KR102641458B1 - 반도체 전기도금 장치들을 위한 립시일들 및 콘택트 엘리먼트들 - Google Patents

Abstract

전기도금 동안 반도체 기판을 홀딩하고, 시일링하고, 그리고 전력을 반도체 기판에 제공하기 위한 컵 어셈블리들이 개시되고, 컵 어셈블리들은 메인 바디 부분 및 모멘트 암을 가진 컵 하단 엘리먼트, 모멘트 암 상에 배치된 탄성중합체 시일링 엘리먼트, 및 탄성중합체 시일링 엘리먼트 상에 배치된 전기적 콘택트 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 메인 바디 부분은 기판이 모멘트 암에 대해 가압될 때 메인 바디 부분이 실질적으로 플렉싱되지 (flex) 않을 수도 있고, 메인 바디 부분은 컵 구조체의 또 다른 피처에 단단히 부착될 수도 있다. 모멘트 암의 평균 수직 두께에 대한 메인 바디 부분의 평균 수직 두께의 비는 약 5보다 클 수도 있다. 전기적 콘택트 엘리먼트는 시일링 엘리먼트의 실질적으로 수평인 부분 상에 배치된 실질적으로 평평하지만 가요성인 콘택트 부분을 가질 수도 있다. 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 제작 동안 컵 하단 엘리먼트와 통합될 수도 있다.

Description

반도체 전기도금 장치들을 위한 립시일들 및 콘택트 엘리먼트들{LIPSEALS AND CONTACT ELEMENTS FOR SEMICONDUCTOR ELECTROPLATING APPARATUSES}

이 발명은 집적 회로들을 위한 다마신 (damascene) 상호 연결들의 형성, 및 집적 회로 제조 동안 사용되는 전기도금 장치들에 관한 것이다.

전기도금은 전도성 금속의 하나 이상의 층들을 증착하도록 집적 회로 (IC) 제조에서 사용되는 흔한 기법이다. 일부 제조 프로세스들에서, 다양한 기판 피처들 사이에 구리 상호 연결들의 단일의 또는 복수의 레벨들을 증착하는 것이 사용된다. 전기도금을 위한 장치는 전해질의 풀 (pool)/욕 (bath) 을 가진 전기도금 셀 및 전기도금 동안 반도체 기판을 홀딩하도록 설계된 크램셸 (clamshell) 을 통상적으로 포함한다.

전기도금 장치의 동작 동안, 반도체 기판은 기판의 일 표면이 전해질에 노출되도록 전해질 풀 내에 깊게 침지된다. 기판 표면과 함께 확립된 (establish) 하나 이상의 전기적 콘택트들은 전기도금 셀을 통해 전류를 구동하고 전해질 내에서 이용할 수 있는 금속 이온들로부터 기판 표면 상에 금속을 증착하도록 채용된다. 통상적으로, 전기적 콘택트 엘리먼트들 (element) 은 기판과 전류 소스로서 역할을 하는 버스 바 (bus bar) 사이에 전기적 연결을 형성하도록 사용된다. 그러나, 일부 구성들에서, 전기적 연결들에 의해 콘택트된 기판 상의 전도성 씨드 층은 기판의 에지를 향하여 보다 얇아질 수도 있고, 기판과 최적의 전기적 연결을 확립하는 것을 보다 어렵게 만든다.

전기도금에서 발생하는 또 다른 이슈는 전기도금 용액의 잠재적으로 부식성 특성들이다. 따라서, 많은 전기도금 장치에서, 립시일 (lipseal) 은 전기도금을 위해 설계된 기판의 측면 및 전기도금 셀의 내부와는 다른 전기도금 장치의 엘리먼트들과의 콘택트 및 전해질의 누출을 방지하는 목적을 위해 기판과 크램셸의 계면에서 사용된다.

전기도금 동안 반도체 기판을 인게이지하고 (engaging) 반도체 기판에 전류를 공급하기 위한 전기도금 크램셸에서의 사용을 위한 립시일 어셈블리들이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시예들에서, 립시일 어셈블리는 전기도금 동안 반도체 기판에 전류를 공급하기 위한 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들 및 반도체 기판을 인게이지하기 위한 탄성중합체 립시일을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 인게이지먼트 (engagement) 시에, 탄성중합체 립시일은 반도체 기판의 경계 구역으로부터 도금 용액을 실질적으로 배제한다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들은 탄성중합체 립시일과 구조적으로 통합되고, 기판과 립시일의 인게이지먼트 시에 기판의 경계 구역과 콘택트하는 제 1 노출된 부분을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들은 전류 소스와 함께 전기적 연결을 형성하기 위한 제 2 노출된 부분을 더 포함할 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 전류 소스는 전기도금 크램셸의 버스 바일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들은 제 1 및 제 2 노출된 부분들을 연결시키는 제 3 노출된 부분을 더 포함할 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 제 3 노출된 부분은 탄성중합체 립시일의 표면 상에서 구조적으로 통합될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들은 제 1 및 제 2 노출된 부분들을 연결시키는 노출되지 않은 부분을 포함할 수도 있고, 노출되지 않은 부분은 탄성중합체 립시일의 표면 아래에서 구조적으로 통합될 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 탄성중합체 립시일은 노출되지 않은 부분 위에서 몰딩된다 (mold).

일부 실시예들에서, 탄성중합체 립시일은 경계 구역으로부터 도금 용액을 배제하기 위한 실질적으로 원형인 경계를 규정하는 제 1 내경을 포함할 수도 있고, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들의 제 1 노출된 부분은 제 1 내경보다 보다 큰 제 2 내경을 규정할 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 제 1 내경과 제 2 내경 사이의 차이의 크기는 약 0.5 mm 이하이다. 특정한 이러한 실시예들에서, 제 1 내경과 제 2 내경 사이의 차이의 크기는 약 0.3 mm 이하이다.

일부 실시예들에서, 립시일 어셈블리는 전기도금 동안 반도체 기판에 전류를 공급하기 위한 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들의 적어도 일부분은 탄성중합체 립시일의 상부면 상에 컨포멀하게 증착될 수도 있고, 반도체 기판과의 인게이지먼트 시에, 가요성 콘택트 엘리먼트들은 반도체 기판과 인터페이싱하는 컨포멀한 콘택트 표면을 플렉싱하고 형성하도록 구성될 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 컨포멀한 콘택트 표면은 반도체 기판의 베벨 에지와 인터페이싱한다.

일부 실시예들에서, 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들은 기판이 립시일 어셈블리에 의해 인게이지될 때 기판과 콘택트하도록 구성되지 않는 부분을 가질 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 콘택트하지 않는 부분은 정합하지 않은 (non-conformable) 재료를 포함한다. 일부 실시예들에서, 컨포멀한 콘택트 표면은 반도체 기판과 연속적인 계면을 형성하지만, 반면에 일부 실시예들에서, 컨포멀한 콘택트 표면은 갭들을 가진 반도체 기판과 비-연속적인 인터페이스를 형성한다. 특정한 이러한 나중의 실시예들에서, 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들은 탄성중합체 립시일의 표면 상에 배치된 복수의 와이어 팁들 (tips) 또는 와이어 메시 (mesh) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 탄성중합체 립시일의 상부면 상에 컨포멀하게 배치된 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들은, 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착, 및 전기도금으로부터 선택된 하나 이상의 기법들을 사용하여 형성된 전도성 증착물들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 탄성중합체 립시일의 상부면 상에 컨포멀하게 배치된 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들은, 전기적으로 전도성 탄성중합체 재료를 포함할 수도 있다.

전기도금 크램셸 내에서 반도체 기판을 지지하고, 정렬하고, 그리고 시일링하기 위한 전기도금 크램셸에서의 사용을 위한 탄성중합체 립시일들이 본 명세서에 또한 개시된다. 일부 실시예들에서, 립시일은 가요성 탄성중합체 지지 에지 및 가요성 탄성중합체 지지 에지 위에 위치된 가요성 탄성중합체 상부 부분을 포함한다. 일부 실시예들에서, 가요성 탄성중합체 지지 에지는 반도체 기판을 지지하고 시일링하도록 구성된 시일링 돌출부를 갖는다. 특정한 이러한 실시예들에서, 기판을 시일링할 시에, 시일링 돌출부는 도금 용액을 배제하기 위한 경계를 규정한다. 일부 실시예들에서, 가요성 탄성중합체 상부 부분은 압축되도록 구성된 상단면, 및 시일링 돌출부에 대해 외향으로 위치된 내측 측 표면을 포함한다. 특정한 이러한 실시예들에서, 내측 측 표면은 상단면의 압축 시에 반도체 기판을 내향으로 이동시키고 반도체 기판을 정렬하도록 구성될 수도 있고, 일부 실시예들에서, 상단면의 압축 시에 약 0.2 mm 또는 적어도 0.2 mm만큼 내향으로 이동시키도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 상단면이 압축되지 않을 때, 내측 측 표면은 반도체 기판으로 하여금 가요성 탄성중합체 상부 부분을 통해 하강되게 하도록 충분히 외향으로 위치되고 그리고 상부 부분과 콘택트하는 일없이 시일링 돌출부 상에 배치되지만, 시일링 돌출부 상의 반도체 기판의 배치 및 상단면의 압축 시에, 내측 측 표면은 반도체 기판과 콘택트하고 반도체 기판을 밀어서 (push) 전기도금 크램셸 내에 반도체 기판을 정렬한다.

