濾器的pH達到安全臨界值。

電鍍槽中一些區域的填充和抽吸可存在挑戰。例如，對由離子電阻元件134、隔膜136和支撐隔膜136的隔膜框架（未顯示）形成的區域進行填充和抽吸可很困難。填充如此區域（稱為「HRVA室」）可由再循環閥214協助，該閥能夠以足夠高的流速將中和溶液流向電鍍槽130。對如此區域的抽吸可由HRVA室抽吸閥220協助。HRVA室抽吸閥220可以通過抽吸線路222與HRVA室流體連接。在一些實施例中，抽吸線路222可包括吸管，其附接到隔膜框架的側壁。HRVA室抽吸閥220可以連接到抽吸線路222和HRVA室抽吸泵（未顯示），用於從HRVA室抽空流體。關於電鍍槽130的HRVA室的有效填充和抽吸策略，下文將進一步詳細討論其他方法、技術和元件。

圖4A顯示例示性電鍍槽的示意圖，該電鍍槽在電鍍期間利用基板表面上的交叉流和衝擊流的組合。在電鍍槽401中，基板402位於基板支撐件403中。基板支撐件403通常被稱為杯件，且可在其週邊支撐基板402。陽極404位於電鍍槽401底部附近。藉由隔膜405，陽極404與基板402隔開，隔膜405位於基板402下方並由隔膜框架406支撐。隔膜框架406有時被稱為陽極室隔膜框架。此外，藉由離子電阻元件407，陽極404與基板402隔開。離子電阻元件407包括開口，允許電解質穿過離子電阻元件407，以衝擊在基板402上。前側插入件408位於離子電阻元件407的上方，靠近基板402的週邊。如圖所示，前側插入件408可以是弧形或環形，也可以是方位角不均勻的。前側插入件408有時也稱為交叉流限制環。前側插入件408和基板支撐件403之間設置有環形或弧形密封件416。

陽極室412位於隔膜405的下方，且是陽極404所在的位置。離子電阻元件歧管411位於隔膜405的上方和離子電阻元件407的下方。交叉流歧管410位於離子電阻元件407的上方和基板402的下方。交叉流歧管410的高度是基板402與離子電阻元件407平面之間的距離（不包括離子電阻元件407上表面的肋條，如果有的話）。在一些情形中，交叉流歧管410可具有的高度在約1 mm到約4 mm之間，或在約0.5 mm到約15 mm之間。交叉流歧管410的側面由前側插入件408定義，其作用是將交叉流電解質容納在交叉流歧管410內。交叉流歧管410的側面入口413與交叉流歧管410的側面出口414呈方位相對。側入口413和側出口414可至少部分地由前側插入件408形成。密封件416在前側插入件408和基板支撐件403之間提供密封，從而確保電解質只有在密封件416接合時才從側出口414流出交叉流歧管410。在諸多情形中，密封件416可以與交叉流限制環或基板支撐件403一體，或者可以作為單獨的單元提供。

如圖4A中箭頭所示，電解質通過側入口413，進入交叉流歧管410，以及然後從側出口414流出。此外，電解質可通過一或更多入口（未顯示）到達離子電阻元件歧管411，進入離子電阻元件歧管411，通過離子電阻元件407中的開口，進入交叉流歧管410，且流出側出口414。通過側出口414後，電解質溢出堰壁409。電解質可以回收和再利用。流經離子電阻元件歧管411、離子電阻元件407、側入口413、交叉流歧管410和側出口414的電解質可稱為陰極電解質。除了陰極電解質流之外，通常還提供單獨的陽極電解質流。與陽極接觸循環的電解質可稱為陽極電解質。隔膜405的作用是將陰極電解質和陽極電解質相互分離，確保維持各自的組成，同時允許離子在電鍍期間通過該機制進行傳輸。陽極室412包括用於接收陽極電解質的入口（未顯示）和用於從陽極室412移除陽極電解質的出口（未顯示）。陽極室412的入口和出口可與陽極電解質再循環系統連接。

如上所述，離子電阻元件407靠近基板附近的近似恒定和均勻的電流源，且因此在一些情形中可稱為HRVA或CIRP。離子電阻元件407通常靠近基板放置。離子電阻元件407包含微小尺寸（通常小於0.04英寸）的通孔，這些通孔在空間和離子上相互隔離，且在離子電阻元件407的主體內不形成互連通道，這在許多實施例中是如此，但並非所有實施例是如此。如此的通孔通常被稱為非流通孔。其通常在一維度上延伸，通常（但不一定）與晶圓的電鍍表面垂直（在一些實施例中，非流通孔與晶圓成一定角度，通常與離子電阻元件前表面平行）。通孔通常彼此平行。通孔通常呈方形排列。其他情形中，以偏置螺旋圖案佈局。這些通孔有別於3-D多孔網路，在3-D多孔網路中，通道在三維度延伸並形成相互連接的孔隙結構，因為通孔使離子流和（在一些情形中）流體流重整為平行於其中的表面，且使電流和流體流向基板表面的路徑變直。然而，在一些實施例中，具有相互連接的孔網的如此多孔板可用作離子電阻元件。當板的頂面到基板的距離小時（例如，間隙約為基板半徑尺寸的1/10，例如小於約5 mm），電流和流體流的發散受到局部限制，且傳導到離子電阻元件通道並與之對準。

離子電阻元件407可以選擇性地包括伸入/伸出頁面的一系列線性肋條415。肋條415有時被稱為突起部。肋條415位於離子電阻元件407的頂面上，且其方向為使其長度（如最長尺寸）垂直於電解質的交叉流的方向。肋條415影響交叉流歧管410內的流體流動和電流分佈。例如，電解質的交叉流主要被限制在肋條415頂面以上的區域，從而產生較高的電解質交叉流速率。在相鄰肋條415之間的區域，於輸送到基板表面之前，通過離子電阻元件407向上輸送的電流重新分配，變得更加均勻。

在圖4A和圖4B中，電解質的交叉流方向是從左到右（例如，從側面入口413到側面出口414），且肋條415的方向是使其長度伸入/伸出頁面。如圖4A所示，肋415可以設置在與基板實質上同寬的區域內。離子電阻元件407中的通道/開口可以設置在相鄰的肋條415之間，或者可以延伸穿過肋條415（換句話說，肋條415可以有通道，也可以沒有通道）。在其他一些實施例中，離子電阻元件407可以具有平坦的上表面（例如，不包括肋415）。在其他一些實施例中，肋條415可以用凸起的高原區域代替。

圖4B顯示電鍍槽中諸多硬體元件的剖面圖。電鍍槽401包括陰極室432，陰極室432包括隔膜框架406和將陽極室412與陰極室432隔開的隔膜405。隔膜405通常是一種離子交換膜，將陽極室412與陰極室432隔開。隔膜框架406是用於支撐隔膜405的結構元件。陰極室432中的流體大部分位於交叉流歧管410或離子電阻元件歧管411中，或者位於將流體輸送到這兩個單獨歧管的通道中。

