DE112017003202T5 - Werkstückhalter für ein Nassbearbeitungssystem - Google Patents

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Abstract

Hier dargelegte Techniken schaffen einen Werkstückhalter, der relativ flexible und dünne Werkstücke zum Transport und zur elektrochemischen Abscheidung halten kann, während sie vermeiden, dass Elektroplattierfluid Kontakte oder Kontaktbereiche eines jeweiligen Werkstücks benetzt. Ein Werkstückhalterrahmen hält ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks. Eine Flexurstruktur ist verwendet zum Einspannen eines jeweiligen Werkstücks und zum Vorsehen eines Strompfads zum Zuführen eines Stroms zu dem Werkstück. Eine Elastomerabdeckung sieht eine Abdichtung und Isolierung der elektrischen Flexurstruktur vor. Der Werkstückhalter sieht auch eine Zugspannung am Werkstück vor, um zu unterstützen, dass das Werkstück während der Bearbeitung flach gehalten wird. Jede Flexurstruktur kann einen unabhängigen elektrischen Pfad zur Werkstückoberfläche vorsehen.

Description

  • Querverweis auf in Zusammenhang stehende Anmeldungen
  • Diese Anmeldung steht in Zusammenhang mit und beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 15/193,595, eingereicht am 27. Juni 2016, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft Verfahren und Systeme für die elektrochemische Abscheidung, einschließlich Elektroplattieren von Halbleitersubstraten. Genauer betrifft diese Erfindung Systeme und Verfahren zum Halten, Handhaben und Transportieren dünner Substrate.
  • Die elektrochemische Abscheidung wird neben anderen Verfahren als eine Fertigungstechnik zum Aufbringen von Schichten auf verschiedene Strukturen und Oberflächen verwendet, wie etwa Halbleiterwafer, Siliziumwerkstücke oder dünne Platten. Solche Schichten können Zinn, Silber, Nickel, Kupfer oder andere Metallschichten enthalten. Die elektrochemische Abscheidung umfasst ein Einbringen eines Substrats in eine Lösung, die Metallionen enthält, und dann Anlegen eines elektrischen Stroms, um zu veranlassen, dass Metallionen aus der Lösung auf dem Substrat abgeschieden werden. Typischerweise fließt elektrischer Strom zwischen zwei Elektroden, nämlich zwischen einer Kathode und einer Anode. Wenn ein Substrat als die Kathode benutzt wird, kann Metall darauf abgeschieden werden. Eine Plattierungslösung kann einen oder mehrere Arten von Metallionen, Säuren, Chelatbildner, Komplexbildner und beliebige aus mehreren anderen Arten von Zusätzen enthalten, die das Plattieren eines bestimmten Metalls unterstützen. Die abgeschiedenen Metallschichten können Metall und Metalllegierungen enthalten, wie etwa Zinn, Silber, Nickel, Kupfer usw. und Legierungen davon.
  • Zusammenfassung
  • Elektrochemische Abscheidungssysteme sind typischerweise verbunden mit einem Transportieren von Substraten zu einem Behälter mit Plattierungsfluid, einem Plattieren eines oder mehrerer Metalle auf die Substrate über einen elektrischen Strom und einem Entnehmen der Substrate aus dem Behälter zum weiteren Bearbeiten. Ein effektives Transportieren und Handhaben verschiedener Substrate ist vorteilhaft, um Plattensubstrate korrekt zu plattieren und Schäden an Substraten zu verhindern. Das Transportieren und Halten verschiedener Arten von Substraten kann anspruchsvoll sein, abhängig von Substratgröße, -dicke, -flexibilität usw. Zwei herkömmliche Arten von Substratgeometrien umfassen Halbleiterwafer, die gekennzeichnet sind durch relativ starre Silizium-Kreisscheiben, und Geometrien vom Plattentyp, die gekennzeichnet sind durch typischerweise größere und flexiblere rechteckige Substrate.
  • Hier dargelegte Techniken schaffen einen Werkstückhalter, der relativ flexible und dünne Substrate für den Transport und die elektrochemische Abscheidung halten kann. Eine Ausführungsform enthält einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Der Werkstückhalterrahmen weist ein Kopfelement auf, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten. Ein erstes Flexurbein erstreckt sich von einem ersten Ende des Kopfelements und ist ausgelegt, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen. Das erste Flexurbein weist ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt. Ein zweites Flexurbein erstreckt sich von einem zweiten Ende des Kopfelements und ist ausgelegt, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen. Das zweite Flexurbein weist ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  • Eine weitere Ausführungsform enthält ein Kopfelement, das länglich ist. Das Kopfelement weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die längs entgegengesetzt zueinander liegen. Ein erstes Beinelement erstreckt sich vom ersten Ende des Kopfelements und steht senkrecht zum Kopfelement. Ein zweites Beinelement erstreckt sich vom zweiten Ende des Kopfelements und steht senkrecht zum Kopfelement, sodass sich das erste Beinelement und das zweite Beinelement in einer selben Richtung erstrecken und in einer Ebene miteinander liegen. Das erste Beinelement weist eine erste Spannvorrichtung auf, und das zweite Beinelement weist eine zweite Spannvorrichtung auf. Jede Spannvorrichtung weist gegenüberstehende Spannkontakte auf, die elektrisch leitfähig sind. Jede Spannvorrichtung ist ausgelegt, eine konstante Spannkraft zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten auszuüben. Jede Spannvorrichtung ist so ausgelegt, dass die gegenüberstehenden Spannkontakte ausreichend weit trennbar sind, um ein Werkstück zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten aufzunehmen. Jede Spannvorrichtung weist eine ausreichende Kraft auf, um das Werkstück zu halten, einschließlich planarer Werkstücke. Jede Spannvorrichtung enthält eine Dichtung, ausgelegt, eine Fluid-Abdichtung um die gegenüberstehenden Spannkontakte vorzusehen, wenn die gegenüberstehenden Spannkontakte das Werkstück halten. Die Spannvorrichtungen sind ausgelegt, das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement zu halten. Wenn das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement gehalten wird, sieht das Werkstück einen Strompfad zwischen den Spannkontakten des ersten Beinelements und den Spannkontakten des zweiten Beinelements vor, sodass ein an beide Spannvorrichtungen angelegter elektrischer Strom durch das Werkstück fließt, wenn das Werkstück eine leitfähige Oberfläche enthält.
