KR102485544B1 - 전기 화학 증착 시스템 - Google Patents

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디미트리우스 파파파나이야토우
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로버트 문
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에이에스엠피티 넥스 인코포레이티드
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Abstract

가공물 상에 금속을 증착하기 위한 전기 화학 증착 시스템은 도금 용액을 수용하는데 적합한 증착 챔버, 제1 평면에서 가공물을 유지하기 위한 가공물 홀더, 제1 평면에 실질적으로 평행한 제2 평면에서 차폐물을 유지하기 위한 차폐물 홀더, 및 도금 용액을 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트를 포함하며, 가공물 홀더, 차폐물 홀더 및 교반 플레이트는 모두 증착 챔버 내로의 삽입 및 증착 챔버로부터의 제거에 적합하며, 가공물 홀더와 차폐물 홀더가 증착 챔버 내에 위치된 동안 제1 및 제2 평면들에 직각인 방향으로 가공물 홀더와 차폐물 홀더 사이의 상대 거리를 변경하도록 작동 가능한 액튜에이터를 추가로 포함한다.

Description

전기 화학 증착 시스템{ELECTROCHEMICAL DEPOSITION SYSTEMS}
본 발명은 전기 화학 증착 시스템, 및 전기 화학 증착 시스템에서 사용하기 위한 카트리지에 관한 것이다.
고급 패키징 수축을 위해 사용되는, 비교적 강성의 실리콘 원형 디스크들을 특징으로 하는 웨이퍼, 특히 반도체 웨이퍼, 또는 훨씬 크고 보다 유연한 직사각형 형상의 기판을 특징으로 하는 패널들과 같은 가공물(workpiece)에 대한 상호 연결 특징부 치수로서, 그리고 강화된 전기적 요건으로서, 공간 및 두께 균일성이 특히 중요한 다수의 응용이 있다. 본 발명은 이러한 응용을 위한 정확한 패턴에서의 금속의 전기 화학 증착(ECD)에 관한 것이다. 이하, 용어 "가공물"은 ECD 처리에 적합한 이러한 웨이퍼, 패널 및 기판을 포함하도록 사용될 것이다.
도 1은 US2017/0370017에 상세하게 설명된 기판 상에 금속을 증착하기 위한 공지된 ECD 시스템(500)을 개략적으로 도시한다. ECD 시스템(500)은 공통 플랫폼 상에 배열되고 하나 이상의 금속을 가공물 상에 증착하도록 구성된 적어도 하나의 ECD 모듈을 포함하는 다음에 설명되는 바와 같은 2개 이상의 처리 모듈을 포함한다. 각각의 ECD 모듈은 일정 체적의 양극액 유체(anolyte fluid)을 수용하도록 구성된 양극 구획, 일정 체적의 음극액 유체(catholyte fluid)를 수용하도록 구성된 음극 구획, 및 음극 구획으로부터 양극 구획을 분리하는 멤브레인을 포함한다. 로드/입력 스테이지(512)를 통해 ECD 시스템(500)으로 진입하는 가공물을 수용하고 각각의 수용된 가공물을 가요성 패널 홀더(PH)와 같은 가공물 홀더(525)에 로딩하기 위한 로더 모듈(510)을 포함하는 ECD 시스템(500)은 가공물의 세트를 수용하기 위한 로딩 포트를 가진다.
시스템(500)은, 가공물 홀더(525)를 통해 로더 모듈(510)로부터 주어진 처리 모듈, 예를 들어 ECD 모듈로 가요성 가공물을 운반하고 주어진 가공물을 주어진 처리 모듈 내로 하강시키도록 구성된 운반 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 처리를 위해 지정된 가공물 홀더(525)는 로딩되면, 필요에 따라 하나 이상의 전처리 모듈(520)에서 전처리되고; 하나 이상의 처리 모듈(530, 532, 534, 536, 538)에서 처리되고; 필요에 따라 하나 이상의 후처리 모듈(540)에서 후처리되도록 처리 경로(515)(PH 처리 경로 참조)를 따라서 진행할 수 있다. 전처리는 예를 들어 처리될 가공물을 세정 및/또는 습윤시키는 것을 포함할 수 있다. 처리는 예를 들어 금속과 같은 재료를 가공물 상에 증착하는 것을 포함할 수 있다. 그 후의 후처리는 예를 들어 가공물의 헹굼 및/또는 건조시키는 것을 포함할 수 있다.
언로더 모듈(550)은, 가공물 홀더로부터 가요성 가공물을 제거하고 가요성 가공물의 세트를 수용하도록 구성된 언로딩 포트로 가요성 가공물을 운반하도록 구성된다. 언로딩되면, 가공물 홀더(525)는 다른 가공물을 수용하기 위해 복귀 경로(555)(PH 복귀 경로 참조)를 따라서 로더 모듈(510)로 복귀할 수 있다. 다수의 가공물 홀더가 사용될 수 있으며, 일부 가공물 홀더는 저장 버퍼에서 유지된다.
ECD 시스템(500)은 하나 이상의 처리 셀, 즉 모듈(520, 530, 532, 534, 536, 538, 540)들에서 처리 유체를 관리하기 위한 화학제 관리 시스템(560)을 추가로 포함한다. 화학제 관리는 공급, 보충, 투여, 가열, 냉각, 순환, 재순환, 저장, 모니터링, 배출, 경감 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 시스템(500)은 또한 ECD 시스템(500)을 통한 가공물 움직임을 제어하거나 또는 복수의 모듈(520, 530, 532, 534, 536, 538, 540)의 화학적 조성, 온도, 유량(들) 등과 같은 화학적 특성을 제어하도록 컴퓨터 인코딩된 명령에 따라서 신호를 송수신할 수 있는 전기 관리 시스템(570)을 포함한다. 추가적으로, 전기 관리 시스템(570)은 주어진 ECD 모듈 내에 유지될 때 가요성 가공물의 한쪽 또는 양쪽 평면 표면에 전류를 인가하도록 구성될 수 있다. 이렇게 하여, 한쪽 또는 양쪽 표면에 금속이 도금될 수 있고 및/또는 관통 구멍이 금속으로 채워질 수 있다.
