KR101764275B1 - 전기도금용 불침투성 기재 캐리어 - Google Patents

Abstract

하나의 실시예는 복수의 기재들의 전기도금에 사용되는 기재 캐리어에 관한 것이다. 기재 캐리어는 기재들이 보유되는 비전도성 캐리어 본체(102, 202)를 포함한다. 전기 전도성 라인(128)들이 캐리어 본체 내에 매설되고, 복수의 접촉 클립(802 또는 900 또는 1000)들이 캐리어 본체 내에 매설된 전기 전도성 라인들에 결합된다. 접촉 클립들은 기재들을 제위치에 보유하며, 기재들을 전기 전도성 라인들에 전기적으로 결합시킨다. 비전도성 캐리어 본체는 비전도성 캐리어 본체를 통한 전기도금 용액의 유동에 대해 불침투성이도록 연속적이다. 다른 실시예, 태양 및 특징이 또한 개시된다.

Description

전기도금용 불침투성 기재 캐리어{NON-PERMEABLE SUBSTRATE CARRIER FOR ELECTROPLATING}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은, 칼리야나 갠티(Kalyana Ganti)에 의해 본 출원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "전기도금용 밀봉식 기재 캐리어(Sealed Substrate Carrier for Electroplating)"인 통상적으로 소유된 미국 특허 출원 제12/889,228호(대리인 관리번호 10031.006610 (S0187US1))에 관한 것이다. 본 출원은 또한, 첸-안 첸(Chen-An Chen); 엠마뉴엘 아바스(Emmanuel Abas); 에드문도 디비노(Edmundo Divino); 제이크 에르미타(Jake Ermita); 호세 카풀롱(Jose Capulong); 아놀드 카스틸로(Arnold Castillo); 및 다이아나 마(Diana Ma)에 의해 본 출원과 동일자로 출원된, 발명의 명칭이 "전기도금용 유지보수가능한 기재 캐리어(Maintainable Substrate Carrier for Electroplating)"인 통상적으로 소유된 미국 특허 출원 제12/889,232호(대리인 관리번호 10031.006620 (S0187US2))에 관한 것이다.

연방 후원 연구 또는 개발에 관한 선언

본 명세서에 기술된 발명은 미국 에너지부에 의해 지급되는 계약 번호 DE-FC36-07GO17043 하에서의 정부 지원을 받아 이루어졌다. 정부는 본 발명에서 소정의 권리를 가질 수 있다.

본 발명은 일반적으로 전기도금 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기재를 전기도금하는 데 사용되는 캐리어에 관한 것이다.

전기도금은 기재 상에 금속 층을 형성하기 위해 사용될 수 있는 침착 기술이다. 일부 전기도금 공정들에서, 애노드(anode)는 침착될 금속으로 제조될 수 있고, 캐소드(cathode)는 도금될 기재일 수 있다. 애노드 및 캐소드 둘 모두가 전해질 용액 내에 침지되고, 애노드와 캐소드를 가로질러 전압이 인가되어 이들 사이에 전류가 흐르게 한다. 이는 애노드에서 금속의 산화를 야기하여 금속의 이온들이 용액 내에 용해되게 한다. 이는 또한 캐소드에서 금속 이온의 환원을 야기하여 기재 상에 금속의 층이 침착되게 한다. 다른 전기도금 공정들에서는, 용액은 도금될 금속의 이온을 가질 수 있고, 애노드는 비소모성 애노드일 수 있다. 이러한 경우에, 금속 이온이 조(bath) 내에 주기적으로 보충될 수 있다.

다수의 기재를 효율적으로 전기도금하기 위하여, 다수의 기재를 보유하고 전기도금 공정 동안에 이들 기재에 전압을 인가하기 위해 캐리어가 사용될 수 있다. 캐리어는 상이한 화학조들 사이에서 기재들을 전달하고 또한 헹굼 및 건조 단계들 동안에 이들을 안전하게 취급하기 위해 사용될 수 있다.

본 출원은 전기도금을 위한 개선된 기재 캐리어를 개시한다.

하나의 실시예는 복수의 기재들의 전기도금에 사용되는 기재 캐리어에 관한 것이다. 기재 캐리어는 기재들이 보유되는 비전도성 캐리어 본체를 포함한다. 전기 전도성 라인들이 캐리어 본체 내에 매설되고, 복수의 접촉 클립들이 캐리어 본체 내에 매설된 전기 전도성 라인들에 결합된다. 접촉 클립들은 기재들을 제위치에 보유하며, 기재들을 전기 전도성 라인들에 전기적으로 결합시킨다. 비전도성 캐리어 본체는 비전도성 캐리어 본체를 통한 전기도금 용액의 유동에 대해 불침투성이도록 연속적이다.

다른 실시예는 복수의 기재들을 전기도금하는 방법에 관한 것이다. 기재들은 불침투성의 비전도성 캐리어 본체 및 캐리어 본체를 통한 기재들까지의 전기 전도성 경로를 갖는 기재 캐리어 상에 기계적으로 보유된다. 기재 캐리어는 작업 아암(work arm) 상에 장착된다. 기재들을 갖는 캐리어 본체는 이어서 전기도금조(electroplating bath) 내에 침지되고, 불침투성의 비전도성 캐리어 본체를 통한 전기 전도성 경로를 통해 기재들에 전압이 인가된다.

다른 실시예는 복수의 기재들의 전기도금에 사용되는 불침투성 기재 캐리어를 제조하는 방법에 관한 것이다. 내부면 및 외부면을 각각 갖는 2개의 불침투성 절연 플레이트들이 형성된다. 금속성 버스 바아(bus bar), 금속 라인들 및 전도성 클립-부착 특징부들을 포함하는 전도성 조립체가 제조된다. 2개의 플레이트들의 내부면들의 소정 영역들에 용제 시멘트(solvent cement)가 도포된다. 금속 라인들, 전도성 클립-부착 특징부들 및 버스 바아의 일부분이 사이에서 둘러싸이는 상태로 2개의 플레이트들의 내부면들이 함께 접합된다.

다른 실시예, 태양 및 특징부가 또한 본 출원에 개시된다.

이하의 도면들과 관련하여 고려될 때 상세한 설명 및 특허청구범위를 참조함으로써 요지의 보다 완전한 이해가 얻어질 수 있으며, 도면에서 동일한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 요소들을 가리킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 불침투성 기재 캐리어를 위한 비전도성 플레이트의 내부면의 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비전도성 플레이트의 외부면의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전도성 플레이트의 외부면 상의 기재 보유 영역의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도성 버스 바아 및 전기 전도성 라인들을 포함하는 전도성 조립체의 평면도.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 전도성 조립체의 일부분의 제1 사시도.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 전도성 조립체의 일부분의 제2 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 버스 바아의 일부분에 적용된 열가소성 오버몰드(overmold)(또는 오버코트(overcoat))를 도시하는 평면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 캐리어 플레이트들 및 전도성 조립체의 접합에 있어서 여러 층들을 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기재 캐리어에 클립 고정되는 반도체 웨이퍼를 도시하는 사시도.
도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 제1 클립 조립체의 사시도.
도 9b는 제1 클립 조립체의 부품들을 분리된 상태로 도시하는 분해도.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클립 조립체의 사시도.
도 10b는 제2 클립 조립체의 부품들을 분리된 상태로 도시하는 분해도.
도 10c는 레버의 Z-형상을 추가로 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이중-클립 조립체를 도시하는 평면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 침투성 기재 캐리어의 일측의 외부면의 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 도 12의 침투성 기재 캐리어의 일부분의 확대 사시도.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전기도금용 단일편 기재 캐리어를 제조 및 유지하는 방법의 흐름도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 기재들을 전기도금하기 위하여 캐리어를 사용하는 방법의 흐름도.