流體可通過兩個單獨的進入點進入交叉流歧管410：（1）離子電阻元件407中的通道和（2）交叉流起始結構450。通過離子電阻元件407中的通道進入交叉流歧管410的流體（如陰極電解質）可朝向工件的表面，通常是實質上垂直的方向。如此的通道輸送的流體可形成小噴流，其衝擊在工件表面上。相反，通過交叉流起始結構450進入交叉流歧管410的流體實質上平行於工件表面。交叉流噴射歧管422將流體垂直向上導入交叉流起始結構450，其中交叉流起始結構450將流體重新定向為在交叉流歧管410中與基板平行或實質上平行。從交叉流歧管410流出的流體可從交叉流出口434流出。

圖4C顯示包括高電阻虛擬陽極（HRVA）室的電鍍槽的等距剖面圖。如上所述，流體可通過至少兩種不同的流動路徑     輸送到陰極室432的交叉流歧管410中。一些流體可通過離子電阻元件407中的通道輸送。一些流體可輸送到交叉流噴射歧管422，其然後將流體輸送到交叉流起始結構450。交叉流起始結構450具有的幾何形狀可將流體重定向成與基板平行或實質上平行的方向。流經離子電阻元件407的流體的方向最初朝向基板，以及然後由於基板的存在而轉向與基板平行，而來自交叉流噴射歧管422以及流出交叉流起始結構450的交叉流部分從實質上與基板平行的方向開始。

離子電阻元件407下方的區域由離子電阻元件407、隔膜405和隔膜框架406定義。該區域被稱為HRVA室460。被稱為HRVA室460的區域難以填充和抽吸。當流體通過交叉流噴射歧管422和交叉流起始結構450進入交叉流歧管410時，流體以水平方向流過離子電阻元件407的頂部。當基板位於電鍍槽401中時，電鍍槽401中存在產生的壓力，其迫使一定量的流體沿離子電阻元件407流入HRVA室460。填充HRVA室460可能需要足夠高的流體流速穿過離子電阻元件407，例如流速在每分鐘約20公升至150公升之間，每分鐘約30公升至100公升之間，或每分鐘約40公升至80公升之間。

如圖5所示，當流體流過離子電阻元件407，同時基板定位時，產生壓力，迫使流體沿通道417流入HRVA室460。當流體被迫向下通過通道417時，HRVA室460中產生渦流，導致流體流回來。與流體流動相關的渦流可產生有效的沖洗作用，用於沖洗隔膜405、隔膜框架406和離子電阻元件407。在電鍍槽中和期間，將基板放入電鍍槽401中可產生足夠的壓力，從而產生渦流，用於沖洗離子電阻元件407下方的區域（即HRVA室460）。

本揭露內容的電鍍槽中和可配置用於不同類型的分離陽極室配置。一種類型的分離陽極室配置是再循環分離陽極室（R-SAC）配置。另一類型的分離陽極室配置是級聯分離陽極室（C-SAC）。然而，將理解，電鍍槽中和不限於這些配置。R-SAC配置通常用於錫、錫銀和鎳電鍍應用。C-SAC配置通常用於電鍍銅應用。R-SAC配置通常使用聚合物基隔膜，其堅韌且對聚合物基隔膜範圍內的壓力差抵抗性很強。C-SAC配置通常使用陽離子隔膜，其軟且對陽離子隔膜範圍的壓力差的抵抗性較弱。因此，不同SAC配置的行為和特性可能需要採用不同的方法來填充和抽吸SAC。SAC可能需要自己的環路來進行沖刷、沖洗和抽吸，其獨立於電鍍槽環路。因此，R-SAC配置的中和策略和順序可與C-SAC配置不同。

圖6A顯示根據一些實施例的電鍍設備的流動環路的示意圖，該電鍍設備配置用於執行電鍍槽的中和，其中每一電鍍槽設置在再循環分離陽極室（R-SAC）配置中。在R-SAC配置中，陽極室包含與電鍍槽相同的流體。在R-SAC配置中，陽極室的中和與主電鍍環路整合在一起。換句話說，通過電鍍槽循環的中和溶液也用於沖洗陽極室。

在如圖6A所示的R-SAC配置中，陽極室138從電鍍槽環路外的加壓線路642接收中和溶液（或電鍍溶液）。泵104開啟時，線路642被加壓。線路642與進料線路120流體連接。進入陽極室138的中和溶液（或電鍍溶液）流與電鍍槽流速成正比。為了獲得進入陽極室138的更高流速，第一R-SAC閥644與第二R-SAC閥646結合使用。第一R-SAC閥644與第二R-SAC閥646並聯，作為進料線路120的流體源。第一R-SAC閥644和第二R-SAC閥646將流體從進料線路120輸送到陽極室138。流體通過陽極室138進入陽極室塔152後，可使用R-SAC排出線路648重力排出流體。轉向閥654可與R-SAC排出線路648流體連接。轉向閥654可允許流體在正常電鍍操作期間返回儲存器110，且可在中和期間將流體從儲存器110排出去。在一些實施例中，轉向閥654可以是3路閥。陽極室138的抽吸可由陽極室抽吸閥656輔助。陽極室抽吸閥656通過陽極室抽吸線路658與陽極室138流體連接。在一些實施例中，陽極室抽吸閥656可連接到陽極室抽吸線路658和HRVA/SAC抽吸泵662。HRVA/SAC抽吸泵662可配置用於從HRVA室和陽極室138抽空流體。

在圖6A中，中和沖洗線路210可以選擇性地包括前驅物給劑閥664。前驅物給劑閥664可與泵104和進料線路120流體耦接。前驅物給劑閥664可配置用於給電鍍槽130配入前驅物。例如，前驅物可以包括化學物，如甲基磺酸（MSA，methane sulfonic acid），其可以防止中和溶液與電鍍溶液混合時的沉澱。如此的沉澱可能發生在錫、錫銀和鎳電鍍溶液的情形。可在電鍍槽130中循環電鍍溶液後，且在將中和溶液輸送到電鍍槽130之前，將前驅物輸送到電鍍槽環路。

圖6B顯示根據一些實施例的電鍍設備的流動環路的示意圖，其配置用於執行電鍍槽的中和，其中每一電鍍槽設置在級聯分離陽極室（C-SAC）配置中。在C-SAC配置中，陽極室在獨立於電鍍槽環路的自身環路中進行填充和抽吸。在C-SAC配置中，陽極室不一定包含與主體電鍍槽相同的流體。陽極室的中和是通過在獨立於電鍍槽環路的SAC環路中再循環中和溶液來執行。