도 2는 이러한 ECD 시스템의 사시도를 개략적으로 도시한다. ECD 시스템(500)은 복수의 모듈(520, 530, 540)이 그 사이에 배치되는 로더 모듈(510) 및 언로더 모듈(550)을 포함한다. 로더 모듈(510) 및 언로더 모듈(550)이 ECD 시스템(500)의 원위 단부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 이들 로딩 및 언로딩 모듈들은 전체 시스템의 동일한 단부에 근접하여 배열될 수 있다. 가공물(W)은 가공물 홀더(525)에 로딩되고, 가공물 이송 시스템(560)을 통해 운반되며, 복수의 모듈(520, 530, 540) 내에서 위치 결정을 위해 배향될 수 있다.
본 발명의 기술 분야에서 이해되는 바와 같이, 애노드와 캐소드 또는 가공물 사이에 배치된 개방 영역을 가지는 유전체 차폐물들은 가공물 근처의 전기장을 전체적으로 변경하도록 ECD에서 사용되고, 이에 의해 예를 들어 말단기 효과(terminal effect) 또는 다른 1차원 도금 효과를 보상하도록 균일성 제어를 위해 증착 전류를 변경한다.
US7445697로부터 공지된 이러한 차폐물(100)의 예가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 여기서 차폐물(100)은 사용시에 가공물 가장자리 근처의 전기장을 차단하는 외부 링(114)을 포함한다. 외부 링(114)은 차폐물을 도금 모듈(도시되지 않음) 내의 하우징(도시되지 않음)에 연결하기 위한 체결 구멍(112)들을 포함한다. 이들 볼트는 도금 동안 외부 링(114)을 원형 가공물(도시되지 않음)과 정렬시킨다. 외부 링(114) 내에서 차폐물(100)의 실질적으로 평면인 바디(120)는 복수의 개구(116)를 한정한다. 개구(116)들은 일정 분포의 크기를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 개구(116)들은 차폐물(100)의 중심을 향해 지름이 더욱 커진다. 차폐물(100)에서의 구멍 패턴과 링(114)의 내경 모두는 가공물의 크기(차폐물(100)과 같은 차폐물은 일반적으로 가공물 전체 범위에 걸쳐서 연장될 수 있다), "조 전도도(bath conductivity)"(즉, 증착 챔버 내의 도금 용액의 전도도), 도금 속도 또는 기타 전체 파라미터에 의존할 수 있지만, 예를 들어, 밀리미터 스케일에서 가공물 패턴의 세부 사항에 의존하지 않는다.
이러한 차폐물은 일반적으로 구멍들 사이의 간격보다 상당히 큰 거리에서 가공물로부터 멀리 떨어져 위치된다. 도 4는 차폐물(100) 및 가공물(101)의 일부를 단면도로 개략적으로 도시한다. 차폐물(100)의 개구(116)들은 피치(H)로 이격되어 있다. 가공물(101)의 영역(106)은 상호 연결 특징부들을 수용한다. 특징부들은 예를 들어 범프, 기둥, 비아, 재분배 층 등일 수 있다. 특징부들은 균일하거나 불균일할 수 있다. 영역(106)은 높은 도금 가능 영역으로서 또한 공지된 높은 전류 밀도를 가지는 적어도 하나의 서브 영역 및/또는 소수의 상호 연결 특징부들 및 낮은 도금 가능 영역으로만 희박하게 채워진 적어도 하나의 서브 영역을 포함할 수 있다.
차폐물(100)과 가공물(101)의 대향 표면들은 갭 거리(G)에 의해 분리된다. 영역(106)에서의 도금의 균일성은 갭(G) 대 개구 피치(H)의 비와 관련된다. 도 4에 도시된 G/H의 비는 3:1이다. 시뮬레이션 및 실험 측정은 영역(106)에서 허용 가능한 도금 균일성을 달성하기 위해, G/H의 비가 3:1 이상이어야 한다는 것을 보여주었다. 영역(106)에서의 증착의 균일성은 포토레지스트-개방 패턴 밀도와 같은 다수의 인자에 의존할 것이다. 희박 및 치밀한 패턴이 모두 존재하면, "전류 밀집 현상(current crowding)"이라는 효과는 희박 영역들에서 보다 높은 증착 속도를 유발할 수 있다. 이러한 효과는 포토레지스트-개방 패턴 밀도의 영역들과 순수 포토레지스트의 영역들 사이의 경계 부근에서 특히 강하다.
도 3 및 도 4에 도시된 원거리 균일성 차폐물(far uniformity shield, FUS)들의 구멍 패턴은 가공물 상에서의 원하는 도금 패턴과 관련되지 않는다.
ECD 시스템의 양태, 유체 교반 및 종래 기술의 원거리 균일성 차폐물에 관한 배경 정보를 포함하는 다른 종래 기술은 S2005/0167275, US2012/0305404, US2012/0199475, US9631294, US9816194, US10014170, 및 US10240248을 포함한다.
출원인은 사용시에 특징부 패터닝의 길이 스케일에 대한 균일성 제어를 가능하게 하기 위해 가공물에 충분히 근접한 대안적인 형태의 차폐물이 엄격한 균일성 제어를 요구하는 응용에 유리할 것이라고 제안한다. 이러한 차폐물은 특정 가공물 패턴과 함께 사용하도록 특별히 설계된 개구들의 패턴을 가질 것이다.
그러나, ECD 시스템에서 이러한 "근접 패터닝 차폐물"(close patterning shield, CPS)을 구현하는데 많은 어려움이 있다. 예를 들어, 일부 ECD 시스템은 가공물 표면에서 유체를 교반하여 분배하기 위해 가공물을 회전시킨다. 가공물과 차폐물의 정렬은 차폐물이 가공물과 협력하여 회전되는 것을 요구하기 때문에 이러한 시스템에서 CPS를 구현하는 것은 어렵다. 이러한 시스템에서 차폐물과 가공물 사이의 도금 유체가 또한 회전하여, 기판 표면에서의 유체 교반을 감소시키고, 반응 종의 대량 운반을 제한하며, 허용할 수 없을 정도로 낮은 도금 속도를 유발한다.
또한, 일부 ECD 시스템은 가공물을 고정 유지하고, 유체 교반을 위해 패들들 또는 교반 플레이트들을 사용한다. 이러한 시스템에서, 유체 교반의 영향으로 인해 근접 패터닝 차폐물과 가공물 사이에 정확한 정렬을 장착하고 유지하는 것은 어렵다.
