JP2018537590A - 基板把持装置 - Google Patents

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Abstract

本発明によれば、基板把持装置が提供される。基板把持装置は、カップ型チャックと、封止シェルと、チャックプレートと、垂直駆動装置とを有する。カップ型チャックはベース部を有する。ベース部は、下側面と、外側面と、内側面とを有する。内側面が前記ベース部の下端部において斜め上方に突出しており、基板の前面縁部を支持する支持部を形成している。前記封止シェルは、底壁と、外壁と、内壁とを有する。前記内壁はリップシール部を形成する。前記封止シェルの底壁及び外壁はそれぞれ、カップ型チャックのベース部の下側面及び外側面を覆っている。前記リップシール部は、カップ型チャックの前記支持部を覆い、基板の前面縁部を封止する。チャックプレートに接続された垂直駆動装置は、チャックプレートを昇降させることにより、チャックプレートを基板の裏面に押し付けて基板をリップシール部に固定させる、又は、基板の裏面から離脱させる。

Description

本発明は、基板把持装置に関し、より詳細には、基板を装置に保持させてメッキ用電解液に浸漬させる等の化学溶液を用いた処理を行う際に、カップ型チャック及び基板の裏面と縁を覆って保護する封止シェルを備えた基板把持装置に関する。
金属メッキ/蒸着工程は、集積回路(IC: Integrated Circuit)の製造においてより一般的になってきている。進歩したウエハレベルパッケージの分野において、銅ピラー、再配線層(RDL: Redistribution Layer)、スルーシリコンビア(TSV: Through Silicon Via)、及び、インターポーザ等の技術において金属メッキ工程が行われる。これら工程では、メッキ速度が速いことから、主に電気化学メッキ法が用いられる。
メッキ装置、特に電気化学メッキ装置にとって、基板把持装置は非常に重要である。基板把持装置の接触リングは、基板前面のシード層に均一に接触していなければならない。一方、接触リングを電解液と直接接触させてはならないため、電解質溶液が基板の前面縁部(前面角部)に到達しないように、遮断用のシールリングが用いられる。このようにしなければ、基板の前面縁部に金属めっきが施され、基板上に堆積した金属膜の均一性が悪化する。
米国特許第8172992B2は、金属堆積処理に使用されるクラムシェルを開示している。クラムシェルのリップシールを含むベースプレートは、ポリアミドーイミド(PAI)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の疎水コーティングが施された、硬く、耐腐食性の材料からなる。しかし、コーティング材は、厚みが非常に限られており、通常数ミクロン程度である。従って、長期間使用した後、クラムシェルを頻繁に開閉すると、基板との摩擦によってコーティング材が損傷を受け、封止効果が劣化する。この場合、クラムシェルを新しいものと交換する必要があり、またクラムシェルの寿命が短いので、頻繁に交換を行うことによってコストが高くなる。このため、大量生産のコストを削減可能な技術革新が求められている。
以上に鑑み、本発明は基板把持装置を提供することを目的とする。基板把持装置は、カップ型チャックと、封止シェルと、チャックプレートと、垂直駆動装置とを有する。前記カップ型チャックはベース部を有する。前記ベース部は、下側面と、外側面と、内側面とを有する。内側面が前記ベース部の下端部において斜め上方に突出しており、基板の前面縁部を支持する支持部を形成している。前記封止シェルは、底壁と、外壁と、内壁とを有する。前記内壁はリップシール部を形成する。前記封止シェルの底壁及び外壁はそれぞれ、カップ型チャックのベース部の下側面及び外側面を覆っている。前記リップシール部は、カップ型チャックの前記支持部を覆い、基板の前面縁部を封止する。前記チャックプレートに接続された垂直駆動装置は、前記チャックプレートを昇降させることにより、前記チャックプレートを前記基板の裏面に押し付けて前記基板を前記封止シェルの前記リップシール部に固定させる、又は、前記基板の裏面から離脱させる。
上記したように、本発明の基板把持装置は、カップ型チャックを覆う封止シェルを用いており、基板把持装置が基板を把持して、メッキを行うために当該基板を電解液に浸漬させる際に、前記封止シェルが前記基板の前面縁部、前記基板の裏面、及び、前記カップ型チャックを保護して、電解液が前記基板の前面縁部、前記基板の裏面、及び、前記カップ型チャックに接触することを防止する。前記封止シェルは軟質であり、前記カップ型チャックは前記封止シェルよりも高い硬度を有する材料で作製されている。従って、前記封止シェルが前記カップ型チャックを覆うことで、前記カップ型チャックが変形しない。従って、前記基板を固定した後、前記封止シェルが基板表面を破損することなく、基板表面を優しく封止する。前記封止シェルによる封止効果は非常に良好である。また、前記封止シェルの厚さが厚いため、前記封止シェルの寿命が長くなる。また、基板把持装置を一定期間使用した後は、前記封止シェルを交換すればよく、前記カップ型チャック全体を交換する必要がないため、製造コストを低減することができる。