在圖6B所示的C-SAC配置中，對陽極室138設置單獨的中和溶液源。在C-SAC配置中，C-SAC泵672將流體從陽極室塔152抽出，且驅動流體通過流量計674以及進入陽極室138。陽極室138與陽極室塔152流體耦接，從而使流體通過不同於電鍍槽環路的SAC環路進行再循環。為了填充陽極室138，在C-SAC泵672的正下游處增加分流閥676，以中斷SAC環路，且使其能夠用中和溶液加以填充。在分流閥676處設有第二中和填充閥678。第二中和填充閥678與中和填充閥212不同，從而為陽極室138提供單獨的中和溶液源。第二中和填充閥678配置用於通過流量計674且向陽極室138和陽極室塔152提供例如去離子水的中和溶液。C-SAC泵672可以從陽極室塔152將中和溶液再循環回到C-SAC泵672的輸入側。當陽極室塔152達到一定位準時，中和填充閥678可關閉，且分流閥676將打開。此時，C-SAC泵672可以開啟，使中和溶液再循環。該系列操作可能導致氣泡被困在SAC環路中。在一些實施例中，可以配置排料閥682，用於在C-SAC泵672的輸入側放出流體，以移除可被困在SAC環路中的氣泡。重複打開中和填充閥678和排料閥682可對SAC環路進行排料和進料。在一些實施例中，抽吸閥（未顯示）可連接到C-SAC泵672和HRVA/SAC抽吸泵662的輸入側。HRVA/SAC抽吸泵662可配置用於從陽極室塔152、C-SAC泵672和流量計674抽空流體。

在圖6B中，與圖6A一樣，陽極室138的抽吸可由陽極室抽吸閥656輔助。陽極室抽吸閥656通過陽極室抽吸線路558與陽極室138流體連接。在一些實施例中，陽極室抽吸閥656可連接到陽極室抽吸線路658和HRVA/SAC抽吸泵662。HRVA/SAC抽吸泵662可配置用於從HRVA室和陽極室138抽空流體。

在C-SAC配置中，陽極室138的抽吸可遵循特定順序。例如，可在陽極室138之前抽吸HRVA室。這可避免對隔膜136施加過大的壓力，因為C-SAC配置中的隔膜136通常較軟。此外，在C-SAC配置中，陽極室138的填充可按照特定順序進行。例如，陽極室138可以在HRVA室之前填充。

在中和一或更多選擇的電鍍槽時，遵守特定的步驟順序可為中和成功的關鍵。電鍍槽環路中的步驟可不同於SAC環路中的步驟。這部分是由於HRVA/陽極室中的沖洗、填充和抽吸行為不同於主體電鍍槽中的沖洗、填充和抽吸行為。在中和期間，對HRVA/陽極室進行沖洗、填充和抽吸的硬體控制也可不同於對主體電鍍槽進行沖洗、填充和抽吸的硬體控制。此外，電鍍槽環路中的中和步驟順序可取決於SAC環路中的活動，反之亦然。R-SAC配置的電鍍槽環路和SAC環路中的步驟順序如圖7所示。C-SAC配置的電鍍槽環路和SAC環路中的步驟順序如圖8所示。

圖7顯示根據一些實施例對R-SAC配置中的電鍍槽執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。如下所述的系統控制器可配置有執行圖7的諸多操作的指令。圖7的操作可使用圖1、2、3A-3C、4A-4C和6A-6C中描述的硬體元件執行。

電鍍槽中和可藉由隔離一或更多電鍍槽來啟動。選擇一或更多電鍍槽進行中和。被選擇的電鍍槽可以是電鍍系統或設備中的兩件組。電鍍槽可以非同步進行中和。在非選擇的電鍍槽中的晶圓上進行電鍍金屬的同時，選擇的電鍍槽可進行中和。這意謂在選擇的電鍍槽為了維護進行中和時，可以在一或更多未被選擇進行中和的電鍍槽中電鍍金屬。

參照圖6A，可通過關閉排出隔離閥162來隔離選擇的電鍍槽130，從而將選擇的電鍍槽130與儲存器110隔離。在一些實施例中，可通過關閉槽隔離閥102隔離或進一步隔離選擇的電鍍槽130，從而將儲存器110與泵104隔離。在一些實施例中，可通過關閉轉向閥654來隔離或進一步隔離選擇的電鍍槽130，從而將陽極室138與儲存器110隔離。電鍍槽環路現在與儲存器110完全隔離。

在一些實施例中，可在隔離選擇的一或更多電鍍槽之前或之後進行化學回收。化學回收可從電鍍槽環路中回收盡可多的化學物。重力化學回收可在主動化學回收之前進行，從而將電鍍槽環路中的殘留化學物帶回儲存器。

參照圖6A，可以通過打開排出隔離閥162來進行重力化學回收，從而將返回線路160和電鍍槽130中的殘留化學物（例如電解質）回收到儲存器110中。此外，還可打開槽隔離閥128，以在排出隔離閥162保持打開的情形中，將進料線路120中的殘留化學物回收到儲存器110中。

在一些實施例中，可在隔離選擇的一或更多電鍍槽後進行化學回收。可以執行主動化學回收，通過進料線路、過濾器、流體接觸器或其他硬體元件提供一或更多氣體，以將殘留化學物帶回儲存器。例如，一或更多氣體包括氮。

參照圖6A和6C，在隔離一或更多電鍍槽130之後，可以進行主動化學回收。氮氣供應閥680可以打開，使氮氣通過進料線路120進入儲存器110。在此期間，與儲存器110流體耦接的過濾器沖洗閥690打開。氮氣可通過流體接觸器124和過濾器122，將流體接觸器124和/或過濾器122中的殘留化學物回收至儲存器110。

在隔離選擇的一或更多電鍍槽後，對選擇的一或更多電鍍槽進行抽吸。抽吸可去除主體電鍍槽中的任何殘留化學物。這可以藉由與選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的主體抽吸閥和主體抽吸泵來達成。抽吸還能去除HRVA室和陽極室中的任何殘留化學物。HRVA室的抽吸可藉由與HRVA室流體連接的HRVA室抽吸閥和HRVA/SAC抽吸泵完成。陽極室的抽吸可藉由與陽極室流體連接的HRVA/SAC抽吸泵完成。

參照圖6A，可藉由打開主體抽吸閥218進行抽吸。此外，槽隔離閥128和再循環閥214被打開，以利抽吸選擇的一或更多電鍍槽130。這達成對再循環環路的抽吸。在藉由打開主體抽吸閥218啟動再循環環路抽吸的同時，可藉由打開HRVA室抽吸閥220啟動HRVA室的抽吸。當HRVA室抽吸完成後，HRVA室抽吸閥220關閉，且陽極室138的抽吸可藉由打開陽極室抽吸閥656啟動。當陽極室138的抽吸完成後，陽極室抽吸閥656關閉。

在抽吸選擇的一或更多電鍍槽後，用中和溶液（例如去離子水）填充選擇的一或更多電鍍槽。在填充中和溶液期間，打開中和填充閥，向選擇的一或更多電鍍槽提供中和溶液。主體電鍍槽的填充速度可與陽極室不同（如速度更快）。當電鍍槽環路充滿中和溶液時，陽極室可只被部分充滿。排出位準監控系統可判定電鍍槽環路已充滿。在判定電鍍槽環路已填滿後，可啟動再循環，使中和溶液在電鍍槽環路中再循環。在此期間，陽極室可最終被填滿。陽極室可進行排料和進料，以防止溶液積聚，且不斷用中和溶液沖洗陽極室。

