用于再生离子交换剂的方法与设备以及电解处理装置.pdf

一种用于再生离子交换剂的方法与设备，该方法与设备能够方便、快速地再生一种离子交换剂，并能够使清洗该已再生的离子交换剂以及处理废液时的负荷最小。一种用于再生被污染的离子交换剂的方法包括：提供由一个再生电极与一个反电极构成的一对电极、放置在这些电极之间的一个隔板以及放置在该反电极与该隔板之间的一个要被再生的电极；以及将电压加到该再生电极与该反电极之间，与此同时，将液体供应到该隔板与该再生电极之间，而且也将液体供应到该隔板与该反电极之间。

1、  一种用于对供电解使用的离子交换剂进行再生的方法，包括：
提供一对电极和要被再生的、放置在该对电极之间的离子交换剂；以及
将电压加到该对电极之间并同时在它们之间供应液体，从而再生该离子交换剂。

2、  如权利要求1的方法，其中该液体是超纯水、纯水、具有不高于500μS/cm的导电系数的液体或者电解液。

3、  如权利要求1的方法，其中供再生的离子交换剂被放置在要被再生的离子交换剂与这些电极中的至少一个电极之间。

4、  如权利要求3的方法，其中供再生的离子交换剂有一个离子交换组，该离子交换组与要被再生的离子交换剂的离子交换组具有相同的极性。

5、  如权利要求4的方法，其中当该要被再生的离子交换剂与该供再生的离子交换剂为阳离子交换剂时，放置在该要被再生的离子交换剂这一侧的电极是一个阳极；当两者都是阴离子交换剂时，则是一个阴极。

6、  一个用于对放置在电极之上、供电解处理使用的离子交换剂进行再生的设备，包括：
再生组件，包含一个再生电极；
再生电源，被用于将电压加到该电极与该再生电极之间；以及
液体供应组件，被用于将液体供应到该电极与该再生电极之间；
其中该要被再生的离子交换剂被放置在该电极与该再生电极之间。

7、  如权利要求6的设备，其中该液体是超纯水、纯水、具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体或者电解液。

8、  如权利要求6的设备，还包括放置在该要被再生的离子交换剂与该再生电极之间的、供再生的离子交换剂。

9、  如权利要求8的设备，其中供再生的离子交换剂有一个离子交换组，该离子交换组与该要被再生的离子交换剂的离子交换组具有相同的极性。

10、  如权利要求9的设备，其中放置在该要被再生的离子交换剂这一侧的电极当该要被再生的离子交换剂与该供再生的离子交换剂为阳离子交换剂时是一个阳极，而当两者都是阴离子交换剂时是一个阴极。

11、  如权利要求6的设备，其中该要被再生的离子交换剂与该供再生的离子交换剂中至少有一种是由多种离子交换材料构成的一个薄片。

12、  如权利要求6的设备，还包括用于在该电压被加到该电极与该再生电极之间时监视该电解电流与时间以及/或者该电量的一个监视器。

13、  一种用于对被污染离子交换剂进行再生的方法，包括：
提供一个再生电极与一个反电极、放置在该再生电极与该反电极之间的一个隔板以及放置在该反电极与该隔板之间的要被再生的一种离子交换剂；以及
将电压加到该再生电极与该反电极之间，与此同时，将液体供应到该隔板与该再生电极之间，而且也将液体供应到该隔板与该反电极之间。

14、  如权利要求13的方法，其中该隔板包括离子交换剂。

15、  如权利要求14的方法，其中该隔板当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时是一种阳离子交换剂，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时则是一种阴离子交换剂。

16、  如权利要求13的方法，其中该再生电极当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时是一个阴极，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时则是一个阳极。

17、  如权利要求13的方法，其中供应到该隔板与该反电极之间的液体是超纯水、纯水或具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体。

18、  如权利要求13的方法，其中供应到该隔板与再生电极之间的液体是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，不会通过与从该要被再生的离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。

19、  一个用于对离子交换剂进行再生的设备，包括：
被彼此相对放置的一个再生电极与一个反电极；
被放置在该再生电极与该反电极之间的一个隔板；
用于将电压加到该再生电极与该反电极之间的电源；以及
用于将液体供应到该隔板与该再生电极之间以及/或者该隔板与该反电极之间的液体供应组件；
其中，要被再生的离子交换剂被放置在该隔板与该再生电极之间。

20、  如权利要求19的设备，其中该隔板包括离子交换剂。

21、  如权利要求20的设备，其中该隔板当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时是一种阳离子交换剂，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时则是一种阴离子交换剂。

22、  如权利要求19的设备，其中该再生电极当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时是一个阴极，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时则是一个阳极。

23、  如权利要求19的设备，其中供应到该隔板与该反电极之间的液体是超纯水、纯水或具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体。

24、  如权利要求19的设备，其中供应到该隔板与再生电极之间的液体是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，不会通过与从该要被再生的离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。

25、  如权利要求19的设备，还包括用于当该电压被加到该电极板与该再生电极之间时监视该电解电流与时间以及/或者该电量的一个监视器。

26、  一种电解处理装置，包括：
能够靠近或接触工件的处理电极；
用于向该工件供电的供电电极；
在该处理电极与该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；
在该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中提供离子交换剂的至少一个电极之间提供的一个再生组件；
用于将处理电压加到该处理电极与该供电电极之间的处理电源；以及
处理液体供应组件，用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。

27、  如权利要求26的电解处理装置，其中该再生组件包括：
被放置得靠近或接触该离子交换剂的隔板；
在该隔板与该处理电极和该供电电极中至少一个电极之间形成的排放部分；以及
用于将排放液体供应到该排放部分的、用于排放该离子交换剂中所含污染物的排放液体供应组件。

28、  如权利要求27的电解处理装置，其中该隔板包括一种离子交换剂。

29、  如权利要求28的电解处理装置，其中该隔板当在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂为阳离子交换剂时是一种阳离子交换剂，而当在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂为阴离子交换剂时是一种阴离子交换剂。

30、  如权利要求26的电解处理装置，其中该处理液体是超纯水、纯水或具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体。

31、  如权利要求27的装置，其中该排放液体是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，不会通过与从该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。

32、  一种电解处理装置，包括：
能够靠近或接触工件的处理电极；
用于向该工件供电的供电电极；
在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；
再生组件，包括一个再生电极与一个使排放液体在其中流过的排放部分，上述排放部分在该再生电极与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成；
用于将电压加到该处理电极与该供电电极之间的处理电源；以及
处理液体供应组件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。

33、  如权利要求32的电解处理装置，还包括该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间的以及/或者该再生电极与上述处理电极和供电电极之一之间的一个隔板。

34、  如权利要求32的电解处理装置，其中上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极的两侧提供了该隔板。

35、  如权利要求33的电解处理装置，其中上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极与该隔板接触并被支撑与固定在一个支撑装置上。

36、  如权利要求32的电解处理装置，其中上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极具有用于让该排放液体或该处理液体流过的一个通孔。

37、  如权利要求32的电解处理装置，还包括该工件与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间的一个中间电极。

38、  如权利要求37的电解处理装置，其中该中间电极与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极被连接到一个中间电源。

39、  如权利要求38的电解处理装置，其中该中间电极是未被连接到电源的一个浮动电极。

40、  如权利要求37的电解处理装置，其中该中间电极具有用于让该排放液体或该处理液体流过的一个通孔。

41、  如权利要求37的电解处理装置，其中该中间电极与离子交换剂或一个隔板层压在一起。

42、  如权利要求32的电解处理装置，其中该排放部分提供强制搅拌该排放部分内的排放液体的搅拌装置。

43、  如权利要求32的电解处理装置，还包括一台用于使该排放液体脱气的脱气器。

44、  一种电解处理方法，包括：
提供处理电极、供电电极、在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂、以及在该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中至少一个电极之间形成的再生组件；
允许该处理电极靠近或接触该工件，与此同时，从该供电电极向该工件供电；
将供电解处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间；以及
将处理电压加到该处理电极与该供电电极之间，从而同时由该处理电极进行该工件的电解处理以及由该再生组件进行该离子交换剂的再生。

45、  如权利要求44的电解处理方法，其中由该再生组件进行该离子交换剂的再生所用的方法是：使该离子交换剂中的杂质离子穿过一个隔板，将该杂质离子引入一个排放部分，而且通过供应到该排放部分的、用于排放污染物的排放液体的流动而将该杂质离子排出该系统。

46、  如权利要求45的电解处理方法，其中该隔板包括离子交换剂。

47、  如权利要求46的电解处理方法，其中该隔板当在该处理电极和该供电电极中至少上一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂为阳离子交换剂时是一种阳离子交换剂，而当在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂为阴离子交换剂时是一种阴离子交换剂。

48、  如权利要求44的电解处理方法，其中该处理液体是超纯水、纯水或具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体。

49、  如权利要求44的装置，其中该排放液体是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，不会通过与从该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。

50、  一种电解处理装置，包括：
能够靠近或接触工件的处理电极；
用于向该工件供电的供电电极；
在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；
排放液体流动通路，在该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成，并被用于让用来排放该离子交换剂中所含污染物的排放液体流过；
用于将处理电压加到该处理电极与该供电电极之间的处理电源；以及
处理液体供应组件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。

51、  如权利要求50的电解处理装置，其中在该排放液体流动通路中提供了用于支撑扁平状态的离子交换剂的支撑装置。

52、  如权利要求50的电解处理装置，其中该离子交换剂是由两层或更多层构成的多层薄片，包括由薄膜形式的一种离子交换剂构成的前表面层以及由具有高离子交换能力的弹性离子交换剂构成一个中间或背面层。

53、  如权利要求50的电解处理装置，其中该排放液体具有一个不低于50μS/cm的导电系数。

54、  如权利要求50的电解处理装置，其中一个隔板在该排放液体流动通路中被放置得靠近或接触该离子交换剂。

55、  如权利要求54的电解处理装置，其中该隔板包括一种离子交换剂。

56、  如权利要求54的电解处理装置，其中该隔板具有一个通孔。

57、  如权利要求50的电解处理装置，还包括一个用于对已经流过该排放液体流动通路以及流出该流动通路的排放液体进行再生的排放液体再生组件。

58、  如权利要求57的电解处理装置，其中该排放液体再生组件提供了与要被再生的排放液体电气隔离的液体再生电极。

59、  如权利要求58的电解处理装置，其中在一条连接该排放液体通路入口与出口的循环管线中提供了该排放液体再生组件，而且该循环管线提供了一台脱气器。

60、  一种电解处理装置，包括
能够靠近或接触工件的处理电极；
用于向该工件供电的供电电极；
在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；
排放液体流动通路，在该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成，并被用于让含有离子交换组的、用于排放污染物的排放液体流过；
用于将处理电压加到该处理电极与该供电电极之间的处理电源；以及
处理液体供应组件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。

61、  一种电解处理方法，包括：
提供处理电极、供电电极以及在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；
允许该处理电极接近或接触工件，并同时从该供电电极向该工件供电；以及
将处理电压加到该处理电极与该供电电极之间，与此同时，将用于排放污染物的、包含一个离子交换组的排放液体供应到在该离子交换剂与上述处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成的一个排放液体流动通路，而且也将供电气处理的处理液体供应到该工件与上述处理电极和供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间，从而进行该工件的处理。