이하의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적이며, 요지의 실시예들 또는 그러한 실시예들의 응용 및 용도를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 실례, 또는 예시로서 역할하는"을 의미한다. 예시적인 것으로서 본 명세서에 기술된 임의의 구현예가 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 반드시 해석되는 것은 아니다. 또한, 앞서의 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 이하의 상세한 설명에서 제시되는 임의의 표현되거나 암시된 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다.

종래의 도금용 기재 캐리어는 진단하고 해결하기 어려운 문제점을 갖는다. 종래의 기재 캐리어에서의 하나의 문제점은 캐리어 상으로의 기재들의 로딩 동안에 기재들을 때때로 파손시킨다는 것이다. 발명자들은 파손을 분석하였고, 기재들을 캐리어에 보유시키기 위해 사용되는 금속 클립 부근에서 파손이 빈번하게 일어난다는 것을 발견하였다. 발명자들은 이들 파손을 추가로 분석하였고, 클립이 완전히 "폐쇄" 위치에 있지 않을 때 종종 기재의 에지(edge)에 충돌하는 클립의 부분으로 인한 것이라고 판단하였다.

종래의 기재 캐리어에서의 다른 문제점은 기재들 중 일부 기재의 도금이 기재의 불균일한 커버리지(coverage)가 있다는 점에서 빈번하게 불완전하다는 것이다. 캐리어에서의 불완전하게 도금된 기재들의 위치들이 항상 동일한 것은 아니며 다소 랜덤한 것처럼 보인다. 발명자들은 불완전하게 도금된 기재들을 분석하였고, 불완전하게 도금된 "얼룩(stain)"이 기재의 바닥부에 종종 존재함을 발견하였다. 발명자들은 이러한 "얼룩"이 캐리어 포켓의 바닥에 갇혀 헹굼되지 않는 도금 용액 잔류물에 기인한다고 판단하였다.

다른 문제점은 캐리어의 내구성 결여에 관한 것이다. 다시 말하면, 기계적 파손은 수리 또는 교체가 필요하기 전에 종래의 기재 캐리어의 유효 수명을 제한한다. 접촉 클립은 파손되거나 손상되는 것, 또는 너무 낮은 장력을 갖는 것, 또는 기재와 적당한 위치에서 접촉하지 않는 것으로 인해 흔히 고장난다. 게다가, 캐리어 상의 패드들은 종종 파손되거나 균열된다. 또한, 캐리어 본체 자체가 종종 균열되거나 파손되며, 캐리어 내부의 구리 전도체가 종종 화학물질조에 의한 에칭으로 인해 고장난다. 발명자들은 캐리어 본체의 파손에 대한 원인 인자들에는 캐리어들의 다단화(staging) 및 잘못된 취급 동안에 캐리어들의 과도한 적층(over-stacking)이 포함된다고 판단하였다.

본 출원은 위에서 논의된 문제점들 중 하나 이상에 대한 해결책을 제공하는 개선된 기재 캐리어를 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 용액이 캐리어의 일면으로부터 다른 면으로 갈 수 있게 하는 개구를 갖는 않는 기재 캐리어가 제공된다. 다시 말하면, 기재 캐리어는 사실상 연속적이고 전해질 용액에 대해 불침투성이다. 종래의 관점은 그러한 개구가 캐리어의 중량을 감소시키고 전해질 용액이 좌우로 관통 유동하게 함에 있어서 유리하다는 것이다. 그러나, 발명자들은 놀랍게도, (본체를 관통한 개구 없이) 사실상 연속적이고 불침투성인 "평탄" 캐리어 본체가 여러 이점들을 갖는다는 것을 밝혀내었다. 첫째, 발명자들은 평탄 캐리어 본체가 헹굼 동안에 전해질 용액의 완전한 제거를 돕는 시팅(sheeting) 작용을 제공한다고 믿는다. 게다가, 평탄 캐리어 본체가 종래에는 (개방 공간의 결여로 인해) 실질적으로 더 무겁다고 생각됨에도 불구하고, 발명자들은 그 중량을 실질적으로 감소시키도록 내부 공동(cavity)들을 갖는 평탄 캐리어 본체를 설계하였다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 열가소성 층과 금속 층 사이에 개선된 점착력을 갖는 강건한 기재 캐리어가 제공된다. 개선된 점착력은 화학 용액이 캐리어 내의 금속을 조기 부식시키는 것을 방지하는 우수한 밀봉 시일이 얻어지게 한다. 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 점착력 문제는 이전의 취약한 금속-열가소성 물질간 표면 접합 계면을 2개의 강한 접합 계면들로 대체함으로써 해결되거나 감소될 수 있다. 2개의 강한 접합 계면들은 (예를 들어, 사출 성형과 같은 우수한 점착력을 제공하는 접합 기술을 사용한) 개선된 금속-열가소성 물질간 표면 접합 계면 및 열가소성 물질-열가소성 물질간 표면 접합 계면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구성요소 고장으로 인한 중단 시간이 감소되는 기재 캐리어가 제공된다. 구성요소 고장에는, 예를 들어 도금될 기재들을 캐리어에 보유시키는 클립들의 고장이 포함될 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 기재 캐리어는 클립 및 다른 구성요소들이 제거가능하게 부착될 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 유리하게는, 보다 영구적으로 부착된 구성요소를 수리하는 데 필요한 상당한 중단 시간 없이, 캐리어가 서비스를 받는 상태로 유지될 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 불침투성 기재 캐리어를 위한 비전도성 (전기 절연) 플레이트의 내부면(102)의 평면도이다. 비전도성 플레이트 자체는 전기 절연성이다. 또한, 캐리어의 상부에 있는 전기 전도성 버스 바아(120) 및 버스 바아(120)로부터 캐리어의 바닥을 향해 연장되는 전도성 라인(128)들을 포함하는 전도성 조립체가 내부면 상에 위치되어 도시되어 있다.

이러한 예시적인 실시예에서, 내부면(102)은 15개의 "X" 형상의 리브형성 패턴(ribbing pattern)(106)들을 포함하며, 각각의 X 형성의 리브형성 패턴(106)은 4개의 포켓 만입부(pocket indentation)(104)들을 분리시킨다. 이들 포켓 만입부(104)는 플레이트의 중량을 실질적으로 감소시킨다.

게다가, 외부면(202) 상의 중심 패드 위치(211)(도 2 참조, 이는 후술됨)에 대응하는 중심 위치(111)가 X 형상의 리브형성 패턴(106)의 중심에서 도시되어 있다. 또한, 외부면(202) 상의 주연부 패드 위치(212)들(도 2 참조)에 대응하는 제1 주연부 위치(112)들이 각각의 X 형상의 리브형성 패턴(106) 둘레의 주연부에 도시되어 있다. 외부면(202) 상의 정렬 페그(peg) 위치(214)들(도 2 참조)에 대응하는 제2 주연부 위치(114)들이 각각의 X 형상의 리브형성 패턴(106) 둘레의 약간 더 먼 외측 주연부에 도시되어 있다.

