KR100840526B1 - 마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법 - Google Patents

마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100840526B1
KR100840526B1 KR1020067013408A KR20067013408A KR100840526B1 KR 100840526 B1 KR100840526 B1 KR 100840526B1 KR 1020067013408 A KR1020067013408 A KR 1020067013408A KR 20067013408 A KR20067013408 A KR 20067013408A KR 100840526 B1 KR100840526 B1 KR 100840526B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing
delete delete
electrode
barrier
fluid
Prior art date
Application number
KR1020067013408A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060121274A (ko
Inventor
카일 엠. 한슨
존 클로케
Original Assignee
세미툴,인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/729,357 external-priority patent/US7351315B2/en
Priority claimed from US10/729,349 external-priority patent/US7351314B2/en
Application filed by 세미툴,인크 filed Critical 세미툴,인크
Publication of KR20060121274A publication Critical patent/KR20060121274A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100840526B1 publication Critical patent/KR100840526B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/002—Cell separation, e.g. membranes, diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/008—Current shielding devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic removal of material from objects; Servicing or operating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시되어 있다. 일 실시예에서, 전기화학적 증착 챔버는 제1프로세싱 유체의 유동을 마이크로구조 가공물에 운송하도록 구성된 제1유동 시스템을 갖는 프로세싱 유닛을 포함한다. 챔버는 전극과 상기 전극에 적어도 인접한 제2프로세싱 유체의 유동을 운송하도록 구성된 제2유동 시스템을 갖는 전극 유닛을 부가로 포함한다. 챔버는 상기 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리하기 위해 상기 프로세싱 유닛과 상기 전극 유닛 사이에 무공질 배리어를 부가로 포함한다. 무공질 배리어는 음이온 또는 양이온이 상기 제1 및 제2프로세싱 유체 사이의 배리어를 통해 유동하도록 구성된다.
프로세싱 유닛, 전극 유닛, 무공질 배리어, 프로세싱 유체, 양극액, 음극액, 유동 시스템

Description

마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법{Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2003년 12월 5일자로 출원된 미국 특허출원 제10/729,349호 및 2003년 12월 5일자로 출원된 미국 특허출원 제10/729,357호의 일부 계속 출원(CIP)이다. 관련 출원들은 2001년 3월 31일자로 출원된 제09/872,151호를 포함하는데, 제09/872,151호 출원은 미국출원 제60/129,055호에 대해 우선권 주장을 하고, 2000년 4월 13일자로 출원되고 영어로 공개된 국제특허출원 WO00/61498호의 CIP인 2001년 3월 12일자로 출원되고 미국특허 제6,660,127호로 공고된 미국출원 제09/804,697호의 CIP이다. 상술한 모든 자료는 본 명세서에 참조로 합체되어 있다.
본 출원은 가공물(workpieces) 안에 및/또는 가공물 상에 합체된 다수의 마이크로디바이스(microdevice)를 갖는 마이크로구조(microfeature) 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 그 마이크로디바이스는 1미크론이하의 구조를 포함할 수 있다. 본 발명의 특별한 개념은 제1프로세싱 유체와 제2프로세싱 유체를 분리하기 위한 무공질(nonporous) 배리어를 갖는 전기화학적 증착 챔버에 관한 것이다. 본 출원의 다른 개념은 (a) 제1프로세싱 유체 및 제2프로세싱 유체 사이의 배리어와, (b) 제2프로세싱 유체에서 독립적으로 작동 가능한 다수의 전극을 갖는 전기화학적 증착 챔버에 관한 것이다.
반도체 소자, 이미저(imager) 및 디스플레이와 같은 마이크로전자 소자는 일반적으로 여러 상이한 형태의 기계("공구")를 사용하여 마이크로전자 가공물 안에 및/또는 가공물 상에 제조된다. 그러한 많은 프로세싱 공구는 가공물에 하나 이상의 절차를 수행하는 단일 프로세싱 스테이션을 갖는다. 다른 프로세싱 기계는 개별적인 가공물 또는 일군의(batch) 가공물상에서 일련의 상이한 절차를 수행하는 다수의 프로세싱 스테이션을 갖는다. 일반적인 제조 프로세스에서, 전도성 재료의 하나 이상의 층이 증착 단계 동안에 가공물 상에 형성된다. 그 후에, 가공물은 통상적으로 에칭 및/또는 폴리싱 절차(즉, 평탄화)를 거쳐서 증착된 전도층의 일부를 제거하여 전기적으로 절연된 접촉부 및/또는 전도성 배선을 형성한다.
금속 또는 다른 재료를 가공물 상에 도금하는 기계는 프로세싱 공구중에서 점차 많이 사용하는 형태가 되고 있다. 전기도금 또는 무전극 도금 기술은 구리, 용접용 납, 금, 은, 백금, 전기 영동 레지스트 및 다른 재료를 블랭킷(blanket) 층 또는 패턴 층을 형성하기 위해 가공물상에 증착하는데 사용될 수 있다. 통상적인 구리 도금 프로세스는 구리 시드층(seed layer)을 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 무전극 도금 프로세스 또는 다른 적절한 방법을 사용하여 가공물 표면상에 증착하는 프로세스를 포함한다. 시드층을 형성한 후에, 구리의 블랭킷 층 또는 패턴 층이 전해 용액이 존재할 때에 시드층과 양극 사이에 적절한 전위를 인가함으로써 가공물상에 도금된다. 그 후에, 가공물은 다른 프로세싱 기계로 운반되기 전에 세정, 에칭 및/또는 어닐링이 연속적인 과정으로 이루어진다.
도 1은 컨테이너(2)의 하부 유체 입구(3)로부터의 전기 도금액 유동을 수용하기 위한 컨테이너(2)를 포함하는 매엽식(single-wafer) 프로세싱 스테이션(1)의 실시예를 도시하고 있다. 프로세싱 스테이션(1)은 양극(4), 다수의 개구(7)를 갖는 판형 디퓨저(diffuser: 6) 및 가공물(5)을 지지하기 위한 가공물 홀더(holder: 9)를 포함할 수 있다. 가공물 홀더(9)는 가공물(5) 표면의 시드층에 전류를 제공하기 위해 다수의 전기적 접촉부를 포함할 수 있다. 시드층이 양극(4)에 대해 음 전위로 바이어스되는 때에, 시드층은 음극으로서 작용한다. 작동시에, 전기 도금액은 디퓨저(6)의 개구(7)를 통해 양극(4) 둘레로, 그리고 가공물(5)의 도금면에 대해 유동한다. 전기 도금액은 양극(4)과 가공물(5) 표면상의 음극 시드층과의 사이에 전류를 도전시키는 전해질이다. 따라서, 전기 도금액의 이온은 가공물(5) 표면을 도금시킨다.
마이크로전자 소자를 제작하는데 사용되는 도금 기계는 많은 특수한 성능 기준을 만족해야 한다. 예를 들면, 많은 도금 프로세스는 바이아스(vias)에서 또는 트랜치(trench)에서 0.5 ㎛ 미만의 너비, 그리고 종종 0.1 ㎛ 미만의 너비인 작은 접촉부들을 형성해야 한다. "촉진제", "억제제" 및 "레벌러(leveler)"와 같은 유기물 첨가제의 혼합물이 트랜치 내의 도금 프로세스를 개선시키기 위해 첨가되어 도금 금속은 트랜치를 하부에서 상부까지 충전한다. 그와 같이, 전기 도금액에서 유기물 첨가제의 적절한 농도를 유지하는 것은 매우 작은 구조부(feature)들을 적절히 충전하는데 중요하다.
종래의 도금 프로세스의 한 가지 결점은 유기물 첨가제가 분해되어 양극 표면에 인접하여 화학변화를 일으킨다는 것이다. 또한, 유기물 첨가제가 분해됨에 따라서, 도금 용액의 유기물 첨가제와 그와 관련된 분해 산물의 농도 조절이 어려운데, 이는 불량한 구조부 충전과 비균질 층을 초래할 수 있다. 더욱이, 유기물 첨가제는 결함 또는 다른 비균질성을 초래할 수 있는 부산물을 생성한다. 양극 부근에서 유기물 첨가제의 분해율을 감소시키기 위해, 구리-인 양극과 같은 다른 양극이 사용될 수 있다.
종래의 도금 프로세스의 다른 결점은 전기 도금액의 유기 부가물 및/또는 염소 이온이 순수한 구리 양극을 변화시킬 수 있다는 것이다. 이것은 전기장을 변화시키고, 그 전기장 변화는 일관되지 않은 프로세싱과 비균질 층을 초래할 수 있다. 따라서, 유기물 첨가제의 역효과를 감소시키는 도금 프로세스의 개선 필요성이 존재한다.
전기 도금의 다른 결점은 가공물의 표면에 소정의 전기장을 제공하는 것이다. 도금 용액에서 전류의 분포는 접촉면에 걸친 시드층의 균일성, 양극의 구성/조건, 챔버의 구성 및 다른 요소의 함수이다. 그러나, 도금면에서의 전류 밀도 프로파일은 도금 사이클 동안에 변화할 수 있다. 예를 들면, 통상적으로 전류 밀도 프로파일은 재료가 시드층에 도금됨에 따라서 도금 사이클 중에 변화한다. 전류 밀도 프로파일은 또한 보다 긴 기간에 걸쳐 변화할 수 있는데, (a) 소모성 양극이 침식됨에 따라 그 모양이 변하고, (b) 도금 용액에서 성분의 농도가 변화할 수 있기 때문이다. 따라서, 가공물 표면에서 소정의 전류 밀도를 유지하는 것이 어려울 수 있다.
본 발명은 부분적으로는 프로세싱 유체를 분리하기 위한 무공질 배리어를 구비한 전기화학적 증착 챔버에 관한 것이다. 상기 챔버들은 서로 각각 반응하는 두 개의 구분된 시스템으로 분할되어, 프로세싱 유체(예를 들면, 유기물 첨가제)에서 선택된 성분이 배리어를 가로질러 이동하는 것을 제어하면서 가공물에 재료를 전기도금함으로써, 유기물 첨가제가 양극 근처에 있을 때에, 그리고 기포 또는 다른 물질이 프로세싱 유체로 유입될 때에 야기되는 문제를 방지할 수 있다.
챔버는 가공물(예를 들면, 작동 전극)에 제1프로세싱 유체를 제공하는 프로세싱 유닛, 제1프로세싱 유체와 상이한 제2프로세싱 유체 유동을 운송하기 위한 전극 유닛, 및 전극 유닛의 전극(예를 들면, 카운터 전극)을 포함한다. 챔버는 또한 제1프로세싱 유체와 제2프로세싱 유체 사이에 무공질 배리어를 포함한다. 무공질 배리어는 이온들이 배리어를 통과하게 하나, 비이온 종(nonionic species)은 제1프로세싱 유체와 제2프로세싱 유체 사이를 통과하는 것을 방지한다. 그와 같이, 무공질 배리어는 제1 및 제2프로세싱 유체의 성분을 각각 분리하고 단리시켜 제1프로세싱 유체가 제2프로세싱 유체와 상이한 화학적 특성을 가질 수 있게 한다. 예를 들면, 제1프로세싱 유체는 유기물 첨가제를 갖는 음극액일 수 있고, 제2프로세싱 유체는 유기물 첨가제가 없는 또는 그와 같은 첨가제의 농도가 매우 낮은 양극액일 수 있다.
무공질 배리어는 음극액의 유기물 첨가제가 양극액으로 이동하는 것을 실질적으로 방지하는 여러 가지 장점을 제공한다. 먼저, 유기물 첨가제는 양극액이 되는 것이 방지되기 때문에, 이는 양극을 지나 유동할 수 없고, 도금 프로세서와 인터페이스되는 산출물로 분해된다. 두 번째로, 유기물 첨가제는 양극에서 분해되지 않기 때문에, 이는 음극액에서 매우 낮은 비율로 소모되어 음극액에서 유기물 첨가제의 농도 제어에 비용이 저렴하고 용이하다. 세 번째, 순수한 구리 양극과 같은 비용이 저렴한 양극이 양극액에 사용되는데, 패시베이션(passivation)의 위험이 감소 또는 제거되기 때문이다.
본 발명은 또한 (a) 유기물 첨가제에 의해 야기되는 문제점을 완화 또는 제거하기 위해 프로세싱 유체 사이의 다공질 및/또는 무공질 배리어와, (b) 가공물 표면에서 소정의 전류 밀도를 제공하고 유지하기 위한 다중의 독립적으로 작동 가능한 전극을 구비한 전기화학적 증착 챔버에 관한 것이다. 또한, 이들 챔버는 서로 각각 상호 작용하는 두 개의 구분된 시스템으로 분할되어, 프로세싱 유체(예를 들면, 유기물 첨가제)내의 선택된 성분이 배리어를 가로질러 이동하는 것을 제어하면서 재료를 가공물상에 전기도금함으로써, 유기물 첨가제 및 양극 사이의 상호 작용과 프로세싱 유체의 기포 또는 입자에 의해 야기되는 문제점을 방지할 수 있다. 부가적으로, 독립적으로 작동 가능한 전극들은 단일 전극만을 갖는 시스템과 비교하여 가공물 표면의 전기장에 대해 보다 양호한 제어를 제공한다.
챔버는 가공물(예를 들면, 작동 전극)에 제1프로세싱 유체를 제공하는 프로세싱 유닛, 제1프로세싱 유체와 상이한 제2프로세싱 유체 유동을 운송하기 위한 전극 유닛, 및 전극 유닛의 다수의 전극(예를 들면, 카운터 전극)을 포함한다. 챔버는 또한 제1프로세싱 유체와 제2프로세싱 유체 사이에 배리어를 포함한다. 상기 배리어는 유체 및 작은 분자가 제1 및 제2프로세싱 유체 사이의 배리어를 통해 유동하게 하는 다공질의 침투성 부재일 수 있다. 대안적으로, 배리어는 제1 및 제2프로세싱 유체 사이의 유동을 금지하는 반면에 유체들 사이의 이온의 통과는 허용하는 무공질의 반침투성 부재일 수 있다. 배리어는 또한 다공질 영역 및 무공질 영역을 포함할 수 있다. 이들 실시예의 배리어는 제1 및 제2프로세싱 유체의 성분들을 서로 각각으로부터 분리 및/또는 단리시켜, 제1프로세싱 유체가 제2프로세싱 유체와 상이한 화학적 특성을 가질 수 있게 한다. 예를 들면, 제1프로세싱 유체는 유기물 첨가제를 갖는 음극액일 수 있고, 제2프로세싱 유체는 유기물 첨가제가 없는 또는 그러한 첨가제의 농도가 낮은 양극액일 수 있다.
본 발명의 이러한 개념에서 다중 전극은 전기장을 가공물에 맞추어 서로 각각으로부터 독립적으로 제어될 수 있다. 각 전극은 하나의 전류 수준을 가질 수 있어서, 모든 전극에 의해 발생한 전기장이 가공물 표면상에 소정의 도금 프로파일을 제공한다. 부가적으로, 각 전극에 인가된 전류는 도금된 층이 증가함에 따라 가공물의 표면에 발생하는 차이를 보상하도록 도금 사이클을 거쳐서 독립적으로 변할 수 있다.
전기장 제어를 위한 다중 전극과 챔버에서의 배리어를 갖는 조합은 매우 효율적인 시스템을 제공하고 매우 양질의 제품을 생산한다. 그 시스템은 가공물을 위한 하나의 프로세싱 유체 및 전극을 위한 다른 프로세싱 유체를 사용하여 단일 프로세싱 유체를 사용하는 것의 역효과를 감소시킬 필요 없이 프로세싱 유체를 각 영역에서의 가장 양호한 사용에 맞추도록 하기 때문에 보다 효율적이다. 그와 같이, 공구는 유체 조정을 위해 그렇게 자주 조업 정지의 필요가 없으며, 그것은 성분을 덜 소비한다. 그 시스템은 양호한 품질의 제품을 생산하는데, (a) 각 프로세싱 유체에서 중요한 성분의 농도에 대한 양호한 제어를 허용하는 두 가지 상이한 프로세싱 유체를 사용하고, (b) 가공물 표면에서 전류 밀도에 대한 양호한 제어를 제공하는 다중 전극을 사용하기 때문이다.
도 1은 종래 기술에 따른 전기도금 챔버의 개략적인 다이어그램.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로구조 가공물에 대한 전기화학적 증착, 전해 연마 또는 다른 습식 화학 프로세싱을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로구조 가공물에 대한 전기화학적 층착, 전해 연마 또는 다른 습식 화학 프로세싱을 개략적으로 도시하는 도면.