用于再生离子交换剂的方法与设备以及电解处理装置
技术领域
本发明涉及一种用于再生离子交换剂的方法与设备，更特别地讲，涉及这样一种用于再生这样离子交换剂的方法与设备：该方法与设备在用来处理一块片基(譬如一块半导体晶片)表面的导电材料或者除去附着在该片基表面的杂质的电解处理中，能够用电化学方法除去该电解过程中使用的离子交换剂内所吸收的金属或其他离子，从而再生该离子交换剂。
本发明也涉及电解处理装置及方法，提供用来再生离子交换剂的设备，并可用于处理一块片基(譬如一块半导体晶片)表面的导电材料或者除去附着在该片基表面的杂质，而且本发明也涉及一种用于这种电解处理的方法。
背景技术
近年来，不再使用铝或铝合金来作为在一块片基(譬如一块半导体晶片)的表面形成互联电路的一种材料，代之而起的是，出现了一种采用具有低电阻系数及高电迁移电阻的铜(Cu)的明显倾向。铜制的相互连线通常通过将铜充填到一块片基表面的细微凹陷来形成。存在各种人所熟知的、形成这种铜制相互连线的技术，包括CVD、喷涂以及电镀。根据任何一种这样的技术，都是在一块片基的几乎整个表面上形成一层铜膜，然后通过化学机械抛光(CMP)来除去不需要的铜。
图1A至图1C按照处理步骤的顺序演示了形成这样一块具有铜制相互连线的片基W的一个示例。如图1A所示，一层绝缘膜2(譬如一层SiO₂氧化硅膜或者一层低k材料膜)被沉积到在一个半导体基片1上形成的、要在其中形成电子器件的一个半导体层1a上。在绝缘膜2上采用平板印刷/刻蚀技术形成了用于相互连接的一个接触孔3与一个沟槽4。此后，在整个表面形成一个由TaN或类似材料构成的阻挡层5，并且在阻挡层5上形成了一个籽晶层7来作为用于电镀的一个供电层。
然后，如图1B所示，在片基W的表面进行镀铜以便用铜充填接触孔3与沟槽4，同时，在绝缘膜2上沉积一层铜膜6。此后，通过化学机械抛光(CMP)除去绝缘膜2上的铜膜6与阻挡层5，以便使用作相互连线的、充填到接触孔3与沟槽4的铜膜6的表面与绝缘膜2的表面基本上处于同一个平面。于是，就形成了图1C所示的、由铜膜6构成的相互连接。
各类设备中的部件近来都变得更加精细，并要求更高的精度。随着亚微制造技术的普遍使用，材料的性质受到处理方法的极大影响。在这些情况下，在这种利用工具、采用物理方法来从工件的表面毁坏并除去它的希望部分的传统制造方法中，可能产生大量使该工件性质恶化的缺陷。所以，进行不引起材料性质恶化的处理就变得非常重要。
为了解决这一问题，已经开发了一些处理方法，譬如化学抛光、电解处理以及电解抛光。与传统物理处理不同的是，这些方法通过化学溶解反应来进行除去处理或类似处理。所以，这些方法不会由于塑性变形而产生缺陷(譬如形成一个损伤层或断层)，故而能够进行处理而不引起这些材料的性质恶化。
已经研制了一种提供离子交换剂的处理方法来作为电解处理方法。图2演示了这种电解处理方法的原理。图2表示这样的离子状态：安放在一个处理电极14上的离子交换剂12a与安放在一个供电(feeding)电极16上的离子交换剂12b被带动得与一个工件10接触或靠近，同时，一个电压经由一个电源17被加到处理电极14与供电电极16之间，液体(譬如超纯水)则由一个液体供应组件19供应到处理电极14、供电电极16与工件10之间。在这种电解处理情况下，液体18(譬如超纯水)中的水分子20通过使用离子交换剂12a、12b而被有效地离解为羟离子22与氢离子24。举例来说，如此产生的羟离子22由工件10与处理电极14之间的电场以及液体18的流动而被运载到与处理电极14相对的工件10的表面，从而工件10附近的羟离子22的密度增加，而且羟离子22与工件10的原子10a发生反应。这个反应所产生的反应产物26在液体18中被溶解，并依靠液体18沿工件10表面的流动而被从工件10上除去。于是，就实现了工件10表面的除去处理。
在利用阳离子交换剂(譬如说具有阳离子交换组的阳离子交换剂)来实现——譬如说——铜地电解处理时，铜就被该阳离子交换组俘获。由铜引起的该阳离子交换组的消耗过程使它无法继续进行该电解处理。另一方面，当铜的电解处理采用具有阴离子交换组的阴离子交换剂作为离子交换剂来实现时，就产生氧化铜的细微颗粒，而且这些颗粒会附着到该离子交换剂(阴离子交换剂)的表面。该离子交换剂上的这些颗粒能够污染要被处理的下一块片基的表面。
所以，为了克服上述缺点，要考虑再生被如此消耗或污染的离子交换剂。离子交换剂的再生在一种阳离子交换剂情况下通过用该离子交换剂俘获的离子来交换氢离子而实现，在一种阴离子交换剂情况下则通过交换羟离子而实现。
采用离子交换剂的离子交换过程被广泛应用于各种目的，譬如净化、分离与浓缩。按照常规，离子交换剂的再生在该交换剂为阳离子交换剂时是将该离子交换剂浸泡在酸溶液中，而在该交换剂为阴离子交换剂时则浸泡到碱溶液中。在阳离子交换剂已经俘获了离子，而该离子的选择系数接近氢离子的情况下(譬如俘获的是纳离子)，那么将该离子交换剂浸泡到酸溶液中，就可以在一个很短的时间内被再生。不过，如果离子交换剂俘获了具有一个高离子选择系数的离子，那么将它浸泡在酸或碱溶液中进行再生时，该再生速率非常低。此外，这样一种化学液体将以高的浓度残留在该已再生的离子交换剂中，所以需要清洗该离子交换剂。另外，还需要处理该再生过程中所使用的化学液体。
从具有表面光滑性与柔性的角度来看，要和工件接触的离子交换剂通常应具有一种薄膜形状。相应地，作为处理量的一个尺度的离子交换能力通常也很小。所以，一直采取的方法是在一种薄膜形离子交换剂与一个电极之间将具有高离子交换能力的离子交换剂制造成薄片，以使得大多数处理产物可以被吸收到该薄片部件(薄片离子交换剂)之中。即使采用这样一种薄片离子交换剂，当该处理进展到一定程度时，该薄片部件也就不再能够吸收任何处理产物。所以，该离子交换剂的更换或再生是必须的。该离子交换剂的更换通常手工进行，所以，该交换操作需要一个相当长的时间。当进行该离子交换剂的再生时，在由该传统方法进行的离子交换剂的再生运行过程中，处理必须被停止，这反过来又会影响该装置的出力。
发明内容
本发明已经考虑到该背景技术中的上述情况。所以，本发明的一个目的是提供一种用于再生离子交换剂的方法与设备，能方便、快速地再生离子交换剂，而且能够使清洗该已再生的离子交换剂以及处理废液时的负荷最小。
本发明还有一个目的是提供电解处理装置与方法，能够方便、快速地再生离子交换剂而不停止处理、能够使清洗该已再生的离子交换剂时的负荷最小、而且能够减少安装空间。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于对电解处理中所用的离子交换剂进行再生的方法，包括：提供一对电极以及安排在这些电极之间的、要被再生的离子交换剂；而且将一个电压加到这些电极之间，并同时将液体供应到它们之间，从而再生该离子交换剂。
根据这种方法，通过利用该离子交换剂作为一种固态电解质而产生的一种离子交换反应，已经被吸收到该离子交换剂中的离子会沿一个方向移动，从而使离子聚集到一个电极的附近，而且如此聚集的离子依靠这些电极之间供应的液体的流动而被从该离子交换剂中除去，从而该离子交换剂能够得以再生。
图3表示当离子交换剂为一种阳离子交换剂时，根据本发明的离子交换剂的再生原理。在阳离子交换剂的情况下，只有阳离子能够在该阳离子交换剂内电气移动或迁移。如图3所示，作为要被再生的一种离子交换剂的阳离子交换剂30a被放置在由一个阳极32与一个阴极34构成的一对电极之间。在从一个液体供应组件36向阳极32与阴极34之间供应液体的同时，一个电压由一个再生电源38加到这些电极之间。在处理该材料的过程中已经被吸收到该阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)的、属于要被处理的材料的已溶解离子M⁺以及来源于该要被处理的材料并沉积到该处理电极表面的、固态产物的离子M⁺就从阳极32这一侧向阴极34这一侧移动。如此聚集到阴极34这一侧的离子通过电镀沉淀到阴极34上，但是，一部分离子则依靠液体的流动而被从该阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)中除去。
在阴离子交换剂的情况下，只有阴离子能够在该阴离子交换剂内电气移动。于是，在阴离子交换剂的再生过程中，该阴离子交换剂中的阴离子能够聚集到该阳极这一侧，并且通过与上述相同的运行方式被除去。
该液体最好是超纯水、纯水、具有不高于500μS/cm的导电系数的液体或者是电解液。
超纯水通常是具有不高于0.1μS/cm的导电系数的一种水(这里指25℃、1atm下的导电系数)。纯水通常是具有不高于10μS/cm的导电系数的一种水。在电解处理中使用纯水能够进行一种清洁的处理而不在工件的被处理表面留下杂质，从而可以简化掉该电解处理之后的一个清洗步骤。具体地讲，在该电解处理之后只要作一步或两步清洗就足够了。
也可以使用在纯水或超纯水中添加添加剂(譬如表面活性剂)所得到的、具有不高于500μS/cm的导电系数的液体，最好是不高于50μS/cm，更好的是不高于0.1μS/cm(不低于10MΩ·cm的电阻系数)。允许工件与离子交换剂之间存在该添加剂可以防止反应物离子的局部集中，这些添加剂就起防止离子(譬如氢离子)局部集中的作用。
中性盐(譬如NaCl或Na₂SO₄)的一种水成溶液、酸(譬如HCl或H₂SO₄)或者碱(譬如氨水)都可以被用来作为该电解液，而且可以根据工件的性质来适当加以选择。
通常希望供再生的离子交换剂被放置在该要被再生的离子交换剂和这些电极中的至少一个电极之间。这样可以防止在该要被再生的离子交换剂内沿一个方向流动的离子附着到该电极，从而防止固态物质附着到该电极而污染该已再生的离子交换剂。
供再生的离子交换剂最好采用与要被再生的离子交换剂的离子交换组具有相同极性的离子交换组。这样可以使离子从一种离子交换剂移动到另一种离子交换剂。
当要被再生的离子交换剂与供再生的离子交换剂是阳离子交换剂时，放置在该要被再生的离子交换剂这一侧的电极可以是一个阳极，当两种交换剂都是阴离子交换剂时，则可以是一个阴极。
当对采用一个阳离子交换组来作为一个离子交换组的阳离子交换剂进行再生时，该阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)被放置在该对电极的阳极这一侧，而供再生的离子交换剂则被放置在该阴极这一侧。于是，如图4所示，要被再生的阳离子交换剂30a与供再生的阳离子交换剂40被插在由阳极32与阴极34构成的该对电极之间，以使得阳极32在阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)这一侧。在将液体从液体供应组件36供应到阳极32与阴极34之间的同时，从再生电源38施加一个电压。该阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)30a中的离子M⁺就移动到供再生的离子交换剂40这一侧。于是，阳离子交换剂30a就得以再生。
从另一方面讲，当对采用一个阴离子交换组来作为一个离子交换组的阴离子交换剂进行再生时，该阴离子交换剂(要被再生的离子交换剂)被放置在该对电极的阴极这一侧，而供再生的离子交换剂则被放置在该阳极这一侧。于是，如图5所示，要被再生的阴离子交换剂30b与供再生的阳离子交换剂40被插在由阳极32与阴极34构成的该对电极之间，使得阴极34在该阴离子交换剂(要被再生的离子交换剂)30b这一侧。在将液体从液体供应组件36供应到阳极32与阴极34之间的同时，从再生电源38施加一个电压。阴离子交换剂(要被再生的离子交换剂)30b中的离子X^-就移动到供再生的离子交换剂40这一侧。于是，阴离子交换剂30b就得以再生。
本发明提供了用于对被放置在一个电极上以供电解处理之用的离子交换剂进行再生的一个设备，包括：一个包含再生电极的再生组件；一个用于在该电极与该再生电极之间施加电压的再生电源；以及一个将液体供应到该电极与该再生电极之间的液体供应组件；其中，该要被再生的离子交换剂被放置在该电极与该再生电极之间。
根据该设备，要被再生的离子交换剂被放置在该电极板与该再生电极之间，一个电压被施加到该电极板与该再生电极之间，并同时将液体供应到它们之间，从而该离子交换剂能够得以再生。
最好，供再生的离子交换剂被放置在该要被再生的离子交换剂与该再生电极之间。
使该要被再生的离子交换剂与该供再生的离子交换剂如此面对面放置，就能在该电极板与该再生电极之间供应液体并施加一个电压，以便再生所说的前一种离子交换剂。
最好，该要被再生的离子交换剂与该供再生的离子交换剂中至少有一种是由多种离子交换材料构成的一块薄片。
当该要被再生的离子交换剂是由多种离子交换材料构成的一块薄片时，这多种离子交换材料(要被再生的离子交换剂)就能够被同时再生。当该供再生的离子交换剂是由多种离子交换材料构成的一块薄片时，该供再生的离子交换剂的实际离子交换剂能力就会增加，而且更多的离子交换剂(要被再生的离子交换剂)就能够被连续不断地再生。
可以提供一台监视器来监视当该电压被施加到该电极与该再生电极之间时的电解电流与时间，以及/或者电量。
离子交换剂的再生量由该电解电流与该电解时间的乘积(即电量)来决定。故而，通过利用该监视器来监视该电解电流与时间以及/或者该电量中的至少一项，就能够控制该再生量并测定再生的结束时刻。
本发明提供了另一种用于对被污染离子交换剂进行再生的方法，该方法包括：提供一个再生电极与一个反电极、一个被放置在该再生电极与该反电极之间的隔板以及被放置在该反电极与该隔板之间的要被再生的离子交换剂；以及将一个电压施加到该再生电极与该反电极之间，与此同时，将液体供应到该隔板与该再生电极之间，而且也将液体供应到该隔板与该反电极之间。
根据这种方法，通过利用该离子交换剂作为一种固态电解质而产生的一种离子交换反应，被该离子交换剂吸收的离子朝向该再生电极移动并穿过该隔板，而且已经穿过该隔板的离子依靠该隔板与该再生电极之间供应的液体的流动而被排出该系统，从而该离子交换剂能够得以再生。
该隔板最好由离子交换剂构成。希望该隔板不会阻碍来自该要被再生的离子交换剂的杂质离子的穿透迁移，也不会阻止在该隔板与该再生电极之间流过的液体(包括该液体种的离子)渗透穿到该要被再生的离子交换剂这一侧。在这一方面，离子交换剂允许阳离子或阴离子的选择性渗透穿越。可以选择一种合适的离子交换剂来作为一个隔板。另外，作为一个隔板的一种薄膜型的离子交换剂能够防止该隔板与该再生电极之间流过的液体侵入该要被再生的离子交换剂这一侧。于是，适当选择的一种薄膜型离子交换剂就能够满足对该隔板的上述要求。
在一个优选实施例中，当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时，该隔板可以是一种阳离子交换剂，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时，就可以是一种阴离子交换剂。根据这个实施例，该隔板(离子交换剂)有一个与该要被再生的离子交换剂的离子交换组具有相同极性的离子交换组。这样的一个隔板能够只允许那些来自该要被再生的离子交换剂的离子渗透，并防止该隔板与该再生电极之间流过的液体中的离子迁移到该要被再生的离子交换剂这一侧。
当该要被再生的离子交换剂为阳离子交换剂时，该再生电极可以是一个阴极，而当该要被再生的离子交换剂为阴离子交换剂时，则可以是一个阳极。