금속 라인(128)들에 결합된 금속 버스 바아(120)를 포함하는 전도성 조립체가 도 1에 추가로 도시되어 있다. 예를 들어, 금속 버스 바아(120)는 기계가공된 스테인레스강일 수 있고, 금속 라인(128)은 구리 라인일 수 있다. 금속 버스 바아(120)는 금속 커버 플레이트(129)(예를 들어, 이는 또한 스테인레스강일 수 있음)의 용접에 의해 전기 전도성 방식으로 금속 라인(128)들에 결합될 수 있다. 금속 라인(128)의 상부 부분(402)(도 4 참조)과 플레이트(129)를 확실하게 상호연결하도록 부싱(bushing) 구멍(127)에 금속 부싱이 용접될 수 있다. 게다가, X 형상의 리브형성 패턴(106)의 어느 일측에서 금속 클리핑 핀(clipping pin)(130)들이 금속 라인(128)들에 부착된다. 이들 금속 클리핑 핀은 제거가능한 클립들이 캐리어의 외부 표면(202) 상에 부착되게 하도록 구성될 수 있다. 금속 클리핑 핀(130)들 중 일부는 플레이트의 에지에서 금속 라인(128)들에 부착되고, 다른 것들은 플레이트의 내부에서 금속 라인(128)들에 부착된다.

금속 버스 바아(120)는 복수의 개구들을 갖도록 기계가공된다. 캐리어를 기계식 작업 아암 상에 장착하기 위하여, 2개의 "열쇠구멍" 형상의 개구(122)들이 포함될 수 있다. "열쇠구멍" 형상은 작업 아암과 캐리어 사이의 보다 일관된 정렬을 가능하게 하는 정렬 특징부(123)를 포함한다. 각각의 열쇠구멍 형상의 개구(122)의 어느 일측에는 측부 개구(124)가 있을 수 있다. 측부 개구(124)들은 유리하게는 금속 버스 바아(120)의 중량을 감소시킨다. 캐리어의 수동 파지를 용이하게 위하여 상부 중심 위치에 핸들 개구(126)가 제공된다. 버스 바아(120)는 또한 열가소성 오버코트(602)(도 6 참조, 이는 후술됨)의 확실한 부착을 용이하게 하도록 일련의 접합 구멍(132)들을 포함할 수 있다.

또한, 캐리어의 코너들에 있는 맞춤 핀(dowel pin) 구멍(140)들이 도 1에 도시되어 있다. 이들 맞춤 핀 구멍(140)들은 비전도성 플레이트 및 금속 버스 바아(120) 둘 모두를 관통하고, 캐리어가 테이블 또는 로더(loader) 상에 로딩될 때 캐리어의 정렬을 위해 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비전도성 플레이트의 외부면(202)의 평면도이다. 전도성 버스 바아(120)의 일부분이 또한 도시되어 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 외부면(202)은 전해질 용액이 캐리어의 코너 및 틈에 갇혀 남아 있는 경향을 감소시키기 위하여 실질적으로 "평탄"하도록 설계된다.

외부면(202)은 15개의 중심 패드 부착 지점(211)들을 포함한다. 각각의 중심 패드 부착 지점(211) 둘레의 제1 주연부 상에 주연부 패드 부착 지점(212)들이 도시되어 있다. 이들 패드 부착 지점(211, 212)은, 예를 들어 플라스틱 패드들을 제거가능하게 부착시키기 위한 장착 구멍들을 포함할 수 있다.

각각의 중심 패드 부착 지점(211) 둘레의 제2 주연부 상에 정렬 페그 부착 지점(214)들이 도시되어 있다. 제2 주연부 상의 지점들은 제1 주연부 상의 지점들보다 중심 지점으로부터 약간 더 멀리 외측에 있다. 페그 부착 지점(214)들은, 예를 들어 플라스틱 페그들을 제거가능하게 부착시키기 위한 장착 구멍들을 포함할 수 있다.

(예를 들어, 규소 웨이퍼와 같은) 기재를 보유하기 위한 15개의 영역(213)들이 본 예시적인 실시예에서의 외부면(202) 상에 존재한다. 각각의 기재 보유 영역(213)은 정렬 페그 부착 지점(214)들에 의해 둘러싸인다. 패드 부착 지점(211, 212)들은 기재 보유 영역(213) 내에 위치되어, 그 지점들에 부착된 패드들이 외부면(202)의 표면과 기재 사이에 이격을 제공하게 한다.

클립 부착 특징부(210)들이 도 2에 추가로 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 클립 특징부는 금속 클리핑 핀의 나사형성된 외부 표면(502)(도 5b 참조, 후술됨)을 포함할 수 있다. 클립 부착 특징부들은 각각의 기재 보유 영역(213)의 대향한 측부들에 위치된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 플레이트의 내부 구역에서 이웃하는 기재 보유 영역(213)들 사이의 클립 부착 특징부(210) 및 플레이트의 각각의 변을 따라 있는 클립 부착 특징부(210)를 포함한 클립 부착 특징부들은 수직 열로 정렬될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비전도성 플레이트의 외부면(202) 상의 기재 보유 영역(213)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, (도 2에 도시된 중심 부착 지점(211)에 부착된) 중심 패드(311)가 기재 보유 영역(213)의 중심에 있다. 주연부 부착 지점(212)들에 제거가능하게 부착되는 주연부 패드(312)들이 중심 패드(311) 둘레의 제1 주연부 상에 도시되어 있다. 예를 들어, 중심 및 주연부 부착 지점((211, 212)들은 삽입 구멍들을 포함할 수 있고, 패드(311, 312)들은 패드의 밑면 상의 돌기(stub)를 삽입 구멍 내로 삽입함으로써 부착될 수 있다. 패드(310, 311)는 도금될 기재와 외부면(202)의 표면 사이에 헹굼 공간을 유리하게 생성하도록 제공될 수 있다. 패드(310, 311)는 플라스틱으로 제조될 수 있고, 마모되거나 손상된 때 교체 용이성을 위해 제거가능하도록 구성될 수 있다. 일 구현예에서, 패드는 "눈물방울" 형상인 평탄 표면을 가질 수 있다.

정렬 페그 부착 지점(214)들에 제거가능하게 부착되는 정렬 페그(314)들이 중심 패드(311) 둘레의 제2 주연부 상에 도시되어 있다. (제2 주연부 상의 지점들은 제1 주연부 상의 지점들보다 중심 패드(311)로부터 약간 더 멀리 외측에 있다.) 예를 들어, 페그 부착 지점(214)은 삽입 구멍을 포함할 수 있고, 페그(314)는 각각의 페그의 바닥에 있는 돌기를 삽입 구멍 내로 삽입함으로써 부착될 수 있다. 페그(314)는 도금될 기재를 기재 보유 공간 내에서 보유하고 클립을 기재에 의해 야기될 수도 있는 손상으로부터 보호하는 이중 기능을 갖는다. 페그(314)는 플라스틱으로 제조될 수 있고, 마모되거나 손상된 때 교체 용이성을 위해 제거가능하도록 구성될 수 있다. 일 구현예에서, 페그(314)는 테이퍼 형성될 수 있다.