도 3a 내지 도 3h는 도금 사이클 중에, 도 2a 및 도 2b의 시스템은 본 발명의 일 실시예에 따라 휴지 상태에서의 양극액 및 음극액의 수소 이온 및 구리 이온의 농도 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 용기의 단면을 도시하는 개략적인 등각도.
도 5는 도 4의 용기의 단부 측부를 도시하는 개략적인 측면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 용기의 개략적인 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 용기의 개략적인 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 용기의 개략적인 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 프로세싱 공구의 개략적인 평면도.
도 10a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 프로세싱 공구의 일부에 대한 등각도.
도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 프로세싱 공구에 대한 평면도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 프로세싱 공구의 사용 모듈에 대한 등각도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 프로세싱 공구의 사용을 위한 장착 모듈의 도 11의 12-12라인에 따른 단면도.
도 13은 장착 모듈의 데크 일부를 보다 상세히 도시하는 단면도.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "마이크로구조 가공물" 또는 "가공물"은 마이크로디바이스가 안에 및/또는 위에 형성되는 기판을 나타낸다. 통상적인 마이크로디바이스는 마이크로전자 회로 또는 그 부품, 박막 기록 헤드, 데이터 저장 요소, 마이크로유체(microfludic) 소자 및 다른 제품들을 포함한다. 마이크로기계 또는 마이크로기계적 소자들은 이 정의에 포함되는데, 그들이 집적회로의 제조에 사용된 것과 동일한 많은 기술을 사용하여 제조되기 때문이다. 기판은 반도전성 피스(예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 갈륨 비화물 웨이퍼(gallium arsenide wafer)), 비도전성 피스(예를 들면, 다양한 세라믹 기판) 또는 도전성 피스(예를 들면, 도핑 웨이퍼)일 수 있다. 또한, 용어 "전기화학적 프로세싱 또는 증착"은 전기 도금, 전기-에칭, 양극화 및/또는 무전극 도금을 포함한다.
마이크로구조 가공물을 프로세싱하기 위한 전기화학적 증착 챔버에 대한 여러 실시예로는 가공물의 구조 내에 또는 구조상에 전해 증착 금속 또는 전기영동 레지스트에 특히 유용하다. 따라서, 본 발명에 따른 전기화학적 증착 챔버는 반도체 기판 또는 다른 형태의 가공물 내에 및/또는 그 위에 마이크로구조를 제조할 때에 에칭, 린싱, 다른 형태의 습식 화학 공정을 위한 습식 화학 프로세싱 챔버를 구비한 시스템에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 전기화학적 증착 챔버 및 합체된 공구에 대한 여러 실시예가 도 2a 내지 도 13에 설명되고, 대응하는 내용이 본 발명의 특정 실시예에 대한 완전한 이해를 제공한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 부가적인 실시예를 가지거나 또는 본 발명이 도 2a 내지 도 13에 도시된 실시예의 여러 상세한 설명이 없이도 실시될 수 있음을 이해할 것이다.
A. 습식 화학 프로세싱 시스템의 실시예
도 2a는 마이크로구조 가공물의 전기화학적 증착, 전해 연마 또는 다른 습식 화학 프로세싱을 위한 시스템(100)을 개략적으로 도시하고 있다. 상기 시스템(100)은 헤드 조립체(104)(개략적으로 도시)와 습식 화학 용기(110)(개략적으로 도시)를 갖는 전기화학적 증착 챔버(102)를 포함한다. 헤드 조립체(104)는 용기(110)에 대하여 프로세싱 사이트에서 가공물(W) 또는 일군의 가공물을 적재, 하역 및 위치설정한다. 헤드 조립체(104)는 통상적으로 가공물(W)의 도전층과 결합하도록 구성된 다수의 전기 접촉부들을 구비한 접촉 조립체를 갖는 가공물 홀더를 포함한다. 따라서, 가공물 홀더는 가공물(W)상의 도전층에 전위를 인가할 수 있다. 적절한 헤드 조립체, 가공물 홀더 및 접촉 조립체는 본 명세서에 참조로 합체된 미국특허 제6,228,232호, 제6,280,583호, 제6,303,010호, 제6,309,520호, 제6,309,524호, 제6,471,913호, 제6,527,925호 및 제6,569,297호와, 미국 특허출원 제09/733,608호 및 제09/823,948호에 개시되어 있다.
도시된 용기(110)는 프로세싱 유닛(120)(개략적으로 도시), 전극 유닛(180)(개략적으로 도시) 및, 프로세싱 유닛(120)과 전극 유닛(180) 사이에 무공질(nonporous) 배리어(170)(개략적으로 도시)를 포함한다. 프로세싱 유닛(120)은 마이크로구조 가공물(W)을 프로세싱하기 위한 제1프로세싱 유체를 함유하도록 구성된다. 전극 유닛(180)는 전극(190)과 상기 전극(190)에 적어도 인접한 곳에 제2프로세싱 유체를 함유하도록 구성된다. 제2프로세싱 유체는 일반적으로 제1프로세싱 유체와 상이하나, 그들은 일부 적용에서 동일하다. 일반적으로, 제1 및 제2프로세싱 유체는 일부의 공통 이온을 갖는다. 프로세싱 유닛(120)의 제1프로세싱 유체는 음극액이고, 전극 유닛(180)의 제2프로세싱 유체는 가공물이 음극인 때에 양극액이 된다. 그러나, 전기 도금 또는 다른 증착 프로세스에서 제1프로세싱 유체는 양극이 될 수 있고, 제2프로세싱 유체는 음극이 될 수 있다.
시스템(100)은 제1프로세싱 유체를 저장 및 순환시키는 제1유동 시스템(112)과, 제2프로세싱 유체를 저장 및 순환시키는 제2유동 시스템(192)을 부가로 포함한다. 제1유동 시스템(112)은 제1프로세싱 유체 저장조(113), 제1프로세싱 유체 저장조(113) 및 프로세싱 유닛(120) 사이에서 제1프로세싱 유체를 운송하기 위한 다수의 유체 도관(114)과, 그리고 프로세싱 사이트와 무공질 배리어(170) 사이에서 제1프로세싱 유체를 운송하기 위한 프로세싱 유닛(120)의 다수의 부품(115)(개략적으로 도시)을 포함한다. 제2유동 시스템(192)은 제2프로세싱 유체 저장조(193), 제2프로세싱 유체 저장조(193)와 전극 유닛(180)과의 사이에서 제2프로세싱 유체를 운송하기 위한 다수의 유체 도관(185)과, 그리고 전극(190)과 무공질 배리어(170)와의 사이에서 제2프로세싱 유체를 운송하기 위한 전극 유닛(180)의 다수의 부품(184)(개략적으로 도시)을 포함한다. 제1 및 제2프로세싱 유체의 개별적인 성분의 농도는 제1 및 제2프로세싱 유체 저장조(113, 193)에서 각각 분리되어 제어된다. 예를 들면, 구리와 같은 금속은 각 저장조(113, 193)의 제1 및/또는 제2프로세싱 유체에 첨가될 수 있다. 부가적으로, 제1 및 제2프로세싱 유체의 온도 및/또는 원하지 않은 재료 또는 기포의 제거는 제1 및 제2유동 시스템(112, 192)에서 분리되어 제어된다.
무공질 배리어(170)는 프로세싱 유닛(120)과 전극 유닛(180) 사이의 인터페이스 영역에서 제1 및 제2프로세싱 유체 사이에 위치되어 제1프로세싱 유체를 제2프로세싱 유체로부터 분리시킨다. 예를 들면, 무공질 배리어(170)는 제1 및 제2유동 시스템(112, 192) 사이의 유체 유동을 금지하는 반면에, 음이온 및/또는 양이온과 같은 이온들은 제1 및 제2프로세싱 유체 사이에서 무공질 배리어(170)를 통과하게 한다. 그와 같이, 프로세싱 유체 사이의 전기장 및 전하의 불균형 및/또는 프로세싱 유체에 있는 기판 농도의 차이는 이온들을 하기에 상술하는 바와 같이, 무공질 배리어(170)를 거치도록 구동시킨다.
필터 매체, 팽창된 테플론(Goretex) 및 원료 소재(유리, 수정, 세라믹 등)와 같은 다공질 배리어와 대조적으로, 무공질 배리어(170)는 작은 분자 및 유체를 포함하는 비이온 종(species)의 배리어(170) 통과를 금지한다. 예를 들면, 무공질 배리어(170)는 개방 영역에 대해 거의 자유스럽다. 따라서, 제1 및 제2유동 시스템(112, 192)이 통상적인 압력에서 작동할 때에 유체는 무공질 배리어(170)를 통과하는 것이 금지된다. 그러나, 물은 삼투 및/또는 전기-삼투를 통하여 무공질 배리어(170)를 통해 운송될 수 있다. 삼투는 제1 및 제2프로세싱 유체의 분자 농도가 실질적으로 상이한 경우에 발생할 수 있다. 전기-삼투는 수화 구형(hydration sphere) 형태로 이온들을 운반하는 전류에서 물이 무공질 배리어(170)를 통해 운반될 때에 발생할 수 있다. 제1 및 제2프로세싱 유체가 유사한 분자 농도를 갖고, 어떤 전기적 전류도 프로세싱 유체를 통과하지 않을 때에, 제1 및 제2프로세싱 유체 사이의 유체 유동은 실질적으로 금지된다.
더욱이, 무공질 배리어(170)는 친수성일 수 있으므로, 프로세싱 유체의 기포는 배리어 부분을 건조시키지 않고, 이것은 배리어(170)를 통한 전도성을 감소시킨다. 적절한 무공질 배리어(170)는 DuPont®사가 제조한 NAFION 부재, Sybron Chemical사가 제조한 Ionac® 부재 및 Tokuyuma사가 제조한 NeoSepta 부재를 포함한다.
시스템(100)이 전기화학적 프로세싱을 위해 사용되는 때에, 전위가 전극(190) 및 가공물(W)에 인가되어 전극(190)은 양극 그리고 가공물(W)은 음극이 된다. 따라서, 제1 및 제2프로세싱 유체는 각각 음극액 및 양극액이 되고, 각 유체는 가공물(W) 상에 도금되는 금속 이온 용액을 포함할 수 있다. 전극(190)과 가공물(W) 사이의 전기장은 양극액으로부터 음극액으로 무공질 배리어(170)를 통해 양이온을 구동시키거나, 또는 음이온을 반대 방향으로 구동시킨다. 도금의 적용례에서, 전기화학적 반응은 금속 이온이 환원되어 마이크로구조 가공물(W) 상에 금속 고체층을 형성하는 마이크로구조 가공물(W)에서 발생한다. 전기화학적 에칭 및 다른 전기화학적 적용례에서, 전기장이 이온들을 반대 방향으로 구동시킨다.
도 2a에 도시된 시스템(100)의 한 가지 특징은 무공질 배리어(170)가 제1 및 제2프로세싱 유체를 서로 각각 분리시키나, 이온이 제1 및 제2프로세싱 유체 사이를 통과하게 한다는 것이다. 그와 같이, 프로세싱 유닛(120)의 유체는 전극 유닛(180)의 유체와 상이한 화학적 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 제1프로세싱 유체는 유기물 첨가제를 갖는 음극액이 될 수 있고, 제2프로세싱 유체는 유기물 첨가제가 없거나 또는 그러한 첨가제의 농도가 매우 낮은 양극액일 수 있다. 본 발명의 상세한 설명에서 설명한 바와 같이, 양극액에서 유기물 첨가제의 부족은 다음의 특성을 제공하는데 즉, (a) 음극액에서 분해된 유기물의 부산물을 환원시키고, (b) 유기물 첨가제의 소모를 감소시키며, (c) 양극의 패시베이션(passivation)을 감소시키며, (d) 순수한 구리 양극의 효율적인 사용을 가능하게 한다.
도 2a에 도시된 시스템(100)은 또한 제1프로세싱 유체에서 구리 이온 또는 다른 금속 이온의 소정의 농도를 유지하는데 특히 효율적이다. 전기 도금 프로세스 동안에, 제1프로세싱 유체에서 재료의 농도를 정확하게 제어하여 수많은 개개의 마이크로구조 가공물의 일관성 있고 반복 가능한 증착을 보장하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 구리가 가공물(W)에 증착되는 경우 가공물(W) 상에 구리의 적절한 층을 증착시키도록 제1프로세싱 유체(예를 들면, 음극액)에서 구리의 농도를 소정의 범위내에 유지시키는 것이 바람직하다. 시스템(100)의 이 개념은 하기에 상세히 설명될 것이다.
몇몇 전기 도금의 적용례에서 제1프로세싱 용액의 금속 이온의 농도를 제어하기 위해, 도 2a에 도시된 시스템(100)은 무공질 배리어(170)의 특성, 제1유동 시스템(112)의 용적, 제2유동 시스템(192)의 용적, 그리고 제1 및 제2프로세싱 유체에서의 상이한 산 농도를 이용한다. 일반적으로, 제1프로세싱 유체의 산 농도는 제2프로세싱 유체의 산 농도보다 더 크고, 시스템(100)에서 제1프로세싱 유체의 용적은 시스템(100)에서 제2프로세싱 유체의 용적보다 더 크다. 상세한 설명이 하기에 설명되는 바와 같이, 이들 특징들은 함께 제1프로세싱 유체의 성분의 농도를 소정의 범위내에 유지시켜 가공물(W) 상에 일관되고 균일한 증착을 보장하도록 한다. 예를 들어 설명하기 위해, 제1프로세싱 유체의 산 농도를 증가시키는 효과는 구리가 가공물 상에 전기 도금되는 일 실시예를 참조하여 설명될 것이다. 당업자는 상이한 금속이 전기도금되고 및/또는 원리가 다른 응용으로서 다른 습식 화학 프로세스에 적용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 마이크로구조 가공물에 대한 전기화학적 증착, 전해 연마 또는 다른 습식 화학 프로세싱을 도시하고 있다. 시스템(100a)은 도 2a에 도시된 시스템(100)과 유사하고, 따라서 유사한 참조 번호는 도 2a 및 도 2b에서 대응되는 유사한 부품을 나타낸다. 시스템(100a)은 헤드 조립체(104)(개략적으로 도시)와 습식 화학적 용기(110a)(개략적으로 도시)를 갖는 전기화학적 증착 챔버(102)를 포함한다. 헤드 조립체(104)는 도 2a를 참조하여 상술한 바와 같이, 용기(110a)에 대한 프로세싱 사이트에서 가공물(W) 또는 일군의 가공물을 적재, 하역 또는 위치설정한다.
도시된 용기(110a)는 프로세싱 유닛(120a)(개략적으로 도시), 전극 유닛(180a)(개략적으로 도시) 및, 프로세싱 유닛(120a)과 전극 유닛(180a) 사이에 무공질 배리어(170a)(개략적으로 도시)를 포함한다. 도시된 실시예의 프로세싱 유닛(120a)은 배리어(170a)로부터 프로세싱 사이트를 향하여 돌출하는 절연 디바이더(142) 및 그 절연 디바이더(142)에 의해 형성되는 다수의 챔버(개별적으로 130a 및 130b로 나타냄)를 포함한다. 챔버(130a, 130b)는 동심적으로 배열되고, 프로세싱 사이트에 인접한 대응 구멍(144a, 144b)을 갖는다. 챔버(130a, 130b)는 제1프로세싱 유체를 마이크로구조 가공물(W)로 보내거나 가공물로부터 운송하도록 구성된다. 그러나, 프로세싱 유닛(120a)은 절연 디바이더(142)와 챔버(130)를 포함하지 않을 수 있거나, 절연 디바이더(142)와 챔버(130)가 다른 구성을 가질 수 있다.