在阳离子交换剂的情况下，只有阳离子能够在该阳离子交换剂中电气移动或迁移。当对阳离子交换剂进行再生时，如图6所示，提供了一对由一个再生电极43与一个反电极44构成的电极、一个放置在这些电极之间的隔板42以及一种放置在反电极44与该隔板42之间作为要被再生的离子交换剂的阳离子交换剂41。液体A被从一个第一液体供应组件45供应到隔板42与再生电极43之间，而液体B被从一个第二液体供应组件46供应到隔板42与反电极43之间，同时，一个电压由一个再生电源47加到作为一个阴极的再生电极43与作为一个阳极的反电极44之间。该要被处理的材料的、在该材料的处理过程中已经被吸收到阳离子交换剂(要被再生的离子交换剂)41中的已溶解离子M⁺就从反电极(阳极)44这一侧向再生电极(阴极)43这一侧移动，并穿过隔板42。已经穿过隔板42的离子M⁺依靠在隔板42与再生电极43之间供应的液体A的流动而被排出该系统。于是，阳离子交换剂41就得以再生。
从另一方面讲，在阴离子交换剂的情况下，只有阴离子能够在该阴离子交换剂中电气移动或迁移。当对阴离子交换剂进行再生时，如图7所示，提供了一对由一个再生电极43与一个反电极44构成的电极、一个放置在这些电极之间的隔板42以及一种放置在反电极44与该隔板42之间作为要被再生的离子交换剂的阳离子交换剂41a。液体A被从一个第一液体供应组件45供应到隔板42与再生电极43之间，而液体B被从一个第二液体供应组件46供应到隔板42与反电极43之间，同时，一个电压由一个再生电源47加到作为一个阳极的再生电极43与作为一个阴极的反电极44之间。阴离子交换剂(要被再生的离子交换剂)41a中的已溶解离子X^-就从反电极(阴极)44这一侧向再生电极(阳极)43这一侧移动，并穿过隔板42。已经穿过隔板42的离子X^-依靠在隔板42与再生电极43之间供应的液体A的流动而被排出该系统。于是，阴离子交换剂41a就得以再生。
该隔板与该反电极之间供应的液体最好是超纯水、纯水或具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体。
该隔板与该再生电极之间供应的液体最好是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，不会通过与从该要被再生的离子交换剂中除去的离子之间的反应来形成一种难溶或不溶的化合物。
这样一种具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体因为它的低电阻而能够降低该再生系统中的功耗。此外，该液体不会通过与杂质离子之间的反应而形成一种不溶化合物(副产物)。在这一方面，如果形成了一种不溶化合物，就会附着到该隔板，从而该再生电极与该反电极之间的电阻就会改变，这样就很难控制该电解电流。这一个问题能够这样来加以防止。可以根据要被排出的杂质离子的种类来选择合适的液体。举例来说，当对用于铜的电解抛光的离子交换剂进行再生时，可以采用具有1％或更高重量浓度的硫磺酸。
本发明提供了另一个用于再生离子交换剂的设备，包括：彼此相对放置的一个再生电极与一个反电极；放置在该再生电极与该反电极之间的一个隔板；用于在该再生电极与该反电极之间施加一个电压的一个电源；以及用于在该隔板与该再生电极之间安以及/或者该隔板与该反电极之间供应液体的一个液体供应组件；其中，要被再生的离子交换剂被放置在该隔板与该反电极之间。
根据这个设备，要被再生的离子交换剂被放置在该再生电极对面，而该隔板则被插在它们之间，而且一个电压被加到该再生电极与该反电极之间，与此同时，将液体供应到该隔板与该再生电极之间，而且也将液体供应到该隔板与该反电极之间，从而该离子交换剂能够得以再生。
本发明提供了一种电解处理装置，包括：能够靠近或接触工件的一个处理电极；向该工件供电的一个供电电极；在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；在该离子交换剂与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间所提供的一个再生组件；用于将一个电压加到该处理电极与该供电电极之间的一个处理电源；以及用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间的一个处理液体供应组件。
根据这个装置，在从该供电电源向工件供电时，该处理电极被带动得靠近或接触该工件，而且用于电解处理的处理液体被供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间，同时，一个处理电压被加到该处理电极与该供电电极之间。按照上述运行方式，由该处理电极对该工件进行的电解处理以及由该再生组件对该离子交换剂进行的再生就能够同时进行。
该再生组件最好包括被放置得靠近或接触该离子交换剂的一个隔板，在该隔板与该处理电极和该供电电极中的至少一个电极之间形成的一个排放部分，以及用于将排放液体供应到该排放部分的、用来排放该离子交换剂中所含污染物的一个排放液体供应组件。
根据该再生组件，通过利用该离子交换剂作为一种固态电解质而产生的离子交换反应，在电解处理过程中被吸收到该离子交换剂中的杂质离子(譬如离子处理产物)就向该处理电极或该供电电极移动并穿过该隔板，而且这些已经穿过该隔板的杂质离子就依靠供应到该排放部分的排放液体的流动而被排出该系统，从而该离子交换剂能够被再生。
在阳离子交换剂的情况下，只有阳离子能够在该阳离子交换剂中电气移动或迁移。举例来说，当该处理电极被做成一个阴极时，就安装阳离子交换剂(离子交换)，以使它可以覆盖该处理电极的表面。如果想要再生该阳离子交换剂，就如图8右侧所示在阳离子交换剂230a与一个处理电极(阴极)232之间提供一个再生组件234a。从另一方面讲，在阴离子交换剂的情况下，只有阴离子能够在该阴离子交换剂中电气移动或迁移。举例来说，当该供电电极被做成一个阳极时，就安装阴离子交换剂(离子交换剂)，以使它可以覆盖该供电电极的表面。如果想要再生该阴离子交换剂，就如图8左侧所示在阴离子交换剂230b与一个供电电极(阳极)235之间提供一个再生组件234b。
再生组件234a、234b各包括被放置得靠近或接触该离子交换剂(阳离子交换剂230a或阴离子交换剂230b)的一个隔板238、该处理电极232或该供电电极236与隔板238之间形成的一个排放部分240、以及用于向排放部分240供应排放液体A以便排放污染物的一个排放液体供应组件242。当一个工件(譬如一块片基W)靠近或接触该离子交换剂(阳离子交换剂230a与/或阴离子交换剂230b)时，用于排放污染物的排放A就从排放液体供应组件242供应到排放部分240，而用于电解处理的处理液体B则从一个电解处理液体供应组件244供应到隔板238与该离子交换剂(阳离子交换剂230a与/或阴离子交换剂230b)之间，同时，一个电压从一个处理电源246被加到作为一个阴极的处理电极232与作为一个阳极的供电电极236之间，从而进行电解处理。
在该电解处理过程中，在阳离子交换剂230a中，被吸收到该阳离子交换剂中的离子(譬如要被处理的材料的已溶解离子M⁺)就向处理电极(阴极)232移动并穿过隔板238。已经穿过隔板238的离子M⁺依靠供应到隔板238与处理电极232之间的排放液体A的流动而被排出该系统。于是，阳离子交换剂230a被再生。如果阳离子交换剂被用作隔板238，那么隔板(阳离子交换剂)238就能够只允许来自阳离子交换剂230a的离子M⁺渗透。从另一方面讲，在阴离子交换剂230b中，阴离子交换剂230b中的离子X^-向供电电极(阳极)236移动并穿过隔板238。已经穿过隔板238的离子X^-依靠供应到隔板238与供电电极236之间的排放液体A的流动而被排出该系统。于是，阴离子交换剂230得以再生。如果阴离子交换剂被用作隔板238，那么隔板(阴离子交换剂)238就能够只允许来自阴离子交换剂230b的离子X^-渗透。
在这个实施例中，尽管单独一种液体A被用作排放污染物的液体，但也能够根据从这些离子交换剂排放的杂质离子的类型而采用若干不同的液体。
该排放液体最好是具有一个不低于50μS/cm的导电系数的液体，对在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂，该液体不会通过与从该离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。
本发明提供了另一种电解处理装置，包括：能够被带动得靠近或接触工件的一个处理电极；用于向该工件供电的一个供电电极；在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂；一个再生组件，包括一个再生电极与用于让排放液体流过的一个排放部分，该排放部分在该再生电极与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成；一个处理电源，被用于将一个处理电压加到该处理电极与该供电电极之间；以及一个处理液体供应组件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。
在图9所示的情况中，如果想只利用电极248既作为一个处理电极、也作为一个再生电极来再生离子交换剂230a，特别是在离子交换剂230a很厚时这样做，那么，在该处理过程中被该离子交换剂吸收的处理产物的数量可能很大，而且该处理可能会持续一段很长的时间。但是从另一方面讲，该电场很可能由于该处理产物或杂质的沉积、气泡的聚集等等而变化。于是，离子交换剂230a的内部微小部分的电阻就会变化，从而改变该电流值。这样会影响离子迁移的效率，而且很难实现离子交换剂230a的均匀再生。为了消除这些缺点，可以如图9所示独立提供一个处理电极232，而且置于处理电极232之下的电极248可以被用作一个专供再生的电极(再生电极)。这样会抑制电场的变化，而且能够均匀除去离子交换剂230a内聚集的离子处理产物(杂质离子)等等。
更具体地讲，在处理电极232上与离子交换剂(阳离子交换剂)230a相反的一侧提供了一个再生组件234c，该组件包括再生电极248以及再生电极248与处理电极232之间形成的、供排放液体(液体A)流过的一个排放部分240a。一个再生电压由一个再生电源249加到处理电极232与再生电极248之间，从而强使一个电流从其间通过。离子交换剂230a的再生能够以这种方法实现。由于需要CC(恒流)或CV(恒压)控制，所以一个处理电源通常很贵。从另一方面讲，一个再生电源不需要这种控制，所以能够采用一个较便宜的电极来作为再生电极249。
在一个优选实施例中，该电解处理装置还包括该离子交换剂与该处理电极和供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间以及/或者该再生电极与该处理电极和该供电电极之一之间的一个隔板。根据这个实施例，在该离子交换剂中吸收的离子处理产物(杂质离子)等向该处理电极或该供电电极移动并穿过该隔板。已经穿过该隔板的杂质离子被供应到该排放部分的排放液体吸收，并依靠该排放液体的流动而被排出该系统。于是，该离子交换剂能够以连续的方式得以净化(再生)。
该隔板最好在该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极的两侧提供。举例来说，在该处理电极的两个表面可以提供两个隔板。在这种情况下，即使当这些隔板由于施加到工件的压力、处理液体的压力以及排放液体的压力而承受压差时，该隔板也能够由于受该电极的支撑而被长期使用、且不会产生变形或断裂。如果一个隔板由于原因而断裂，另一个隔板也能够防止该排放液体流出并进入该处理液体这一侧，所以能够防止该排放液体(通常是电解液)接触该工件。
最好，该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极与该隔板接触，而且被支撑并被固定在一个支撑装置上。根据这个实施例，该隔板的定位与固定能够通过在支撑物上支撑并固定该处理电极而被自动进行。这样就消除了为固定该隔板而单独提供结构的需要。
最好，该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极具有供该排放液体或该处理液体流过的通孔。来自该离子交换剂的离子处理产物(杂质离子)等穿过——譬如说——该处理电极中提供的通孔，并到达该排放部分。举例来说，这样一个通孔可以采用一个网眼电极来提供。
最好，该电解处理装置还包括该工件与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间的一个中间电极。提供该中间电极就能够按步进方式改变该电位，而且也能够使该电场均衡并稳定。
该中间电极与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极最好被连接到一个中间电源。这样可以按步进方式来改变该电压，而且也能够使该电场均衡并稳定。希望从该中间电源施加的电压小于该总体电压(供再生的电压)。
该中间电极可以是不被连接到电源的一个浮动电极。即使一个浮动电极也能够按步进方式来改变该电压并稳定该电场。
最好，该中间电极具有一个用于让该排放液体或该处理液体流过的通孔。来自该离子交换剂的离子处理产物(杂质离子)等等穿过该中间电极中提供的(这些)通孔并到达该排放部分。这样一种通孔可以——譬如说——采用网眼电极来提供。
该中间电极可以与离子交换剂或一个隔板一起被制成薄片。用这样的方法增加该中间电极的数量，就能够更均匀地按步进方式改变该电位。
最好，该排放部分提供一个用于强制搅拌该排放部分中的排放液体的搅拌装置。强制搅拌该排放部分中的排放液体能够防止电解处理时聚集在该处理电极表面的气泡(铜的除去处理中的氢气泡)附着到该隔板及电极并在它们上面增大，从而能够防止增大的气泡对形成一个均匀电场构成障碍。此外，该强制搅拌能够降低要被排放的离子在该隔板附近的离子浓度，从而防止这些离子对该离子交换反应构成障碍。
最好，该电解处理装置还包括一台用于从该排放液体中除去气泡的脱气器。如上所述，气泡在电解处理中生成。这样就增加了已经流入该排放部分并被排出该排放部分的排放液体中的溶解气体的浓度。提供一台从已经流出该排放部分的排放液体中除去气泡的脱气器，就能够重新利用该排放液体。举例来说，可以使用一个脱气薄膜型的脱气室来作为该脱气器，采用这种脱气室的脱气过程是这样实现的：一种要被处理的液体(排放液体)被引入一个液体不可渗透的空心纤维薄膜，降低该薄膜的外部压力就会从该液体中除去气泡。该排放液体可以按批处理方式或者按照循环方式被重新利用。
本发明提供了一种电解处理方法，包括：提供一个处理电极、一个供电电极、在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂、以及在该离子交换剂与该处理电极和该供电电极中的至少一个电极之间形成的一个再生部件；允许该处理电极靠近或接触该工件，同时从该供电电极向该工件供电；将处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间；以及在该处理电极与该供电电极之间加一个处理电压，从而同时进行由该处理电极对该工件的电解处理以及由该再生组件对该离子交换剂的再生。