參照圖6A，可藉由打開中和填充閥212進行填充。這將中和溶液（例如去離子水）藉由泵104提供給進料線路120，中和溶液流向選擇的一或更多電鍍槽130。同時，打開第一R-SAC閥644和第二R-SAC閥646，將中和溶液從線路642提供到陽極室138。一旦選擇的一或更多電鍍槽130填滿，可打開再循環閥214，使中和溶液通過電鍍槽環路再循環。陽極室138可以較慢的速度填充。一旦陽極室138填滿，中和溶液將持續流出陽極室塔152，且經由排出轉向閥654流到排出口，同時向陽極室138輸送額外的中和溶液。

在一些實施例中，在向電鍍槽環路用中和溶液進行填充之前向電鍍槽環路提供前驅物劑量。在一些情形中，中和溶液可導致電鍍槽環路中的電鍍溶液發生不需要的化學沉澱。因此，在填充之前，可藉由打開前驅物給劑閥向選擇的一或更多電鍍槽輸送前驅物劑量。在一些實施例中，前驅物是MSA。

參照圖6A，可藉由打開前驅物給劑閥664將前驅物劑量輸送到選擇的一或更多電鍍槽130。在抽吸選擇的一或更多電鍍槽130之後，且在向選擇的一或更多電鍍槽130用中和溶液進行填充之前，可打開前驅物給劑閥664。

在抽吸和填充之後，可以進行pH檢查，以判定選擇的一或更多電鍍槽的溶液的pH。如果溶液的pH符合安全臨界值，則中和完成，且可以進行維護。如果溶液的pH不符合安全臨界值，則至少重複另一循環的抽吸和填充製程。在一些實施例中，循環次數可在約3次循環和約50次循環之間，約5次循環和約30次循環之間，或約10次循環和約20次循環之間。在一些實施例中，安全臨界值可以是介於約3和約10、約4和約9、或約5和約8之間的pH。在一些情形中，可以藉由打開選擇的一或更多電鍍槽的門和/或移除頂蓋來手動測量pH。

圖8顯示根據一些實施例對C-SAC配置中的電鍍槽執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。如下所述的系統控制器可配置有執行圖8的諸多操作的指令。圖8的操作可使用圖1、2、3A-3C、4A-4C和6A-6C中描述的硬體元件執行。

電鍍槽中和可藉由隔離一或更多電鍍槽來啟動。選擇一或更多電鍍槽進行中和。選擇的電鍍槽可以是電鍍系統或設備中的兩件組。電鍍槽可以非同步中和。在非選擇的電鍍槽中的晶圓上進行電鍍金屬的同時，選擇的電鍍槽可進行中和。

參照圖6B，可以藉由關閉排出隔離閥162來隔離選擇的電鍍槽130，從而將選擇的電鍍槽130與儲存器110隔離。在一些實施例中，可藉由關閉槽隔離閥102隔離或進一步隔離選擇的電鍍槽130，從而將儲存器110與泵104隔離。在一些實施例中，可藉由關閉轉向閥654來隔離或進一步隔離選擇的電鍍槽130，從而將陽極室138與儲存器110隔離。電鍍槽環路現在與儲存器110完全隔離。

在一些實施例中，可在隔離選擇的一或更多電鍍槽之前或之後進行化學回收。化學回收可從電鍍槽環路中回收盡可多的化學物。重力化學回收可在主動化學回收之前進行，藉此將電鍍槽環路中的殘留化學物帶回儲存器。

參照圖6B，可以藉由打開排出隔離閥162來進行重力化學回收，從而將返回線路160和電鍍槽130中的殘留化學物（例如電解質）回收到儲存器110中。此外，可打開槽隔離閥128，以在排出隔離閥162保持打開的情形中，將進料線路120中的殘留化學物回收到儲存器110中。

在一些實施例中，可在隔離選擇的一或更多電鍍槽後執行主動化學物吐淨。可以執行主動化學物吐淨，其通過進料線路、過濾器、流體接觸器或其他硬體元件提供一或更多氣體，以從電鍍槽環路中移除殘留化學物。

參照圖6B和6C，在隔離一或更多電鍍槽130之後，可以進行主動化學回收。可打開氮氣供應閥680，使得氮氣被推動通過進料線路120以及沖出。

在隔離選擇的一或更多電鍍槽後，對選擇的一或更多電鍍槽進行抽吸。抽吸去除主體電鍍槽中的任何殘留化學物。這可以藉由與選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的主體抽吸閥和主體抽吸泵來達成。抽吸還能去除HRVA室和陽極室中的殘留化學物。HRVA室的抽吸可藉由與HRVA室流體連接的HRVA室抽吸閥和HRVA/SAC抽吸泵完成。陽極室的抽吸可由與陽極室流體耦接的陽極室抽吸閥和HRVA/SAC抽吸泵完成。在C-SAC配置中，HRVA室的抽吸發生在陽極室的抽吸之前。

參照圖6B，可藉由打開主體抽吸閥218進行抽吸。此外，槽隔離閥128和再循環閥214被打開，以利抽吸選擇的一或更多電鍍槽130。這達成對再循環環路的抽吸。在藉由打開主體抽吸閥218啟動再循環環路抽吸的同時，可藉由打開HRVA室抽吸閥220啟動HRVA室的抽吸。即使在再循環環路抽吸完成後，HRVA室的抽吸仍繼續。換句話說，在繼續抽吸HRVA室的同時，主體抽吸閥218可以關閉。當HRVA室抽吸完成時，HRVA室抽吸閥220關閉，且陽極室138的抽吸可藉由打開陽極室抽吸閥656來啟動。當陽極室138的抽吸完成時，陽極室抽吸閥656關閉。

選擇的一或更多電鍍槽用中和溶液（例如去離子水）填充。在中和溶液填充期間，打開中和填充閥，向選擇的一或更多電鍍槽提供中和溶液。排出位準監控系統可判定電鍍槽環路已填滿。一旦電鍍槽環路被填滿，電鍍槽環路被抽吸。電鍍槽環路的抽吸可使用與選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的主體抽吸閥和主體抽吸泵進行。在一些實施例中，陽極室的抽吸可在電鍍槽環路中選擇的一或更多電鍍槽的填充和抽吸期間的某一點完成。

參照圖6B，可藉由打開中和填充閥212對電鍍槽環路進行填充。這將中和溶液（如去離子水）經由泵104提供給進料線路120，其中，中和溶液流向選擇的一或更多電鍍槽130。當選擇的一或更多電鍍槽130填滿中和溶液時，對選擇的一或更多電鍍槽130進行抽吸。藉由打開主體抽吸閥218進行抽吸。此外，還可打開再循環閥214和槽隔離閥128，以利抽吸選擇的一或更多電鍍槽130。一旦選擇的一或更多電鍍槽130抽吸完成，主體抽吸閥218、再循環閥214和槽隔離閥128即關閉。在電鍍槽環路進行填充和抽吸時，可藉由打開陽極室抽吸閥656同時對陽極室138進行抽吸。當陽極室138的抽吸完成時，陽極室抽吸閥656關閉。陽極室138的填充和抽吸與一或更多電鍍槽130同步進行。