탄성중합체 립시일을 가진 전기도금 크램셸 내에 반도체 기판을 정렬하고 시일링하는 방법들이 본 명세서에 또한 개시된다. 일부 실시예들에서, 방법들은 크램셸을 개방하는 것, 크램셸에 기판을 제공하는 것, 립시일의 상부 부분을 통해 그리고 립시일의 시일링 돌출부 상으로 기판을 하강시키는 것, 기판을 정렬하도록 립시일의 상부 부분의 상단면을 압축하는 것, 및 시일링 돌출부와 기판 사이에 시일을 형성하도록 기판을 가압하는 (pressing) 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 립시일의 상부 부분의 상단면을 압축하는 것은, 립시일의 상부 부분의 내측 측 표면으로 하여금 크램셸 내에 기판을 정렬하기 위해 기판을 밀게 한다. 일부 실시예들에서, 기판을 정렬하도록 상단면을 압축하는 것은 크램셸의 콘의 제 1 표면으로 상단면을 가압하는 것을 포함하고, 시일을 형성하도록 기판을 가압하는 것은 크램셸의 콘의 제 2 표면으로 기판을 가압하는 것을 포함한다.

일부 실시예들에서, 기판을 정렬하도록 상단면을 압축하는 것은 크램셸의 제 1 가압 컴포넌트 (component) 로 상단면을 미는 것을 포함하고, 시일을 형성하도록 기판을 가압하는 것은 크램셸의 제 2 가압 컴포넌트로 기판을 가압하는 것을 포함한다. 특정한 이러한 실시예들에서, 제 2 가압 컴포넌트는 제 1 가압 컴포넌트에 대해 독립적으로 이동할 수도 있다. 특정한 이러한 실시예들에서, 상단면을 압축하는 것은 반도체 기판의 직경에 기초하여 제 1 가압 컴포넌트에 의해 가해진 가압력을 조정하는 것을 포함한다.

전기도금 동안 반도체 기판을 홀딩하고, 시일링하고, 그리고 전력을 반도체 기판에 제공하기 위한 컵 어셈블리가 본 명세서에 또한 개시되고, 컵 어셈블리는 메인 바디 부분 및 모멘트 암을 포함하는 컵 하단 엘리먼트, 모멘트 암 상에 배치된 탄성중합체 시일링 엘리먼트, 및 탄성중합체 시일링 엘리먼트 상에 배치된 전기적 콘택트 엘리먼트를 포함한다. 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 반도체 기판에 의해 가압될 때, 도금 용액이 전기도금 동안 실질적으로 배제되는 기판의 경계 구역을 규정하도록 기판에 대해 시일링할 수도 있고, 전기적 콘택트 엘리먼트는 콘택트 엘리먼트가 전기도금 동안 기판에 전력을 제공할 수도 있도록 시일링 엘리먼트가 기판에 대해 시일링할 때 상기 경계 구역에서 기판과 콘택트할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 메인 바디 부분은 반도체 기판이 모멘트 암을 향하여 가압될 때 실질적으로 플렉싱하지 (flex) 않는다.

일부 실시예들에서, 메인 바디 부분은 컵 구조체의 또 다른 피처에 단단히 부착되고, 반도체 기판이 모멘트 암을 향하여 가압될 때 메인 바디 부분이 실질적으로 플렉싱하지 않도록, 모멘트 암의 평균 수직 두께에 대한 메인 바디 부분의 평균 수직 두께의 비는 약 5보다 크다. 일부 실시예들에서, 전기적 콘택트 엘리먼트는 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 실질적으로 수평인 부분 상에 배치된 실질적으로 평평하지만 가요성인 콘택트 부분을 갖는다. 일부 실시예들에서, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 제작 동안 컵 하단 엘리먼트와 통합된다.

도 1은 반도체 웨이퍼들을 전기화학적으로 처리하기 위한 웨이퍼 홀딩 및 포지셔닝 장치의 사시도이다.
도 2는 복수의 가요성 핑거들로 이루어진 콘택트 링들을 가진 크램셸 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 3a는 통합된 콘택트 엘리먼트들을 가진 립시일 어셈블리를 가진 크램셸 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 3b는 통합된 콘택트 엘리먼트들을 가진 상이한 립시일 어셈블리를 가진 또 다른 크램셸 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 4a는 가요성 콘택트 엘리먼트들을 가진 립시일 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 4b는 반도체 기판과 인터페이싱하는 컨포멀한 콘택트 표면을 형성하는 도시된 도 4a의 립시일 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 5a는 크램셸 어셈블리 내에서 반도체 기판을 정렬하도록 구성된 립시일 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 5b는 립시일 어셈블리의 상부면을 가압하는 크램셸 어셈블리의 콘의 표면과 함께 도 5a의 립시일 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 5c는 립시일의 상부면 및 반도체 기판을 미는 크램셸 어셈블리의 콘의 표면과 함께 도 5a 및 도 5b의 립시일 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 6은 반도체 기판을 전기도금하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 7a는 컵 하단 엘리먼트, 탄성중합체 링, 및 콘택트 링을 가진 컵 어셈블리의 단면 개략도이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 단면 개략도의 확대도를 나타낸다.
도 7c는 도 7a에 도시된 단면의 사시도를 나타낸다.
도 7d는 도 7a 내지 도 7c에 도시된 컵 어셈블리의 실질적인 환형 부분의 확대된 사시도를 나타낸다.
도 7e는 환형 부분의 단면을 도시하는 도 7d에 도시된 컵 어셈블리의 확대된 사시도를 나타낸다.
도 7f는 도 7d 및 도 7e에 도시된 컵 어셈블리의 더 확대된 사시도를 나타낸다.
도 7g 내지 도 7i는 도 7d 내지 도 7f에 도시된 사시도들과 유사하지만, 컵 어셈블리의 나머지로부터 (수직으로) 분리된 콘택트 링 엘리먼트를 도시하는 분해도들을 나타낸다.

다음의 기술에서, 다수의 특정한 세부사항들이 제공된 개념들의 철저한 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 제공된 개념들은 이러한 특정한 세부사항들의 전부 또는 일부 없이도 실행될 수도 있다. 다른 예들에서, 잘 알려진 프로세스 동작들은 기술된 개념들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해서 상세히 기술되지 않았다. 일부 개념들이 특정한 실시예들과 함께 기술될 것이지만, 이는 이들 실시예들이 한정하는 것으로 의도되지 않음이 이해될 것이다.

예시적인 전기도금 장치는 본 명세서에 개시된 다양한 립시일 및 콘택트 엘리먼트 실시예들을 위한 일부 맥락을 제공하도록 제시된다. 특히, 도 1은 반도체 웨이퍼들을 전기화학적으로 처리하기 위한 웨이퍼 홀딩 및 포지셔닝 장치 (100) 의 사시도를 나타낸다. 장치 (100) 는 "크램셸 컴포넌트들" 또는 "크램셸 어셈블리" 또는 단순히 "크램셸"로서 때때로 지칭되는, 웨이퍼-인게이지 컴포넌트들을 포함한다. 크램셸 어셈블리는 컵 (101) 및 콘 (103) 을 포함한다. 다음의 도면들에서 도시되는 바와 같이, 컵 (101) 은 웨이퍼를 홀딩하고 콘 (103) 은 컵 내에서 웨이퍼를 단단히 클램핑한다 (clamp). 본 명세서에 구체적으로 도시된 것들을 능가하는 다른 컵 및 콘 설계들이 사용될 수 있다. 일반적인 피처는 웨이퍼가 존재하는 내부 구역을 가진 컵 및 컵을 제자리에서 홀딩하도록 컵에 대해 웨이퍼를 가압하는 콘이다.

도시된 실시예에서, (컵 (101) 및 콘 (103) 을 포함하는) 크램셸 어셈블리는 상단 플레이트 (105) 에 연결되는, 버팀대들 (strut) (104) 에 의해 지지된다. 이 어셈블리 (101, 103, 104, 및 105) 는 모터 (107) 에 의해 상단 플레이트 (105) 에 연결된 스핀들 (106) 을 통해 구동된다. 모터 (107) 는 장착 브래킷 (미도시) 에 부착된다. 스핀들 (106) 은 도금 동안 내부에 홀딩된 (이 도면에서 도시되지 않은) 웨이퍼의 회전을 유발하는 크램셸 어셈블리에 (모터 (107) 로부터) 토크를 전달한다. 스핀들 (106) 내의 에어 실린더 (미도시) 는 콘 (103) 과 컵 (101) 을 인게이지하기 위한 수직력을 또한 제공한다. 크램셸이 디스인게이지될 (disengaged) 때 (미도시), 단부 이펙터 암을 가진 로봇은 컵 (101) 과 콘 (103) 사이에 웨이퍼를 삽입할 수 있다. 웨이퍼가 삽입된 후에, 콘 (103) 은 컵 (101) 과 인게이지되고, 이는 전해질 용액과의 콘택트를 위해 노출된 웨이퍼의 일 측면 (하지만 다른 측면은 아님) 상에 작업 표면을 남기는, 장치 (100) 내에서 웨이퍼를 움직이지 못하게 한다.