本发明还提供了另电解处理装置，包括：能够靠近或接触工件的一个处理电极；用于向该工件供电的一个供电电极；在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂；在该离子交换剂与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成的一个排放液体流动通道，被用于让用来排放该离子交换剂中所含污染物的排放液体流过；用于将一个处理电压加到该处理电极与该供电电极之间的一个处理电源；以及一个处理液体供应部件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。
根据该电解处理装置，作为被溶解离子(杂质离子)的处理产物在电解处理的早期阶段被该离子交换剂吸收，而当该离子交换剂的离子交换能力达到它的极限时，该离子处理产物(杂质离子)能够被在该离子交换剂与该电极之间形成的排放液体流动通道中流过的排放液体所吸收，从而该离子交换剂能够得以再生。这样，该装置就能够消除或者至少减少该消耗组分的交换。
最好，在该排放液体流动通道中提供一个支撑装置来支撑处于扁平状态的离子交换剂。提供这样一种支撑装置就能够使用具有薄膜形式的离子交换，并能够使该离子交换剂与工件柔性接触。为适应工件的要被处理的表面由于该工件的尺寸、该工件与该离子交换剂之间的相对运动等引起的变化，必须有这种柔性。
该离子交换剂最好是由两层或更多层构成的多层薄片，这包括由薄膜型离子交换剂构成一个前表面层以及由具有高离子交换能力的弹性离子交换剂构成的一个中间或后表面层。尽管该表面层离子交换剂的离子交换能力可能很小，但这样一种薄片由于存在该中间或后表面离子交换剂而能够具有增加的总体离子交换能力。而且，由于这种弹性，该薄片就能够防止该工件在电解处理中被施加额外压力时遭到损坏。
最好，该电解处理装置还包括用于对已经流过该排放液体流动通道并流出该流动通道的排放液体进行再生的一个排放液体再生组件。这样能够重新利用该排放液体，从而降低该装置的运行成本。
该排放液体再生组件最好提供一个与要被再生的排放液体电气隔离的液体再生电极。使用这样一个液体再生电极能够有效地再生该排放液体并同时防止短路。
最好，在连接该排放液体通道的入口与出口的循环管线上提供该排放液体再生组件，而且该循环管线提供一台脱气器。这样就使该排放液体能够在处理过程中进行循环。
本发明还提供了另电解处理装置，包括：能够靠近或接触工件的一个处理电极；用于向该工件供电的一个供电电极；在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的离子交换剂；在该离子交换剂与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成的一个排放液体流动通道，被用于让排放污染物的、包含一个离子交换组的排放液体流过；用于将一个处理电压加到该处理电极与该供电电极之间的一个处理电源；以及一个处理液体供应部件，被用于将供电解处理的处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间。
包含一个离子交换组的排放液体的示例可以包括本身具有流动性的离子交换剂以及通过将具有高离子交换能力的离子交换剂研磨成粉并将该研磨后的产物与液体(譬如纯水)混合所得的一种液体。
此外，本发明提供了另一种电解处理方法，包括：提供一个处理电极、一个供电电极以及在该处理电极和该供电电极中至少一个电极的工件一侧的表面上提供的一种离子交换剂；使该处理电极能够靠近或接触工件，同时从该供电电极向该工件供电；以及将一个处理电压加到该处理电极与该供电电极之间，同时将包含一个用于排放污染物的离子交换组的排放液体供应到在该离子交换剂与该处理电极和该供电电极中提供该离子交换剂的至少一个电极之间形成的一个排放液体流动通道，而且也将供电解处理的处理液体供应到该工件与该处理电极和该供电电极中存在该离子交换剂的至少一个电极之间，从而进行该工件的处理。
根据以示例方式并接合演示本发明的所附附图而作的如下说明，本发明的上述以及其他目的、特性及优点将会变得显而易见。
附图说明
图1A至图1C是按照处理步骤顺序来说明形成铜制相互连线的一个示例的示意图；
图2是表示利用离子交换剂进行电解处理的原理的示意图；
图3是表示通过将要被再生的离子交换剂放置在根据本发明的一对电极之间而进行的该离子交换剂的再生的原理的示意图；
图4是表示通过将要被再生的离子交换剂(阴离子交换剂)与供再生的离子交换剂放置在根据本发明的一对电极之间而进行的该离子交换剂的再生的原理的示意图；
图5是表示通过将要被再生的离子交换剂(阳离子交换剂)与供再生的离子交换剂放置在根据本发明的一对电极之间而进行的该离子交换剂的再生的原理的示意图；
图6是表示根据本发明进行的、阳离子交换剂的再生的原理的示意图；
图7是表示根据本发明进行的、阴离子交换剂的再生的原理的示意图；
图8是表示由根据本发明的一个离子再生设备所进行的电解/再生的原理的示意图；
图9是表示由根据本发明的另一个离子再生设备所进行的电解/再生的原理的示意图；
图10是电解处理装置的剖面图，该装置提供了根据本发明实施例的一个离子交换剂再生设备，该图表示该装置在电解处理时的状态；
图11是图10的平面视图；
图12是电解处理装置的剖面图，该装置提供了根据本发明实施例的一个离子交换剂再生设备，该图表示该装置在再生离子交换剂时的状态；
图13是图12的平面视图；
图14是表示提供图10至图13所示的电解处理装置的一个片基处理装置的布局的示意图；
图15是电解处理装置的剖面图，该装置提供了根据本发明另一个实施例的一个离子交换剂再生设备，其中实线表示电解处理时的装置，而虚线表示再生时的装置；
图16是图15的平面视图；
图17是电解处理装置的主体部分的剖面图，该装置提供了根据本发明又一个实施例的一个离子交换剂再生设备；
图18是电解处理装置的剖面图，该装置提供了根据本发明又一个实施例的一个离子交换剂再生设备，该图表示该装置在电解处理时的状态；
图19是电解处理装置的剖面图，该装置提供了根据本发明又一个实施例的一个离子交换剂再生设备，该图表示该装置在对离子交换剂进行再生时的状态；
图20是根据本发明又一个实施例的电解处理装置的剖面图，表示该装置在电解处理时的状态；
图21是图20所示的电解处理装置的主体部分的放大视图；
图22是根据本发明又一个实施例的电解处理装置的剖面图，表示该装置在电解处理时的状态；
图23是图22所示的处理电极部件的放大视图；
图24A与图24B是表示其他处理电极部件的放大视图；
图25是根据本发明的另一个再生组件的剖面图；
图26是系统图，表示提供图25的再生组件的、排放液体的一个循环系统；
图27是根据本发明又一个实施例的电解处理装置的平面图；
图28是图27的电解处理装置的纵向剖面图；
图29A是图27的电解处理装置中提供的一个防旋转机构的平面图，而图29B是沿图29A的A-A线所取的剖面图；
图30A是图27与图28的电解处理装置的再生组件中离子交换剂的透视图，图30B是同一个再生组件中的一个电极(处理电极)的透视图，而图30C则是在该离子交换剂被安放在该电极上时该离子交换剂与该电极的透视图；
图31是表示提供图30A至30C的再生组件的、排放液体的一个分配系统的系统图；
图32是表示提供图30A至30C的再生组件的、排放液体的一个循环系统的系统图；
图33是具有根据本发明的又一个再生组件的一个电极组件的剖面图；
图34是图33的再生系统的主体部分的放大视图；
图35是图33与图34所示的再生组件的一个变体的主体部分放大视图；
图36是根据本发明又一个实施例的电解处理装置的平面视图；
图37是图36的电解处理装置的右侧视图；以及
图38是图36的电解处理装置的主体部分的放大视图。
具体实施方式
现在参考附图来说明本发明的几个优选实施例。尽管下面加以说明的实施例涉及在电解处理装置(电解抛光装置)中的应用，这种应用采用一块片基作为一个要被处理的工件并除去(抛光)该片基表面形成的铜，但很自然，本发明也适用于其他工件以及其他电解过程。
图10至图13表示电解处理装置48a，具有根据本发明的一个第一实施例的、离子交换剂的一个再生设备。这个电解处理装置48a包括一个片基固定装置52，被支撑于能够在枢轴上水平转动的一个轴枢臂50的自由端以便用它朝下的前表面吸取并固定片基W(所谓的“朝下”方式)；一个盘状电极组件60，由绝缘材料制造并被置于片基固定装置52之下；以及一个再生组件64，被支撑于能够在枢轴上水平转动的一个枢轴臂62的自由端以供对离子交换剂58进行再生。电极组件60具有嵌入其中的扇形处理电极54与供电电极56，按照使它们的表面(上面)袒露的方式被交替放置。薄膜形的离子交换剂58被安放在电极组件60的上表面，以便覆盖处理电极54与供电电极56的表面。与由片基固定装置52加以固定的片基W的直径相比，该实施例使用的电极组件具有稍长的直径，以使片基W的整个表面可以通过让电极组件60作迂回移动而接受电解处理，该实施例使用这样一个电极组件只不过是作为具有处理电极54与供电电极56的电极组件60的一个示例。
离子交换剂58可以是具有一个阴离子交换组或一个阳离子交换组的无纺布。一种阳离子交换剂最好携带一个强酸阳离子交换组(硫磺酸组)；不过，也可以使用携带一个弱酸阳离子交换组(羟基组)的一个阳离子交换组。尽管一种阳离子交换剂最好携带一个强基本阴离子交换组(四元铵组)，但也可以使用携带一个弱基本阴离子交换组(三元或更低元的氨基组)的一种阴离子交换剂。举例来说，携带一个强基本阴离子交换组的无纺布能够通过如下方法制备：使具有20-50μm纤维直径及90％孔隙率的一种聚烯烃无纺布经受辐射枝接聚合作用，这包括γ射线对该无纺布的照射以及随后的枝接聚合作用，从而引入枝接链；然后，使如此引入的这些枝接链被氨化以便向其中引入四元胺组。被引入的离子交换剂组的能力可以由所引入的枝接链的数量来决定。该枝接聚合作用可以采用单体(譬如丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯磺酸钠或氯甲基苯乙烯)来进行。这些枝接链的数量能够通过调节该单体浓度、该反应温度以及该反应时间来控制。于是，枝接度(即无纺布在枝接聚合作用后的重量与该无纺布在枝接聚合前的重量的比)能够达到它的最大值500％。结果，枝接聚合后所引入的离子交换组的能力能够达到它的最大值5meq/g。
携带一个强酸阳离子交换组的无纺布能够通过如下方法制备：如同携带一个强基本阴离子交换组的情况一样，使具有20-50μm纤维直径及90％孔隙率的一种聚烯烃无纺布经受所谓的辐射枝接聚合作用，这包括γ射线对该无纺布的照射以及随后的枝接聚合作用，从而引入枝接链；然后，如此引入的这些枝接链采用加热的硫磺酸进行处理以便向其中引入硫磺基组。如果对这些枝接链采用加热的磷酸进行处理，那么就能够引入磷酸盐组。该枝接度能够达到它的最大值500％，如此引入的离子交换组的能力在枝接后能够达到它的最大值5meq/g。
离子交换剂58的基底材料可以是聚烯烃，譬如聚乙烯或聚丙烯，或者是任何其他有机聚合物。此外，除了无纺布的形式之外，该离子交换剂可以具有机纺布、一块薄板、多孔材料、短纤维或网状物等形式。
当采用聚乙烯或聚丙烯来作为基底材料时，枝接聚合可以通过首先将辐射线(γ射线或电子束)照射到该基底材料来实现(预照射)，从而产生游离基，然后使该游离基与单体进行反应，从而能够获得具有很少杂质的均匀枝接链。另一方面，如果采用聚烯烃之外的有机聚合物来作为该基底材料，那么游离基聚合作用就可以通过用单体注入该基底材料并将辐射线(γ射线、电子束或UV射线)照射到该基底材料来实现(同时照射)。尽管这种方法不能提供均匀的枝接链，但它适用于种类广泛的基底材料。
利用液体可以流过的、具有一个阴离子交换组或一个阳离子交换组的、由无纺布构成的离子交换剂58，就能够使得纯水或超纯水，或者液体(譬如电解液)在该无纺布内自由移动，而且在该液体中的离子与该离子交换剂的离子交换组之间很容易发生该离子交换反应。
当离子交换基58只具有阴离子交换组与阳离子交换组中的一种时，对可电解处理的材料就会附加限制，此外，很可能由于该极性而形成杂质。为了解决这个问题，离子交换剂58可以具有这样一种结构：其中，具有一个阴离子交换组的若干阴离子交换剂与具有一个阳离子交换组的若干阳离子交换剂被同心放置来构成组合结构。这些阴离子交换剂与这些该阳离子交换剂可以被重叠放置在该片基的要被处理的表面上。也可以将这些阴离子交换剂与这些阳离子交换剂中的每一个造成一个扇面的形状并交替放置。另一种方法是，离子交换剂58本身既可以携带一个阴离子交换组也可以携带一个阳离子交换组。这种离子交换剂可以包括阴离子交换组与阳离子交换组随机分配的两性离子交换剂、阴离子交换组与阳离子交换组分层排列的双极性离子交换剂以及含有阴离子交换组的部分与含有阳离子交换组的部分在厚度方向上平行排列的镶嵌式离子交换剂。顺便提一下，当然也可以根据要被处理的材料来选择使用具有一个阴离子交换组的离子交换剂或者具有一个阳离子交换组的离子交换剂来作为离子交换剂58。
枢轴臂50被连接到一个枢轴72的上端，枢轴臂50经由一个滚珠丝杠68、受一台用于垂直移动的电动机66的驱动而上下移动，枢轴72受一台枢轴电动机70的驱动而转动。片基固定装置52被连接到一台用于旋转的电动机74，该电动机被安装在枢轴臂50的自由端，而且能够受用于旋转的电动机74的驱动而旋转。
电极组件60被直接连接到一台空心电动机76，而且能够受空心电动机76的驱动而作迂回移动(平移旋转运动)。在电极组件60的中央部分制造了用作供应纯水(最好是超纯水)的一个纯水供应部分的一个通孔60a。通孔60a被连接到一条纯水供应管线80，在空心电动机76的内部经由在一个曲柄轴78内部形成的一个通孔78a垂直延伸，该曲柄轴被直接连接到空心电动机76的一根驱动轴来实现迂回移动。纯水或超纯水通过通孔60a、而且经由具有水吸收性质的离子交换剂58被供应到片基W的整个处理表面。
本文中纯水是指具有不高于10μS/cm的导电系数的水，而超纯水指具有不高于0.1μS/cm的导电系数的水。代替纯水的是，可以采用具有不高于500μS/cm的导电系数的液体或采用任何电解液。通过在处理过程中供应这样一种处理液体，就能够消除处理过程中的不稳定因素(譬如处理产物与被溶解气体)，而且能够以良好的再现性来均匀地实现处理。
根据这个实施例，多个扇形电极板82沿圆周方向被放置在电极组件60的表面，一个电源86的阴极与阳极经由一个控制箱84被交替地连接到电极板82。连接到电源86的阴极的电极板82成为处理电极54，而连接到电源86的阳极的电极板82则成为供电电极56。举例来说，这适用于铜的处理，因为铜的电解处理在阴极这一侧进行。根据要被处理的材料，该阴极侧可以是一个供电电极，而阳极侧可以是一个处理电极。更具体地讲，当该要被处理的材料是铜、钼、铁等时，电解处理在阴极侧进行，所以，被连接到电源86的阴极的电极板82将会是处理电极54，而被连接到电源86的阳极的电极板82将会是供电电极56。另一方面，在铝、硅等的情况下，电解处理在阳极这一侧进行。故而，被连接到该电源阳极的电极板将会是处理电极，而被连接到该电源阴极的电极板将会是供电电极。
在电极组件60的圆周方向上如此隔离并交替地放置处理电极54与供电电极56，就不需要向该片基的导电膜(要被处理的部分)进行供电的固定供电部分，而且可以对该片基的整个表面进行处理。此外，以脉冲方式改变正负，电解产物就能够被溶解，而且能够由于处理的多次重复而提高被处理表面的平坦程度。