在對電鍍槽環路中選擇的一或更多電鍍槽進行抽吸後，以及在對陽極室進行抽吸後，可對電鍍槽環路和SAC環路用中和溶液（例如去離子水）進行填充。主體電鍍槽的填充速度（例如，更快的速度）可與陽極室不同。為了填充電鍍槽環路中的主體電鍍槽，打開中和填充閥。為了填充SAC環路中的陽極室，打開用於SAC環路的單獨中和填充閥。關閉分流閥，且打開第二中和填充閥。當電鍍槽環路中的主體電鍍槽填滿後，可啟動再循環，使中和溶液在電鍍槽環路中再循環。當陽極室填充到SAC環路中時，陽極室可進行排料和進料，以防止溶液積聚和進一步中和。

參照圖6B，可藉由打開中和填充閥212對選擇的一或更多電鍍槽130進行填充。這將中和溶液（如去離子水）經由泵104提供給進料線路120，中和溶液流向選擇的一或更多電鍍槽130。陽極室138的填充可藉由關閉分流閥676和打開第二中和填充閥678來進行，以向陽極室138提供中和溶液。一旦電鍍槽環路中選擇的一或更多電鍍槽130填滿，可打開再循環閥214，使中和溶液在電鍍槽環路中再循環。陽極室138可以較慢的速度填充。當陽極室138填滿時，陽極室塔152到達一定位準，且第二中和填充閥678關閉。可以打開排料閥682，以在C-SAC泵672的輸入側放出流體，以去除可困在SAC環路中的氣泡。第二中和填充閥678可定期打開和關閉，且排料閥682可定期打開和關閉，以執行SAC環路的排料和進料。

在一些實施例中，在用中和溶液填充電鍍槽環路之前，向電鍍槽環路提供前驅物劑量。在一些情形中，中和溶液可導致電鍍槽環路中的電鍍溶液發生不需要的化學沉澱。因此，在填充前，可藉由打開前驅物給劑閥向選擇的一或更多電鍍槽輸送前驅物劑量。在一些實施例中，前驅物是MSA。

在抽吸和填充之後，可以進行pH檢查，以判定選擇的一或更多電鍍槽的溶液的pH。如果溶液的pH符合安全臨界值，則中和完成，且可以進行維護。如果溶液的pH不符合安全臨界值，則至少重複另一循環的抽吸和填充製程。在一些實施例中，循環次數可在約3次循環和約50次循環之間，約5次循環和約30次循環之間，或約10次循環和約20次循環之間。在一些實施例中，安全臨界值可以是介於約3和約10、約4和約9、或約5和約8之間的pH。在一些情形中，可以藉由打開選擇的一或更多電鍍槽的門和/或移除頂蓋來手動測量pH。

圖9顯示根據一些實施例執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。

在流程900的區塊910，隔離選擇的一或更多電鍍槽，從而與電鍍設備中配置用於容納電鍍溶液的儲存器隔離。電鍍溶液可含有酸性和危險化學物。電鍍設備可包括儲存器、與儲存器流體連接的泵、將一或更多電鍍槽與泵流體連接的進料線路、將一或更多電鍍槽與儲存器流體連接的返回線路、以及將一或更多電鍍槽與泵流體連接同時繞開返回線路和儲存器的中和沖洗線路。隔離選擇的一或更多電鍍槽可包括關閉儲存器與泵之間的槽隔離閥，關閉泵與選擇的一或更多電鍍槽之間的槽隔離閥，以及關閉選擇的一或更多電鍍槽與儲存器之間的排出隔離閥。

在一些實施例中，製程900包括將選擇的一或更多電鍍槽中的電解質回收到儲存器中。這可以在隔離選擇的一或更多電鍍槽之前完成。電解質可以藉由重力回收製程回收到儲存器。舉例來說，可以打開排出隔離閥和槽隔離閥，將殘留的化學物回收到儲存器中。額外地或替代地，電解質還可以藉由主動化學回收製程進行回收。舉例來說，氮氣等氣體可以通過進料線路被主動推回儲存器，以回收進料線路中硬體元件（如過濾器）中的殘留化學物。

在流程900的區塊920，對選擇的一或更多電鍍槽進行抽吸。抽吸從電鍍槽環路中選擇的一或更多電鍍槽中去除殘留化學物。在SAC環路中，抽吸還可去除選擇的一或更多電鍍槽的HRVA室和陽極室中的殘留化學物。選擇的一或更多電鍍槽的HRVA室和陽極室的抽吸可獨立於電鍍槽環路中的選擇的一或更多電鍍槽的抽吸進行。在一些實施例中，在電鍍槽環路中抽吸選擇的一或更多電鍍槽可包括打開與選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的第一抽吸閥。在一些實施例中，對選擇的一或更多電鍍槽的HRVA室和陽極室進行抽氣可包括打開與HRVA室和陽極室中的一或更多者流體耦接的第二抽氣閥。每一電鍍槽包括陰極室、陽極室、陰極室和陽極室之間的隔膜、用於支撐隔膜的隔膜框架以及隔膜上方的離子電阻元件，其中HRVA室由離子電阻元件、隔膜和隔膜框架形成。在一些實施例中，HRVA室的抽吸發生在陽極室的抽吸之前。

在流程900的區塊930，用中和溶液填充選擇的一或更多電鍍槽。在一些實施例中，中和溶液包括水或去離子水。在一些實施例中，中和溶液包括鹼或非酸性化學物。在一些實施方式中，填充選擇的一或更多電鍍槽可包括打開中和沖洗線路中的中和填充閥，其繞開返回線路和儲存器。在一些實施例中，填充選擇的一或更多電鍍槽可包括打開中和填充閥，其配置用於使中和溶液流經選擇的一或更多電鍍槽，以及隨後流向排出線路到廢料部。在對選擇的一或更多電鍍槽進行抽吸後，對選擇的一或更多電鍍槽進行填充。電鍍槽環路中選擇的一或更多電鍍槽的填充速度可快於SAC環路中選擇的一或更多電鍍槽的陽極室的填充速度。在一些實施例中，打開第二中和填充閥，以填充SAC環路中選擇的一或更多電鍍槽的陽極室。

在一些實施例中，製程900進一步包括使中和溶液通過選擇的一或更多電鍍槽環路進行再循環。再循環可在電鍍槽環路中填充選擇的一或更多電鍍槽後啟動。可以打開中和沖洗線路中的再循環閥，以使中和溶液再循環。

在一些實施例中，製程900進一步包括使中和溶液通過選擇的一或更多電鍍槽環路循環至排出線路至廢料部。在一些情形中，排出線路與返回線路流體耦接。在一些情形中，排出線路與進料線路流體連接。

在一些實施例中，製程900進一步包括在選擇的一或更多電鍍槽的陽極室中排料和進料中和溶液。在SAC環路中填充選擇的一或更多電鍍槽的陽極室後，可啟動排料和進料。排料閥可定期打開和關閉，以從陽極室排出溶液，且中和填充閥或第二中和填充閥可定期打開和關閉，以將中和溶液進料回陽極室。

在流程900的區塊940，重複抽吸和填充中和溶液的操作，直到選擇的一或更多電鍍槽的溶液的pH達到安全臨界值。當溶液的pH達到安全臨界值時，中和完成，且可以對電鍍設備進行維護。