또한, 근접 패터닝 차폐물은 특정 가공물 패턴과 함께 사용하도록 설계되었기 때문에, 매번 가공물을 도금될 새로운 패턴으로 교체할 필요가 있다. 차폐물의 교체 및 재정렬은 일반적으로 교반 운동 구동 시스템의 재연결 및 재정렬을 요구하는 복잡한 작업이다. 구동 시스템을 연결하고 정렬해야 하는 필요성은 시스템 가용성을 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 가공물에 충분한 교반을 제공하고 근접 패터닝 차폐물과 가공물 사이의 정확한 정렬을 유지하며, 차폐물이 시스템 가용성의 최소 손실과 함께 대체될 수 있는 ECD 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 먼저 증착 챔버 내에 위치된 동안 가공물 및 차폐물이 상대적으로 이동되는 것을 가능하게 하는 ECD 시스템에 의해, 둘째로 모듈식 카트리지 내에서 증착 챔버에 삽입될 부품을 제공하고, 이들 구성 요소들의 배치 및 재배치를 돕는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 가공물 상에 금속을 증착하기 위한 전기 화학 증착 시스템으로서,
사용시에 도금 용액을 수용하는데 적합한 증착 챔버,
제1 평면에서 가공물을 유지하기 위한 가공물 홀더,
제1 평면에 실질적으로 평행한 제2 평면에서 차폐물을 유지하기 위한 차폐물 홀더,
사용시에 도금 용액을 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트를 포함하며,
가공물 홀더, 차폐물 홀더 및 교반 플레이트는 모두 증착 챔버 내로의 삽입 및 증착 챔버로부터의 제거에 적합하며,
전기 화학 증착 시스템은 가공물 홀더와 차폐물 홀더가 증착 챔버 내에 위치된 동안 제1 및 제2 평면들에 직각인 방향으로 가공물 홀더와 차폐물 홀더 사이의 상대 거리를 변경하도록 작동 가능한 액튜에이터를 추가로 포함하는, 전기 화학 증착 시스템이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 가공물 상에 타겟 물질을 증착하기 위한 전기 화학 증착 시스템에서 사용하기 위한 카트리지로서,
사용시에 액체를 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트, 및
차폐물을 유지하기 위한 차폐물 홀더를 포함하는, 카트리지가 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 제2 양태의 카트리지를 포함하는 전기 화학 증착을 위한 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특정 양태 및 특징은 첨부된 청구범위에 기재되어 있다.
본 발명은 이제 첨부 도면(축척이 아님)을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 공지된 ECD 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 2는 도 1의 ECD 시스템의 개략적으로 도시한 사시도;
도 3은 공지된 원거리 균일성 차폐물의 주요 표면을 개략적으로 도시한 도면;
도 4는 가공물에 대해 위치된 원거리 균일성 차폐물을 개략적으로 도시한 확대된 단면도;
도 5는 접 패터닝 차폐물, 및 불균일한 증착 영역을 가지는 근가공물을 개략적으로 도시한 확대 단면도;
도 6은 가공물의 다이 레벨에서 특징부 패턴 영역들의 예시적인 세트를 위로부터 개략적으로 도시한 도면;
도 7은 도 6의 가공물과 함께 사용하기 위한 근접 패터닝 차폐물의 일부를 위로부터 개략적으로 도시한 도면;
도 8a는 도 7의 일부를 포함하는 직사각형 근접 패터닝 차폐물을 위로부터 개략적으로 도시한 도면;
도 8b는 도 7의 일부를 포함하는 원형의 근접 패터닝 차폐물을 위로부터 개략적으로 도시한 도면;
도 9는 원거리 균일성 및 근접 위치 결정 차폐물들을 사용할 때 도 6의 희박하게 채워진 상호 연결 영역들에 대한 균일성 대 차폐물-가공물 갭(shield-to-workpiece gap)의 그래프;
도 10은 원거리 균일성 및 근접 위치 결정 차폐물들을 사용할 때 도 6의 밀집하게 채워진 상호 연결 영역들에 대한 균일성 대 차폐물-가공물 갭의 그래프;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 도금 모듈(electroplating module)의 가공물을 수용하는 가공물 홀더, 카트리지, 및 구성 요소를 개략적으로 도시한 분해 사시도;
도 12는 부분적으로 삽입된 가공물 홀더를 가지는, 도 11의 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 사시도;
도 13은 부분적으로 삽입된 카트리지를 가지는, 도 11의 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 사시도;
도 14는 완전히 삽입된 가공물 홀더 및 2개의 카트리지를 가지며 카트리지를 위한 지지 특징부들을 도시한, 도 11의 전기 화학 도금 모듈의 일부를 개략적으로 도시한 사시 단면도;
도 15는 삽입 후에 가공물 홀더 및 카트리지를 도시한, 도 14의 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 사시 단면도;
도 16은 카트리지 작동 후의 도 15와 유사한 도면;
도 17은 도 11 내지 도 16의 카트리지 및 가공물 홀더와 관련하여 선형 운동 구동 구성 요소들을 개략적으로 도시한 사시도;
도 18은 교반 플레이트로의 선형 운동 결합을 도시하는 2개의 카트리지를 개략적으로 도시한 확대 사시도;
도 19는 가공물과 근접하게 정렬된 균일성 차폐물을 가지는 카트리지를 도시한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 절단 상부 사시도; 및
도 20은 부분적으로 삽입된 카트리지를 가지는, 도 19의 모듈을 개략적으로 도시한 절단 분해 사시도.
일관성 및 명확성을 위해, 이하의 설명 전반에 걸쳐서 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 도면 부호가 유지될 것이다.
