JP2003520898A - 化学メッキ及び電気メッキを使って銅メッキを行うための方法及び装置 - Google Patents

化学メッキ及び電気メッキを使って銅メッキを行うための方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 ワークピース（２５）の表面に金属をメッキするためのリアクタ（２０）を記載する。リアクタ（２０）は、電気メッキ溶液を入れたリアクタボウル（３５）と、電気メッキ溶液と接触してリアクタボウル内に配置された陽極（５５）と、を含む。接点組立体（８５）がリアクタボウル（３５）内で陽極（５５）から間隔を隔てられる。接点組立体は、電気メッキ電力をワークピースに与えるためにワークピースの表面の周縁に接触するように配置された複数の接点（図示せず）を有する。さらリング又は別々の屈曲の形態をなした接点は、ホークピースを接点と接触させるときワークピースの表面に対してぬぐい取り作用を行う。接点組立体はまた複数の接点の内部に配置されたハリヤー（図示せず）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、ワークピースの表面上に金属をメッキするための方法及び装置に関
する。
【０００２】 （発明の背景） 半導体ウェーハのようなワークピースから半導体集積回路及びその他の微小電
子デバイスを製作するには、通常、ウェーハ上に１つ又はそれ以上の金属層を形
成する必要がある。これらの金属層は、例えば、集積回路の種々のデバイスを電
気的に内部接続するのに使われる。更に、金属層から形成される構造は、読み出
し／書き込みヘッド等の微小電子デバイスを構成する。
【０００３】 マイクロ電子機器製造業では、そのような構造を作るために広範囲な金属を使
用している。その金属には、例えば、ニッケル、タングステン、はんだ、プラチ
ナ、銅が含まれる。更に、このような金属を蒸着或いは堆積させるため、広範囲
な処理技法が用いられている。この技法には、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）や、
物理蒸着（ＰＶＤ）や、電気メッキや、化学メッキが含まれる。これらの技法の
うち、電気メッキ及び化学メッキは概ね最も経済的であり、従って、最も望まし
い。電気メッキ及び化学メッキは、ブランケット金属層を堆積させるのにも、パ
ターン金属層を堆積させるのにも利用できる。
【０００４】 マイクロ電子機器製造業で、金属を半導体ウェーハ上に堆積させるのに使用さ
れている最も一般的な処理方法の１つは「ダマシン」処理と呼ばれているもので
ある。この処理では、普通「ビア」と呼ばれている穴、トレンチ、及び／又は他
の凹部がワークピース上に形成され、そこに銅のような金属が埋め込まれる。こ
の「ダマシン」処理では、先ずウェーハに、後に続く金属電気メッキ段階で電流
を伝導するのに使われる金属のシード層が設けられる。銅のような金属が用いら
れる場合、シード層は、Ｔｉ、ＴｉＮ等のバリア層物質上に堆積される。シード
層は非常に薄い金属の層で、１つ又はそれ以上の幾つかのプロセスを使って作る
ことができる。例えば、金属のシード層は、物理蒸着又は化学蒸着処理を使って
１０００オングストローム・オーダーの厚さで形成することができる。シード層
は、銅、金、ニッケル、プラチナ等の金属を使えば巧く形成することができる。
シード層は、ビア、トレンチ、或いは他の凹んだデバイス造形の存在している表
面を覆って形成される。
【０００５】 次に、金属層がシード層の上にブランケット層の形で電気メッキされる。ブラ
ンケット層はメッキされて上を覆う層を形成し、最終的に、トレンチやビアを埋
め、これらの造形上にある量積層する金属層を形成する。このようなブランケッ
ト層は通常、厚さが１０，０００から１５，０００オングストローム（１−１．
５ミクロン）である。
【０００６】 ブランケット層が半導体ウェーハ上に電気メッキされた後、ビア、トレンチ、
或いは他の凹部の外側に過剰に存在している金属材料が除去される。この金属が
除去されると、形成される半導体集積回路の金属層のパターンができることにな
る。この過剰なメッキされた金属は、例えば、化学的機械平坦化を使って除去す
ることができる。化学的機械平坦化は、化学的除去剤と、金属メッキ段階で作ら
れた金属層の不要な部分を除去するため露出した金属表面を研削、研磨する研磨
材とが組み合わされて作動する処理段階である。
【０００７】 半導体ウェーハの電気メッキはリアクタアッセンブリ内で行われる。このよう
なリアクタ内では、メッキ槽内に陽極が配置され、シード層が表に付いたウェー
ハが陰極として用いられる。ウェーハの下面だけがメッキ槽の表面に接触する。
ウェーハは、必要な電気メッキ電力（例えば陰極電流）をウェーハに導電する支
持システムによって保持される。 支持システムは、ウェーハを適所に固定し、
メッキするための電流を導電するためにウェーハのシード層に接触している導電
性フィンガーを備えている。リアクタアッセンブリの１つの実施の形態が「遠位
接触部と誘電カバーを備えた、ワークピースと係合する電極を有する、半導体メ
ッキシステムのワークピース支持体」と題する１９９７年９月３０日出願の米国
特許出願番号第０８／９８８，３３３号に開示されている。
【０００８】 半導体ウェーハを電気メッキするのに用いるリアクタを設計する際には、幾つ
かの技術的問題を克服しなければならない。ウェーハの周辺付近のシード層との
間に小数の個別の電気接点（例えば、６接点）を使えば、当然、接点近辺の電流
密度がウェーハの他の部分よりも高くなる。ウェーハ全体として電流が不均一に
分布すると、メッキされる金属材が不均一に堆積される結果となる。ウェーハの
接点近くに、シード層に接触する導電エレメント以外の導電エレメントを設けて
電流を逃がせば、そのような不均一性を最小化することができる。しかしそのよ
うな電流を逃がす技法を用いれば、電気メッキ装置は複雑になり、メンテナンス
要件も増えることになる。
【０００９】 ウェーハを電気メッキする際のもう１つの問題は、電気メッキ処理の間に、如
何にして電気接点自体がメッキされないようにするかである。電気接点にメッキ
された物質は何であれ、接点性能が変わるのを防止するために排除しなければな
らない。個別の電気接点にシール機構を設けることはできるが、そのような装置
は通常、ウェーハ表面の相当な部分を覆い、電気接点設計を複雑化することにな
る。
【００１０】 この他の問題に対処する中で、しばしば、半導体ウェーハの縁部近くの露出し
ているバリア層上の電気メッキを防止するのが望ましいことがある。電気メッキ
された物質は露出したバリア層材によく接着せず、これに続くウェーハ処理段階
で剥がれ落ちやすい。更に、リアクタ内でバリア層上に電気メッキされた金属が
電気メッキ処理中に剥がれ落ちることもあり、電気メッキ槽に粒子汚染物質を追
加することになる。そのような汚染物質は全体の電気メッキ処理に悪影響を及ぼ
しかねない。
【００１１】 特定の電気メッキされる金属が、電気メッキ処理を複雑にすることもある。例
えば、ある金属を電気メッキするには、通常、比較的電気抵抗の高いシード層を
使う必要がある。その結果、通常の複数の電気的ウェーハ接点（例えば、６個の
個別接点）を使っても、ウェーハ上に適当な均一メッキ金属層を形成できないこ
ともある。
【００１２】 上に議論した接点に関係する問題以外にも、電気メッキリアクタにはまだ問題
がある。デバイスのサイズが大きくなるにつれ、処理環境を厳密に規制する必要
が増してくる。この中には、電気メッキ処理に影響を及ぼす汚染物質の規制が含
まれる。従って、このような汚染物質を生成しがちな、リアクタの可動部品は厳
格に隔離されなければならない。
【００１３】 更に、現存する電気メッキリアクタでは、異なる電気メッキ処理に対して保守
及び／又は再構成するのがしばしば困難である。電気メッキリアクタを大規模生
産に対応できるように設計するためには、このような問題は克服されねばならな
い。
【００１４】 本発明のある態様は、以下の特徴即ち、改良されたワークピース接点アッセン
ブリ、簡単に取り外せる接点アッセンブリ構造を有する処理ヘッド、及び／又は
可動部品を処理環境から効果的に隔離できる処理ヘッド、の内１つ又はそれ以上
を有する改良された電気メッキ装置を志向している。
【００１５】 電気メッキで銅を堆積することに関わる１つの欠点は、微小電子ワークピース
上の非常に細かな造形（０．１ミクロン以下の造形）に関し、電気メッキによる
銅の堆積は縦横比の大きいビア及びトレンチの側壁への追随性を欠き、形成され
た内部配線及びプラグ（ビア）内に空洞を形成するおそれのあることである。こ
れはしばしばＰＶＤ又はＣＶＤによって蒸着された銅のシード層の追随性不良に
よって生じ、シード層が、高縦横比造形の底部にまで電流を運ぶのに充分な厚さ
がないことによる。
【００１６】 銅を微小電子ワークピース上に堆積する代わりの処理法は「化学メッキ」とし
て知られている。マイクロ電子ワークピース上への銅金属被覆の化学メッキ法は
「半ミクロン以下の化学銅被覆」と題する論文（Ｖ．Ｍ．デュパン他著、材料研
究学会シンポジウム会報、第４２７巻、将来のＵＬＳＩに対する進歩した金属被
覆、１９９６）に開示されており、参考文献としてここに援用する。この論文は
低いツーリングコスト、低い処理温度、高品質な堆積、優れたメッキの均一性、
良好なビア／トレンチ充填能力を初めとする、化学メッキ銅金属被覆の潜在的有
用性を述べている。
【００１７】 開示された手法によれば、ブランケット化学メッキ銅堆積は、銅シード層を有
するワークピース上でビア及びトレンチ充填のために行われている。銅シード層
は予めスパッタリング又は接触変位（湿式活性化処理）により堆積されている。
アルミ防食層が銅シード層上にスパッタリングされている。コリメートされたＴ
ｉ／Ｎ、コリメートされていないＴｉ、コリメートされていないＴａが、拡散バ
リア／接着促進層として使用されている。銅層の化学メッキ堆積の後、銅層が化
学的機械研磨され象眼銅金属被覆が作られている。選択的化学メッキＣｏＷ不動
態化層が象眼銅金属被覆上に堆積されている。
【００１８】 先の論文に開示されている方法によれば、同じ銅化学メッキ槽内でウェーハを
動かすことなくアルミ防食層のエッチングをした結果、触媒銅表面を空気に曝す
必要が無くなった。これは、化学メッキ銅堆積が行われる前に酸化が避けられる
ことを意味している。アルミ防食シード層のエッチングの後、触媒シード層は化
学メッキ銅堆積のための触媒物質として働く。更に、開示された方法によれば、
シードバリア層システムを真空中３００℃でアニリングすると、シード層の接着
性が改良されている。
【００１９】 更に、表面張力を制御し、堆積中に水素が含まれるのを遅らせるため、そして
溶液安定性を増すため、銅メッキ溶液に、少量の界面活性剤と安定化剤が加えら
れている。表面活性剤の例としては、ＲＥ６１０、ポリエチレングリコール、Ｎ
ＣＷ−６０１Ａ、トリトンＸ−１００が挙げられる。安定化剤の例として開示さ
れているのは、ネオクプロイン、２，２’ジピリジル、ＣＮ−、ローダミンであ
る。
【００２０】 化学メッキ金属被覆技法を記述し教示しているこの他の特許として、米国特許
第５，５００，３１５号、第５，３１０，５８０号、第５，３８９，４９６号、
第５，１３９，８１８号があり、全てを参考文献としてここに援用する。
【００２１】 微小電子ワークピースに銅を化学メッキするのは良好な造形追随性などの利点
を提供するが、銅の化学メッキによる堆積の速度は、一般的に電気メッキの場合
よりも遅い。従って、本発明のもう一つの態様は、小さなそして／又はビア及び
トレンチのような高い縦横比造形における銅堆積の有用な追随性を達成する必要
性を認知しながら、同時にマイクロ電子生産のスループットを上げるために全体
の堆積速度を上げることである。本発明のこの態様は、自動化されたマイクロ電
子処理ツールに組み込むことのできる化学メッキリアクタを提供する必要性も理
解している。
【００２２】 （発明の概要） 金属をワークピースの表面の上にメッキするためのリアクタについて述べられ
ている。リアクタは、中に入っている電気メッキ溶液を含むリアクタボウルと、
電気メッキ溶液に接触しながらリアクタボウル内に配置されている陽極とを備え
ている。接点アッセンブリはリアクタボウル内で陽極から距離をおいて設けられ
ている。接点アッセンブリは、ワークピースの表面の周辺縁部と接触してワーク
ピース表面に電気メッキ電力を供給するために配置されている複数の接点を含ん
でいる。接点は、ワークピースが係合される際にワークピースの表面に対しワイ
ピング動作を行う。接点アッセンブリは、複数の接点の内側に配置されているバ
リアも含んでいる。バリアは、ワークピースの表面と係合し、複数の接点を電気
メッキ溶液から隔離するのを支援するために配置されている部材を含んでいる。
ある実施の形態では、複数の接点は別々の屈曲した形態をしており、又別の実施
の形態では、複数の接点は皿ばね状環状接点の形態をしている。複数の接点及び
ワークピースの周辺縁部にパージガスを供給するため、接点アッセンブリには流
路が設けられている。パージガスは接点アッセンブリのバリア形成を支援するた
めに使われる。
【００２３】 本発明の別の態様によれば、接点アッセンブリは、１つ又はそれ以上のラッチ
係合機構によってリアクタアッセンブリと接合されている。ラッチ係合機構を使
えば、接点アッセンブリを、同一型式又は異なる型式の別の接点アッセンブリと
容易に交換することができる。開示されている接点アッセンブリの構造を使えば
同一型式の接点アッセンブリと交換する際にメッキシステムのキャリブレーショ
ンをやり直す必要性が低減或いは削除できるので、リアクタの休止時間を低減す
ることができる。