전극 유닛(180a)은 절연 디바이더(186), 상기 절연 디바이더(186)에 의해 형성되는 다수의 구획실(184a 내지 184b) 및 대응하는 구획실(184a 내지 184b) 내에 위치된 다수의 전극(190a, 190b)을 포함한다. 구획실(184a 내지 184b)은 동심적으로 배열되고 전극(190a 내지 190b)에 인접한 제2프로세싱 유체를 운송하도록 구성된다. 상술한 바에서 알 수 있듯이, 제2프로세싱 유체는 일반적으로 제1프로세싱 유체와 상이하나, 그들은 몇몇 적용례에서 동일할 수 있다. 일반적으로, 제1 및 제2프로세싱 유체는 공통 이온을 갖는다. 프로세싱 유닛(120a)의 제1프로세싱 유체는 음극액이고, 전극 유닛(180a)의 제2프로세싱 유체는 가공물이 음극인 때에 양극액이 된다. 그러나, 전기도금 또는 다른 증착 프로세스에서, 제1프로세싱 유체는 양극이 될 수 있고, 제2프로세싱 유체는 음극이 될 수 있다. 비록 도 2b에 도시된 시스템(100a)이 두 개의 동심적 전극(190a 내지 190b)을 갖지만, 다른 실시예에서 시스템은 상이한 숫자의 전극을 포함 및/또는 전극은 상이한 구성으로 배열될 수 있다.
시스템(100a)은 제1프로세싱 유체를 저장 및 순환시키는 제1유동 시스템(112a)과, 제2프로세싱 유체를 저장 및 순환시키는 제2유동 시스템(192a)을 부가로 포함한다. 제1유동 시스템(112a)은 (a) 제1프로세싱 유체 저장조(113), (b) 제1프로세싱 유체 저장조(113)와 프로세싱 유닛(120a) 사이에서 제1프로세싱 유체를 운송하기 위한 다수의 유체 도관(114)과, (c) 프로세싱 사이트와 배리어(170a) 사이에서 제1프로세싱 유체를 운송하기 위한 챔버(130a 내지 130b)를 포함할 수 있다. 제2유동 시스템(192a)은 (a) 제2프로세싱 유체 저장조(193), (b) 제2프로세싱 유체 저장조(193)와 전극 유닛(180a) 사이에서 제2프로세싱 유체를 운송하기 위한 다수의 유체 도관(185)과, (c) 전극(190a 내지 190b)과 배리어(170a) 사이에서 제2프로세싱 유체를 운송하기 위한 구획실(184a 내지 184b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2프로세싱 유체의 개별적인 성분의 농도는 제1 및 제2프로세싱 유체 저장조(113, 193)에서 각각 분리되어 제어된다. 예를 들면, 구리와 같은 금속은 각 저장조(113, 193)의 제1 및/또는 제2프로세싱 유체에 첨가될 수 있다. 부가적으로, 제1 및 제2프로세싱 유체의 온도 및/또는 원하지 않은 재료 또는 기포의 제거는 제1 및 제2유동 시스템(112a, 192a)에서 분리되어 제어된다.
배리어(170a)는 프로세싱 유닛(120a) 및 전극 유닛(180a) 사이의 인터페이스 영역에서 제1 및 제2프로세싱 유체 사이에 위치되어 제1프로세싱 유체를 제2프로세싱 유체로부터 분리시킨다. 예를 들면, 배리어(170a)는 유체 및 작은 분자가 제1 및 제2프로세싱 유체 사이의 배리어(170a)를 통해 유동하게 하는 다공질의 침투성 부재일 수 있다. 부가적으로, 배리어(170a)는 도 2a에 도시된 무공질 배리어(170)에 대해 상술한 바와 같이, 제1 및 제2유동 시스템(112, 192) 사이의 유체 유동을 금지하는 반면에, 음이온 및/또는 양이온과 같은 이온들은 제1 및 제2프로세싱 유체 사이에서 배리어(170a)를 통과하게 하는 무공질의 반침투성 부재일 수 있다. 어느 한 경우에, 배리어(170a)는 기포, 입자 및 유기물 첨가제와 같은 큰 분자가 제1 및 제2프로세싱 유체 사이를 통과하지 못하도록 한다.
시스템(100a)이 전기화학적 프로세싱에 사용되는 때에, 전위가 전극(190a 내지 190b) 및 가공물(W)에 인가되어 전극(190a 내지 190b)은 양극 그리고 가공물(W)은 음극이 된다. 따라서, 제1 및 제2프로세싱 유체는 각각 음극액 및 양극액이 되고, 각 유체는 가공물(W) 상에 도금되는 금속 이온 용액을 포함할 수 있다. 전극(190a 내지 190b) 및 가공물(W) 사이의 전기장은 양극액으로부터 음극액으로 배리어(170a)를 통해 양이온을 구동시키거나, 또는 음이온을 반대 방향으로 구동시킨다. 도금의 적용례에서, 전기화학적 반응은 금속 이온이 환원되어 마이크로구조 가공물(W) 상에 금속 고체층을 형성하는 마이크로구조 가공물(W)에서 발생한다. 전기화학적 에칭 및 다른 전기화학적 적용례에서, 전기장이 이온들을 반대 방향으로 구동시킨다
제1전극(190a)은 전극 유닛(180a)의 제1구획실(184a)에서 제2프로세싱 유체 부분을 통해, 그리고 프로세싱 유닛(120a)의 제1챔버(130a)에서 제1프로세싱 유체 부분을 통해 프로세싱 사이트의 가공물(W)에 전기장을 제공한다. 따라서, 제1전극(190a)은 제1구멍(144a)을 통해 프로세싱 사이트에 효과적으로 노출되는 전기장을 제공한다. 제1구멍(144a)은 제1전극(190a)의 모양을 결정하여 제1구멍(144a)의 상부에서 "가상 전극(virtual electrode)"을 만든다. 이는 절연 디바이더(142)가 제1전극(190a)의 모양을 결정하여 제1전극(190a)이 마치 제1구멍(144a)에 위치되어 있는 효과가 있기 때문에 "가상 전극"이다. 가상 전극은 상기에 참조로 합체된 미국 특허출원 제09/872,151호에 상세히 설명되어 있다. 유사하게, 제2전극(190b)은 전극 유닛(180a)의 제2구획실(184b)에서 제2프로세싱 유체 부분을 통해, 그리고 프로세싱 유닛(120a)의 제2챔버(130b)에서 제1프로세싱 유체 부분을 통해 가공물(W)에 전기장을 제공한다. 따라서, 제2전극(190b)은 제2구멍(144b)을 통해 프로세싱 사이트에 효과적으로 노출되는 전기장을 제공하여 다른 "가상 전극"을 만든다.
작동시에, 제1전류가 제1전극(190a)에 인가되고, 제2전류가 제2전극(190b)에 인가된다. 제1 및 제2전류는 서로 각각 독립적으로 제어되어 임의의 주어진 시간에 서로 각각에 대해 동일하거나 다를 수 있다. 부가적으로, 제1 및 제2전류는 도금 사이클 전체에 걸쳐 동적으로 변화될 수 있다. 제1 및 제2전극은 따라서 고도로 제어된 전기장을 제공하여 도금 사이클 동안에 도금 층의 변화뿐 아니라 일관되지 않고 불균일한 시드층을 보충한다.
다수의 독립적으로 작동 가능한 전극을 갖는 장점에 부가하여, 시스템(100a)은 제2프로세싱 유체로부터 제1프로세싱 유체를 분리하는 것에 대한 상술한 시스템(100)과 유사한 장점을 갖는 것이 기대된다. 상술한 바와 같이, 예를 들면, 양극액에서의 유기 첨가제의 결핍은 다음의 효과를 제공하는데 즉,(a) 음극액에서 분해된 유기물 부산물의 감소, (b) 유기 첨가제 소모의 감소, (C) 양극의 패시베이션의 감소 및 (d) 순수한 구리 양극의 효율적인 사용을 가능하게 한다. 또한, 도 2b에 도시된 시스템(100a)은 하기에 보다 상세히 설명되는 이유 때문에 구리 이온 또는 다른 금속 이온의 소정의 농도를 유지하는데 특히 효과적이다.
B. 전기화학적 증착 시스템의 작동
도 3a 내지 도 3h는 도금 사이클 동안 및 휴지 기간 동안에 시스템(100, 100a)에 대한 양극액 및 음극액에서의 수소 및 구리 이온 농도 사이의 관계를 도시하고 있다. 도 3a 내지 도 3h에 관한 다음의 설명은 특히 간명하게 할 목적으로 도 2a에 도시된 시스템(100)을 작동시키는 여러 실시예를 설명하고 있다. 시스템(100a)에서 양극액 및 음극액의 작동은 시스템(100)에서의 특징적인 작동과 거의 비슷하거나 동등하다. 그와 같이, 다음 설명은 또한 도 2b에 도시된 시스템(100a)에 적용된다.
도 3a 및 도 3b는 도금 사이클 동안에 제2프로세싱 유체(양극액) 및 제1프로세싱 유체(음극액)의 수소 이온 농도를 각각 도시하고 있다. 전기장이 도금 사이클 동안에 양극액으로부터 음극액으로 무공질 배리어(170)(도 2a)를 거치도록 수소 이온을 구동한다. 따라서, 수소 이온 농도는 양극액에서 감소하고 음극액에서 증가한다. 퍼센트 농도 변화 또는 몰 농도로 측정된 것으로서, 양극액에서의 수소 이온 농도의 감소는 일반적으로 음극액에서 수소 이온 농도의 증가보다 매우 큰 데, 이는 (a) 도시된 시스템(100)에서 음극의 용적이 양극의 용적보다 더 크고, 그리고 (b) 음극액에서의 수소 이온의 농도가 양극액에서 보다 훨씬 더 크기 때문이다.
도 3c 및 도 3d는 도금 사이클 동안에 양극액 및 음극액에서 구리 이온의 농도를 도시하고 있다. 도금 사이클 동안에, 양극은 양극액에서 구리 이온을 보충하고, 전기장은 구리 이온을 양극액으로부터 음극액으로 무공질 배리어(170)를 거치도록 구동한다. 양극은 도금 사이클 동안에 구리 이온을 양극액으로 보충한다. 따라서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 양극액의 구리 이온의 농도는 도금 사이클 동안에 증가한다. 반대로, 도 3d는 음극액 셀에서 구리 이온이 소모되어 마이크로구조 가공물(W) 상에 층을 형성하기 위해 도금 사이클 동안에 음극액에서 구리 이온 농도가 초기에 감소되는 것을 나타낸다.
도 3e 내지 도 3h는 도 2a의 시스템(100)이 휴지 상태인 동안에 양극액 및 음극액에서 수소 및 구리 이온의 농도를 도시하고 있다. 예를 들면, 도 3e 및 도 3f는 시스템(100)이 휴지인 동안에 수소 이온 농도가 양극액에서는 증가하고 음극액에서는 감소하는 것을 보여 주는데, 음극액에서의 산의 큰 농도가 수소 이온을 무공질 배리어(170)를 거쳐 양극액으로 구동시키기 때문이다. 도 3g 및 도 3h는 시스템(100)이 휴지인 동안에 구리 이온의 농도가 양극액에서는 감소하고 음극액에서는 증가하는 것을 보여주고 있다. 수소 이온의 양극액내로의 이동은 구리 이온을 양극액으로부터 음극액으로 구동시키는 전하 불균형을 만든다. 따라서, 도시된 실시예의 한 특징은 시스템(100)이 휴지인 때에, 양극액 및 음극액에서의 산 농도의 차이 때문에 음극액이 구리로 보충된다. 이 구성의 효과는 음극액에서의 구리의 소정의 농도가 시스템(100)이 휴지인 동안에 유지될 수 있다는 것이다. 이 구성의 다른 효과는 무공질 배리어(170)를 거치는 구리 이온의 증가된 이동이 구리로 양극액이 포화되는 것을 방지하는데, 포화되는 것은 양극의 패시베이션 및/또는 결정염의 형성을 초래할 수 있다.
도 2a에 도시된 시스템(100)의 상술한 작용은 부분적으로 수소 이온(즉, 산 양자)과 구리의 적절한 농도를 선택함으로써 발생한다. 구리를 증착하기 위한 여러 가지 유용한 프로세스에서, 제1프로세싱 유체에서의 산 농도는 약 10g/l 내지 약 200g/l, 제2프로세싱 유체에서의 산 농도는 약 0.1g/l 내지 약 1.0g/l가 될 수 있다. 부가적으로, 제1 및/또는 제2프로세싱 유체에서의 산 농도는 이들 범위를 초과할 수 있다. 예를 들면, 제1프로세싱 유체는 산의 제1농도를, 제2프로세싱 유체는 제1농도보다 작은 산의 제2농도를 가질 수 있다. 산의 제1농도 대 산의 제2농도의 비율은 예를 들면, 약 10 : 1 내지 약 20,000 : 1이 될 수 있다. 구리 농도 또한 변수가 될 수 있다. 예를 들면, 많은 구리 도금 실시에서, 제1 및 제2프로세싱 유체는 약 10g/l 및 약 50g/l 사이의 구리 농도를 가질 수 있다. 많은 실시에 상술한 범위가 유용하지만, 제1 및 제2프로세싱 유체는 구리 및/또는 산의 다른 농도를 가질 수 있음을 알 수 있다.
다른 실시예에서, 무공질 배리어는 음이온일 수 있고, 전극은 불활성 양극(즉, 산화 백금 또는 이리듐)이 되어 제1프로세싱 유체에서 황산 이온의 집적을 방지할 수 있다. 이러한 실시예에서, 제1 및 제2프로세싱 유체의 산 농도 또는 pH는 유사할 수 있다. 부가적으로, 제2프로세싱 유체는 유체의 전도성을 증가시키기 위해 더 높은 산 농도를 갖는다. 구리 염(황산 구리)이 유체에서 구리를 보충하기 위해 제1프로세싱 유체에 첨가될 수 있다. 황산 음이온이 제1프로세싱 유체로부터 제2프로세싱 유체로 통과함에 의해 전류가 배리어를 통하여 운반된다. 따라서, 황산 이온이 그들이 증착된 막에 역효과를 미칠 수 있는 제1프로세싱 유체에서 덜 집적될 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템은 가공물로부터 구리를 전기화학적으로 에칭시킬 수 있다. 이들 실시예에서, 제1프로세싱 용액(양극액)은 구리 이온을 포함하는 전해질을 함유한다. 전기화학적 에칭 동안에, 전위는 전극 및/또는 가공물에 인가될 수 있다. 음이온 무공질 배리어는 양이온(구리와 같은)이 제2프로세싱 유체(음극액)로 통과하는 것을 방지하는데 사용될 수 있다. 따라서, 전류는 음이온에 의해 운반되고, 구리 이온이 전극상에 인접하게 유동하여 전극상에 증착되는 것이 방지된다.
도시된 시스템(100)의 상술한 작용은 또한 양극액 및 음극액의 적절한 용적을 선택함으로써 생성된다. 다시 도 2a를 참조하면, 도시된 시스템(100)의 다른 구성은 그것이 대응하는 프로세싱 유체 저장조(113, 193) 및 유동 시스템(112, 192)에서 제1프로세싱 유체의 제1용적과 제2프로세싱 유체의 제2용적을 갖는다. 제1용적 및 제2용적의 비율은 약 1.5:1 내지 20:1가 될 수 있고, 많은 실시에서, 약 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 또는 10:1이다. 제1 및 제2프로세싱 유체에서의 용적 차이는 제1프로세싱 유체에서의 재료 농도 변화를 중화시킨다. 예를 들면, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 상술한 바와 같이, 수소 이온이 양극액으로부터 음극액으로 이동할 때에, 음극액에서 수소 이온 농도에서의 퍼센트 변화는 양극액에서 수소 이온의 농도 변화보다 적은데, 음극액의 용적이 양극액의 용적보다 더 크기 때문이다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2용적은 대략 동일하다.
C. 전기화학적 증착 용기에 대한 실시예
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학 용기(210)의 단면도를 도시한 등각도이다. 용기(210)는 마이크로구조의 가공물에 대한 전기화학적 증착, 전해 연마, 양극화 또는 다른 습식 화학 프로세싱을 위한 시스템(100, 100a)과 유사한 시스템에 사용되도록 구성된다. 따라서, 도 4에 도시된 용기(210)는 용기(110, 110a) 형태의 한 예이다. 그와 같이, 용기(210)는 제1프로세싱 유체 저장조(도시 생략)에 접속될 수 있어서, 제1유동 시스템(212a 내지 212b로 부분적으로 도시)이 제1프로세싱 유체를, 처리하기 위한 가공물에 공급할 수 있다. 또한, 용기(210)는 제2프로세싱 유체 저장조(도시 생략)에 접속될 수 있어서, 제2유동 시스템(부분적으로 292a 내지 292b로 도시)은 제1프로세싱 유체를 전극 부근에 운송할 수 있다.