本発明に係る基板把持装置を示す斜視図である。 基板把持装置の上面図である。 図2のA−A線に沿った断面図である。 図3の丸枠部分Dの部分拡大図である。 図4の丸枠部分Hの部分拡大図である。 基板把持装置のカップ型チャック、接触リング、及び、封止シェルを示す分解図である。 基板把持装置の封止シェルを示す斜視図である。 前記封止シェルの上面図である。 図8のB−B線に沿った断面図である。 図9の丸枠部分Fの部分拡大図である。 基板把持装置の接触リングを示す断面図である。 図11の丸枠部分Gの部分拡大図である。 本発明の別の実施形態における押圧プレートと導電リングを示す斜視図である。 前記押圧プレート及び導電リングを示す上面図である。 図14のC−C線に沿った断面図である。 図15の丸枠部分Jの部分拡大図である。 基板の各種形状を示す図である。 基板の各種形状を示す図である。 基板の各種形状を示す図である。 基板の各種形状を示す図である。 基板の各種形状を示す図である。 基板の各種形状を示す図である。 疎水性の基本原理を示す図である。
本発明は、基板を電解液に浸漬させてメッキを行う工程などにおいて、基板把持装置を提供する。基板を電解液に浸漬させて基板の前面に金属層をメッキする際に、基板の前面縁部及び基板の裏面を保護して電解液と接触しないようにする必要がある。このため、既存の技術とは異なり、本発明の装置では、封止シェルによって、基板を電解液に浸漬させてメッキを行う際に、電解液が基板の前面縁部及び基板の裏面に付着することを防止している。また、封止シェルは交換可能である。
図1〜図6には、本発明の基板把持装置100が示されている。装置100は、カップ型チャック101と、チャックプレート102とを備えている。カップ型チャック101はカップ形状のベース部1011を有する。ベース部1011は、貫通した収容空間1012を画定する。ベース部1011は、下側面と、外側面と、内側面とを有する。ベース部1011の内側面は傾斜しており、基板113を載せるのに好都合である。ベース部1011の上端は、外方向に延び鍔部1013を形成する。内側面がベース部1011の下端部において斜め上方に突出しており、基板113が収容空間1012に配置された際に、基板113を支持する支持部1014を形成している。ベース部1011の下端部には、溝1015が形成されている。カップ型チャック101は、ステンレス鋼、Ti、Ta、Al合金等の金属又は炭素繊維から作製されている。
チャックプレート102は、ユニバーサルシャフト105を介して垂直駆動装置103に接続されている。垂直駆動装置103は、チャックプレート102を昇降させる。基板113が収容空間1012に載置され支持部1014に支持されている状態で、チャックプレート102が垂直駆動装置103によって下降させられ、基板113の裏面に押し付けられることにより、基板113がカップ型チャック101及びチャックプレート102に固定される。基板113の前面は処理用に露出させている。処理完了後、垂直駆動装置103がチャックプレート102を上昇させることにより、チャックプレート102は基板113の背面から離脱する。その後、基板113が収容空間1012から取り出される。垂直駆動装置103は、シリンダまたはモータとすることができる。基板113の背面と接触するチャックプレート102の表面は、複数のスロット1021を画定している。チャックプレート102が基板113の背面から離脱する際に、スロット1021からチャックプレート102と基板113の背面との隙間に空気が入り込みやすくなり、基板113がチャックプレート102から外れやすくなる。基板113をチャックプレート102から外れやすくするために、基板113の背面に、ユニバーサルシャフト105内に配置されたガスパイプ107を通してNガスを供給してもよい。チャックプレート102は、PP、PVDF、PEEK、PET等からなる。
チャックプレート102とカップ型チャック101との間には、チャックプレート102が基板113を固定するために下降させられる際の緩衝用に、Oリング108が配置されている。また、Oリング108は、基板113をめっき用電解液に浸漬する際に、電解液が収容空間1012に侵入するのを防止することができる。異なる処理要件に対応すべく、装置100は、角度制御駆動装置104と回転駆動装置106とを有する。角度制御駆動装置104は、基板113が処理用にチャックプレート102及びカップ型チャック101に固定されている際に、チャックプレート102及びカップ型チャック101を傾斜させる。回転駆動装置106は、基板113が処理用にチャックプレート102及びカップ型チャック101に固定されている際に、チャックプレート102及びカップ型チャック101を回転させる。