【００２４】 本発明的リアクタの別の態様によれば、リアクタは接点アッセンブリを含む処
理ヘッドを備えている。更に特定すれば、処理ヘッドはステータ部とローター部
を含んでおり、ローター部は接点アッセンブリを含んでいる。接点アッセンブリ
は、少なくとも１つのラッチ機構によりローター部と取り外し可能に接合されて
いる。
【００２５】 リアクタは又、バッキング部材と駆動機構とを１つのアッセンブリ内に含んで
おり、そのアッセンブリ内では、バッキング部材と接点アッセンブリとが、ワー
クピースを取り付ける状態とワークピースを処理する状態との間で、駆動機構に
より互いに相対的に動かされるようになっている。ワークピースを処理する状態
では、ワークピースはバッキング部材により接点アッセンブリの複数の接点に向
かって付勢される。駆動機構から放出される粒子による汚染の危険性を減じるた
め、駆動機構は実質的にベロー部材により取り囲まれている。
【００２６】 ワークピースをメッキするための統合ツールについても説明されている。統合
ツールは、化学メッキ処理によってワークピースをメッキする第１処理室と、電
気メッキ処理によってワークピースをメッキする第２処理室とを備えている。ワ
ークピースを化学メッキするために第１処理室に搬送し、次にワークピースを電
気メッキするために第２処理室に搬送するようにプログラムされているロボット
搬送機構が使用されている。上に述べたツールで行われるメッキ処理について述
べられているが、開示されている処理は処理ツールとは独立したものである。 基本反応装置構成要素 図１〜図３を参照すると、半導体ウエーハ２５のような微小電子ワークピース
を電気メッキするリアクタ組立体２０が示されている。一般的に言えば、リアク
タ組立体２０はリアクタヘッド３０及び対応したリアクタボウル３５を備えてい
る。この形式のリアクタ組立体２０は半導体ウエーハ又は同様なワークピースの
電気メッキを行うのに特に適しており、ウエーハの導電性薄膜層は、ブランケッ
ト又はパターン金属層で電気メッキされる。リアクタ組立体２０に用いるのに適
したリアクタボウル３５の一つの実施の形態の特殊な構造は図２に例示されてい
る。電気メッキリアクタボウル３５は、電気メッキ溶液を収容しかつ電気メッキ
すべき関連したワークピース２５の通常下向きの表面に対して溶液を導くリアク
タ組立体２０の部分である。この目的のため、電気メッキ溶液はリアクタボウル
３５を通して循環される。電気メッキ溶液の循環に伴って、溶液はリアクタボウ
ル３５からリアクタボウル３５の堰状の周囲部を越えてリアクタ組立体２０の下
方オーバーフローチャンバ４０へ流れる。溶液は一般的にはリアクタを通して再
循環させるために下方オーバーフローチャンバ４０から引き出される。
【００２７】 リアクタボウル３５は上昇管４５を備え、この上昇管４５内には、リアクタボ
ウル３５内に電気メッキ溶液を導入する流入導管５０が配置されている。この流
入導管５０は好ましくは導電性であり、電気メッキ陽極５５と電気的に接触しか
つ電気メッキ陽極５５を支持している。陽極５５は陽極シールド６０を備えるこ
とができる。電気メッキ溶液は、流入導管５０からそれの上方部分における開口
を通って陽極５５の周りに流れ、そして陽極と動作的に関連して位置決めされた
随意の拡散板６５を通って流れる。陽極５５を消耗性にして、それにより陽極の
金属イオンを電気メッキ溶液によって、カソードとして機能する関連したワーク
ピースの導電性表面に運ぶようにできる。代わりに、陽極５５を不活性にして、
それにより陽極シールド６０の必要性を省くことができる。
【００２８】 図１及び図３に示すように、リアクタ組立体２０のリアクタヘッド３０は好ま
しくは固定組立体７０及び回転組立体７５を備えている。回転組立体７５は、関
連したウエーハ２５又は同様なワークピースを受け、ウエーハをリアクタボウル
３５内のプロセス側下向き方向に位置決めしそしてリアクタ組立体２０のメッキ
回路に導電性表面を接しながらワークピースを回転させるように構成されている
。リアクタヘッド３０は一般的に、持ち上げ／回転装置８０に装着され、持ち上
げ／回転装置８０は、メッキすべきウエーハを受ける上向き配置から、メッキす
べきウエーハの表面をリアクタボウル３５内に下向きに一般には拡散板６５と向
い合った関係で位置決めされる下向き配置までリアクタヘッド３０を回転するよ
うに構成されている。ロボットアーム４１５（しばしば端効果装置を含むものと
して記載される）は通常、回転組立体７５上の適当な位置にウエーハ２５を配置
したり、回転組立体内からメッキしたウエーハを取り出すのに使用される。
【００２９】 開示したリアクタヘッドの発明概念で他のリアクタ組立体構成を使用でき、上
記は単なる例示であることが認められる。上記の構成に使用するのに適した別の
リアクタ組立体は１９９８年７月９日に出願され参照文献として本明細書に結合
されるＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．０９／１１２，３００に例示されている。上記の構成に
使用するのに適したさらに別のリアクタ組立体は１９９９年４月１３日に出願さ
れ参照文献として本明細書に結合されるＵ．Ｓ．Ｓ．Ｎ．６０／１２０，９５５
に例示されている。 改良された接触組立体 上述のように、電気メッキ電力をウエーハの周囲縁部に供給する仕方は堆積金
属の全体膜品質にとって極めて重要である。このような電気メッキ電力を供給す
るのに用いられ接触組立体の比較的望ましい特性の幾つかは例えば下記の事項を
含む。
【００３０】 ・堆積幕一様性を最大化するためにウエーハの周囲部の周りにおける電気メッ
キ電力の一様な分配； ・ウエーハを通しての一様性を保証するために一貫した接触特性； ・デバイス製造に利用できる面積を最大化するためにウエーハ周囲部における
接触組立体の侵入の最少化；及び ・剥離及び（又は）フレーキングを抑止するためにウエーハ周囲部におけるバ
リヤー層上のメッキの最少化。 上記特性の一つ以上に合わせるために、リアクタ組立体２０は好ましくは、ウ
エーハ２５と連続した電気接触か又は多数の分離した電気接触を形成するリング
接触組立体８５を使用する。半導体ウエーハ２５の外終縁部、この場合、半導体
ウエーハ２５の外周囲部と比較的連続した接触を行うことにより、半導体ウエー
ハ２５に比較的一様な電流が供給され、比較的一様な電流密度となる。比較的一
様な電流密度は堆積材料の深さを一様にさせる。
【００３１】 接触組立体８５は本発明の好ましい実施の形態によれば、シード層との一貫し
た接触を同時に行いながら、ウエーハの周囲部における侵入を最少化する接触部
材を含んでいる。シード層との接触は、ウエーハが接触組立体と係合される際に
シード層に対してワイパー作用する接触部材構造体を用いることにより高められ
る。このワイパー作用はシード層表面における酸化物を除去するのに役立ち、そ
れにより、接触構造体とシード層との電気接触を強めることになる。結果として
、ウエーハ周囲における電流密度の一様性は高められ、結果としての膜はより一
様となる。さらに、電気的接触のこのようなコンシステンシーにより、ウエーハ
毎の電気メッキの一貫性すなわちコンシステンシーが高められる。
【００３２】 また接触組立体８５は、以下にさらに詳細に説明するように、好ましくは、一
つ又は複数の接触部、半導体ウエーハ２５の周縁部分及び背後部をメッキ溶液か
ら分離するバリヤーを個々に又は他の構造体と共動して形成する一つ以上の構造
体を備えている。これにより、個々の接触部における金属のメッキは避けられ、
さらに半導体ウエーハ２５の縁部近くのバリヤー層の露出部分が電気メッキ環境
にさらされないようにされる。その結果、緩く付着した電気メッキ材料のフレー
キングによる汚染の関連した可能性及びバリヤー層のメッキは実質的に制限され
る。 屈曲接点を用いたリング接点組立体 リアクタ組立体２０に使用するのに適した接点組立体の一つの実施の形態は図
４〜図１０に示されている。接点組立体８５は回転組立体７５の一部を成し、半
導体ウエーハ２５と電気メッキ電源との間の電気的接触を行う。例示した実施の
形態では、半導体ウエーハ２５と接点組立体８５との電気的接触は、非常に多数
の屈曲接点９０で行われ、これらの屈曲接点９０は、半導体ウエーハ２５が回転
組立体７５で保持され支持されている際にはリアクタボウル３５の電気メッキ環
境内部から有効に分離される。
【００３３】 接点組立体８５は幾つかの分離した構成要素を備え得る。図４を参照すると、
電気メッキされることになるワークピースが円形半導体ウエーハである場合には
、接点組立体８５の分離した構成要素は互いに接合して仕切られた中央開放領域
９５をもつほぼ環状の構成要素を形成する。この仕切られた中央開放領域９５内
には、電気メッキされることになる半導体ウエーハの表面が露出されている。特
に図６を参照すると、接点組立体８５は、外側本体部材１００と、環状ウエッジ
１０５と、多数の屈曲接点９０と、接点取付け部材１１０と、内部ウエーハガイ
ド１１５とを備えている。好ましくは、環状ウエッジ１０５、多数の屈曲接点９
０及び接点取付け部材１１０は、白金化チタンで構成され、一方、内部ウエーハ
ガイド１１５及び外側本体部材１００は電気メッキ環境に適合した誘電体材料で
構成される。環状ウエッジ１０５、多数の屈曲接点９０、接点取付け部材１１０
及びウエーハガイド１１５は、互いに接合して単一組立体を形成し、この単一組
立体は外側本体部材１００によって互いに固定されている。
【００３４】 図６に示すように、接点取付け部材１１０は、それの周囲部分のまわりに配置
した第１の環状溝１２０及び第１の環状溝１２０の半径方向内方に配置した第２
の環状溝１２５を備えている。第２の環状溝１２５は、屈曲接点９０の数と等し
い数の多数の屈曲チャネル１３０に開放している。図４から見られ得るように、
全部で３６個の屈曲接点９０が使用され、各々約１０°の角度互いに離間されて
いる。
【００３５】 再び図６を参照すると、各屈曲接点９０は、直立部分１３５と、横方向部分１
４０と、垂直遷移部分１４５と、ウエーハ接触部分１５０とを備えている。同様
に、環状ウエッジ１０５は、直立部分１５５と、横方向部分１６０とを備えてい
る。環状ウエッジ１０５の直立部分１５５及び屈曲接点９０の直立部分１３５は
、各屈曲チャネル１３０の位置において接点取付け部材１１０の第１の環状溝１
２０内に固定されている。全体接点組立体８５内の適切な位置に対する屈曲接点
９０の自動調整は、まずそれぞれの屈曲チャネル１３０における個々の屈曲接点
９０の各々を配置することによって行われ、すなわち直立部分１３５が接点取付
け部材１１０の第１の環状溝１２０内に配置され、一方垂直遷移部分１４５及び
ウエーハ接触部分１５０がそれぞれの屈曲チャネル１３０を通るようにされる。
そして環状ウエッジ１０５の直立部分１５５は第１の環状溝１２０内に係合され
る。この係合をし易くするために、直立部分１５５の上方端部はテーパー状にな
っている。屈曲接点９０の直立部分１３５及び環状ウエッジ１０５の直立部分１
５５の総体幅は、これらの構成要素が接点取付け部材１１０にしっかりと固定さ
れるように選ばれる。
【００３６】 環状ウエッジ１０５の横方向部分１６０は各屈曲接点９０の横方向部分１４０
の長さの一部に沿ってのびている。例示した実施の形態では、環状ウエッジ１０
５の横方向部分１６０は接点取付け部材１１０の第２の環状溝１２５の縁部で終
端している。以下の屈曲接点の動作の説明からさらに明らかとなるように、環状
ウエッジ１０５の横方向部分１６０の長さは屈曲接点９０の剛性が所望の程度と
なるように選択され得る。
【００３７】 ウエーハガイド１１５は、多数のスロット１６５を備える環状リングの形態で
あり、スロット１６５を通って屈曲接点９０のウエーハ接触部分１５０がのびて
いる。ウエーハガイド１１５の外壁からは環状伸長部分１７０がのび、接点取付
け部材１１０の内壁に配置された相応した環状溝１７５に係合し、それによりウ
エーハガイド１１５を接点取付け部材１１０に固定している。例示したように、
ウエーハガイド部材１１５の内径は、それの上方部分からウエーハ接触部分１５
０に近いそれの下方部分へ向かって小さくなっている。従って、接点組立体８５
内に挿入されたウエーハは、ウエーハガイド１１５の内部に形成されたテーパー
状の案内壁によってウエーハ接触部分１５０に対して適当な位置に案内される。
好ましくは、環状伸長部分１７０の下方へのびるウエーハガイド１１５の部分１
８０は薄い順応壁として形成され、この薄い壁は、所与ウエーハ寸法の許容範囲
内で種々の直径のウエーハに適合するように弾性変形する。さらに、このような
弾性変形により、屈曲接点９０のウエーハ接触部分１５０にウエーハを係合させ
るために使用した構成要素において生じるウエーハ挿入許容範囲が融通される。
【００３８】 図６を参照すると、外側本体部材１００は、直立部分１８５と、横方向部分１
９０と、垂直遷移部分１９５と、上向きリップ２０５で終端している別の横方向
部分２００とを備えている。直立部分１８５は環状伸長部分２１０を備え、この
環状伸長部分２１０は、接点取付け部材１１０の外壁に配置した環状ノッチ２１
５と係合するように半径内方へのびている。直立部分１８５の下方部分にはＶ型
ノッチ２２０が形成され、それの外周部分を包囲している。Ｖ型ノッチ２２０は
、組立て中に直立部分１８５を弾性変形させる。この目的で、直立部分１８５は
、環状伸張部分２１０が環状ノッチ２１５と係合するように接点取付け部材１１
０の外部のまわりを摺動する際に弾性的に変形する。一度係合すると、接点取付
け部材１１０は、環状伸張部分２１０と外側本体部材１００の横方向部分１９０
の内壁との間に締付けられる。
【００３９】 別の横方向部分２００は、屈曲接点９０のウエーハ接触部分１５０の長さを越