도시된 용기(210)는 프로세싱 유닛(220), 상기 프로세싱 유닛(220)에 접속된 배리어 유닛(260) 및 상기 배리어 유닛(260)에 접속된 전극 유닛(280)을 포함한다. 프로세싱 유닛(220), 배리어 유닛(260) 및 전극 유닛(280)은 분리된 유닛일 필요는 없으나, 그들은 단일 유닛의 부품 또는 섹션일 수 있다. 프로세싱 유닛(220)은 샤시(228)를 통과하는 제1프로세싱 유체 유동을 배향하기 위해 제1유동 시스템(212a)의 제1부분을 갖는 샤시(228)를 포함한다. 제1유동 시스템(212a)의 제1부분은 샤시(228)에 부착된 분리된 부품 및/또는 샤시(228)에 다수의 유체 통로를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제1유동 시스템(212a)의 제1부분은 도관(215), 다수의 슬롯(217)을 갖는 제1유동 안내부(216) 및 대기실(antechamber)(218)을 포함한다. 제1유동 안내부(216)의 슬롯(217)은 유동을 대기실(218)로 방사상으로 분배시킨다.
제1유동 시스템(212a)의 제1부분은 대기실(218)로부터의 유동을 수용하는 제2유동 안내부(219)를 부가로 포함한다. 제2유동 안내부(219)는 다수의 구멍(222)을 갖는 측벽(221) 및 다수의 개구(225)를 갖는 유동 프로젝터(224)를 포함할 수 있다. 구멍(222)은 측벽(221) 주위에 방사상으로 배열된 수직 슬롯들일 수 있는데, 유동 프로젝터(224)를 향하여 방사상 내측으로 돌출하는 다수의 유동 성분을 제공한다. 유동 프로젝터(224)의 개구(225)는 상방 및 방사상 내측으로 경사진 다수의 신장된 슬롯 또는 다른 구멍일 수 있다. 유동 프로젝터(224)는 구멍(222)으로부터 방사상 유동 성분을 수용하고 그 유동을 개구(225)를 통해 재지향시킨다. 구멍(222)과 개구(225)는 여러 상이한 구성일 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 개구(225)는 상방으로의 경사 없이 방사상 내측으로 유동을 방출하거나 또는 개구(225)는 도 4에 도시된 각보다 큰 각으로 상방으로 경사질 수 있다. 개구(225)는 따라서 약 0°내지 45°범위로 경사지고, 여러 특정 실시예에서 개구(225)는 약 5°내지 25°각으로 상방으로 경사질 수 있다.
또한, 프로세싱 유닛(220)은 전기장의 모양을 결정하고 프로세싱 사이트에서 제1프로세싱 유체의 유동을 배향하기 위한 필드 형상화 모듈(240)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 필드 형상화 모듈(240)은 제1림(243a)을 구비한 제1파티션(242a), 제2림(243b)을 구비한 제2파티션(242b) 및 제3림(243c)을 구비한 제3파티션(242c)을 갖는다. 제1림(243a)은 제1구멍(244a)을 형성하고, 제1림(243a) 및 제2림(243b)는 제2구멍(244b)을 형성하며, 제2림(243b) 및 제3림(243c)은 제3구멍(244c)을 형성한다. 프로세싱 유닛(220)은 제1프로세싱 유체가 회수(recovery) 채널(247)내로 유동할 수 있는 림(246)을 갖는 위어(weir)(245)를 부가로 포함한다. 제3림(243c) 및 위어(245)는 제4구멍(244d)을 형성한다. 필드 형상화 모듈(240) 및 위어(245)는 다수의 볼트 또는 나사에 의해 프로세싱 유닛(220)에 부착되고, 다수의 밀봉부(249)가 샤시(228)와 필드 형상화 모듈(240) 사이에 위치된다.
용기(210)는 도 4에 도시된 필드 형상화 모듈(240)을 갖는 것에 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 필드 형상화 유닛은 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 필드 형상화 유닛은 제1구멍을 형성하는 제1절연 부재와 제1구멍 위에 제2구멍을 형성하는 제2절연 부재를 가질 수 있다. 제1구멍은 제1영역을 갖고, 제2구멍은 제1영역과 상이한 제2영역을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2구멍은 상이한 모양을 가질 수 있다.
도시된 실시예에서, 프로세싱 유닛(220)에서 제1유동 시스템(212a)의 제1부분은 대기실(218)과 유체 연통하는 제1채널(230a), 제2구멍(244b)과 유체 연통하는 제2채널(230b), 제3구멍(244c)과 유체 연통하는 제3채널(230c) 및 제4구멍(244d)과 유체 연통하는 제4채널(230d)을 또한 포함한다. 제1유동 시스템(212a)의 제1부분은 따라서 제1프로세싱 유체를 프로세싱 사이트에 운송하여 프로세싱 사이트에서 소정의 유동 프로파일을 제공한다.
이러한 특정 프로세싱 유닛(220)에서, 제1프로세싱 유체는 입구(214)를 통해 도관(215)을 통과하고 제1유동 안내부(216)로 유입된다. 그 후에 제1프로세싱 유체 유동은 대기실(218)을 통해 제2유동 안내부(219)를 통해 상방으로 유동하는 유체의 일부와, 프로세싱 유닛(220)의 제1채널(230a)을 통해 배리어 유닛(260) 내로 하방으로 유동하는 유체의 다른 부분으로 분기된다. 제2유동 안내부(219)를 통과하는 상방 유동은 유동 프로젝터(224) 및 제1구멍(244a)을 통과한다. 제1프로세싱 유체 유동의 일부는 림(243a) 위로, 가공물에 인접한 프로세싱 사이트를 통해 통과하고, 그 후에 위어(245)의 림(246) 위를 유동한다. 제1프로세싱 유체의 다른 부분은 프로세싱 유닛(220)의 채널(230b 내지 230d) 각각을 통과하여 배리어 유닛(260) 내로 하방으로 유동한다.
도시된 용기(210)의 전극 유닛(280)은 전극 조립체 및 제2유동 시스템(292a)의 제1부분을 감싸는 컨테이너(282)를 포함한다. 도시된 컨테이너(282)는 다수의 구획실(284)(개별적으로 284a 내지 284d로 나타냄)을 형성하는 다수의 디바이더 또는 벽(286)을 포함한다. 이러한 컨테이너(282)의 벽(286)은 환형 구획실(284)을 형성하는 동심원의 환형 디바이더이다. 그러나, 다른 실시예에서, 벽은 비환형 구획실을 만드는 상이한 구성을 갖고 및/또는 각 구획실은 셀로 더욱 분할될 수 있다. 도 4에 도시된 특정 실시예는 네 개의 구획실(284)을 갖지만, 다른 실시예에서는 컨테이너(282)가 전극을 감싸기 위해 임의의 수의 구획실을 포함할 수 있다. 또한, 구획실(284)은 제2프로세싱 유체가 유동하는 제2유동 시스템(292a)의 제1부분의 일부를 형성한다.
용기(210)는 전극 유닛(280)에 배치된 적어도 하나의 전극을 부가로 포함한다. 도 4에 도시된 용기(210)는 제1구획실(284a)에 제1전극(290a), 제2구획실(284b)에 제2전극(290b), 제3구획실(284c)에 제3전극(290c), 및 제4구획실(284d)에 제4전극(290d)을 포함한다. 전극들(290a 내지 290d)은 서로 각각 동심적으로 배열된 환형 또는 원형 도전성 부재일 수 있다. 다른 실시예에서, 전극은 아치형 세그먼트(segment)일 수 있거나 다른 모양 및 배열을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서 네 개의 전극(290)이 도시되었지만, 다른 실시예는 단일 전극, 두 개의 전극 등을 포함하는 상이한 숫자의 전극을 포함할 수 있다.
이러한 실시예에서, 전극(290)은 상기 전극(290)을 동력원에 접속시키기 위해 전극 유닛(280)의 컨테이너(282)를 통해 연장되는 전기 커넥터 시스템(291)에 접속된다. 전극(290)은 도금 사이클 내내 일정한 전류를 제공하거나, 또는 전극(290)의 하나 또는 그 이상을 통하는 전류는 가공물의 특정 변수에 따라 도금 사이클 동안에 변화될 수 있다. 더욱이, 각 전극(290)은 다른 전극들(290)의 전류와 상이한 독특한 전류를 가질 수 있다. 전극(290)은 DC에서 펄스된, 그리고 펄스 반대 파형에서 작동될 수 있다. 전극을 작동하기 위한 적절한 프로세스는 본 명세서에 참조로 합체된 미국 특허출원 제09/849,505호, 제09/866,391호, 및 제09/866,463호에 설명되어 있다.
제2유동 시스템(292a)의 제1부분은 전극 유닛(280)을 통하는 제2프로세싱 유체를 운송한다. 특히, 제2프로세싱 유체는 입구(285)를 통해 전극 유닛(280)으로 유입되고, 그 후에 유동은 구획실(284) 각각으로 유동하는 제2프로세싱 유체의 부분으로 분기된다. 제2프로세싱 유체의 부분들은 유체가 구획실(284)을 통해 배리어 유닛(260) 내로 유동함에 따라 대응 전극(290)을 거쳐 유동한다.
도시된 배리어 유닛(260)은 프로세싱 유닛(220)과 전극 유닛(280) 사이에 존재하여 제2프로세싱 유체로부터 제1프로세싱 유체를 분리시키지만, 전극(290)으로부터의 개별적인 전기장이 구멍(244a 내지 244d)을 통과하도록 작용한다. 배리어 유닛(260)은 제1유동 시스템(212b)의 제1부분, 제2유동 시스템(292b)의 제2부분 및 제2유동 시스템(292)의 제2프로세싱 유체로부터 제1유동 시스템(212)의 제1프로세싱 유체를 분리시키는 무공질 배리어(270)를 포함한다. 제1유동 시스템(212b)의 제2부분은 프로세싱 유닛(220)의 제1유동 시스템(212a)의 제1부분과 유체 연통한다. 제1유동 시스템(212b)의 제2부분은 무공질 배리어(270)에 인접한 다수의 환형 구멍(265a 내지 265d로 개별적으로 나태냄), 대응되는 환형 구멍(265)과 프로세싱 유닛(220)의 대응되는 채널(230) 사이에서 연장되는 다수의 채널(264a 내지 264d로 개별적으로 인식됨), 대응되는 환형 구멍(265)과 제1출구(273) 사이에서 연장되는 다수의 통로(272)를 포함한다. 그와 같이, 제1프로세싱 유체는 프로세싱 유닛(220)의 채널(230a 내지 230d)로부터 배리어 유닛(260)의 대응 채널(264a 내지 264d)로 유동한다. 배리어 유닛(260)의 채널(264a 내지 264d)을 통해 유동한 후에, 제1프로세싱 유체는 일반적으로 무공질 배리어(270)에 평행한 방향으로 대응 환형 구멍(265)을 통해 대응 통로(272)로 유동한다. 제1프로세싱 유체는 통로(272)를 통해 유동하여 제1출구(273)를 통해 용기(210)를 나간다.
제2유동 시스템(292b)의 제2부분은 전극 유닛(280)의 제2유동 시스템(292a)의 제1부분과 유체 연통한다. 제2유동 시스템(292a)의 제2부분은 배리어(270)와 전극 유닛(280)의 대응 구획실(284) 사이에서 연장되는 다수의 채널(266)(개별적으로 266a 내지 266d로 나타냄), 무공질 배리어(270)와 제2출구(275) 사이에서 연장되는 다수의 통로(274)를 포함한다. 그와 같이, 제2프로세싱 유체는 구획실(284a 내지 284d)로부터 대응 채널(266a 내지 266d)로, 그리고 무공질 배리어(270)까지 유동한다. 제2프로세싱 유체의 유동은 무공질 배리어(270)를 프로세싱 유닛(220)을 향해 구부러지게 하여서, 유체가 배리어(270)와 배리어 유닛(260)의 표면(263) 사이의 배리어(270)에 일반적으로 평행한 방향으로 대응 통로(274)로 유동될 수 있다. 제2프로세싱 유체는 통로(274)를 통해 유동하고, 제2출구(275)를 통해 용기(210)를 나온다.
무공질 배리어(270)는 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리시키기 위해 제1유동 시스템(212b)의 제2부분 및 제2유동 시스템(292b)의 제2부분 사이에 위치된다. 무공질 배리어(270)는 반침투성막일 수 있는데, 유체가 제1 및 제2유동 시스템(212, 292) 사이에서 유동하는 것을 금지하는 반면에, 이온은 배리어(270)를 통해 제1 및 제2프로세싱 유체 사이를 통과하게 한다. 상술한 바와 같이, 무공질 배리어(270)는 또한 양이온 또는 음이온이 선택적으로 될 수 있고, 따라서 단지 선택된 이온만이 배리어(270)를 통과하게 허용한다. 유체가 무공질 배리어(270)를 통해 유동하는 것을 금지하기 때문에 배리어(270)는 막히지 않는다.
전류는 전해질의 존재하에 어느 한 방향으로 무공질 배리어(270)를 통해 유할 수 있다. 예를 들면, 전류는 채널(266)의 제2프로세싱 유체로부터 환형 구멍(265)의 제1프로세싱 유체로 유동할 수 있다. 더욱이, 무공질 배리어(270)는 친수성일 수 있으므로, 프로세싱 유체의 기포가 배리어(270)의 부분들을 건조시켜 전류 차단을 야기하지는 않는다. 도 4에 도시된 무공질 배리어(270)는 또한 신축성이 있어서, 제2프로세싱 유체가 채널(266)로부터 측면으로(즉, 환형으로) 배리어(270)와 배리어 유닛(260)의 표면(263) 사이에서 대응 통로(274)로 유동하게 한다. 무공질 배리어(270)는 제2프로세싱 유체가 제1프로세싱 유체보다 배리어(270)에 대해 보다 큰 압력을 발생시키는 때에 상방으로 신축될 수 있다.
또한, 용기(210)는 전극(290) 또는 시스템의 다른 곳에서 형성되는 기포를 제어할 수 있다. 예를 들면, 무공질 배리어(270), 배리어 유닛(260)의 하부 및 전극 유닛(280)이 프로세싱 유닛(220)에 대해 경사져서 제2프로세싱 유체의 기포가 배리어(270)에 걸리는 것을 방지한다. 제2프로세싱 유체의 기포는 구획실(284) 및 채널(266)을 통해 상방으로 이동하고, 무공질 배리어(270)의 각진 배향 및 각 채널(266) 위의 배리어(270)의 굽힘(bow)은 기포가 배리어(270) 아래에서 각 채널(266)에 대응하는 표면(263)의 상부 측면을 향하여 옆으로 이동하게 한다. 통로(274)는 기포를 제거하기 위해 제2출구(275)로 밖으로 운반한다. 도시된 무공질 배리어(270)는 약 5°의 각 α로 배향된다. 부가적인 실시예에서, 배리어(270)는 기포를 제거하는데 충분한 5°보다 크거나 또는 그 미만으로 배향될 수 있다. 따라서, 각 α는 5°에 한정되지 않는다. 일반적으로, 각 α는 기포를 높은 측면으로 이동시키도록 충분히 커야하지만, 전기장에 역효과를 주도록 커서는 안된다.
도시된 배리어 유닛(260)의 장점은 무공질 배리어(270)의 각 α가 기포가 배리어(270)의 부분들에 걸리는 것과 배리어(270)에 절연 영역을 만드는 것을 방지하는데, 그것들은 전기장에 역효과를 일으킨다. 다른 실시예에서, 다른 장치가 배리어(270)를 경사지게 하는 것 대신에 또는 그에 부가하여 프로세싱 유체의 탈가스를 위해 사용된다. 그와 같이, 무공질 배리어(270)는 모든 실시에서 프로세싱 유닛(220)에 대해 경사질 필요는 없다.
전극(290) 및 무공질 배리어(270) 사이의 공간은 용기(210)에 대한 다른 디자인 기준이 된다. 도시된 용기(210)에서 무공질 배리어(270)와 각 전극(290) 사이의 거리는 대략 동일하다. 예를 들면, 무공질 배리어(270)와 제1전극(290a) 사이의 거리는 무공질 배리어(270)와 제2전극(290b) 사이의 거리와 대략 동일하다. 대안적으로, 무공질 배리어(270)와 각 전극(290) 사이의 거리는 상이할 수 있다. 어느 한 경우에, 무공질 배리어(270)와 단일 전극(290)의 각 아치부(arcuate section) 사이의 거리는 대략 동일하다. 단일 전극(290)의 각 섹션과 무공질 배리어(270) 사이의 균일한 공간은 전극(290)의 섹션과 배리어(270) 사이의 상이한 공간을 갖는 것과 비교하여 전기장에 대한 보다 정확한 제어를 제공한다. 제2프로세싱 유체가 덜 산성이고, 따라서 덜한 도전성을 띠기 때문에, 무공질 전극(270) 및 개별 전극(290)의 분리된 섹션 사이의 거리 차이는 가공물과 배리어(270) 사이의 거리차 보다 가공물에서 전기장에 보다 큰 효과를 갖는다.
