JP2013040404A - 半導体電気メッキ装置用のリップシールおよびコンタクト部 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可撓性のコンタクト部404は、エラストマーリップシール402に一体化されており、エラストマーリップシールの上面にコンフォーマルに配置されており、屈曲して、基板406と適合するコンフォーマルなコンタクト面を形成する。エラストマーリップシールの一部は、クラムシェルにおいて基板を支持、位置合わせおよび封止する。
【選択図】図4
Description
本願は、米国仮特許出願第61/523,800号(出願日:2011年8月15日、発明の名称:「半導体電気メッキ装置用のリップシールおよびコンタクト部」)に基づき優先権を主張する。当該仮出願の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
本発明では、コンタクト部がエラストマーリップシールに一体化されている、新型のリップシール構造体を提供する。2つの別箇の封止部および電気部(例えば、リップシールおよびコンタクトリング)は、使用時に設置および位置合わせするのではなく、構造体の製造時に位置合わせおよび一体化する。この位置関係は、設置時およびクラムシェルの動作時にも維持される。このように、位置合わせの決定および検査は1回のみとなり、つまり、構造体の製造時に行われる。
基板に対する電気接続は、基板をクラムシェル構造体に封止する際と、その後に電気メッキを行う際に、コンタクト部と基板との間のコンタクト面を大きくすることによって大幅に改善されるとしてよい。従来のコンタクト部(例えば、図2に示す「フィンガー部」)は、接触面積が比較的小さい基板との間で「点接触」のみを形成するように構成されている。コンタクトフィンガー部の先端が基板に接触すると、フィンガー部は屈曲して基板に対して力を加える。この力はある程度は接触抵抗を低減することになるが、依然として電気メッキを実行中に十分問題となり得る接触抵抗が残っていることが多い。さらに、コンタクトフィンガー部は、屈曲を何度も繰り返すことによって、時間の経過と共に損傷してしまう場合がある。
上述したように、基板のうちメッキ溶液が入らないようにする外周領域は小さくする必要があり、このためには、クラムシェルを閉じて封止する前に半導体基板を慎重且つ正確に位置合わせする必要がある。位置合わせに失敗すると、漏れが発生する可能性があり、および/または、基板の処理対象領域を不要に被覆/遮蔽してしまうことになってしまうとしてよい。基板の直径の許容誤差が厳しい場合には、位置合わせがさらに困難になるとしてよい。位置合わせは、輸送機構によって(例えば、ロボットハンドオフ機構の精度に応じて決まる)、そして、クラムシェルのカップの側壁内に設けられるスナバ等の位置合わせ部を用いて、実行されるとしてよい。しかし、輸送機構は、基板の位置決めを正確且つ繰り返し実行するべく、設置時にカップに対して正確に設置および位置合わせする必要がある(つまり、他の構成要素の相対的な位置について「教えられる」必要がある)。このようにロボットに教えて位置合わせするプロセスは、実行が比較的難しく、多大な手間がかかり、高い技術を持った人物が行う必要がある。さらに、スナバ部は、リップシールとスナバとの間に多くの構成要素が配置されているので、設置が困難で、積み重ね方向の許容誤差が大きい傾向がある。
本明細書ではさらに、エラストマーリップシールを備える電気メッキ用クラムシェルにおいて半導体基板を位置合わせして封止する方法を開示する。図6のフローチャートは、このような方法を幾つか説明するためのものである。例えば、一部の実施形態に係る方法は、クラムシェルを開く段階(ブロック602)と、基板を電気メッキ用クラムシェルに提供する段階(ブロック604)と、リップシールの上側部分内を通るように基板を下降させてリップシールの封止用突起部に載置させる段階(ブロック606)と、リップシールの上側部分の上面を押圧して基板を位置合わせする段階(ブロック608)とを備える。一部の実施形態によると、処理608においてエラストマーリップシールの上側部分の上面を押圧することによって、上側部分の内側側面を半導体基板に接触させ、半導体基板を押圧して、クラムシェル内において半導体基板を位置合わせする。
(1)スピンオンツールまたはスプレーオンツールを用いて被処理物、つまり、基板にフォトレジストを塗布