えてのび、そして２５で示すようなウエーハがそれらに対して駆動される際に弾
性的に変形するように寸法決めされている。Ｖ型ノッチ２２０は、別の横方向部
分２００の弾性変形を助けるように寸法決めされかつ位置決めされている。ウエ
ーハ２５がウエーハ接触部分１５０と適切に係合すると、上向きリップ２０５は
ウエーハ２５と係合し、電気メッキ溶液と屈曲接点９０の外周縁部及び後側との
間にバリヤーを形成するようにしている。
【００４０】 図６に示すように、屈曲接点９０は、ウエーハ２５がそれらの屈曲接点９０に
対して駆動される際に弾性的に変形する。好ましくは、ウエーハ接触部分１５０
は最初、例示した仕方で上向きに角度を成している。従って、ウエーハ２５がウ
エーハ接触部分１５０に対して強制される際に、屈曲接点９０は弾性的に変形し
て、ウエーハ接触部分１５０はウエーハ２５の表面２３０に対して有効にワイパ
ーする。図示実施の形態では、ウエーハ接触部分１５０はウエーハ２５の表面２
３０に対して２３５で示す水平距離で有効にワイパーする。このワイパー作用は
、ウエーハ２５の表面２３０から全ての酸化物を除去及び（又は）浸透するを助
け、それにより屈曲接点９０とウエーハ２５の表面２３０におけるシード層との
間を有効に電気的に接触させる。
【００４１】 図７及び図８を参照すると、接点取付け部材１１０は一つ以上のポート２４０
を備え、これらのポート２４０は窒素源のようなパージガス源に接続され得る。
図８に示すように、パージポート２４０は第２の環状溝１２５に開放しており、
第２の環状溝１２５は図６に示すように全ての屈曲チャネル１３０にパージガス
を供給するマニホールドとして働いている。パージガスは各屈曲チャネル１３０
及び屈曲接点９０の全ウエーハ接触部分１５０を実質的に包囲するスロットを通
過する。ウエーハ接触部分１５０を包囲する領域をパージすることに加えて、パ
ージガスは外側本体部材１００の上向きリップ２０５と共動して電気メッキ溶液
に対するバリヤーを形成する。パージガスは、ウエーハガイド１１５の外壁の一
部と接点取付け部材１１０の内壁の一部との間に形成された環状チャネル２５０
によってさらに循環される。
【００４２】 図４、図５及び図１０に示すように、接点取付け部材１１０は一つ維持用のね
じ付き開口２５５を備え、これらのねじ付き開口２５５は相応した接続プラグ２
６０を受けるように寸法決めされている。図５及び図１０を参照すると、接続プ
ラグ２６０は電気メッキ電力を接点組立体８５に供給し、また好ましくは、各々
白金化チタンで構成されている。接続プラグ２６０の好ましい形態では、各接続
プラグ２６０は中心にボアー孔２７０を備えた本体２６５を有している。本体２
６５の上方部分には第１のフランジ２７５が設けられ、また本体２６５の下方部
分には第２のフランジ２８０が設けられている。ねじ付き伸張部分２８５は第２
のフランジ２８０の中心部分から下向きにのび、そしてねじ付きボアー孔２７０
に固定している。第２のフランジ２８０の下方面は接点取付け部材１１０の上方
表面に直接当接し、それらの間の電気的接続の確実性を増スようにしている。
【００４３】 屈曲接点９０は分離した構成要素として形成されているが、それらの接点は一
体組立体として互いに接合され得る。この目的で、例えば、屈曲接点９０の直立
部分１３５は、別個の部片としてけいせいされるか又は材料の単一部片を形成す
るように屈曲接点と共に形成される白金化チタンのような材料のウエブによって
互いに接合され得る。材料のウエブは全ての屈曲接点の間又は屈曲接点の選択し
た群の間に形成され得る。例えば、材料の第１のウエブは屈曲接点の半分（図示
実施の形態では１８個の屈曲接点）を接合するのに用いられ得、一方、材料の第
２のウエブは屈曲接点の残りの半分（図示実施の形態では残りの１８個の屈曲接
点）を接合するのに用いられる。別の群分けも可能である。
【００４４】 上述のような屈曲接点を使用した接点組立体の別の実施の形態は図１１〜図１
５に例示されている。図１１に示すように、接点組立体８５ｂは半導体ウエーハ
を受けるようにされ、そして図４〜図１０の接点組立体と多くの点で同様である
。従って、接点組立体８５ｂにおける構成要素は、接点組立体８５ｂの構成要素
が添字“ｂ”を備えている点を除いて接点組立体８５に関連した同じ参照番号を
用いて表される。
【００４５】 本実施形態では、図１５を参照すると、外側本体部材１００ｂが、導電性がな
く、電気メッキ環境と化学的互換性があるプラスティック材料などから形成され
ている。外側本体部材１１０ｂには環状溝２９０ｂが設けられており、ここには
Ｏリング２９５ｂが設けられている。以下に更に詳細に説明されるように、Ｏリ
ング２９５ｂが半導体ウエーハ２５の面２３０ｂを密封して、リアクタボウル３
５内部で屈曲接点９０ｂと電気メッキ環境との間の接触を防止するのを支援する
。
【００４６】 接点アセンブリ８５ｂも環状強めリング３００ｂ、接点取付け部材１１０ｂ、
および、複数の屈曲接点９０ｂを有している。接点取付け部材１１０ｂは複数の
スロット１６５ｂを有している環状リングの形態を呈し、屈曲部９０ｂの接触部
１５０ｂがこれらスロットを通って延びている。図示のように、接点取付け部材
は、内径近似接触部１５０ｂよりも大きい内径遠位接触部１５０ｂを有している
。接点アセンブリ８５ｂに挿入されているウエーハは、このように、接点取付け
部材１１０ｂの内部に形成されたテーパ状ガイド壁により、接触部１５０ｂを有
する適所に誘導される。
【００４７】 上述のように、例示の実施形態の屈曲接点９０は別個の構成要素として形成さ
れて、その各々が直立部分１３５ｂ、横部分１４０ｂ、垂直移行部分１４５ｂ、
および、接触部１５０ｂを有している。接触部１５０ｂは複数のスロット１６５
ｂのそれぞれを通って突出している。
【００４８】 接点アセンブリ８５ｂを形成するために、前述の構成要素を一体化すると同時
に、接点アセンブリの動作を統合することは、図１５を再度参照すると、最良に
理解できる。例示の実施形態では、多様な構成要素が外部本体部材１００ｂによ
り一緒にクランプされる。図示のように、接点取付け部材１１０ｂおよび外部本
体部材１００ｂが、一般に参照番号１３０ｂと示されている、複数の屈曲チャン
バーを規定している。各屈曲チャンバーは、内側本体部材１１０ｂから半径方向
外向きに延びる面取り加工を施した部材３００ｂにより各側面ごとに規定されて
いる上昇部１２０ｂを有している。面取り加工を施した部材３００ｂはカム作用
により外側本体部材１００ｂのノーズ部２１０ｂにより係合状態になるように設
計されているが、これにより、ノーズ部２１０ｂが接点取付け部材１１０ｂ、屈
曲部９０ｂの横部分１４９ｂ、および、環状強めリング３００ｂを外側本体部材
１００ｂの側面方向延在部１９０ｂに抗してクランプする。外側本体部材１００
ｂが形成される材料次第では、１個以上の面取り加工した部材１６０にわたりノ
ーズ部２１５ｂのカム作用を促進させるように、所望されるならば、ウエーハ５
が接点アセンブリ８５ｂ全体と動作可能な関係へと付勢された場合の、外側本体
部材１００ｂの弾性変形を促進させるように、外側本体部材１００ｂにノッチ２
２０ｂを有していることが望ましいことがある。
【００４９】 任意で、屈曲接点９０ｂおよびウエーハ２５の背面を浄化するために、窒素の
ような無反応性ガスが使用できる。このためには、ウエーハガイド１１５ｂには
、パージガスを環状マニホルド１２５ｂに流体導通させ、かつ、そこから屈曲チ
ャンバー１３０ｂを通って流体導通させて、実質的に接触部１５０ｂを包囲する
ように働く１つ以上のパージポート２４０ｂを設けることができる。次いで、パ
ージガスが開口部１６５ｂを通り半導体ウエーハ２５の周囲端縁に流れ、更に、
半導体ウエーハの背面へと流れる。かかる処置は屈曲接点９０ｂと半導体ウエー
ハ２５の背面の、処理環境からの隔絶を向上させる。
【００５０】 動作については、半導体ウエーハ２５が屈曲接点９０ｂに押圧され、半導体ウ
エーハ２５の面２３０ｂがＯリングと、そこに対応する外側本体部材１００ｂの
部分とを密封する。このような態様で押圧すると、各屈曲接点９０が垂直方向の
或る距離と水平方向の或る距離２３５ｂだけ押しやられる。この移動により、屈
曲接点９０ｂは半導体ウエーハ２５の面２３０ｂを拭い取り、それにより、密封
層酸化物などの除去または浸透を助けるとともに、屈曲接点９０ｂと半導体ウエ
ーハ２５の間の電気接触を向上させる。偏向および偏倚の量は、環状強めリング
３００ｂの半径方向幅の関数として変動させることができる。大きな偏向は、適
切な電気接触を供与している間と、半導体ウエーハ２５を接点アセンブリ８５で
密封している間に、大きな製造公差の変動に適応させるために使用することがで
きる。
【００５１】 接点アセンブリ８５ｂのかかる実施形態では、半導体ウエーハ２５に付与され
る軸線方向力が、屈曲接点９０を偏向させるのに要する力とシール部に電力投入
するのに要する力との間で分割される。これにより、構造体とは無関係な負荷経
路が設けられるが、構造体がシール部を有していることにより、接点の偏向がＯ
リング１０５の偏向に従属することから切り離して、シール部を形成する。
【００５２】 皿ばね接点アセンブリ 代替の接点アセンブリが図１６から図２５に例示されている、上記接点アセン
ブリの各々では、接点部材が対応する共通リングと一体にされ、それぞれの対応
アセンブリに取付けられると、ウエーハまたは他の基板が接点部材上に受容され
ている方向で上向きに偏倚される。かかる構造の実施形態の頂面図が図１６Ａに
例示されているが、その斜視図が１６Ｂに例示されている。図示のように、一般
に参照番号６１０で示されたリング接点は、複数の接点部材６５５を接合する共
通リング部６３０から構成されている。共通リング部６３０および接点部材６５
５は、対応するアセンブリに取付けられると、従来型のベルヴィルプリングの半
分体に外観が類似している。このため、リング接点６１０は本明細書後記におい
て「皿ばね接点」と称するが、このリング接点が設置される全接点アセンブリは
「皿ばね接点アセンブリ」と称する。
【００５３】 図１６Ａおよび図１６Ｂに例示された皿ばね接点６１０の実施形態は接点部材
６５５を含み、白金チタニウムから製作されるのが好ましい。接点部材６５５は
、円弧状区分６５７を白金チタニウムリングの内径へと分断することにより形成
することができる。所定数の接点部材６５８は残余の接点部材６５５よりも大き
い長さを有し、例えば、或る一定の平坦面を設けたウエーハを適応する。
【００５４】 皿ばね接点６１０の更なる実施形態が図１７に例示されている。上述のように
、この実施形態は白金チタニウムから形成されるのが好ましい。接点部材６５５
の全部が構造体の中心に向けて半径方向内向きに延在している図１６Ａおよび図
１６Ｂの実施形態とは異なり、この実施形態は、或る角度で配置された接点部材
６５９を有している。この実施形態は、製造するのが容易であり、かつ、同一基
礎状図を有する図１６Ａおよび図１６Ｂの実施形態を実現するより従属的な接点
を提供する単体設計を構成している。この接点の実施形態は、接点アセンブリの
ベルヴィル形態へと定着することができ、恒久的な形態は必要としない。この実
施形態の皿ばね接点６１０が適所に定着させられると、完全な周囲構造は必要で
はなくなる。むしろ、接点が各分節ごとに形成され、取り付けられ、それにより
、分節の電気特性の独立した制御／検知を可能にする。
【００５５】 皿ばね接点アセンブリの第１の実施形態が図１８から図２０に一般に参照番号
６００で例示されている。図示のように、接点アセンブリ６００は導電性接点取
付け部材６０５、皿ばね接点６１０、誘電ウエーハリング６１５、および、外側
本体部材６２５を有している。皿ばね接点６１０の共通部分６３０は、導電性ベ
ースリング６０５のノッチ６７５の内部で係合状態になる第１面を有している。
多くの点で、この実施形態の皿ばね接点アセンブリは上述の屈曲接点アセンブリ
８５と構造が類似している。そのため、接点アセンブリ６００の大半の構造の機
能性は明白であり、ここでは反復して述べられていない。
【００５６】 好ましくは、接点取付け部材６０５は、導電材料の単一の一体型ピースから形
成されているか、或いは、導電材料で外部が皮膜された誘電材料または他の材料
から形成されている。導電リング６０５および皿ばね接点６１０は白金チタニウ
ムから形成されているか、そうでなければ、白金の層で皮膜されているのがより
好ましい。
【００５７】 ウエーハガイドリング６１５は接点取付け部材６０５の内径の範囲内に適合す
る寸法にされる。ウエーハガイドリング６１５は、接点アセンブリ８５および８
５ｂとそれぞれに接続状態にある上述のウエーハガイド１１５および１１５ｂと
実質的に同一構造を有している。ウエーハガイドリング６１５はその周囲に環状
拡張部６４５を有しており、これが導電ベースリング６０５の対応する環状スロ
ット６５０に係合して、ウエーハガイドリング６１５および接点取付け部材６０
５が一緒にスナップ結合できるようにする。
【００５８】 外側本体部材６２５は直立部分６２７、横部分６２９、垂直移行部分６３２、
および、半径方向に延びて、先が上で曲がったリップ７３０で終端する別な移行
部分７２５を有している。先が上で曲がったリップ７３０は、処理されている最
中のワークピース２５の表面に係合すると、電気メッキ環境に対する障壁を形成
するのを助ける。例示の実施形態では、リップ７３０とワークピース２５の表面
との間の係合は、皿ばね接点６１０を保護するために形成された、唯一の機械的
シールである。
【００５９】 皿ばね接点６１０の接点６５５の近位にある領域は、窒素ガスのような不活性
流体で浄化されるのが好ましく、この流体はリップ７３０と一緒に、皿ばね接点
６１０、ウエーハ５の周囲部分と背面、および、電気メッキ環境の間で障壁をな