  • Natürlich ist die Reihenfolge bei der Beschreibung der verschiedenen hier beschriebenen Schritte aus Gründen der Deutlichkeit dargelegt. Im Allgemeinen können diese Schritte in jeder geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden. Außerdem ist beabsichtigt, obwohl alle die verschiedenen Merkmale, Techniken, Anordnungen usw. hier an verschiedenen Stellen dieser Offenbarung beschrieben sein können, dass jedes der Konzepte unabhängig voneinander oder in Kombination miteinander ausgeführt werden kann. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung auf viele verschiedene Weisen ausgeführt und betrachtet werden.
  • Anzumerken ist, dass dieser Zusammenfassungsteil nicht jede Ausführungsform und/oder jeden inkrementell neuartigen Aspekt der vorliegenden Offenbarung oder beanspruchten Erfindung darlegt. Stattdessen sieht diese Zusammenfassung nur eine einleitende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen und entsprechender Neuartigkeitspunkte gegenüber herkömmlichen Techniken vor. Zu zusätzlichen Einzelheiten und/oder möglichen Sichtweisen der Erfindung und der Ausführungsformen sei der Leser auf den Abschnitt der genauen Beschreibung und die entsprechenden Figuren der vorliegenden Offenbarung verwiesen, wie sie nachstehend weiter beschrieben sind.
  • Figurenliste
  • Eine vollständigere Einschätzung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile werden leicht offenbar mit Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung, betrachtet in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung. Die Zeichnung ist nicht unbedingt maßstäblich, stattdessen ist Wert auf die Darstellung der Merkmale, Prinzipien und Konzepte gelegt.
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 2 ist eine Draufsicht eines Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 3 ist eine Vorderansicht eines Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 4 ist eine Seitenansicht eines Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 5 ist eine Ansicht von unten eines Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines ein Werkstück haltenden Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 7 ist eine Draufsicht eines ein Werkstück haltenden Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 8 ist eine Vorderansicht eines ein Werkstück haltenden Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 9 ist eine Seitenansicht eines ein Werkstück haltenden Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 10 ist eine Ansicht von unten eines ein Werkstück haltenden Werkstückhalters gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 11 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer geschlossenen Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 12 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer offenen Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 13 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer offenen, ein Werkstück aufnehmenden Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 14 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer geschlossenen, ein Werkstück haltenden Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 15 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer offenen, ein Werkstück aufnehmenden Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 16 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer geschlossenen, ein Werkstück haltenden Spannvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 17 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer Spannvorrichtung, die eine Flexur darstellt, gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 18 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer geschlossenen Spannvorrichtung mit eingesetzter Spreizvorrichtung, gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 19 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer offenen Spannvorrichtung, geöffnet mit der Spreizvorrichtung und ein Werkstück aufnehmend, gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 20 ist eine Draufsicht mit teilweisem Schnitt einer geschlossenen Spannvorrichtung, ein Werkstück haltend, mit eingesetzter Spreizvorrichtung, gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
    • 21 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters mit eingesetzter Spreizvorrichtung und ein Werkstück haltend, gemäß hier offenbarten Ausführungsformen.
  • Genaue Beschreibung
  • Hier dargelegte Techniken schaffen einen Werkstückhalter, der relativ flexible und dünne Werkstücke zum Transport und zur elektrochemischen Abscheidung halten kann. Ein richtiges Halten, Transportieren und Handhaben von Werkstücken ist vorteilhaft, um elektrisch abgeschiedene Schichten zu schaffen, die gleichmäßig sind oder gezielte Abscheidungsbereiche aufweisen. Die elektrochemische Abscheidung kann auf herkömmlichen Halbleiterwafern ausgeführt werden, die typischerweise Siliziumscheiben verschiedener Durchmesser sind, wie etwa 300 mm. Andere Werkstücke umfassen vergleichsweise flexible Platten, die rechteckig sein können. Beispielhafte Platten-Werkstücke können Höhen und Breiten von 300 bis 700 mm aufweisen, mit Dicken im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm. Wie einzusehen ist, kann die Handhabung solcher Werkstücke anspruchsvoll sein. Solche Werkstücke können eine Wölbung von sechs oder mehr Millimetern aufweisen, und können abhängig von der Dicke eine vorsichtige Handhabung erfordern.
  • Hier dargelegte Techniken sehen Systeme und Verfahren vor, die ein Werkstück halten, um einen zuverlässigen elektrischen Kontakt vorsehen, während sie vermeiden, dass Elektroplattierfluid Kontakte oder Kontaktbereiche eines jeweiligen Werkstücks benetzen. Eine Ausführungsform enthält einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Im Allgemeinen verwenden Werkstückhalter hier eine Flexurstruktur zum Einspannen eines jeweiligen Werkstücks. Diese Flexurstruktur sieht auch einen elektrischen Pfad zum Zuführen eines Stroms zum Werkstück vor. Eine Elastomerabdeckung sieht eine Abdichtung und Isolierung der elektrischen Flexurstruktur vor. Die Flexibilität und Gestaltung der Flexurstruktur sieht eine Federwirkung oder gespeicherte mechanische Energie vor, um das Werkstück passiv zu halten und eine Abdichtung an einer Kontaktstelle zwischen dem Werkstück und dem Elastomer zu schaffen. Somit ist kein aktiver Kraft- oder Energieeinsatz nötig, um das Werkstück zu halten, obwohl ein aktiver Aufwand zum Öffnen der Flexurstruktur oder Spannvorrichtung nötig ist, um ein Werkstück aufzunehmen oder freizugeben. Der Werkstückhalter sieht auch eine Zugspannung am Werkstück vor, um zu unterstützen, dass das Werkstück während der Bearbeitung flach gehalten wird. Jede Flexurstruktur kann einen unabhängigen elektrischen Pfad zur Werkstückoberfläche vorsehen.
  • Nun ist genauer mit Bezugnahme auf 1 bis 5 ein beispielhafter Werkstückhalter 100 dargestellt. 1 ist eine perspektivische Ansicht, 2 ist eine Draufsicht, 3 ist eine Vorderansicht, 4 ist eine Seitenansicht und 5 ist eine Ansicht von unten. Enthalten ist ein Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Der Werkstückhalterrahmen enthält ein Kopfelement 107, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden. Eine solche Bearbeitungszelle kann imstande sein, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten. Mit anderen Worten, eine Elektroplattierlösung kann in Kontakt mit einer oder beiden planaren Flächen des Werkstücks stehen, wenn es in eine Bearbeitungszelle gesenkt ist. Eine solche Anordnung kann Plattierungsvorgänge unterstützen, die ein Füllen von Platten-Durchgangslöchern mit Metall umfassen.
