效率會(huì)導(dǎo)致金屬離子在EOT槽的陽(yáng)極電解液側(cè)(圖2A的隔室2002和儲(chǔ)器2004)積累。可以通過不時(shí)地將陽(yáng)極電解液從儲(chǔ)器2004交叉排放(cross-bleed)到儲(chǔ)器2030中的鍍覆溶液中來緩解該積累。這可以通過導(dǎo)管2013、閥2012和導(dǎo)管2014來完成。在一些配置中，即使是該交叉排放也可能不足以使儲(chǔ)器2030和隔室2010中的鍍覆溶液中的主要金屬離子保持在目標(biāo)水平。在這樣的情況下，可以執(zhí)行從定量給料單元2018(含有金屬濃縮物1)經(jīng)由導(dǎo)管2017定量給料的補(bǔ)給。附加的定量給料單元2019、2020和2021可以提供其他金屬濃縮物和/或添加物?？梢允褂美?003使給定的陽(yáng)極電解液溶液經(jīng)由導(dǎo)管2005和導(dǎo)管2006再次循環(huán)通過EOT槽。
[0031]圖2B示出了雙隔室E⑶槽配備有不可溶陽(yáng)極2001b的實(shí)施例。在一些實(shí)例中，圖2B中的配置可以用于與圖2A中的配置的晶片鍍覆應(yīng)用相同的晶片鍍覆應(yīng)用。例如，圖2A和圖2B中實(shí)施例二者可以被用于SnAg鍍覆。這兩個(gè)實(shí)施例都具有優(yōu)于圖1的配置的共同優(yōu)點(diǎn)。雖然這兩個(gè)實(shí)施例相似，但是在圖2A與圖2B之間對(duì)陽(yáng)極的不同選擇產(chǎn)生不同的益處。通過特定示例，在一些實(shí)現(xiàn)方式(特別是Sn的鍍覆或含Sn合金的鍍覆)中，(儲(chǔ)器2004和隔室2002中的或者儲(chǔ)器2004b和隔室2002b中的)陽(yáng)極電解液可以被選擇為使得具有不同的組合物。通過具體示例，儲(chǔ)器2004中的陽(yáng)極電解液在陽(yáng)極2001電溶解時(shí)接收金屬離子，并且還可以使用交叉排放以確保所有溶解的金屬離子穿過儲(chǔ)器2030中的鍍覆溶液。定量給料單元201則用于補(bǔ)給的定量給料?？梢允褂美?008來使給定的鍍覆溶液經(jīng)由導(dǎo)管2015和導(dǎo)管2016以及通過EOT槽再循環(huán)。
[0032]與此相反，圖2B中所描繪的配備有惰性陽(yáng)極2001b的槽并不需要依靠隔室2002b中的作為金屬離子源的陽(yáng)極電解液。圖2B中的槽可以在以下方面與圖1中的槽類似地進(jìn)行操作:可以通過定量給料單元2018來輸送全部主要金屬離子供應(yīng)。對(duì)于圖2B中的槽，在一些實(shí)施例中，陽(yáng)極電解液可以由簡(jiǎn)單的酸水溶液構(gòu)成。在具體實(shí)施例中，對(duì)這樣的陽(yáng)極電解液的控制可以通過保持有針對(duì)性的酸濃度來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，可以通過溢流堰(overflow weir)和水定量給料機(jī)制(未示出)來實(shí)現(xiàn)酸控制?？梢越?jīng)由電源2007來控制電流通過EOT槽或EOT負(fù)載。
[0033]在一些實(shí)施例(包括但不限于用于Sn鍍覆或SnAg鍍覆的Sn)，來自定量給料單元2018的(可由化學(xué)供應(yīng)商預(yù)制得到的)補(bǔ)給(或主要)金屬離子濃縮物的主要來源可以由濃縮物產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)使用如圖5中所描述的模塊來取代。類似地，導(dǎo)管2015或?qū)Ч?016可以被修改成包括直接金屬溶解單元，如在圖7中所描述的那樣。
[0034]圖2A和圖2B還示出了水提取模塊2025的使用?？蛇x地，可以使用圖9中所描述的模塊，或者還可以使用簡(jiǎn)單蒸發(fā)模塊。對(duì)水提取機(jī)制的選擇可以基于(如針對(duì)圖9所述的)給定整個(gè)處理的規(guī)范。
[0035]圖3A和圖3B是根據(jù)另外的實(shí)施例的能夠用金屬富集槽操作的鍍覆槽的簡(jiǎn)化示意圖?？梢允褂缅兏膊蹃韺?duì)金屬執(zhí)行電化學(xué)沉積(ECD)，所述金屬至少部分地用從金屬富集單元定量給料的金屬來補(bǔ)給。作為示例，鍍覆槽可以包括雙隔室鍍覆槽，也就是說，在鍍覆槽內(nèi)通過膜使陽(yáng)極電解液與陰極電解液分離。在單隔室鍍覆槽中的陽(yáng)極可以是可溶陽(yáng)極或不可溶陽(yáng)極，優(yōu)選地是不可溶陽(yáng)極。
[0036]圖3A和圖3B描繪了金屬富集槽的不同實(shí)現(xiàn)方式，該金屬富集槽包括如圖7中所描述的穿透膜金屬補(bǔ)給槽。注意，示例性實(shí)施例并不限于這些附圖中所描繪的實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，還可以產(chǎn)生其他配置。