작동시에, 프로세싱 유닛(220), 배리어 유닛(260) 및 전극 유닛(280)은 함께 작동하여 가공물에서 소정의 전기장 프로파일(예를 들면, 전류 밀도)을 제공한다. 제1전극(290a)은 제1 채널(230a, 264a, 266a) 및 제1구획실(284a)에서 유동하는 제1 및 제2프로세싱 유체의 부분을 통해 가공물에 전기장을 제공한다. 따라서, 제1전극(290a)은 제1구멍(244a)을 통해 프로세싱 사이트에 효과적으로 노출되는 전기장을 제공한다. 제1구멍(244a)은 상기 제1구멍(244a)의 상부에 "가상 전극"을 만들도록 제1파티션(242a)의 림(243a)의 구성에 따라 제1전극(290a)의 전기장의 모양을 결정한다. 이것은 "가상 전극"인데, 전기장 형상화 모듈(240)이 제1전극(290a)의 전기장 모양을 결정하여, 그 효과로 제1전극(290a)이 마치 제1 개구(290a)에 있는 것과 같다. 가상 전극은 본 명세서에 참조로 합체된 미국 특허출원 제09/872,151호에 상세히 설명되어 있다. 유사하게, 제 2, 제 3 및 제 4 전극(290b 내지 290d)은 제 2 채널(230b, 264b, 266b), 제 3 채널(230c, 264c, 266c) 및 제 4 채널(230d, 264d, 266d) 각각에서 유동하는 제1 및 제2프로세싱 유체의 부분을 통해 프로세싱 사이트로 전기장을 제공한다. 따라서, 제2, 제3 및 제4전극(290b 내지 290d)은 제2, 제3 및 제4구멍(244b 내지 244d) 각각을 통해 프로세싱 사이트에 효과적으로 노출되는 전기장을 제공하여 대응하는 가상 전극을 형성한다.
도 5는 도 4의 습식 화학 용기(210)의 단면 측부를 도시한 측면도이다. 도시된 용기(210)는 프로세싱 유닛(220)과 배리어 유닛(260) 사이의 제1인터페이스 요소(250)와, 배리어 유닛(260)과 전극 유닛(280) 사이의 제2인터페이스 요소(252)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제1인터페이스 요소(250)는 프로세싱 유닛(220)의 채널(230)과 배리어 유닛(260)의 대응 채널(264) 사이에서 유체 연통을 가능하게 하는 다수의 구멍(251)을 갖는 밀봉부이다. 그 밀봉부는 대응 채널(230, 264) 내에서 전기장을 전기적으로 절연시키는 절연 재료이다. 유사하게, 제2인터페이스 요소(252)는 배리어 유닛(260)의 채널(266)과 전극 유닛(280)의 대응 구획실(284) 사이의 유체 연통을 가능하게 하는 다수의 구멍(253)을 갖는 밀봉부이다.
도시된 용기(210)는 배리어 유닛(260)을 프로세싱 유닛(220)에 부착시키기 위한 제1부착 조립체(254a)와, 전극 유닛(280)을 배리어 유닛(260)에 부착시키기 위한 제2부착 조립체(254b)를 부가로 포함한다. 제1 및 제2부착 조립체(254a 내지 254b)는 대응 유닛을 함께 고정적으로 지지하기 위한 신속한 해제 장치가 될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2부착 조립체(254a 내지 254b)는 클램프 링(255a 내지 255b)과 그 클램프 링(255a 내지 255b)을 제1위치 및 제2위치 사이에서 이동시키는 래치(256a 내지 256b)를 포함할 수 있다. 래치(256a 내지 256b)가 클램프 링(255a 내지 255b)을 제1위치에서 제2위치로 이동시킴에 따라, 클램프 링(255a 내지 255b)의 직경은 감소되어 대응하는 유닛을 함께 조인다. 선택적으로, 제1 및 제2부착 조립체(254a 내지 254b)가 제1위치에서 제2위치로 이동됨에 따라, 부착 조립체(254a 내지 254b)는 대응하는 유닛을 함께 구동시켜 인터페이스 요소(250, 252)를 가압하여 장치들을 서로 각각 적절하게 위치시킨다. 이러한 형태의 적절한 부착 조립체가 본 명세서에 참조로 합체된 2003년 6월 6일자로 출원된 미국 특허출원 제60/476,881호에 상세히 개시되어 있다. 다른 실시예에서, 부착 조립체(254a 내지 254b)는 신속한 해제 장치가 아닐 수 있으며, 다수의 클램프 링, 다수의 래치, 다수의 볼트 또는 패스너의 다른 형태를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 용기(210)의 일 장점은 배리어 유닛(260) 및/또는 전극 유닛(280)에서의 마모된 부품이 상당 기간 동안 프로세싱 유닛(220)을 잠그지 않고도 대체될 수 있다는 것이다. 배리어 유닛(260) 및/또는 전극 유닛(280)은 프로세싱 유닛(220)으로부터 신속히 제거되고, 그 후에 대체 배리어 및/또는 전극 유닛이 몇 분내에 부착될 수 있다. 이는 전극 또는 다른 프로세싱 부품의 수리를 위한 정지 시간(downtime)을 용기상의 그 위치에서 보수를 요하는 부품 또는 용기로부터 제거되는 전체 챔버를 필요로 하는 통상의 시스템과 비교하여 크게 감소시킨다.
배리어 전극(260)의 다른 실시예는 도 4 및 도 5를 참조하여 상술하고 도시된 무공질 배리어(270) 대신에 다공질 배리어를 포함할 수 있다. 그러한 다공질 배리어는 일반적으로 제1 및 제2유동 시스템을 분리하나, 다공질 배리어는 일반적으로 일부 유체가 제1 및 제2유동 시스템 사이에서 유동하는 것을 허용한다.
D. 전기화학적 증착 용기의 부가적인 실시예
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 화학적 용기(310)에 대한 개략도이다. 용기(310)는 프로세싱 유닛(320)(개략적으로 도시), 전극 유닛(380)(개략적으로 도시) 및 프로세싱 유닛(320)과 전극 유닛(380)을 분리시키는 배리어 유닛(370)(개략적으로 도시)을 포함한다. 프로세싱 유닛(320) 및 전극 유닛(380)은 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 프로세싱 유닛(220) 및 전극 유닛(280)과 일반적으로 유사할 수 있다. 예를 들면, 프로세싱 유닛(320)은 제1프로세싱 유체의 유동을 프로세싱 사이트의 가공물을 향해 운송하기 위한 제1유동 시스템의 일부를 포함할 수 있고, 전극 유닛(380)은 적어도 한 전극(390)과 전극(390)에 적어도 인접한 제2프로세싱 유체의 유동을 운송하기 위한 제2유동 시스템의 일부를 포함할 수 있다. 배리어(370)는 무공질 배리어 또는 다공질 배리어가 될 수 있다.
상기 용기(210)와는 다르게, 용기(310)는 분리된 배리어 유닛을 포함하지 않고 대신에 배리어(370)는 프로세싱 유닛(320)과 전극 유닛(380) 사이에 직접 부착된다. 반면에 배리어(370)는 무공질 배리어(270)와 매우 동일한 방법으로 프로세싱 유닛(320)의 제1프로세싱 유체와 전극 유닛(380)의 제2프로세싱 유체를 분리시킨다. 용기(210)와 다른 점은 배리어(370) 및 전극 유닛(380)이 프로세싱 유닛(320)에 대해 경사지지 않는다는 것이다.
제1 및 제2프로세싱 유체는 용기(310)에서 도 4 및 도 5의 용기(210)를 참조하여 상술한 유동 방향과 반대 방향으로 유동할 수 있다. 특히, 제1프로세싱 유체는 배리어(370)로부터 통로 F1 를 따라 가공물을 향해 유동하여 프로세싱 사이트에 인접한 용기(310)를 나갈 수 있다. 제2프로세싱 유체는 배리어(370)로부터 통로 F2 를 따라 전극(390)을 향해 유동하여 용기(310)를 나갈 수 있다. 다른 실시예에서, 용기(310)는 제1 및/또는 제2프로세싱 유체의 탈가스를 위한 장치를 포함할 수 있다.
도 7은 프로세싱 유닛(420), 전극 유닛(480) 및 프로세싱 유닛(420)과 전극 유닛(480)에 대해 경사진 배리어(470)를 갖는 용기(410)를 도시하고 있다. 이러한 실시예는 용기가 분리된 배리어 유닛을 갖지 않고, 배리어(470)가 무공질 또는 다공질일 수 있다는 점에서 용기(310)와 비슷하나, 용기(410)는 배리어(470)가 일정한 각도로 경사진다는 점에서 용기(310)와 상이하다. 또한, 도 8은 프로세싱 유닛(520), 전극 유닛(580) 및, 프로세싱 유닛(520)과 전극 유닛(580) 사이의 배리어(570)를 포함하는 용기(510)를 도시하고 있다. 그 용기(510)는 용기(410)와 비슷하지만, 배리어(570) 및 전극 유닛(580) 양자가 용기(510)에서의 프로세싱 유닛(520)에 대해 경사진다.
E. 장착 모듈과 합체된 공구에 대한 실시예
도 9는 하나 이상의 습식 화학 프로세스를 수행할 수 있는 합체된 공구(600)를 도시하고 있다. 상기 공구(600)는 데크(664)를 둘러싸는 하우징 또는 캐비넷(602), 다수의 습식 화학 프로세싱 스테이션(601) 및 운반 시스템(605)을 포함한다. 각 프로세싱 스테이션(601)은 용기, 챔버 또는 반응기(610)와 마이크로구조 가공물(W)을 반응기(610) 내로 그리고 그로부터 운반하기 위한 가공물 지지부(613)(예를 들면, 리프트-회전 유닛)를 포함한다. 용기, 챔버 또는 반응기(610)는 일반적으로 도 2 내지 도 8을 참조하여 상술한 용기 중 어느 하나와 유사할 수 있다. 스테이션(601)은 스핀-린스-건조 챔버, 시드층 보수 챔버, 세척용 캡슐, 에칭 캡슐, 전기화학적 증착 챔버 및/또는 습식 화학 프로세싱 용기의 다른 형태를 포함할 수 있다. 운반 시스템(605)은 선형 트랙(604) 및, 상기 선형 트랙(604)을 따라 개별적인 가공물(W)을 공구(600) 내에서 운반하기 위해 이동하는 로봇(603)을 포함한다. 합체된 공구(600)는 가공물(W)을 유지하기 위한 다수의 컨테이너(607)를 갖는 가공물 적재 및/또는 하역 유닛(608)을 부가로 포함한다. 작동시에, 로봇(603)은 공구(600) 내의 소정의 작업 흐름 스케줄에 따라 가공물(W)을 컨테이너(607)로 및/또는 그로부터 운반한다. 예를 들면, 개별적인 가공물(W)은 시드층 보수 프로세스, 도금 프로세스, 스핀-린스-건조 프로세스 및 어닐닝 프로세스를 통과할 수 있다. 대안적으로, 개별적인 가공물(W)은 시드층 보수 프로세스를 통과하지 않을 수 있거나 또는 다른 경우라면 상이하게 처리될 수 있다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 합체된 공구(600)의 일부를 도시하는 등각도이다. 합체된 공구(600)는 프레임(662), 상기 프레임(662)에 장착된 치수적으로 안정된 장착 모듈(660), 다수의 습식 화학 프로세싱 챔버(610) 및 다수의 가공물 지지부(613)를 포함한다. 또한, 공구(600)는 운반 시스템(605)을 포함할 수 있다. 장착 모듈(660)은 프로세싱 챔버(610), 가공물 지지부(613) 및 운반 시스템(605)을 지지한다.
프레임(662)은 본 기술 분야에 공지된 방법으로 함께 용접되는 다수의 포스트(663) 및 교차 바아(661)를 갖는다. 다수의 외부 패널 및 도어(도 10a에 도시 생략)가 일반적으로 프레임(662)에 부착되어 둘러싸인 캐비넷(602)(도 9)을 형성한다. 장착 모듈(660)은 프레임(662) 내에 적어도 부분적으로 수용된다. 일 실시예에서, 장착 모듈(660)은 프레임(660)의 교차 바아(661)에 의해 지지되나, 장착 모듈(660)은 대안적으로 시설의 플로어 또는 다른 구조물상에 직접 세워질 수 있다.
장착 모듈(660)은 습식 화학 프로세싱 챔버(610), 가공물 지지부(613) 및 운반 시스템(605) 사이의 상대적 위치를 유지시키는 강성의 안정된 구조체이다. 장착 모듈(660)의 하나의 양태는, 장착 모듈이 매우 큰 강성이고, 프레임(662)과 비교하여 보다 큰 구조적 일체성을 가지고, 따라서 습식 화학 프로세싱 챔버(610)와, 가공물 지지부(613) 및 운반 시스템(605)의 상대적 위치가 시간이 경과해도 변화하지 않는다는 것이다. 장착 모듈(660)의 다른 양태는, 장착 모듈이 프로세싱 챔버(610)와 가공물 지지부(613)를 데크(664) 상의 공지된 위치에 위치시키기 위해 정확한 위치의 위치설정 요소를 구비한 치수적으로 안정한 데크(664)를 포함한다는 것이다. 하나의 실시예(도시 생략)에서, 운반 시스템(605)은 데크(664)에 직접 장착된다. 도 10a에 도시된 배열에서, 장착 모듈(660)은 또한 치수적으로 안정한 플랫폼(665)을 갖고, 운반 시스템(605)은 플랫폼(665)에 장착된다. 데크(664)와 플랫폼(665)은 서로 각각에 대해 고정적으로 위치되어 데크(664) 상의 위치설정 요소 및 플랫폼(665) 상의 위치설정 요소는 서로에 대해 이동하지 않는다. 따라서, 장착 모듈(660)은 습식 화학 프로세싱 챔버(610)와 가공물 지지부(613)가 제거되고, 호환 가능한 부품으로 데크(664) 상의 정확한 위치에 대체 부품을 정확하게 위치시키는 방법으로 대체되는 시스템을 제공한다.
공구(600)는 습식 화학 프로세싱 챔버(610), 가공물 지지부(613) 또는 운반 시스템(605)의 빈번한 유지 보수를 필요로 하는 설명서를 요구하는 적용에 특히 적합하다. 습식 화학 프로세싱 챔버(610)는 단순히 챔버를 프로세싱 데크(664)에서 탈착하여 그 챔버(610)를 데크(664) 상의 위치설정 요소와 인터페이스되도록 구성된 장착 하드웨어를 갖는 교환 가능한 챔버로 대체함으로써 보수 또는 유지될 수 있다. 장착 모듈(660)이 치수적으로 안정하고, 대체 프로세싱 챔버(610)의 장착 하드웨어가 데크(664)와 인터페이스되기 때문에, 챔버(610)는 운반 시스템(605)을 재측정할 필요 없이 데크(664) 상에서 교환될 수 있다. 이것은 프로세싱 챔버(610)의 보수 또는 유지와 관련된 정지 시간을 많이 감소시킬 것으로 기대되어 공구(600)가 엄격한 성능 설명서를 갖는 적용례에서 높은 작업량을 유지할 수 있다.
도 10b는 운반 시스템(605) 및 장착 모듈(660)에 부착된 적재/하역 유닛(608)을 도시하고 있다. 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 데크(604)가 플랫폼(665)에 장착되고 특히, 플랫폼(665)상의 위치설정 요소와 인터페이스되어, 데크는 챔버(610) 및 데크(664)에 부착된 가공물 지지부(613)에 대해 정확하게 위치된다. 로봇(603)(가공물(W)을 파지하기 위한 말단장치(606)를 포함)은 따라서 장착 모듈(660)에 의해 설정된 고정적이고 치수적으로 안정한 기준 프레임에서 가공물(W)을 이동시킬 수 있다. 도 10b를 참조하면, 공구(600)는 장착 모듈(660)을 둘러싸는 프레임(662)에 부착된 다수의 패널(666)과, 습식 화학 프로세싱 챔버(610)와, 가공물 지지부(613) 및 캐비넷(602)의 운반 시스템(605)을 부가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 공구(600)의 일 측면 또는 양 측면상의 패널(666)은 개방 공구를 제공하도록 프로세싱 데크(664) 위의 영역에서 제거될 수 있다.