추가로 도시된 바와 같이, 기재 보유 영역(213)의 일측에 제1 세트의 3개의 클립 부착 특징부(210)들이 있고, 다른 측에는 제2 세트의 3개의 클립 부착 특징부(210)들이 있다. 클립 부착 특징부(210)는 전기 전도성 클립이 마모되거나 손상된 때 교체 용이성을 위해 제거가능하게 부착될 수 있도록 구성될 수 있다. 클립 부착 특징부(210)는 (도 4에 도시된 것과 같은) 전도성 조립체와 전기 전도성 클립 사이에서 전기 전도성 경로를 형성한다.

게다가, 도 3은 클립 부착 특징부(210)를 둘러싸는 릴리프 절삭부(relief cut)(316)를 도시한다. 이들 릴리프 절삭부(316)는 클립 조립체의 기부(예를 들어, 도 10a 및 도 10b에 도시된 클립 조립체(1000)의 기부(1012) 참조)의 적절한 위치설정을 용이하게 하는 만입된 영역이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 전도성 버스 바아(120) 및 금속 라인(128)을 포함하는 전도성 조립체(용접물(weldment))의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 금속 클리핑 핀(130)들이 금속 라인(128)들에 부착된다. 추가로 도시된 바와 같이, 금속 라인(128)들은 전도성 버스 바아(120)를 금속 라인(128)들에 연결하는 데 사용되는 연결 플레이트(402)에 부착된다. 일 실시예에서, 버스 바아(120)는 스테인레스강으로 형성될 수 있고, 금속 라인(128)은 구리 라인을 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 도 4의 전도성 조립체의 일부분을 도시하는 2개의 사시도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 연결 플레이트(402)는 2개의 금속 커버 플레이트(129)들 사이에 개재된다. 이어서 부싱이 부싱 구멍(127) 내에 용접되어 전도성 버스 바아(120)를 금속 라인(120)에 전기적 및 기계적으로 연결할 수 있다. 금속 클리핑 핀(130)은 금속 라인(120)에 영구적 방식으로 부착(예를 들어, 용접)된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 금속 클리핑 핀(130)은 나사형성된 외부 표면(502)을 포함할 수 있다. 또한, 열가소성 층(또는 오버코트)(504)이 금속 라인(128) 상에서 금속 클리핑 핀(130) 둘레에, 예를 들어 사출 성형에 의해 침착될 수 있다. 게다가, 추가의 열가소성 층(또는 오버코트)(506)이 금속 라인(128) 위에, 예를 들어 딥 코팅(dip coating) 또는 스프레이 코팅에 의해 침착될 수 있다. 예시의 용이성을 위해, 도 5b에서 금속 라인(128)의 작은 세그먼트만이 열가소성 층(506)과 함께 도시되어 있다. 그러나, 열가소성 층(506)은 본 발명의 실시예에 따라 금속 라인(128)의 일부분 또는 전부 위에 코팅될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 버스 바아(120)의 일부분에 적용된 열가소성 오버몰드(또는 오버코트)(602)를 도시하는 평면도이다. 도시된 바와 같이, 열가소성 오버몰드(602)는 바람직하게는 전도성 버스 바아(120)의 수평 길이에 걸쳐 이어진다. 이러한 예시적인 구성에서, 열가소성 오버몰드(602)는 전도성 버스 바아(120)에 확실하게 접합되도록 접합 구멍(132)들을 채운다. 전도성 버스 바아(120)의 선택된 부분들 위의 열가소성 오버몰드(602)는, 예를 들어 사출 성형에 의해 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 캐리어 플레이트들 및 전도성 조립체의 접합에 있어서 여러 층들을 도시하는 단면도이다. 도 7이 축척대로 그려지지 않았으며, 설명의 목적을 위하여 여러 층들을 도시한다는 것에 주목한다.

도시된 바와 같이, 전도성 버스 바아(120)의 하부 부분이 2개의 비전도성 캐리어 플레이트(700)들의 내부면(102)들 사이에 개재된다. 도시된 바와 같이, 열가소성 오버몰드(602)는 전도성 버스 바아(120)의 양 측부들을 덮는다. 비전도성 캐리어 플레이트(700)의 내부 표면(102)과 전도성 버스 바아(120) 상의 열가소성 오버코트(602) 사이에서 플라스틱-플라스틱 접합을 형성하기 위해 용제 시멘트 층(732)이 사용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기재 캐리어에 클립 고정되는 반도체 웨이퍼(804)를 도시하는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼(804)는 그의 주연부를 따라 정렬 페그(314)들에 의해 한정되는 공간 내에 배치될 수 있다. 웨이퍼(804)는 아래에서 복수의 패드들(예를 들어, 중심 패드(311) 및 주연부 패드(312))(도시되지 않음)에 의해 캐리어의 외부면(202)으로부터 이격될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 전기 전도성 클립(802)들은 웨이퍼(804)의 대향 측부들에서 클립 부착 특징부(210)들에 부착된다. 웨이퍼(804)를 캐리어에 보유시킬 때, 각각의 전기 전도성 클립(802)은 그 접점 지점이 웨이퍼(804)의 표면 상의 금속성 접점 패드(806) 상에 놓이도록 위치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 웨이퍼(804)는 각각의 접점 패드(806)가 주연부 패드(312)들 중 하나의 패드 바로 위에 위치되어 클립이 웨이퍼를 패드에 직접 대항하여 가압할 수 있도록 구성된다(우측의 다른 웨이퍼를 위한 이웃하는 공간을 참조).

도 9a는 본 발명의 실시예에 따른 제1 클립 조립체(900)의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 제1 클립 조립체(900)는 클립(901), 나사(912) 및 O-링(914)을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 클립(901)은 단일 스테인레스강 단편(예를 들어, 완전히 경화된 SS 301)으로부터 형성될 수 있다. 게다가, 나사(912)는 클립 부착 핀(130)의 외부 나삿니(502) 상에서 나사 조임될 수 있도록 내부에 나사가 형성될 수 있다.

도 9b는 제1 클립 조립체(900)의 부품들을 분리된 상태로 도시하는 분해도이다. 게다가, 클립(901)의 다양한 특징부들에 도면 부호가 표기되어 있다. 보이는 바와 같이, 클립(901)은 구멍(904)을 갖는 기부(902)를 포함한다. 클립 부착 핀(130)은 O-링(914) 및 구멍(904)을 통해 끼워지고, 이어서 나사(912)가 클립 부착 핀(130)의 외부 나삿니(502) 상으로 나사 조임될 수 있다. 클립(901)의 기부(904)는 또한 하나 이상의 정렬 특징부(903)들을 포함하여, 일단 부착되면 클립의 정확한 각도 배향을 제공할 수 있다.