对于处理电极54与供电电极56，由于电解反应而引起它们的氧化与溶解通常是一个问题。考虑到这一点，最好采用碳、相对不活泼的贵金属、导电氧化物或导电陶瓷来作为供电电极56的基底材料，而不是采用被广泛用作电极的金属或金属化合物。举例来说，贵金属基的电极可以是在一个钛电极上电镀或喷涂铂或铱、然后在高温下对该镀涂电极进行烧结以便稳定并强化该电极所获得的一个电极。陶瓷产品通常通过对有机原材料进行热处理来获得，而且可以采用不同原材料(包括金属与非金属的氧化物、碳化物与氮化物)来制造具有不同性质的陶瓷产品。在这些材料中，存在若干具有导电系数的陶瓷材料。当一个电极被氧化时，该电阻值通常会增加而引起所加的电压的增加。不过，通过采用非氧化材料(譬如铂)或采用导电氧化物(譬如氧化铱)来保护一个电极的表面，就能够防止由于一个电极的基底材料的氧化所引起的电阻增加。
在采用具有阳离子交换组的阳离子交换剂作为离子交换剂58来进行铜的电解处理时，离子交换剂(阳离子交换剂)58的离子交换组的相当大的部分在该处理之后都会被铜占据，这使得下一次处理的处理效率下降。另一方面，在采用具有阴离子交换组的阴离子交换剂作为离子交换剂58来进行铜的电解处理时，会产生铜氧化物的细小颗粒，而且这些颗粒会附着到离子交换剂(阴离子交换剂)58的表面。该离子交换剂上的这些颗粒能够污染下一个要被处理的片基的表面。提供再生组件64来再生这样一种被消耗或被污染的离子交换剂58，就能消除了上述缺陷。再生组件64被安装在枢轴臂62的自由端，而该枢轴臂则与受一台旋转电动机88的驱动而转动的一根枢轴90的上端连接。再生组件64包括一个再生电极固定装置94、表面朝下并由再生电极固定装置94加以固定的一个盘状再生电极96、以及覆盖再生电极96的整个表面(下表面)的供再生的离子交换剂98。再生电极96被设计得足够大，即使在一个电极组件60进行迂回移动时，也大得完全覆盖整个电极部件60。通过枢轴臂62的旋转，再生电极96移动到一个能覆盖电极组件60整个表面的位置。在那个位置上，离子交换剂98能够靠近或接触离子交换剂58上覆盖电极板82的表面(上表面)，而电极板82包括电极组件60的处理电极54与供电电极56。
再生电极96要用一根导线100并借助一个控制箱84电气连接到电源86的电极中的一个(譬如阴极)，同时，由处理电极54与供电电极56构成的电极板82则要被电气连接到电源86的另一个电极(譬如阳极)。这样就构成一个再生电源102。
供再生的离子交换剂98与安放在电极组件60上的、要被再生的离子交换剂58具有相同类型的离子交换组。就是说，当具有一个阳离子交换组的阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，阳离子交换剂也被用来作为供再生的离子交换剂98。当具有一个阴离子交换组的阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，阴离子交换剂也被用来作为供再生的离子交换剂98。在如上所述借助控制箱84并经由导线100将再生电极96连接到电源86的一个电极、同时将由处理电极54与供电电极56构成的电极板82连接到电源86的另一个电极时，就完成了如下的控制：离子交换剂98这一侧的电极(即再生电极96)将会具有与离子交换剂58、98的极性相反的极性。于是，当以一个阳离子交换组作为一个离子交换组的阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，就完成了如下的控制：再生电极96将会成为一个阴极，而电极板82将会成为一个阳极。相反，当阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，再生电极96将会成为一个阳极，而电极板82将会成为一个阴极。
下面说明由该片基处理装置进行的片基处理(电解处理)以及再生处理。
首先，如图10与图11所示，一块片基W由电解处理装置48a的片基固定装置52吸取并加以固定，而且片基固定装置52被枢轴臂50移动到正对电极组件60上方的处理位置。然后，片基固定装置52受用于垂直运动的电动机66的驱动而下降，以使由片基固定装置52所固定的片基W接触或靠近安放在电极组件60的上表面的离子交换剂58的表面。
然后，经由控制箱84，一个给定电压从电源86被加到处理电极54与供电电极56之间，同时，片基固定装置52被转动，而且电极组件60进行迂回移动。具体地讲，离子交换剂58与电极组件60彼此接触或靠近，并且相对运动。电极组件60可以作旋转而不作迂回移动。此外，离子交换剂58与电极组件60中的一个可以被移动。同时，纯水或超纯水通过通孔60a从电极组件60的下方被供应到它的上表面，从而将纯水或超纯水注入处理电极54、固定电极56与片基W之间的空间。从而，举例来说，如图1B所示在片基W上形成的铜薄膜6的电解处理就通过该离子交换剂中产生的电解反应与离子移动而得以实现。更具体地讲，通过使纯水或超纯水在离子交换剂58中流动，就能够有效地增强电解处理。
在完成该电解处理之后，电源84经由控制箱84解除与处理电解54及供电电极56的连接，片基固定装置52的旋转与电极组件60的迂回移动就停止。此后，片基固定装置52被提升、枢轴臂50被转动，被处理片基W则被传送到下一道工序。
这个实施例表示向电极组件60与片基W之间的空间供应纯水(最好是超纯水)的情况。在电解处理中使用不含电解质的纯水或超纯水能够防止额外的杂质(譬如电解质)附着到以及遗留在片基W的表面。此外，在电解处理过程中溶解的铜离子等会立即通过该离子交换反应而被离子交换剂58俘获。这样能够防止被溶解的铜离子等重新沉积在片基W的其他部分，或者防止它们被氧化而成为污染片基W表面的细小颗粒。
超纯水具有高电阻系数，所以一个电流很难流过。缩短该电极与工件之间的距离或在该电极与工件之间插入该离子交换剂可以降低该电阻。此外，电解液在与多种电解液混合使用时能够进一步降低该电阻并降低功耗。在使用电解液来进行电解处理时，工件上经受处理的部分的范围是略为超过该处理电极面积的一个更广的区域。从另一方面讲，在组合使用超纯水与离子交换剂的情况下，由于几乎没有电流流过超纯水，所以电气处理只在工件上与该处理电极及该离子交换剂的面积相等的区域内进行。
能够使用将电解质加到纯水或超纯水所获得的电解液来代替纯水或超纯水。使用这样一种电解液能够进一步降低该电阻并降低该功耗。中性盐(譬如NaCl或Na₂SO₄)的溶液、酸(譬如HCl或H₂SO₄)的溶液或者碱(譬如氨水)的溶液可以被用来作为该电解溶液，这些溶液可以根据该工件的性质而选择使用。在使用该电解溶液时，最好在片基W与离子交换剂58之间提供一个微小的空隙，以使它们彼此互不接触。此外，也能够使用通过将表面活性剂等加到纯水或超纯水中所获得的、具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体来代替纯水或超纯水，该导电系数最好不高于50μS/cm，更好的是不高于0.1μS/cm(不低于10MΩ·cm的电阻系数)。由于在纯水或超纯水中存在表面活性剂，所以该液体能够在片基W与离子交换剂58的界面上形成其作用为禁止离子均匀迁移的一个层，从而减小离子交换(金属溶解)的浓度以便提高该被处理表面的平坦程度。希望该表面活性剂的浓度不高于100ppm。在导电系数值太大时，电流效率就降低，处理速率就下降。使用具有一个不高于500μS/cm，最好不高于50μS/cm，但更好是不高于0.1μS/cm的导电系数的液体就能够保持希望的处理速率。
如果为了提高该处理速率而使一个电压上升来增加电流密度，那么在该电极与该片基(要被处理的工件)之间的电阻大时就能够产生放电现象。放电的产生会导致该工件表面的前后震动，这样就不能够形成均匀平坦的被处理表面。相反，由于离子交换剂58与片基W接触时电阻很小，就能够避免产生放电现象。
然后，在希望的时刻，譬如说在经过了预定时间之后或者在处理了预定数量的片基之后，一直在该电解处理中被使用的离子交换剂58就接受再生处理。现在参考与12与图13来说明该再生处理。
首先，片基固定装置52从上述电极组件60退回，然后枢轴臂62被转动而将再生组件64移动到电极组件60的上方，以使再生组件64的供再生的离子交换剂98的下表面被带动得靠近或接触要被再生的、安放在电极组件60的上表面的离子交换剂58的上表面。
借助控制盒84，电源86的一个电极(譬如说阴极)被连接到再生电极96，而另一个电极(譬如说阳极)则被连接到由处理电极54与固定电极56构成的电极板82，从而将一个电压加到再生电极96与电极板82之间，与此同时，电极组件60能够进行迂回移动。同时，纯水或超纯水从电极组件60的下方通过通孔60a被供应到电极组件60的上表面，以便用纯水或超纯水注满再生电极96与电极板82之间的区域，从而使要被再生的离子交换剂58与供再生的离子交换剂98被浸入纯水或超纯水。
如上所述，一旦完成了电气连接，就会借助控制箱84实现如下的控制：离子交换剂98这一侧的电极(即再生电极96)将会具有与离子交换剂58、98的极性相反的极性。于是，当阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，再生电极96将会成为一个阴极，而电极板82将会成为一个阳极。相反，当阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，再生电极96将会成为一个阳极，而电极板82将会成为一个阴极。
按照上述运行方式，通过利用离子交换剂58、98作为一种固态电解质所进行的离子交换反应，要被再生的离子交换剂58中的离子就被移动到供再生的离子交换剂98。于是就实现了离子交换剂58的再生。当阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，要被再生的离子交换剂58中所吸收的阳离子就移动到供再生的离子交换剂98；而当阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58、98时，要被再生的离子交换剂58中所吸收的阴离子就移动到供再生的离子交换剂98，从而离子交换剂58得以再生。
如上所述，也可以使用具有一个不高于500μS/cm的导电系数的液体或者使用电解液来代替纯水或超纯水。
在完成该再生之后，电源86与电极板82之间以及电源86与再生电极96之间的电气连接就借助控制箱84加以切断，电极组件60的迂回移动就被停止。此后，枢轴臂62被旋转以使再生组件64返回该原始位置。
图14表示上述提供电解处理装置48a的一个片基处理装置。如图14所示，该片基处理装置包括一对装载/卸载单元110作为一个运入与运出部件，被用来运入与运出内装一块片基W(譬如图1B所示的一块片基W)的一个片基盒，片基W在其表面上具有作为一个导电薄膜的一层铜膜6(要被处理的部分)；一个用来将片基W翻面的翻转机构112；以及电解处理装置48a，这三件设备被连续放置。提供了一个传送机器人114来作为一个传送设备，能够平行于这些装置移动以便在它们之间运输并传送片基W。该片基处理装置也提供了一个监视器116来监视在电解处理装置48a中进行电解处理时加到处理电极54与固定电极56之间的一个电压或者在它们之间流过的一个电流。在进行再生处理时，当该电压被加到由处理电极54和供电电极56构成的电极板82与再生电极96之间时，该监视器能够监视电解电流与电解时间以及/或者电量两者中的至少一项。
下面说明该片基处理装置进行的片基处理(电解处理)。首先，一块片基W——譬如其表面有一层铜膜6来作为一个导电膜(要被处理的部分)的一块片基(见图1B)——被传送机器人114从内装片基的片基盒中取出，并放置到装载/卸载单元110。如果必要，片基W被传送到翻转机构112来为片基W翻面。然后，片基W被电解处理装置48a的片基固定装置52吸取并加以固定。然后，片基W的电解处理就能够按照与上述方式相同的方式进行。
这时，监视器116监视加到处理电极54与供电电极56之间的电压或者流过它们之间的电流来测定结束时刻(处理终点)。在这种情况下要注意，在电解处理中，一个电流(所加电压)按照要被处理的材料而变化，即使具有相同的电压(电流)也是如此。所以，该结束时刻确实可以通过监视电流或电压中的变化来测定。
在完成该电解处理之后，片基固定装置52被升高，片基W通过旋转枢轴臂50而被运到传送机器人114。传送机器人114从片基固定装置52中取出片基W，而且如果需要，就将片基W传送到翻转机构112来给它翻面，然后将片基W送回装载/卸载单元110中的片基盒。
在按照上述方式进行离子交换剂58的再生时，采用监视器116来监视一个电压被加到包含处理电极54和供电电极56的电极板82与再生电极96之间时所观测到的电解电流与时间以及/或者电量中的至少一项。离子交换剂的再生量由该电解电流与该电解时间的乘积(即该电量)来决定。故而，通过利用监视器116来监视该电解电流与时间以及/或者该电量中的至少一项就能够控制该再生量并测定再生的结束时刻。
图15与图16表示电解处理装置48b，具有根据本发明另一个实施例的、离子交换剂的一个再生设备。在这个电解处理装置48b中，前述实施例中的片基固定装置52与电极组件60的位置关系正好相反，而且片基W使它的表面朝上加以固定(所谓的“朝上”方式)，以使电解处理对该片基的上表面进行。于是，片基固定装置52被放置在电极组件60的下方、它使片基W的表面朝上来固定片基W，并受用于旋转的电动机74的驱动而绕它自己的轴旋转。另一方面，具有被离子交换剂58覆盖的处理电极54与供电电极56的电极组件60被放置在片基固定装置52之上，由枢轴臂50按照其前表面朝下的方式固定在它的自由端，而且受空心电动机76的驱动而绕它自己的轴旋转。此外，从电源86延伸出的导线穿过枢轴72的空心部分而到达滑环120，并进一步穿过空心电动机76的空心部分而到达处理电极54与供电电极56，以便将一个电压加到它们之间。根据这个实施例，离子交换剂58被设计得具有比片基W直径更大的直径，但也可以使用具有比片基W直径更小的直径的离子交换剂。
纯水或超纯水从纯水供应管线80经由在电极组件60的中央部分形成的通孔60a从片基W的上侧被供应到片基W的前表面(上表面)。
如图15的实线所示，在运行中，电极组件60下降，以使被片基固定装置52固定的片基W接触或靠近被安放在电极组件60的上表面的离子交换剂58的表面。然后，一个给定电压被加到处理电极54与供电电极56之间，与此同时，向片基W的上表面供应纯水或超纯水。同时，片基固定装置52与电极组件60被转动，电极组件60绕枢轴旋转。从而，该片基表面的电解处理得以实现。
此外，在片基固定装置52这一侧提供了用于对安放在电极组件60上的离子交换剂58进行再生的再生组件64。再生组件64包括与一个支撑柱122的上端相连的再生电极固定装置94、由再生电极固定装置94加以固定的再生电极96、以及覆盖再生电极96的表面(上表面)的供再生的离子交换剂98。如图15中的虚线所示，电极组件60通过旋转枢轴臂50而被移动到正对再生组件64的上方，然后被降低以便将要被再生的、安放在电极组件60上的离子交换剂58带动得靠近或接触再生组件64的供再生的离子交换剂98。在转动以及——如果需要的话——在枢轴上旋转电极组件60时，一个给定电压从再生电源102被加到包含处理电极54及供电电极56的电极板82与再生电极96之间，从而对离子交换剂58进行再生。再生后的离子交换剂58则用——譬如说——超纯水进行漂洗。