특정한 실시예들에서, 크램셸 어셈블리는 전해질을 스프래싱하는 (splash) 것으로부터 콘 (103) 을 보호하는 스프레이 스커트 (109) 를 포함한다. 도시된 실시예에서, 스프레이 스커트 (109) 는 수직의 원주의 슬리브 및 원형인 캡 부분을 포함한다. 간격 부재 (110) 는 스프레이 스커트 (109) 와 콘 (103) 사이의 분리를 유지한다.

이 논의의 목적들을 위해, 컴포넌트들 (101 내지 110) 을 포함하는 어셈블리는 "웨이퍼 홀더" (또는 "기판 홀더") (111) 로서 총체적으로 지칭된다. 그러나, "웨이퍼 홀더"/"기판 홀더"의 개념이 웨이퍼/기판을 인게이지하고 웨이퍼/기판의 이동 및 포지셔닝을 허용하는, 컴포넌트들의 다양한 조합들 및 하위-조합들로 일반적으로 확장된다는 것을 주의하라.

틸팅 (tilting) 어셈블리 (미도시) 는 도금 용액 내로의 웨이퍼의 (평평한 수평의 침지와는 대조적으로) 치우친 침지를 허용하도록 웨이퍼 홀더에 연결될 수도 있다. 구동 메커니즘 및 플레이트들의 배열 및 피벗 조인트들은 일부 실시예들에서, 호형 경로 (미도시) 를 따라 웨이퍼 홀더 (111) 를 이동시키도록, 그리고 그 결과, 웨이퍼 홀더 (111) (즉, 컵 및 콘 어셈블리) 의 근위 단부를 틸팅하도록 사용된다.

또한, 전체 웨이퍼 홀더 (111) 는 액추에이터 (미도시) 를 통해 도금 용액 내로 웨이퍼 홀더의 근위 단부를 침지하도록 위 또는 아래로 수직으로 리프팅된다. 따라서, 2개의-컴포넌트 포지셔닝 메커니즘은 전해질 표면에 수직인 궤적을 따른 수직 이동 및 웨이퍼에 대한 수평 배향 (즉, 전해질 표면에 평행한) 으로부터의 일탈을 허용하는 틸팅 이동 (치우친-웨이퍼 침지 능력) 양자를 제공한다.

웨이퍼 홀더 (111) 가 애노드 챔버 (157) 및 도금 용액을 하우징하는 도금 챔버 (117) 를 가진 도금 셀 (115) 과 함께 사용된다는 것을 주의하라. 챔버 (157) 는 애노드 (119) (예를 들어, 구리 애노드) 를 홀딩하고 애노드 칸 및 캐소드 칸 내에서 상이한 전해질 화학물질들을 유지하도록 설계된 막들 또는 다른 분리기들을 포함할 수도 있다. 도시된 실시예에서, 디퓨저 (153) 는 균일한 프런트 내의 회전하는 웨이퍼를 향해 상향으로 전해질을 지향시키기 위해 채용된다. 특정한 실시예들에서, 플로우 디퓨저는 보다 큰 수 (예를 들어 4,000 내지 15,000) 의 1 차원의 작은 홀들 (직경에 있어서 0.01 내지 0.050 인치) 을 가진, 절연 재료 (예를 들어 플라스틱) 의 단단한 피스로 이루어지고, 플레이트 위의 캐소드 챔버에 연결되는, HRVA (high resistance vitual anode) 플레이트이다. 홀들의 총 단면적은 총 투영 면적의 약 5 퍼센트 미만이고, 따라서, 시스템의 도금 균일도를 개선하도록 돕는 도금 셀에 상당한 플로우 저항을 도입한다. 반도체 웨이퍼들을 전기화학적으로 처리하기 위한 HRVA 플레이트 및 대응하는 장치의 부가적인 기술은, 모든 목적들을 위해 전체가 참조로서 본 명세서에 인용되는, 2008년 11월 7일 출원된, 미국 특허 출원 제 12/291,356 호에 제공된다. 도금 셀은 분리된 전해질 플로우 패턴들을 제어 및 생성하기 위한 분리된 막을 또한 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 막은 억제제들, 촉진제들, 또는 다른 유기 도금 첨가제들이 실질적으로 없는 전해질을 담는, 애노드 챔버를 규정하도록 채용된다.

도금 셀 (115) 은 도금 셀을 통해 - 그리고 도금되는 작업 피스에 대해 - 전해질을 순환시키기 위한 배관 또는 배관 콘택트들을 또한 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도금 셀 (115) 은 애노드 (119) 의 중심 내의 홀을 통해 애노드 챔버 (157) 의 중심 내로 수직으로 확장하는 전해질 유입 튜브 (131) 를 포함한다. 다른 실시예들에서, 셀은 챔버 (미도시) 의 경계 벽에서 디퓨저/HRVA 플레이트 아래의 캐소드 챔버 내로 유체를 도입하는 전해질 유입 매니폴드를 포함한다. 일부 경우들에서, 유입 튜브 (131) 는 막 (153) 의 양 측면들 (애노드 측면 및 캐소드 측면) 상에 유출 노즐들을 포함한다. 이 장치는 애노드 챔버 및 캐소드 챔버 양자에 전해질을 전달한다. 다른 실시예들에서, 애노드 및 캐소드 챔버는 플로우 저항성 막 (153) 에 의해 분리되고, 챔버 각각은 분리된 전해질의 분리된 플로우 사이클을 갖는다. 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 유입 노즐 (155) 은 막 (153) 의 애노드-측에 전해질을 제공한다.

또한, 도금 셀 (115) 은 각각 도금 챔버 (117) 에 직접적으로 연결된, 린스 배수 라인 (159) 및 도금 용액 복귀 라인 (161) 을 포함한다. 또한, 린스 노즐 (163) 은 정상적인 동작 동안 웨이퍼 및/또는 컵을 세정하도록 탈이온화된 린스 수를 전달한다. 도금 용액은 보통 챔버 (117) 의 대부분을 충진한다. 버블들의 스프래싱 및 생성을 경감시키기 위해서, 챔버 (117) 는 도금 용액 복귀를 위한 내측 위어 (weir) (165) 및 린스 수 복귀를 위한 외측 위어 (167) 를 포함한다. 도시된 실시예에서, 이들 위어들은 도금 챔버 (117) 의 벽 내의 원주의 수직 슬롯들이다.

위에서 언급된 바와 같이, 전기도금 크램셸은 시일링 기능 및 전기적 연결 기능을 제공하도록 립시일 및 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들을 통상적으로 포함한다. 립시일은 탄성중합체 재료로 이루어질 수도 있다. 립시일은 반도체 기판의 표면을 가진 시일을 형성하고 기판의 경계 구역으로부터 전해질을 배제한다. 증착이 이 경계 구역에서 발생하지 않고 IC 디바이스들을 형성하기 위해 사용되지 않고, 즉, 경계 구역은 작업 표면의 일부가 아니다. 때때로, 이 구역은 전해질이 영역으로부터 배제되기 때문에 에지 배제 영역으로서 또한 지칭된다. 경계 구역은 프로세싱 동안 기판을 지지하고 시일링하기 위해, 뿐만 아니라 콘택트 엘리먼트들을 가진 전기적 연결을 형성하기 위해 사용된다. 작업 표면을 증가시키는 것이 일반적으로 바람직하기 때문에, 경계 구역은 위에서 기술된 기능들을 유지하는 동안 가능한 한 작을 필요가 있다. 특정한 실시예들에서, 경계 구역은 기판의 에지로부터 약 0.5 mm 내지 3 mm이다.