[0037]圖3A和圖3B是與三隔室穿透膜金屬補(bǔ)給槽結(jié)合操作的配備有不可溶陽(yáng)極的雙隔室ECD槽的簡(jiǎn)化示意圖。圖3A或圖3B中的配置可以用于許多應(yīng)用。例如，在正被鍍覆的金屬為Sn或含Sn合金的實(shí)施例中，圖3B中的金屬富集槽3020可以用作增強(qiáng)模塊，該增強(qiáng)模塊用于通過陽(yáng)極3022的電溶解來進(jìn)一步富集儲(chǔ)器3030中的陽(yáng)極電解液，這超出陽(yáng)極3005b的能力(這受限于在實(shí)際晶片工件3006處所消耗的總電流)。另一方面，圖3A中所示的實(shí)施例依賴于金屬富集槽3020以供應(yīng)整個(gè)溶解金屬需求。另外，雖然沒有示出，但是金屬富集槽3020或金屬富集槽的組合可以被配置成支持多個(gè)ECD槽3001或者被配置成支持更多復(fù)雜的化學(xué)鍍覆溶液。
[0038]注意，在圖3A和圖3B中，許多部件類似于先前在相關(guān)附圖中所描述的部件。例如，導(dǎo)管 3011、3012、3029a、3029b、3041、3015、3013、3051 和 3052 可以使各種相應(yīng)的溶液經(jīng)由相應(yīng)的栗3010、3032、3042和3053循環(huán)或再循環(huán)。隔室3003、3003b、3004、3024、3025和3026與相應(yīng)的儲(chǔ)器3009、3030、3040和3050共享各自的溶液。離子交換膜3008、3028和3027用于使相應(yīng)的隔室分隔開?？梢越?jīng)由電源3007和陽(yáng)極3005/3005b來控制通過EOT槽3001的電流?？梢越?jīng)由跨接在陽(yáng)極3022和陰極3023之間的電源3021來控制通過金屬富集槽3020的電流?？梢允褂媒徊媾欧爬?031來實(shí)現(xiàn)交叉排放。水提取模塊3060可以用于去除多余的水。
[0039]這些模塊的不同配置可以用于各種實(shí)施例，并且還可以與各種E⑶模塊結(jié)合以及彼此結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)多個(gè)場(chǎng)景的最優(yōu)化學(xué)控制策略。對(duì)包括鍍覆槽部件的ECD模塊的附加說明如流體攪拌、基底支持、基底密封、基底電接觸、陽(yáng)極設(shè)計(jì)、陰極設(shè)計(jì)等，交叉排放方法可以在2012年11月29日發(fā)表的題為“Electro Chemical Deposit1n andReplenishment Apparatus”的美國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)2012/0298504中找到，該專利申請(qǐng)通過引用并入本文。
[0040]另一種實(shí)施例是在一個(gè)或更多個(gè)ECD模塊中使用用于鍍覆槽管理的集成系統(tǒng)。圖4是電化學(xué)沉積模塊和化學(xué)品管理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖，該化學(xué)品管理系統(tǒng)支持用于對(duì)包括金屬合金和三金屬合金(例如SnCuAg)在內(nèi)的金屬進(jìn)行鍍覆的ECD模塊的鍍覆槽。圖4圖示了使用化學(xué)品管理系統(tǒng)控制金屬合金(如SnCuAg合金)鍍覆來鞏固前面描述的示例性實(shí)施例，作為在各種實(shí)施例的公開內(nèi)容中概括的各種部件和方案可以如何進(jìn)行組合以提供浴管理溶液(bath management solut1n)的示例。已經(jīng)選擇CuSnAg的情況來作為示例性情況，因?yàn)镃uSnAg包括三個(gè)(3個(gè))金屬成分，但是如圖4中所示的實(shí)現(xiàn)方式不限于這種情況。
[0041]圖4示出了一個(gè)或更多個(gè)EOT模塊4001操作于晶片制造設(shè)備中的實(shí)施例。雖然圖4中示出了單個(gè)ECD模塊，但是注意，還可以使用兩個(gè)或更多個(gè)ECD模塊。對(duì)于對(duì)設(shè)備晶片的鍍覆，一個(gè)或更多個(gè)E⑶模塊4001通常位于晶片制造設(shè)備(fab)的清潔室中。在一些實(shí)施例中，可以通過將許多化學(xué)控制和支持功能定位在一個(gè)或更多個(gè)ECD模塊4001下方的子晶片制造設(shè)備中來節(jié)省有價(jià)值的清潔室空間。圖4描繪了這樣的示例性系統(tǒng)的示意圖。