當選擇的電鍍槽進行隔離和中和時，其他電鍍槽可繼續用於生產。因此，製程900可包括將金屬電鍍到未被選擇用於隔離和中和的一或更多電鍍槽中的一或更多晶圓上，其中，將金屬電鍍到一或更多晶圓上與用中和溶液抽吸和填充選擇的一或更多電鍍槽同時進行。此外，電鍍槽也可以非同步中和。換句話說，中和不一定要在整個電鍍設備上同時進行。相反，一或更多電鍍槽可進行中和，同時另一或更多電鍍槽可以開始中和。

圖10顯示根據一些實施例執行過濾器沖洗的例示性方法的流程圖。過濾器沖洗可參照圖6C中所示的元件執行。

在流程1000的區塊1010，一或更多電鍍槽與電鍍設備中的泵隔離。泵配置用於從與泵流體連接的儲存器中抽取電鍍溶液。電鍍溶液可含有酸性和危險化學物。電鍍設備可包括儲存器、泵、將一或更多電鍍槽與泵流體連接的進料線路、將一或更多電鍍槽與儲存器流體連接的返回線路，以及將一或更多電鍍槽與泵流體連接且繞開返回線路和儲存器的中和沖洗線路。將選擇的一或更多電鍍槽與泵隔離可包括關閉槽隔離閥和關閉泵。

在流程1000的區塊1020，對位於泵下游的過濾器進行抽吸。過濾器經由進料線路和槽隔離閥與一或更多電鍍槽流體連接。過濾器的抽吸可藉由打開與過濾器流體連接的抽吸閥來進行。

在流程1000的區塊1030，使用與進料線路流體連接的中和填充閥用中和溶液沖洗過濾器。在一些情形中，中和填充閥通過泵向進料線路提供中和溶液，且最終提供到過濾器。在一些情形中，中和填充閥通過進料線路以反向流動的方式向流體接觸器提供中和溶液，且最終提供到過濾器。在一些實施例中，中和溶液流經過濾器且被排出到廢料部。

在流程1000的區塊1040，重複抽吸和用中和溶液沖洗的操作，直到來自過濾器的溶液的pH達到安全臨界值。當溶液的pH達到安全臨界值時，中和完成，且可對過濾器進行維護，以維護或更換過濾器。

多站設備。本文所述方法可由任何合適的設備執行。合適的設備包括用於完成製程操作的硬體和具有根據本實施例控制製程操作的指令的系統控制器。例如，在一些實施例中，硬體可包括製程工具中的一或更多製程站。

圖11顯示根據一些實施例的多室電鍍設備。多室電鍍設備1100可以包括三個單獨的電鍍模組1102、1104和1106。多室電鍍設備1100還可以包括三個單獨的模組1112、1114和1116，其配置用於諸多製程操作。例如，在一些實施例中，模組1112、1114和1116中的一或更多者可以是旋轉沖洗乾燥（SRD，spin rinse drying）模組。在其他實施例中，模組1112、1114和1116中的一或更多者可以是後電填充模組（PEM，post-electrofill module），每一者配置用於執行一功能，例如在基板經電鍍模組1102、1104和1106之一處理後，對基板進行邊緣斜面去除、背面蝕刻和酸性清洗。

多室電鍍設備1100包括中央電沉積室1124。中央電沉積室1124是容納化學溶液的室，該化學溶液在電鍍模組1102、1104和1106中用作電鍍溶液。多室電鍍設備1100還包括給劑系統1126，其可儲存和輸送電鍍溶液的添加劑。化學物稀釋模組1122可儲存和混合用作蝕刻劑的化學物。過濾和泵單元1128可過濾電鍍溶液，其用於中央電沉積室1124，且將該電鍍溶液泵送至電鍍模組。

系統控制器1130提供操作電鍍設備1100所需的電子和介面控制。系統控制器1130（可包括一或更多實體或邏輯控制器）控制電鍍設備1100的部分或全部特性。

用於監控製程的訊號可由系統控制器1130的類比和/或數位輸入連接提供，這些連接來自諸多製程工具感測器。用於控制製程的訊號可通過製程工具的類比和數位輸出連接輸出。可監控的製程工具感測器的非限制性範例包括質流控制器、壓力感測器（如壓力計）、熱電偶、光學位置感測器等。適當程式設計的迴饋和控制演算法可與來自這些感測器的資料一起使用，以維持製程條件。

交接工具1140可從基板卡匣（如卡匣1142或卡匣1144）中選擇基板。卡匣1142或1144可以是前開式晶圓傳送盒（FOUP，front opening unified pod）。FOUP是一種外殼，設計用於在受控環境中安全且可靠地容納基板，且允許移除基板來由工具進行處理和量測，該工具配備有適當的裝載埠和機器人處置系統。交接工具1140可以使用真空吸附裝置或其他吸附機構固持基板。

交接工具1140可與晶圓處置站1132、卡匣1142或1144、傳送站1150或對準器1148接合。從傳送站1150，交接工具1146可獲取基板。傳送站1150可以是槽或位置，交接工具1140和1146可以從該槽或位置傳送基板，而無需通過對準器1148。然而，在一些實施例中，為確保基板在交接工具1146上正確對準，以精確地傳送到電鍍模組，交接工具1146可以用對準器1148對準基板。交接工具1146還可將基板輸送到電鍍模組1102、1104或1106之一，或輸送到為諸多製程操作配置的三個單獨模組1112、1114和1116之一。

在一些實施例中，控制器為系統的一部分，該系統可為以上描述範例的一部分。如此系統可包含半導體處理設備，該半導體處理設備包含（複數）處理工具、（複數）腔室、（複數）處理平台、及/或特定的處理元件（晶圓基座、氣體流動系統等）。該等系統可與電子裝置整合，以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、以及之後，控制該等系統的操作。該電子裝置可稱為「控制器」，其可控制系統或複數系統的諸多元件或子部件。取決於處理條件及/或系統類型，控制器可程式設計成控制本文揭露製程的任何者，包含流體的輸送、電鍍槽中和的選擇、電鍍槽的隔離、 閥的打開及關閉、填充和/或抽吸的啟動順序、流速設定、流體輸送設定、位置和操作設定、晶圓轉移（進出與特定系統相連接或相接合之工具及其他轉移工具及/或裝載鎖）。

廣泛地講，控制器可定義為電子裝置，其具有用以接收指令、發佈指令、控制操作、啟動清洗操作、啟動終點量測以及類似者的諸多積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體。積體電路可包含：儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位訊號處理器（DSP，digital signal processors）、定義為特定用途積體電路（ASIC，application specific integrated circuits ）的晶片、及/或一或更多微處理器、或執行程式指令（例如，軟體）的微控制器。程式指令可為以諸多單獨設定（或程式檔案）之形式而傳達至控制器或系統的指令，該單獨設定（或程式檔案）為實行特定的製程（關於一或更多電鍍槽的中和，或針對一或更多電鍍槽的中和）定義操作參數。