도 5는 "근접 패터닝" 차폐물("CPS")(200), 및 불균일한 증착 영역(107)을 가지는 가공물(101)의 확대 단면도를 개략적으로 도시한다. 도 4에 도시된 장치와 비교하여, 도시된 차폐물 범위에서의 차폐물(200)의 개구(116')들은 피치(H)로 이격되는 반면에, 차폐물(200) 및 가공물(101)의 대향 표면들은 갭 거리(G)만큼 분리된다. 여기서, 갭(G) 대 간격(H)의 비 0.5이다. 바람직하게, G, 차폐물(200)과 가공물(101)의 대향 표면들 사이의 거리는 2 내지 6 mm의 범위 내에 있다. 가공물(101) 상의 영역(107)들은 개구(116')를 통해 도금 전류를 수신하지만, 전류가 차폐물 영역(117)에 의해 차단됨에 따라서 영역(107)들 사이의 갭 영역(108)들은 도금 전류를 수신하지 못한다. 그러므로, 패터닝 체계는 도 2 및 도 3의 원거리 차폐물 기술과 도 5의 근접 차폐물 기술 사이에서 매우 다르다.
전기 도금에서 근접 차폐물을 가지는 장점이 있다. 한 가지 장점은 희박하고 밀집하게 채워진 영역들이 적절한 전류 밀도를 수신하도록 전류 밀집 현상 효과를 보상하는 능력이다. 도금에서 CPS를 사용하는데 있어서 중요한 것은 차폐물이 그 안에 형성된 개구들의 패턴을 가지는 실질적으로 평면인 플레이트, 및 사용시에 가공물 상에 위치된 특징부들의 위치에 실질적으로 대응하는 개구들의 패턴을 포함한다는 것이다. 그러므로, 개구(116)들은 적절하게 크기화되고 가공물(101) 상의 특징부와 정렬되어야만 한다. 개구(116)들은 원형, 타원형, 정사각형 또는 직사각형을 포함하는 다양한 형상일 수 있다. 근접 차폐물에 대한 갭(G) 대 개구(H)의 비는 도 3에 도시된 것과 같은 종래의 원거리 균일성 차폐물("FUS")과 비교하여 개선된 균일성을 달성하기 위해 통상적으로 약 1:1의 갭에서 2:1 미만일 것이다.
도 6은 가공물의 다이 레벨에서 특징부 패턴 영역들의 예시적인 세트를 위로부터 개략적으로 도시한다. 여기서 50 ㎜ x 50 ㎜인 단일 다이(210)는 2가지 유형의 특징부 패턴 영역(211 및 212)들을 포함한다. 중앙의 정사각형 영역(212)은 20 ㎜ x 20 ㎜의 치수를 가지며, 30%의 도금 가능 영역을 가지는 비교적 희박한 패턴 특징부들을 가진다. 직사각형 영역(211)들은 5 ㎜ x 10 ㎜의 치수를 가지며, 패턴 특징부들이 비교적 밀집되어 있다. 영역(211)들의 도금 가능 면적은 55%이다. 영역(211 및 212)들 내의 특징부들은 이들 영역의 크기보다 훨씬 작을 수 있는데, 예를 들어 10-100 ㎛ 범위의 직경을 가지는 원형 개구들 또는 2-10 ㎛ 범위의 폭을 가지는 라인들이다.
도 7은 도 6의 가공물와 함께 사용하기 위한 플레이트의 형태를 하는 실질적으로 평면인 근접 패터닝 차폐물(200)의 일부(220)를 위로부터 개략적으로 도시한다. CPS 부분(220)은 도 6에 도시된 상호 연결 특징부들의 가공물의 패턴을 위해 균일한 증착에 최적화된 개구(221 및 222)들을 가진다. 점선 영역(211' 및 212')들은 CPS 부분(220)이 다이(210)와 정렬될 때 다이(210)의 상호 연결 영역(211 및 212)들의 크기 및 상대 위치를 도시한다. 이 예에서, 개구(221, 222)들의 중심 사이의 거리는 20 ㎜이다.
개구(221 및 222)들은 대응하는 패턴 영역(211 및 212)들보다 크기가 더 작다. 여기서 개구 길이 대 도금 영역의 비는 "수축 계수(shrink factor)"로서 지칭된다. 예를 들어, 개구(221)의 크기가 2.5 ㎜ x 5 ㎜이고 패턴 영역(211)의 크기가 5 ㎜ x 10 ㎜이면, 수축 계수는 0.5이다.
도 8a 및 도 8b는 근접 패터닝 차폐물의 2개의 대안적인 형태, 즉 도 7에 도시된 바와 같은 주기적으로 반복되는 CPS 부분(220)들을 각각 포함하는 직사각형 및 원형 차폐물을 위로부터 각각 개략적으로 도시한다. 각각의 경우에, 차폐물은 그 안에 형성된 개구들의 패턴을 가지며, 패턴은 차폐물 플레이트의 평면의 평면 범위를 가로질러 주기적으로 반복되는 복수의 서브 패턴(즉, 부분(220)에 포함된 개구의 배열)을 포함한다. 주기는 예를 들어 차폐물의 주 방향, 즉 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 상하 좌우로 5 내지 100 ㎜의 범위일 수 있다. 도 8a에 도시된 직사각형 차폐물(200R)은 직사각형 가공물들을 도금하는데 적합한 반면에, 도 8b에 도시된 원형 차폐물(200C)은 원형 가공물을 도금하는데 적합하다. 각각의 부분(220) 또는 서브 패턴은 대응하는 기판(101) 상의 하나의 다이에 대응한다. 이들 도면에 예시된 바와 같이, 근접 위치 결정 차폐물들은 직사각형, 정사각형, 또는 원형을 포함하는 임의의 형상일 수 있다. 이들 실시예에 도시된 개구(221 및 222)들이 직사각형 및 정사각형일지라도, 다른 실시예에서, CPS 개구들 예를 들어 원형, 타원형 및 직사각형을 포함하는 임의의 형상일 수 있다.