图17表示电解处理装置48c，具有根据本发明又一个实施例的、离子交换剂的一个再生设备。电解处理装置48c与图15及图16所示的电解处理装置48b的区别在于，举例来说，离子交换剂58是三层结构(薄片)，包括一对强酸阳离子交换纤维130、132以及插在纤维130、132之间的一层强酸阳离子交换薄膜134。其他结构与图15及图16所示相同。离子交换剂58可以由任何离子交换材料构成。此外，薄层的数目也不限于三层。
通过将离子交换剂58制成由薄层离子交换材料(譬如无纺布、机纺布以及多孔薄膜)构成的多层结构，就能够提高离子交换剂58的总体离子交换能力，从而，举例来说，在铜的除去(抛光)处理中就能够抑制氧化物的形成以避免该氧化物反过来影响该处理速率。若不采用多层结构，也可以采用单层的厚离子交换剂来提高离子交换能力。在这一方面，当离子交换剂的总体离子交换能力低于除去处理过程中在该离子交换剂中吸收的铜离子数量时，就不可避免地会在该离子交换剂的表面或其内部形成氧化物，这反过来会影响该处理速率。于是，氧化物的形成由离子交换剂的离子交换能力来决定，超过该能力的铜离子将要变成氧化物。这样，氧化物的形成能够通过使用多层离子交换剂来作为该离子交换剂而有效地加以抑制，该多层离子交换剂由薄层离子交换材料组成，并能够提高总体离子交换能力。为抑制该离子交换剂内部的铜离子等的聚集，可以通过对该离子交换剂进行再生来限制氧化物的形成。
根据这个实施例，就像图14与图15所示的实施例一样，多层结构的离子交换剂58在希望的时刻在再生组件64中得以再生。通过该再生，构成离子交换剂58的多种离子交换材料(譬如强酸阳离子交换纤维130、132以及强酸阳离子交换薄膜134等)能够被同时再生。
这个实施例采用由多种离子交换材料构成的一个薄片来作为要被再生的离子交换剂。也能够使用由多种离子交换材料构成的一个薄片来作为供再生的离子交换剂。如果供再生的离子交换剂被制成由多种离子交换材料构成的一个薄片，那么供再生的离子交换剂的实际离子交换能力就会提高，而且更多离子交换剂(要被再生的离子交换剂)就能够被连续再生。
根据上述实施例，用于在该电解处理时将液体供应到该片基与该离子交换剂之间的液体供应组件也被用来作为将液体供应到该对电极之间的液体供应部件，以便将要被再生的离子交换剂与供再生的离子交换剂浸入该液体。不过，也能够提供两个独立的液体供应组件。
此外，根据上述实施例，该再生组件提供了供再生的离子交换剂，以使要被再生的离子交换剂中的离子能够在该再生处理过程中移动到供再生的离子交换剂。这样能够防止从要被再生的离子交换剂中移动出的离子附着到该电极，从而防止附着到该电极的固态物质污染该已再生的离子交换剂。但是，供再生的离子交换剂可以被省略。
图18与图19表示电解处理装置48d，具有根据本发明的又一个实施例的一个离子交换剂再生设备。电解处理装置48d与图10到图13所示的上述实施例的不同之处在于，使用下述再生组件来作为再生离子交换剂58的再生部件64：该再生组件被安装在枢轴臂62的自由端，而枢轴臂62则与受旋转电动机94的驱动而旋转的枢轴96的上端相连。其他结构与图10到图13所示的实施例相同。
再生组件64包括一个盘状再生电极固定装置198。再生电极固定装置198具有一个朝下开口的圆形凹陷198a。凹陷198a的开口由一个隔板202加以封闭，从而形成由凹陷198a与隔板202构成的一个排放部分200。盘状再生电极204被安放在凹陷198a的底部。此外，在再生电极固定装置198的直径方向的两端部分分别提供了与排放部分200的外围部分相连的一个液体入口198b与一个液体出口198c。液体入口198b与液体出口198分别被连接到一条液体入口管线206与一条液体出口管线206b。液体从液体入口206被供应到排放部分200。所供应的液体被注入排放部分200，以使再生电极204被浸入该液体。此后，被供应到排放部分200的液体在排放部分200中沿一个方向流动，并从液体出口管线206b按顺序排放。
如下面所述，希望隔板202不会阻碍从要被再生的离子交换剂58中除去的杂质离子的迁移通过，而且禁止在隔板202与再生电极204之间流动的液体(包括该液体中的离子)渗透进入离子交换剂58这一侧。在这一方面，离子交换剂允许阳离子或阴离子的选择性渗透通过。可以选择合适的离子交换剂来作为一个隔板。此外，作为一个隔板的薄膜型离子交换剂能够防止在隔板202与再生电极204之间流动的液体侵入要被再生的离子交换剂58这一侧。所以，适当选择的薄膜型离子交换剂能够满足对隔板202的上述要求。
希望要被供应到排放部分200的液体是具有一个高导电系数、而且不会通过与从要被处理的离子交换剂中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶化合物的液体(譬如电解液)。这样，如下所述，该液体的作用是使已经从要被再生的离子交换剂58中移动出来并穿过隔板202的那些离子通过该液体的流动而被排出该系统。具有高导电性的上述液体因为它的低电阻而能够降低该再生部件中的功耗。此外，不会通过与该杂质离子产生的反应而形成不溶化合物(副产物)的上述液体能够防止固态物质附着到隔板202。可以根据要被排放的杂质离子的种类来选择合适的液体。举例来说，当对在铜的电解抛光中使用的离子交换剂进行再生时，就可以使用具有1％或更高重量浓度的硫磺酸。
再生电极204要用导线100并借助控制箱84被电气连接到电源86的一个电极(譬如阴极)，而由处理电极54与供电电极56构成的电极板82则要被电气连接到电源86的另一个电极(譬如阳极)。这样就构成一个再生电源102。
根据这个实施例，被用作隔板202的离子交换剂具有与安放在电极组件60上的、要被再生的离子交换剂58相同类型的离子交换组。就是说，当具有一个阳离子交换组的阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，阳离子交换剂也被用来作为隔板(离子交换剂)202。当具有一个阴离子交换组的阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，阳离子交换剂也被用来作为隔板(离子交换剂)202。
此外，当如上所述借助控制箱84将再生电极204用导线100连接到电源86的一个电极、并同时将由处理电极54与供电电极56构成的电极板82连接到电源86的另一个电极时，就实现了如下这样一种控制：当阳离子交换剂被用来作为要被再生的离子交换剂58时，再生电极204将会成为一个阴极，而当阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，再生电极204将会成为一个阳极。
现在参考图19来说明由该电解处理装置进行的再生处理。
首先，片基固定装置52从电极组件60上方退回，然后枢轴臂62绕枢轴旋转以便将再生组件64移动到电极组件60的上方。然后，再生组件64被降低，以使再生组件64的隔板202的下表面被带动得靠近或接触安放在电极组件60的上表面的、要被再生的离子交换剂58的上表面。
借助控制箱84，电源86的一个电极(譬如说阴极)被连接到再生电极204，而另一个电极(譬如阳极)则被连接到由处理电极54与供电电极56构成的电极板82，从而将一个电压加到再生电极204与电极板82之间，与此同时，使电极组件60作迂回移动。这些供电电极在再生时也可以不进行电气连接。同时，纯水或超纯水从电极组件60的下方通过通孔60a被供应到电极组件60的上表面，以便用纯水或超纯水来注满隔板202与电极板82之间的区域，从而将要被再生的离子交换剂58浸泡到纯水或超纯水中，与此同时，液体被供应到再生电极固定装置98内部所提供的排放部分200，以便用该液体注满排放部分200，从而将再生电极204浸泡到该液体中，而且使该液体在排放部分200内沿一个方向流动，并从液体出口198c排出。
一旦完成了电气连接，如上所述，就会借助控制箱84实现如下的控制：再生电极204将会具有与离子交换剂58(以及隔板202)的极性相反的极性。于是，当阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58(以及被用作隔板202)时，再生电极204将会成为一个阴极，而电极板82将会成为一个阳极。相反，当阴离子交换剂被用来作为离子交换剂58(以及被用作隔板202)时，再生电极204将会成为一个阳极，而电极板82将会成为一个阴极。
通过上述的运行方式，要被再生的离子交换剂58中的离子向再生电极204移动、穿过隔板202并被引入排放部分200。如此移动到排放部分200的离子依靠供应到排放部分200的液体的流动而被排出该系统。这样就实现了离子交换剂58的再生。当阳离子交换剂被用来作为离子交换剂58时，要被再生的离子交换剂58中所吸收的阳离子就穿过隔板202并移动到排放部分200；当使用阴离子交换剂时，要被再生的离子交换剂58中所吸收的阴离子就穿过隔板202并移动到排放部分200，从而离子交换剂58得以再生。
如上所述，在上述再生处理中，与要被再生的离子交换剂58具有相同类型离子交换组的离子交换剂被用来作为隔板202。这样就能防止离子交换剂58中的杂质离子穿过隔板(离子交换剂)202的迁移被隔板202所阻挡，从而防止功耗的增加。此外，这样会禁止在隔板202与再生电极204之间流动的液体(包括该液体中的离子)渗透穿过隔板202，于是，就禁止了该液体向离子交换剂58这一侧的移动，并防止已再生的离子交换剂58的再次污染。而且，被用作要被供应到隔板202与再生电极204之间的液体最好是具有不低于50μS/cm的导电系数的、不会通过与从离子交换剂58中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶化合物的液体。这种液体因为它的低电阻而能够降低再生组件中的功耗。而且，该液体不会通过与杂质离子产生的反应而形成一种不溶化合物(副产物)。在这一方面，如果形成了一种不溶化合物，就会附着到隔板202，从而再生电极204与电极板82之间的电阻就会改变，也就很难控制该电解电流。这样的一个问题就能够如此予以防止。如同上述实施例一样，可以使用具有不高于500μS/cm的导电系数的液体或者使用电解液来代替纯水或超纯水。
在完成该再生之后，电源86与电极82之间以及电源86与再生电极204之间的电气连接就借助控制箱84被切断，而且在升高再生组件64之后，电极组件60的迂回移动也就停止。此后，枢轴臂62绕枢轴旋转而使再生组件64返回到原始位置。根据本发明，如上所述，离子交换剂的再生能够通过电化学反应方便、快速地进行。通过(譬如说，在电解处理装置中)进行这样一种离子交换剂再生过程，电解处理的中断时间就能够被缩短，该装置的处理效率就能够被提高。此外，本发明能够使该已再生的离子交换剂受化学液体的污染达到最小，而且还能够使清洗该已再生的离子交换剂时的负荷最小。
图21与图22表示根据本发明另一个实施例的电解处理装置450。这个电解处理装置450包括一个片基固定装置454，被支撑在能够绕枢轴水平旋转的一个枢轴臂452的自由端，并被用于使它的前表面朝下(所谓“朝下”方式)来吸取及固定片基W；一个由绝缘材料制造的盘状电极部件462，具有嵌入其中的扇形处理电极456以及供电电极458，这些电极按照使它们的表面(上面)袒露的方式被交替放置；以及安放在电极组件462上的薄膜形离子交换剂460，以便覆盖处理电极456与供电电极458的表面。
与由片基固定装置454加以固定的片基W的直径相比，这个实施例使用的一个电极组件具有稍长的直径，从而使得片基W的整个表面可以通过进行电极组件462的迂回移动而接受电解处理，这只不过是具有处理电极456与供电电极458的电极组件462的一个示例。
受用于垂直移动的一台电动机464的驱动并经由一个滚珠丝杠466而上下移动的、用于绕枢轴来旋转片基固定装置454的枢轴臂452被连接到受一台旋转电动机468的驱动而绕枢轴旋转的一个枢轴470的上端。片基固定装置454被连接到安装在枢轴臂452的自由端的、用于旋转的电动机475，并能够受用于旋转的电动机472的驱动而旋转。
电极组件462被直接连接到一台空心电动机474，并能够受空心电动机474的驱动而进行迂回移动(平移旋转运动)。在电极组件462的中央部分形成一个通孔462a。通孔462a被连接到一个电解处理液体供应组件478，该组件被用于供应供电解处理的处理液体，譬如纯水，最好是超纯水，而且该组件连接到在空心电动机474内部延伸的一条电解处理液体供应管线478。该处理液体(譬如纯水或超纯水)通过通孔462a被供应到电极组件462的上表面，并通过具有水吸收性质的离子交换剂460散布到片基W的整个处理表面。
根据这个实施例，若干扇形电极板480在电极组件462中沿圆周方向放置，而且一个处理电源484的阴极与阳极经由一个控制箱484被交替连接到电极板480。连接到处理电源484的阴极的电极板480成为处理电极456，而连接到处理电源484的阳极的电极板480成为供电电极458。
此外，根据这个实施例，阳离子交换剂被用来作为离子交换剂460，而且部分地再产生覆盖处理电极456的离子交换剂(阳离子交换剂)。
每个处理电极456被嵌入电极组件462中提供的一个凹陷462b，而且每个供电电极458被嵌入电极组件462中提供的一个凹陷462c。用于将处理电极456嵌入其中的凹陷462b被设计得比用于将供电电极458嵌入其中的凹陷462c更深，凹陷462b提供了一个再生组件490。
再生组件490包括一个隔板492，该隔板封闭凹陷462b的开口。这样用隔板492封闭凹陷462b的开口，就在处理电极456与隔板492之间形成一个排放部分494。此外，电极组件462提供了被连接到一条排放液体供应管线498的一个排放液体供应入口462d，该管线则被连接到用于为排放污染物而供应排放液体的一个排放液体供应组件496，该管线沿空心电动机474的空心部分延伸，排放液体供应入口462d水平延伸并对排放部分492开口；而且电极组件462具有一个排放液体排放出口462e，从该排放部分外围水平延伸，在电极组件462的外圆周表面开口。排放液体通过排放液体供应入口462d被供应到排放部分494。如此供应到排放部分494的排放液体就注满排放部分494，以使得处理电极456被浸泡到该排放液体。此后，被供应到排放部分494的排放液体在排放部分494中沿一个方向流动，并从排放液体排放出口462e被顺序排出。
如下面所述，希望隔板492不会阻挡从要被再生的离子交换剂460中除去的杂质离子的迁移通过、并禁止在隔板492与处理电极456之间流动的排放液体(包括该液体中的离子)渗透到离子交换剂460这一侧。在这一方面，离子交换剂允许阳离子或阴离子的选择性渗透通过。可以选择合适的离子交换剂来作为一个隔板。此外，作为一个隔板的薄膜型离子交换剂能够防止在隔板492与处理电极456之间流动的排放液体侵入离子交换剂460这一侧。于是，适当选择的薄膜型离子交换剂就能够满足对隔板492的上述要求。
如上所述，希望要被供应到排放部分494的排放液体是具有一个高导电系数(譬如说不低于50μS/cm)的液体，而且该液体不会通过与从离子交换剂460中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。
根据这个实施例，与要被再生的离子交换剂460具有相同类型离子交换组的离子交换剂被用来作为隔板492。就是说，阳离子交换剂被用来作为隔板492。这样一个隔板(离子交换剂)492能够只允许那些来自离子交换剂(阳离子交换剂)460的离子渗透通过，并禁止在排放部分494中流动的排放液体中的离子迁移到离子交换剂460这一侧。