F. 치수적으로 안정한 장착 모듈에 대한 실시예
도 11은 공구(600)(도 9 내지 도 10b)에의 사용을 위한 본 발명의 실시예에 따라 구성된 장착 모듈(660)에 대한 등각도이다. 데크(664)는 강성의 제1패널(666a) 및 상기 제1패널(666a) 아래에 중첩된 제2패널(666b)을 포함한다. 제1패널(666a)은 외부 부재이고, 제2패널(666b)은 외부 부재에 나란한 내부 부재이다. 대안적으로, 제1 및 제2패널(666a, 666b)은 도 11에 도시된 것과 상이한 구성을 가질 수 있다. 다수의 챔버 리셉터클(667)이 제1 및 제2패널(666a, 666b)에 배치되어 습식 화학 프로세싱 챔버(610)(도 10a)를 수용한다.
데크(664)는 다수의 위치설정 요소(668)와, 제1패널(666a)을 거쳐 정확한 패턴으로 배열된 부착 요소(669)를 부가로 포함한다. 위치설정 요소(668)는 제1패널(666a)의 정확한 위치에 가공된 홀(hole) 및/또는 홀에 수용되는 은못(dowel) 또는 핀을 포함한다. 또한, 은못은 습식 화학 프로세싱 챔버(610)(도 10a)와 인터페이스되도록 구성된다. 예를 들면, 은못은 대응하는 홀 또는 프로세싱 챔버(610)의 다른 인터페이스 부재에 수용될 수 있다. 다른 실시예에서, 위치설정 요소(668)는 제1패널(666a)의 홀에 위치됨이 없이 제1패널(666a)로부터 상방으로 돌출하는 원통형 핀 또는 원추형 핀과 같은 핀을 포함한다. 데크(664)는 각 챔버 리셉터클(667)에 위치된 한 세트의 제1챔버 위치설정 요소(668a)를 갖고, 장착 모듈(660) 상의 정확한 위치에 개별적인 습식 화학 프로세싱 챔버를 정확하게 위치시킨다. 데크(664)는 또한 각 리렙터클(667) 근처에 한 세트의 제1지지 위치설정 요소(668b)를 또한 포함하여, 개별적인 가공물 지지부(613)(도 10a)를 장착 모듈(660) 상의 정확한 위치에 정확하게 위치시킨다. 제1지지 위치설정 요소(668b)는 가공물 지지부(613)의 대응 위치설정 요소와 맞물리도록 위치되고 구성된다. 부착 부재(669)는 볼트를 수용하여 챔버(610) 및 가공물 지지부(613)를 데크(664)에 고정시키는 제1패널(666a)의 나사 구멍이 될 수 있다.
또한, 장착 모듈(660)은 데크(664)의 종방향 외부 에지를 따라 외측 판(670a), 데크(664)의 종방향 내부 에지를 따라 내측 판(670b), 및 데크(664)의 단부에 부착된 단부판(670c)을 포함한다. 운반 플랫폼(665)은 내측판(670b)과 단 부판(670c)에 부착된다. 운반 플랫폼(665)은 장착 모듈(660) 상에 운반 시스템(605)(도 10a 및 도 10b)의 트랙(604)(도 10a 및 도 10b)을 정확하게 위치시키기 위한 트랙 위치설정 요소(668c)를 포함한다. 예를 들면, 트랙 위치설정 요소(668c)는 트랙(604)의 대응하는 홀, 핀 또는 다른 인터페이스 부재와 맞물리는 핀 또는 홀을 포함할 수 있다. 운반 플랫폼(665)은 트랙(604)을 플랫폼(665)에 부착시키기 위해 볼트를 수용하는 테이프된 홀과 같은 부착 요소(669)를 부가로 포함한다.
도 12는 데크(664)의 내부 구조에 대한 적절한 실시예를 도시하는 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 데크(664)의 일부에 대한 상세도이다. 데크(664)는 외측판(670a)과 내측판(670b) 사이에서 측면으로 연장하는 조이스트(joist)와 같은 브레이싱(bracing: 671)을 포함한다. 제1패널(666a)은 브레이싱(671)의 상부 측면에 부착되고, 제2패널(666b)은 브레이싱(671)의 하부 측면에 부착된다. 데크(664)는 제1 및 제2패널(666a, 666b)을 브레이싱(671)에 고정하는 다수의 관통 볼트(672) 및 너트(673)를 부가로 포함한다. 도 13에 가장 잘 도시된 바와 같이, 브레이싱(671)은 관통 볼트(672)가 연장하는 다수의 홀(674)을 갖는다. 너트(673)는 볼트(672)에 용접되어 이들 부품 사이의 접속을 강화시킨다.
데크(664)의 패널 및 브레이싱은 스테인리스 강, 다른 금속 합금, 강성 주조 재료 또는 섬유질 보강 합성물로 제조될 수 있다. 예를 들면, 패널 및 판들은 Nitronic 50 스테인리스 강, Hastelloy 625 강 합금, 또는 운모로 충전된 강성 주조 에폭시로 제조될 수 있다. 섬유질 보강 합성물은 탄소 섬유 또는 강화 수지의 Kevlar® 메쉬를 포함할 수 있다. 패널(666a, 666b)용 재료는 강성이 높아야 하고, 습식 화학 프로세스에 사용된 화학제와 양립할 수 있어야 한다. 스테인리스 강은 많은 적용례에 적절한데, 이는 강하지만 습식 화학 프로세스에 사용된 많은 전해질 용액 또는 세정 용액에 영향을 받지 않기 때문이다. 일 실시예에서, 패널(666a 내지 666b) 및 판(670a 내지 670c)은 0.125 내지 0.375인치 두께의 스테인리스 강이고, 특히, 그들은 0.250인치 두께 스테인리스 강이 될 수 있다. 그러나, 패널 및 판은 다른 실시예에서 상이한 두께를 가질 수 있다.
브레이싱(671)은 스테인리스 강, 섬유질 보강 합성물 재료, 다른 금속 합금 및/또는 강성 주조 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 브레이싱은 0.5 내지 2.0인치 너비의 스테인리스 강 조이스트 특히, 1.0 내지 2.0인치 크기의 스테인리스 강일 수 있다. 다른 실시예에서, 브레이싱(671)은 금속(예를 들면, 스테인리스 강, 알루미늄, 티타늄 등), 폴리머, 섬유질 유리 또는 다른 재료로 제조된 허니-콤(hony-comb) 코어 또는 다른 구조체일 수 있다.
장착 모듈(660)은 데크(664)의 섹션을 조립하고, 그 후에 용접 다른 경우에는 단부판(670a)을 데크(664)의 섹션에 부착시킴으로써 구성될 수 있다. 데크(664)의 부품은 일반적으로 용접 없이 관통 볼트(672)에 의해 함께 고정된다. 외측판(670a) 및 내측판(670b)은 데크(664) 및 단부판(670c)에 용접 및/또는 패스너를 사용하여 부착된다. 그 후에 플랫폼(665)은 단부판(670c) 및 내측판(670b)에 고정적으로 부착된다. 장착 모듈(660)이 조립되는 순서는 변할 수 있으며, 상술한 공정에 제한되지 않는다.
장착 모듈(660)은 대형의 치수적으로 안정된 구조체를 제공하는데, 그 구조체는 데크(664) 상의 위치설정 요소(668a 내지 668b) 및 플랫폼(665) 상의 위치설정 요소(668c) 사이의 상대적인 위치를 대체 프로세싱 챔버(610) 또는 가공물 지지부(613)가 데크(664) 상에 장착될 때마다 운반 시스템(610)을 다시 조정할 필요가없는 범위내에서 유지시킨다. 장착 모듈(660)은 일반적으로 습식 화학 프로세싱 챔버(610), 가공물 지지부(613) 및 운반 시스템(605)이 장착 모듈(660)에 장착될 때에, 위치설정 요소(668a 내지 668b, 668c) 사이의 상대적인 위치를 유지시키기에 충분히 강한 강성 구조체이다. 여러 가지 실시예에서, 장착 모듈(660)은 위치설정 요소(668a 내지 668b, 668c) 사이의 상대적인 위치를 0.025인치 범위내에 유지시키도록 구성된다. 다른 실시예에서, 장착 모듈은 위치설정 요소(668a 내지 668b, 668c) 사이의 상대적인 위치를 약 0.005 내지 0.015인치 범위내에 유지하도록 구성된다. 그와 같이, 데크(664)는 종종 약 0.025인치까지, 특정 실시예에서는 약 0.005 내지 0.015인치까지 균일하게 편평한 표면을 유지시킨다.
상술한 설명으로부터, 본 발명의 특정 실시예가 도시 목적으로 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상술한 실시예 중 임의의 다양한 개념은 크기, 재료 형태와 같은 상이한 혼합 또는 특징에서 조합될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의한 것을 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims (100)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 재료를 마이크로구조 가공물상에 증착하기 위한 전기화학적 증착 챔버로서,
    제1프로세싱 유체의 유동을 마이크로구조 가공물로 운송하도록 구성된 제1유동 시스템을 구비하는 프로세싱 유닛;
    상기 프로세싱 유닛 아래에서 프로세싱 유닛에 탈착식으로 장착되는 배리어 유닛;
    상기 배리어 유닛 아래에서 배리어 유닛에 해제가능하게 연결되며 또 프로세싱 유닛으로부터 간격을 두고 떨어져 있으며, 그리고 전극과 적어도 상기 전극에 근접하는 제2프로세싱 유체의 유동을 운송하도록 구성된 제2유동 시스템을 구비하는 전극 유닛; 및
    상기 제1프로세싱 유체와 제2프로세싱 유체를 분리시키기 위해 상기 배리어 유닛에 있는 배리어를 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  50. 제 49 항에 있어서, 제1전극 및 제2전극을 포함하고, 상기 전극 유닛은 상기 제1 및 제2전극 사이에 절연 디바이더를 부가로 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 제2전극은 상기 제1전극과 동심적으로 배열되고,
    상기 프로세싱 유닛은 전기장 형상화 모듈을 부가로 포함하고,
    상기 전기장 형상화 모듈은 절연 재료로 구성되고 상기 제1전극에 의해 유도된 이온이 통과할 수 있는 프로세싱 사이트의 제1섹션과 대면하는 제1구멍과 상기 제2전극에 의해 유도된 이온이 통과할 수 있는 프로세싱 사이트의 제2섹션과 대면하는 제2구멍을 갖는 전기화학적 증착 챔버.
  52. 삭제
  53. 제 49 항에 있어서, 상기 배리어는 양이온 또는 음이온 중 하나가 상기 제1 및 제2프로세싱 유체들 사이의 배리어를 통과하도록 허용하는 이온 교환막인 전기화학적 증착 챔버.
  54. 제 53 항에 있어서, 상기 이온 교환막은 상기 제2프로세싱 유체의 흐름으로부터 상기 제1프로세싱 유체의 흐름을 분리하는 전기화학적 증착 챔버.
  55. 삭제
  56. 제 53 항에 있어서, 상기 이온 교환막은 전해질의 존재시에 전류가 통과하도록 허용하는 전기화학적 증착 챔버.
  57. 제 50 항에 있어서, 상기 전극들은 대응하는 전기장을 선택적으로 유도하고,
    상기 프로세싱 유닛은 상기 전극들에 의해 유도된 전기장의 모양을 결정하는 전기장 형상화 모듈을 부가로 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  58. 제 49 항에 있어서, 상기 전극 유닛은 제1전극 및 제2전극을 포함하고,
    상기 전극 유닛은 상기 제1전극에 접속된 제1전기 커넥터와 상기 제2전극에 접속된 제2전기 커넥터를 부가로 포함하고, 상기 제1 및 제2전극들은 서로 각각 독립적으로 작동 가능한 전기화학적 증착 챔버.
  59. 제 49 항에 있어서, 제1프로세싱 유체는 10g/l 내지 200g/l 사이의 산 농도를 가지며,
    제2프로세싱 유체는 0.1g/l 내지 200g/l의 산 농도를 갖는 전기화학적 증착 챔버.
  60. 제 59 항에 있어서, 상기 제2프로세싱 유체는 0.1g/l 내지 1.0g/l 사이의 산 농도를 갖는 전기화학적 증착 챔버.
  61. 제 49 항에 있어서, 제1프로세싱 유체는 제1 산 농도를 가지며,
    제2프로세싱 유체는 제 2 산 농도를 가지며, 상기 제1농도 대 제2농도의 비율은 1:1 내지 20,000:1 사이인 전기화학적 증착 챔버.
  62. 제 49 항에 있어서, 상기 배리어 유닛은 상기 제2프로세싱 유체로부터 가스를 통기시키도록 상기 프로세싱 유닛에 대해 경사지는 전기화학적 증착 챔버.
  63. 삭제
  64. 제 49 항에 있어서, 상기 배리어 유닛은 제1 측면과 상기 제1 측면에 대향하는 제 2 측면을 구비하고;
    상기 제1유동 시스템은 상기 제1프로세싱 유체를 상기 배리어 유닛의 제1 측면에 적어도 인접하게 유동시키도록 구성되고;
    상기 제2유동 시스템은 상기 제2프로세싱 유체를 상기 배리어 유닛의 제 2 측면에 적어도 인접하게 유동시키도록 구성되는 전기화학적 증착 챔버.
  65. 제 49 항에 있어서, 상기 전극은 순수한 구리 전극을 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  66. 제 49 항에 있어서, 상기 전극은 구리-인 전극을 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  67. 제 49 항에 있어서, 가공물상의 층에 전류를 제공하도록 배열된 다수의 전기 접촉부와, 프로세싱 사이트에 마이크로구조 가공물을 위치시키도록 구성된 가공물 홀더를 구비하는 헤드 조립체를 부가로 포함하는 전기화학적 증착 챔버.
  68. 삭제
  69. 삭제
  70. 삭제
  71. 삭제
  72. 삭제
  73. 삭제
  74. 삭제
  75. 삭제
  76. 삭제
  77. 삭제
  78. 삭제
  79. 삭제
  80. 삭제
  81. 제 49 항에 있어서, 상기 프로세싱 유닛과 유체가 연통하는 제1저장조와, 전극 유닛과 유체가 연통하는 제2저장조를 구비하는 마이크로구조 가공물의 습식 화학 프로세싱을 위한 시스템을 추가로 포함하고;
    상기 제1저장조 및 상기 프로세싱 유닛이 제1전해질의 제1용적을 운반하도록 구성되고,
    상기 제2저장조 및 상기 전극 유닛이 제2전해질의 제2용적을 운반하도록 구성되고, 상기 제1전해질의 제1용적은 상기 제2전해질의 제2용적의 두 배 이상이 되는 전기화학 증착 챔버.
  82. 제 81 항에 있어서, 상기 제1전해질의 제1용적 대 제2전해질의 제2용적의 비율이 1.5:1 내지 10:1 사이인 전기화학적 증착 챔버.
  83. 제 81 항에 있어서, 상기 제1전해질은 10g/l 내지 200g/l 사이의 산 농도를 가지며,
    상기 제2전해질은 0.1g/l 내지 1.0g/l 사이의 산 농도를 갖는 전기화학적 증착 챔버.
  84. 제 81 항에 있어서, 상기 제1전해질은 10g/l 내지 50g/l 사이의 구리 농도를 가지며,
    제2전해질은 10g/l 내지 50g/l 사이의 구리 농도를 갖는 전기화학적 증착 챔버.