설치 동안, 립시일 및 콘택트 엘리먼트들은 크램셸의 다른 컴포넌트들과 함께 어셈블링된다. 당업자는 특히, 경계 구역이 작을 때, 이 동작의 어려움을 이해할 것이다. 이 크램셸에 의해 제공된 전체 개구는 기판의 사이즈와 비교할 수 있다 (예를 들어, 200 mm 웨이퍼들, 300 mm 웨이퍼들, 450 mm 웨이퍼들, 등을 수용하기 위한 개구). 또한, 기판들은 고유 사이즈 허용 오차들 (예를 들어, SEMI 사양에 따라 통상적인 300 mm 웨이퍼에 대해 ± 0.2 mm) 을 갖는다. 특히 어려운 태스크는 탄성중합체 립시일 및 콘택트 엘리먼트들 양자가 상대적으로 가요성 재료들로 이루어지기 때문에, 탄성중합체 립시일 및 콘택트 엘리먼트들의 정렬이다. 이들 2개의 컴포넌트들은 매우 정확한 상대적인 위치를 가질 필요가 있다. 립시일의 시일링 에지 및 콘택트 엘리먼트들이 서로 너무 멀리 떨어져 배치될 때, 불충분한 전기적 연결이 크램셸의 동작 동안 콘택트들과 기판 사이에 형성될 수도 있고 전기적 연결이 형성되지 않을 수도 있다. 동시에, 시일링 에지가 콘택트들에 매우 가깝게 배치될 때, 콘택트들은 시일과 인터페이싱할 수도 있고 경계 구역 내로의 누출을 유발할 수도 있다. 예를 들어, 종래의 콘택트 링들은 도 2의 크램셸 어셈블리 내에 도시된 바와 같이 (컵 (201), 콘 (203), 및 립시일 (212) 주의) 전기적 연결을 설치하도록 기판 상에 스프링-같은 액션으로 가압되는 복수의 가요성 "핑거들"로 종종 이루어진다. 이들 가요성 핑거들 (208) 은 립시일 (212) 에 대해 정렬하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라, 가요성 핑거들 (208) 은 설치 동안 또한 쉽게 대미지를 받고 전해질이 경계 구역에 들어간다면 그리고 전해질이 경계 구역에 들어갈 때 세정하기가 어렵다.

통합된 콘택트 엘리먼트들을 가진 립시일 어셈블리들

탄성중합체 립시일들에 통합된 콘택트 엘리먼트들을 가진 신규한 립시일 어셈블리들이 본 명세서에 제공된다. 필드 내의 2개의 분리된 시일링 및 전기적 컴포넌트들 (예를 들어, 립시일 및 콘택트 링) 을 설치 및 정렬하는 것 대신에, 2개의 컴포넌트들은 어셈블리의 제조 동안 정렬 및 통합된다. 이 정렬은 설치 동안뿐만 아니라 크램셸의 동작 동안 유지된다. 이와 같이, 정렬은 단 1회, 즉, 어셈블리의 제조 동안 설정 및 점검될 필요가 있다.

도 3a는 특정한 실시예들에 따른, 립시일 어셈블리 (302) 를 가진 크램셸 (300) 의 일부분의 개략도이다. 립시일 어셈블리 (302) 는 반도체 기판 (미도시) 을 인게이지하기 위한 탄성중합체 립시일 (304) 을 포함한다. 립시일 (304) 은 기판과의 시일을 형성하고 이 문서의 다른 부분들에 기술된 바와 같이 반도체 기판의 경계 구역으로부터 도금 용액을 배제한다. 립시일 (304) 은 기판에 대해 상향으로 그리고 기판을 향해 확장하는 돌출부 (308) 를 포함할 수도 있다. 돌출부는 압축될 수도 있고 특정한 정도로 시일을 설치하도록 변형될 수도 있다. 립시일 (304) 은 경계 구역으로부터 도금 용액을 배제하기 위한 경계를 규정하는 내경을 갖는다.

립시일 어셈블리 (302) 는 립시일 (304) 내에 구조적으로 통합된 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들 (310) 을 또한 포함한다. 위에서 언급된 바와 같이, 콘택트 엘리먼트 (310) 는 전기도금 동안 반도체 기판에 전류를 공급하기 위해 사용된다. 콘택트 엘리먼트 (310) 는 립시일 어셈블리 (302) 의 시일링 특성들과의 간섭을 방지하도록 립시일 (304) 의 제 1 내경보다 보다 큰 제 2 내경을 규정하는 노출된 부분 (312) 을 포함한다. 콘택트 엘리먼트 (310) 는 전기도금 크램셸의 버스 바 (316) 와 같은 전류의 소스와 전기적 연결을 형성하기 위해 또 다른 노출된 부분 (313) 을 일반적으로 포함한다. 그러나, 다른 연결 스킴들 (schemes) 이 또한 가능하다. 예를 들어, 콘택트 엘리먼트 (310) 는 버스 바 (316) 에 연결될 수도 있는, 분배 버스 (314) 와 상호 연결될 수도 있다.

위에서 언급된 바와 같이, 립시일 (304) 과 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들 (310) 의 통합은 립시일 어셈블리 (302) 의 제조 동안 수행되고 어셈블리의 설치 및 동작 동안 보존된다. 이 통합은 다양한 방식들로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 탄성중합체 재료는 콘택트 엘리먼트 (310) 에 걸쳐 몰딩될 수도 있다. 전류 분배 버스 (314) 와 같은, 다른 엘리먼트들은 어셈블리 (302) 의 강도, 전도율, 및 다른 기능들을 개선하도록 어셈블리에 또한 통합될 수도 있다.

도 3a에 예시된 립시일 어셈블리 (302) 는 2개의 노출된 부분들 (312 및 313) 사이에 위치되고 2개의 노출된 부분들을 연결하는 중간의 노출되지 않은 부분을 가진 콘택트 엘리먼트 (310) 를 갖는다. 이 노출되지 않은 부분은 탄성중합체 립시일 (304) 의 바디를 통해 확장하고, 탄성중합체 립시일의 표면 아래에서 구조적으로 통합되는 탄성중합체 립시일 (304) 에 의해 완전히 둘러싸인다. 이 타입의 립시일 어셈블리 (302) 는 예를 들어, 콘택트 엘리먼트 (310) 의 노출되지 않은 부분에 걸쳐 탄성중합체 립시일 (304) 을 몰딩함으로써 형성될 수도 있다. 이러한 콘택트 엘리먼트는 콘택트 엘리먼트 (310) 의 오직 작은 부분들이 립시일 어셈블리 (302) 의 표면으로 확장하고 노출되기 때문에 세정하기가 특히 쉬울 수도 있다.

도 3b는 콘택트 엘리먼트 (322) 가 탄성중합체 립시일 (304) 의 표면 상에서 확장하고, 립시일 어셈블리에 의해 둘러싸인 중간 구역을 갖지 않는 또 다른 실시예를 예시한다. 일부 실시예들에서, 중간 구역은 탄성중합체 립시일의 표면 상에 구조적으로 통합되고, 콘택트 엘리먼트의 제 1 2개의 노출된 부분들 (312 및 313) 사이에 위치되고, 이들 2개의 부분들을 연결하는, 콘택트 엘리먼트의 제 3 노출된 부분으로서 보일 수 있다. 이 실시예는 표면 내로 콘택트 엘리먼트 (322) 를 가압함으로써, 또는 표면 내로 콘택트 엘리먼트 (322) 를 몰딩함으로써, 또는 표면에 콘택트 엘리먼트 (322) 를 붙임으로써, 또는 그렇지 않으면 표면에 콘택트 엘리먼트 (322) 를 부착함으로써 어셈블링될 수도 있다. 콘택트 엘리먼트들이 탄성중합체 립시일에 어떻게 통합되는지에 상관없이, 기판에 대한 전기적 연결을 형성하는 콘택트 엘리먼트의 점 또는 표면은, 기판과의 시일을 형성하는 립시일의 점 또는 표면에 대한 그 정렬을 우선적으로 유지할 것이다. 콘택트 엘리먼트 및 립시일의 다른 부분들은 서로에 대해 이동할 수도 있다. 예를 들어, 버스 바에 대한 전기적 연결을 형성하는 콘택트 엘리먼트의 노출된 부분은 립시일에 대해 이동할 수도 있다.

도 3a로 돌아가서, 제 1 내경은 경계 구역을 규정하고 반면에 제 2 내경은 콘택트 엘리먼트와 기판 사이의 오버랩을 규정한다. 특정한 실시예들에서, 제 1 내경과 제 2 내경 사이의 차이의 크기는 약 0.5 mm (millimeter) 이하이고, 이는 콘택트 엘리먼트 (310) 의 노출된 부분 (312) 이 전해질 용액으로부터 약 0.25 mm 이하만큼 분리된다는 것을 의미한다. 이 작은 분리는 기판에 대한 충분한 전기적 연결을 유지하는 동안 상대적으로 작은 경계 구역을 갖는 것을 허용한다. 특정한 이러한 실시예들에서, 제 1 내경과 제 2 내경 사이의 차이의 크기는 약 0.4 mm 이하, 또는 약 0.3 mm 이하, 또는 약 0.2 mm 이하, 또는 약 0.1 mm 이하이다. 다른 실시예들에서, 이들 직경들 사이의 차이의 크기는 약 0.6 mm 이하, 또는 약 0.7 mm 이하, 또는 약 1 mm 이하일 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 콘택트 엘리먼트들은 적어도 약 30 암페어 또는, 보다 구체적으로, 적어도 약 60 암페어를 전도하도록 구성된다. 콘택트 엘리먼트는 이들 핑거들의 콘택트하는 팁 각각이 립시일의 에지에 대해 고정되도록 복수의 핑거들을 포함할 수도 있다. 동일하거나 다른 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들의 노출된 부분은 복수의 콘택트 점들을 포함한다. 이들 콘택트들 점들은 탄성중합체 립시일의 표면으로부터 떨어져서 확장할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 콘택트 엘리먼트들의 노출된 부분은 연속적인 표면을 포함한다.