す。図１９および図２０に特に明示されているように、外側本体部材６２５およ
び接点取付け部材６０５は互いに間隔を設けられて、環状空洞７６５を形成する
。環状空洞７６５には、接点取付け部材６０５を貫いて配置された１つ以上のパ
ージポート７７０を通る、窒素のような不活性流体が供給される。パージポート
７７０は環状空洞７６５に向けて開放しており、これは、接点アセンブリの周囲
の付近に不活性ガスを分配するマニホルドとしての機能を果たす。参照番号７８
０で示されているような、接点部材６５５の個数に対応する所与の個数のスロッ
トが設けられて、環状空洞７６５から接点部材６５５の近位の領域まで不活性流
体の経路となる通路を形成している。
【００６０】 図１９および図２０はまた、皿ばね接点アセンブリのかかる実施形態における
パージ流体の流れを例示している。矢印で例示されているように、パージガスは
パージポート７７０に入り、環状空洞７６５の内部でアセンブリ６００の周囲付
近に分配される。次に、パージガスはスロット７８０を通って接点取付け部材６
０５の下端の下からベルヴィル接点６１０の近位の領域まで流れる。この点で、
ガスは実質的に接点部材６５５を包囲するように流れ、更には、ウエーハの周囲
上方をその背面まで進むこともできる。パージガスはまた、接点取付け部材６０
５により規定される環状チャネル７１２と、ウエーハガイドリング６１５の下部
に形成された従属壁の内部を通って前進することもできる。これに加えて、接点
部材６５５の付近のガス流は先が上に曲がったリップ７３０と協働して、先端７
３０で障壁をなし、これが、そこを通って電気メッキ溶液が前進するのを防止す
る。
【００６１】 ウエーハまたは他のワークピース２５が付勢されて接点アセンブリ６００と係
合状態になると、ワークピース２５はまず最初に、接点部材６５５と接触する。
ワークピースが更に適所へと付勢されると、接点部材６５５は偏向し、先が上で
曲がったリップ７３０にワークピース２５が押圧されるまで、ワークピースの表
面を拭い取る。この機械的係合は、パージガスの流れと一緒に、皿ばね接点６１
０はもとより、ワークピース２５の外周および背面も、メッキ溶液との接触から
効果的に隔絶する。
【００６２】 皿ばね接点アセンブリの別な実施形態が図２１から図２３に、一般に参照番号
６００ｂで示されている。この実施形態では、別個の障壁部材６２０ｂが採用さ
れている。他の多くの点で、皿ばね接点アセンブリ６００ｂは上記皿ばね接点ア
センブリ６００に実質的に類似している。従って、アセンブリ６００ｂの類似構
成要素が「ｂ」という接尾語を有しているという点を例外として、アセンブリ６
００ｂの類似構成要素は上述のアセンブリ６００と同一参照番号が標識として付
されている。
【００６３】 図２２に特に例示されているように、バリア部材６２０は横部分６３２ｂ、傾
斜部分６３７ｂ、および、先が上で曲がったリップ６４２を有している。障壁部
材６２０ｂの横部分６３２ｂは、外側本体部材６２５ｂに配置された環状溝７２
０ｂに配置されている。環状溝７２０ｂはその下端に、傾斜部分６３７ｂが交差
する横部分６３２ｂの端部で障壁部材６２０ｂに接触する傾斜壁６８５ｂを有し
ている横拡張フランジ７１０ｂにより規定されている。これは障壁部材６２０ｂ
を硬くして、ウエーハ２５の下面との適切な係合を確保するのに役立つ。
【００６４】 アセンブリ６００と同様に、アセンブリ６００ｂはそこを通してパージガスを
分配するようにするのが好ましい。図２３は、パージガスの流れが皿ばね接点ア
センブリ６００ｂを通して供給される態様を例示している。図示のように、外側
本体部材６２５ｂと接点取付け部材６０５ｂが接合して、所要の流れの通路を規
定している。
【００６５】 図２２を参照すると、皿ばね接点６１０ｂの接点部材６５５ｂが障壁部材６２
０ｂを越えて突出する。ウエーハまたは他のワークピース２５が付勢されて接点
アセンブリ６００ｂと係合状態になると、ワークピース２５はまず最初に、接点
部材６５５ｂと接触する。ワークピースが更に付勢されると、ワークピース２５
が障壁部材６２０ｂに押圧されるまで、接点部材６５５ｂはワークピース２５の
方面を偏向させ、同表面を効果的に拭い取る。この機械的係合は、パージガスの
流れと一緒に、皿ばね接点６１０ｂはもとより、ワークピース２５の外周および
背面をメッキ溶液との接触から効果的に隔絶する。
【００６６】 皿ばね接点の別な実施形態が図２４に一般に参照番号６００ｃで示されている
。この実施形態は接点アセンブリ６００ｂに実質的に類似しており、こうして、
接点アセンブリ６００ｃの各構成要素が「ｃ」という接尾語を有しているという
点を例外として、類似の参照番号が類似の部品を指定するために使用されている
。
【００６７】 接点アセンブリ６００ｃおよび６００ｂの間の主たる差異は、図２２および図
２４の間の比較を参照すると、最良に理解することができる。図示のように、主
たる差異はフランジ７１０ｃと弾性シール部材６２０ｃとの形状に関連している
。接点アセンブリ６００ｃの実施形態では、フランジ７１０ｃおよび弾性シール
部材６２０ｃは互いに共通の外延を有している。このように、ウエーハ２５の底
部表面でのシールはそれ程、従属的ではない。それでも、かかる構造はウエーハ
の底面に当接して、パージガスと関連して使用された場合は特に、メッキ溶液に
対する障壁を効果的に形成する。
【００６８】 皿ばね接点アセンブリのまた別な実施形態の断面図が図２５に一般に参照番号
６００ｄで示されている。この実施形態では、Ｏリング７４０は外側本体部材６
２５ｄの対応するノッチ７４５に配置されており、ワークピースが接点部材６５
５ｄおよび皿ばね接点６１０ｄに対して付勢されると、ワークピース２５の表面
に密封構造を形成する。Ｏリング７４０ｄは外側本体部材６２５ｄのリプ７３０
ｄを越えて突出するような寸法にされている。外側本体部材６２５ｄのリップ７
３０ｄは、それにより、Ｏリングシールを支援するのを助ける。
【００６９】 上述の他の接点アセンブリとは異なり、皿ばね接点アセンブリ６００ｄはウエ
ーハガイドリングを必ずしも有しているわけではない。むしろ、アセンブリ６０
０ｄは、多様な構成要素を互いに締結するために使用される１個以上の固定部材
７５０を実例として使用し、接点取付け部材６０５ｄの内壁が傾斜されて、ウエ
ーハガイド表面を設けている。
【００７０】 他の接点組立体 図２６及び２７はメッキ用接点及び周囲シール部材の更なる実施形態を示す。
図２６を参照すると、その構成は、電気メッキ装置のロータ組立体にとりつける
ための環状接点部材又はリング８３４の形態で提供されるメッキ用接点を含む。
環状接点リングを形態が円形であるとして示したけれども、環状接点リングは形
態が非円形でも良いことは理解されよう。環状接点リングと関連して環状シール
部材８３６が設けられ、そして、更に説明するように、接点リングと協同して、
環状接点リングと導電的に接触して位置決めされているワークピースの周囲領域
の連続シールを行う。
【００７１】 環状接点リング８３４は取付部分８３８を有し、この取付部分によって、接点
リングは電気メッキ装置のロータ組立体に回転可能に取り付けられる。接点リン
グはまたロータ組立体に設けられた適当な回路と電気的に接合され、それによっ
て接点リングは電気メッキ装置の回路に電気的に接合され、電気メッキを行うた
めのウェーハ２５（陰極）の表面に必要な電位を生じさせる。環状接点リングは
、垂下した支持部分８４０と、取付部分８３８の内方に延びる環状接点部分８４
２とを更に含む。環状接点部分８４２は、接点リングとウェーハのシード層との
間に電気接触を確立するためにウェーハ２５によって係合されるほぼ上方に面し
た接触面８４４を構成する。接点リングの環状接点部分８４２が、関連したウェ
ーハ又は他のワークピースの周囲領域と実質的に連続な導電接触をもたらす事が
理解される。
【００７２】 環状接点リング８３４は好ましくは、接点リング及びその関連したシール部材
上でのワークピース２５の心出しを促進するように形成される。接点リングは好
ましくは、ワークピースを案内して接点リング及びその関連したシール部材と心
出し（即ち同心）関係にするための内方に面した円錐形案内面８３５を含む。円
錐形案内面８３５は、ワークピースの外周部を接点外周部に正確に位置決めする
ために（即ち、ワークピースが接点リング上でできるだけ同心であるようにする
ために）接点リング内周部に傾斜引き込み部（好ましくは、垂直から約２度乃至
１５度傾斜した）として作用する。このことは、接点とその関連したシールのワ
ークピースの表面への重なりを最小にする上で重要であり、ワークピースが半導
体ウェーハからなるならば、大変価値がある。
【００７３】 本構造の環状シール部材８３６は環状接点リング８３４と関連して位置決めさ
れ、それによって、ウェーハ２５の周囲領域は電気メッキ装置内の電気メッキ溶
液からシールされる。ウェーハ２５は、関連した支持部材８４６によって、環状
接点リング８３４との電気接触のために適所に保持され、この方法でのウェーハ
の配置はウェーハを周囲シール部材３６と弾性シール係合状態に位置決めするよ
うに作用する。
【００７４】 周囲シール部材８３６は好ましくは重合材料又はエラストマー材料、好ましく
は、３Ｍ社から入手できるＡＦＬＡＳのようなフルオロエラストマーから形成さ
れる。シール部材８３６は好ましくは実質的にＪ−形断面形状を有する部分を含
む。特に、シール部材８３６は、環状接点リング３４の支持部分８４０の周りに
嵌まるほぼ円筒形取付部分８４８を含み、該取付部分は、接点リングの取付部分
３８の周りに嵌まるスカート部分４９を含む。シール部材は、取付部分８３８と
共にＪ−形断面形状を有するシール部材の部分をもたらすほぼ上方に延びた弾性
的に変形可能なシールリップ８５０を更に含む。図２６に示すように、環状シー
ルリップ８５０は、最初、環状接点リングの接点部分８４２を超えてウェーハ２
５又は他のワークピースに向かう方向に突出する。その結果、変形可能なシール
リップは、ウェーハが接点リングの接点部分と導電接触状態に位置決めされると
き連続的に付勢されてウェーハの周囲領域と連続的なシール係合する。
【００７５】 図２６に示す本発明の実施の形態において、環状シールリップ８５０は、環状
接触リング８３４の接点８４２の内部寸法（すなわち内径）より小さい内部寸法
（すなわち内径）を有する。この配置によって、シールリップ８５０は接点８４
２の半径方向の内側のウエハーと係合して接触部分を電気メッキ装置のメッキ液
から絶縁する。この配置は、ウエハーの周縁部又は他のワークピースを電気メッ
キ溶液から絶縁するのみならず、環状接触リングを溶液から絶縁して電気メッキ
の間の環状接触リング上の金属堆積を最小にするときに好都合である。
【００７６】 シール部材８３６は好ましくは環状接触リング８３４上の所定の位置に取り外
し可能に保持される。このために、シール部材及び接触リングの一方に少なくと
も一つの保持突起が設けられ、シール部材及び接触リングの他方に前記保持突起
を取り外し可能に保持する少なくとも一つの凹部を形成している。図示の実施の
形態において、シール部材８３６は、環状接触リング８３４によって形成される
環状凹部８５４内に嵌合する連続環状保持突起８５２を有する。シール部材８３
６はポリマーあるいはエラストマー材料から作られ、凹部８５４の中に突起８５
２を位置させることによりシール部材を接触リングに組み合わせることを容易に
する。
【００７７】 図２７は本発明の原理を実施する環状接触リング９３４を示し、取付部９３８
、従属支持部９４０、及び内方へ延びて関連するウエハー２５の周辺領域と導電
的に接触するように形成された接触表面８４４を有する環状接触部９４２を有し
ている。この実施の形態は、関連する周縁シール部材９３６が関連する環状接触
リングの（内側でなく）外側でワークピースと接触するシールリップを包含する
点で前記実施の形態と異なる。
【００７８】 環状シール部材９３４は、ほぼＪ形の断面形状であり、ほぼ円筒形の取付部９
４８及び取付部９４８の半径方向外向きに延びた弾性的に変形可能な環状シール
リップ９５０を有する。前記の実施の形態のように、最初変形可能なシールリッ
プ９５０はウエハー２５の方向に接触部９４２を超えて突出しており、ウエハー
が接触リング９３４の接触部９４２と導電的に配置されたとき、シールリップ９
５０はウエハーの周辺領域と連続的に係合するように弾性的に付勢されている。
この実施の形態において、シールリング９５０は、環状接触部９４２の内部寸法
（すなわち内径）より大きい内部寸法（すなわち内径）を有している。この構成
において、環状接触部はシールリップの半径方向内側においてワークピースと接
触する。ウエハー２５を環状接触部９４２と導電的に接触させることに伴って、
周縁シール部材の変形可能なシールリップ９５０は円筒形取付部９４８のほぼ軸
線方向に変形させられる。従って、シール部材はウエハーの周辺部とシール接触
を維持し、これによってウエハーの縁と裏面は電気メッキ装置内でメッキ溶液か
ら絶縁される。
【００７９】 前記の実施の形態において、周辺シール部材９３６は全体的に環状接触リング
９３４内に取り外し可能に保持されるように形成されている。このために、環状
シール部材９３６は、環状接触リング９３４によって形成される連続環状凹部９
５４内に取り外し可能に保持される連続環状保持突起９５２を有する。この構成
は、シール部材及び接触リングの組立てを効率的にする。
【００８０】 ロータ接点連結組立体 多くの例では、所定のリアクタ組立体２０を、広範囲の電気メッキ法を実行さ
せるように機能させることが望ましい。しかしながら、工程設計者が単一の接点
組立体構成を使用するように制限されているならば、広範囲の電気メッキ及び無
電メッキ法の実行は難しい。その上、所定の接点組立体構成に使用されるメッキ