  • Ein erstes Flexurbein 111 erstreckt sich von einem ersten Ende des Kopfelements 107. Das erste Flexurbein 111 ist ausgelegt, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen. Das erste Flexurbein 111 weist ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 121 auf, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins 111 so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 121 abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt. Dieses Einspannen ist nachstehend genauer beschrieben.
  • Der Werkstückhalter enthält ein zweites Flexurbein 112, das sich von einem zweiten Ende des Kopfelements 107 erstreckt. Das zweite Flexurbein 112 ist ausgelegt, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen. Das zweite Flexurbein 112 weist ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 122 auf, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins 112 so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 122 abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  • Das Kopfelement 107 kann ein Federelement enthalten, ausgelegt, eine Zugspannung für ein Werkstück vorzusehen, wenn es gehalten wird. Zum Beispiel kann das Kopfelement 107 eine oder mehrere, für Druck und Zug ausgelegte Federn enthalten. Das Kopfelement 107 kann zusammengedrückt werden, was die Flexurbeine näher zueinander bewegt. Dieser Druck bewirkt im Wesentlichen, dass der Werkstückhalter vorgespannt wird. Nachdem ein Werkstück in den Flexurkontakt-Dichtungsstreifen eingespannt wurde, kann das Kopfelement 107 freigegeben werden, was bewirkt, dass (eine) interne Feder(n) oder eine andere Zugvorrichtung eine Zugkraft auf die Flexurbeine ausübt und wiederum eine Zugspannung auf ein dazwischen gehaltenes Werkstück ausübt. In anderen Ausführungsformen kann der Werkstückhalter selbst (ohne die Verwendung einer Feder) ausgelegt sein, eine Zugspannung auf ein Werkstück auszuüben. Zum Beispiel kann die Konstruktion und Werkstoffauswahl derart sein, dass die Flexurbeine entweder eine Tendenz aufweisen, nach außen (voneinander weg) zu drücken, oder zumindest zu widerstehen, wenn sie zueinander gedrückt werden. Demgemäß können das erste Flexurbein 111 und das zweite Flexurbein 112 vor dem Einspannen eines Werkstücks zueinander gedrückt werden, sodass der Werkstückhalter beim Freigeben der Flexurelemente eine Zugspannung auf ein jeweiliges gehaltenes Werkstück ausübt. Das Kopfelement 107 kann eine beliebige Anzahl von Geometrien, Formen, Öffnungen, Griffen oder Vorsprüngen enthalten, um ein Handhaben des Werkstückhalters durch ein Transportsystem zweckmäßiger zu machen. Der Werkstückhalter kann auch ein Kennzeichnungselement enthalten, wie etwa ein Funketikett, um jeden Werkstückhalter eindeutig zu kennzeichnen.
  • 6 bis 10 stellen einen ein Werkstück W haltenden Werkstückhalter 100 dar. 6 ist eine perspektivische Ansicht, 7 ist eine Draufsicht, 8 ist eine Vorderansicht, 9 ist eine Seitenansicht und 10 ist eine Ansicht von unten. Anzumerken ist, dass das Werkstück W in dem durch den Werkstückhalter 100 gebildeten Rahmen gehalten und zwischen den Flexurbeinen 111 und 112 angeordnet ist, wobei die Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 121 und 122 das Werkstück W mechanisch halten.
  • Unter Bezugnahme auf 11 ist nun eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, des zweiten Flexurbeins 112 dargestellt, was auch einen Schnitt des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen 122 zeigt. Anzumerken ist, dass jede Flexurstruktur ein leitfähiges Element 123 oder leitfähiges Element 124 enthält, die aus einem beliebigen von verschiedenen leitfähigen Metallen bestehen können. Jede Flexurstruktur kann, um mechanische Energie vorzusehen, aus einem flexiblen Metall bestehen, wobei das flexible Metall sowohl mechanische Energie zum Halten des Werkstücks W als auch einen elektrischen Leiter zum Liefern eines Stroms zum Werkstück W vorsieht. In anderen Ausführungsformen können die Flexurstrukturen (Flexurkontakt-Dichtungsstreifen) aus einem Polymer, Kunststoff oder anderen elastisch flexiblen Material mit innen angeordneten Drähten zum Leiten von Strom zu den Kontakten bestehen.
  • In einer Ausführungsform kann die mechanische Energie durch gegenüberstehende Flexurstrukturen und Materialeigenschaften der Flexurstrukturen selbst vorgesehen sein. Zum Beispiel stellt 17 ein zweites Flexurbein 112 dar, wobei jedoch eine der Flexurstrukturen entfernt ist, sodass kein Gegenstück zum Gegenwirken zur Flexurstruktur vorhanden ist. Die Linie 129 stellt eine Mittellinie des zweiten Flexurbeins 112 dar. Anzumerken ist, dass bei Fehlen einer gegenüberstehenden Flexurstruktur zu sehen ist, dass die bestehende Flexurstruktur so montiert ist, dass der Kontakt 125 über die Linie 129 hinaus ausgelenkt ist. Die Bezugsnummer 127 in 17 stellt diese Auslenkungsstrecke dar. Somit ruht der Kontakt 125 in einem unbelasteten Zustand ohne Gegenstück jenseits einer Mittelinie oder Kontaktstelle zum Werkstück W. Eine zweite Flexurstruktur kann dann ähnlich, aber an einer gegenüberstehenden Stelle angeordnet sein. Das Ergebnis ist, dass jede Flexurstruktur die andere zurückdrückt und dadurch mechanische Energie speichert, indem die Flexurstrukturen passiv ständig gegeneinander drücken. Dies schafft eine passive Spannvorrichtung, die keine zusätzlichen Kräfte, Strom, Drücke usw. erfordern, um eine Einspannanordnung beizubehalten.11 stellt dar, dass in einer passiven Stellung ohne ein Halten eines Werkstücks W der Kontakt 125 und der Kontakt 126 gegeneinander drücken. Die Kontakte 125 und 126 können jeweils als ein durchgehender elektrischer Streifen ausgeführt sein, der längs jeder jeweiligen Flexurstruktur verläuft, oder können eine Anordnung von Kontaktpunktstellen sein, wie etwa eine Reihe freiliegender Metallspitzen, -punkte oder -finger. Jeweilige Flexurstrukturen können mit einem Isolator 131 und einem Isolator 132 bedeckt sein. Diese Isolatoren können aus einem beliebigen von verschiedenen Elastomeren bestehen, die freiliegende Bereiche der Flexurstrukturen außer an den Kontakten 125 und 126 bedecken können. Man beachte in 12, dass sich der Isolator 131 und der Isolator 132 über eine Fläche der Kontakte 125 und 126 hinaus (weiter als diese) erstrecken. Eine solche Gestaltung ermöglicht eine Fluiddichtung zwischen der Flexurstruktur und einem jeweiligen Werkstück, wenn die Flexurstrukturen gegen die Werkstückfläche drücken. Mit einem jeweiligen Isolator, der als ein Elastomer oder Material gewählt ist, das anderweitig verformbar ist, kann eine Fluidabdichtung um die Kontakte geschaffen werden, wenn der Isolator gegen ein Werkstück gedrückt wird.