図7〜図10には、装置100の封止シェル111が示されている。封止シェル111は、底壁1111と、外壁1112と、内壁1114とを有している。外壁1112の先端には突起1113が設けられている。内壁1114は、折り曲げられてリップシール部1115を形成している。内壁1114のリップシール部1115につながる先端は、水平に延在し固定部1116を形成している。封止シェル111はカップ型チャック101を覆っている。具体的には、図4及び図5に示されるように、封止シェル111の底壁1111は、カップ型チャック101のベース部1011の下側面を覆っている。封止シェル111の外壁1112は、カップ型チャック101のベース部1011の外側面を覆っている。リップシール部1115は、カップ型チャック101の支持部1014を覆っている。封止シェル111の固定部1116は、カップ型チャック101の溝1015に配置されている。封止シェル111とカップ型チャック101とを固定するために、カップ型チャック101の鍔部1013の下面に固定リング109が備えられている。固定リング109は封止シェル111の突出部1113を圧迫しており、この状態で固定リング109は複数のネジ110によってカップ型チャック101の鍔部1013の下面に固定されている。封止シェル111の厚みは0.1mm〜2mmであり、好ましくは0.3mm〜1mmである。湿式処理において、封止シェル111のリップシール部1115が基板113の前面縁部を封止しており、化学溶液が基板113の前面縁部及び基板113の裏面に付着しないようになっている。従って、湿式処理完了後、基板113の前面縁部と、基板113の裏面は乾いた状態である。また、チャックカップ101が封止シェル111に覆われているので、カップ型チャック101は封止シェル111によって保護されており、カップ型チャック101が化学溶液に接触することを防止し、したがってカップ型チャック101が化学溶液によって侵食されることを防止している。封止シェル111による保護により、装置100に把持される基板113を、メッキ等の工程において化学溶液に浸漬させることが可能となる。化学溶液の液面は固定リング109より低くなっている。したがって、固定リング109及びネジ110が化学溶液によって侵食されない。
封止シェル111は成型により作製されている。封止シェル111の材料は、フッ素ゴム、シリコンゴム、ニトリルブタジエンゴム等のゴムである。封止シェル111の材料は、テフロンなどのプラスチックであってもよい。封止シェル111の材料は、柔軟である程度の硬度を有するものである。材料の硬度は、デュロメーターで20〜70、好ましくは40〜60の範囲である。封止シェル111の材料は、疎水性であり、材料表面の面粗度はRa<8μmである。図18に示すように、液滴301と基板313との接触角Фが90°より大きい場合、基板313は疎水性を有する。接触角Фは材料表面の面粗度に関係する。接触角Фは材料表面の面粗度の増加に伴って減少する。材料表面が粗く面粗度が8μmよりも大きいると、封止効果が悪化する。したがって、より良好な封止効果を得るには、材料表面の面粗度が5μm未満であることが好ましい。
封止シェル111の内壁1114は、水平面に対して角度αだけ傾斜している。角度αは90°より小さい。メッキを行うために電解液に基板113を浸漬しなければならない場合、装置100は基板113を把持した状態で、脱着位置から処理位置まで移動する。基板113はすっかり電解液に浸漬される。メッキ処理中、装置100は、回転速度3rpm〜200rpmで回転する。基板113を浸漬する工程において、空気が封止シェル111の内壁1114に沿って押し出されることがある。一方、メッキ処理時に、基板113の前面にHガスが発生することがある。この気泡も押し出されるべきであり、押し出されなければ空気または気泡が、蒸着金属にボイドを発生させ得る。
基板113の前面の金属層に電気メッキを行う際に装置100を用いる場合、電流を導通させるために接触リング112が備えられている。図11及び図12に示すように、接触リング112は本体部1121と、複数の第1指部1122と、複数の第2指部1123とを備えている。接触リング112を取り付けるために、カップ型チャック101のベース部1011の下端部は取り外し可能となっている。より明瞭に図示するために、カップ型チャック101のベース部1011の下端部を台座と称す。台座の下側面は、複数の第1ネジ孔1016を画定している。接触リング112の本体部1121は、複数の第2ネジ孔1124を画定している。第1ネジ孔1016及び第2ネジ孔1124に複数のネジ114を通すことによって、接触リング112の本体部1121とカップ型チャック101の台座とがカップ型チャック101のベース部1011に固定される。複数の第1指部1122が基板113前面縁部にあるシード層と接触しており、基板113の縁部から2mm未満の距離に接触点が位置している。電気メッキ処理において、基板113は電源電極に接続されており、接触リング112を通して電流が導通される。