接点は、しばしば、点検されなければならず、時々、取替えられなければならな
い。多数の作業をしばしば含む現存する電気メッキリアクタツール内で接点組立
体を取外し及び／又は点検することは、しばしば、難しい。本出願の発明者はこ
の問題を認識し、接点組立体８５を他の構成部品のロータ組立体７５に容易に取
付けたり、それから取外したりする機構を提供することによって、この問題に取
り組んだ。その上、所定の接点組立体型式は、装置の再較正又は再調整を伴わな
い同じ接点組立体型式と置き換えられることができる。
【００８１】 製造環境における作動が実行可能であるために、上記機構は以下に示すいくつ
かの機能を果すべきである。
【００８２】 １．ロータ組立体の他の構成要素への接点組立体の安全で、フェイルセイフな
機械的取付け部を備えている。 ２．接点組立体と電気メッキ電源との間の電気的相互接続部を備えている。 ３．加工環境(例えば、ウェットな化学的環境)に対する保護のために、電気的
相互接続インタフェースにシールを備えている。 ４．接点組立体への、求められるパージ用の密封経路を備えている。 ５．なくしたり、取替えたり、電気メッキ設備を損傷する仕方で使用したりす
ることがあるツール又は留め具の使用を最小にする。
【００８３】 図２８及び２９は、前述の要求を満たす急速取付け機構の１つの実施形態を示
す。簡単のために、急速取付け機構の種々の側面を理解するのに必要なロータ組
立体７５の急速取付け機構の部分だけをこれらの図面に示す。
【００８４】 図示のように、ロータ組立体７５は、ロータベース部材２０５と、取外し可能
な接点組立体１２１０とからなる。好ましくは、取外し可能な接点組立体１２１
０は上述したうちの１つの仕方で構成される。しかしながら、図示の実施形態は
、図２６に示したような連続リング接点を採用している。
【００８５】 ロータベース部材１２０５は、その形状が、半導体ウエーハ２５の形状と合う
ように環状であるのが好ましい。一対のラッチ機構１２１５がロータベース部材
１２０５の両側に配置されている。ラッチ機構１２１５の各々は、その上部分を
貫通するように配置された孔１２２０を含み、これらの孔１２２０は、取外し可
能な接点組立体１２１０から下方に延びているそれぞれの導電性シャフト１２２
５を受入れるように寸法決めされている。
【００８６】 取外し可能な接点組立体を図２８に取外した状態で示す。取外し可能な接点組
立体１２１０をロータベース部材１２０５に固着させるために、作業者は導電シ
ャフト１２２５をラッチ機構１２１５の孔１２２０と整列させる。導電性シャフ
ト１２２５がこのように整列したら、作業者は取外し可能な接点組立体１２１０
をロータベース部材１２０５の方に推して、導電性シャフト１２２５をそれぞれ
の孔１２２０に係合させる。いったん取外し可能な接点組立体１２１０がロータ
ベース部材１２０５に配置されたら、ラッチアーム１２３０をラッチアーム軸線
１２３５を中心に回動させ、その結果、ラッチアーム１２３０のラッチアームチ
ャンネル１２４０が、導電性シャフト１２３５のシャフト部分１２４５に係合し
、同時に、フランジ部分１２４７に下方圧力を付与する。この下方圧力は取外し
可能な接点組立体１２１０とロータベース部材１２０５とを固着させる。加えて
、以下に詳細に説明するように、この係合により、ロータベース組立体１２０５
の導電部分と接点組立体１２１０の電気メッキ接点との間に導電路を生じさせる
。接点組立体１２１０の電気メッキ接点は、この導電路を介して、メッキ電源か
らの電力を受入れるように接続されている。
【００８７】 図３０Ａ及び図３０Ｂはラッチ機構１２１５と導電性シャフト１２２５の更に
細部を図示している。図示されているように、各ラッチ機構１２１５は、孔１２
２０を有するラッチ本体１２５０と、ラッチアームピボットポスト１２５５の回
りにピボット式回転可能なように配置されたラッチアーム１２３０と、安全ラッ
チピボットポスト１２６５の回りに比較的小さいピボット式回転可能なように固
定された安全ラッチ１２６０とを含む。ラッチ本体１２５０は、取り外し可能な
接点組立体１２１０の対応する孔を通してパージ用流体の流れを導くために配置
されたパージポート２７０も有するのがよい。Ｏリング１２７５が導電性シャフ
ト１２２５のフランジ部分の底部に配置される。
【００８８】 図３１Ａから図３１Ｃはラッチ機構１２１５の作動を図示する断面図である。
図示されているように、ラッチアームチャンネル１２４０が導電性シャフト１２
２５のシャフト部分１２４５に係合するように寸法決めされる。ラッチアーム１
２３０が回転してシャフト部分１２４５に係合するとき、ラッチアーム１２３０
のノーズ部分１２８０が安全ラッチ１２６０の面１２８５にカム作用を及ぼし、
ついには、ノーズ部分１２８０はチャンネル１２９０と合う。ノーズ部分１２８
０と、それに対応する溝１２９０とが合うような関係になって、ラッチアーム１
２３０は、意図的でないピボット式回転に抗して固定される。そうでないと、こ
の意図的でないピボット式回転により、取り外し可能な接点組立体１２１０がロ
ータベース部材１２０５との固定係合から解放されてしまうであろう。
【００８９】 図３２Ａから図３２Ｄはロータベース部材１２０５と取り外し可能な接点組立
体１２１０とが係合している状態を図示する断面図である。これらの断面図から
わかるように、導電性シャフト１２２５は、中央配置されたボア１２９５を含み
、このボア１２９５は、それに対応する導電性の急速接続ピン１３００を受け入
れる。この係合により、ロータベース部材１２０５と取り外し可能な接点組立体
１２１０との間の導電路が確立される。
【００９０】 また、これらの断面図から明瞭であるように、各ラッチアーム１２３０の下方
の内部部分は、それに対応するチャンネル１３０５を含み、このチャンネル１３
０５は、導電性シャフト１２２５のフランジ部分１２４７に係合するように形作
られている。チャンネル１３０５は、それに対応するフランジ部分１２４７の面
にカム作用を及ぼし、導電性シャフト１２２５を面１３１０に対して駆動させ、
また、これにより、Ｏリング１２７５とのシールをもたらす。 ロータ接点駆動装置 図３３及び図３４に図示されているように、ロータ組立体７５は作動装置を含
み、それによって、ウエーハ又は他のワークピース２５は第一の方向の移動によ
ってロータ組立体に受け入れられ、その後、接点組立体に向かう支持部材１３１
０の移動によって接点組立体との電気接触になるように第一の方向と直角な方向
に動かされる。図３５は、ロータ組立体７５と、リアクタヘッド３０の固定組立
体７０の種々の構成部品の分解組立図である。
【００９１】 図示されているように、リアクタヘッド３０の固定組立体７０は、ロータ組立
体７５のシャフト１３６０と協動するモータ組立体１３１５を含む。ロータ組立
体７５は、ほぼ環状のハウジング組立体を含み、このハウジング組立体は、ロー
タベース部材１２０５と、内部ハウジング１３２０とを含む。前述したように、
接点組立体はロータベース部材１２０５に固定される。この配置により、ハウジ
ング組立体と接点組立体１２１０とが一緒になって、ワークピース１２５をロー
タ組立体１７５に位置決めするために、第一の方向にワークピース１２５を横方
向に移動可能にする開口部１３２５を構成する。ロータベース部材１２０５は、
ロボットアームのためのクリアランス開口部、並びに、複数のワークピース支持
体１３３０を構成するのが好ましく、ワークピースが開口部１３２５を通る移動
によってロータ組立体１７５の中に横方向に移動された後、ロータベース部材１
２０５はロボットアームによってワークピース支持体１３３０の上に位置決めさ
れる。かくして、ワークピース支持体１３３０は、支持部材１３１０がワークピ
ースに係合し、ワークピースを接点リングに進める前に、接点組立体１２１０と
支持部材１３１０との間にワークピースを支持する。
【００９２】 接点組立体１２１０に対する支持部材１３１０の相互運動は、支持部材を接点
組立体に付勢する少なくとも１つのばねと、このばねに抗して支持部材を移動さ
せるための少なくとも１つのアクチュエータとによってもたらされる。図示した
実施形態では、作動装置は、支持部材１３１０と作動可能に接触され、複数のば
ねによって付勢され、複数のアクチュエータによってばねに抗して移動される作
動リング１３３５を含む。
【００９３】 特に、図３３を参照すると、作動リング１３３５が複数（３つ）のシャフト１
３４０によって、支持部材１３１０に作動上連結されている。一方、作動リング
は、作動リングおよび対応する保持キャップ１３５０の間にそれぞれ保持された
、３つの圧縮コイルばね１３４５によって、ハウジング組立体に向かって付勢さ
れている。各保持キャップ１３５０は、対応する保持シャフト１３５５によって
、ハウジング組立体に対して固定関係で保持されている。この配置によって、付
勢バネ１３４５の作用によって、作動リング１３３５がハウジングに向かう方向
に付勢され、付勢ばね１３４５は、かくして、シャフト１３４０を介して作用し
て、支持部材１３１０を接触組立体１２１０に向かう方向に押す。 作動リング１３３５は、内側不連続カップリングフランジ１３６５を有する。
作動リング１３３５は、静止組立体７０の作動カップリング１３７０（図３４）
によって作用し、作動カップリング１３７０は、作動リング１３３５と選択的に
連結されたり、連結が切り離されたりすることが可能である。作動カップリング
１３７０は、作動リング１３３５のカップリングフランジ１３６５と、これらの
間の制限された相対的回転によって、互いに係合可能である一対のフランジ部分
１３７５を含む。この配置によって、ロータ組立体７５の作動リング１３３５は
、リアクタヘッド３０の静止組立体７０の作動カップリング１３７０と連結可能
であり、また、連結を切り離すことができる。
【００９４】 図３３および図３４を再び参照すると、作動カップリング１３７０は、静止組
立体７０の静止上方プレート１３８１（図１参照）に設けられた複数の空気式ア
クチュエータ１３８０（概略的に図示する）によって、付勢ばね１３４５に対し
て反対方向に移動可能である。各アクチュエータ１３８０は、対応するリニア駆
動部材１３８５によって、作動カップリング１３７０と作動上連結されており、
各アクチュエータ１３８０は、静止組立体７０の上方プレート３８１を介して全
体的に延びている。上記の機械部品を、リアクタ組立体２０の他の部分から隔離
する必要がある。そのようにしなかった場合には、処理環境（ここでは、湿式化
学電気メッキ環境）が汚染されてしまう。更に、リアクタ２０内で行われる特定
の工程によっては、上記の部品は、処理環境によって悪影響が及ぼされる可能性
がある。
【００９５】 そのような隔離を効果的に行うために、じゃばら組立体１３９０が、上記の部
品を取囲むように配置されている。じゃばら組立体１３９０は、好ましくは、テ
フロン製のじゃばら部材３９５を有し、じゃばら部材３９５は、符号１４００で
固定された第１端と、符号１４０５において固定された第２端とを有する。その
ような固定は、好ましくは、図示する液密の舌状部および溝部密封構造を用いて
行うのが好ましい。じゃばら部材１３９５の旋回部１４１０は、支持プレート１
３１０の作用中、曲がる。
【００９６】 図３４は、ワークピースを受け入れることができる状態のリアクタヘッド３０
の配置を示し、一方、図３３は、リアクタボール３５内のワークピースを処理す
る準備さえれている状態のリアクタヘッドの配置を示す。
【００９７】 リアクタヘッド３０の作動は、前述の説明から明らかであろう。ワークピース
２５のロータ組立体７５への装填は、図２に示すように、全体的に上方に配向さ
れたロータ組立体によって行われ、処理ヘッドは、図３４に示す状態にある。ワ
ークピース２５は、ワークピースが支持体３３０のほぼ上方に離間した関係に位
置決めされた位置へ、ロータ組立体７５に形成された開口部３２５を介して横方
向に移動される。ロボットアーム４１５は、引き続き下降され（隙間開口部３２
５はそのような移動に適応する）、それによって、ワークピースが、支持体３３
０の上に位置される。引き続き、ロボットアーム４１５は、ロータ組立体７５な
いから引き出される。
【００９８】 ワークピース２５は、特に、ロータ組立体の中へと第１の方向に移動される。
そのような移動は、接点組立体１２１０にほぼ向かって支持部材１３１０が移動
することによって行われる。現在、空気式アクチュエータ１３８０は、内側ハウ
ジング１３２０と支持部材１３１０のばねプレート１３１１との間に介在された
付勢ばね１３４５と反対に作用することが好ましい。かくして、アクチュエータ
１３８０は、ばね１３４５が支持部材３１０を接触組立体１２１０に向かって支
持部材３１０を付勢し、かつ、押すことを許容するように、アクチュエータカプ
リング１３７０とアクチュエータリング１３３５の連携した移動を許容するよう
に作動する。
【００９９】 好ましい形態では、作動リング１３３５と支持部材１３１０との間のシャフト
１３４０による連結は、いくらかの“フロート”を可能にする。即ち、作動リン
グと支持部材とは互いに剛性に連結されていない。この好ましい装置は、僅かに
異なる速度で移動する空気アクチュエータ１３８０の一般的な傾向に適応し、従
って、ワークピースの過度の応力又は作動機構の過度の拘束を回避しながら、ワ
ークピースが、接点アセンブリ２１０の電気メッキ接点部に実質的に均一に接触
するように押し付けられるのを確実にする。
【０１００】 支持部材３１０と接点アセンブリ２１０との間にワークピース２５を堅固に保
持し、図２の持ち上げ及び回転装置８０がリアクタヘッド３０を回転させ、リア
クタ容器の中でワークピースの表面がメッキ溶液の液面（即ち、メッキ溶液のメ
ニスカス（meniscus））と接触して配置されるように、協同関係にあるリアクタ