  • 13 stellt dar, wie die Flexurstrukturen getrennt sind und eine Kante eines Werkstücks W zwischen die Kontakte 125 und 126 gesetzt ist. Wenn das Werkstück W in Position ist, werden die Flexurstrukturen freigegeben, was bewirkt, dass die Flexurstrukturen Kontakt mit dem Werkstück W herstellen, wie in 14 gezeigt. Anzumerken ist, dass, wenn die Flexurstrukturen das Werkstück W einspannen, die Einspannkraft eine Schaffung einer Fluidabdichtung um die Kontakte 125 und 126 unterstützt, indem sie die Isolatoren 131 und 132 elastisch verformt. In einigen Ausführungsformen können die Kontakte ein Elastomer-beschichtetes leitfähiges Element mit einer Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen enthalten. Wenn das Werkstück W in den Werkstückhalter geladen wird, stellt die Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger elektrischen Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks W her. Das Elastomer-beschichtete leitfähige Element kann eine Elastomer-Abdichtungswulst enthalten, die abdichtend Kontakt mit den gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und jede Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger abdichtend umgibt, wenn sie Kontakt mit dem Werkstück herstellt.
  • Mit dem eingespannten Werkstück sehen die leitfähigen Elemente 123 und 124 jeweils einen elektrischen Leitpfad zwischen dem zweiten Flexurbein 112 und dem Werkstück W vor. Das zweite Flexurbein 112 kann wiederum einen inneren elektrischen Leitpfad für eine Stromquelle vorsehen, was ein Verlegen eines Leiters zum Kopfelement 107 enthalten kann. Ein Transportverbinder, der mit dem Werkstückhalter am Kopfelement 107 verbindet, kann auch elektrische Anschlüsse enthalten, sodass dem Werkstückhalter über das Kopfelement Strom zugeführt werden kann. Zum Beispiel kann Strom vom Kopfelement zur Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger an der Innenkante des ersten und des zweiten Flexurkontaktstreifens (der Flexurstrukturen) geleitet werden. Wenn ein leitfähiges Element des ersten und des zweiten Flexurbeins mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist, ist, wenn der erste und der zweite Flexurkontaktstreifen in ein Bearbeitungsfluid für elektrochemische Abscheidung getaucht sind, der eingetauchte Teilbereich des Werkstückhalters in der Bearbeitungszelle vom Bearbeitungsfluid elektrisch isoliert. In anderen Ausführungsformen können elektrische Verbindungen während des Plattierens direkt mit den Flexurbeinen hergestellt werden. In Ausführungsformen, die eine Reihe einzelner Kontaktpunkte verwenden, kann jeder Kontakt zur gleichmäßigen Stromverteilung mit derselben Stromquelle verbunden sein, oder alternativ kann jeder Kontakt oder Finger einzeln ansteuerbar sein, um für einen bestimmten Kontaktpunkt entlang der Kante des Werkstücks mehr oder weniger Strom vorzusehen. In anderen Ausführungsformen kann jede Seite (Reihe von Kontaktpunkten) des Werkstücks eine unabhängige Stromsteuerung aufweisen, sodass mehr oder weniger Metall auf jede Seite des Werkstücks plattiert werden kann.
  • Andere Ausführungsformen können ausgelegt sein, ein Elektroplattieren auf nur einer Seite des Werkstücks W zu ermöglichen. 15 stellt eine Spannvorrichtung dar, bei der eine elektrische Verbindung zu nur einer Seite des Werkstücks W hergestellt wird. 15 zeigt eine Flexurstruktur in einer offenen Stellung zum Aufnehmen eines Werkstücks W. Eine solche Spannvorrichtung kann ähnlich wie die bereits beschriebene funktionieren. Ein Unterschied ist der, dass der Flexurstruktur ein starres Trägerelement 137 gegenübersteht, statt ein Paar von Flexurstrukturen zu verwenden. 16 stellt diese einzelne Flexurstruktur in einer einspannenden Stellung dar, die ein Halten des Werkstücks W und ein Vorsehen einer elektrischen Verbindung mit dem Werkstück W umfasst.
  • Bei der Spannvorrichtung, die passiv einspannt, kann eine aktive Vorrichtung verwendet werden, um die Spannvorrichtung zum Aufnehmen eines Werkstücks oder Freigeben eines Werkstücks zu öffnen. Es gibt verschiedene Vorrichtungen, die verwendet werden können, um die Spannvorrichtung zu öffnen. Eine solche aktive Vorrichtung kann mechanische, pneumatische und hydraulische Systeme enthalten. Ein beispielhaftes System ist ein pneumatischer Öffner. Der Werkstückhalter kann so ausgelegt sein, dass das erste und das zweite Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen eine Öffnung zwischen einander bilden. Ein längliches Betätigungselement 144 wird dann während des Ladens und Entladens des Werkstücks in die zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen gebildete Öffnung entlang einer Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins eingesetzt. 21 stellt das längliche Betätigungselement 144 dar, das in eine Öffnung in einem Mittenbereich der Spannvorrichtung eingesetzt wurde. Anzumerken ist, dass, abhängig von einem bestimmten elektrochemischen Abscheidungssystem, sich entweder das längliche Betätigungselement 144 zum Werkstückhalter 100 bewegen kann oder sich der Werkstückhalter 100 zum länglichen Betätigungselement 144 bewegen kann.