如果具有一个阴离子交换组的离子交换剂被用来作为要被再生的离子交换剂，最好使用阴离子交换剂来作为该隔板(离子交换剂)。下面说明由电解处理装置450进行的片基处理(电解处理)以及再生处理。
首先，一块片基W被电解处理装置450的片基固定装置454吸取并加以固定，而且片基固定装置454被枢轴臂452移动到正对电极462上方的处理位置。然后，片基固定装置454受用于垂直移动的电动机464的驱动而下降，以使得由片基固定装置454加以固定的片基W接触或靠近安放在电极组件460的上表面的离子交换剂460的表面。
然后，一个给定的电压由处理电源484经由一个控制箱84被加到处理电极456与供电电极458之间，与此同时，片基固定装置454被转动，电极组件462则进行迂回移动。具体地讲，离子交换剂460与电极组件454彼此接触或靠近，并相对移动。电极组件462可以被转动而不作迂回移动。此外，片基固定装置454与电极组件462中的一个也可以被移动。同时，处理液体(譬如纯水或超纯水)通过通孔462a从电极组件462的下方被供应到它的上表面，从而将该处理液体注入处理电极456、供电电极458与片基W之间的空间。于是，举例来说，如图1B所示，在片基W表面形成的铜膜6的电解处理就会通过该离子交换剂中产生的电解反应以及离子移动来实现。更具体地讲，通过使纯水或超纯水在离子交换剂460中流动，就能够提高该电解处理效率。
同时，排放液体通过排放液体供应入口462d被供应到再生部件490中提供的排放部分494，从而用该排放液体注满排放部分494，并将处理电极456浸泡到该排放液体，而且使该排放液体在排放部分494中向外流动并从排放液体排放出口462e排出。
按照上述运行方式，通过利用离子交换剂460作为一种固态电解质所进行的离子交换反应，要被再生的离子交换剂460中的离子向处理电极456移动、穿过隔板492并被引入排放部分494。如此移动到排放部分494中的离子依靠供应到排放部分494的排放液体的流动而被排出该系统。于是，离子交换剂460的再生得以实现。当阳离子交换剂被用来作为离子交换剂460时，被吸收到要被再生的离子交换剂460中的阳离子就穿过隔板492并移动到排放部分494；当使用阴离子交换剂时，被吸收到要被再生的离子交换剂460中的阴离子就穿过隔板492并移动到排放部分494，从而离子交换剂460得以再生。
在上述再生处理中，如上所述，与要被再生的离子交换剂460具有相同类型离子交换组的离子交换剂被用来作为隔板492。这样能防止离子交换剂460中的杂质离子通过隔板(离子交换剂)492的迁移被隔板492所阻挡，从而防止该功耗的增加。此外，这样能禁止在隔板492与处理电极456之间流动的排放液体(包括该液体中的离子)渗透穿过隔板492，从而禁止该排放液体移动到离子交换剂460这一侧，并防止该已再生的离子交换剂460的再次污染。而且，最好使用具有一个不低于50μS/cm的导电系数的、不会通过与从离子交换剂460中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶化合物的液体来作为要被供应到隔板492与再生电极500之间的排放液体。这样的一种排放液体因为它的低电阻而能够降低该再生组件中的功耗。而且，该排放液体不会通过与杂质离子进行的反应而形成一种不溶的化合物(副产品)。在这一方面，如果形成了不溶的化合物，就会附着到隔板492，从而使再生电极500与处理电极456之间的电阻发生变化，这样也就很难控制该电解电流。这样一个问题就能够如此予以防止。
在完成该电解处理之后，处理电源484与处理电极456之间以及处理电源484与供电电极458之间的电气连接就借助控制箱484加以切断。然后，片基固定装置454的旋转与电极组件462的迂回移动就被停止。此后，枢轴臂62绕枢轴旋转而将电解处理后的片基W传送到下一道工序。
图22与图23表示根据本发明的又一个实施例的电解处理装置450a。与图20和图21的实施例一样，电解处理装置450a包括该处理电极这一侧的一个再生组件。装置450a提供一个再生组件490a，包括一个处理电极部件504，该部件由处理电极456以及安放在处理电极456两个表面上的、与前面所述相同的隔板492和一个第二隔板502构成；与处理电极456相隔距离放置的一个再生电极500；以及供排放液体流过的、在处理电极部件504与再生电极500之间形成的一个排放部分494a。装置450a也提供一个再生电源506。处理电极456被连接到处理电源484的阴极和再生电源506的阳极；再生电极500被连接到再生电源506的阴极。根据这个实施例，像上述隔板492一样，与要被再生的离子交换剂460具有相同类型离子交换组的离子交换剂(即阳离子交换剂)被用来作为第二隔板502。此外，处理电极456被放置得靠近离子交换剂460，这样就会靠近工件，但中间隔着隔板492。其他结构与图20及图21的实施例几乎相同。根据这个实施例，具有许多网眼作为通孔的一个网眼电极被用来作为处理电极456。来自离子交换剂460的离子处理产物(杂质离子)穿过处理电极456的许多网眼(通孔)并达到排放部分494a。
这样使处理电极456隔着隔板492被放置得靠近离子交换剂460，并将处理电极456连接到处理电源484的阴极，就能够使放置处理电极456的、靠近离子交换剂460的位置与处理电源484的阴极具有相同的电位。于是，举例来说，与图8中处理电极232被放置在与离子交换剂相隔距离、从而与工件相隔距离的情况相比，根据这个实施例，能够在更靠近工件的一个位置上产生与处理电源484的阴极相同的电位。这样就能够产生均匀的电场，以便进行稳定的处理。而且，处理电极456与离子交换剂460的靠近使它能够更均匀地除去离子交换剂460内聚集的离子处理产物以及对离子交换剂460进行再生。在这一方面，如果处理电极456远离离子交换剂460，那么由于它们之间的沉积物、气泡的聚集等等，该离子交换剂的内部微小部分的电阻会发生改变。这样就会影响处理(再生)时的电流，从而导致该电场的变化。故而，当工件的电解处理以及该离子交换剂的再生被继续进行时，可能会出现难以进行该离子交换剂的有效再生和该离子交换剂的均匀再生的情况，这样就会导致对工件很难进行均匀处理。
根据这个实施例，处理电极456被放置在更靠近离子交换剂460的位置上，以便在这个更靠近离子交换剂460的位置上产生相同的电位，从而抑制该电场的变化并减轻沉积物与气泡的不利影响。此外，通过串联连接供电电极458、处理电极456以及比处理电极456的电位更低的再生电极500，离子交换剂460的再生就能够与工件的处理同时进行。
为了进行均匀的处理/再生，工件W的表面、处理电极456、再生电极500以及下述的中间电极505最好彼此平行。而且也希望离子交换剂460的厚度均匀。
举例来说，当在具有再生组件490a的处理电极456这一侧对离子交换剂(阳离子交换剂)460进行再生时，一个再生电压经由一个再生电源506被加到作为一个阳极的处理电极456与作为一个阴极的一个再生电极500之间。通过如此在处理电极456与再生电极500之间强制流过一个电流，在离子交换剂460中聚集的离子处理产物(杂质离子)就会穿过处理电极456与隔板492、502，并移动到排放部分494a。通常，一个处理电源因为它需要CC(恒流)和CV(恒压)控制而很昂贵。但从另一方面讲，再生电源506不需要这种控制，所以能够使用不太贵重的电极。
如上所述，向再生组件490a的排放部分494a供应的是具有高导电系数(譬如不低于50μS/cm)的、不会通过与从离子交换剂460中除去的离子产生的反应而形成一种难溶或不溶化合物的排放液体，譬如具有1％或更高重量浓度的硫磺酸。尽管这个实施例利用一个被连接到处理电源484的阴极的电极来作为处理电极456，但也能够利用一个不连接到电源的、所谓的浮动电极。即使利用一个浮动电极来作为该处理电极，也能够在该浮动电极的表面产生相同的电位。根据这个实施例，由离子交换剂构成的两个隔板492、502被安放在处理电极456的两侧。所以，即使隔板492、502中的一个破裂，另一个仍能够防止该排放液体(通常是电解液)向片基W(工件)的表面泄漏。
图24A表示另一个处理电极部件504a。处理电极部件504a包括一个网眼型中间电极505。隔板492被夹在处理电极456与中间电极505之间。中间电极505被连接到一个牵引电源(drawing power source)508的阳极，而处理电极456被连接到该牵引电源508的阴极。本文的处理电极是指被连接到处理电源的处理电极的一个电极。电极456和电极505都可以被连接到该处理电极的处理电极(根据这个实施例是阴极)。被连接到该处理电源的阴极的电极成为一个处理电极，而另一个电极在它被放置在该处理电极的工件这一侧时则成为一个中间电极，而当它被放置在该处理电极的排放部分这一侧时则成为一个缓冲电极。此外，根据这个实施例，处理电极部件504a被支撑在支撑装置510上，而支撑装置510则被垂直放置在排放部分494a中。
如此将中间电极505插入一个工件与处理电极456之间，就能够使位于比处理电极456更接近工件的位置上的中间电极的表面的电位不变，从而稳定该工件附近的电位与电场，并稳定该处理效率。在这种情况下，施加在处理电极456与中间电极505之间的电压就会低于施加在该工件与处理电极456之间的电压。
此外，通过将处理电极部件504a(即处理电极456、中间电极505与隔板492)支撑在支撑装置510上，隔板492的定位与固定就能借助刚性电极456、505自动进行。这样就不需要提供用来固定隔板492的结构，于是就能够简化该结构。
图24B表示又一个处理电极部件504b。处理电极部件504b包括处理电极456与再生电极500之间的一个缓冲电极505a来作为用于调节它们之间的电位的一个电极。在这种情况下，就不提供一个漏电极，而且隔板492被夹在处理电极456与缓冲电极505a之间。排放部分494a这一侧的缓冲电极505a是一个所谓的浮动电极。浮动电极505a具有一个电位，该电位由与该工件表面电位或与该再生电极表面的电位差以及其他环境因素决定，而且浮动电极505a能够在该电极表面产生相同的电位。所以，使用这样一个缓冲电极就能够实现该离子交换剂的均匀再生。
图25表示另一个再生部件490b。根据这个实施例，该离子交换剂包括两组离子交换剂。表面侧的第一组离子交换剂460是由一个表面层460a与一个背面层460b构成的一个薄片，第二组离子交换剂492是由一个顶层492a、一个中间层492b与一个底层492c构成的一个三层薄片。所以，整个离子交换剂是一种五层结构。第二组离子交换剂492也起一个隔板的作用。这样的一个薄片提高了离子交换剂460的刚度，并提高了该离子交换能力。再生部件460b提供未被连接到该处理电源的网眼形浮动电极407来作为一个中间电极。
由支撑装置510支撑的浮动电极部件509覆盖了一个排放部分494b的顶部开口，而排放部分494b的底部提供了一个电极511来作为一个处理电极，而且也作为一个再生电极。在排放部分494b，还提供了搅拌叶片514，受电动机512的驱动而旋转并搅拌排放部分494b中的排放液体。此外，根据这个实施例，用于排放污染物的排放液体从一条排放液体供应管线516被供应到排放部分494b，而且排放部分494b中的排放液体从一条排放液体排放管线518排出。希望排放液体供应管线516能够做到挨近该隔板供应新鲜排放液体。
此外，尽管未曾画出，但在第一组离子交换剂460与第二组离子交换剂492之间也可以放置一个附加的网眼型浮动电极。这样一个附加的浮动电极能够在更接近离子交换剂460的位置上产生相同的电位，从而抑制该电场的变化并减轻沉积物与气泡的不利影响。
通过在排放部分494b如此放置搅拌叶片514并用搅拌叶片514强制搅拌排放部分494b中的排放液体，就能够防止电解处理时在处理/再生电极511表面产生的气泡(铜的除去处理中的氢气泡)附着到隔板492、502，而且阻止它们妨碍形成一个均匀的电场以及阻止它们妨碍本身的离子交换反应。
图26表示用于排放污染物的排放液体的一个循环系统，包括图25的再生组件490b。该循环系统包括排放部分494b以及用于将该排放液体保持在其中并循环该排放液体的一条循环管线520。在循环管线520中，提供了一台循环泵522与一台脱气器524，被用于从该排放液体中除去在电解处理过程中产生的、被该排放液体吸收的气体，并将具有已被降低的溶解气体含量的排放液体供应到排放部分494b。此外，连接到循环管线520的是从一个排放罐530延伸出的一条排放管线528与从一个供应罐530延伸出的一条供应管线534，在该供应管线上则有一台供应泵532。
根据这个实施例，一种脱气薄膜型的脱气室被用作脱气器524，脱气过程利用该脱气器按照如下方式实现：一个压力传感器536所测定的一个压力数据被输入到一个压力控制电路538。在一台真空泵540与脱气薄膜型脱气室之间提供的一个开/关阀542的开度根据压力控制电路538的一个输出信号加以控制，从而将脱气室544的压力控制为一个固定的被降低的压力。于是，放置在脱气室544中的、构成循环管线520的一部分的一个脱气膜546的外部压力下降，从而在脱气膜546中流动的排放压液体中的气体就被除去。
如此提供循环管线520、为流过循环管线520的排放液体脱气、并将脱气后的排放液体供应到排放部分494b，就能够重新利用该排放液体。此外，通过将排放管线528与供应管线534连接到循环管线520，就能够用新鲜的排放液体来更换已经失去再生能力的排放液体。该排放液体也可以不通过循环而通过批处理方式来重新加以利用。
图27是平面视图，表示根据本发明的又一个实施例的电解处理装置334，图28是图27的纵向剖面图。如图27与图28所示，电解处理装置334包括能够垂直移动并沿水平面作往复运动的一个悬臂340、被支撑在悬臂340的自由端并使它的前表面朝下(面朝下)来吸取及固定片基W的一个片基固定装置342、连接到悬臂340的一个可移动框架344、一个矩形电极组件346以及连接到电极组件346的一个处理电源348。根据这个实施例，与片基固定装置342所固定的片基W的直径相比，离子电极组件346被设计得具有一个更大的直径。
如图27与图28所示，用于垂直移动的一台电动机350被安装在可移动框架344的上部，一个垂直延伸的滚珠丝杠352与用于垂直移动的电动机350相连。悬臂340的基础部分340a与滚珠丝杠350啮合，以使悬臂340受一台用于垂直移动的电动机350的驱动并经由一个滚珠丝杠352而上下移动。可移动框架344与一个水平延伸的滚珠丝杠354啮合，以使可移动框架344与悬臂340受用于往复运动的一台电动机356的驱动而沿一个水平面作往复运动。
片基固定装置342被连接到在悬臂340的自由端提供的一台旋转电动机358，并能够受一台电动机358的驱动而旋转。如上所述，悬臂340适合于垂直移动并沿一个水平面作往复运动，片基固定装置342适合于与悬臂340一道垂直移动并沿水平面作往复运动。
空心电动机360被放置在电极组件346的下方。在空心电动机360的主轴的上端部分形成了一个驱动端364，驱动端364相对于主轴362中央偏心定位。电极组件346经由它的中央部分的一个轴承(未画)被连接到驱动端364。在电极组件346与空心电动机360之间沿圆周方向上提供了三个或更多的防转动机构。