カップ型チャック101は、電流を導通させるために導電性材料で作製されている。複数の第2指部1123は封止シェル111の固定部1116に押し付けられており、これにより封止シェル111の固定部1116がカップ型チャック101の溝1015に固定され、封止シェル111がカップ型チャック101から抜け落ちることを回避している。第1指部1122と第2指部1123とは交互に配置されている。300mmの基板に対して、第1指部1122の数は200以上である。第1指部1122の数が少なすぎると、基板113における電流の分布が均一とならず、結果として基板113上の堆積率が不均一となる。接触リング112は、ステンレス鋼、Cu、Ti、Ir、Ta、Au、Ag、Pt、及び、合金等の導電性材料からなっている。また、接触リング112は、ステンレス鋼、Ti、Ta、Al、及び、Ptコーティング又はAuコーティングされた合金で作製されていてもよい。また、接触リング112は、高い導電性を有するその他の材料からなっていてもよい。接触リング112は、ばね鋼から作製されていることが好ましい。
図17a〜図17fに示されるように、基板113の形状は、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、八角形等がある。これに対応して、カップ型チャック101及びチャックプレート102も基板113を収容できるように設計される。
封止シェル111及び接触リング112を組み立てる際には、まず、カップ型チャック101のベース部1011から台座を取り外し、封止シェル111のリップシール部1115でカップ型チャック101の支持部1014を覆い、封止シェル111の固定部1116をカップ型チャック101の溝1015に配置する。複数のネジを用いて接触リング112の本体部1121をカップ型チャック101の台座に固定することで、接触リング112の複数の第2指部1123が、カップ型チャック101の溝1015において封止シェル111の固定部1116に押し付けられる。次に、複数のネジ114をカップ型チャック101の第1ネジ孔1016と接触リング112の第2ネジ孔1124に通すことで、カップ型チャック101のベース部1011に台座を固定する。次に、封止シェル111の底壁1111及び外壁1112で、それぞれカップ型チャック101のベース部1011の下側面及び外側面を覆う。最後に、固定リング109を、複数のネジ110を用いてカップ型チャック101の鍔部1013の下面に固定して、固定リング109で封止シェル111の突出部1113を圧迫する。
装置100を使用して、以下のステップで電気メッキ処理が行われる。
ステップ1:装置100を脱着位置へ移動させる。
ステップ2:垂直駆動装置103によってチャックプレート102を上昇させる。
ステップ3:基板113を封止シェル111のリップシール部1115に載置し、基板113の前面を下向きに露出させる。
ステップ4:垂直駆動装置103によってチャックプレート102を下降させて基板113を固定し、封止シェル111のリップシール部1115が基板113の前面縁部を封止し、接触リング112の複数の第1指部1122が基板113の前面縁部のシード層に接触する。
ステップ5:角度制御駆動装置104がチャックプレート102及びカップ型チャック101を任意の角度に傾斜させる。
ステップ6:回転駆動装置106がチャックプレート102及びカップ型チャック101を、所定の回転速度で回転させる一方、装置100が処理位置へ移動して基板113を電解液に浸漬させる。
ステップ7:角度制御駆動装置104がチャックプレート102及びカップ型チャック101を回転させてチャックプレート102及びカップ型チャック101を垂直状態に維持する。
ステップ8:電流を導通させて、基板113の前面に金属層を電解メッキする。
ステップ9:電解メッキ処理完了後、装置100を洗浄位置に移動させて、高速回転させることにより、基板113の表面から電解液がすすぎ落とされる。
ステップ10:装置100を離脱位置へ移動させて、基板113の裏面にN2ガスを供給する。垂直駆動装置103が、チャックプレート102を上昇させて、基板113が封止シェル111のリップシール部1115から取り外される。
上記したように、本発明の装置100は、カップ型チャック101を覆う封止シェル111を用いており、装置100が基板113を把持して、メッキを行うために当該基板113を電解液に浸漬させる際に、封止シェル111が基板113の前面縁部、基板113の裏面、及び、カップ型チャック101内の接触リング112を保護して、電解液が基板113の前面縁部、基板113の裏面、及び、カップ型チャック101内の接触リング112に接触することを防止する。封止シェル111は軟質であり、カップ型チャック101は封止シェル111よりも高い硬度を有する材料で作製されている。従って、封止シェル111がカップ型チャック101を覆うことで、カップ型チャック101が変形しない。従って、基板113を固定した後、封止シェル111が基板表面を破損することなく、基板表面を優しく封止する。封止シェル111による封止効果は非常に良好である。また、封止シェル111の厚さが厚いため、封止シェル111の寿命が長くなる。また、装置100を一定期間使用した後は、接触リング112と封止シェル111を交換すればよく、装置100の他の部品を交換する必要がなくなり、製造コストを低減することができる。