  • 18 zeigt eine Schnittansicht einer Spannvorrichtung mit dem zwischen die Flexurstrukturen der Spannvorrichtung eingesetzten länglichen Betätigungselement 144. Das längliche Betätigungselement 144 ist als ein pneumatisches System ausgeführt, das eine Blase 146 enthält. Unter Bezugnahme auf 19 wird die Blase 146 aufgeblasen. Dieses Aufblasen spreizt das längliche Betätigungselement 144 seitlich, was die Flexurstrukturen oder die Spannvorrichtung veranlasst, sich zu öffnen (die Kontakte 125 und 126, sich voneinander zu trennen), um das Werkstück W aufzunehmen. Wenn das Werkstück W in die Spannvorrichtung gesetzt ist, wird die Luft aus der Blase 146 abgelassen, was den Flexurstrukturen ermöglicht, zurückzukehren und dann des Werkstück W zwischen sich zu spannen, wodurch sie das Werkstück halten und eine elektrische Verbindung vorsehen, wie in 20 gezeigt. Nachdem das Werkstück W sicher gespannt ist, kann das längliche Betätigungselement 144 dann entfernt werden.
  • Der Werkstückhalter 100 kann dann zu einer oder mehreren Plattierungszellen oder -behältern für elektrochemische Abscheidung transportiert und dort hinein gesenkt werden. Die elektrochemische Abscheidung kann dann mit einem Strom ausgeführt werden, der von der Spannvorrichtung über das Werkstück fließt. Nachdem ein bestimmter elektrochemischer Abscheidungsvorgang abgeschlossen wurde, kann der Werkstückhalter zu einer Reinigungs- und/oder Trocknungsstation transportiert werden. Der Werkstückhalter kann dann das gehaltene und plattierte Werkstück zu einem Entladebereich transportieren, und die Spannvorrichtung wird gelöst, um das Werkstück freizugeben, das dann zum Verpacken und/oder zu zusätzlicher Bearbeitung transportiert werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform enthält ein Werkstückhalter ein Kopfelement, das länglich ist. Das Kopfelement weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die längs entgegengesetzt zueinander liegen. Das Kopfelement kann optional einen Spanner enthalten, ausgelegt, das Kopfelement längs zu verlängern oder zusammenzuziehen. Zum Beispiel kann das Kopfelement eine oder mehrere Federn, einen pneumatischen Spreizer usw. enthalten. Ein erstes Beinelement erstreckt sich vom ersten Ende des Kopfelements und steht senkrecht zum Kopfelement. Ein zweites Beinelement erstreckt sich vom zweiten Ende des Kopfelements und steht senkrecht zum Kopfelement, sodass sich das erste Beinelement und das zweite Beinelement in einer selben Richtung erstrecken und in einer Ebene miteinander liegen.
  • Das erste Beinelement weist eine erste Spannvorrichtung auf, und das zweite Beinelement weist eine zweite Spannvorrichtung auf. Jede Spannvorrichtung weist gegenüberstehende Spannkontakte auf, die elektrisch leitfähig sind. Jede Spannvorrichtung ist ausgelegt, eine konstante Spannkraft zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten auszuüben. Jede Spannvorrichtung ist so ausgelegt, dass die gegenüberstehenden Spannkontakte ausreichend weit trennbar sind, um ein Werkstück zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten aufzunehmen. Das Werkstück hier ist im Allgemeinen planar. Jede Spannvorrichtung weist eine ausreichende Kraft auf, um das Werkstück zu halten. Jede Spannvorrichtung enthält weiter eine Dichtung, ausgelegt, eine Fluid-Abdichtung um die gegenüberstehenden Spannkontakte vorzusehen, wenn die gegenüberstehenden Spannkontakte das Werkstück halten. Dies ermöglicht, dass das Werkstück in das elektrochemische Abscheidungsfluid gesenkt wird, ohne dass das Fluid die Spannkontakte erreicht, wodurch eine unerwünschte Plattierung auf den Kontakten selbst verhindert wird. Zum Beispiel können die gegenüberstehenden Spannkontakte ein Elastomer-beschichtetes leitfähiges Element mit einer Reihe von Kontaktpunkten enthalten, so gestaltet, dass jede Spannvorrichtung mit gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks an der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks Kontakt herstellt.
  • Das Elastomer-beschichtete leitfähige Element kann eine Elastomer-Abdichtungswulst enthalten, die abdichtend Kontakt mit den gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und jede Reihe von Kontaktpunkten oder jeden einzelnen Kontaktpunkt abdichtend umgibt, wenn sie Kontakt mit dem Werkstück herstellt. In einer weiteren Ausführungsform ist jede Spannvorrichtung so mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet, dass, wenn das durch jede Spannvorrichtung gehaltene Werkstück in ein Fluidmedium einer Bearbeitungszelle getaucht wird, eingetauchte Teilbereiche jeder Spannvorrichtung und leitfähiges Material in jeder Spannvorrichtung gegenüber dem Fluidmedium in einer Prozesszelle elektrisch isoliert sind.
  • Die Spannvorrichtungen sind ausgelegt, das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement zu halten. Der Spanner oder der Werkstückhalter kann ausgelegt sein, dem Werkstück eine Zugspannung zu erteilen, wenn das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement gehalten ist. Diese Zugspannung kann eine ebenere Fläche schaffen (für relativ flexible Werkstücke) und etwaiges Verziehen reduzieren.
  • Wenn das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement gehalten wird, sieht das Werkstück einen Strompfad zwischen den Spannkontakten des ersten Beinelements und den Spannkontakten des zweiten Beinelements vor, sodass ein an beide Spannvorrichtungen angelegter elektrischer Strom durch das Werkstück fließt, wenn das Werkstück leitfähig ist oder eine leitfähige Oberfläche aufweist. Das erste und das zweite Beinelement können optional ein leitfähiges Element enthalten, das elektrisch einen Stromdurchgang vom Kopfelement zu den Spannkontakten vorsieht.
  • Jede Spannvorrichtung kann einen so großen Hohlraum oder Zwischenraum umschließen, dass er ein längliches Betätigungselement aufnimmt, ausgelegt, gegenüberstehende Spannkontakte zum Aufnehmen und Entfernen des Werkstücks zu trennen, wenn das längliche Betätigungselement gespreizt wird. Das längliche Betätigungselement ist ausgelegt, die gegenüberstehenden Spannkontakte freizugeben, um das Werkstück zu halten, wenn das Werkstück zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten positioniert ist. Das längliche Betätigungselement kann ausgelegt sein, durch ein Aufblasen gespreizt und durch ein Luftablassen zusammengezogen zu werden.