(2)ホットプレートまたは炉またはUV硬化ツールを利用してフォトレジストを硬化
(3)ウェハステッパ等のツールでフォトレジストを可視光またはUV光またはX線に暴露
(4)レジストを現像して、レジストを選択的に除去して、ウェットベンチ等のツールを利用してパターニング
(5)ドライエッチングツールまたはプラズマエッチングツールを用いて、レジストパターンをその下方の膜または被処理物に転写
(6)RFまたはマイクロ波を利用したプラズマレジストストリッパ等のツールを利用してレジストを除去
本明細書では本発明を例示する実施形態および用途を図示および説明しているが、本発明の概念、範囲および意図を変えることなく多くの点で変更および変形が可能であり、これらの変更については、本願を参照することで、当業者には明らかである。したがって、上述した実施形態は、限定的ではなく例示的なものと考えられたく、本発明は、本明細書に記載している詳細な内容に限定されず、特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で変形され得る。
Claims (25)
- 電気メッキを実行している間、半導体基板に電流を供給し、係合する電気メッキ用クラムシェルで利用されるリップシール構造体であって、
電気メッキを実行する間、前記半導体基板と係合するエラストマーリップシールと、
電気メッキを実行する間、前記半導体基板に電流を供給する1以上のコンタクト部と
を備え、
前記エラストマーリップシールは、係合すると、前記半導体基板の外周領域にメッキ溶液が略入らないようにし、
前記1以上のコンタクト部は、構造的に前記エラストマーリップシールと一体化されており、前記リップシールと前記半導体基板とが係合すると、前記半導体基板の前記外周領域に接触する第1の露出部分を含むリップシール構造体。 - 前記1以上のコンタクト部はさらに、電流源との間で電気接続を形成する第2の露出部分を含む請求項1に記載のリップシール構造体。
- 前記電流源は、前記電気メッキ用クラムシェルの母線である請求項2に記載のリップシール構造体。
- 前記1以上のコンタクト部はさらに、前記第1の露出部分と前記第2の露出部分とを接続する第3の露出部分を含み、前記第3の露出部分は、構造的に前記エラストマーリップシールの表面上に一体化されている請求項2に記載のリップシール構造体。
- 前記1以上のコンタクト部はさらに、前記第1の露出部分と前記第2の露出部分とを接続する非露出部分を含み、前記非露出部分は、構造的に前記エラストマーリップシールの表面の下方に一体化されている請求項2に記載のリップシール構造体。
- 前記エラストマーリップシールは、前記非露出部分の上方に成形されている請求項5に記載のリップシール構造体。
- 前記エラストマーリップシールは、前記外周領域に前記メッキ溶液が入らないようにするための略円形の外周を画定している第1の内径を持ち、
前記1以上のコンタクト部の前記第1の露出部分が画定している第2の内径は、前記第1の内径よりも大きい請求項1に記載のリップシール構造体。 - 前記第1の内径と前記第2の内径との差分の大きさは、約0.5mm未満である請求項7に記載のリップシール構造体。
- 前記第1の内径と前記第2の内径との差分の大きさは、約0.3mm未満である請求項8に記載のリップシール構造体。
- 電気メッキを実行している間、半導体基板に電流を供給し、係合する電気メッキ用クラムシェルで利用されるリップシール構造体であって、
電気メッキを実行している間、前記半導体基板と係合するエラストマーリップシールと、
電気メッキを実行している間、前記半導体基板に電流を供給する1以上の可撓性のコンタクト部と
を備え、
前記エラストマーリップシールは、係合すると、前記半導体基板の外周領域にメッキ溶液が略入らないようにし、
前記1以上の可撓性のコンタクト部の少なくとも一部分は、前記エラストマーリップシールの上面にコンフォーマルに位置しており、
前記半導体基板と係合すると、前記可撓性のコンタクト部は、屈曲して前記半導体基板と適合するコンフォーマルなコンタクト面を形成するリップシール構造体。 - 前記コンフォーマルなコンタクト面は、前記半導体基板の斜面状の端縁と適合している請求項10に記載のリップシール構造体。
- 前記1以上の可撓性のコンタクト部は、前記半導体基板が前記リップシール構造体と係合した場合に前記半導体基板と接触しない部分を持ち、