[0042]在圖4中，示出了包括被布置在公共平臺(tái)上的一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊4001的電化學(xué)沉積系統(tǒng)，所述一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊4001用于將一種或更多種金屬沉積在基底上。電化學(xué)沉積系統(tǒng)還包括耦接到一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊4001的化學(xué)品管理系統(tǒng)4070，并且電化學(xué)沉積系統(tǒng)被配置成向一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊4001中的至少一個(gè)提供用于沉積一種或更多種金屬的一種或更多種金屬成分(M1、M2、M3)。化學(xué)品管理系統(tǒng)4070可以位于公共平臺(tái)上，靠近電化學(xué)沉積模塊4001。公共平臺(tái)可以位于晶片制造設(shè)備層(fab floor)上，其中化學(xué)品管理系統(tǒng)4070位于子晶片制造設(shè)備層上(sub-fabfloor)。公共平臺(tái)可以包括:濕潤(rùn)區(qū)，其包括一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊；以及耦接到濕潤(rùn)區(qū)的干燥區(qū)。該公共平臺(tái)可以被配置成接收來自晶片制造設(shè)備環(huán)境的一個(gè)或更多個(gè)基底并且將一個(gè)或更多個(gè)基底移入到濕潤(rùn)區(qū)中以及從濕潤(rùn)區(qū)移出。
[0043]化學(xué)品管理系統(tǒng)4070包括:至少一個(gè)金屬富集槽4040、4050(M2、M3)，所述至少一個(gè)金屬富集槽補(bǔ)給一種或更多種金屬成分中的至少一種并且以與將一種或更多種金屬沉積到基底上同步的方式將所補(bǔ)給的金屬成分供應(yīng)給一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊4001中的至少一個(gè)；以及至少一個(gè)金屬濃縮物產(chǎn)生器槽4020 (Ml)，所述至少一個(gè)金屬濃縮物產(chǎn)生器槽產(chǎn)生一種或更多種金屬成分中的至少一種金屬成分的濃縮溶液并且以與將一種或更多種金屬沉積到基底上異步的方式將濃縮的金屬成分定量給料至一個(gè)或更多個(gè)電化學(xué)沉積模塊中的至少一個(gè)。在其他實(shí)施例中，將濃縮的金屬成分定量給料至電化學(xué)沉積模塊可以以同步方式來執(zhí)行。在一種實(shí)施例中，至少一個(gè)金屬濃縮物產(chǎn)生器槽產(chǎn)生金屬濃度超過約100g/l的濃縮溶液。在另一種實(shí)施例中，金屬富集槽補(bǔ)給一種或更多種金屬成分中的金屬濃度小于約100g/l的至少一種。
[0044]圖4中的化學(xué)品管理系統(tǒng)4070包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊可以將溶液從子晶片制造設(shè)備經(jīng)由導(dǎo)管4002、4003和/或其他供應(yīng)給EOT模塊4001。在一個(gè)示例中，可以通過經(jīng)由導(dǎo)管4021對(duì)在(如圖5中所公開的)一個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)的產(chǎn)生器槽4020中產(chǎn)生的濃縮物進(jìn)行定量給料來供應(yīng)Sn。能夠可選地使用對(duì)鍍覆溶液隔室4010的維持定量給料4090?？梢越?jīng)由(例如穿透膜)金屬富集槽4040(參見圖7和描述)來向鍍覆溶液增加Cu。還可以包括模塊4050以增加Ag(參見圖7)。可以優(yōu)選地經(jīng)由圖11中所描述的配置來除去水提取模塊4080中的水。還可以提供向協(xié)助定量給料(4090)的供應(yīng)物:添加物和水。還可以另外提供用于循環(huán)并輸送各種溶液的附加導(dǎo)管4011、4012、4013、4081和4082。
[0045]在一種實(shí)施例中，至少一個(gè)金屬濃縮物產(chǎn)生器槽限定陽(yáng)極區(qū)、陰極區(qū)、以及布置在陽(yáng)極區(qū)與陰極區(qū)之間的金屬離子捕獲區(qū)。金屬濃縮物產(chǎn)生器槽包括:布置在陽(yáng)極區(qū)中的可溶陽(yáng)極；布置在陰極區(qū)中的惰性陰極；布置在陽(yáng)極區(qū)與金屬離子捕獲區(qū)之間的第一離子交換膜；以及布置在陰極區(qū)與金屬離子捕獲區(qū)之間的第二離子交換膜。電源被電耦接到可溶陽(yáng)極和惰性陰極，并且電源被配置成當(dāng)電流在可溶陽(yáng)極與惰性陰極之間流動(dòng)時(shí)從可溶陽(yáng)極產(chǎn)生金屬離子?？梢园?yáng)極電解液儲(chǔ)器和第一栗，陽(yáng)極電解液儲(chǔ)器和第一栗使陽(yáng)極電解液循環(huán)通過金屬濃縮物產(chǎn)生器槽的陽(yáng)