極區(qū)。金屬濃縮物分配系統(tǒng)被配置成向一個或更多個電化學(xué)沉積模塊中的至少一個供應(yīng)金屬濃縮物的定量給料。在一些實施例中，金屬濃縮物分配系統(tǒng)可以經(jīng)由第一閥被耦接到第一栗的輸出端。
[0046]在另一種實施例中，至少一個金屬富集槽包括陽極區(qū)和陰極區(qū)。金屬富集槽包括:布置在陽極區(qū)中的可溶陽極；布置在陰極區(qū)中的惰性陰極；以及布置在陽極區(qū)與陰極區(qū)之間的至少一個離子交換膜。電源被電耦接到可溶陽極和惰性陰極，并且電源被配置成當(dāng)電流在可溶陽極與惰性陰極之間流動時從可溶陽極產(chǎn)生金屬離子。陰極電解液儲器和第一栗被配置成使陰極電解液循環(huán)通過金屬富集槽的陰極區(qū)。金屬富集循環(huán)線路和第二栗被布置成:使金屬耗減工藝電解質(zhì)從一個或更多個電化學(xué)沉積模塊中的至少一個電化學(xué)沉積模塊的處理區(qū)循環(huán)通過金屬富集槽的陽極區(qū)；以及將通過來自可溶陽極的金屬而富集的工藝電解質(zhì)供應(yīng)給一個或更多個電化學(xué)沉積模塊中的至少一個電化學(xué)沉積模塊的處理區(qū)。
[0047]在另一種實施例中，至少一個金屬富集槽包括陽極區(qū)、陰極區(qū)、以及布置在陽極區(qū)與陰極區(qū)之間的鍍覆溶液富集區(qū)。金屬富集槽包括:布置在陽極區(qū)中的可溶陽極；布置在陰極區(qū)中的惰性陰極；布置在陽極區(qū)與鍍覆溶液富集區(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。電源被電耦接至可溶陽極和惰性陰極，以當(dāng)電流在可溶陽極與惰性陰極之間流動時從可溶陽極產(chǎn)生金屬離子。陽極電解液儲器和第一栗被配置成使陽極電解液循環(huán)通過金屬富集槽的陽極區(qū)。陰極電解液儲器和第二栗被配置成使陰極電解液循環(huán)通過金屬富集槽的陰極區(qū)。金屬富集循環(huán)線路和第三栗被布置成:使金屬耗減工藝電解質(zhì)從一個或更多個電化學(xué)沉積模塊中的至少一個電化學(xué)沉積模塊的處理區(qū)循環(huán)通過金屬富集槽的金屬離子捕獲區(qū)；以及將通過來自可溶陽極的金屬而富集的工藝電解質(zhì)供應(yīng)給一個或更多個電化學(xué)沉積模塊中的至少一個電化學(xué)沉積模塊的處理區(qū)。在一些實施例中，金屬富集槽可以包括四個室。以下將對槽更詳細(xì)地進行描述。
[0048]如前所述，可以存在有各種配置和實施例。這可以包括對金屬、陽極、離子交換膜以及金屬源的各種選擇。對陽極、材料、添加物和膜的類型的選擇可以取決于特定于給定基底的特定鍍覆應(yīng)用。例如，與SnAg鍍覆相比，在執(zhí)行Cu鍍覆時可以使用不同的材料。
[0049]如上所述，電化學(xué)沉積的技術(shù)可以包括:主要EOT單元/模塊；以及一個或更多個槽，其可以產(chǎn)生各種化學(xué)品如金屬離子，以利用鍍覆工藝來協(xié)助、補給、富集等。在不同的模塊之間可以存在有各種配置。這樣的模塊協(xié)助鍍覆浴控制，并且提供可以根據(jù)特定鍍覆應(yīng)用或處理工藝的規(guī)范以各種方式進行組合的一組部件。
[0050]用于提供例如金屬離子源的補給部件可以包括金屬濃縮物產(chǎn)生器槽。圖5示出了根據(jù)實施例的金屬濃縮物產(chǎn)生器槽和相關(guān)部件的簡化示意流程圖。
[0051]參考圖5，圖示了金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001，其可以用于向鍍覆系統(tǒng)(未示出)補給電解質(zhì)成分。金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001可以是主槽的子系統(tǒng)或較大的化學(xué)處理系統(tǒng)。