추가로 도시된 바와 같이, 스프링(905)은 기부(902)로부터 상방으로 연장될 수 있다. 이러한 경우에, 스프링은 클립을 형성하는 금속의 절첩부들을 포함한다. 클립 아암(906)은 스프링(905)의 상부에서 시작하여 기부(902)로부터 멀리 연장될 수 있다. 보이는 바와 같이, 아암(906)은 그 수명을 개선하기 위하여 예시적인 실시예에서 테이퍼 형성될 수 있다. 기부(902)로부터 가장 먼 아암(906)의 단부로부터 팁 부분(908)이 하방으로 연장될 수 있다. 팁 부분(908)의 최하부 지점에 접점 특징부(910)가 형성될 수 있다. 접점 특징부(910)는 (예를 들어, 반도체 웨이퍼의 표면 상의 접점 패드(806)에서) 도금될 기재와 물리적으로 접촉하는 클립(901)의 부분이다. 일 구현예에서, 접점 특징부(910)는 대략 폭이 1 ㎜이다.

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 제2 클립 조립체(1000)의 사시도이다. 이러한 예시적인 실시예에서, 제2 클립 조립체(1000)는 금속 및 플라스틱 부품들 둘 모두를 포함할 수 있다. 도 10b는 제2 클립 조립체(1000)의 부품들을 분리된 상태로 도시하는 분해도이다. 도시된 바와 같이, 제2 클립 조립체는 플라스틱 기부(1012), 금속 스프링-부착 플레이트(1014), 금속 나사(1016), 금속 이중-토션 스프링 부하식 클립(1018), 플라스틱 레버(1020), 및 고무 O-링(1022)을 포함할 수 있다.

나사(1016)는 스프링 부착 플레이트(1014)의 개구, O-링(1022)을 통해 그리고 기부(1012) 내의 개구를 통해 끼워지는 샤프트를 포함한다. 예시적인 구현예에서, 샤프트(1042)는 내부에 나사가 형성되어 금속 클리핑 핀(130)의 외부 나삿니(502) 상으로 나사 조임될 수 있다. 레버(1020)는 또한 특징부(1030)를 사용하여 기부(1020)에 부착된다.

스프링 부하식 클립(1018)의 기부에서의 와이어 단부(1038)는 스프링 부착 플레이트(1014) 상의 페룰(ferrule) 특징부(1040) 내로 끼워진다. 스프링 부하식 클립(1018)의 아암(1036)은 레버(1020)의 개구(1034)를 통해 끼워진다. 레버(1020)의 아암(1042)이 내리눌러질 때, 클립(1018)의 아암(1036)은 상승된다. 레버(1020)의 아암(1042)이 해제될 때, 클립(1018)의 아암(1036)은 하강된다.

나사(1016)의 샤프트는 O-링(1022), 스프링 부착 플레이트(1014) 내의 구멍, 및 기부(1012) 내의 구멍을 통과할 수 있다. 나사(1016)의 샤프트는 클립 부착 핀(130)의 외부 나삿니 상으로 나사 조임되는 내부 나삿니를 가져, 기부(1012)를 비전도성 캐리어 플레이트의 외부면(202)에 부착시킬 수 있다. O-링(1022)은 기부(1012) 내의 구멍을 둘러싸는 만입된 링 내로 끼워져 도금조의 전해질 용액이 클립 부착 핀(130)에 도달하는 것을 방지할 수 있다.

스프링 부하식 클립(1018)은 스테인레스강(예를 들어, SS 301)으로 제조될 수 있고, 스프링 부착 플레이트(1014)의 페룰(1040) 내로 끼워지는 와이어 단부(1038)를 포함할 수 있다. 스프링 부하식 클립(1018)은 레버(1020) 내의 스프링 구멍(1034) 내에 관통해 끼워지도록 압착될 수 있는 아암(1036)을 추가로 포함할 수 있다. 스프링 개구(1034)는 스프링 코일(1037)을 보호하고 아암(1036)의 우측으로부터 좌측으로 그리고 좌측으로부터 우측으로의 이동들을 제한하는 이중 기능을 제공할 수 있다. 레버(1020)는 기부(1012)의 대응하는 암형(female) 회전가능 부착 특징부(1028) 내로 끼워지는 수형(male) 회전가능 부착 특징부(1030)를 포함할 수 있다. 따라서, 수형 회전가능 부착 특징부(1030)는 레버(1020)를 피벗가능하게 장착하는 피벗 샤프트를 형성한다.

레버(작동 아암)(1020)는 "Z" 형상으로 형성될 수 있다. Z 형상이 도 10c에 도시되어 있다. 레버(1020)의 Z 형상은 유리하게는, 특히 클립들이 도 11과 관련하여 후술되는 바와 같은 이중-클립 조립체(1100) 내로 배열될 때, 클립을 개방하기 위한 넓은 창(window)을 허용한다.

클립 조립체(1000)가 클립 부착 핀(130)에 부착될 때, 레버(1020)의 핸들(1042)은 내리눌러져 스프링 부하식 클립(1018)의 아암을 상승시켜서 클립의 팁에 있는 접점 특징부(1044)를 상승시킴으로써 클립을 개방(결합해제)시킬 수 있다. 레버(1020)의 핸들(1042)의 해제는 스프링 부하식 클립(1018)의 아암을 하강시킴으로써 클립이 폐쇄(결합)되게 하여, 접점 특징부(1044)가 하향력을 가하게 하여 도금될 기재를 제위치에 보유하게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 클립 조립체(1000)는 금속 클리핑 핀(130)으로부터 전기도금될 기재까지의 전기 전도성 경로를 형성한다. 일 구현예에서, 나사(1016), 스프링 부착 플레이트(1014) 및 클립(1018)은 각각 금속성이어서 금속 클리핑 핀(130)으로부터 전기도금될 기재까지 전기 전도성 경로를 형성하게 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이중-클립 조립체(1100)를 도시하는 평면도이다. 그러한 이중-클립 조립체(1100)는 바람직하게는 2개의 기재 보유 영역(213)들 사이에 위치된 클립 부착 특징부(210)들에 부착된다. 도시된 바와 같이, 이러한 실시예에서, 기부(1012)는 2개의 레버(1020)가 기부(1012)에 대해 피벗가능하게 장착될 수 있도록 2개의 세트의 암형 회전가능 부착 특징부(1028)들(하나의 세트는 나사(1016)의 좌측에 그리고 하나의 세트는 나사(1016)의 우측에 있음)을 가지고 구성된다. 2개의 스프링 아암(1018)들이 그들의 와이어 단부(1038)들을 스프링 부착 플레이트(1014) 상의 2개의 세트의 페룰(1040)들 내로 삽입하고 이들을 레버(1020)의 스프링 구멍(1034) 내로 밀어넣음으로써 부착된다. 하나의 스프링 아암(1018)은 그의 팁 부분이 도면의 상부를 향해 제1 기재 보유 영역(213) 위에 있는 상태로 배향되고, 다른 하나의 스프링 아암(1018)은 그의 팁이 도면의 바닥을 향해 제2 기재 보유 영역(213) 위에 있는 상태로 배향된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 각각의 기재 보유 영역(213)을 둘러싸는 모든 클립들을 개방하도록 로봇 기계가 구성될 수 있고, 웨이퍼(또는 가공될 다른 기재)가 그 내부에 배치될 수 있다. 클립들의 개방은 핸들(1042)들에서 동시에 내리눌러 대응하는 스프링 부하식 클립(1018)들의 아암들을 상승시킴으로써 달성될 수 있다. 각각의 기재 보유 영역(213)을 둘러싸는 클립들은 이어서 로봇 기계가 핸들(1042)들을 해제시켜 대응하는 스프링 부하식 클립(1018)들의 아암들을 하강시킴으로써 폐쇄될 수 있어, 접점 특징부(1044)들이 금속성 접점 패드(806)들을 눌러 웨이퍼(또는 다른 기재 또는 도금될 다른 기재)를 제위치에 단단히 보유시키게 한다. 일단 가공될 모든 웨이퍼(또는 다른 기재)들이 이렇게 캐리어 상으로 로딩되면, 도금 및 다른 가공이 수행될 수 있다. 가공 후에, 로봇 기계는 각각의 기재 보유 영역(213)을 둘러싸는 모든 클립들을 재개방하여 가공된 웨이퍼(또는 다른 기재)들이 제거되고 후속적으로 가공될 웨이퍼들로 교체될 수 있도록 구성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 침투성 기재 캐리어의 일측의 외부면(1202)의 사시도이다. 이러한 대안적인 실시예에서, 각각의 기재 캐리어를 형성하는 2개의 플레이트들 각각은 각각의 기재 보유 영역을 위한 적어도 하나의 개구를 포함한다. 도시된 실시예는 각각의 기재 보유 영역의 중심에서 하나의 큰 개구(1204)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 개구(1204)는 예를 들어 원형일 수 있다. 개구(1204)는 캐리어 본체의 중량을 감소시키고, 헹굼 용액이 캐리어 본체를 통해 유동(침투)하게 한다. 발명자들은 캐리어가 조로부터 제거될 때 개구(1204)가 항력(drag force)을 감소시키는 것으로 믿는다.