구멍들의 CPS(200) 패턴은 가공물 표면에서의 전기장 및 증착 속도를 해결하기 위해 가공물(101) 상에서의 포토레지스트 특징 패턴에 관한 정보뿐만 아니라 도금 모듈에 대한 기하학적 및 전기적 정보를 통합하는 전기 화학적 모델링 소프트웨어를 사용하여 설계될 수 있다. 이러한 소프트웨어에 통합된 도금 모듈의 기하학적 특징부들은 애노드 조립체(아래 설명된 바와 같이), 차폐물(200), 교반 플레이트(아래 참조), 및 전기장에 영향을 미칠 수 있는 임의의 추가 전극들 또는 표면들의 CAD 모델을 사용할 수 있다. 이러한 시뮬레이션에서의 전기적 정보는 애노드와 가공물 표면에서의 화학적 효과, 존재하면 멤브레인의 효과, 및 하나 이상의 도금조의 전기 전도도에 대한 모델을 포함한다. 모델링 소프트웨어의 예는 미국, 메사추세츠, 벌링턴에 소재하는 COMSOL Inc.로부터 입수 가능한 COMSOL Multiphysics의 전착 모듈(Electrodeposition Module)이다. 이러한 소프트웨어를 사용하여 최적화된 CPS(200) 특징부들은 차폐물 내의 개구의 수, 위치, 형상 및 크기뿐만 아니라 차폐물 플레이트 두께를 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어를 사용하여 최적화될 수 있는 도금 모듈 특징부들은 작업 공간 갭(105)에 대한 차폐물뿐만 아니라 세그먼트화된 애노드, 멤브레인, 교반 플레이트, 가공물 및 차폐물 홀더, 멤브레인, 모듈 표면 및 임의의 추가 전극의 형상 및 위치를 포함한다.
도 9는 원거리 균일성 및 근접 위치 결정 차폐물들을 사용할 때 도 6의 다이의 희박하게 채워진 상호 연결 영역(212)들에 대한 균일성 대 차폐물-가공물 갭(G)의 그래프를 도시한다. 그래프는 COMSOL Multiphysics 소프트웨어를 사용한 시뮬레이션의 결과를 도시한다. 플롯 좌표는 1 시그마 균일성으로서 또한 공지된 도금 증착 속도의 정규화된 표준 편차이다. 플롯에는 4개의 곡선이 표시된다. "FUS"라고 표시된 곡선은 2 ㎜ 그리드에서 균일하게 이격된 1 ㎜ 직경의 원형 개구를 가지는 차폐물에 대한 균일성이다. FUS에 대한 균일성은 1:10의 G/H 비에 대응하는 2-20 ㎜의 갭에 대해 6.2-8%의 범위에 있다. "CPS"로 표시된 3개의 곡선은 수축 계수("SF")가 0.5, 0.6 및 0.7인 차폐물(220)에 대한 균일성이다. 그래프는 FUS에 비해 CPS로 훨씬 더 우수한 균일성이 달성될 수 있다는 것을 도시한다. 그래프는 또한 최적의 갭은 수축 계수에 따라 달라진다는 것을 또한 도시한다. 0.7의 수축비에 대해, 최적의 갭은 4 ㎜이며 1.4%의 1 시그마 균일성을 야기한다. 이러한 균일성은 FUS보다 훨씬 양호하다.
도 10은 원거리 균일성 및 근접 위치 결정 차폐물들을 사용할 때 도 6의 다이의 밀집하게 채워진 상호 연결 영역(211)들에 대한 균일성 대 차폐물-가공물 갭(G)의 그래프를 도시한다. 그래프는 COMSOL Multiphysics 소프트웨어를 사용한 시뮬레이션 결과를 도시한다. FUS라고 표시된 곡선은 2 ㎜ 그리드에서 균일하게 이격된 1 ㎜ 직경의 원형 개구를 가지는 차폐물에 대한 범프 높이의 정규화된 표준 편차이다. FUS에 대한 균일성은 1:10의 G/H 비에 대응하는 2-20 ㎜의 갭에 대해 4.5-6.2%의 범위에 있다. 최적의 수축 계수는 0.6이지만, 균일성은 희박 영역에 대한 것보다 밀집 영역에 대한 수축 계수에 덜 민감한다. 4 ㎜의 최적의 갭에서, 도 7에 도시된 개구를 가지는 CPS(200)에 대한 G/H 비는 (4 ㎜/20 ㎜) = 0.2이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 ECD 시스템의 전기 도금 모듈의 가공물을 수용하는 가공물 홀더, 카트리지, 및 구성 요소를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다. 전기 도금 모듈(300)은 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 ECD 시스템의 많은 구성 요소를 보유하기 위해, 사용시에 가공물의 평면에 실질적으로 평행한 2개의 반대의 주 표면을 가지는 일반적으로 입방체 형태의 하우징(301)을 포함한다. 특히, 하우징(301)은 적어도 하나의 증착 챔버 또는 도금조를 수용하며, 적어도 하나의 증착 챔버 또는 도금조는 도금 용액을 수용하고 다음에 상세히 설명되는 바와 같이 가공물 홀더(310)에 의해 제1 평면에 유지되는 가공물(311), 제1 평면에 실질적으로 평행한 제2 평면에서 각각의 차폐물 홀더, 여기에서 카트리지 프레임(321)에 의해 유지되는 적어도 하나의 근접 패터닝 차폐물(CPS)(200), 및 사용시에 도금 용액을 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트(312)를 수용하는데 적합하다. 도시된 바와 같이, CPS(200), 교반 플레이트(312) 및 카트리지 프레임(321)은 증착 챔버 내로의 통합 삽입 및 증착 챔버로부터의 제거를 위해 카트리지(320)로서 함께 조립된다. 적어도 하나의 추가 카트리지가 증착 챔버 내로의 삽입 및 증착 챔버로부터의 제거를 위한 제공될 수 있으며, 도 11에는 2개의 이러한 카트리지(320)가 도시되어 있다.
관련 전기 연결부(313)들에 의해 구동되는 다수의 세그먼트를 가지는 애노드 조립체(302)가 하우징(301)의 한쪽 또는 양쪽 주요 외부 표면 상에 제공되며, 이러한 구성은 본 발명의 기술 분야에서 공지되어 있다.
모듈(300)은 또한 사용시에 가공물의 평면에 평행한 방향으로, 즉 도 11에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 교반 플레이트(312)들을 구동하도록 작동 가능한 리니어 모터(303)들을 포함하며, 그 동작이 다음에 보다 상세하게 설명될 것이다.
ECD 시스템은 전체적으로 복수의 이러한 모듈(300)을 포함할 뿐만 아니라, 도 1 및 도 2를 참조하여 위에서 도시되고 설명된 공지된 시스템과 동일하거나 유사한 방식으로 가공물(및 그 가공물 홀더)을 정확한 모듈로 이동시키고, 이를 삽입 및 제거하고, 시스템으로부터 가공물을 배출하기 위한 운반 및 제어 메커니즘을 포함할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 이러한 장치는 당업계에 공지되어 있으며 당업자에 의해 잘 이해될 수 있으므로, 이들 시스템의 이러한 특징은 더 상세히 논의될 필요가 없다.