  85. 마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 방법으로서,
    프로세싱 유닛을 통해서 반응실에 있는 마이크로구조 가공물에 적어도 인접하게 제1프로세싱 유체를 유동시키는 단계;
    다수의 전극 구획실들을 통해서 대응하는 전극 구획실들에 있는 다수의 전극들에 적어도 인접하게 제2프로세싱 유체를 유동시키는 단계;
    상기 제1 및 제2프로세싱 유체들에 전류를 설정하기 위해 개별 전극들에 독립적인 전류를 인가하는 단계; 및
    상기 프로세싱 유닛에 탈착가능하게 장착된 배리어 유닛에 의하여 제1프로세싱 유체와 상기 제2프로세싱 유체를 분리시키는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  86. 제 85 항에 있어서, 상기 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리시키는 단계는 상기 제2프로세싱 유체의 유동으로부터 상기 제1프로세싱 유체의 유동을 분리시키는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  87. 제 85 항에 있어서, 상기 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리시키는 단계는 유기물 첨가제가 상기 제1 및 제2프로세싱 유체들 사이를 통과하는 것을 금지하도록 다공질 배리어로 상기 제1 및 제2프로세싱 유체들을 분리시키는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  88. 제 85 항에 있어서, 상기 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리시키는 단계는 전해질의 존재하에 전류를 통과시키는 배리어에 의하여 상기 제1 및 제2프로세싱 유체를 분리시키는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  89. 제 85 항에 있어서, 상기 제1프로세싱 유체를 유동시키는 단계는 10g/l 내지 200g/l 사이의 산 농도를 갖는 음극액을 유동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2프로세싱 유체를 유동시키는 단계는 0.1g/l 내지 1.0g/l 사이의 산 농도를 갖는 양극액을 유동시키는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  90. 제 85 항에 있어서, 상기 제1프로세싱 유체를 유동시키는 단계는 제1의 산 농도를 갖는 음극액을 유동시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2프로세싱 유체를 유동시키는 단계는 제2의 산 농도를 갖는 양극액을 유동시키는 단계를 포함하고, 상기 제1의 산 농도 대 제2의 산 농도의 비율은 10:1 내지 20,000:1 사이에 있는 전기화학적 프로세싱 방법.
  91. 제 85 항에 있어서, 독립적인 전류를 개별 전극에 인가하는 단계는 제1전류를 제1전극에, 제1전류와 상이한 제2전류를 제2전극에 인가하는 단계를 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  92. 제 85 항에 있어서, 도금 사이클 동안에 전류를 동적으로 변화시키는 단계를 부가로 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  93. 제 85 항에 있어서, 상기 제1프로세싱 유체는 상기 배리어를 가로지르는 제1전하를 운반하기 위한 제1전하 운반 유체이고,
    상기 제2프로세싱 유체는 상기 배리어를 가로지르는 제2전하를 운반하기 위한 제2전하 운반 유체인 전기화학적 프로세싱 방법.
  94. 제 93 항에 있어서, 상기 제1 및 제2전하 운반 유체는 양이온을 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  95. 제 93 항에 있어서, 상기 제1 및 제2전하 운반 유체는 음이온을 포함하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  96. 제 93 항에 있어서, 상기 제1 및 제2전하 운반 유체에서의 전하 캐리어들은 반응실이 작동할 때와 휴지인 때에 반대 방향으로 이동하는 전기화학적 프로세싱 방법.
  97. 제 85 항에 있어서, 상기 배리어 유닛은 무공질(non-porous) 가요성 배리어인 전기화학적 프로세싱 방법.
  98. 제 85 항에 있어서, 상기 배리어 유닛은 수평이 아닌 각도(non-horizontal angle)로 경사져 있는 전기화학적 프로세싱 방법.
  99. 삭제
  100. 삭제
KR1020067013408A 2003-12-05 2004-06-04 마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법 KR100840526B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/729,357 US7351315B2 (en) 2003-12-05 2003-12-05 Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US10/729,349 2003-12-05
US10/729,349 US7351314B2 (en) 2003-12-05 2003-12-05 Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US10/729,357 2003-12-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060121274A KR20060121274A (ko) 2006-11-28
KR100840526B1 true KR100840526B1 (ko) 2008-06-23

Family

ID=34713893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067013408A KR100840526B1 (ko) 2003-12-05 2004-06-04 마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7585398B2 (ko)
EP (1) EP1702018A4 (ko)
JP (1) JP4448857B2 (ko)
KR (1) KR100840526B1 (ko)
TW (1) TWI361509B (ko)
WO (1) WO2005060379A2 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585398B2 (en) * 1999-04-13 2009-09-08 Semitool, Inc. Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US20060157355A1 (en) * 2000-03-21 2006-07-20 Semitool, Inc. Electrolytic process using anion permeable barrier
US8236159B2 (en) 1999-04-13 2012-08-07 Applied Materials Inc. Electrolytic process using cation permeable barrier
US8852417B2 (en) * 1999-04-13 2014-10-07 Applied Materials, Inc. Electrolytic process using anion permeable barrier
US20060189129A1 (en) * 2000-03-21 2006-08-24 Semitool, Inc. Method for applying metal features onto barrier layers using ion permeable barriers
US7628898B2 (en) * 2001-03-12 2009-12-08 Semitool, Inc. Method and system for idle state operation
US7281741B2 (en) 2001-07-13 2007-10-16 Semitool, Inc. End-effectors for handling microelectronic workpieces
US20070014656A1 (en) * 2002-07-11 2007-01-18 Harris Randy A End-effectors and associated control and guidance systems and methods
US7531060B2 (en) * 2004-07-09 2009-05-12 Semitool, Inc. Integrated tool assemblies with intermediate processing modules for processing of microfeature workpieces
US20070020080A1 (en) * 2004-07-09 2007-01-25 Paul Wirth Transfer devices and methods for handling microfeature workpieces within an environment of a processing machine
US20070043474A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Semitool, Inc. Systems and methods for predicting process characteristics of an electrochemical treatment process
JP4819612B2 (ja) * 2006-08-07 2011-11-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 めっき処理装置および半導体装置の製造方法
US7842173B2 (en) * 2007-01-29 2010-11-30 Semitool, Inc. Apparatus and methods for electrochemical processing of microfeature wafers
US8157978B2 (en) * 2009-01-29 2012-04-17 International Business Machines Corporation Etching system and method for forming multiple porous semiconductor regions with different optical and structural properties on a single semiconductor wafer
US8500968B2 (en) * 2010-08-13 2013-08-06 Applied Materials, Inc. Deplating contacts in an electrochemical plating apparatus
US9017528B2 (en) 2011-04-14 2015-04-28 Tel Nexx, Inc. Electro chemical deposition and replenishment apparatus
US9005409B2 (en) 2011-04-14 2015-04-14 Tel Nexx, Inc. Electro chemical deposition and replenishment apparatus
US8496790B2 (en) 2011-05-18 2013-07-30 Applied Materials, Inc. Electrochemical processor
US8496789B2 (en) 2011-05-18 2013-07-30 Applied Materials, Inc. Electrochemical processor
JP5853946B2 (ja) * 2012-01-06 2016-02-09 信越化学工業株式会社 外周切断刃の製造方法
US9598788B2 (en) 2012-09-27 2017-03-21 Applied Materials, Inc. Electroplating apparatus with contact ring deplating
US9068272B2 (en) * 2012-11-30 2015-06-30 Applied Materials, Inc. Electroplating processor with thin membrane support
US9399827B2 (en) 2013-04-29 2016-07-26 Applied Materials, Inc. Microelectronic substrate electro processing system
US9303329B2 (en) 2013-11-11 2016-04-05 Tel Nexx, Inc. Electrochemical deposition apparatus with remote catholyte fluid management
US10698313B2 (en) * 2017-11-22 2020-06-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for developing a photoresist coated substrate
US10917966B2 (en) 2018-01-29 2021-02-09 Corning Incorporated Articles including metallized vias
EP3868923A1 (en) 2020-02-19 2021-08-25 Semsysco GmbH Electrochemical deposition system for a chemical and/or electrolytic surface treatment of a substrate
US11618951B2 (en) 2020-05-27 2023-04-04 Global Circuit Innovations Incorporated Chemical evaporation control system
JP7499667B2 (ja) 2020-10-01 2024-06-14 株式会社荏原製作所 めっき装置の気泡除去方法及びめっき装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010032788A1 (en) * 1999-04-13 2001-10-25 Woodruff Daniel J. Adaptable electrochemical processing chamber
US20020053509A1 (en) * 1996-07-15 2002-05-09 Hanson Kyle M. Processing tools, components of processing tools, and method of making and using same for electrochemical processing of microelectronic workpieces
US6527920B1 (en) * 2000-05-10 2003-03-04 Novellus Systems, Inc. Copper electroplating apparatus

Family Cites Families (166)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1526644A (en) * 1922-10-25 1925-02-17 Williams Brothers Mfg Company Process of electroplating and apparatus therefor
US2256274A (en) 1938-06-30 1941-09-16 Firm J D Riedel E De Haen A G Salicylic acid sulphonyl sulphanilamides
US3309263A (en) 1964-12-03 1967-03-14 Kimberly Clark Co Web pickup and transfer for a papermaking machine
US3616284A (en) 1968-08-21 1971-10-26 Bell Telephone Labor Inc Processing arrays of junction devices
US3664933A (en) 1969-06-19 1972-05-23 Udylite Corp Process for acid copper plating of zinc
US3716462A (en) 1970-10-05 1973-02-13 D Jensen Copper plating on zinc and its alloys
US3706651A (en) 1970-12-30 1972-12-19 Us Navy Apparatus for electroplating a curved surface
US3798033A (en) 1971-05-11 1974-03-19 Spectral Data Corp Isoluminous additive color multispectral display
US3930963A (en) 1971-07-29 1976-01-06 Photocircuits Division Of Kollmorgen Corporation Method for the production of radiant energy imaged printed circuit boards
BE791401A (fr) 1971-11-15 1973-05-14 Monsanto Co Compositions et procedes electrochimiques
US3798003A (en) 1972-02-14 1974-03-19 E Ensley Differential microcalorimeter
DE2244434C3 (de) 1972-09-06 1982-02-25 Schering Ag, 1000 Berlin Und 4619 Bergkamen Wäßriges Bad zur galvanischen Abscheidung von Gold und Goldlegierungen
US4022679A (en) 1973-05-10 1977-05-10 C. Conradty Coated titanium anode for amalgam heavy duty cells
US3968885A (en) 1973-06-29 1976-07-13 International Business Machines Corporation Method and apparatus for handling workpieces
US4001094A (en) 1974-09-19 1977-01-04 Jumer John F Method for incremental electro-processing of large areas
US4000046A (en) 1974-12-23 1976-12-28 P. R. Mallory & Co., Inc. Method of electroplating a conductive layer over an electrolytic capacitor
US4072557A (en) 1974-12-23 1978-02-07 J. M. Voith Gmbh Method and apparatus for shrinking a travelling web of fibrous material
US4046105A (en) 1975-06-16 1977-09-06 Xerox Corporation Laminar deep wave generator
US4032422A (en) 1975-10-03 1977-06-28 National Semiconductor Corporation Apparatus for plating semiconductor chip headers
US4030015A (en) 1975-10-20 1977-06-14 International Business Machines Corporation Pulse width modulated voltage regulator-converter/power converter having push-push regulator-converter means
US4165252A (en) 1976-08-30 1979-08-21 Burroughs Corporation Method for chemically treating a single side of a workpiece
US4137867A (en) 1977-09-12 1979-02-06 Seiichiro Aigo Apparatus for bump-plating semiconductor wafers
US4134802A (en) 1977-10-03 1979-01-16 Oxy Metal Industries Corporation Electrolyte and method for electrodepositing bright metal deposits
US4170959A (en) 1978-04-04 1979-10-16 Seiichiro Aigo Apparatus for bump-plating semiconductor wafers
US4341629A (en) 1978-08-28 1982-07-27 Sand And Sea Industries, Inc. Means for desalination of water through reverse osmosis
US4246088A (en) 1979-01-24 1981-01-20 Metal Box Limited Method and apparatus for electrolytic treatment of containers
US4222834A (en) 1979-06-06 1980-09-16 Western Electric Company, Inc. Selectively treating an article
SU921124A1 (ru) 1979-06-19 1982-04-15 Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср Способ металлизации отверстий печатных плат
JPS56102590A (en) 1979-08-09 1981-08-17 Koichi Shimamura Method and device for plating of microarea
US4422915A (en) 1979-09-04 1983-12-27 Battelle Memorial Institute Preparation of colored polymeric film-like coating
US4238310A (en) 1979-10-03 1980-12-09 United Technologies Corporation Apparatus for electrolytic etching
GB2071151B (en) 1980-03-10 1983-04-07 Ibm Trivalent chromium electroplating
US4259166A (en) 1980-03-31 1981-03-31 Rca Corporation Shield for plating substrate
US4437943A (en) 1980-07-09 1984-03-20 Olin Corporation Method and apparatus for bonding metal wire to a base metal substrate
DE47132T1 (de) 1980-09-02 1983-01-20 Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Verfahren und geraet zum ueberfuehren von gegenstaenden zwischen traggliedern.
