"電解液により基板に金属膜を形成するための金属膜形成装置であって、金属塩電解液を含む浸漬セルと、少なくとも1つの電源に接続された少なくとも1つの電極と、少なくとも1つの前記電極に対向させて基板の導電性側を露出させるように、少なくとも1つの前記基板を保持する、電気的に導電性の基板ホルダと、振幅及び周波数により、軸に沿って前記基板ホルダを振動させる振動アクチュエータと、動作周波数及び強度を有する少なくとも1つの超音波装置と、前記超音波装置に接続された少なくとも1つの超音波発生装置と、金属塩電解液を注入するための少なくとも1つの入口と、金属塩電解液を排出するための少なくとも1つの出口とを備えた、金属膜形成装置。前記振幅が0.25mm~25mmであり、かつ前記周波数が0.01~0.5Hzであり、前記動作周波数が5kHz~5MHzであり、かつ前記強度が0.1~3W/cm2である、請求項1に記載の金属膜形成装置。前記基板ホルダを、前記基板の表面に垂直で、かつ該基板の中心を通る軸周りに回転させる回転アクチュエータを備え、前記回転アクチュエータは、10~300rpmの速度で前記基板ホルダを回転させる、請求項1に記載の金属膜形成装置。前記少なくとも1つの超音波装置が、前記金属膜形成装置の壁部の位置に配置されている、請求項1に記載の金属膜形成装置。前記少なくとも1つの超音波装置が、前記金属膜形成装置の前記電極の裏側の位置に配置されている、請求項1に記載の金属膜形成装置。電解液により基板に金属膜を形成する金属膜形成方法であって、金属塩電解液を浸漬セルに注入し、基板の表面上の導電性層に電気的に接触する基板ホルダに前記基板を移動させ、第1バイアス電圧を前記基板に印加し、電極に電流を印加し、前記基板に超音波を印加して前記基板ホルダを振動させ、前記超音波の印加を停止させて前記基板ホルダの振動を停止させ、第2バイアス電圧を前記半導体基板に印加し、前記基板を前記金属塩電解液から取り出す工程を備えた、金属膜形成方法。前記第1バイアス電圧が0.1V~10Vであり、前記電流が0.1A~100Aであり、前記超音波が動作周波数5kHz~5MHz、かつ強度0.1~3W/cm2であり、前記基板が振幅0.25mm~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動し、第2バイアス電圧が0.1V~5Vである、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記基板を回転させ、かつ前記基板を前記電解液に接触させる工程を備え、前記基板を、10~300rpmの速度で回転させる、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記金属塩電解液が、以下の金属、すなわちCu、Au、Ag、Pt、Ni、Sn、Co、Pd及びZnの少なくとも1つのカチオンを含む、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記基板上の深いキャビティの大きさが、幅0.5~50μm、深さ5~500μmである、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記基板ホルダが、λを前記超音波の波長、tを全工程時間、n及びNを整数として、一定速度nNλ/tで振動する、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記電流が、DCモードで印加される、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記電流が、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで印加される、請求項6に記載の金属膜形成方法。電解液の撹拌が前記深いキャビティ近傍で提供される、請求項6に記載の金属膜形成方法。電解液の撹拌が前記深いキャビティ内部で提供される、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記深いキャビティの内側と外側との間における反応物と副生成物の物質交換速度が促進される、請求項6に記載の金属膜形成方法。前記深いキャビティに析出する不純物レベルが低減される、請求項6に記載の金属膜形成方法。厚さ0.1~10マイクロメートルの界面拡散層が前記基板の表面近傍に再形成される、請求項6に記載の金属膜形成方法。金属析出速度が限界電流密度の増加により促進される、請求項6に記載の金属膜形成方法。基板が受け取る超音波強度が一連の工程において均一である、請求項6に記載の金属膜形成方法。均一な膜厚を有する金属膜が形成される、請求項6に記載の金属膜形成方法。また、超音波撹拌によれば、反応表面近傍における音波流の形成及び局所的なキャビテーション気泡の破裂により拡散二重層の厚さはさらに低減されるが、反応表面近傍の液体に対して均一な処理は施されない。音波流の伝播特性及びその反射波との組合せによって、反応表面上の異なる位置に異なるエネルギーが与えられることになる。局所的な析出速度は、超音波周波数の関数のみならず、その点に与えられるエネルギー量にも直接的に関係する。この定常波現象により、反応表面に渡って様々な析出速度の領域が生じる。