컨포멀한 콘택트 표면을 형성하는 가요성 콘택트 엘리먼트들을 가진 립시일 어셈블리들

기판에 대한 전기적 연결은 크램셸 어셈블리 내의 기판의 시일링 및 다음의 전기도금 동안 콘택트 엘리먼트들과 기판 사이의 콘택트 표면을 증가시킴으로써 상당히 개선될 수도 있다. 종래의 콘택트 엘리먼트들 (예를 들어, 도 2에 도시된 "핑거들") 은 상대적으로 작은 콘택트 영역을 가진 기판과의 "점 콘택트"만을 형성하도록 설계된다. 콘택트 핑거의 팁이 기판을 터치할 때, 핑거는 기판에 대해 힘을 제공하도록 벤딩된다 (bend). 이 힘이 콘택트 저항을 다소 감소시키는데 도울 수도 있지만, 전기도금 동안 문제들을 생성하도록 충분한 콘택트 저항이 종종 여전히 남아있다. 또한, 콘택트 핑거들은 벤딩 액션의 많은 반복들에 의해 시간에 걸쳐 대미지를 받을 수도 있다.

탄성중합체 립시일의 상부면 상에 컨포멀하게 배치된 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들을 가진 립시일 어셈블리들이 본 명세서에 기술된다. 이들 콘택트 엘리먼트들은 반도체 기판과의 인게이지먼트 시에 플렉싱하고, 기판이 립시일 어셈블리에 의해 지지, 인게이지, 및 시일링될 때 반도체 기판과 인터페이싱하는 컨포멀한 콘택트 표면을 형성하도록 구성된다. 컨포멀한 콘택트 표면은 시일이 기판과 립시일 사이에 생성되는 방식과 유사한 방식으로 기판이 립시일을 향하여 가압될 때 생성된다. 따라서, 콘택트 엘리먼트에 대해 기판을 가압하는 것은 상부에 콘택트 엘리먼트가 배치되는 탄성중합체 재료로 하여금 기판의 형상에 대한 콘택트 엘리먼트의 컨포밍 (conforming) 을 용이하게 할 수도 있는 스프링-같은 대항력을 가하고 압축되게 할 수도 있다. 그러나, 일부 실시예들에서 상부에 콘택트 엘리먼트가 시일링 인터페이스를 형성하는 탄성중합체 재료와 연속하여 배치되는 탄성중합체 재료에도 불구하고, 시일링 인터페이스는 2개의 표면들이 서로 인접하여 형성될 수도 있을지라도 콘택트 엘리먼트와 기판 사이에 형성된 컨포멀한 콘택트 표면과 일반적으로 구별되어야 한다. 컨포멀한 콘택트 엘리먼트가 기판의 형상에 "컨포밍하거나" 보다 구체적으로 기판의 에지 베벨 구역의 형상에 "컨포밍하거나", 전기적 연결의 형성이 기판의 형상에 대한 콘택트 엘리먼트의 "컨포밍"을 포함한다고 본 명세서에서 언급될 때, 이것이 기판의 형상의 일부 부분과 매칭되도록 조정하는 콘택트 엘리먼트의 형상을 수반할지라도, 전체 콘택트 엘리먼트의 형상은 기판의 형상에 대해 조정되거나, 전체 기판의 방사상의 에지 프로파일은 콘택트 엘리먼트의 형상에 의해 매칭되고; 대신에, 콘택트 엘리먼트의 형상의 적어도 일부 부분만이 기판의 형상의 일부 부분과 대략적으로 매칭되도록 변경된다는 것이 이해되어야 함을 또한 주의하라.

도 4a는 특정한 실시예들에 따라, 립시일 (402) 상에 기판 (406) 을 포지셔닝하고 시일링하기 전에 탄성중합체 립시일 (402) 의 상부면 상에 배치된 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 를 가진 립시일 어셈블리 (400) 를 예시한다. 도 4b는 특정한 실시예들에 따라, 기판 (406) 이 배치되고 립시일 (402) 로 시일링된 후의 동일한 립시일 어셈블리 (400) 를 예시한다. 특히, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 기판이 립시일 어셈블리에 의해 홀딩되고/인게이지될 때 기판 (406) 과의 인터페이스에서 컨포멀한 콘택트 표면을 플렉싱하고 형성하는 것으로 도시된다. 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 와 기판 (406) 사이의 전기적 인터페이스는 기판의 (평평한) 프런트 표면 및/또는 기판의 베벨 에지 표면에 걸쳐 확장할 수도 있다. 대체로, 보다 큰 콘택트 인터페이스 영역은 기판 (406) 과의 인터페이스에 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 컨포멀한 콘택트 표면을 제공함으로써 형성된다.

가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 컨포멀 특성이 기판과의 인터페이스에서 중요하지만, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 나머지 부분은 립시일 (402) 에 대해 또한 컨포멀할 수도 있다. 예를 들어, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 립시일의 표면을 따라 컨포멀하게 확장할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 나머지 부분은 다른 (예를 들어, 컨포멀하지 않은) 재료들로부터 이루어질 수도 있고 및/또는 상이한 (예를 들어, 컨포멀하지 않은) 구성을 가질 수도 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 하나 이상의 가요성 콘택트 엘리먼트들은 기판이 립시일 어셈블리에 의해 인게이지될 때 기판과 콘택트하도록 구성되지 않는 일부분을 가질 수도 있고, 이 콘택트하지 않는 부분은 정합한 (conformable) 재료를 포함할 수도 있거나, 정합하지 않은 재료를 포함할 수도 있다.

또한, 컨포멀한 콘택트 표면이 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 와 반도체 기판 (406) 사이에 연속적인 인터페이스를 형성할 수도 있을지라도, 연속적인 인터페이스를 형성하는 것이 요구되지 않는다는 것을 주의해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 컨포멀한 콘택트 표면은 반도체 기판과의 비-연속적인 인터페이스를 형성하는 갭들을 가진다. 특히, 비-연속적인 컨포멀한 콘택트 표면은 탄성중합체 립시일의 표면 상에 배치된 많은 복수의 와이어 팁들 및/또는 와이어 메시를 포함하는 가요성 콘택트 엘리먼트로부터 형성될 수도 있다. 비-연속적이더라도, 컨포멀한 콘택트 표면은 립시일이 크램셸의 폐쇄 동안 변형되는 동안 립시일의 형상을 따른다.

가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 탄성중합체 립시일의 상부면에 부착될 수도 있다. 예를 들어, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 (컨포멀한 콘택트 표면을 형성하는 가요성 콘택트 엘리먼트들의 특정한 맥락에 없더라도) 도 3a 및 도 3b에 대해 상기에 기술된 바와 같이, 표면을 향하여 가압되고, 붙여지고, 몰딩되거나, 그렇지 않으면 부착될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 2개 사이에 임의의 특정한 본딩 피처들을 제공하는 일 없이 탄성중합체 립시일의 상부면에 걸쳐 배치될 수도 있다. 어느 경우에나, (크램셸이 폐쇄될 때) 가요성 콘택트 엘리먼트 상의 반도체 기판에 의해 가해진 힘은 기판의 형상에 대한 가요성 콘택트 엘리먼트의 컨포멀성 (conformality) 을 용이하게 하는 스프링-같은 대항력을 제공하는 콘택트 엘리먼트 아래에서 탄성중합체의 압축을 유발한다.

또한, (컨포멀한 콘택트 표면을 형성하는) 기판 (406) 과 인터페이싱하는 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 부분이 노출된 표면일지라도, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 의 다른 부분들은 예를 들어, 컨포멀하지 않을지라도, 도 3b에 예시된 통합된, 립시일 어셈블리와 다소 유사한 방식으로, 탄성중합체 립시일의 표면 아래에 통합되어 노출되지 않을 수도 있다.

특정한 실시예들에서, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 탄성중합체 립시일의 상부면 상에 증착된 전도성 증착물들의 전도성 층을 포함한다. 전도성 증착물들의 전도성 층은 화학적 기상 증착 (CVD), 및/또는 물리적 기상 증착 (PVD), 및/또는 (전기)도금을 사용하여 형성/증착될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 콘택트 엘리먼트 (404) 는 전기적으로 전도성 탄성중합체 재료로 이루어질 수도 있다.