캐리어의 상부에서의 전기 전도성 버스 바아(120) 및 버스 바아(120)로부터 캐리어의 바닥을 향해 연장되는 전도성 라인(128)들을 포함하는 전도성 조립체(용접물)는 도 4, 도 5a, 도 5b, 도 6 및 도 7과 관련하여 전술된 전도성 조립체와 동일하거나 유사할 수 있다.

각각의 개구(1204)의 좌측 및 우측에 클립 부착 특징부(1210)들이 도 12에 추가로 도시되어 있다. 전기 전도성 클립들이 바람직하게는 클립 부착 특징부(1210)들에 부착된다. 전기 전도성 클립들은 도 9a 및 도 9b와 관련하여 전술된 클립 조립체(900) 또는 도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 11과 관련하여 전술된 클립 조립체(1000, 1100)와 동일하거나 유사할 수 있다.

게다가, 도 12는 캐리어 본체의 좌측, 바닥측 및 우측에 있는 지지 리브(1220)들을 도시한다. 이들 지지 리브(1220)는 캐리어 본체에 구조적 강도를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 지지 리브(1220)는 전해질 용액의 비-보유를 유리하게 촉진하도록 테이퍼 형성된 프로파일을 갖는다.

또한, 수평 지지 바아(1222)들이 도 12에 도시되어 있다. 수평 지지 바아(1222)들은 캐리어 본체에 추가의 구조적 강도를 제공하도록 개구(1204)들의 행들 사이에 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상승된 수평 지지 바아(1222)는 전해질 용액의 비-보유를 유리하게 촉진하도록 테이퍼 형성된 프로파일을 갖는다.

게다가, 도 12는 캐리어 본체 상의 복수의 적층 특징부(1224)들을 도시한다. 일 구현예에서, 적층 특징부(1224)들은 수평 지지 바아(1222)들을 따라 주기적으로 배열될 수 있다. 적층 특징부(1224)들은 캐리어 본체들이 적층될 때 캐리어 본체들 사이의 정렬 및 분리를 유지하도록 구성된다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 도 12의 침투성 기재 캐리어의 일부분의 확대 사시도이다. 도시된 바와 같이, 개구(1204)를 둘러싸는 각각의 측부는 기재 정렬 특징부(1214)들을 포함한다. 기재 정렬 특징부(1214)들은 개구(1204) 둘레에 위치되고, 도금될 웨이퍼(또는 다른 기재)가 그 주연부에서 이들 기재 정렬 특징부(1214)를 갖는 구역 내에 끼워지도록 구성된다.

추가로 도시된 바와 같이, 개구(1204) 둘레에 위치된 수 개의 이격 특징부(1312)들이 있다. 이격 특징부(1312)들은 도금될 웨이퍼 또는 다른 기재가 기재 캐리어에 클립 고정될 때 웨이퍼 또는 다른 기재 아래에 놓이도록 위치된다. 이격 특징부(1312)들은 기재와 캐리어 사이에서 공간 또는 간극을 제공한다.

게다가, 도 13은 클립 부착 특징부(1210)를 둘러싸는 릴리프 절삭부(1316)를 도시한다. 이들 릴리프 절삭부(1316)는 클립 조립체의 기부(예를 들어, 도 10a 및 도 10b에 도시된 클립 조립체(1000)의 기부(1012) 참조)의 적절한 위치설정을 용이하게 하는 만입된 영역이다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전기도금용 단일편 기재 캐리어를 제조 및 유지하는 방법(1400)의 흐름도이다. 단일편 기재 캐리어는 종래의 다중편(multiple-piece) 기재 캐리어와 비교할 때 실질적으로 더 강건하다.

블록 1402 내지 블록 1408은 전도성 조립체의 제조에 관한 것이다. 전도성 조립체는, 예를 들어, 도 4와 관련하여 전술된 전도성 조립체(용접물)로서 구성될 수 있다.

블록 1402에서, 전기 전도성 버스 바아가 제조된다. 일례에서, 버스 바아는 6㎜ 두께의 스테인레스강(예를 들어, SS 316) 바아를 도 1에 도시된 버스 바아(120)와 관련하여 전술된 것과 같은 개구들을 갖는 형상으로 기계가공함으로써 제조될 수 있다. 기계가공 후에, 버스 바아는 디버링(deburring)되고 세정될 수 있다.

블록 1404에서, 수평 길이에 걸쳐 이어지는 버스 바아의 일부분이 열가소성 물질로 오버몰딩되거나 오버코팅된다. 오버몰딩 또는 오버코팅은, 예를 들어 버스 바아의 하부 부분 위에 염소화 폴리비닐 클로라이드(CPVC)를 사출 성형함으로써 수행될 수 있다. 일례에서, 열가소성 오버코트는 도 6에 도시된 영역(602)과 같은 버스 바아의 영역 위에 형성될 수 있다.

블록 1405에서, 버스 바아 및 금속 라인들은 함께 전도가능하게 부착되기 전에 사전 처리될 수 있다. 사전 처리에는 샌드 블라스팅에 의한 탈지(degreasing) 및/또는 표면 침착물의 제거를 위한 그릿 천(grit cloth)의 사용이 포함되며, 또한 다수의 세척 및 공기 건조에 의한 세정이 포함될 수 있다. 사전 처리에는 또한 버스 바아(예를 들어, 스테인레스강)와 금속 라인(예를 들어, 구리) 사이의 점착력을 증진시키도록 화학물질에 의한 사전 처리가 포함될 수 있다.

블록 1406에서, 금속 라인들이 버스 바아에 전도가능하게 부착된다. 이는 예를 들어 금속 라인들(예를 들어, 구리)을 버스 바아(예를 들어, 스테인레스강)에 용접함으로써 달성될 수 있다. 일례에서, 금속 라인은 도 4에 도시된 금속 라인(128)의 구성과 유사하게 구성될 수 있다.