キャビテーションが起こるエネルギー閾値を超えると、大なり小なりランダムに気泡の破裂が起こり、全工程の制御が極めて困難になる。物質輸送を促進するために電気化学工程に超音波を印加する方法については、多く研究されている。限界電流及び超音波源の作動パラメータとの相関関係については、B.G.Pollet等による超音波ホーン近傍の輸送限界電流:相当する流量測定JournalofTheElectrochemicalSociety、Vol.15410、p.E131-E138、2007と題された論文において確立されている。反応表面が受け取る超音波強度又はエネルギー量は、超音波源と反応表面との間のギャップに影響される、すなわち、限界電流密度はこのギャップにより変化する。このことにより、これまでに開示された超音波補助UAによる析出法米国特許出願公開第2008/0271995号明細書及び米国特許出願公開第2007/0170066号明細書を用いて均一な析出膜を形成する上でさらに大きな問題が生じる。基板の金属膜形成工程を行う際には、基板の回転面と超音波発生面とは、完全には平行とはなり得ないが、これは回転軸の垂直方向の配列及び平面固定における機械公差、並びに基板自身の歪みによるところが大きい。従って、このような金属膜形成工程において、析出膜の基板内均一性を制御することは困難である。迅速な金属膜形成及び高い物質交換速度が必要とされるTSV充填のような工程に適用される方法として、UA金属膜形成は期待される方法である。高速rpmで基板を回転させる方法や、基板表面でパドルを振動させる方法等の他の方法に比べ、UA金属膜形成においては拡散二重層の厚さが極めて小さな値にまで低減されるため、より高い析出速度が保証される。また、音波流及び気泡の破裂による局所的な撹拌により、深いビア内において拡散以外の物質輸送も生じ、結果として深いビア内における物質交換速度が上昇する。しかしながら、この方法においては、この方法を上述の工程に適用する場合に、析出の均一性を制御する方法を見出す必要がある。本発明は、電解質溶液中における従来の膜成長速度に比べて大幅に速い速度で極めて均一な金属膜形成が可能である、金属膜形成装置に少なくとも1つの超音波装置を備えることに関する。本発明において、半導体基板は、金属膜形成装置内で基板の個々の回転における計画された増減分、半導体基板の位置が変化するように、動的に制御される。この方法により、確実に、基板の個々の位置は工程時間間隔に渡って全超音波エネルギーに相当する量の超音波エネルギーを受け取り、速い速度で均一な厚さの析出膜が累積的に成長する。高速の析出速度が達成されるのは、基板表面近傍のキャビテーション及び気泡の破裂による音波流によって、基板表面近傍の電解質拡散二重層が壊れ、交互に薄い界面層が形成されることによる。超音波装置により発生した音波流の流速は速いため、ビア及びトレンチ内部における、新しい化学物質と副生成物の対流が促進され、物質交換速度が上昇する。また、これにより、分解副生成物の析出膜内への取り込みも効果的に防止され、ギャップ充填が促進される。本発明の一実施形態によれば、電気化学的析出工程において基板を周期的に移動させる。これにより、一定の累積時間において、基板表面上が受け取る超音波強度は確実に等しくなるため、析出膜の均一化が促進される。本発明の一実施形態によれば、電解液により基板に金属膜を形成するための金属膜形成装置が提供される。前記装置は、金属塩電解液を含む浸漬セルと、少なくとも1つの電源に接続された少なくとも1つの電極と、少なくとも1つの前記電極に対向させて基板の導電性側を露出させるように、少なくとも1つの基板を保持する、電気的に導電性の基板ホルダと、振幅及び周波数により前記基板ホルダを振動させる振動アクチュエータと、金属膜形成装置の一定の位置に配置された、動作周波数及び強度を有する少なくとも1つの超音波装置と、前記超音波装置に接続された少なくとも1つの超音波発生装置と、金属塩電解液を注入するための少なくとも1つの入口と、金属塩電解液を排出するための少なくとも1つの出口とを備える。本発明の一実施形態によれば、電解液により基板に金属膜を形成する金属膜形成方法が提供される。前記方法は、金属塩電解液を浸漬セルに注入し、前記基板の表面上の導電性層に電気的に接触する基板ホルダに少なくとも1つの基板を移動させ、第1バイアス電圧を前記基板に印加し、基板を電解液に挿入して接触させ、電極に電流を流し、前記基板に超音波を印加して前記基板ホルダを振動させ、前記超音波の印加を停止させて前記基板ホルダの振動を停止させ、第2バイアス電圧を前記半導体基板に印加し、前記基板を前記金属塩電解液から取り出す工程を備える。本発明の実施形態によれば、超音波装置が使用される。本発明において使用され得る超音波装置の例は、米国特許第6391166号明細書及び国際出願公開第2009/055992号パンフレットに記載されている。図1a~cは、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための1つの例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は超音波装置1002を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、個別の電源1050に接続された少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。