기판 정렬 립시일들

이전에 설명된 바와 같이, 도금 용액이 배제되는 기판의 경계 구역은 작을 필요가 있고, 이는 크램셸을 폐쇄하고 시일링하기 전에 반도체 기판의 주의 깊고 정확한 정렬을 요구한다. 오정렬은 한 편으로 누출을 유발할 수도 있고, 및/또는 다른 한편으로 기판 작업 영역들의 불필요한 커버링 (covering)/블록킹 (blocking) 을 유발할 수도 있다. 타이트한 기판 직경 허용 오차들은 정렬 동안 부가적인 장애들을 유발할 수도 있다. 일부 정렬은 (예를 들어, 로봇 핸드오프 메커니즘의 정확도에 따라) 이송 메커니즘에 의해, 그리고 크램셸 컵의 측면 벽들 내에 배치된 스너버들 (snubbers) 과 같은 정렬 피처들을 사용함으로써 제공될 수도 있다. 그러나, 이송 메커니즘은 기판들의 정확하고 반복적인 포지셔닝을 제공하도록 컵에 대한 설치 동안 정확히 설치 및 정렬될 필요가 있다 (즉, 다른 컴포넌트들의 대략적인 상대적인 위치를 "교육"). 이 로봇 교육 및 정렬 프로세스는 수행하기가 다소 어렵고, 노동 집약적이며 매우 숙련된 직원을 필요로 한다. 또한, 스너버 피처들은 립시일과 스너버들 사이에 배치된 많은 부분들이 있기 때문에 설치하기가 어렵고 큰 허용 오차 스택-업들 (stack-up) 을 갖는 경향이 있다.

따라서, 크램셸 내에 기판을 지지하고 시일링하기 위해 뿐만 아니라 시일링 전에 크램셸 내에 기판을 정렬하기 위해 사용되는 립시일들이 본 명세서에 개시된다. 이러한 립시일들의 다양한 피처들은 도 5a 내지 도 5c에 대해 이제 기술될 것이다. 특히, 도 5a는 특정한 실시예들에 따라, 립시일 (502) 의 일부분을 압축하기 전에 기판 (509) 을 지지하는 립시일 (502) 을 가진 크램셸 부분 (500) 의 단면 개략도이다. 립시일 (502) 은 시일링 돌출부 (504) 를 포함하는 가요성 탄성중합체 지지 에지 (503) 를 포함한다. 시일링 돌출부 (504) 는 반도체 기판 (509) 을 인게이지하도록 구성되고, 지지를 제공하고, 시일을 형성한다. 시일링 돌출부 (504) 는 도금 용액을 배제하기 위한 경계를 규정하고, 배제 경계를 규정하는 제 1 내경 (도 5a 참조) 을 가질 수도 있다. 경계 및/또는 제 1 내경은 시일링 돌출부 (504) 의 변형에 기인하여 탄성중합체 립시일에 대해 기판을 시일링하는 동안 약간 변화할 수도 있다는 것을 주의해야 한다.

립시일 (502) 은 가요성 탄성중합체 지지 에지 (503) 위에 위치된 가요성 탄성중합체 상부 부분 (505) 을 또한 포함한다. 가요성 탄성중합체 상부 부분 (505) 은 압축되도록 구성된 상단면 (507) 및 또한 내측 측 표면 (506) 을 포함할 수도 있다. 내측 측 표면 (506) 은 시일링 돌출부 (504) 에 대해 외향으로 위치될 수도 있고 (내측 측 표면 (506) 이 시일링 돌출부 (504) 보다 탄성중합체 립시일에 의해 홀딩되는 반도체 기판의 중심으로부터 멀리 위치된다는 것을 의미함) 상단면 (507) 이 전기도금 크램셸의 또 다른 컴포넌트에 의해 압축될 때 내향으로 (홀딩되는 반도체 기판의 중심을 향해) 이동하도록 구성될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 내측 측 표면의 적어도 일부분은 적어도 약 0.1 mm, 또는 적어도 약 0.2 mm, 또는 적어도 약 0.3 mm, 또는 적어도 약 0.4 mm, 또는 적어도 약 0.5 mm만큼 내향으로 이동하도록 구성된다. 이 내향 이동은 립시일의 내측 측 표면 (506) 으로 하여금 시일링 돌출부 (504) 상에 놓인 반도체 기판의 에지와 콘택트하게 할 수도 있고, 립시일의 중심을 향해 기판을 밀고 따라서 기판을 전기도금 크램셸 내에 정렬시킨다. 일부 실시예들에서, 가요성 탄성중합체 상부 부분 (505) 은 (상기에 기술된) 제 1 내경보다 보다 큰 제 2 내경 (도 5a 참조) 을 규정한다. 상단면 (507) 이 압축되지 않을 때, 기판을 가요성 탄성중합체 상부 부분 (505) 을 통해 하강시키고 기판을 가요성 탄성중합체 지지 에지 (503) 의 시일링 돌출부 (504) 상에 배치함으로써 반도체 기판 (509) 이 크램셸 어셈블리 내로 로딩될 수도 있도록, 제 2 내경은 반도체 기판 (509) 의 직경보다 보다 크다.

탄성중합체 립시일 (502) 은 통합되거나 그렇지 않으면 부착된 콘택트 엘리먼트 (508) 를 또한 가질 수도 있다. 다른 실시예들에서, 콘택트 엘리먼트 (508) 는 분리된 컴포넌트일 수도 있다. 아무튼, 콘택트 엘리먼트가 분리된 컴포넌트이든 아니든 간에, 콘택트 엘리먼트 (508) 가 립시일 (502) 의 내측 측 표면 (506) 상에 제공된다면, 그러면 콘택트 엘리먼트 (508) 는 기판의 정렬에 또한 수반될 수도 있다. 따라서, 이들 예들에서, 존재한다면, 콘택트 엘리먼트 (508) 는 내측 측 표면 (506) 의 부분인 것으로 고려된다.

(전기도금 크램셸 내에 반도체 기판을 정렬하고 시일링하도록) 탄성중합체 상부 부분 (505) 의 상단면 (507) 의 압축은 다양한 방식들로 성취될 수도 있다. 예를 들어, 상단면 (507) 은 크램셸의 일부 다른 컴포넌트 또는 콘의 일부분에 의해 압축될 수도 있다. 도 5b는 특정한 실시예들에 따라, 콘 (510) 으로 압축되기 직전의 도 5a에 도시된 동일한 크램셸 부분의 개략도이다. 시일링 돌출부 (504) 에 대해 기판 (509) 을 시일링하기 위해 기판 (509) 을 가압하도록 뿐만 아니라 상부 부분을 변형하도록 콘 (510) 이 상부 부분 (505) 의 상단면 (507) 을 가압하도록 사용된다면, 그러면 콘은 특정한 방식으로 서로에 대해 오프셋된 2개의 표면들 (511 및 512) 을 가질 수도 있다. 특히, 제 1 표면 (511) 은 상부 부분 (505) 의 상단면 (507) 을 가압하도록 구성되지만, 제 2 표면 (512) 은 기판 (509) 을 가압하도록 구성된다. 기판 (509) 은 대체로 시일링 돌출부 (504) 에 대해 기판 (509) 을 시일링하기 전에 정렬된다. 따라서, 제 1 표면 (511) 은 제 2 표면 (512) 이 기판 (509) 을 가압하기 전에 상단면 (507) 을 가압할 필요가 있을 수도 있다. 이와 같이, 갭은 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 1 표면 (511) 이 상단면 (507) 과 콘택트할 때 제 2 표면 (512) 과 기판 (509) 사이에 존재할 수도 있다. 이 갭은 정렬을 제공하기 위한 상부 부분 (505) 의 필수적인 변형에 따라 결정될 수도 있다.

다른 실시예들에서, 상단면 (507) 및 기판 (509) 은 독립적으로 제어된 수직의 포지셔닝을 가질 수도 있는 크램셸의 상이한 컴포넌트들에 의해 가압된다. 이 구성은 기판 (509) 을 가압하기 전에 상부 부분 (505) 의 변형의 독립적인 제어를 허용할 수도 있다. 예를 들어, 일부 기판들은 다른 것들보다 보다 큰 직경들을 가질 수도 있다. 이러한 보다 큰 기판들의 정렬은 특정한 실시예들에서, 보다 큰 기판들과 내측 측 표면 (506) 사이에 보다 작은 초기 갭이 있기 때문에, 보다 작은 기판들보다 보다 적은 변형을 필요로 할 수도 있고 심지어 보다 적은 변형을 요구할 수도 있다.

도 5c는 특정한 실시예들에 따른, 크램셸이 시일링된 후의 도 5a 및 도 5b에 도시된 동일한 크램셸 부분의 개략도이다. 콘 (510) (또는 일부 다른 압축 컴포넌트들) 의 제 1 표면 (511) 에 의한 상부 부분 (505) 의 상단면 (507) 의 압축은, 내측 측 표면 (506) 이 내향으로 이동하도록 상부 부분 (505) 의 변형을 유발하고, 크램셸 내에 반도체 기판 (509) 을 정렬하도록, 반도체 기판 (509) 과 콘택트하고 반도체 기판 (509) 을 민다. 도 5c가 크램셸의 작은 부분의 단면을 예시하지만, 당업자는 이 정렬 프로세스가 기판 (509) 의 전체 경계 둘레에서 동시에 발생한다는 것을 이해할 것이다. 특정한 실시예들에서, 내측 측 표면 (506) 의 일부분은 상단면 (507) 이 압축될 때 립시일의 중심을 향해 적어도 약 0.1 mm, 또는 적어도 약 0.2 mm, 또는 적어도 약 0.3 mm, 또는 적어도 약 0.4 mm, 또는 적어도 약 0.5 mm만큼 이동하도록 구성된다.