ボウル３５の中にリアクタヘッドを下降させる。
【０１０１】 実行する個々の電気メッキ工程に応じて、ワークピースの表面に蓄積した如何
なるガスをも発散させ、逃がすのを確実にするのが有効であろう。従って、ワー
クピースの表面は、水平からおよそ２度程度の、リアクタ容器の溶液の液面に対
して鋭角を成して配置されるのが良い。このことは、ワークピース及びそれに関
連した支持部材及び接点部材を処理中に回転させたとき、メッキ工程中に、ワー
クピースの表面からガスが発散するのを容易にする。ワークピース及びメッキ溶
液に電流を流しながらの、リアクタボウル３５中でのメッキ溶液の循環は、ワー
クピース表面の金属層の好ましい電気メッキをもたらす。
【０１０２】 支持部材１３１０の作動は、単純な直線運動によって望み通りに遂行され、か
くして、ワークピースの正確な位置決め、及び接点アセンブリ１２１０の接点部
との均一な接触を容易にする。ベローシール装置を使用した移動構成要素の絶縁
は、無電メッキ工程の完全性を更に増す。
【０１０３】 本リアクタの多数の特徴が、半導体ウエーハのようなワークピースの効果的、
且つ費用対効果の高い電気メッキを容易にする。シールされ、柔らかい別々の多
数の接点の形態をなす実質的に連続的な接点部を有する接点アセンブリの使用に
よって、必要とする構成部品の数を最小にしながら、多数のメッキ接点がもたら
される。支持部材３１０の作動は単純な直線運動によって望み通りに行われ、か
くして、ワークピースの正確な位置決め、及び、接点リングとの均一な接触を容
易にする。ベローシール装置を使用した移動構成部品の絶縁は、電気メッキ工程
の完全性を更に増す。
【０１０４】 メンテナンス及び配置換えは、取り外し可能な接点アセンブリ１２１０の使用
によって容易に行われる。その上、メンテナンスは又、リアクタヘッドの静止ア
センブリ７０から取り外し可能なロータアセンブリ７５の形態によって容易にさ
れる。接点アセンブリは、周縁シールの好ましい装備が接点部をメッキ環境（例
えば、メッキ溶液との接触）から保護しながら、メッキ電力のワークピース表面
への優れた分配をもたらし、それにより、電気接点へのメッキ材料の堆積を好ま
しく回避する。周辺シールは又、ワークピースの周囲部分へのメッキを好ましく
回避する。 無電メッキリアクタ 図３６を参照すると、微小電子ワークピースすなわち半導体ウエーハ２５のよ
うなワークピースに無電メッキするためのリアクタ組立体２０ｂが示されている
。一般的には、リアクタ組立体２０ｂは、リアクタヘッドすなわち加工ヘッド３
０ｂと、対応するリアクタボウル３５ｂとからなる。この型式のリアクタ組立体
は、ウエーハの予備付着薄膜シード層がブラケット金属層でメッキされる半導体
ウエーハまたは同様なワークピースの無電メッキを行うのに特に適している。
【０１０５】 無電メッキリアクタボウル３５ｂは、無電メッキ溶液を収容し、メッキすべき
ワークピースの概して下向きの面に向けて無電メッキ溶液を差し向けるリアクタ
組立体２０ｂの部分である。この目的のため、無電メッキ溶液Ｓが、リアクタボ
ウル３５ｂに導入される。溶液Ｓは、リアクタボウル３５ｂから、ボウルのせき
状の内壁３６ｂ上を通って、リアクタ組立体２０の下オーバーフローチャンネル
４０ｂに流入する。溶液Ｓは、流出ノズル４１を通ってチャンネル４０ｂを出る
。流出ノズル４１ｂは、１つまたは２つの流出通路４４ｂを通して溶液Ｓを差し
向けることができる流出バルブブロック４３ｂに導管４２ｂによって接続されて
いる。排出通路４５ｂが、収集、処理および／または再利用のためにガスを排気
ノズル４６ｂに差し向ける。溶液は、オーバーフローチャンバから引かれて、典
型的にはリアクタを通して戻して再循環させるために収集されるのがよい。
【０１０６】 無電メッキ溶液は、１つまたはそれ以上の流入導管５０ｂからバルブブロック
５４ｂ、次いでリアクタボウル３５ｂの底開口部５５ｂを通って流れる。溶液Ｓ
は、ウエーハの下向きの加工面に接触する。
【０１０７】 リアクタ２０ｂのリアクタヘッド３０ｂは、好ましくは図１の無電メッキリア
クタ２０と同じ仕方で作られ、ステータ組立体７０ｂと、ロータ組立体７５ｂと
からなる。ロータ組立体７５ｂは、ウエーハ２５または同様なワークピースを受
け入れて支持し、加工面を下に向けてリアクタボウル３５ｂ内にウエーハを位置
決めし、加工中ワークピースを回転すなわちスピンさせるように構成されている
。リアクタヘッド３０ｂは、典型的には持ち上げ／回転装置８０ｂに取り付けら
れており、持ち上げ／回転装置８０ｂは、リアクタヘッド３０を、メッキすべき
ウエーハを受け入れる上向き配置から、メッキすべきウエーハの面がリアクタボ
ウル３５ｂに下向きに位置決めされる図３５に示されているような下向き配置に
回転させるように構成されている。末端奏効器を含むロボットアーム４１５が、
典型的には、ロータ組立体７５ｂ上の所定位置にウエーハを配置し、ロータ組立
体からメッキされたウエーハを取り出すために利用される。
【０１０８】 無電メッキリアクタ２０とは異なり、無電メッキリアクタ２０ｂは、電力をウ
エーハ２５の面に伝えない。このため、ワークピースサポートが電気接点組立体
８５の代わりに使用される。この目的のため、導電性構造物（すなわち、プラチ
ナ被覆チタン或いはその他の任意の導電性金属で作られた構造物）が電気メッキ
環境と適合する誘電体から作られる点を除いては、上述した接触組立体のいずれ
とも同じ仕方で作られるのがよい。このため、かかるワークピースホルダーは、
ウエーハの周辺領域および裏面への窒素のような不活性流体の流れをつくるため
の構成を含むのが好ましい。
【０１０９】 特に図３７から図４１に示されているように、ワークピースホルダー組立体２
０８５は、一般的には、いくつかの別々の構成部品からなるのがよい。外側リン
グ２０９５が、プラスチック材料あるいは同様な非導電性の材料から形成されて
おり、且つ、無電メッキ環境と化学的に適合する材料から形成されている。外側
リング２０９５は、例えば、ＰＶＤＦでできているのがよい。メッキすべきワー
クピースが円形の半導体ウエーハである場合には、外側リング２０９５、および
ワークピースホルダー２０８５のその他の部分は、互いに接合されたときに、メ
ッキすべき半導体ウエーハの面を露出させる境界決めされた中央開放領域２０９
３を形成する環状構成部品として形成される。
【０１１０】 外側リング２０９５は、環状シール要素２０９８が設けられた環状内面２０９
６を形成する斜めの端領域２０９５ｂを有する半径方向に延びた端壁９５ａを備
える。シール要素２０９８は、内面２０９６に、接着され、或いは溶着され、或
いはその他の仕方で取り付けられている。以下でさらに詳細に説明するように、
半導体ウエーハ２５の面２０２５ａに当接してシールをなし、リアクタボウル３
５内のメッキ環境がメッキすべきウエーハ面２５ａの背後に侵入するのを防止す
るのを助ける。環状シール要素は、好ましくはＡＦＬＡＳエラストマーでできて
いる。
【０１１１】 アウタリング２０９５は、ベースリング２１００を囲んでおり、このベースリ
ングは、内側溝２１００ｂと外側溝２１００ｃとを備えた大きなボディ部分２１
００ａを有している。ベースリングは、ステンレス鋼で作られているのが好まし
い。大きなボディ部分は、内側表面２０９６に向かって延びるカラー部分２１０
０ｄに連結されている。カラー部分２１００ｄは、リップ１００ｅで、内方に向
かって曲げられている。リテーナリング２１０２は、ポリプロピレンで作られて
いるのが好ましく、ベースリング２１００内に配置されている。リテーナリング
２１０２は、心出しフランジ２１０２ａと、円錐状に延びる壁２１０２ｂと、ベ
ースリング２１００の内側溝２１００ｂに相互に嵌まる外側リブ２１０２ｃとを
含んでいる。
【０１１２】 心出しフランジ２１０２ａの上方、且つ、シール要素２０９８の下方に、”ベ
ルバイル”ばね２１０４が配置されている。このベルバイルばねは、全体が環状
であり、ほぼ矩形の断面形状を有し、浅い円錐台形状を有するように形成されて
いる。ばね２１０４は、リテーナリング２１０２によって所定位置に保持され、
リテーナリング２１０２によってシール要素２０９８に対して予め僅かに負荷を
かけられ（僅かに平らにされ）ていてもよい。ばね２１０４は、外側環状ノッチ
２１０４ａと、内側環状ノッチ２１０４ｂとを含んでいる。ばね２１０４は、プ
ラスチックで作られているのが好ましい。
【０１１３】 ２本のコネクタシャフト２２２５が、ワークピース保持組立体２０８５を横切
って直径方向に延びベースリング２１００に形成されたねじ孔２２２６に螺合さ
れている。シャフト２２２５は、シャフト２２２５をベースリング２１００に留
めるツール係合肩部２２２７を含んでいる。
【０１１４】 ワークピース支持組立体２０８５は、パージ用ガスをシール要素２０９８の半
径方向外方のウエーハ周囲領域およびウエーハ２５の裏側に送る複数の通路を含
んでいるのが好ましい。このため、図４０および４１に示されているように、ワ
ークピース支持体２０８５は、パージポートと流体連通しマニホールドとして効
果的に機能する環状チャネル２１３７を含んでいる。環状チャネル２１３７とウ
エーハ２５の周囲エッジ領域に近い領域２１４１との間を流体連通させる、複数
のスロット２１３９が外側リング２１０９とベースリング２１００の間の隙間領
域に形成されている。シール部材２０９８とパージ用ガスの流れとが、一緒にな
って、電気メッキ環境とウエーハ２５の周囲および裏側領域との間にバリアを形
成するのを助ける。さらに、パージ用ガスの分配が、リテーナリング２１０２の
外側とベースリング２１００との間に形成された環状チャネル２１４３を通って
、影響を受ける。
【０１１５】 ウエーハ２５がワークピース保持組立体２０８５に装填されている間、ウエー
ハ２５は、図４０に示されている位置までＹ１方向に上昇する。ウエーハは、円
錐台壁２１０２ｂによって、図４０に示されている位置まで半径方向に案内すな
わち心出しされる。図４０に示されているこの位置で、ウエーハ２５は、ばね２
１０４の内側環状ノッチ２１０４ｂと係合している。バッキング部材３１０の作
用で、上述したように、ウエーハ２５は上方に押され、ばね２１０４を図４１に
示されている位置に撓ませるように作用する。
【０１１６】 図４１に示されているようにばね２１０４が撓む即ち平らになることにより、
ウエーハ２５が部分的にノッチ２１０４ｂ内に受け入れられ、リップ２１００ｅ
が外側ノッチ２１０４ａに受け入れられる。ウエーハの表面２５ａがシール要素
２０９８に押しつけられ、そして、シール要素が外側リング２０９５の環状内側
面２０９６によって所定位置に保持される。バッキング部材３１０が解放される
と、ばね２１０４は、その弾性ばねエネルギの影響で、図４０に示されているそ
の形状に戻り、ウエーハ２５を部分的にＹ２方向に押す。バッキング部材３１０
による力が作用していない図４０に示されている位置から、ウエーハ２５は、重
力によって進み、Ｙ２方向に沿って退却しているバッキング部材３１０上に支持
される。
【０１１７】 ワークピースホルダーのもう一つの実施形態が、図４２および図４３に参照番
号２０８５ｂで示されている。図示されているように、ワークピース支持体２０
８５ｂは、図３７ないし図４１のワークピース支持体２０８５と実質的には同じ
である。しかしながら、３つの大きな相違点がある。第１は、この実施形態では
、別体のシール要素２０９８が採用されていない点である。逆に、アウタリング
２０９５ｂが、ウエーハ２５の表面２５ａと係合する上向きリップ２１４９で終
わる環状延長部２１４６を含んでいる。第２は、上向きリップ２１４９が、バッ
キング部材３１０がウエーハ２５から離れたときに矢印Ｘで示される方向の付勢
力を生じさせることによって、ウエーハをウエーハ保持組立体２０８５から離れ
るのを助ける。その結果、この実施形態では、ベルバイルばね２１０４が採用さ
れない。最後は、ウエーハ２５が動いてウエーハホルダー２０８５ｂと係合する
限界を定める限界部材としての環状リップ２１５１が、保持リング２１０２ｂに
設けられていることである。
【０１１８】 ウエーハホルダー２０８５と同様に、図４２及び図４３に図示された実施形態
もまた、パージ用ガス用の複数のフローチャネルを有する。ウエーハホルダー２
０８５とウエーハホルダー２０８５ｂとの間に実質的な同一性があると仮定して
、ウエーハホルダー２０８５ｂの実施形態において、同じ構造体には同じ参照番
号を付する。 接触／ホルダー組立体へのパージ用ガス供給 上述した任意の接触組立体又はワークピースホルダーが流体連通ネットワーク
を有し、この流体連通ネットワークが窒素のようなパージ用ガスを供給するとき
には、かかるパージ用ガスを供給源外部(source exterior)から接触組立体又は
ワークピースホルダーまで供給しなければならない。図４４乃至図４６は、かか
る流体連通ネットワークにパージ用ガスを供給する一つの仕方を図示する。
【０１１９】 図４４及び図４５を参照すると、回転組立体７５には流体連通チャネル又はチ
ューブ７１０が設けられ、このチューブ７１０は７２０に入口を有し、この入口
は、パージ用ガスを受け入れ、パージ用ガスを１つ又は２以上のパージポート７
２５に送り、パージポート７２５は、組立体８５aとして図示されたワークピー
スホルダー又は接触組立体の周囲領域近くに配置されている。図示した実施形態
では、かかる流体連通用にチューブ７１０が用いられている。チューブ７１０は
、ドライブシャフト３６０の中空中心を通って延び、次いで、ワークピースホル
ダー又は接触組立体の近くであるドライブシャフト３６０の領域から少なくとも
１つのパージポート７２５(図示した実施形態では２つのパージポートが使用さ
れている)まで進む。変形例では、チューブ７１０によって提供された流体連通