在一些實施例中，控制器可為電腦的一部分，或耦接至電腦，該電腦係與系統整合、耦接至系統、以其他網路的方式接至系統、或其組合的方式而接至系統。舉例而言，控制器可在「雲端」或廠房主機電腦系統的全部、或部分中，其可允許遠端存取晶圓處理。電腦可使系統能夠遠端存取，以監控制造操作的目前進度、檢查過去製造操作的歷史、自複數的製造或中和操作而檢查其趨勢或效能度量，以改變目前處理的參數、設定目前處理之後的處理步驟、或開始新的製程。在一些範例中，遠端電腦（例如，伺服器）可通過網路提供製程配方至系統，該網路可包含局域網路或網際網路。遠端電腦可包含使得可以進入參數及/或設定、或對參數及/或設定進行程式設計的使用者介面，然後該參數及/或設定自遠端電腦而傳達至系統。在一些範例中，控制器以資料的形式接收指令，該指令為即將於一或更多操作期間進行執行之處理步驟的每一者指定參數。應理解，參數可特定地針對待執行之製程的類型、以及控制器與之接合或加以控制之工具的類型。因此，如上所述，控制器可為分散式，例如藉由包含以網路的方式接在一起、且朝向共同之目的（例如，本文所描述之製程及控制）而運作的一或更多的分散式控制器。用於如此目的之分散式控制器的範例將是腔室上與位於遠端的一或更多積體電路（例如，在作業平臺位準處、或作為遠端電腦的一部分）進行通訊的一或更多積體電路，兩者相結合以控制腔室上之製程。

結論。將理解，本文所述的範例和實施方式僅用於說明性目的，且將向本領域技術人員建議根據其進行的諸多修改或改變。儘管為了清楚起見省略諸多細節，但是可以實施諸多設計替代方案。因此，本範例應被認為是說明性的而非限制性的，且本揭露內容不限於本文給出的細節，而是可以在本揭露內容的範圍內進行修改。

102:閥 104:泵 110:儲存器 120:線路 122:過濾器 124:接觸器 126:流量計 128:閥 130:電鍍槽 132:陰極室 134:離子電阻元件 136:隔膜 138:陽極室 140:T型管 150:收集槽 152:塔 160:線路 162:閥 164:線路 210:線路 210a~210b:線路 212~220:閥 222:線路 310:線路 312:閥 314:廢料部 401:電鍍槽 402:基板 403:基板支撐件 404:陽極 405:隔膜 406:隔膜框架 407:離子電阻元件 408:插入件 409:堰壁 410:歧管 411:歧管 412:陽極室 413:入口 414:出口 415:肋條 415:密封件 417:通道 422:歧管 434:出口 450:交叉流起始結構 460:HRVA室 642:線路 644:閥 646:閥 648:線路 654:閥 656:閥 658:線路 662:泵 664:閥 672:泵 674:流量計 676~690:閥 900:流程 910~940:區塊 1000:流程 1010~1040:區塊 1100:設備 1102~1122:模組 1142~1144:卡匣 1124:電沉積室 1126:給劑系統 1128:泵單元 1130:系統控制器 1132:處置站 1140:交接工具 1146:交接工具 1148:對準器 1150:傳送站

圖1顯示電鍍設備的流動環路的示意圖，該設備具有與電解質儲存器流體相通的複數電鍍槽。

圖2顯示根據一些實施例的電鍍設備的例示性流動環路的示意圖，其具有繞開電解質儲存器的中和沖洗線路。

圖3A顯示根據一些實施例的電鍍設備的例示性流動環路的示意圖，其具有繞開電解質儲存器的排出線路。

圖3B顯示根據一些實施例的電鍍設備的替代流動環路的示意圖，其具有繞開電解質儲存器的排出線路。

圖3C顯示根據一些實施例的電鍍設備的替代流動環路的示意圖。

圖4A顯示例示性電鍍槽的示意圖，該電鍍槽在電鍍期間利用基板表面上的交叉流和衝擊流的組合。

圖4B顯示電鍍槽中諸多硬體元件的剖面圖。

圖4C顯示電鍍槽的等距剖面圖，其包括高電阻虛擬陽極（HRVA，high resistance virtual anode）室。

圖5顯示在通道式離子電阻元件下方流經通道式離子電阻元件的流體的示意圖。

圖6A顯示根據一些實施例的電鍍設備的流動環路的示意圖，其配置用於執行電鍍槽的中和，其中每一電鍍槽設置在再循環分離陽極室（R-SAC，recirculating separated anode chamber）配置中。

圖6B顯示根據一些實施例的電鍍設備的流動環路的示意圖，其配置用於執行電鍍槽的中和，其中每一電鍍槽設置在級聯分離陽極室（C-SAC，cascade separated anode chamber）配置中。

圖6C顯示根據一些實施例的電鍍設備的流動環路的示意圖，其配置用於執行過濾器的中和。

圖7顯示根據一些實施例對R-SAC配置中的電鍍槽執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。

圖8顯示根據一些實施例對C-SAC配置中的電鍍槽執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。

圖9顯示根據一些實施例執行電鍍槽中和的例示性方法的流程圖。

圖10顯示根據一些實施例執行過濾器沖洗的例示性方法的流程圖。

圖11顯示根據一些實施例的多室電鍍設備。

102:閥

104:泵

110:儲存器

120:線路

122:過濾器

124:接觸器

126:流量計

128:閥

130:電鍍槽

132:陰極室

134:離子電阻元件

136:隔膜

138:陽極室

140:T型管

150:收集槽

152:塔

160:線路

162:閥

164:線路

210a:線路

210b:線路

212:閥

220:閥

222:線路

310:線路

312:閥

314:廢料部

Claims (30)