크램셸 내에 기판을 정렬하고 시일링하는 방법들

탄성중합체 립시일을 가진 전기도금 크램셸 내에 반도체 기판을 정렬하고 시일링하는 방법들이 본 명세서에 또한 개시된다. 도 6의 흐름도는 이들 방법들 중 일부를 예시한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 방법들은 크램셸을 개방하는 것 (블록 602), 전기도금 크램셸에 기판을 제공하는 것 (블록 604), 립시일의 상부 부분을 통해 그리고 립시일의 시일링 돌출부 상으로 기판을 하강시키는 것 (블록 606), 및 기판을 정렬하도록 립시일의 상부 부분의 상단면을 압축하는 것 (블록 608) 을 수반한다. 일부 실시예들에서, 동작 608 동안 탄성중합체 립시일의 상부 부분의 상단면을 압축하는 것은, 상부 부분의 내측 측 표면으로 하여금 반도체 기판과 콘택트하고 크램셸 내에 기판을 정렬하기 위해 기판을 밀게 한다.

동작 608 동안 반도체 기판을 정렬한 후에, 일부 실시예들에서, 방법은 시일링 돌출부와 반도체 기판 사이에 시일을 형성하도록 동작 610에서 반도체 기판을 가압함으로써 진행된다. 특정한 실시예들에서, 상단면을 압축하는 것은 반도체 기판을 가압하는 동안 계속된다. 예를 들어, 특정한 이러한 실시예들에서, 상단면을 압축하는 것 및 반도체 기판을 가압하는 것은 크램셸의 콘의 2개의 상이한 표면들에 의해 수행될 수도 있다. 따라서, 콘의 제 1 표면은 상단면을 압축하도록 상단면을 가압할 수도 있고, 콘의 제 2 표면은 탄성중합체 립시일과의 시일을 형성하도록 상단면을 가압할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상단면을 압축하는 것 및 반도체 기판을 가압하는 것은 크램셸의 2개의 상이한 컴포넌트들에 의해 독립적으로 수행된다. 크램셸의 이들 2개의 가압 컴포넌트들은 서로에 대해 통상적으로 독립적으로 이동할 수 있고, 따라서 기판이 다른 가압 컴포넌트에 의해 립시일 상으로 가압되고 립시일에 대해 시일링된다면, 상단면의 압축을 중단되게 한다. 또한, 상단면의 압축 레벨은 그 연관된 가압 컴포넌트에 의해 기판 상에 가해진 가압력을 독립적으로 변경함으로써 반도체 기판의 직경에 기초하여 조정될 수도 있다.

이들 동작들은 보다 큰 전기도금 프로세스의 일부일 수도 있고, 이는 도 6의 흐름도에 또한 도시되고 아래에 간단히 기술된다.

처음에, 크램셸의 콘택트 영역 및 립시일은 세정 및 건조될 수도 있다. 크램셸은 개방되고 (블록 602) 기판은 크램셸 내로 로딩된다. 특정한 실시예들에서, 콘택트 팁들은 시일링 립의 평면 약간 위에 놓이고 이 경우에서, 기판은 기판 경계 둘레에서 콘택트 팁들의 어레이에 의해 지지된다. 이어서 크램셸은 콘을 하향으로 이동시킴으로써 폐쇄되고 시일링된다. 이 폐쇄 동작 동안, 전기적 콘택트들 및 시일들은 상기에 기술된 다양한 실시예들에 따라 설치된다. 또한, 콘택트들의 하단 코너들에는 탄성의 립시일 베이스에 대해 아래로 힘이 가해질 수도 있고, 이는 팁들과 웨이퍼의 프런트 측면 사이에 부가적인 힘을 발생시킨다. 시일링 립은 전체 경계 둘레에 시일을 보장하도록 약간 압축될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 기판이 컵 내로 처음에 배치될 때 시일링 립만이 프런트 표면과 콘택트한다. 이 예에서, 팁들과 프런트 표면 사이의 전기적 콘택트는 시일링 립의 압축 동안 확립된다.

시일 및 전기적 콘택트가 설치된다면, 기판을 운반하는 크램셸은 도금 욕 내로 침지되고 크램셸 내에 홀딩되는 동안 욕 내에서 도금된다 (블록 612). 이 동작에서 사용된 구리 도금 용액의 통상적인 조성은, 약 0.5 내지 80 g/L, 보다 구체적으로 약 5 내지 60 g/L, 훨씬 보다 구체적으로 약 18 내지 55 g/L의 농도 범위의 구리 이온들 및 약 0.1 내지 400 g/L의 농도의 황산을 포함한다. 저-산 구리 도금 용액들은 약 5 내지 10 g/L의 황산을 통상적으로 함유한다. 중간-산 용액 및 고-산 용액은 각각 약 50 내지 90 g/L 및 150 내지 180 g/L 황산을 함유한다. 염화물 이온들의 농도는 약 1 내지 100 mg/L일 수도 있다. 당업자들에게 공지된 (코네티컷 웨스트 헤이븐 소재의 Enthone Corporation로부터 입수 가능한) Enthone Viaform, Viaform NexT, Viaform Extreme과 같은 복수의 구리 도금 유기 첨가제들, 또는 다른 촉진제들, 억제제들, 및 레벨러들 (leveler) 이 사용될 수 있다. 도금 동작들의 예들은 모든 목적들을 위해, 하지만 특히 도금 동작들을 기술하는 목적을 위해 본 명세서에 전체가 참조로서 인용되는, 2006년 11월 28일에 출원된 미국 특허 출원 제 11/564,222 호에 보다 상세히 기술된다. 도금이 완료되고 적절한 양의 재료가 기판의 프런트 표면 상에 증착된다면, 그러면 기판은 도금 욕으로부터 제거된다. 이어서 기판 및 크램셸은 표면장력 및 접착력에 기인하여 거기에 남아있는 크램셸 표면들 상의 잔류 전해질의 대부분을 제거하도록 스피닝된다. 이어서 크램셸 및 기판 표면들로부터 가능한 한 많은 비말동반된 (entrained) 전해질 유체를 희석하고 플러싱하도록 계속해서 스피닝되는 동안 크램셸이 린싱된다. 이어서 기판은 일부 나머지 오염수 (rinsate) 를 제거하도록 일부 시간, 보통 적어도 약 2 초 동안 턴 오프된 (turned off) 린싱 액체와 함께 스피닝된다. 프로세스는 크램셸을 개방하고 (블록 614) 프로세싱된 기판을 제거함으로써 (블록 616) 진행될 수도 있다. 동작 블록들 604 내지 616은 도 6에 나타낸 바와 같이, 새로운 웨이퍼 기판들에 대해 복수 회 반복될 수도 있다.

개선된 강도, 보다 정확한 시일링 컴포넌트 제조, 및 감소된 허용 오차 스택-업을 가진 컵 어셈블리들

종종, 컵-및-콘 전기도금 크램셸 설계는 크램셸의 다른 컴포넌트들로부터 별도로 제작되는 탄성중합체 립시일을 사용한다 - 즉, 립시일은 동작 상의 사용을 위해 어셈블링될 때 크램셸 내로의 나중의 결합을 위한 별개의 컴포넌트로서 종종 제작된다. 주로, 이것은 다른 크램셸 컴포넌트들이 탄성중합체 재료 - 더 정확히 말하면 금속들 또는 하드 플라스틱들로 이루어진 단단한 피스들 - 로 일반적으로 구성되지 않고 그래서 통상적으로 분리된 몰딩 또는 제조 프로세스가 크램셸 컴포넌트들을 위해 사용된다는 사실에 기인한다. 그러나, 립시일이 가요성 탄성중합체 재료로 이루어지기 때문에, 그리고 립시일의 얇은 (그리고 아마도 정교한) 형상 (예를 들어, 상기 및 이하에 기술된 바와 같이 도 2 참조) 때문에, 립시일의 몰딩은 단단한 크램셸 컴포넌트들의 제조보다 보다 덜 정밀할 수도 있다. 또한, 어셈블리 프로세스 - 컵의 하단 ("컵 하단") 내에 립시일을 장착하는 것 - 은 립시일의 형상 및 치수에 있어서 부가적인 변동들을 야기할 수도 있고, 뿐만 아니라 허용 오차 "스택-업"을 통해 부가적인 변동성에 기여할 수도 있다. 웨이퍼 기판 당 이익 마진들 (profit margin) 은 기판의 사용 가능한 표면적에 따라 직접 결정되고; 따라서 웨이퍼의 에지 배제 구역의 사이즈는 - 기판에 대해 립시일에 의해 형성된 시일의 방사상의 위치에 의해 규정됨 - 웨이퍼 기판 각각과 연관된 "하단 라인" 이윤율에 직접 영향을 미친다. 그럼에도 불구하고, 립시일은 립시일의 제작 및 허용 오차 스택-업에서의 변동성이 립시일의 시일링 능력의 신뢰도에 부정적으로 영향을 미치지 않도록, 기판의 에지에 충분히 내향으로 (전기도금 전류의 소스와 전기적 연결을 형성하기 위해 사용되는) 기판의 표면의 경계 구역을 시일링해야 한다. 따라서, 탄성중합체 시일링 엘리먼트가 가능한 한 정밀하게 알맞게 실현 가능하게 설계 및 제작된다는 것이 중요하다.