[0052]在一種配置中，可以經(jīng)由膜5007和膜5008將金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001分成三個處理隔室(5002、5003和5004)。膜5007和膜5008可以包括陽離子交換膜或陰離子交換膜。三個處理隔室(5002、5003和5004)限定:陽極電解液隔室5002內(nèi)的陽極電解液區(qū)、陰極電解液隔室5004內(nèi)的陰極電解液區(qū)；以及布置在陽極電解液與陰極電解液區(qū)之間的金屬離子捕獲隔室5003內(nèi)的金屬離子捕獲區(qū)。金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001包括:布置在陽極電解液區(qū)中的金屬陽極5006 ;布置在陰極電解液區(qū)中的惰性陰極5005 ;布置在陽極電解液區(qū)與金屬離子捕獲區(qū)之間的第一膜5007;以及布置在陰極電解液區(qū)與金屬離子捕獲區(qū)之間的第二膜5008。
[0053]金屬陽極5006位于陽極電解液隔室5002內(nèi)，該金屬陽極可以是可溶陽極。在由外部電源(未示出，(+)電壓電連接)施加受控電流的情況下金屬陽極5006溶解。電源被電耦接至金屬陽極5006和惰性陰極5004，并且如果金屬陽極5006是可溶陽極，則當(dāng)電流在金屬陽極5006與惰性陰極5004之間流動時電源促進從金屬陽極5006產(chǎn)生金屬離子。此夕卜，當(dāng)金屬陽極5006可溶解時，該電源應(yīng)用導(dǎo)致金屬離子將金屬陽極5006溶解在陽極電解液隔室5002中的陽極電解液溶液。
[0054]陽極電解液隔室5002可以經(jīng)由膜5007與槽5001的其余部分分隔開。在一種實施例中，膜5007被選擇為如下材料，該材料減少輸送或者實質(zhì)上抑制或阻止金屬離子從陽極電解液隔室5002中的陽極電解液區(qū)傳送至金屬離子捕獲隔室5003中的金屬離子捕獲區(qū)。金屬離子捕獲隔室5003可以含有金屬離子耗減(MID，metal-1on depleting)溶液。金屬離子耗減溶液是預(yù)濃縮溶液，即，用于捕獲穿過膜5007的金屬離子的溶液。金屬離子耗減溶液還可以被存儲或輸送到隔室5040，這使得能夠積累來自陽極電解液隔室5002的溶解金屬離子。這還使得陽極電解液金屬離子濃度能夠增加，以得到指定的特定金屬濃度。
[0055]另外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001被耦接至陽極電解液儲器5020和第一栗5021，該第一栗5021使陽極電解液循環(huán)通過供應(yīng)線路5022到達金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001的陽極電解液區(qū)以及通過返回線路5009回到陽極電解液儲器5020。另外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001包括金屬濃縮物存儲或分配系統(tǒng)5080，該金屬濃縮物存儲或分配系統(tǒng)5080經(jīng)由第一閥被耦接到第一栗5021的輸出端并且被布置成向一個或更多個電化學(xué)沉積模塊供應(yīng)金屬濃縮物的定量給料。
[0056]金屬濃縮物儲存或分配系統(tǒng)5080可以包括金屬濃縮物儲器和定量給料系統(tǒng)，該定量給料系統(tǒng)從金屬濃縮物溶液儲器向一個或更多個電化學(xué)沉積模塊可控制地定量引入金屬濃縮物。例如，分配系統(tǒng)可以包括定量給料系統(tǒng)，該定量給料系統(tǒng)通過打開和關(guān)閉第一閥從陽極電解液儲器5020向一個或更多個電化學(xué)沉積模塊可控制地定量引入金屬濃縮物。
[0057]此外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001包括金屬離子捕獲儲器5040和第二栗5041，該第二栗5041使金屬離子捕獲溶液循環(huán)通過供應(yīng)線路5044到達金屬離子捕獲區(qū)以及通過返回線路5010到達金屬離子捕獲儲器5040。此外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001還包括陰極電解液儲器5060和第三栗5061，該第三栗506使陰極電解液循環(huán)通過供應(yīng)線路5062到達陰極電解液區(qū)以及通過返回線路5011到達陰極電解液儲器5060。
[0058]此外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001包括:再循環(huán)線路5043，其將金屬離子捕獲儲器5040耦接至陽極電解液儲器5020 ;第四栗5021，其用于將金屬離子捕獲溶液的至少一部分從金屬離子捕獲儲器5040輸送到陽極電解液儲器5020。