経路は、回転組立体７５の中実本体部分における中空領域として形成された１つ
又は２つ以上のチャネルからなっても良い。例えば、上記で留意したように、パ
ージ用ガスを、中間チューブとは異なり、ドライブシャフト３６０の中空領域に
直接供給しても良い。次いで、回転組立体７５の特定のインプリメンテーション
に応じて、パージ用ガスの連通を、間をつなぐ、対応チューブを介して、或いは
、実質的に中実の本体部材に形成された中空チャネルを介して、パージポートま
で進める。
【０１２０】 パージポート７２５から対応するワークピースホルダー又は接触組立体の孤立
領域(isolated regions)までの連通が図４６に図示されている。図示するように
、パージポート７２５はパージ通路７３５に通じ、このパージ通路７３５は、回
転組立体７５のアウターハウジングに配置されている。パージ通路７３５は、ワ
ークピースホルダー又は接触組立体の入口ポート７４０に通じている(かかる入
口ポートもまた、上述した〔複数の〕ワークピースホルダー及び〔複数の〕接触
組立体の実施形態に図示されている)。パージ用ガスは、かかる入口ポートから
、上述した仕方で、特定のホルダー又は接触組立体に流れる。 一体式メッキ工具 図４７乃至図４９は１４５０、１４５５及び１５００で全体的に図示される一
体式処理(又は加工)工具の平面図であり、これらの一体式処理工具は、半導体ウ
エーハのような微小電子ワークピースにメッキするための組合体としての、無電
メッキリアクタと、電気メッキリアクタとを有する。処理工具１４５０、１４５
５は、夫々、モンタナ州カリスペルのセミツール社によって開発された工具プラ
ットフォームに基づいている。工具１４５０の処理工具プラットフォームは商標
ＬＴ−２１０で販売され、工具１４５５の処理工具プラットフォームは商標ＬＴ
−２１０Ｃで販売され、処理工具１５００は商標ＥＱＵＮＩＮＯＸで販売されて
いる。工具１４５０と工具１４５５との間の原理的差異は、夫々において要求さ
れるフットプリントにある。工具１４５５が基づいているプラットフォームは、
工具１４５５が基づいているプラットフォームよりも小さなフットプリントを有
する。更に、工具１４５０が基づいているプラットフォームは、モジュラー化さ
れ、たやすく伸長させることができる。処理工具１４５０、４１５５、１５００
の各々は、ユーザー入力処理レシピを実行するようにコンピュータプログラム可
能である。
【０１２１】 処理工具１１４５、１４５５、１５００の各々は、入力／出力部１４６０と、
処理部１４６５と、１つ又は２以上のロボット１４７０とを有する。工具１４５
０、１４５５用のロボット１４７０はリニアトラックに沿って移動する。工具１
５００用のロボット１４７０は、中心に取り付けられ、入力／出力部１４６０及
び処理部１４６５にアクセスするように回転する。各入力／出力部１４６０は、
半導体ウエーハのような複数のワークピースを１つ又は２以上のワークピースカ
セットにおいて保持するようになっている。処理部１４６５は、半導体ウエーハ
で１つ又は２以上のファブリケーション処理を行うのに用いられる複数の処理ス
テーション１４７５を有する。ロボット１４７０は、個々のウエーハを入力／出
力部１４６０のワークピースカセットから処理ステーション１４７５に、並びに
、処理ステーション１４７５間に移送するのに用いられる。
【０１２２】 １以上の加工ステーション１４７５は、今まで説明してきたような無電メッキ
リアクタ１４７５ａとして構成されても良いし、１以上の加工ステーションは、
上述したような電気メッキリアクタのような電気メッキ組立体１４７５ｂとして
構成されても良い。例えば、加工ツール１４５０及び１４５５の各々が、３つの
無電メッキリアクタと、３つの電気メッキリアクタと、１以上の予備ウエット／
リンスステーション又は他の加工容器と、を含んでも良い。予備ウエット／リン
スステーションは、好ましくは、セミツール(Semitool)社から入手できる型式の
ものである。無電メッキ及び電気メッキ法を実行するために、加工ステーション
構成の広範囲の変更例を個々の加工ツール４５０、４５５及び５００の各々に使
用しても良いことが、今、認識されよう。そのようなとき、前述の構成は、使用
するかもしれない変更例の例示に過ぎない。
【０１２３】 無電メッキ及び電気メッキを使用するメッキ法 本発明の方法によれば、半導体ウエーハのようなワークピースを、最初、シー
ド層を付与させるように処理して、無電メッキし、次いで、電気メッキする。図
５０に、本方法を概略的に示す。
【０１２４】 最初に、ワークピースの表面の特徴部に空乏層又はバリヤー層を付与する(工
程１)。バリヤー層はＰＶＤ又はＣＶＤ法によって付与されるのが良い。次いで
、バリヤー層の上にシード層を付与する(工程２)。シード層は、好ましくは、Ｐ
ＶＤ又はＣＶＤ法によって付与された銅シード層である。シード層を付与した後
、ワークピースを、以下に説明するような無電メッキリアクタ内に配置する。こ
のリアクタ内には、無電メッキ浴が設けられており、ワークピースを無電メッキ
浴に浴し、その上に導電層、好ましくは銅をメッキする(工程３)。導電層は、小
さい及び高アスペクト比のバイア及びトレンチを充填する程度であるが大きいバ
イア及びトレンチを完全には充填しない程度に、ブランケットとして付与される
。この時点で無電メッキを終了することによって、工程全体がより短い期間で達
成される。次いで、導電層を無電メッキしたワークピースを無電メッキリアクタ
から取出して、電気メッキリアクタに移送し、電気メッキリアクタでは、更なる
導電層、好ましくは銅を無電メッキ導電層の上に付与する(工程４)。電気メッキ
工程はより高い付着速度を有し、より大きいトレンチ及びバイアを充填するのに
十分な充填一致性を有する。
【０１２５】 無電メッキ法は、Ｖ．Ｍ．ダビン(Dubin)による論文の本出願の背景部分に開
示され、或いは、米国特許第 5,500,315号、同第 5,310,580号、同第 5,389,496
号及び同第 5,139,818号に記載されているような既知の方法であるのが良く、こ
れらをここに援用する。更に、前述の工程列を、図４７乃至４９に示した任意の
ツール内で実行しても良い。
【０１２６】 前述のシステムの基本的教示から逸脱すること無しに、多数の変更を前述のシ
ステムに行っても良い。本発明を１以上の特定の実施形態を参照して実質的に詳
細に説明したけれども、当業者は、特許請求の範囲に記載したような本発明の範
囲及び精神から逸脱すること無しに、これらの実施形態に変更を行っても良いこ
とが認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の様々な教示に従って構築された電気メッキリアクタの断面図である。
【図２】 図１に示すアッセンブリで使用するのに適したリアクタボウルの、ある実施の
形態の特定の構造を示す。
【図３】 図１に示すアッセンブリで使用するのに適したステータアッセンブリ及びロー
ターアッセンブリを備えた、リアクタヘッドのある実施の形態を示す。
【図４】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図５】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図６】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図７】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図８】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図９】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図１０】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリのある実施の形態を示す。
【図１１】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリの別の実施の形態を示す。
【図１２】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリの別の実施の形態を示す。
【図１３】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリの別の実施の形態を示す。
【図１４】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリの別の実施の形態を示す。
【図１５】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、屈曲接点を使った接
点アッセンブリの別の実施の形態を示す。
【図１６Ａ】 「皿ばね状環状」接点構造の、ある実施の形態を示す。
【図１６Ｂ】 「皿ばね状環状」接点構造の、ある実施の形態を示す。
【図１７】 「皿ばね状環状」接点構造の、別の実施の形態を示す。
【図１８】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリのあ
る実施の形態を示す。
【図１９】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリのあ
る実施の形態を示す。
【図２０】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリのあ
る実施の形態を示す。
【図２１】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２２】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２３】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２４】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示
した内の１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２５】 図１に示すアッセンブリで使用するのに適した、図１５から１７に示した内の
１つのような「皿ばね状環状」接点構造を使った接点アッセンブリの又別の実施
の形態を示す。
【図２６】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２７】 図１に示すリアクタアッセンブリで使用するのに適した接点アッセンブリの別
の実施の形態を示す。
【図２８】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図２９】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３０Ａ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３０Ｂ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３１Ａ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３１Ｂ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３１Ｃ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３２Ａ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３２Ｂ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３２Ｃ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３２Ｄ】 簡単取り付け機構の実施の形態の様々な態様を示す。
【図３３】 ワークピースを収容している状態のリアクタヘッドの配置を示す、リアクタヘ
ッドの断面図である。
【図３４】 ワークピースをリアクタボウルに送る準備ができた状態のリアクタヘッドの配
置を示す、リアクタヘッドの断面図である。
【図３５】 ローターアッセンブリのある実施の形態の分解図である。
【図３６】 本発明と結びつけて使用するのに適した、化学メッキリアクタのある実施の形
態の断面図である。
【図３７】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図３８】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図３９】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図４０】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図４１】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図４２】 図３６の化学メッキリアクタ内で使用するのに適した、ワークピースホルダー
の様々な実施の形態を示す。
【図４３】 図４２のＸＸＸＸＩＩＩ部の部分拡大図である。
【図４４】 開示された実施の形態に従って構築されたワークピースホルダー又は接点アッ
センブリの何れかに、窒素のようなパージガスを供給することのできる、１つの
やり方を示す。
【図４５】 開示された実施の形態に従って構築されたワークピースホルダー又は接点アッ
センブリの何れかに、窒素のようなパージガスを供給することのできる、１つの
やり方を示す。
【図４６】 開示された実施の形態に従って構築されたワークピースホルダー又は接点アッ