図13〜図16に示す別の実施形態では、電流を導通させる導電リング201及び封止シェル111を固定する押圧プレート202が備えられている。導電リング201及び押圧プレート202のアセンブリの機能は、接触リング112と同一であり、接触リング112を導電リング201及び押圧プレート202のアセンブリと置き換えることができる。装置が無電解メッキに使用される場合、導電リング201は省略するものと認められる。導電リング201は、基板113の前面縁部と接触する複数の指部2011を有している。押圧プレート202は、導電リング201の指部2011に対応する斜面2021を有している。封止シェル111を組み立てる際に、まず、カップ型チャック101のベース部1011から台座を取り外し、封止シェル111のリップシール部1115でカップ型チャック101の支持部1014を覆い、封止シェル111の固定部1116をカップ型チャック101の溝1015に配置する。第1ネジ群を用いて押圧プレート202をカップ型チャック101の台座に固定することで、押圧プレート202が、カップ型チャック101の溝1015において封止シェル111の固定部1116に押し付けられる。しかる後、第2ネジ群を用いて、カップ型チャック101の台座、押圧プレート202、及び、導電リング201をカップ型チャック101のベース部1011に固定する。次に、封止シェル111の底壁1111及び外壁1112で、それぞれカップ型チャック101のベース部1011の下側面及び外側面を覆う。最後に、固定リング109を、複数のネジ110を用いてカップ型チャック101の鍔部1013の下面に固定して、固定リング109で封止シェル111の突出部1113を圧迫する。
本発明の前述の説明は、例示および説明のために提示されたものである。本発明の正確な開示として限定または網羅するものではなく、上記の教示内容に鑑みて多くの修正および変形が可能であることは自明である。当業者に自明な改変および変形は、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲内に含まれる。

Claims (19)

  1. ベース部を有するカップ型チャックであって、前記ベース部が、下側面と、外側面と、内側面とを有し、前記内側面が前記ベース部の下端部において斜め上方に突出して基板の前面縁部を支持する支持部が形成されたカップ型チャックと、
    底壁と、外壁と、前記リップシール部を形成する内壁とを有する封止シェルであって、前記封止シェルの前記底壁が前記カップ型チャックの前記ベース部の前記下側面を覆い、前記封止シェルの前記外壁が前記カップ型チャックの前記ベース部の前記外側面を覆い、前記封止シェルの前記リップシール部が前記カップ型チャックの前記支持部を覆って前記基板の前面縁部を封止する封止シェルと、
    チャックプレートと、
    前記チャックプレートに接続された垂直駆動装置であって、前記チャックプレートを昇降させることにより、前記チャックプレートを前記基板の裏面に押し付けて前記基板を前記封止シェルの前記リップシール部に固定させる、又は、前記基板の裏面から離脱させる垂直駆動装置とを備えることを特徴とする基板把持装置。
  2. 前記カップ型チャックの前記ベース部の上端が外方向へ延在して鍔部を形成しており、前記封止シェルの前記外壁の先端が突出部を有しており、固定リングが複数のネジによって前記鍔部の下面に固定されており、前記固定リングが、前記突出部を圧迫して前記封止シェルと前記カップ型チャックとを固定していることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  3. 前記封止シェルの厚みが0.1mm〜2mmであることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  4. 前記封止シェルの厚みが0.3mm〜1mmであることを特徴とする請求項3に記載の基板把持装置。
  5. 前記封止シェルの材料がゴムであることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  6. 前記封止シェルの材料がフッ素ゴム、シリコンゴム、又は、ニトリルブタジエンゴムであることを特徴とする請求項5に記載の基板把持装置。