도 12는 도 11의 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이며, 여기에서, 가공물 홀더(310) 및 그 가공물(311)이 모듈(300)의 증착 챔버 내로 부분적으로 삽입되어 있다. 예시적인 가공물 홀더(310)는 미국 특허 제10,283,396호에 설명되어 있다. 처리 전에, 도 1 및 도 2를 참조하여 위에서 도시되고 설명된 것과 같은 운반 시스템이 가공물 홀더(310)를 하우징(301) 내로 하강시키도록 사용된다. 전기 도금 후에, 운반 시스템은 가공물 홀더(310)를 상승시키고, 추가 처리를 위해, 예를 들어 가공물(311)을 세정하고 건조시키도록 가공물 홀더(310)를 다른 모듈(도시되지 않음)로 이송하도록 작동된다.
도 13은 도 11의 전기 화학 도금 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이며, 여기에서, 각각의 카트리지(320)는 모듈(300)의 증착 챔버 내로 부분적으로 삽입되어 있다. 각각의 카트리지(320)는 CPS(200), 교반 플레이트(312) 및 카트리지 프레임(321)을 포함하고, 이 실시예에서 가공물의 평면과 실질적으로 평행한 평면에서 CPS(200)를 유지하기 위한 차폐물 홀더로서 작용하며, 증착 챔버로 내로의 삽입 및 증착 챔버로부터의 제거 동안 각각의 가공물 홀더와의 평행한 정렬로 교반 플레이트(312)를 유지한다.
도 14는 완전히 삽입된 가공물 홀더(310) 및 2개의 카트리지(320)를 구비하고, 카트리지들에 대한 지지 특징부들을 도시하는, 도 11의 전기 화학 도금 모듈(300)의 베이스 부분을 사시 단면도로 개략적으로 도시한다. 각각의 카트리지(320) 내에서, 교반 플레이트(312)의 베이스(314)는 카트리지 프레임(321)의 가장 낮은 범위를 넘어서 교반 지지 플레이트(332)까지 하우징(301)의 바닥을 향해 아래로 연장된다. 또한 각각의 애노드 조립체(302)가 애노드 지지부(326)에 의해 지지되는 애노드(324)를 포함한다는 것을 알 수 있다. 그 주변부에서 하우징에 장착된 멤브레인(327)들은 상이한 화학적 조성을 가지는 도금조를 각각 수용하는 2개의 구획, 즉 내부 캐비티(304) 및 외부 캐비티(323)로 하우징(301)을 분리한다. 각각의 멤브레인(327)은 멤브레인 지지부(328)에 의해 유지된다. 가공물(311)의 양면 상에서의 도금이 도시된 바와 같이 2개의 애노드(324), 2개의 CPS(200), 및 2개의 교반 플레이트(312)를 필요로 한다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 가공물(311)의 단일 면 도금을 위한 대안적인 실시예에서, 단일 애노드(324), CPS(200) 및 교반 플레이트(312)만이 요구된다.
도 15는 삽입 후의 가공물 홀더(310) 및 카트리지(320)를 도시하는, 도 14의 전기 화학 도금 모듈(300)의 사시 단면도를 개략적으로 도시한다. 각각의 카트리지(320)에서, 카트리지 프레임(321)은 병진 가이드(322)의 대응하는 수직 슬롯형 특징부들과 짝맞춤되는 짝맞춤 특징부들을 포함하며, 병진 가이드는 차례로 CPS(200)를 운반하고 삽입 동안 이를 지지한다. 삽입 후에, 가이드(322)에 있는 슬롯형 특징부들은 CPS(200)와 가공물(311) 사이의 평행 정렬을 유지한다. 액튜에이터(325)는 카트리지 프레임(321)에 근접하여 하우징(301)의 내부 표면에 제공되고, CPS(200)와 가공물(311) 사이의 거리를 변화시키기 위해 하우징(301)에 대하여 카트리지 프레임(321), 병진 가이드(322), CPS(200) 및 교반 플레이트(312)를 이동시키도록 작동 가능하다. 도 15는 증착 챔버의 내부 캐비티(304) 내로 가공물 홀더(310)의 삽입을 위해 교반 플레이트(312)와 가공물(311) 사이에 충분한 여유를 제공하는 한편 교반 플레이트(312)와 가공물(311) 사이의 간섭의 가능성을 최소화하는, 후퇴 위치에 있는 카트리지(320)를 도시한다. 이러한 여유는 가공물(311)이 가요성이고 약간 구부러질 수 있는 경우에 특히 유리하다. 액튜에이터(325)는 당업자에게 명백한 바와 같이 공압식, 기계식 또는 전기식일 수 있다.
도 16은 카트리지 작동 후의 도 15와 유사한 도면이다. 액튜에이터(325)에 의한 가이드(322)들, 그러므로 카트리지(320)의 병진 후에, CPS(200)는 가공물(311)에 근접하여 가공물과 정렬된다. 카트리지(320)가 이러한 근접 정렬에 있으면, 전기 도금을 위해 가공물(311)에 전류가 제공될 수 있다. 가공물 홀더(310)에 대한 전기 연결은 접촉의 활성화에 의해 확립되며, 이는 당업자에게 이해되는 바와 같이 하나 이상의 공압 피스톤 또는 클램프(도시되지 않음)를 사용하여 수행될 수 있다.
도 17은 도 11 내지 도 16의 카트리지(320) 및 가공물 홀더(310)와 관련하여 선형 운동 구동 구성 요소를 개략적으로 도시한 사시도이다. 리니어 모터(303)들은 수직 구동 운동을 생성하도록 작동 가능하며, 사용시에 그 각각의 측면 상에서 가공물의 평면에 평행하게 연장되고 실질적으로 가공물의 평면 내에 있는 각각의 구동 샤프트(317)를 통해 교반 지지 플레이트(332)에 결합된다. 교반 지지 플레이트(332)는 2개의 구동 샤프트(317)의 원위 단부들 사이에서 연장되는 세장형 빔이며, 사용시에 교반 지지 플레이트(332)에 대한 교반 플레이트 베이스(314)의 돌출 연장부(333)와 돌출 베이스 플레이트 연장부(331) 사이의 커플링을 통해 수직 구동 운동을 교반 플레이트(312)에 적용하며, 연장부(333)와 베이스 플레이트 연장부(331)는 카트리지(320)가 하우징(301) 내로 삽입될 때 정렬되어 인접한다.
