JP6087549B2 - 輪郭成形されたカップ底を有するメッキ用カップ - Google Patents
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Description
本出願は、“PLATING CUP WITH CONTOURED CUP BOTTOM(輪郭成形されたカップ底を有するメッキ用カップ)”という名称で2011年9月12日に出願された米国仮特許出願第61/533,779号の優先権を主張するものであり、これは、その全体が全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
半導体産業は、より薄いシード層を電気メッキに用いる方向に向かっており、このような薄い層になるほど抵抗が高くなって、電気メッキの様々な側面に影響する可能性があり、場合によっては、メッキ層の欠陥の原因となり得る。より薄いシード層の抵抗は、多くの場合、5Ω/sq.を超えて、時には約30Ω/sq.、さらには約40Ω/sq.の高さにまでなることがある。より高い抵抗は、特に接触点が電気メッキ溶液境界から異なる距離に配置されている場合に、不均一な電圧分布の原因となることがある。
300マイクロメートルのウェハに設けられた39Ω/sq.のシード層の上に175オングストロームの厚さの層を堆積させる場合について、3つの異なるクラムシェルの試験を行った。1つのクラムシェルは、その底面に突起を備えていない。もう1つのクラムシェルは、600ミクロンの突起を備えており、さらに別のクラムシェルは、1000ミクロンの突起を備えている。これらの3つのクラムシェルで処理されたウェハを測定して、堆積層の厚さ分布を求めた。この実験の結果を、図7Aおよび7Bに示している。具体的には、図7Aは、ノッチ領域での、ウェハのエッジ近くの3通りの厚さ分布を示している。焦点は、上述のように、主として、ウェハのエッジに近い部分、すなわち、ノッチ欠陥が生じやすい、中心から120ミリメートルから150ミリメートルの距離に置かれた。ライン700は、突起を持たないクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表している。これは、エッジ近くの厚さに大幅な減少が見られる。ライン702は、600マイクロメートルの突起を持つクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表している。これは、ライン700に対応する厚さ分布に比べて若干の改善が見られたが、それでもまだ、エッジ近くの厚さにかなりの減少が見られる。ライン704は、1000マイクロメートルの突起を持つクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表している。径方向の全範囲を通して、ある程度一貫した厚さが見られた。
に対応している。他の測定部位の位置を、図7Cに示している。ライン710は、突起を持たないクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表している。ライン712は、600マイクロメートルの突起を持つクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表しており、ライン714は、1000マイクロメートルの突起を持つクラムシェルで処理されたウェハの厚さ分布を表している。上記の結果と同様に、これらの結果は、最適な突起を用いた場合に、ノッチの影響を最小限とし、さらには完全に排除することができることを明確に示している。
上記のコンセプトは、明確な理解を目的として、ある程度詳細に記載したが、添付の請求項の範囲内でいくらかの変更および変形を実施することができることは明らかであろう。プロセス、システム、および装置を実現する数多くの代替的方法があることに留意すべきである。よって、本実施形態は例示とみなされるべきであって、限定するものではない。
なお、本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
[適用例1]
クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を実質的に排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するように構成された1つまたは複数の接触要素であって、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、1つまたは複数の接触要素と、
前記カップの底面の一部分に接続されて、そこから延出している突起であって、前記カップの底面の前記一部分は、電気メッキ中の前記ウェハのノッチと位置が揃う角度部分である、突起と、を備えるカップ。
[適用例2]
適用例1のカップであって、
前記カップの底面の前記一部分は、前記カップにおいてノッチ領域に対応しており、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域と比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域を形成している、カップ。
[適用例3]
適用例1のカップであって、
前記突起の高さは、約600マイクロメートルから約1000マイクロメートルの間である、カップ。
[適用例4]
適用例1のカップであって、
前記突起は、前記突起の長さに沿って幅がテーパ状になっており、前記突起の長さは、前記突起の幅に対して垂直である、カップ。
[適用例5]
適用例4のカップであって、
前記突起は、前記突起の長さの中央近くで最も幅広になっている、カップ。
[適用例6]
適用例1のカップであって、
前記突起は、前記ウェハの前記ノッチと揃う位置にあり、前記ウェハの周辺に沿った電流密度分布は、実質的に均一である、カップ。
[適用例7]
適用例1のカップであって、
前記エラストマ・シールは、前記ウェハの前記周辺領域に係合するように設定された直径を有する、カップ。
ている
[適用例8]
クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を実質的に排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するように構成された1つまたは複数の接触要素であって、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、1つまたは複数の接触要素と、
前記カップの底面の一部分の上にある絶縁部であって、前記カップの底面の前記一部分は、電気メッキ中の前記ウェハのノッチと位置が揃う角度部分である、絶縁部と、を備えるカップ。
[適用例9]
適用例8のカップであって、
前記カップの底面の前記一部分は、前記カップのノッチ領域に設けられており、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域に比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域に対応している、カップ。
[適用例10]
適用例9のカップであって、
前記ノッチ領域は電気絶縁被覆を有し、前記非ノッチ領域は導電性材料を含む、カップ。
[適用例11]
適用例8のカップであって、
前記絶縁部は、前記カップの底面の残りの部分よりも低い電子伝導率を有する、カップ。
[適用例12]
適用例11のカップであって、
前記絶縁部はプラスチックを含む、カップ。