[0059]例如當(dāng)金屬離子濃度超過閾值時，可以定期地將金屬離子捕獲溶液輸送到陽極電解液儲器5020，并且金屬離子捕獲溶液可以被更換為具有降低的金屬離子濃度或基本上不具有金屬離子濃度的新溶液。金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001可以包括監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)被耦接至陽極電解液儲器并且被布置成測定陽極電解液溶液中的金屬離子濃度。此外，監(jiān)測系統(tǒng)可以被耦接至金屬離子捕獲儲器并且布置成測量在金屬離子捕獲溶液中的金屬離子濃度。此外，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001還可以包括化學(xué)品控制系統(tǒng)，該化學(xué)品控制系統(tǒng)被耦接至第四栗5042并且被編程為當(dāng)金屬離子捕獲溶液的金屬離子濃度處于閾值或超過閾值時將金屬離子捕獲溶液的至少一部分從金屬離子捕獲儲器5040輸送到金屬濃縮物儲器。當(dāng)制備Sn濃縮物時，閾值可以為約30g/l。
[0060]金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001可以以連續(xù)模式(與EOT鍍覆同步)或間歇模式(異步)進行操作。在任一模式下，金屬濃縮物產(chǎn)生器槽5001可以經(jīng)由導(dǎo)管5081將特殊規(guī)格的金屬濃縮物產(chǎn)物分配給給定目標(biāo)例如存儲系統(tǒng)或ECD系統(tǒng)?？梢栽谛枰獣r經(jīng)由定量給料系統(tǒng)分配金屬濃縮物產(chǎn)物從而供給ECD模塊(任何常規(guī)的ECD模塊)。可替代地，金屬濃縮物產(chǎn)物可以被分配為可以存儲(在儲器5080中)的整批(entire batch)，以供之后在給定的定量給料/進料系統(tǒng)向ECD工具供應(yīng)時使用。注意，定量給料可以是同步或異步的。
[0061]圖6A和圖6B示出了關(guān)于圖5中的系統(tǒng)的間歇模式或連續(xù)模式的簡化操作流程圖。注意，連續(xù)模式操作在初始或維修后啟動期間可能具有類間歇階段。
[0062]金屬陽極5006可以具有從各種可溶金屬或合金中選擇的組合物。例如，金屬陽極5006可以包括Sn (錫)(各種α粒子級)、Pb (鉛)(各種α粒子級)、SnPb、Cu (銅)、Ni (鎳)、Ag(銀)、Bi (鉍)等。對陽極電解液隔室5002和儲器5020中的溶液化學(xué)品的選擇取決于特定應(yīng)用和金屬。例如，在一個具有Sn的實施例中，初始的陽極電解液溶液可以主要包含甲磺酸(MSA，methanesulfonic acid)和水，其能夠可選地包括一種或更多種抗氧化劑物種。支持酸物種和濃度的選擇取決于槽反應(yīng)和預(yù)期或指定的產(chǎn)物組成。其他相容的化學(xué)品可以包括但不限于硫酸水溶液或用于Cu的MSA、以及硫酸+用于Ni的硼酸。
[0063]在所有三個槽隔室(5002、5003和5004)中的溶液是不同的，并且每個槽隔室可以用于特定目的。為了在槽內(nèi)提供容量、充分混合以及有效物質(zhì)輸送，槽5001內(nèi)的每種溶液可以以塊方式包含在各自的儲器(5020、5040和5060)中，并且經(jīng)由相應(yīng)的栗5021、5041、5061從相應(yīng)的塊儲器再循環(huán)通過槽5001。導(dǎo)管5009、5010、5022、5044和5062可以用于在各個儲器、隔室和系統(tǒng)之間輸送各種溶液?？梢詫γ總€儲器進行附加供應(yīng)(未示出)，以允許:填充充電化學(xué)物質(zhì)(根據(jù)需要，為酸、水或添加物)、抽取樣品用于分析以及經(jīng)由凈化所選擇的氣體(例如N2、Ar、空氣等)來控制氣氛。
[0064]在一些實施例中，(存儲在5003和5040中的)金屬離子耗減溶液提供了有益的結(jié)果。金屬離子耗減溶液用作兩個相關(guān)的目的。一個目的是為了保護位于陰極電解液隔室5004內(nèi)的陰極5005。在實踐中，特別是隨著產(chǎn)物金屬離子濃度的增加和H+濃度的降低，用于膜5007的材料不能阻止在電解期間100%的金屬離子從陽極電解液隔室5002迀移出來。金屬離子捕獲隔室5003中具有金屬離子耗減溶液防止了陰極5005發(fā)生不期望的金