  7. デュロメータによる試験での前記封止シェルの材料の硬度が20〜70の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  8. 前記封止シェルの材料が疎水性であることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  9. 前記封止シェルの前記内壁は水平面に対して角度αに傾斜しており、前記角度αが90度より小さいことを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  10. 前記カップ型チャックのベース部の下端部に溝が形成されており、前記リップシール部に接続する前記封止シェルの前記内壁の先端が固定部を形成するように延在し、前記固定部が前記溝内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  11. 電流導通用の接触リングをさらに備え、前記接触リングは、本体部と、複数の第1指部と、複数の第2指部とを有し、前記本体部は前記カップ型チャックの前記ベース部の前記下端部に固定されており、前記複数の第1指部は前記基板の前面縁部に接触しており、前記複数の第2指部は前記封止シェルの前記固定部に押し付けられていることを特徴とする請求項10に記載の基板把持装置。
  12. 前記カップ型チャックの前記ベース部の前記下端部は、前記ベース部の前記下端部に前記接触リングを取り付けるために取り外し可能であり、前記ベース部の前記下端部の下側面は複数の第1ネジ孔を画定しており、前記接触リングの前記本体部は複数の第2ネジ孔を画定しており、複数のネジが前記第1ネジ孔及び前記第2ネジ孔に通されることにより、前記接触リング、前記ベース部の前記下端部、及び、前記ベース部が互いに固定されていることを特徴とする請求項11に記載の基板把持装置。
  13. 前記第1指部及び前記第2指部は交互に配置されていることを特徴とする請求項11に記載の基板把持装置。
  14. 前記封止シェルの前記固定部を前記カップ型チャックの前記溝に押し付ける押圧プレートをさらに備えることを特徴とする請求項10に記載の基板把持装置。
  15. 電流導通用の導電リングをさらに備え、前記導電リングは、前記基板の前面縁部と接触する複数の指部を有することを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  16. 前記基板の裏面と接触する前記チャックプレートの表面は、複数のスロットを画定していることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  17. 前記チャックプレートと前記カップ型チャックとの間に配置されたOリングをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  18. 角度制御駆動装置をさらに備え、前記角度制御駆動装置は、前記基板が処理用に前記チャックプレートと前記カップ型チャックとに固定されている際に、前記チャックプレートと前記カップ型チャックとを任意の角度に傾斜させることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
  19. 回転駆動装置をさらに備え、前記回転駆動装置は、前記基板が処理用に前記チャックプレートと前記カップ型チャックとに固定されている際に、前記チャックプレートと前記カップ型チャックとを回転させることを特徴とする請求項1に記載の基板把持装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11202001662SA (en) * 2017-09-07 2020-03-30 Acm Res Shanghai Inc Plating chuck
JP6963524B2 (ja) * 2018-03-20 2021-11-10 キオクシア株式会社 電解メッキ装置
TWI666344B (zh) * 2018-08-22 2019-07-21 台灣創智成功科技有限公司 導電環、基於其的供電裝置及基於供電裝置的電鍍治具
TWI791785B (zh) * 2019-03-06 2023-02-11 大陸商盛美半導體設備(上海)股份有限公司 電鍍夾盤
KR20210157413A (ko) * 2019-05-17 2021-12-28 램 리써치 코포레이션 기판 부착 및 파손 완화
CN114645311A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 盛美半导体设备(上海)股份有限公司 基板保持装置的杯形夹盘及基板保持装置
CN115142104B (zh) * 2022-07-28 2024-04-26 福州一策仪器有限公司 电镀装置、多通道电镀装置组和电镀反应系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423636B1 (en) 1999-11-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Process sequence for improved seed layer productivity and achieving 3mm edge exclusion for a copper metalization process on semiconductor wafer