超音波装置を備えた電解質溶液による金属膜形成装置の例は、米国特許第6391166号明細書及び国際公開第2009/055992号パンフレットに記載されている。図2aは、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は超音波装置1002を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、個別の電源1050に接続された少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直なz方向に沿って周期的に上下動する。金属膜形成装置のアノード1000と基板1004との間に遮蔽プレート1020が存在し、基板1004表面全体への均一な電場分布を与えている。図2bは、遮蔽プレート1020の例示的な設計を示す。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図3は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は2つの超音波装置1002,1003を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、個別の電源1050に接続された少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。金属膜形成装置のアノード1000と基板1004との間に遮蔽プレート1020が存在し、基板1004表面全体への均一な電場分布を与えている。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002,1003は金属膜形成装置の壁部及び遮蔽プレート1020の異なる側に固定され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図4aは、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は超音波装置1002を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、特に個別の電源1050,1052,1054,1056に接続された複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dと、前記電極1000A,1000B,1000C,1000Dに対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。図4bは、複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dの例示的な設計を示す。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。個別の電源1005,1052,1054,1056は、複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dに接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図5は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は2つの超音波装置1002,1003を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常、膜1032によりアノードセルとカソードセルとに区画され、少なくとも1種の金属塩のアノード液とカソード液を含む浸漬セル1016と、個別の電源1050に接続された少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。1つの入口及び1つの出口が、アノード液循環機構1024によるアノード液の循環のためにアノードセルに配置されており、別の入口及び別の出口が、カソード液循環機構1026によるカソード液の循環のためにカソードセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。金属膜形成装置のアノード1000と基板1004との間に遮蔽プレート1020が存在し、基板1004表面全体への均一な電場分布を与えている。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002,1003は金属膜形成装置の壁部及び遮蔽プレート1020の異なる側に固定され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図6は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は超音波装置1002を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、特に個別の電源1050,1052,1054,1056に接続された複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dと、前記電極1000A,1000B,1000C,1000Dに対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。