  • Das Kopfelement kann ausgelegt sein, mit einem Transportsystem gekoppelt zu werden, wie etwa indem es Handgriffe, betätigte Halterungen usw. aufweist. Das Transportsystem ist ausgelegt, den Werkstückhalter zu einer Bearbeitungszelle zu transportieren, die ein Fluidmedium enthält, den Werkstückhalter zumindest teilweise in das Fluidmedium zu senken, und den Werkstückhalter aus der Bearbeitungszelle zu entfernen. Das Kopfelement kann ein lesbares Kennzeichnungselement enthalten, das den Werkstückhalter eindeutig kennzeichnet.
  • Eine weitere Ausführungsform enthält eine Werkstückhalterbaugruppe, die einen Werkstückhalter mit einem Werkstückhalterrahmen enthält. ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Der Werkstückhalterrahmen weist ein Kopfelement auf, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten. Ein erstes Flexurbein erstreckt sich von einem ersten Ende des Kopfelements und ist ausgelegt, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen. Das erste Flexurbein weist ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt. Ein zweites Flexurbein erstreckt sich von einem zweiten Ende des Kopfelements und ist ausgelegt, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen. Das zweite Flexurbein weist ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  • Die Werkstückhalterbaugruppe enthält auch eine Ladebaugruppe mit einem Paar länglicher Betätigungselemente, die während des Ladens und Entladens des Werkstücks in einen Hohlraum zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen entlang einer Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins einsetzbar sind. Jedes längliche Betätigungselement enthält eine Blase, die während des Lade- und des Entladevorgangs aufblasbar und druckentlastbar ist.
  • Hier dargelegte Techniken können auch Verfahren zum Handhaben und Transportieren von Werkstücken enthalten. Eine solche Ausführungsform ist ein Verfahren zum Laden eines Werkstücks in einen Werkstückhalter. Ein leerer Werkstückhalter wird empfangen. Der Werkstückhalter enthält einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Der Werkstückhalterrahmen weist ein Kopfelement auf, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten. Der Werkstückhalter enthält ein erstes Flexurbein, das sich von einem ersten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen. Das erste Flexurbein weist ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt. Der Werkstückhalter enthält ein zweites Flexurbein, das sich von einem zweiten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen. Das zweite Flexurbein weist ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  • Ein längliches Betätigungselement kann in einen Hohlraum zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen entlang einer Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins des leeren Werkstückhalters eingeführt werden. Eine in jedem länglichen Betätigungselement untergebrachte Blase wird aufgeblasen, sodass sich die Flexurkontakt-Dichtungsstreifen bei jedem Paar Flexurkontakt-Dichtungsstreifen nach außen in entgegengesetzte Richtung spreizen, um einen Spalt zwischen entgegengesetzt weisenden Kontaktdichtungen an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars Flexurkontakt-Dichtungsstreifen zu schaffen. Das Werkstück wird aus dem Werkstückhalter abgenommen (oder der Werkstückhalter wird vom Werkstück abgenommen), sodass die erste und die zweite Kante des Werkstücks aus dem Spalt zwischen entgegengesetzt weisenden Kontaktdichtungen an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars Flexurkontakt-Dichtungsstreifen gleiten. Die in jedem länglichen Betätigungselement untergebrachte Blase wird druckentlastet, um das erste und das zweite Paar Flexurkontakt-Dichtungsstreifen zu veranlassen, die erste und die zweite Kante des Werkstücks zu fassen.
  • Eine weitere Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Entladen eines Werkstücks aus dem Werkstückhalter. Dieses Verfahren enthält ein Empfangen eines Werkstückhalters, der ein Werkstück hält. Der Werkstückhalter enthält einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten. Der Werkstückhalterrahmen weist ein Kopfelement auf, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten. Der Werkstückhalter enthält ein erstes Flexurbein, das sich von einem ersten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen. Das erste Flexurbein weist ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt. Der Werkstückhalter enthält ein zweites Flexurbein, das sich von einem zweiten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen. Das zweite Flexurbein weist ein zweites Paar Flexurkontakt-Dichtungsstreifen auf, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  • Ein längliches Betätigungselement wird in einen Hohlraum zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen entlang einer Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins eines leeren Werkstückhalters eingeführt. Eine in jedem länglichen Betätigungselement untergebrachte Blase wird aufgeblasen, sodass sich die Flexurkontakt-Dichtungsstreifen für jedes Paar Flexurkontakt-Dichtungsstreifen nach außen in entgegengesetzte Richtungen spreizen, um einen Spalt zwischen entgegengesetzt weisenden Kontaktdichtungen an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars Flexurkontakt-Dichtungsstreifen zu schaffen. Das Werkstück wird aus dem Werkstückhalter abgenommen (oder der Werkstückhalter wird vom Werkstück abgenommen), sodass die erste und die zweite Kante des Werkstücks aus dem Spalt zwischen entgegengesetzt weisenden Kontaktdichtungen an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars Flexurkontakt-Dichtungsstreifen gleiten. Die in jedem länglichen Betätigungselement untergebrachte Blase wird druckentlastet, was das erste und das zweite Paar Flexurkontakt-Dichtungsstreifen veranlasst, Kontakt miteinander herzustellen.
  • Demgemäß können hier dargelegte Techniken benutzt werden, um Werkstücke einschließlich flexibler Platten zu halten und zu transportieren. Hier dargelegte Werkstückhalter können ein bestimmtes Werkstück durch ein elektrochemisches Abscheidungssystem tragen und dabei abgedichteten elektrischen Kontakt mit dem Werkstück herstellen. Leere Werkstückhalter können vor dem Gebrauch in einem Zwischenlager aufbewahrt und dann nach Bedarf zu und von Plattierungsbehältern transportiert werden. Werkstücke können hierin unter Zugspannung gehalten werden und mit einer ausfallsicheren Spannvorrichtung gehalten werden, die passiv einen Spanndruck ausübt, und die mit einer relativ einfachen Öffnungsvorrichtung geöffnet werden kann. Somit ermöglichen hier dargelegte Werkstückhalter ein zuverlässiges und genaues Plattieren verschiedener Werkstücke.