センブリの何れかに、窒素のようなパージガスを供給することのできる、１つの
やり方を示す。
【図４７】 化学メッキリアクタと電気メッキリアクタとを組み合わせた、統合処理ツール
の平面図である。
【図４８】 化学メッキリアクタと電気メッキリアクタとを組み合わせた、統合処理ツール
の平面図である。
【図４９】 化学メッキリアクタと電気メッキリアクタとを組み合わせた、統合処理ツール
の平面図である。
【図５０】 化学メッキ段階及び電気メッキ段階の両方を含む、ワークピースをメッキする
プロセスを示すフローダイアグラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／１１９，６６８ (32)優先日 平成11年２月11日(1999．2．11) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ，ＵＳ (72)発明者 オバーリットナー トーマス エイチ アメリカ合衆国 モンタナ州 59901 カ リスペル ウィンタークレスト ドライヴ 222 (72)発明者 チェン リンリン アメリカ合衆国 モンタナ州 59901 カ リスペル ホーソーン アベニュー 121 (72)発明者 ペダーセン ジョン エム アメリカ合衆国 モンタナ州 59901 カ リスペル ロスト クリーク ドライヴ 767 (72)発明者 ジーラ ウラディミール カナダ オンタリオ エム１ジー ３ジェ イ８ スカボロー コッピング ロード 18 Ｆターム(参考） 4K022 AA02 AA05 AA41 BA08 DA01 DB15 DB19 4K044 AA11 AB02 BA06 BC14 CA15 CA18 CA71

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワークピースの表面に金属をメッキするためのリアクタにお
    いて、 中に入れられた電気メッキ溶液を含むリアクタボウルと、 前記リアクタボウル中に電気メッキ溶液と接触して配置された陽極と、 ワークピースの表面の周辺縁部に接するように配置され、ワークピースと係
    合する際にはワークピースの表面に対してワイピング動作を行う複数の接点と、 前記複数の接点の内側に配置され、ワークピースの表面と係合し前記複数の
    接点を前記電気メッキ溶液から効果的に隔離するために配置された部材を含んで
    いるバリヤと、 を含んでいる前記リアクタボウル内の前記陽極から間隔をおいて配置された接
    点アッセンブリとを備えていることを特徴とするリアクタ。
  2. 【請求項２】 前記複数の接点が、別々の屈曲した形態であることを特徴と
    する請求項１に記載のリアクタ。
  3. 【請求項３】 前記複数の接点が皿ばね状環状接点の形態であることを特徴
    とする請求項１に記載のリアクタ。
  4. 【請求項４】 前記複数の接点及び前記ワークピースの周辺縁部にパージガ
    スを供給するために前記接点アッセンブリ中に配置された流路を更に備えている
    ことを特徴とする請求項１に記載のリアクタ。
  5. 【請求項５】 前記パージガスが前記バリヤの有効性を支援することを特徴
    とする請求項４に記載のリアクタ。
  6. 【請求項６】 前記接点アッセンブリが、 誘電性材料から形成されている外側本体部材と、 前記外側本体部材の内側に放射状に配置され導電性材料から形成されている、
    前記複数の接点の支持をやり易くしている接点支持部材とを備えていることを特
    徴とする請求項１に記載のリアクタ。
  7. 【請求項７】 前記接点支持部材及び前記複数の接点が白金チタンから成る
    ことを特徴とする請求項６に記載のリアクタ。
  8. 【請求項８】 前記複数の接点が別々の屈曲した形態であり、前記別々の屈
    曲部のそれぞれが、前記接点支持部材と外側本体部材の間に画定された対応する
    屈曲チャネル内に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のリアクタ。
  9. 【請求項９】 前記別々の屈曲部と協力して前記接点支持部材の対応する溝
    を係合させ、それにより前記別々の屈曲部を接点支持部材と固定するために配置
    された楔部材を更に備えていることを特徴とする請求項８に記載のリアクタ。
  10. 【請求項１０】 ワークピースが前記接点アッセンブリと係合状態になる際
    に、前記楔部材の少なくとも一部が前記屈曲接点の屈曲性を剛性化するのを支援
    することを特徴とする請求項９に記載のリアクタ。
  11. 【請求項１１】 前記複数の接点が、前記接点支持部材の内側面のノッチに
    配置された共通部を有する皿ばね状環状接点の形態であることを特徴とする請求
    項６に記載のリアクタ。
  12. 【請求項１２】 前記接点支持部材の内側に放射状に配置されたワークピー
    スガイドを更に備えていることを特徴とする請求項６に記載のリアクタ。
  13. 【請求項１３】 前記バリヤが、前記外側本体部材と一体的に形成され、前
    記ワークピースの表面と係合するために配置されたリップを更に備えていること
    を特徴とする請求項６に記載のリアクタ。
  14. 【請求項１４】 前記バリヤが、前記外側本体部材により支持され前記ワー
    クピースの表面と係合するエラストマーシール部材を更に備えていることを特徴
    とする請求項６に記載のリアクタ。
  15. 【請求項１５】 前記接点アッセンブリが、少なくとも１つのラッチ機構を
    使って前記リアクタに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のリ
    アクタ。
  16. 【請求項１６】 前記接点アッセンブルリを含んでおり、且つステータ部と
    前記接点アッセンブリを含むローター部とを含んでいる処理ヘッドを更に備えて
    いることを特徴とする請求項１に記載のリアクタ。
  17. 【請求項１７】 前記接点アッセンブリが、少なくとも１つのラッチ機構に
    より前記ローター部に取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項１
    ６に記載のリアクタ。
  18. 【請求項１８】 バッキング部材と駆動機構を更に備えており、前記バッキ
    ング部材と接点アッセンブリは前記駆動機構によりワークピースを取り付ける状
    態とワークピースを処理する状態の間で互いに相対的に動かされ、前記ワークピ
    ースは前記ワークピースを処理する状態では前記バッキング部材により前記接点
    アッセンブリの前記複数の接点に対して付勢されることを特徴とする請求項１６
    に記載のリアクタ。
  19. 【請求項１９】 前記駆動機構が実質的にベロウ部材に囲まれていることを
    特徴とする請求項１８に記載のリアクタ。
  20. 【請求項２０】 ワークピースをメッキするための統合型ツールにおいて、
    化学メッキ処理によってワークピースをメッキするための第１処理室と、 電気メッキ処理によってワークピースをメッキするための第２処理室と、 化学メッキを施すためワークピースを前記第１処理室に搬送し、次に、電気メ
    ッキを施すために前記ワークピースを第２処理室に搬送するようプログラムされ
    たロボット搬送機構とを備えていることを特徴とする統合型ツール。
  21. 【請求項２１】 前記第２処理室が、 中に入れられた電気メッキ溶液を含むリアクタボウルと、 前記リアクタボウル中に電気メッキ溶液に接触して配置された陽極と、 ワークピースの表面の周辺縁部に接するように配置され、ワークピースを係
    合する際にワークピースの表面に対してワイピング動作を行う複数の接点と、 前記複数の接点の内側に放射状に配置され、ワークピースの表面と係合して
    前記複数の接点を前記電気メッキ溶液から効果的に隔離するために配置された部
    材を含んでいるバリヤとを含んでいる、 前記リアクタボウル内の前記陽極から間隔をおいて配置された接点アッセンブ
    リとを備えていることを特徴とする請求項２０に記載の統合型ツール。
  22. 【請求項２２】 前記複数の接点が、別々の屈曲した形態であることを特徴
    とする請求項２１に記載の統合型ツール。
  23. 【請求項２３】 前記複数の接点が皿ばね状環状接点の形態であることを特
    徴とする請求項２１に記載の統合型ツール。
  24. 【請求項２４】 前記複数の接点と前記ワークピースの周辺縁部にパージガ
    スを供給するために前記接点アッセンブリ中に配置された流路を更に備えていこ
    とを特徴とする請求項２１に記載の統合型ツール。
  25. 【請求項２５】 前記パージガスが前記バリヤの有効性を支援することを特
    徴とする請求項２４に記載の統合型ツール。
  26. 【請求項２６】 金属をワークピースの表面に化学メッキするためのリアク
    タにおいて、 中に入れられた化学メッキ溶液を含むリアクタボウルと、 前記ワークピースの表面の周辺縁部と接触するように配置されたワークピース
    支持部材と、前記ワークピース支持部材の内側に配置され且つ前記ワークピース
    の表面と係合し前記ワークピースの周辺縁部を前記化学メッキ溶液から効果的に
    隔離するために配置された部材を含んでいるバリヤとを含んでいる、リアクタボ
    ウル内のワークピースホルダーアッセンブリとを備えていることを特徴とするリ
    アクタ。
  27. 【請求項２７】 前記ワークピース支持部材が、別々の屈曲した形態である
    ことを特徴とする請求項２６に記載のリアクタ。
  28. 【請求項２８】 前記ワークピース支持部材が皿ばね状環状体の形態である
    ことを特徴とする請求項２６に記載のリアクタ。
  29. 【請求項２９】 前記ワークピースの周辺縁部にパージガスを供給するため
    に前記ワークピース支持アッセンブリ中に配置された流路を更に備えていること
    を特徴とする請求項２６に記載のリアクタ。
  30. 【請求項３０】 前記パージガスが前記バリヤの有効性を支援することを特
    徴とする請求項４に記載のリアクタ。
  31. 【請求項３１】 前記ワークピース支持アッセンブリが、 誘電性材料から形成されている外側本体部材と、 前記外側本体部材の内側に放射状に配置され誘電性材料から形成されている、
    前記ワークピース支持部材の支持をやり易くしているリング支持部材とを備えれ
    いることを特徴とする請求項１に記載のリアクタ。
  32. 【請求項３２】 前記ウェーハ支持部材が、別々の屈曲した形態であり、前
    記別々の屈曲部それぞれが、前記リング支持部材と外側本体部材の間に画定され
    た対応している屈曲チャネル内に配置されていることを特徴とする請求項３１に
    記載のリアクタ。
  33. 【請求項３３】 前記ウェーハ支持部材が、前記リング支持部材の内側面の
    ノッチに配置された共通部を有する皿ばね状環状接点の形態であることを特徴と
    する請求項３１に記載のリアクタ。
  34. 【請求項３４】 前記バリヤが、前記外側本体部材と一体的に形成され、前
    記ワークピースの表面と係合するように配置されたリップを備えていることを特
    徴とする請求項３１に記載のリアクタ。
  35. 【請求項３５】 前記バリヤが、前記外側本体部材により支持され前記ワー
    クピースの表面と係合するエラストマーシール部材を備えていることを特徴とす
    る請求項３１に記載のリアクタ。
  36. 【請求項３６】 前記ワークピース支持アッセンブリが、少なくとも１つの
    ラッチ機構を使って前記リアクタに取り付けられていることを特徴とする請求項
    ２６に記載のリアクタ。
  37. 【請求項３７】 前記ワークピース支持アッセンブリを含み、且つステータ
    部と前記ワークピース支持アッセンブリを含むローター部とを含んでいる処理ヘ
    ッドを更に備えていることを特徴とする請求項２６に記載のリアクタ。
  38. 【請求項３８】 前記接点アッセンブリが、少なくとも１つのラッチ機構に
    より前記ローター部に取り外し可能に接合されていることを特徴とする請求項３
    ７に記載のリアクタ。
  39. 【請求項３９】 バッキング部材と駆動機構を更に備えており、前記バッキ
    ング部材と接点アッセンブリは前記駆動機構によりワークピースを搭載する状態
    とワークピースを処理する状態の間で互いに相対的に動かされ、前記ワークピー
    スは前記ワークピースを処理する状態では前記バッキング部材により前記接点ア
    ッセンブリの前記複数接点に対して付勢されることを特徴とする請求項３７に記
    載のリアクタ。
  40. 【請求項４０】 前記駆動機構が実質的にベロウ部材に囲まれていることを
    特徴とする請求項３９に記載のリアクタ。
  41. 【請求項４１】 ワークピースをメッキするためのリアクタ中に使用される
    装置において、 接点アッセンブリと、 前記接点アッセンブリをリアクタに取り外し可能に取り付けるよう作動するラ
    ッチアッセンブリとを備えていることを特徴とする装置。
  42. 【請求項４２】 ワークピースをメッキするためのリアクタ中に使用される
    装置において、 ワークピース支持アッセンブリと、 前記ワークピース支持アッセンブリをリアクタに取り外し可能に可能に取り付
    けるよう作動するラッチアッセンブリとを備えていることを特徴とする装置。
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