블록 1408에서, 클립 부착 부품들이 금속 라인들에 전도가능하게 부착되고, 열가소성 층들이 침착될 수 있다. 열가소성 층들은, 예를 들어 각각의 클립 부착 부품을 둘러싸는 열가소성 층(도 5b에서 504 참조) 및 금속 라인들 위의 열가소성 층(도 5b에서 506 참조)을 포함할 수 있다.

블록 1410 및 블록 1412는 캐리어 본체를 위한 비전도성 플레이트의 제조에 관한 것이다. 일 실시예에서, 비전도성 플레이트는 CPVC 재료로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예는 상이한 열가소성 재료를 사용할 수 있다.

블록 1410에서, 2개의 비전도성 플레이트들에는 캐리어 본체를 위한 다양한 특징부들이 형성된다. 제1 실시예에서, 캐리어 본체는 전해질 용액에 대해 불침투성이도록 설계되고, 도 1에 도시된 바와 같은 내부면(102) 및 도 2에 도시된 바와 같은 외부면(202)을 갖는 비전도성 플레이트들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 클립 부착 부품을 위해 플레이트를 통해 구멍이 형성되지만, 클립 부착 부품 둘레의 열가소성 층이 비전도성 플레이트의 내부면에 접합되어 캐리어 본체의 불침투성 양상을 유지한다. 제2 실시예에서, 캐리어 본체는 전해질 용액에 대해 침투성이도록 설계되고, 도 12에 도시된 바와 같은 큰 원형 개구(1204)들을 가지고서 구성될 수 있다.

블록 1412에서, 플레이트의 표면은 접합 전에 준비된다. 예를 들어, 표면은 샌드 블라스팅되고 나서 다수의 세척 및 공기 건조에 의해 세정될 수 있다.

블록 1414 내지 블록 1416은 단일편 기재 캐리어를 형성하기 위한 전도성 조립체와 캐리어 플레이트의 통합에 관한 것이다. 블록 1414에서, 2개의 플레이트들의 내부면들의 소정 영역들에 용제 시멘트가 도포된다. 플레이트가 CPVC로 제조된다면, 예시적인 용제 시멘트는, 예를 들어 웰드-온(Weld-On)(등록상표) 724™ 용제 시멘트와 같은 CPVC 용제 시멘트일 수 있다.

블록 1416에서, 2개의 플레이트들의 내부면들은 이들 사이에서 버스 바아의 오버몰딩된 부분 및 금속 라인들이 둘러싸이는 상태로 접합된다. 플레이트들 중 하나의 플레이트의 내부면에 대한 버스 바아 및 금속 라인들의 위치설정이, 예를 들어 도 1에 도시되어 있다. 접합 공정은, 예를 들어, 플레이트들의 내부면들에 대한 프라이머(primer)의 도포; 금속 라인들이 매설될 내부면들의 소정 영역들 상에서의 검(gum) 재료의 도포; 검 내료 내부에의 금속 라인들의 매설; 2개의 플레이트들의 내부면들의 접합; 및 접합된 플레이트들의 경화(예를 들어, 72시간 동안)를 수반할 수 있다.

블록 1417 및 블록 1420은 캐리어 플레이트의 외부면 상에의 클립, 패드 및 페그의 부가에 관한 것이다.

블록 1417에서, 클립 부착 부품을 위한 접합후 드릴 가공 및 클립 부착 부품의 태핑(tapping) 또는 나사형성이 수행된다. 이후에, 블록 1418에서, 기재들을 캐리어에 보유시키기 위한 클립들이 캐리어의 외부면들에서 클립 부착 특징부들에 제거가능한 방식으로 부착될 수 있다. 클립들이 제거가능하게 부착되기 때문에, 이들은 마모되거나 손상된 때 용이하게 교체될 수 있다. 일 실시예에서, 클립들은 도 9a 및 도 9b에 도시된 것들과 같은 클립 조립체(900)들을 구성할 수 있다. 다른 실시예에서, 클립은 캐리어의 에지에 있는 단일 클립 및 캐리어의 내부에 있는 이중 클립(여기서, 이중 클립은 2개의 기재 보유 영역들 사이에 있음)을 포함할 수 있다. 단일 클립은, 예를 들어 도 10a 및 도 10b에 도시된 클립 조립체(1000)를 구성할 수 있다. 이중 클립은, 예를 들어 도 11에 도시된 클립 조립체(1100)를 구성할 수 있다.

블록 1420에서, 이격 패드들 및 기재 정렬 페그들은 캐리어 플레이트들의 외부면들 상에 제거가능하게 부착될 수 있다. 패드들 및 페그들이 제거가능하게 부착되기 때문에, 이들은 마모되거나 손상된 때 용이하게 교체될 수 있다. 이격 패드들은 캐리어의 외부면(202)들에서 패드 부착 지점(211, 212)들에 제거가능하게 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 이격 패드들은 도 3에 도시된 패드(311, 312)들을 포함할 수 있다. 기재 정렬 페그들은 캐리어의 외부면(202)들에서 정렬 페그 부착 지점(214)들에 제거가능하게 부착될 수 있다.

블록 1422 및 블록 1426은 기재 캐리어의 유지에 관한 것이다. 블록 1422에서, 캐리어는 기재들을 전기도금하는 데 사용된다. 캐리어의 사용은 전형적으로, 기재들이 상부에 클립 고정된 캐리어를 하나 이상의 전기도금조 내로 침지시키면서 클립들을 경유하여 기재들에 전압을 인가하는 것을 수반한다. 예를 들어, 도 15와 관련하여 후술되는 방법(1500)을 참조.

때때로, 클립은 마모되거나 손상될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 마모되거나 손상된 클립은 블록 1424에 따라 용이하게 교체될 수 있다. 일 구현예에서, 클립의 교체는 주기적 계획대로 수행될 수 있다. 이는 유리하게는 보다 영구적으로 부착된 클립을 수리하는 데 필요한 상당한 중단 시간 없이, 캐리어가 서비스를 받는 상태로 유지되게 한다.

유사하게, 때때로, 이격 패드 및/또는 정렬 페그는 마모되거나 손상될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 마모되거나 손상된 패드 및/또는 페그는 블록 1426에 따라 용이하게 교체될 수 있다. 일 구현예에서, 패드 및/또는 페그의 교체는 주기적 계획대로 수행될 수 있다. 이는 유리하게는 보다 영구적으로 부착된 패드 및/또는 페그를 수리하는 데 필요한 상당한 중단 시간 없이, 캐리어가 서비스를 받는 상태로 유지되게 한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 복수의 기재들을 전기도금하기 위하여 기재 캐리어를 사용하는 방법(1500)의 흐름도이다. 블록 1502에서, 복수의 기재들을 캐리어의 기재 보유 영역들에 클립 고정하기 위하여 로봇 로더(loader)가 사용될 수 있다. 블록 1504에서, 기재 캐리어는 전기도금 기계의 작업 아암 상에 장착될 수 있다.