  • In der vorangehenden Beschreibung sind bestimmte Einzelheiten dargelegt, wie etwa eine besondere Geometrie eines Bearbeitungssystems und Beschreibungen verschiedener darin verwendeter Bestandteile und Abläufe. Es versteht sich jedoch, dass hier dargelegte Techniken in anderen Ausführungsformen angewendet werden können, die von diesen bestimmten Einzelheiten abweichen, und dass diese Einzelheiten der Erläuterung und nicht der Einschränkung dienen. Hier offenbarte Ausführungsformen sind mit Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. Ähnlich sind zum Zweck der Erläuterung bestimmte Zahlen, Materialien und Anordnungen dargelegt, um ein gründliches Verständnis vorzusehen. Jedoch können Ausführungsformen ohne diese bestimmten Einzelheiten ausgeführt werden. Bestandteile mit im Wesentlichen denselben funktionellen Konstruktionen sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und somit können alle redundanten Beschreibungen weggelassen sein.
  • Verschiedene Techniken sind als mehrere diskrete Vorgänge beschrieben, um das Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen zu unterstützen. Die Reihenfolge bei der Beschreibung sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie bedeutet, dass diese Vorgänge unbedingt von der Reihenfolge abhängig sind. Tatsächlich brauchen diese Vorgänge nicht in der Reihenfolge der Darlegung ausgeführt zu werden. Beschriebene Vorgänge können in einer anderen Reihenfolge als in der beschriebenen Ausführungsform ausgeführt werden. Verschiedene zusätzliche Vorgänge können ausgeführt werden, und/oder beschriebene Vorgänge können in zusätzlichen Ausführungsformen weggelassen sein.
  • „Werkstück“, „Substrat“ oder „Target-Substrat“, wie sie hier benutzt sind, beziehen sich generisch auf ein Objekt, das gemäß der Erfindung bearbeitet wird. Das Substrat kann einen beliebigen Materialteil oder Aufbau einer Vorrichtung enthalten, insbesondere eine Halbleiter- oder andere Elektronikvorrichtung, und kann beispielsweise ein Grundsubstrataufbau sein, wie etwa ein Halbleiterwafer, eine Maske oder eine Schicht auf oder überlagert einem Grundsubstrataufbau, wie etwa eine Dünnschicht. Somit ist Substrat nicht auf einen bestimmten Grundaufbau, eine unterlagerte Schicht oder überlagerte Schicht beschränkt, strukturiert oder unstrukturiert, sondern ist vielmehr so betrachtet, dass sie diese Schicht oder den Grundaufbau und eine beliebige Kombination von Schichten und/oder Grundaufbauten enthält. Die Beschreibung kann auf bestimmte Arten von Substraten Bezug nehmen, aber dies dient nur erläuternden Zwecken.
  • Fachleute werden auch verstehen, dass viele Abwandlungen an den Vorgängen der oben erläuterten Techniken vorgenommen werden können, während immer noch dieselben Ziele der Erfindung erreicht werden. Solche Abwandlungen sollen durch den Geltungsbereich dieser Offenbarung abgedeckt sein. Daher sollen die vorstehenden Beschreibungen von Ausführungsformen der Erfindung nicht einschränkend sein. Vielmehr sind etwaige Einschränkungen bei Ausführungsformen der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims (18)

  1. Werkstückhalter, umfassend: einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten, wobei der Werkstückhalterrahmen ein Kopfelement aufweist, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten; ein erstes Flexurbein, das sich von einem ersten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen, wobei das erste Flexurbein ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen aufweist, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt; und ein zweites Flexurbein, das sich von einem zweiten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen, wobei das zweite Flexurbein ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen aufweist, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt.
  2. Werkstückhalter nach Anspruch 1, wobei das Kopfelement ein Federelement enthält, sodass, sobald das Werkstück in den Werkstückhalter geladen ist, das Federelement das erste und das zweite Flexurbein veranlasst, das Werkstück dazwischen zu strecken.
  3. Werkstückhalter nach Anspruch 1, wobei das Kopfelement ein lesbares Kennzeichnungselement enthält, das den Werkstückhalter eindeutig kennzeichnet.
  4. Werkstückhalter nach Anspruch 3, wobei das lesbare Kennzeichnungselement ein Funketikett (RF-Tag) enthält.
  5. Werkstückhalter nach Anspruch 1, wobei jedes aus dem ersten und dem zweiten Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen ein Elastomer-beschichtetes leitfähiges Element mit einer Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger an der Innenkante des ersten und des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen enthält, und wobei, sobald das Werkstück in den Werkstückhalter geladen ist, die Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger elektrischen Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks herstellt.
  6. Werkstückhalter nach Anspruch 5, wobei das Elastomer-beschichtete leitfähige Element eine Elastomer-Abdichtungswulst enthält, die abdichtend Kontakt mit den gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und jede Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger abdichtend umgibt, wenn sie Kontakt mit dem Werkstück herstellt.
  7. Werkstückhalter nach Anspruch 5, wobei das erste und das zweite Flexurbein ein leitfähiges Element enthalten, das elektrisch Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Flexurstreifen herstellt und einen Stromdurchgang vom Kopfelement zu der Anordnung sich nach innen erstreckender flexibler Finger an der Innenkante des ersten und des zweiten Flexurkontakt-Dichtungsstreifens schafft, und wobei das leitfähige Element des ersten und des zweiten Flexurbeins mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist, sodass zusammen mit den Elastomerbeschichteten leitfähigen Elementen des ersten und des zweiten Flexurkontakt-Dichtungsstreifens ein eingetauchter Teilbereich des Werkstückhalters in der Bearbeitungszelle von einem Fluidmedium elektrisch isoliert ist.
  8. Werkstückhalter nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen einen Hohlraum zwischen Innenflächen des ersten und des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen enthalten, sodass ein längliches Betätigungselement während des Ladens und Entladens des Werkstücks in den Hohlraum zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen entlang der Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins eingesetzt werden kann.