US4323433A (en) 1980-09-22 1982-04-06 The Boeing Company Anodizing process employing adjustable shield for suspended cathode
US4443117A (en) 1980-09-26 1984-04-17 Terumo Corporation Measuring apparatus, method of manufacture thereof, and method of writing data into same
US4304641A (en) 1980-11-24 1981-12-08 International Business Machines Corporation Rotary electroplating cell with controlled current distribution
SE8101046L (sv) 1981-02-16 1982-08-17 Europafilm Anordning vid anleggningar, serskilt for matrisering av grammofonskivor och dylikt
US4360410A (en) 1981-03-06 1982-11-23 Western Electric Company, Inc. Electroplating processes and equipment utilizing a foam electrolyte
JPS57198315U (ko) 1981-06-12 1982-12-16
JPS584382A (ja) 1981-06-26 1983-01-11 ファナック株式会社 工業用ロボツトの制御方式
US4378283A (en) 1981-07-30 1983-03-29 National Semiconductor Corporation Consumable-anode selective plating apparatus
US4384930A (en) 1981-08-21 1983-05-24 Mcgean-Rohco, Inc. Electroplating baths, additives therefor and methods for the electrodeposition of metals
US4463503A (en) 1981-09-29 1984-08-07 Driall, Inc. Grain drier and method of drying grain
JPS58154842A (ja) 1982-02-03 1983-09-14 Konishiroku Photo Ind Co Ltd ハロゲン化銀カラ−写真感光材料
JPS58149189A (ja) 1982-03-01 1983-09-05 セイコーインスツルメンツ株式会社 工業用ロボツトの旋回昇降機構
US4440597A (en) 1982-03-15 1984-04-03 The Procter & Gamble Company Wet-microcontracted paper and concomitant process
US4475823A (en) 1982-04-09 1984-10-09 Piezo Electric Products, Inc. Self-calibrating thermometer
US4449885A (en) 1982-05-24 1984-05-22 Varian Associates, Inc. Wafer transfer system
US4451197A (en) 1982-07-26 1984-05-29 Advanced Semiconductor Materials Die Bonding, Inc. Object detection apparatus and method
US4514269A (en) 1982-08-06 1985-04-30 Alcan International Limited Metal production by electrolysis of a molten electrolyte
US4469564A (en) 1982-08-11 1984-09-04 At&T Bell Laboratories Copper electroplating process
US4585539A (en) 1982-08-17 1986-04-29 Technic, Inc. Electrolytic reactor
US4541895A (en) 1982-10-29 1985-09-17 Scapa Inc. Papermakers fabric of nonwoven layers in a laminated construction
US4529480A (en) 1983-08-23 1985-07-16 The Procter & Gamble Company Tissue paper
US4469566A (en) 1983-08-29 1984-09-04 Dynamic Disk, Inc. Method and apparatus for producing electroplated magnetic memory disk, and the like
US4864239A (en) 1983-12-05 1989-09-05 General Electric Company Cylindrical bearing inspection
US4466864A (en) 1983-12-16 1984-08-21 At&T Technologies, Inc. Methods of and apparatus for electroplating preselected surface regions of electrical articles
US4500394A (en) 1984-05-16 1985-02-19 At&T Technologies, Inc. Contacting a surface for plating thereon
US4634503A (en) 1984-06-27 1987-01-06 Daniel Nogavich Immersion electroplating system
DE8430403U1 (de) 1984-10-16 1985-04-25 Gebr. Steimel, 5202 Hennef Zentrifugiervorrichtung
US4639028A (en) 1984-11-13 1987-01-27 Economic Development Corporation High temperature and acid resistant wafer pick up device
DE3500005A1 (de) 1985-01-02 1986-07-10 ESB Elektrostatische Sprüh- und Beschichtungsanlagen G.F. Vöhringer GmbH, 7758 Meersburg Beschichtungskabine zum ueberziehen der oberflaeche von werkstuecken mit beschichtungspulver
US4604178A (en) 1985-03-01 1986-08-05 The Dow Chemical Company Anode
US4685414A (en) 1985-04-03 1987-08-11 Dirico Mark A Coating printed sheets
US4576685A (en) 1985-04-23 1986-03-18 Schering Ag Process and apparatus for plating onto articles
US4648944A (en) 1985-07-18 1987-03-10 Martin Marietta Corporation Apparatus and method for controlling plating induced stress in electroforming and electroplating processes
US4760671A (en) 1985-08-19 1988-08-02 Owens-Illinois Television Products Inc. Method of and apparatus for automatically grinding cathode ray tube faceplates
FR2587915B1 (fr) 1985-09-27 1987-11-27 Omya Sa Dispositif pour la mise en contact de fluides se presentant sous la forme de phases differentes
US4949671A (en) 1985-10-24 1990-08-21 Texas Instruments Incorporated Processing apparatus and method
JPH088723B2 (ja) 1985-11-02 1996-01-29 日立機電工業株式会社 リニアモ−タを用いた搬送装置
US4715934A (en) 1985-11-18 1987-12-29 Lth Associates Process and apparatus for separating metals from solutions
US4761214A (en) 1985-11-27 1988-08-02 Airfoil Textron Inc. ECM machine with mechanisms for venting and clamping a workpart shroud
US4687552A (en) 1985-12-02 1987-08-18 Tektronix, Inc. Rhodium capped gold IC metallization
US4849054A (en) 1985-12-04 1989-07-18 James River-Norwalk, Inc. High bulk, embossed fiber sheet material and apparatus and method of manufacturing the same
BR8607061A (pt) 1985-12-24 1988-02-23 Gould Inc Processo e aparelho para eletrogalvanizacao de folha de cobre
US4696729A (en) 1986-02-28 1987-09-29 International Business Machines Electroplating cell
US4670126A (en) 1986-04-28 1987-06-02 Varian Associates, Inc. Sputter module for modular wafer processing system
US4770590A (en) 1986-05-16 1988-09-13 Silicon Valley Group, Inc. Method and apparatus for transferring wafers between cassettes and a boat
US4924890A (en) 1986-05-16 1990-05-15 Eastman Kodak Company Method and apparatus for cleaning semiconductor wafers
US4951601A (en) 1986-12-19 1990-08-28 Applied Materials, Inc. Multi-chamber integrated process system
US5024746A (en) 1987-04-13 1991-06-18 Texas Instruments Incorporated Fixture and a method for plating contact bumps for integrated circuits
DD260260A1 (de) 1987-05-04 1988-09-21 Polygraph Leipzig Rotationshefteinrichtung mit separat angetriebenem heftkopf
DE3719952A1 (de) 1987-06-15 1988-12-29 Convac Gmbh Einrichtung zur behandlung von wafern bei der herstellung von halbleiterelementen
JP2624703B2 (ja) 1987-09-24 1997-06-25 株式会社東芝 バンプの形成方法及びその装置
US4781800A (en) 1987-09-29 1988-11-01 President And Fellows Of Harvard College Deposition of metal or alloy film
DE3735449A1 (de) * 1987-10-20 1989-05-03 Convac Gmbh Fertigungssystem fuer halbleitersubstrate
JP2508540B2 (ja) 1987-11-02 1996-06-19 三菱マテリアル株式会社 ウェ―ハの位置検出装置
JPH01125821A (ja) 1987-11-10 1989-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気相成長装置
US4828654A (en) 1988-03-23 1989-05-09 Protocad, Inc. Variable size segmented anode array for electroplating
US4868992A (en) 1988-04-22 1989-09-26 Intel Corporation Anode cathode parallelism gap gauge
US4902398A (en) 1988-04-27 1990-02-20 American Thim Film Laboratories, Inc. Computer program for vacuum coating systems
US5048589A (en) 1988-05-18 1991-09-17 Kimberly-Clark Corporation Non-creped hand or wiper towel
US5235995A (en) * 1989-03-27 1993-08-17 Semitool, Inc. Semiconductor processor apparatus with dynamic wafer vapor treatment and particulate volatilization
US4988533A (en) 1988-05-27 1991-01-29 Texas Instruments Incorporated Method for deposition of silicon oxide on a wafer
DE3818757A1 (de) * 1988-05-31 1989-12-07 Mannesmann Ag Portal eines industrieroboters
US4959278A (en) 1988-06-16 1990-09-25 Nippon Mining Co., Ltd. Tin whisker-free tin or tin alloy plated article and coating technique thereof
US5054988A (en) 1988-07-13 1991-10-08 Tel Sagami Limited Apparatus for transferring semiconductor wafers
DE68928460T2 (de) 1988-09-06 1998-04-02 Canon K.K., Tokio/Tokyo Maskenkassetten-Ladevorrichtung
US5061144A (en) 1988-11-30 1991-10-29 Tokyo Electron Limited Resist process apparatus
US4913035A (en) * 1989-08-16 1990-04-03 Duh Gabri C B Apparatus for mist prevention in car windshields
JPH03125453A (ja) * 1989-10-09 1991-05-28 Toshiba Corp 半導体ウエハ移送装置
US5000827A (en) 1990-01-02 1991-03-19 Motorola, Inc. Method and apparatus for adjusting plating solution flow characteristics at substrate cathode periphery to minimize edge effect
US5186594A (en) * 1990-04-19 1993-02-16 Applied Materials, Inc. Dual cassette load lock
US5370741A (en) * 1990-05-15 1994-12-06 Semitool, Inc. Dynamic semiconductor wafer processing using homogeneous chemical vapors
KR0153250B1 (ko) * 1990-06-28 1998-12-01 카자마 겐쥬 종형 열처리 장치
US5368711A (en) * 1990-08-01 1994-11-29 Poris; Jaime Selective metal electrodeposition process and apparatus
US5078852A (en) * 1990-10-12 1992-01-07 Microelectronics And Computer Technology Corporation Plating rack
US5096550A (en) * 1990-10-15 1992-03-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for spatially uniform electropolishing and electrolytic etching
US5162079A (en) * 1991-01-28 1992-11-10 Eco-Tec Limited Process and apparatus for control of electroplating bath composition
US5055036A (en) 1991-02-26 1991-10-08 Tokyo Electron Sagami Limited Method of loading and unloading wafer boat
DE69220519T2 (de) * 1991-03-04 1998-02-19 Toda Kogyo Corp Verfahren zur Plattierung eines Verbundmagneten sowie Verbundmagnet mit einem Metallüberzug
US5306895A (en) * 1991-03-26 1994-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Corrosion-resistant member for chemical apparatus using halogen series corrosive gas
US5178512A (en) * 1991-04-01 1993-01-12 Equipe Technologies Precision robot apparatus
US5399564A (en) * 1991-09-03 1995-03-21 Dowelanco N-(4-pyridyl or 4-quinolinyl) arylacetamide and 4-(aralkoxy or aralkylamino) pyridine pesticides
US5301700A (en) * 1992-03-05 1994-04-12 Tokyo Electron Limited Washing system
US5501768A (en) * 1992-04-17 1996-03-26 Kimberly-Clark Corporation Method of treating papermaking fibers for making tissue
DE69205573T2 (de) * 1992-08-04 1996-06-13 Ibm Fertigungsstrasse Architektur mit vollautomatisierten und rechnergesteuerten Fördereinrichtungen geeignet für abdichtbaren tragbaren unter Druck stehenden Behältern.
US5489341A (en) * 1993-08-23 1996-02-06 Semitool, Inc. Semiconductor processing with non-jetting fluid stream discharge array
US5391517A (en) * 1993-09-13 1995-02-21 Motorola Inc. Process for forming copper interconnect structure
ATE163453T1 (de) * 1993-11-16 1998-03-15 Scapa Group Plc Papiermaschinenbespannung
US5391285A (en) * 1994-02-25 1995-02-21 Motorola, Inc. Adjustable plating cell for uniform bump plating of semiconductor wafers
DE9404771U1 (de) * 1994-03-21 1994-06-30 Helmut Lehmer GmbH Stahl- und Maschinenbau, 92436 Bruck Verriegelungsvorrichtung
JPH07283077A (ja) * 1994-04-11 1995-10-27 Ngk Spark Plug Co Ltd 薄膜コンデンサ
US5405518A (en) * 1994-04-26 1995-04-11 Industrial Technology Research Institute Workpiece holder apparatus
JP3621151B2 (ja) * 1994-06-02 2005-02-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US5512319A (en) * 1994-08-22 1996-04-30 Basf Corporation Polyurethane foam composite
JP3143770B2 (ja) * 1994-10-07 2001-03-07 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置
US5593545A (en) * 1995-02-06 1997-01-14 Kimberly-Clark Corporation Method for making uncreped throughdried tissue products without an open draw
US5807469A (en) * 1995-09-27 1998-09-15 Intel Corporation Flexible continuous cathode contact circuit for electrolytic plating of C4, tab microbumps, and ultra large scale interconnects
KR0182006B1 (ko) * 1995-11-10 1999-04-15 김광호 반도체 패키지 장치 및 몰딩물질에 의해 발생하는 기생용량의 산출방법
US5597460A (en) * 1995-11-13 1997-01-28 Reynolds Tech Fabricators, Inc. Plating cell having laminar flow sparger
US5620581A (en) * 1995-11-29 1997-04-15 Aiwa Research And Development, Inc. Apparatus for electroplating metal films including a cathode ring, insulator ring and thief ring
JPH09157846A (ja) * 1995-12-01 1997-06-17 Teisan Kk 温度調節装置
US6709562B1 (en) * 1995-12-29 2004-03-23 International Business Machines Corporation Method of making electroplated interconnection structures on integrated circuit chips
US5871805A (en) * 1996-04-08 1999-02-16 Lemelson; Jerome Computer controlled vapor deposition processes
US6051284A (en) * 1996-05-08 2000-04-18 Applied Materials, Inc. Chamber monitoring and adjustment by plasma RF metrology
US6168695B1 (en) * 1999-07-12 2001-01-02 Daniel J. Woodruff Lift and rotate assembly for use in a workpiece processing station and a method of attaching the same
US6672820B1 (en) * 1996-07-15 2004-01-06 Semitool, Inc. Semiconductor processing apparatus having linear conveyer system
US5731678A (en) * 1996-07-15 1998-03-24 Semitool, Inc. Processing head for semiconductor processing machines
AUPO473297A0 (en) * 1997-01-22 1997-02-20 Industrial Automation Services Pty Ltd Coating thickness control
US5883762A (en) * 1997-03-13 1999-03-16 Calhoun; Robert B. Electroplating apparatus and process for reducing oxidation of oxidizable plating anions and cations
US6174425B1 (en) * 1997-05-14 2001-01-16 Motorola, Inc. Process for depositing a layer of material over a substrate
US6221230B1 (en) * 1997-05-15 2001-04-24 Hiromitsu Takeuchi Plating method and apparatus
US5908540A (en) * 1997-08-07 1999-06-01 International Business Machines Corporation Copper anode assembly for stabilizing organic additives in electroplating of copper
US6053687A (en) * 1997-09-05 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Cost effective modular-linear wafer processing
US6921468B2 (en) * 1997-09-30 2005-07-26 Semitool, Inc. Electroplating system having auxiliary electrode exterior to main reactor chamber for contact cleaning operations
US5882498A (en) * 1997-10-16 1999-03-16 Advanced Micro Devices, Inc. Method for reducing oxidation of electroplating chamber contacts and improving uniform electroplating of a substrate
US6159354A (en) * 1997-11-13 2000-12-12 Novellus Systems, Inc. Electric potential shaping method for electroplating
US6126798A (en) * 1997-11-13 2000-10-03 Novellus Systems, Inc. Electroplating anode including membrane partition system and method of preventing passivation of same
US6179983B1 (en) * 1997-11-13 2001-01-30 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for treating surface including virtual anode
US6027631A (en) * 1997-11-13 2000-02-22 Novellus Systems, Inc. Electroplating system with shields for varying thickness profile of deposited layer
JP3501937B2 (ja) * 1998-01-30 2004-03-02 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
US6391166B1 (en) * 1998-02-12 2002-05-21 Acm Research, Inc. Plating apparatus and method
US6565729B2 (en) * 1998-03-20 2003-05-20 Semitool, Inc. Method for electrochemically depositing metal on a semiconductor workpiece
US6303010B1 (en) * 1999-07-12 2001-10-16 Semitool, Inc. Methods and apparatus for processing the surface of a microelectronic workpiece
US6017820A (en) * 1998-07-17 2000-01-25 Cutek Research, Inc. Integrated vacuum and plating cluster system
DE19840109A1 (de) * 1998-09-03 2000-03-09 Agfa Gevaert Ag Farbfotografisches Silberhalogenidmaterial
CN1217034C (zh) * 1999-04-13 2005-08-31 塞米用具公司 具有改进的处理流体流的处理腔的工件处理装置
US7585398B2 (en) * 1999-04-13 2009-09-08 Semitool, Inc. Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US7020537B2 (en) * 1999-04-13 2006-03-28 Semitool, Inc. Tuning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US20030038035A1 (en) * 2001-05-30 2003-02-27 Wilson Gregory J. Methods and systems for controlling current in electrochemical processing of microelectronic workpieces
US20020195351A1 (en) * 2001-04-12 2002-12-26 Chang Chun Plastics Co., Ltd. Copper electroplating composition for integrated circuit interconnection
US6678055B2 (en) * 2001-11-26 2004-01-13 Tevet Process Control Technologies Ltd. Method and apparatus for measuring stress in semiconductor wafers
AU2003213148A1 (en) * 2002-02-22 2003-09-09 Semitool, Inc. Apparatus with processing stations for manually and automatically processing microelectronic workpieces

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020053509A1 (en) * 1996-07-15 2002-05-09 Hanson Kyle M. Processing tools, components of processing tools, and method of making and using same for electrochemical processing of microelectronic workpieces
US20010032788A1 (en) * 1999-04-13 2001-10-25 Woodruff Daniel J. Adaptable electrochemical processing chamber
US6527920B1 (en) * 2000-05-10 2003-03-04 Novellus Systems, Inc. Copper electroplating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20050087439A1 (en) 2005-04-28
EP1702018A2 (en) 2006-09-20
WO2005060379A2 (en) 2005-07-07
US20090114533A9 (en) 2009-05-07
EP1702018A4 (en) 2007-05-02
TWI361509B (en) 2012-04-01
WO2005060379A3 (en) 2006-08-17
JP4448857B2 (ja) 2010-04-14
US7585398B2 (en) 2009-09-08
JP2007534835A (ja) 2007-11-29
TW200520289A (en) 2005-06-16
KR20060121274A (ko) 2006-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100840526B1 (ko) 마이크로구조 가공물을 전기화학적으로 프로세싱하기 위한 챔버, 시스템 및 방법
US7351314B2 (en) Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
US7351315B2 (en) Chambers, systems, and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
CN108707940B (zh) 使用远程电流动态控制电镀均匀性的装置和方法
US8313631B2 (en) Apparatus and methods for electrochemical processing of microfeature wafers
US6916412B2 (en) Adaptable electrochemical processing chamber
US10954604B2 (en) Methods and apparatuses for electroplating nickel using sulfur-free nickel anodes
KR20150017315A (ko) 니켈 전기도금 욕 내의 ｐｈ 를 유지하기 위한 장치 및 방법
US20050178667A1 (en) Method and systems for controlling current in electrochemical processing of microelectronic workpieces
US20050194248A1 (en) Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces
TWI700396B (zh) 惰性陽極電鍍處理器和補充器
US20060049038A1 (en) Dynamic profile anode
US20060144699A1 (en) Systems and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
CN106929900B (zh) 具有阴离子隔膜的惰性阳极电镀处理器和补充器
JP2014510842A5 (ko)
US20040256222A1 (en) Apparatus and method for highly controlled electrodeposition
US20060144712A1 (en) Systems and methods for electrochemically processing microfeature workpieces
EP1481114A4 (en) DEVICE AND METHOD FOR ELECTROCHEMICAL PROCESSING OF MICROELECTRONIC WORKPIECES
KR20150120865A (ko) 결정립 미세화제 방출 디바이스를 갖는 니켈 전기도금 시스템들
JP2023501797A (ja) 基板の化学的及び／又は電解的表面処理用電気化学的堆積システム
US7438788B2 (en) Apparatus and methods for electrochemical processing of microelectronic workpieces

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140529

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160330

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170330

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180601

Year of fee payment: 11