도 18은 각각의 카트리지(320)가 하우징(301) 내로 삽입되고 그 각각의 CPS(200)가 가공물(311)에 밀접하게 정렬되고 각각의 카트리지 프레임(321)에 의해지지되는, 그 교반 플레이트(312)들에 대한 선형 운동 결합을 도시하는 2개의 카트리지(320)의 확대된 사시도를 개략적으로 도시한다. 각각의 교반 플레이트(312)의 교반 플레이트 베이스(314)는 공통 교반 지지 플레이트(332)와 맞닿도록 각각의 카트리지 프레임(321)을 넘어서 아래로 연장된다. 교반 지지 플레이트(332)는 상향 교반 구동력(리니어 모터(303)들에 의해 생성된, 도 17 참조)을 교반 플레이트(312)에 결합한다. 교반 플레이트 연장부(333)와 베이스 플레이트 연장부(331) 사이의 커플링은 교반 플레이트(312)에 하향 교반 구동력을 제공한다. 교반 플레이트 연장부(333)와 베이스 플레이트 연장부(331) 사이의 커플링은 기계적 또는 자기적일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 교반 플레이트 연장부(333)와 베이스 플레이트 연장부(331) 사이의 커플링은 자기적이며, 이는 교반 구동력의 전달이 자기 정렬되는 것을 허용한다. 연장부(333, 331)들에 제공된 자석은 교반 지지 플레이트(332)와 교반 플레이트 연장부(333) 사이의 결합력이 교반 동안 관성 및 점성력을 극복하기에 충분하지만 카트리지(320)가 수동으로 여전히 제거 가능하도록 크기화될 수 있다.
도 19는 가공물(311)과 밀접하게 정렬된 CPS(200)를 가지는 카트리지(320)를 도시하는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평 전기 화학적 도금 모듈(300')을 개략적으로 도시한 절단 상부 사시도이다. 여기에서, 용어 "수평 모듈"은 평면 가공물(311)뿐만 아니라 CPS(200) 및 교반 플레이트(312)가 도 11 내지 도 18에서 기술된 "수직" 장치와 대조적으로 증착 동안 수평 배향으로 모두 유지된다는 것을 의미한다. 간략화를 위해, 단일 카트리지(320)만을 포함하는 배열이 도시되어 있지만, 당업자에게 명백한 바와 같이, 가공물(311)의 각각의 측면 상에 하나의 카트리지를 가지는 2-카트리지 구성이 동일하게 가능하다.
도 19에 도시된 바와 같이, 모듈(300')은 사용시에 도금 용액을 수용하는데 적합한 중앙 증착 챔버를 둘러싸는 적층 구성으로 제공되는 3개의 하우징 부분, 즉 상부 하우징(301A), 중간 하우징(301B), 및 하부 하우징(301C)을 가지는 하우징(301)에 의해 한정된다. 카트리지(320)는 도시된 바와 같이 가공물(311)와 밀접하게 정렬된 CPS(200), 및 교반 플레이트(312)를 포함한다. 하부 하우징(301C) 상의 모듈(300')의 베이스에 근접하여 위치된 애노드 조립체(302)는 복수의 애노드 세그먼트(324)를 포함한다. 멤브레인 지지부(328)에 의해 유지되는 멤브레인(327)은 하부 하우징(301C) 내의 하부 캐비티(343)에 있는 도금 유체(도금 용액)를 중앙 하우징(301B) 내의 상부 캐비티(344)에 있는 유체로부터 분리한다. 카트리지(320)는 가공물(311)과 밀접한 정렬을 유지하기 위해 중앙 하우징(301B)에 제공된 프로파일 특징부들에 의해 지지된다. 가공물(311)은 중앙 하우징(301B) 내에서 지지되는 캐리어(338)에 의해 유지되며, 이는 가공물(311)의 가장자리에서 전기 연결부 및 유체 밀봉부 모두를 제공한다. 상부 하우징(301A)은 소비된 유체를 위한 배출 매니폴드(329)를 지지한다.
도 20은 부분적으로 삽입된 카트리지(320)를 가지는, 도 19의 모듈(300')을 개략적으로 도시한 절단 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 카트리지(320)는 상부 하우징(301A)과 중앙 하우징(301B) 사이에 삽입 가능하다. 상부 하우징(301A)은 예를 들어 카트리지(320)의 삽입을 허용하기에 충분한 여유를 제공하기 위해 수직으로 작동될 수 있거나, 또는 대안적인 실시예(도시되지 않음)에서, 액튜에이터는 카트리지(320)를 수용하도록 예를 들어 클램 쉘(clam-shell) 방식으로 중앙 하우징(301B)에 대해 상부 하우징(301A)을 개방할 수 있다. 모든 실시예에서, 카트리지(320)가 증착 챔버 내로 삽입되면, 액튜에이터(25)는 가공물 홀더와 차폐물 홀더 사이의 상대 거리를 감소시키도록 작동할 것이다.
전술한 실시예는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위 내의 다른 가능성 및 대안은 당업자에게 명백할 것이다.