블록 1506에서, 전기도금 기계는 캐리어를 전기도금조 내로 기계적으로 침지시킬 수 있다. 블록 1508에 따라, 버스 바아, 금속 라인들 및 클립들을 통해 진행하는 전기 전도성 경로를 경유하여 전압이 기재들에 인가될 수 있다. 일례에서, 기재들은 규소 웨이퍼를 포함할 수 있다. 클립은, 예를 들어, 웨이퍼의 표면 상의 격자 선들에서 구리(또는 다른 금속)의 기부(시드(seed)) 층과 접촉할 수 있다. 그리고 나서, 기부 층의 상부에 전기도금조로부터 금속 층이 침착될 수 있다.

블록 1512에 따라, 보다 많은 금속 층들이 기재들 상에 전기도금된다면, 방법(1500)은 블록(1506)으로 루프 백(loop back)할 수 있고, 캐리어는 예를 들어 상이한 전기도금조 내로 기계적으로 침지되어 상이한 금속 층을 침착시켜 금속 접점용 다층 적층물을 형성할 수 있다. 기재들 상에 더 이상의 금속 층들이 전기도금되지 않을 때, 블록 1514에 따라, 예를 들어 로봇 기계에 의해 기재들이 캐리어로부터 제거될 수 있다. 이후에, 방법(1500)은 블록(1502)으로 루프 백될 수 있고, 가공될 다른 (미도금된) 기재들이 로봇에 의해 기재 캐리어 상에 클립 고정될 수 있다.

적어도 하나의 예시적인 실시예가 전술한 상세한 설명에서 제시되었지만, 많은 변형들이 존재한다는 것을 인식하여야 한다. 또한, 본 명세서에서 기술된 예시적인 실시예 또는 실시예들이 청구된 요지의 범주, 적용가능성 또는 구성을 불필요하게 제한하고자 하는 것이 아님을 인식하여야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 기술된 실시예 또는 실시예들을 구현하기 위한 편리한 지침을 당업자에게 제공할 것이다. 본 특허출원의 출원 시에 공지된 등가물 및 예측가능한 등가물을 포함한 다양한 변경들이, 특허청구범위에 의해 한정되는 범주로부터 벗어남이 없이, 요소들의 설계 및 배열에서 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (22)

1. 복수의 기재(substrate)들의 전기도금에 사용되는 기재 캐리어(carrier)로서,
   기재들이 보유되는 비전도성 캐리어 본체;
   캐리어 본체 내에 매설된 전기 전도성 라인들; 및
   캐리어 본체 내에 매설된 전기 전도성 라인들에 결합되고, 기재들을 제위치에 보유하며, 기재들을 전기 전도성 라인들에 전기적으로 결합시키는 복수의 접촉 클립들을 포함하고,
   비전도성 캐리어 본체는 비전도성 캐리어 본체를 통한 전기도금 용액의 유동에 대해 불침투성이도록 연속적인 기재 캐리어.
2. 제1항에 있어서, 함께 결합됨으로써 비전도성 캐리어 본체에서 공동들을 형성하는 제1 열가소성 층 및 제2 열가소성 층을 추가로 포함하고, 공동들 내부에서 X-형상의 리브형성 패턴(ribbing pattern)이 형성되며, 공동들은 기재들이 기재 캐리어에 클립 고정된 때 기재들의 후방에 있도록 소정 위치들에 배열되고, 전기 전도성 라인들은 제1 열가소성 층과 제2 열가소성 층 사이에 배열되는 기재 캐리어.
3. 제1항에 있어서, 비전도성 캐리어 본체 상에서 복수의 이격 특징부(spacing feature)들을 추가로 포함하고, 이격 특징부들은 기재들이 기재 캐리어 상에 클립 고정된 때 기재들을 비전도성 캐리어 본체의 상부 표면으로부터 이격시키도록 구성되며, 이격 특징부들은 제거가능한 패드들을 포함하는 기재 캐리어.
4. 제1항에 있어서, 비전도성 캐리어 본체 상에서 복수의 정렬 특징부들을 추가로 포함하고, 정렬 특징부들은 캐리어 본체로부터 제거가능하도록 그리고 비전도성 캐리어 본체 상에서 새로운 정렬 특징부들로 교체가능하도록 구성되며, 정렬 특징부들은 기재 캐리어 상에 배치된 기재들을 둘러싸고 정렬시키도록 배열되고, 정렬 특징부들은 테이퍼 형성된 페그(tapered peg)들을 포함하는 기재 캐리어.
5. 제1항에 있어서, 비전도성 캐리어 본체의 상부면에 구성되고, 비전도성 캐리어 본체 내에 매설된 전기 전도성 라인들에 전도가능하게 결합된 전기 전도성 버스 바아(bus bar)를 추가로 포함하는 기재 캐리어.
6. 제5항에 있어서, 버스 바아에 전압이 인가되는 동안에 비전도성 캐리어 본체를 전기도금조(electroplating bath) 내에 침지시키고 비전도성 캐리어 본체를 전기도금조 밖으로 들어올리는 작업 아암(work arm) 상으로 기재 캐리어를 장착하기 위한, 버스 바아 내의 복수의 장착 구멍들을 추가로 포함하는 기재 캐리어.
7. 복수의 기재들의 전기도금에 사용되는 기재 캐리어로서,
   외부면을 갖는 2개의 플레이트들을 포함하는 비전도성 캐리어 본체 - 상기 외부면 상에 상기 기재들이 배치됨 -;
   캐리어 본체 내에 매설된 전도성 라인들;
   캐리어 본체 내에 매설된 전도성 라인들에 영구적 방식으로 부착되는 복수의 전도성 클립 부착 부재들; 및
   클립 부착 부재들에 제거가능한 방식으로 부착되고, 기재들을 제위치에 보유하며, 기재들을 전도성 라인들과 전도가능하게 연결하는 복수의 접촉 클립들을 포함하는 기재 캐리어.
8. 제7항에 있어서, 접촉 클립은,
   접촉 클립의 기부(base);
   기재 캐리어의 클립 부착 부재와 정렬되는 기부 내의 구멍;
   접촉 클립의 기부와 캐리어 본체 사이에 배열된 O-링;
   기부 내의 상기 구멍 및 상기 O-링을 관통하여 기부를 클립 부착 부재에 부착시키고 O-링을 압축시키는 연결 나사;
   기부에 결합된 스프링; 및
   스프링에 결합되는 아암 - 팁(tip)이 클립에 의해 보유되는 기재와 접촉함 - 을 포함하는 기재 캐리어.
9. 삭제
10. 제7항에 있어서, 접촉 클립은,
    접촉 클립의 기부;
    기재 캐리어의 클립 부착 부재와 정렬되는 기부 내의 구멍;
    접촉 클립의 스프링-부착 플레이트;
    기부 내의 구멍과 정렬되는 플레이트 내의 구멍;
    상기 구멍들을 관통하고 클립 부착 부재 상으로 조여져 기부 및 플레이트를 캐리어 본체에 부착시키는 연결 나사;
    기부와 플레이트의 상기 구멍들 사이에서 정렬되는 구멍을 갖고 기부와 플레이트 사이에서 압축되는 O-링;
    플레이트에 기계적으로 결합되는 토션(torsion) 스프링; 및
    플레이트 및 스프링 둘 모두에 기계적으로 결합된 레버 - 레버의 핸들 상에서 내리누르는 것은 스프링의 아암이 캐리어 본체의 표면으로부터 멀리 상승하게 함 - 를 포함하는 기재 캐리어.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제

Images