图29A是平面图，表示这个实施例的防转动机构，图29B则是沿图29A的直线A-A所取的剖面图。如图29A与图29B所示，在电极组件346与空心电动机360之间沿圆周方向上提供了三个或更多(图29A中为四个)防转动机构。如图29B所示，在空心电动机360的上表面与电极组件346的下表面的相对应的位置上，沿圆周方向按照相等的间隔形成多个凹陷368、370。在每个凹陷368、370中分别固定了轴承372、274。一个连接部件380具有彼此之间偏心度为“e”的两根偏心轴376、378，通过将轴376、378各自的一端插入轴承372、374，连接部件380就被连接到轴承372、374。此外，在空心电动机360的主轴362的上端部分形成的、相对于主轴362中央偏心定位的一个驱动端364经由一个轴承(未画)按照可转动的方式被连接到电极组件346的一个下方中央部分。该偏心度也是“e”。故而，电极组件346能够沿一个半径为“e”的圆作迂回移动(平移旋转移动)。
多个电极板382在电极组件346的上表面按照给定的间距平行放置，处理电源348的阴极与阳极则被交替连接到各个电极板382，以使被连接到阴极的电极板382成为处理电极200，相反，被连接到阳极的电极板382成为供电电极201。处理电极200与供电电极201就这样被交替放置。每个处理电极200与供电电极201的表面则分别被离子交换剂所覆盖。
根据这个实施例，像上述实施例一样，在该处理电极这一侧提供了一个再生组件。图30A至图30C表示被连接到处理电源348的阴极而且成为一个处理电极600的电极板382，图31则表示该排放液体的、用于排放污染物的、包括该再生组件在内的分配系统。如图30A至图30C所示，在沿直线延伸并被连接到处理电源348的阴极的长处理电极(电极板)600的上部，提供了一个切口部分600a，是切去电极600的一部分但同时保留两端部分形成的。具有“U”字形截面的离子交换剂602正好被放在处理电极600上，以使离子交换剂602覆盖切口部分600a，从而在切口部分600a与离子交换剂602之间形成一条闭合的排放液体流动通路604。这样就构成了具有排放液体流动通路604的再生组件606。离子交换剂602的再生的实现方法是利用离子交换剂本身作为一个隔板，而且按照如上所述的相同方式，使排放液体流过排放液体流动通路604，这种液体具有一个不低于50μS/cm的导电系数，而且不会通过与从安放在处理电极600的工件这一侧表面上的离子交换剂602中除去的离子之间的反应而形成一种难溶或不溶的化合物。
在处理电极600的两端形成通孔600b、600c，每一个通孔都在处理电极600的端面的一端以及切口部分600a的一端具有开口。一个通孔600b被连接到从供应罐608延伸并在管线上有一台压力供应泵610的一条液体供应管线612，另一个通孔600c被连接到管线上有一个压力调节阀614的一条液体排放管线616。这样就构成了一条开放的流动管线，其中，供应罐608中的排放液体在压力供应泵610的驱动下被加压供应到再生组件606的排放液体流动通路604，而且该排放液体在排放液体流动通路604中沿一个方向流动，并流出该系统。
根据这个实施例，一块片基W由一个片基固定装置342加以固定，片基固定装置342下降以便将片基W带动得靠近或接触安放在电极组件346表面的离子交换剂。在旋转片基固定装置342并使电极组件346作迂回移动及往复移动时，一个电压被加到处理电极600与供电电极601之间，同时，处理液体(譬如纯水或超纯水)被供应到片基W的表面，从而进行电解处理。电解在该工件与覆盖处理电极600的离子交换剂302彼此靠近或彼此接触的区域内进行。在电解处理过程中，在用压力调节阀614调节阀门614的上游侧压力的同时，该排放液体被加压供应到再生组件606的排放液体流动通路604，从而使离子交换剂602中吸收的反应产物流入该排放液体。在该处理过程中，排放液体流动通道604内的排放液体中可能由于水的电解而产生气泡。如果在该处理过程中压力调节阀614被完全关闭，气泡或气体就可能滞留在排放液体流动通路604内而使处理效率下降，情况也许是：离子交换剂602可能由于该排放液体的膨胀而破裂。故而，希望在该处理过程中以使所产生的气泡或气体不影响该处理的流率来连续供应该排放液体，而且将该排放液体与这些气泡一道从排放液体流动通道604中排出。
当气泡或气体大量产生时，必须以高流率来供应该排放液体。所以，可能会出现这样一种情况：该排放液体作为废液被排放，但同时该液体仍具有足够的处理能力。故而，希望调整该排放液体的浓度，以使该流率满足每单位时间所需的处理能力。废液的数量可以在处理过程中按下面叙述的方法通过循环该排放液体来降低。
图32表示该排放液体的、用于排放污染物的另一个分配系统，包括图30A至图30C以及图31所示的再生组件606。根据这个实施例，处理电极600两端提供的通孔600b、600c通过循环管线620加以连接。在调节管线620上位于处理电极600两端处所提供的压力供应泵610与压力调节阀614之间，安放了一个排放液体再生组件622以及一台脱气器624，该排放液体再生组件提供了一个用于再生该排放液体的液体再生电极，该脱气器被用于除去该排放液体中所吸收的气泡或气体。举例来说，在铜的电解过程中，溶解在该排放液体中的铜沉淀到排放液体再生组件622中。这样就形成了一条闭合回路，其中该排放液体在压力供应泵610的驱动下被供应到再生组件606、然后被传送到对该液体进行脱气的脱气器624，而且，该已脱气的排放液体被传送到该液体在其中被再生的排放液体再生组件622，该已再生的液体则被返回压力供应泵610。这样，该排放液体就能够被重新利用。
在再生组件622之前与之后提供了用于防止处理电极600与该排放液体再生组件622中提供的液体再生电极之间发生短路的绝缘组件，从而能在防止短路的同时由再生组件622有效地进行该排放液体的再生。
图33与图34表示具有又一个再生组件606a的一个电极组件。这个实施例利用一个两层薄片来作为离子交换剂602，该两层薄片包括由具有表面光滑度与柔性的一种薄膜型离子交换剂构成的一个表面层602a以及由具有高离子交换能力的一种弹性离子交换剂构成的一个背面层602b，离子交换剂602则在它与处理电极600之间形成排放液体流动通路604。此外，在排放液体流动通路604中提供了一个支撑装置626来支撑处于扁平状态的离子交换剂602。在支撑装置626的一些位置上提供了通孔626a。根据这个实施例，表面层602a的离子交换剂起一个隔板的作用。
这样一种两层结构的离子交换剂602因为背面层602b具有高离子交换能力而具有提高的总体离子交换能力。此外，因为该弹性，即使在该电解处理过程中施加了一个额外的压力，也能够防止离子交换剂602被损坏。当电解液被用来作为流过排放液体流动通路604的排放液体时，可以使用能被离子渗透、但不能被液体渗透的一种离子交换剂来作为表面层602a。当下面所述的离子交换液体被用来作为该排放液体时，在该排放液体中的离子交换剂没有裂穿的情况下，该表面层602a可以允许水的渗透。提供支撑装置626就保证了排放液体流动通路604的形成，并能够在该支撑装置上形成该离子交换剂的薄片结构。
图35表示图33与图34所示的再生组件的一个变体。根据这个实施例，由薄膜形离子交换剂构成的一个隔板626b被安装在两层结构离子交换剂602的背面，而具有隔板626b的离子交换剂602则由排放液体流动通路604中提供的一个支撑装置628加以支撑。提供支撑装置628就能够使用一种薄膜型离子交换剂来作为离子交换剂602，而且能够使这样一种薄膜型离子交换剂602与工件W柔性接触。为了对该工件上要被处理的表面由于工件尺寸、该工件与该离子交换剂之间的相对移动等所引起的变化作出反应，这种柔性是必要的。
支撑装置628具有若干通孔628a。支撑装置628能够将离子交换剂602固定在绷紧状态。由于离子交换剂602的张力与弹性，工件W(譬如一块片基)能够在该工件的整个表面上接触离子交换剂602的表面。根据图35的实施例，表面层602a与隔板626b这两层起一个隔板的作用。如果这两层中有一层破裂，仍能够保持该排放液体不泄漏到该工件这一侧。
当离子交换剂602的离子交换能力达到它的极限时，离子处理产物就被流过排放液体流动通路604的排放液体所吸收，从而离子交换剂602得以再生。该再生能够消除或者至少减少交换覆盖处理电极600表面的离子交换剂602所需的时间与劳力。根据这个实施例，表面层602a与背面层602b都使用离子交换剂，因为它们满足电化学不活泼性、弹性以及离子渗透性的要求。如果这些要求得到满足，也可以使用其他材料。
当支撑装置628由与处理电极600的材料不同的、电化学不活泼的绝缘材料(譬如聚四氟乙烯)制造时，对该工件的供电通过该离子交换剂进行，所以处理产物能够被该排放液体有效地吸收。此外，能够形成由这样一种离子交换剂构成的隔板626b，能够允许纯水在该隔板上(就是说，沿背面层602b)流动，并允许该排放液体在隔板下方(就是说，通过排放液体流动通路604)流动。这样就能够使通常有害的排放液体离开该处理表面，而且，如果提供该处理表面的离子交换剂破裂，也能够防止该排放液体穿过隔板626b流到该工件这一侧。当电解液被用来作为流过排放液体流动通路604的排放液体时，可以使用能被离子渗透、但不能被液体渗透的离子交换剂来作为表面层602a。当下面所述的离子交换液体被用来作为该排放液体时，在该排放液体中的离子交换剂没有裂穿的情况下，表面层602a可以允许水的渗透。
图36至图38表示电解处理装置的又一个电极组件。这些附图表示一个单元，包括整个电极组件的、由一个处理电极与一个供电电极组成的一对电极。如图27所示，该实际或整个电极组件通常是正方形，而且包括多个平行安放的单元。这整个电极组件在被用于电解处理时能够旋转或作迂回移动。根据这个实施例，该处理电极这一侧的离子交换剂被再生，而纯水被用来作为一种处理液体。
该电极组件包括一个电极板640。在电极板640的上表面，要被连接到处理电源的阴极的一个长处理电极642与要被连接到该处理电源的阳极的一个长供电电极644被平行放置。在处理电极642的两端，都放置了一对长纯水喷嘴646。
向下开口的、具有一个马蹄形截面并几乎沿处理电极642全长延伸的一个支撑装置648被安装在处理电极642的上表面。一个几乎沿处理电极642全长延伸的排放液体流动通路650由支撑装置648的凹陷部分组成。支撑装置648在其上部具有在长度方向上以给定间距排列的开口648a。支撑装置648的上表面被由一个表面层652a与一个三层薄片652b组成的离子交换剂652覆盖。离子交换剂652的表面层652a被用来作为一个隔板。在处理电极642的一些部分提供了垂直延伸的液体供应通路642a。在电极板640内部提供了被连接到一个排放液体引入/排出通路640a的液体供应通路642a。被连接到一条液体供应管线的一个排放液体引入接口654与被连接到液体排放管线的排放液体排出接口656都被连接到排放液体引入/排出通路640a。
该排放液体经由被连接到排放液体引入接口654的液体供应管线被引入排放液体流动通路650。被引入排放液体流动通路650的排放液体流过通路650，同时，部分地穿过开口648a并达到离子交换剂652，而且从被连接到排放液体排出接口656的液体排放管线排出。
在电极板640的上方，在处理电极642的端表面上提供了通孔642b，每个通孔都在电极板640的端表面上以及在排放液体流动通路650上开口。被连接到——譬如说——图30A至图30C以及图31所示的排放液体排放管线616的许多排放液体排出接口660被分别连接到通孔642b。上述结构能够将该排放液体以使处理过程中产生的气泡或气体不影响该处理的流率连续地供应到排放液体流动通路650，而且能够将该排放液体连同这些气泡或气体一道从该排放流动通路650排出。
另一方面，在供电电极644内部，形成了一条沿供电电极644全长延伸的纯水流动通路644a。供电电极644的上表面被由一个表面层662a与一个三层薄片662b组成的离子交换剂662覆盖。在供电电极644的一些位置提供了从纯水流动通路644a延伸并达到供电电极644的上表面的通孔644b。此外，尽管未画，但在电极板640内部以及供电电极644中提供了被连接到纯水流动通路644a的纯水通路。被连接到纯水供应管线的纯水引入接口664被连接到该纯水通路。
纯水经由被连接到纯水引入接口664的纯水供应管线被引入纯水流动通路644a。被引入纯水流动通路644a的纯水流过纯水流动通路644a，同时，部分地穿过通孔644b、到达离子交换剂662，并从离子交换剂662的表面泄漏出来。
在每个纯水喷嘴646的内部，提供了一条沿水喷嘴646全长延伸的一条纯水流动通路646a。在纯水喷嘴646中沿长度方向按照给定的间距提供了纯水喷射孔板646b，连接到纯水流动通路646a并将纯水喷向离子交换剂652。通过将纯水供应到纯水流动通路646a，纯水就从纯水喷射孔板646b主要喷向覆盖处理电极642的上表面的离子交换剂652的上表面。
其上安装了离子交换剂652的处理电极642以及放置在处理电极642两端的成对纯水喷嘴646通过从纯水喷嘴646外部将旋塞672紧固到安置在处理电极642下部两侧的旋塞杆670而被组合到一起。离子交换剂652的表面层被放置得使它能够几乎覆盖处理电极642的整个表面。表面层652a的侧面部分被放置在处理电极642与纯水喷嘴646之间。此外，处理电极642与离子交换剂表面层652a用一个插在其间的O形环674加以紧固，从而处理电极642与离子交换剂表面层(隔板)652a之间的排放液体流动通路650就变得不漏水。
如此组合的处理电极642与纯水喷嘴646被夹在一对插板676之间并被固定到电极板640。另一方面，其表面被离子交换剂662的表面层662a所覆盖的供电电极644则被夹在一对固定板678之间并被固定到电极板640。
根据这个实施例，在使覆盖了处理电极642表面的离子交换剂652与覆盖了供电电极644表面的离子交换剂662靠近或接触工件、并在处理电极642与供电电极644之间施加一个电压的同时，纯水被供应到处理电极642的离子交换剂652的表面以及供电电极644的离子交换剂662的表面，同时，该排放液体以使处理过程中产生的气泡或气体不影响该处理的流率被连续地供应到排放液体流动通路650，从而用该排放液体注满处理电极642的排放液体流动通路650，并将该排放液体与这些气泡一道排出通路650。于是，该工件的处理与覆盖处理电极642的离子交换剂652的再生就能够同时进行。
尽管上述实施例使用具有导电系数(譬如不低于50μS/cm)的电解液来作为该排放液体，但也能够使用包含一个离子交换组的液体来作为该排放液体。包含一个离子交换组的排放液体的示例可以包括本身具有流动性的离子交换剂以及通过将具有一个高离子交换能力的离子交换剂研磨成粉、并将该研磨后的产物与液体(譬如纯水)混合所得的一种液体。
根据本发明，如上所述，离子交换剂的再生可以通过电化学组件并与电解处理平行运行来方便、快速地进行。这样就不需要为交换离子交换剂来停止处理，而且能够增加产出。此外，本发明能够使已再生的离子交换剂受化学液体的污染最小并能够使清洗已再生的离子交换剂的负荷最小，而且能够消除独立提供一个再生组件的需要，并减少安装空间。
尽管本发明的一些优选实施例已经被详细地演示并说明，但应当理解，可以在其中进行各种变化与修改而不偏离所附权利要求的范围。
工业实用性
本发明涉及一种用于再生离子交换剂的方法与设备，在用于处理一块片基(譬如一块半导体晶片)表面的导电材料以及除去附着到该片基表面的杂质的电解处理中，该方法与设备能够用电化学方法除去在该电解处理中所用的离子交换剂中被吸收的金属或其他离子，从而对该离子交换剂进行再生。