  9. Werkstückhalter, umfassend: ein Kopfelement, das länglich ist, wobei das Kopfelement ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, die längs entgegengesetzt zueinander liegen; ein erstes Beinelement, das sich vom ersten Ende des Kopfelements erstreckt und senkrecht zum Kopfelement steht; ein zweites Beinelement, das sich vom zweiten Ende des Kopfelements erstreckt und senkrecht zum Kopfelement steht, sodass sich das erste Beinelement und das zweite Beinelement in einer selben Richtung erstrecken und in einer Ebene miteinander liegen; wobei das erste Beinelement eine erste Spannvorrichtung aufweist und das zweite Beinelement eine zweite Spannvorrichtung aufweist, jede Spannvorrichtung gegenüberstehende Spannkontakte aufweist, die elektrisch leitfähig sind, jede Spannvorrichtung ausgelegt ist, eine konstante Spannkraft zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten auszuüben, jede Spannvorrichtung so ausgelegt ist, dass die gegenüberstehenden Spannkontakte ausreichend weit trennbar sind, um ein Werkstück zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten aufzunehmen, wenn das Werkstück planar ist, jede Spannvorrichtung eine ausreichende Kraft aufweist, um das Werkstück zu halten, jede Spannvorrichtung eine Dichtung enthält, ausgelegt, eine Fluid-Abdichtung um die gegenüberstehenden Spannkontakte vorzusehen, wenn die gegenüberstehenden Spannkontakte das Werkstück halten; wobei die erste Spannvorrichtung und die zweite Spannvorrichtung ausgelegt sind, das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement zu halten; und wenn das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement gehalten wird, das Werkstück einen Strompfad zwischen Spannkontakten des ersten Beinelements und Spannkontakten des zweiten Beinelements vorsieht, sodass ein an beide Spannvorrichtungen angelegter elektrischer Strom durch das Werkstück fließt, wenn das Werkstück eine leitfähige Oberfläche enthält.
  10. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei die gegenüberstehenden Spannkontakte ein Elastomer-beschichtetes leitfähiges Element mit einer Reihe von Kontaktpunkten enthalten, so gestaltet, dass jede Spannvorrichtung mit gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks an der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks Kontakt herstellt, wenn sie das Werkstück hält.
  11. Werkstückhalter nach Anspruch 10, wobei das Elastomer-beschichtete leitfähige Element eine Elastomer-Abdichtungswulst enthält, die abdichtend Kontakt mit den gegenüberliegenden Seiten der ersten und der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und jede Reihe von Kontaktpunkten abdichtend umgibt, wenn sie Kontakt mit dem Werkstück herstellt.
  12. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei das erste und das zweite Beinelement ein leitfähiges Element enthalten, das einen Stromdurchgang vom Kopfelement zu den Spannkontakten vorsieht.
  13. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei jede Spannvorrichtung so mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist, dass, wenn das durch jede Spannvorrichtung gehaltene Werkstück in ein Fluidmedium einer Bearbeitungszelle getaucht wird, eingetauchte Teilbereiche jeder Spannvorrichtung und leitfähiges Material in jeder Spannvorrichtung gegenüber dem Fluidmedium in einer Prozesszelle elektrisch isoliert sind.
  14. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei jede Spannvorrichtung einen so großen Hohlraum umschließt, dass er ein längliches Betätigungselement aufnimmt, ausgelegt, gegenüberstehende Spannkontakte zum Aufnehmen und Entfernen des Werkstücks zu trennen, wenn das längliche Betätigungselement gespreizt wird, und wobei das längliche Betätigungselement ausgelegt ist, die gegenüberstehenden Spannkontakte freizugeben, um das Werkstück zu halten, wenn das Werkstück zwischen den gegenüberstehenden Spannkontakten positioniert ist.
  15. Werkstückhalter nach Anspruch 14, wobei das längliche Betätigungselement ausgelegt ist, durch ein Aufblasen gespreizt und durch ein Luftablassen zusammengezogen zu werden.
  16. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei das Kopfelement ausgelegt ist, mit einem Transportsystem gekoppelt zu werden, wobei das Transportsystem ausgelegt ist, den Werkstückhalter zu einer Bearbeitungszelle zu transportieren, die ein Fluidmedium enthält, den Werkstückhalter zumindest teilweise in das Fluidmedium zu senken, und den Werkstückhalter aus der Bearbeitungszelle zu entfernen, wobei das Kopfelement ein lesbares Kennzeichnungselement enthält, das den Werkstückhalter eindeutig kennzeichnet.
  17. Werkstückhalter nach Anspruch 9, wobei das Kopfelement einen Spanner enthält, ausgelegt, das Kopfelement längs zu verlängern oder zusammenzuziehen, wobei der Spanner ausgelegt ist, dem Werkstück eine Zugspannung zu erteilen, wenn das Werkstück zwischen dem ersten Beinelement und dem zweiten Beinelement gehalten ist.
  18. Werkstückhalterbaugruppe, umfassend: einen Werkstückhalter, umfassend: einen Werkstückhalterrahmen, ausgelegt, ein Werkstück durch ein Fassen des Werkstücks auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks zu halten, wobei der Werkstückhalterrahmen ein Kopfelement aufweist, ausgelegt, gefasst und zu und von einer Bearbeitungszelle transportiert zu werden, die imstande ist, das Werkstück auf gegenüberliegenden Flächen des Werkstücks zu bearbeiten; ein erstes Flexurbein, das sich von einem ersten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine erste Kante des Werkstücks zu fassen, wobei das erste Flexurbein ein erstes Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen aufweist, das entlang einer Länge des ersten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des ersten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der ersten Kante des Werkstücks herstellt und die erste Kante dazwischen einspannt; und ein zweites Flexurbein, das sich von einem zweiten Ende des Kopfelements erstreckt und ausgelegt ist, eine zweite Kante des Werkstücks zu fassen, wobei das zweite Flexurbein ein zweites Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen aufweist, das entlang einer Länge des zweiten Flexurbeins so angebracht ist, dass im Gebrauch eine Innenkante des zweiten Paars von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen abdichtend Kontakt mit gegenüberliegenden Seiten der zweiten Kante des Werkstücks herstellt und die zweite Kante dazwischen einspannt; und eine Ladebaugruppe, enthaltend: ein Paar länglicher Betätigungselemente, die während des Ladens und Entladens des Werkstücks in einen Hohlraum zwischen jedem Paar von Flexurkontakt-Dichtungsstreifen entlang einer Länge des ersten und des zweiten Flexurbeins einsetzbar sind, wobei jedes längliche Betätigungselement eine Blase enthält, die während des Lade- und des Entladevorgangs aufblasbar und druckentlastbar ist.
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