100 : 원거리 균일성 차폐물 101 : 가공물
106 : 가공물 영역 107 : 영역
108 : 갭 영역 112 : 체결 구멍
114 : 외부 링 116, 116' : 개구
117 : 차폐물 영역 120 : 평면체
200 : 근접 패터닝 차폐물(CPS) 220 : 차폐물 부분
300 : 모듈 300' : 수평 모듈
301 : 하우징 301A : 상부 하우징
301B : 중앙 하우징 301C : 하부 하우징
302 : 애노드 조립체 303 : 리니어 모터
304 : 내부 캐비티 310 : 가공물 홀더
311 : 가공물 312 : 교반 플레이트
314 : 교반 플레이트 베이스 313 : 전기 연결부
320 : 카트리지 321 : 카트리지 프레임
322 : 병진 가이드 323 : 외부 캐비티
324 : 애노드 325 : 액튜에이터
326 : 애노드 지지부 328 : 멤브레인 지지부
329 : 배출 매니폴드 331 : 베이스 플레이트 연장부
332 : 교잔 지지 플레이트 333 : 교반 플레이트 연장부
343 : 하부 캐비티 344 : 상부 캐비티
338 : 캐리어 G : 갭 거리
H : 개구 간경 500 : 공지된 ECD 시스템
510 : 로더 모듈 512 : 로드d/입력 스테이지
515 : 처리 경로 520 : 전처리 모듈
525 : 가공물 홀더 530, 532, 534, 536, 538 : 처리 모듈
540 : 후처리 모듈 550 : 언로더 모듈
555 : 복귀 경로 560 : 화학제 관리 시스템
570 : 전기 관리 시스템 PH : 패널 홀더

Claims (20)

  1. 가공물 상에 금속을 증착하기 위한 전기 화학 증착 시스템으로서,
    사용시에 도금 용액을 수용하는데 적합한 증착 챔버,
    제1 평면에서 가공물을 유지하기 위한 가공물 홀더,
    상기 제1 평면에 실질적으로 평행한 제2 평면에서 상기 차폐물 및 가공물이 갭 거리만큼 분리된 상태에서 사용시에 증착 영역을 향하는 차폐물을 유지하기 위한 차폐물 홀더, 및
    상기 차폐물 홀더에 의해 유지되는 차폐물로서, 상기 차폐물은 개구들의 패턴이 내부에 형성되는 실질적으로 평면인 플레이트를 구비하고, 상기 개구들의 패턴은 사용시에 상기 가공물에 위치되는 특징부들의 위치에 실질적으로 대응하고,
    상기 가공물 홀더 및 상기 차폐물 홀더는 둘 다 상기 증착 챔버 내로의 삽입 및 상기 증착 챔버로부터의 제거에 적합하며,
    상기 전기 화학 증착 시스템은, 상기 가공물 홀더와 상기 차폐물 홀더가 상기 증착 챔버 내에 위치되는 동안 상기 제1 및 제2 평면들에 직각인 방향으로 상기 가공물 홀더와 상기 차폐물 홀더 사이의 상대 거리를 변경하여서 상기 차폐물과 상기 가공물 사이의 갭 거리를 변경하도록 작동 가능한 액튜에이터를 더 구비하고,
    상기 액튜에이터는 상기 차폐물과 상기 가공물의 대향 표면들이 사용시에 상기 증착 챔버 내에서 2 내지 6 mm의 범위의 갭 거리 내에 있도록 상기 가공물 홀더와 상기 차폐물 홀더 사이의 상대 거리를 변경하기 위해 작동 가능한, 전기 화학 증착 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 사용시에 도금 용액을 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트를 더 구비하고,
    상기 교반 플레이트는 상기 증착 챔버 내로의 삽입 및 상기 증착 챔버로부터의 제거에 적합한, 전기 화학 증착 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교반 플레이트와 상기 차폐물 홀더는 상기 증착 챔버 내로의 삽입 및 상기 증착 챔버로부터의 제거를 위한 카트리지로서 함께 조립되는, 전기 화학 증착 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 교반 플레이트는 상기 차폐물 홀더 상에 장착되는, 전기 화학 증착 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 교반 플레이트는 상기 제1 평면에 평행한 방향으로 상대 운동을 허용하도록 상기 차폐물 홀더 상에 이동 가능하게 장착되는, 전기 화학 증착 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 증착 챔버 내로의 삽입 및 상기 증착 챔버로부터의 제거를 위한 적어도 하나의 추가 카트리지를 구비하는, 전기 화학 증착 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 차폐물은 개구들의 패턴이 내부에 형성되는 실질적으로 평면인 플레이트를 구비하고, 상기 패턴은 상기 플레이트의 평면 범위를 가로질러 주기적으로 반복되는 복수의 서브 패턴들을 구비하는, 전기 화학 증착 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 주기는 5 내지 100 mm의 범위에 있는, 전기 화학 증착 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 액튜에이터는 전기식 액튜에이터, 공압식 액튜에이터, 및 유압식 액튜에이터로 이루어진 그룹 중 하나를 구비하는, 전기 화학 증착 시스템.
  12. 제2항에 있어서, 교반 액튜에이터를 구비하고, 상기 교반 액튜에이터는 상기 제1 평면에 평행한 방향으로 삽입된 교반 플레이트의 왕복 선형 운동을 실행하기 위하여, 상기 증착 챔버에 삽입될 때 상기 교반 플레이트에 작동 가능하게 연결되는, 전기 화학 증착 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 교반 플레이트와 상기 교반 액튜에이터 사이의 커플링을 구비하고, 상기 커플링은 상기 교반 플레이트가 상기 증착 챔버 내로 삽입될 때 결합되고, 상기 교반 플레이트가 상기 증착 챔버로부터 제거될 때 결합 해제되는, 전기 화학 증착 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 커플링은 자기적 커플링을 구비하는, 전기 화학 증착 시스템.
  15. 가공물의 증착 영역 상에 타겟 물질을 증착하기 위한 전기 화학 증착 시스템에서 사용하기 위한 카트리지로서,
    사용시에 액체를 교반하도록 프로파일링된 표면을 가지는 교반 플레이트,
    사용시에 상기 증착 영역을 향하고 갭 거리만큼 상기 가공물과 분리되는 차폐물을 유지하기 위한 차폐물 홀더, 및
    상기 차폐물 홀더에 의해 유지되는 차폐물을 구비하고,
    상기 차폐물은 개구들의 패턴이 내부에 형성되는 실질적으로 평면인 플레이트를 구비하고, 상기 개구들의 패턴은 사용시에 상기 가공물에 위치되는 특징부들의 위치에 실질적으로 대응하는, 카트리지.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제15항에 있어서, 상기 차폐물은 개구들의 패턴이 내부에 형성되는 실질적으로 평면인 플레이트를 구비하고, 상기 패턴은 상기 플레이트의 평면 범위를 가로질러 주기적으로 반복되는 복수의 서브 패턴들을 구비하는, 카트리지.
  19. 제18항에 있어서, 상기 주기는 5 내지 100 mm의 범위에 있는, 카트리지.
  20. 제15항의 카트리지를 구비하는 전기 화학 증착을 위한 시스템.
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