前記接触しない部分は、コンフォーマル特性が無い材料を含む請求項10に記載のリップシール構造体。 - 前記コンフォーマルなコンタクト面は、前記半導体基板との間で一の連続した界面を形成する請求項10に記載のリップシール構造体。
- 前記コンフォーマルなコンタクト面は、複数の間隙を持つ前記半導体基板との間で、不連続の界面を形成する請求項10に記載のリップシール構造体。
- 前記1以上の可撓性のコンタクト部は、前記エラストマーリップシールの表面上に設けられている複数の配線先端部または一の配線メッシュを含む請求項14に記載のリップシール構造体。
- 前記エラストマーリップシールの前記上面上にコンフォーマルに配置されている前記1以上の可撓性のコンタクト部は、化学気相成長法、物理気相成長法、および、電気メッキ法から成る群から選択される1以上の技術を利用して形成される伝導性堆積物を含む請求項10に記載のリップシール構造体。
- 前記エラストマーリップシールの前記上面上にコンフォーマルに配置されている前記1以上の可撓性のコンタクト部は、導電性エラストマー材料を含む請求項10に記載のリップシール構造体。
- 電気メッキ用クラムシェルにおいて半導体基板を支持、位置合わせ、および封止する前記電気メッキ用クラムシェルで利用されるエラストマーリップシールであって、
前記半導体基板を支持および封止する封止用突起部を有する可撓性のエラストマー支持端縁と、
前記可撓性のエラストマー支持端縁の上方に位置している可撓性のエラストマー上側部分と
を備え、
前記封止用突起部は、前記基板を封止すると、メッキ溶液が入らないようにする外周を画定し、
前記可撓性のエラストマー上側部分は、
押圧されるべき上面と、
前記封止用突起部と相対的に外側に位置している内側側面と
を有し、
前記内側側面は、前記上面が押圧されると、前記半導体基板を内側に移動させ位置合わせするエラストマーリップシール。 - 前記内側側面の少なくとも一部分は、前記上面が押圧されると、少なくとも約0.2mm内側に移動する請求項18に記載のエラストマーリップシール。
- 前記上面が押圧されていない場合、前記内側側面は、前記上側部分に接触することなく、前記可撓性のエラストマー上側部分内を通るように前記半導体基板を下降させ前記封止用突起部上に載置されるように、十分外側に配置されており、
前記半導体基板が前記封止用突起部上に載置され前記上面が押圧されると、前記内側側面は前記半導体基板に接触して前記半導体基板を押圧し、前記半導体基板は前記電気メッキ用クラムシェルにおいて位置合わせされる請求項18に記載のエラストマーリップシール。 - エラストマーリップシールを持つ電気メッキ用クラムシェルにおいて半導体基板を位置合わせして封止する方法であって、
前記クラムシェルを開く段階と、
基板を前記クラムシェルに供給する段階と、
前記リップシールの上側部分内を通るように前記基板を下降させて前記リップシールの封止用突起部上に載置する段階と、
前記リップシールの前記上側部分の上面を押圧して前記基板を位置合わせする段階と、
前記基板を押圧して前記封止用突起部と前記基板との間を封止する段階とを備える方法。 - 前記リップシールの前記上側部分の前記上面を押圧することによって、前記リップシールの前記上側部分の内側側面は前記基板を押圧して、前記基板を前記クラムシェルにおいて位置合わせする請求項21に記載の方法。
- 前記上面を押圧して前記基板を位置合わせする段階は、前記クラムシェルのコーンの第1の表面で前記上面を押圧する段階を有し、
前記基板を押圧して前記封止用突起部と前記基板との間を封止する段階は、前記クラムシェルの前記コーンの第2の表面で前記基板を押圧する段階を有する請求項21に記載の方法。 - 前記上面を押圧して前記基板を位置合わせする段階は、前記クラムシェルの第1の押圧部で前記上面を押圧する段階を有し、
前記基板を押圧して前記封止用突起部と前記基板との間を封止する段階は、前記クラムシェルの第2の押圧部で前記基板を押圧する段階を有し、前記第2の押圧部は、前記第1の押圧部とは別個に移動する請求項21に記載の方法。 - 前記上面を押圧する段階は、前記半導体基板の直径に基づいて、前記第1の押圧部によって加えられる押圧力を調整する段階を有する請求項24に記載の方法。
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