図4bは、複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dの例示的な設計を示す。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006及び複数の電極システムは共に振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006及び複数の電極システムは、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。個別の電源1005,1052,1054,1056は、複数の電極1000A,1000B,1000C,1000Dに接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図7a~cは、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は、装置の壁部に超音波装置1002を含む。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置の壁部面に対して垂直方向に沿って周期的に移動する。図8は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置に含まれる超音波装置1002は、アノード側に配置され、Oリング1022により電解液から絶縁されている。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置のアノード面に対して垂直方向に沿って周期的に移動する。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図9は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置に含まれる超音波装置1002は、アノード側に配置され、Oリング1022により電解液から絶縁されている。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、少なくとも1つの電極1000と、前記電極1000に対向させて基板1004の導電性側を露出させるように基板1004を保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006と、工程中に基板ホルダ1006を回転させるための回転機構1026を備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は基板1004を保持し、工程中、金属膜形成装置のアノード面に対して垂直方向に沿って周期的に移動する。個別の電源1050は、少なくとも1つの電極1000に接続され、予めプログラムされた波形の電圧制御モード又は電流制御モードで作動し、これら2つのモードは所望の回数で切り換わる。印加される電流はDCモード又は、パルス周期5ms~2sのパルスリバースモードで作動可能である。超音波装置1002は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を発生させる。図10は、本発明の一実施形態による、電解液により基板に金属膜を形成するための他の例示的な金属膜形成装置を示す。この装置は2つの超音波装置1002,1003を含む。電解液による金属膜形成装置は、通常少なくとも1種の金属塩電解液を含む浸漬セル1016と、2つの電極1000と、前記電極1000に対向させて2つの基板1004の導電性側を露出させるように2つの基板1004を同時に保持する、電気的に導電性の基板ホルダ1006とを備える。金属塩電解液は、チャンバの底部からチャンバの上部へと流れる。少なくとも1つの入口及び1つの出口が、電解液の循環のためにセルに配置されている。基板ホルダ1006は振動アクチュエータ1010に接続され、基板ホルダ1006は、振動アクチュエータ1010により、振幅0.25~25mm及び周波数0.01~0.5Hzで振動する。基板ホルダ1006は2つの基板1004を保持し、工程中同時に、金属膜形成装置の底面に対して垂直方向に沿って周期的に上下動する。超音波装置1002,1003は金属膜形成装置の壁部に固定配置され、周波数10kHz~5MHz及び強度0.1~3W/cm2の超音波を、各々の基板1004に対して個別に発生させる。電気化学工程における析出速度は、析出速度が速く、電流密度が限界電流密度に極めて近い場合、半導体基板表面近傍の固液界面における化学物質の物質輸送速度により制御される。フィックの法則によれば、界面拡散層の厚さを薄くすれば物質輸送速度は上昇する。従来の電気めっき用チャンバにおいては、スピンディスクの回転速度を速めて、基板表面の界面拡散層の厚さを低下させることにより、析出速度を速めることができる。しかしながら、電気化学析出工程中に液体チャンバ内の回転速度を高めると、渦や気体が発生したり、飛沫が生じたりするため、実際には回転速度の上昇により析出速度は制限される。超音波装置は音波流により界面拡散層の厚さを低減させる。従って、超音波装置は、基板の回転速度を上昇させることなく析出速度を上昇させる。