1. 一種電鍍設備，包括： 一儲存器，用於容納電鍍溶液； 一泵； 一或更多電鍍槽，其中該一或更多電鍍槽的每一者包括： 一陰極室；一陽極室，配置用於容納一陽極；以及一隔膜，其在該陰極室和該陽極室之間； 一進料線路，與該泵的一出口和該一或更多電鍍槽流體耦接； 一返回線路，與該一或更多電鍍槽流體耦接且亦與一或更多以下者流體耦接：（1）一儲存器返回線路，其中該儲存器返回線路與該儲存器流體耦接，（2）一旁路返回線路，其中該旁路返回線路繞開該儲存器且與該泵流體耦接，以及（3）一排出線路，其中該排出線路通往廢料部；以及 一中和填充線路，與該一或更多電鍍槽流體耦接，用於向該一或更多電鍍槽提供中和溶液。
2. 如請求項1的電鍍設備，其中該中和溶液包括去離子水。
3. 如請求項1的電鍍設備，其中該泵的該入口流體耦接於該旁路返回線路和一儲存器輸出線路。
4. 如請求項1的電鍍設備，其中該返回線路與該排出線路流體耦接，其中該中和填充線路配置用於經由該返回線路使該中和溶液循環通過該一或更多電鍍槽到該排出線路。
5. 如請求項1的電鍍設備，其中該返回線路與該旁路返回線路流體耦接，其中該中和填充線路配置用於經由該泵和該進料線路使該中和溶液循環通過該一或更多電鍍槽和該旁路返回線路。
6. 如請求項1的電鍍設備，其中該返回線路與該儲存器流體耦接，其中該中和填充線路使該中和溶液循環至該旁路返回線路或該排出線路，且繞開該儲存器。
7. 如請求項1的電鍍設備，還包括： 一排出線路，其中該排出線路與該返回線路或該進料線路流體耦接。
8. 如請求項1的電鍍設備，還包括： 一抽吸線路，其與該一或更多電鍍槽流體耦接，其中該抽吸線路包括配置用於抽吸該一或更多電鍍槽的一主體抽吸閥。
9. 如請求項8的電鍍設備，其中該一或更多電鍍槽的每一者進一步包括位於該隔膜上方的一離子電阻元件。
10. 如請求項9的電鍍設備，其中該一或更多電鍍槽的每一者進一步包括配置用於支撐該隔膜的一隔膜框架。
11. 如請求項10的電鍍設備，還包括： 一HRVA室抽吸線路，與該一或更多電鍍槽中該離子電阻元件下方的一區域流體耦接，其中該HRVA室抽吸線路包括一HRVA室抽吸閥，該HRVA室抽吸閥配置用於抽吸該離子電阻元件下方的該區域。
12. 如請求項11的電鍍設備，還包括： 一系統控制器，配置有執行以下操作的指令： （a）打開該返回線路和該儲存器之間的一排出隔離閥，以使該一或更多電鍍槽中的電解質回到該儲存器； （b）關閉該排出隔離閥，以將選擇的一或更多電鍍槽與該儲存器隔離； （c）打開該主體抽吸閥和該HRVA室抽吸閥的一者或兩者，以抽吸該選擇的一或更多電鍍槽；以及 （d）打開與該中和填充線路連接的一中和填充閥，以向該選擇的一或更多電鍍槽填充該中和溶液。
13. 如請求項12的電鍍設備，其中該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令： 重複步驟（c）和（d），直到來自該選擇的一或更多電鍍槽的一溶液的一pH達到一安全臨界值。
14. 如請求項12的電鍍設備，其中該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令： 在步驟（c）完成之後且在步驟（d）之前，在抽吸該選擇的一或更多電鍍槽之後，關閉該主體抽吸閥和該HRVA室抽吸閥；以及 在步驟（d）完成後，關閉該中和填充閥。
15. 如請求項12的電鍍設備，其中該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令： 在步驟（d）之後，打開與該返回線路和該旁路返回線路連接的一再循環閥，以使該中和溶液通過該選擇的一或更多電鍍槽進行再循環。
16. 如請求項12的電鍍設備，更包括： 一第二中和填充線路，其與該一或更多電鍍槽流體耦接，其中該第二中和填充線路包括一第二中和填充閥，該第二中和填充閥配置用於向一塔提供一第二中和溶液，該塔與該一或更多電鍍槽流體耦接；以及 一陽極室抽吸線路，其與該塔流體耦接，其中該陽極室抽吸線路包括配置用於對該塔進行抽吸的一陽極室抽吸閥，其中該系統控制器進一步配置有用於執行以下操作的指令： 在步驟（d）之後，打開該第二中和填充閥，以用該第二中和溶液填充該塔；以及 在用該第二中和溶液填充該塔後，關閉該第二中和填充閥。
17. 如請求項12的電鍍設備，其中該中和填充線進一步包括一前驅物給劑閥，用於對該一或更多電鍍槽給劑一前驅物，其中該系統控制器進一步配置有執行以下操作的指令： 在步驟（d）之前，打開該前驅物給劑閥，以對該選擇的一或更多電鍍槽用該前驅物進行給劑。
18. 如請求項17的電鍍設備，其中該前驅物包括甲基磺酸（MSA），且防止該中和溶液與該電鍍溶液混合時的沉澱。
19. 如請求項1的電鍍設備，還包括： 一系統控制器，配置有執行以下操作的指令： （a）選擇該一或更多電鍍槽的至少一者進行隔離，且用該中和溶液進行中和； （b）對該選擇之該一或更多電鍍槽的至少一者進行抽吸； （c）用該中和溶液中和該選擇之該一或更多電鍍槽的至少一者；以及 （d）在未被選擇用於隔離及中和的該一或更多電鍍槽中的一或更多晶圓上電鍍金屬，其中在進行步驟（b）-（c）的同時，電鍍金屬到該一或更多晶圓上。
20. 如請求項1的電鍍設備，該進料線路包括該泵下游的一過濾器，其中該中和填充線路配置用於向該泵提供該中和溶液，以及使該中和溶液流經該進料線路和該過濾器。
21. 如請求項20的電鍍設備，還包括： 一系統控制器，配置有執行以下操作的指令： （a）關閉與該進料線路連接的一槽隔離閥，以將該泵與該一或更多電鍍槽隔離；以及 （b）打開與該中和填充線路連接的一中和填充閥，以用該中和溶液沖洗該過濾器。
22. 一種用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，該方法包括： 將選擇的一或更多電鍍槽與該電鍍設備中配置用於容納電鍍溶液的一儲存器隔離； 抽吸該選擇的一或更多電鍍槽； 用該中和溶液填充該選擇的一或更多電鍍槽；以及 重複抽吸和用該中和溶液填充的操作，直到來自該一或更多電鍍槽的一溶液的一pH達到一安全臨界值。
23. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，其中該中和溶液包括去離子水。
24. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，其中該中和溶液包括鹼。
25. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，其中抽吸該選擇的一或更多電鍍槽包括： 打開與該選擇的一或更多電鍍槽流體耦接的一第一抽吸閥，其中該電鍍槽的每一者包括一陰極室、一陽極室、以及位於該陰極室和該陽極室之間的一離子電阻元件；以及 打開一第二抽吸閥，該第二抽吸閥與該選擇的一或更多電鍍槽中之該離子電阻元件下方的一區域流體耦接。
26. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，還包括： 用該中和溶液填充該選擇的一或更多電鍍槽之後，使該中和溶液通過該選擇的一或更多電鍍槽進行再循環。
27. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，還包括： 在隔離該選擇的一或更多電鍍槽之前，將該一或更多電鍍槽中的電解質回收到該儲存器中。
28. 如請求項22的用於中和電鍍設備中一或更多電鍍槽的方法，還包括： 在未被選擇用於隔離及中和的該一或更多電鍍槽中的一或更多晶圓上電鍍金屬，其中在抽吸及用該中和溶液填充該選擇的一或更多電鍍槽的同時，電鍍金屬到該一或更多晶圓上。
29. 一種進行過濾器沖洗的方法，該方法包括： 將一泵與一電鍍設備中的一或更多電鍍槽隔離，其中該泵配置用於從一儲存器中抽取電鍍溶液； 抽吸位於該泵下游的一過濾器，其中該過濾器與該一或更多電鍍槽流體耦接； 使用與一進料線路流體耦接的一中和填充閥，用中和溶液沖洗該過濾器；以及 重複抽吸和用該中和溶液沖洗的操作，直到來自該過濾器的一溶液的一pH達到一安全臨界值。
30. 如請求項29的進行過濾器沖洗的方法，其中該中和溶液包括去離子水。