[適用例13]
適用例12のカップであって、
前記絶縁部は、前記カップの底面の幅全体に沿って広がっている、カップ。
[適用例14]
適用例8のカップであって、
前記絶縁部は、約600マイクロメートルから約1000マイクロメートルの間の高さを持つ突起を有する、カップ。
[適用例15]
適用例8のカップであって、
前記絶縁部は、前記ウェハの前記ノッチと揃う位置にあり、前記ウェハの周辺に沿った電流密度分布は、実質的に均一である、カップ。
[適用例16]
適用例8のカップであって、
前記エラストマ・シールは、前記ウェハの前記周辺領域に係合するように設定された直径を有する、カップ。
[適用例17]
クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を実質的に排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するための複数の接触要素であって、前記接触要素の各々は、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、複数の接触要素と、を備え、
前記カップのノッチ領域における前記接触要素の各々は、前記カップの非ノッチ領域における前記接触要素の各々よりも、長さが大きく、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域に比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域に対応している、カップ。
Claims (17)
- クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、前記エラストマ・シールの内側エッジにおいて電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するように構成された1つまたは複数の接触要素であって、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、1つまたは複数の接触要素と、
前記エラストマ・シールの前記内側エッジの下方において、前記カップの底面の一部分に接続されて、そこから延出している突起であって、前記カップの底面の前記一部分は、電気メッキ中の前記ウェハのノッチと位置が揃う角度部分であり、前記突起は、電気メッキ中の前記ウェハの前記周辺領域から引き出される電流を減らす位置に配される、突起と、を備えるカップ。 - 請求項1に記載のカップであって、
前記カップの底面の前記一部分は、前記カップにおいてノッチ領域に対応しており、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域と比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域を形成している、カップ。 - 請求項1に記載のカップであって、
前記突起の高さは、600マイクロメートルから1000マイクロメートルの間である、カップ。 - 請求項1に記載のカップであって、
前記突起は、前記突起の長さに沿って幅がテーパ状になっており、前記突起の長さは、前記突起の幅に対して垂直である、カップ。 - 請求項4に記載のカップであって、
前記突起は、前記突起の長さの中央近くで最も幅広になっている、カップ。 - 請求項1に記載のカップであって、
前記突起は、前記ウェハの前記ノッチと揃う位置にあり、前記ウェハの周辺に沿った電流密度分布は、均一である、カップ。 - 請求項1に記載のカップであって、
前記エラストマ・シールは、前記ウェハの前記周辺領域に係合するように設定された直径を有する、カップ。 - クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するように構成された1つまたは複数の接触要素であって、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、1つまたは複数の接触要素と、
前記エラストマ・シールの下方に位置する前記カップの底面の一部分の絶縁層であって、前記絶縁層は、電気的絶縁材料を含み、前記カップの底面の残りの部分は、導電性材料を含み、前記カップの底面の前記一部分は、電気メッキ中の前記ウェハのノッチと位置が揃う角度部分であり、前記絶縁層は、電気メッキ中の前記ウェハの前記周辺領域から引き出される電流を減らすように構成されている、絶縁層と、を備えるカップ。 - 請求項8に記載のカップであって、
前記カップの底面の前記一部分は、前記カップのノッチ領域に設けられており、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域に比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域に対応している、カップ。 - 請求項9に記載のカップであって、
前記ノッチ領域は電気絶縁被覆を有し、前記非ノッチ領域は導電性材料を含む、カップ。 - 請求項8に記載のカップであって、
前記絶縁層は、前記カップの底面の前記残りの部分よりも低い電子伝導率を有する、カップ。 - 請求項11に記載のカップであって、
前記絶縁層はプラスチックを含む、カップ。 - 請求項12に記載のカップであって、
前記絶縁層は、前記カップの底面の幅全体に沿って広がっている、カップ。 - 請求項8に記載のカップであって、
前記絶縁層は、600マイクロメートルから1000マイクロメートルの間の高さを持つ、カップ。 - 請求項8に記載のカップであって、
前記絶縁層は、前記ウェハの前記ノッチと揃う位置にあり、前記ウェハの周辺に沿った電流密度分布は、均一である、カップ。 - 請求項8に記載のカップであって、
前記エラストマ・シールは、前記ウェハの前記周辺領域に係合するように設定された直径を有する、カップ。 - クラムシェル・アセンブリにおいて電気メッキ中のウェハと係合して、電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するためのカップであって、
前記カップ上に配置されたエラストマ・シールであって、前記エラストマ・シールの内側エッジにおいて電気メッキ中の前記ウェハと係合するように構成され、係合しているときには、前記ウェハの周辺領域からメッキ溶液を排除し、前記エラストマ・シールと前記カップの形状は環状である、エラストマ・シールと、
電気メッキ中の前記ウェハに電流を供給するための複数の接触要素であって、前記接触要素の各々は、前記エラストマ・シールの上に配置された金属ストリップに接続されて、そこから前記カップの中心に向かって内側に延出している、複数の接触要素と、を備え、
前記カップのノッチ領域における前記接触要素の各々は、前記カップの非ノッチ領域における前記接触要素の各々よりも、前記ノッチ領域における前記メッキ溶液との界面における電位が前記非ノッチ領域における前記メッキ溶液との界面における電位と等しくなる量だけ、長さが大きく、前記ノッチ領域は、前記カップの非ノッチ領域に比べて、前記ウェハの中心から前記エラストマ・シールのエッジまでの距離が短い前記カップの領域に対応しており、前記ノッチ領域における前記接触要素と前記エラストマ・シールの前記内側エッジの間の距離は、前記非ノッチ領域における前記接触要素と前記エラストマ・シールの前記内側エッジの間の距離と、少なくとも等しい、カップ。
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