超音波エネルギーにより導入される音響境界層δaが、拡散層の厚さの概算に使用される。これは、音響周波数f及び液体粘度υの関数であり、式1;δa=2υ/2πf0.51で表される。表1は、弱酸性下における銅析出工程において、超音波装置を使用した場合と使用しない場合の境界層の厚さを示す。ここで、Cu2濃度は0.0625mol/L、酸濃度は1.25E-03mol/Lである。金属膜形成装置に超音波装置を備えることにより、基板表面の境界層を極めて薄くすることができるため、金属膜の析出速度を高めることができる。また、超音波装置の強度又は周波数を上げることにより、析出速度を上昇させることができる。金属膜形成装置に超音波装置を備える他の効果は、対流が制限される小面積において物質交換速度が上昇することである。拡散層が極めて薄くなり速度が速くなると、超音波装置により生じる音波流は小面積における定流領域に達し、渦が破壊され流れが再び生じ得る。また、超音波によりキャビテーションが発生した場所の近傍の局所的な流れの方向は等方的であるが、すなわちこれは基板表面に対して通常の流れもまた存在することを意味し、これにより今度は小面積内部の副生成物と新しい化学物質の対流が促進され、物質交換速度が上昇する。境界層の薄さ及びキャビテーションにより生じる対流の両方による効果は、小面積における、特に有機性添加剤の分子等の、電解質の混合物の新しさであり、析出速度及びボトムアップ型の充填を促進させることができる。一方、このことにより電気化学反応により生じた分解副生成物が析出膜に付着し、取り込まれることが防止され、これにより今度は析出膜のギャップ充填性及び他の物理特性が向上する。しかしながら、基板表面近傍の電解液における超音波エネルギーの分布は均一ではない。電解液内に超音波が伝播する際、超音波強度により与えられる周期的な分布は、超音波の波長λに基づく周期的な分布を有し、電解液内に高エネルギー及び低エネルギーの場所を生じる。不均一なエネルギー分布は、基板表面に不均一な膜析出速度をもたらす。本発明の一実施形態において、基板ホルダ1006を周期的に振動させる振動アクチュエータ1010が、基板上の超音波強度分布を累積時間において同一に維持するために使用される。振動の振幅及び周波数は正確に振動アクチュエータ1010により制御され得る。全工程時間tにおいて基板がN回振動する場合に、基板表面の各々の部分が、それぞれの振動において同じ全超音波強度を受け取るようにすることが重要である。1回の振動における基板の変位量Δdは、振動の振幅により決定され、nλ/2で表される。これにより、確実に強度は最小値から最大値へ変化する。従って、基板ホルダの振動速度νは、式2:ν=nNλ/t,n=1,2,3,...,N=1,2,3,...2のように設定され得る。ここで、nは1から始まる整数であり、またNは回転数を示し、同様に整数である。図11に詳細に示すように、基板の位置が変化すれば、基板の同一部分に対する超音波強度はP1からP2に変化する。ギャップにより超音波の全半波長が増加した場合、強度はP1~P11の全サイクルに渡って変化する。サイクルの開始点は金属膜形成装置における基板の部分の位置に依存する。しかしながら、基板が全距離nλ/2を移動する場合には、基板上の個々の部分は全サイクルの強度を受け取ることになる。これにより基板の個々の場所が同一の平均強度、同一の最大強度、及び同一の最小強度を含む同一量の超音波強度を確実に受け取ることになる。さらに、これにより確実に、全電気化学析出工程において基板全体に渡って均一な析出速度となる。超音波装置を備えた金属膜形成装置に使用される方法は、以下の通り設定され得る。工程順序ステップ1:前記装置内に金属塩電解液を注入する。ステップ2:基板を、電解液に露出される基板導電層に電気的な導電経路を有する、導電性の基板ホルダに移動させる。ステップ3:基板に10Vまでの小バイアス電圧を印加する。ステップ4:基板を電解液に挿入して基板の前面を電解液に完全に接触させる。ステップ5:電流を個々の電極に印加する;電極に接続された電源を、所望の回数、電圧モードから電流モードに切り換える。ステップ6:電極に対して電流量0.1A~100Aの範囲で一定の電流を印加し続ける;他の実施形態においては、電流はパルス周期5ms~2sで操作可能なパルスリバースモードで印加される。ステップ7:超音波装置を作動させ、基板ホルダを振動させる;超音波装置の強度は0.1~3W/cm2の範囲である;超音波装置の周波数は5kHz~5MHzに設定される;基板ホルダの振動振幅範囲は0.01~0.25mmである;基板ホルダの振動周波数範囲は0.01~0.25Hzである;基板ホルダの振動は一定速度nNλ/tであり、ここでλは超音波の波長、tは全工程時間、n及びNは整数である。ステップ8:超音波装置を停止し、振動を停止させる。ステップ9:電源を0.1V~0.5Vの小バイアス電圧モードに切り換え、これを基板に印加する。ステップ10:基板を電解液から取り出す。ステップ11:電源を停止し、基板表面の残留電解液を洗浄する。本発明は、特定の実施形態、例、及び用途に基づいて記述されているが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更が行われ得ることは、当業者には明らかであろう。"