US20030019741A1 (en) 2001-07-24 2003-01-30 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for sealing a substrate surface during an electrochemical deposition process
US6579430B2 (en) * 2001-11-02 2003-06-17 Innovative Technology Licensing, Llc Semiconductor wafer plating cathode assembly
TWI274393B (en) 2002-04-08 2007-02-21 Acm Res Inc Electropolishing and/or electroplating apparatus and methods
JP2003313697A (ja) * 2002-04-24 2003-11-06 Tokyo Electron Ltd 液処理装置及び液処理方法
JP3940648B2 (ja) * 2002-08-07 2007-07-04 日本エレクトロプレイテイング・エンジニヤース株式会社 ウェハーのめっき装置
US7025862B2 (en) * 2002-10-22 2006-04-11 Applied Materials Plating uniformity control by contact ring shaping
JP2005248277A (ja) 2004-03-05 2005-09-15 Ebara Corp メッキ装置の電極構造
US7938942B2 (en) 2004-03-12 2011-05-10 Applied Materials, Inc. Single side workpiece processing
JP2006348373A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Yamamoto Mekki Shikenki:Kk 電気めっき用治具
US20090095634A1 (en) 2007-10-15 2009-04-16 Natsuki Makino Plating method
US7985325B2 (en) * 2007-10-30 2011-07-26 Novellus Systems, Inc. Closed contact electroplating cup assembly
US7935231B2 (en) 2007-10-31 2011-05-03 Novellus Systems, Inc. Rapidly cleanable electroplating cup assembly
US8172992B2 (en) 2008-12-10 2012-05-08 Novellus Systems, Inc. Wafer electroplating apparatus for reducing edge defects
US9228270B2 (en) 2011-08-15 2016-01-05 Novellus Systems, Inc. Lipseals and contact elements for semiconductor electroplating apparatuses
US9988734B2 (en) 2011-08-15 2018-06-05 Lam Research Corporation Lipseals and contact elements for semiconductor electroplating apparatuses
KR102112881B1 (ko) 2012-03-28 2020-05-19 노벨러스 시스템즈, 인코포레이티드 전자도금 기판 홀더들을 세정하기 위한 방법들 및 장치들
US20130306465A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Applied Materials, Inc. Seal rings in electrochemical processors
CN104562123B (zh) * 2014-12-31 2017-11-14 上海新阳半导体材料股份有限公司 晶圆电镀装置
US10053793B2 (en) * 2015-07-09 2018-08-21 Lam Research Corporation Integrated elastomeric lipseal and cup bottom for reducing wafer sticking

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