컵 어셈블리 및 시일링 컴포넌트 제작에 대한 현재의 방법들은 전기도금 크램셸 설계의 컵 어셈블리의 컵 하단 엘리먼트의 제작과 함께 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 제작함으로써 개선될 수도 있다. 즉, 통합된 방식으로 컵 어셈블리, 및 특히, 컵 하단 엘리먼트 및 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 제조하는 것이 유익할 수도 있다. 이것을 성취하는 일 방식은 컵 하단 엘리먼트에 (상에, 에 걸쳐, 등) 직접 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 몰딩하는 것이다. 이것은 탄성중합체 시일링 엘리먼트가 물리적으로 보다 작다면 - 예를 들어, 보다 많은 종래의 설계들에서와 같이 컵 어셈블리 내로 방사상으로 외향으로 매우 멀리 확장하는 것과는 대조적으로 웨이퍼 에지 구역에 대해 보다 국부적인 방사상의 프로파일을 가짐 - 특히 효과적일 수도 있고 보다 작은 사이즈의 시일링 엘리먼트는 컵 하단 엘리먼트 상에 제자리에 형성되기가 보다 쉽다. 그러나, 일부 실시예들에서 보다 작은 사이즈의 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 탄성중합체 시일링 엘리먼트가 컵 하단 엘리먼트 내로 직접 몰딩되지 않을지라도, 상기에 기술된 이득들을 달성하도록 정밀히 제어된 방식으로 컵 하단 엘리먼트에 시일링 엘리먼트를 접착제를 사용하여 본딩하고, 붙이고, 부착하거나, 그렇지 않으면 부착하는 것을 통해 컵 하단과 통합된 제작을 허용할 수도 있다는 것을 또한 주의하라. 어느 경우에나, 컵 하단 엘리먼트와 감소된 방사상의 프로파일을 가진 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 통합된 제작은 전자를 보다 정밀하게 제작되게 하고 컵 하단 내에 위치되게 할 수도 있고 따라서 다른 설계들에 대해 웨이퍼 기판의 에지 배제 구역의 사이즈를 감소시킬 수도 있다.

컵 하단과 통합된 방식으로 제작된 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 다른 컵 어셈블리 설계들에서 종종 사용되는 것들과는 상이한 기판 전기적 콘택트 엘리먼트들을 또한 채용할 수도 있다. 예를 들어, 별도로 제작된 립시일을 사용하여 컵 어셈블리들은 크램셸의 폐쇄 시 기판과의 점 또는 라인 전기적 콘택트를 플렉싱하고 형성하는 경화된 시트 금속 (예를 들어, 약 0.0005 내지 0.005 인치 두께) 으로 이루어진 콘택트 엘리먼트들로서 콘택트 핑거들을 채용할 수도 있다. 이러한 콘택트들은 콘택트하는 단부들에서 "L" 형상을 가질 수도 있고, 캔틸레버들로서 역할을 할 수도 있다. 이러한 실시예의 예는 도 2에 개략적으로 예시된다. 도 2는 콘 (203) 의 하강 시에 (즉, 크램셸의 폐쇄) 디스플레이된 기판과 함께 점 또는 라인 전기적 콘택트들을 플렉싱하고 형성할 준비가 된 콘택트 핑거들 (208) 을 도시한다. 그러나, 도 2의 콘택트 핑거들 (208) 과 같은, 콘택트 핑거들의 플렉싱은, 기판과 함께 형성되는 전기적 연결의 점들 또는 라인들에서 방사상의 변동을 유발할 수도 있다. 변동은 또한 도 2에 도시된 전기도금 크램셸 설계의 다양한 컴포넌트들 사이의 허용 오차 스택 업 - 립시일 (212) 의 제조 시의 변동, 컵 (201) 내의 립시일의 포지셔닝, 립시일 (212) 상의 콘택트 핑거들 (208) 의 배향, 및 기판과 콘택트하기 위한 콘택트 핑거들 (208) 의 플렉싱 - 에 기인할 수도 있다.

통합된 탄성중합체 시일링 엘리먼트들을 가진 본 명세서에 개시된 컵 어셈블리들은 상이한 피처들을 가진 상이한 종류의 전기적 콘택트 엘리먼트들을 채용할 수도 있다. 경화된 시트 금속으로부터 형성되고 도 2에 예시된 바와 같이 캔틸레버들로서 치우친 L-형상의 콘택트 핑거들을 사용하기보다는, 이들 컵 어셈블리들은 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 최상단 일부분에 배치된 경화되지 않은 얇고 평평한 시트 금속 재료로 이루어진 일반적으로 평평한 콘택트 엘리먼트를 채용할 수도 있다. 이러한 전기적 콘택트 엘리먼트는 콘에 의해 기판 아래에서 탄성중합체 시일링 엘리먼트을 향하여 가압되기 때문에 기판으로부터의 압력에 대해 약간 변형하는데 충분히 얇고 및/또는 충분히 무르고/가요성일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 콘택트 엘리먼트는 콘택트 엘리먼트가 기판과 시일링 엘리먼트 사이에서 샌드위치되기 (sandwiched) 때문에 기판으로부터의 이러한 압력 시에, 기판의 형상에 균일하게 컨포밍하는 (또는 다소 컨포밍하는) 정도로 변형될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 무른 가요성 시트 금속 콘택트들은 웨이퍼의 베벨 구역에 컨포밍하도록 충분히 변형될 수도 있다. 따라서, 전기적 콘택트 힘은 도 2에 도시된 캔틸레버 콘택트 핑거 설계에서와 같이 경화된 시트 금속의 스프링 힘에 의해서라기보다는 콘택트 엘리먼트 아래의 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 압축에 의해 제공된다.

이들 및 다양한 다른 피처들을 가진 이러한 컵 어셈블리의 예는 도 7a 내지 도 7i에 개략적으로 예시된다. 예시된 컵 어셈블리 (700) 는 웨이퍼 기판의 베벨 구역과 같은 기판의 에지의 형상에 컨포밍할 수도 있는 가요성이고 평평한 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 를 포함한다. 이 전기적 콘택트 엘리먼트는 컵 하단 엘리먼트 (701) 에 통합되는 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 최상단에 퇴위되게 (depose) 도면들에 도시된다. 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 상기에 기술된 바와 같이, 컵 어셈블리의 제작 동안, 컵 하단 엘리먼트 내에 (또는 내로 또는 상으로, 등) 몰딩될 수도 있거나 그렇지 않으면 컵 하단 엘리먼트에 본딩/부착될 수도 있다. 따라서 이 컵 어셈블리 설계는 상기에 논의된 도 2 내지 도 5에 도시된 설계들과 상이한 특정한 피처들을 갖고, 도 7a 내지 도 7i에 대해 기술된 (그리고 도시된) 설계는 상기에 도시된 컵 어셈블리 설계들에 대한 대안적인 실시예로서 보일 수도 있다.

일반적으로, 도 7a 내지 도 7c는 전술한 통합된 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 를 가진 컵 어셈블리 (700) 의 단면도 및 등축도이다. 도면들 각각은 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 및 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 를 가진 컵 하단 엘리먼트 (701) 를 가진 컵 어셈블리 (700) 의 개략도를 나타낸다. 특히, 도 7a는 이들 엘리먼트들을 통한 환형 슬라이스의 넓은 단면도를 도시하고, 도 7b는 도 7a에 도시된 도면의 확대된 부분을 도시하고, 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 및 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 를 지지하는 컵 하단 엘리먼트의 일부의 상세사항들에 초점을 맞춘다. 마찬가지로, 도 7c는 도 7b의 확대된 컵 어셈블리의 부분의 사시도를 도시한다. 컵 하단, 탄성중합체 시일링, 및 전기적 콘택트 엘리먼트들 각각이 일반적으로 링-형상이라는 것이 이들 도면들에 도시된 환형 슬라이스들로부터 이해되어야 한다. 이것 때문에, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는, 예를 들어, 본 명세서에서 탄성중합체 링으로서 지칭될 수도 있고, 마찬가지로, 전기적 콘택트 엘리먼트는 본 명세서에서 콘택트 링으로서 지칭될 수도 있지만, 이들 엘리먼트들이 링-형상일지라도, 도 7f에 도시된 바와 같이 (아래에 보다 상세히 기술된) 핑거들 (706) 을 가진 콘택트 링 (705) 의 콘택트 핑거들과 같이, 그 설계에 대해 각도 의존을 가질 수도 있음이 물론 이해되어야 한다. 이들 도면들 각각은 전기도금 동안 전력을 콘택트 엘리먼트 (705) 에 공급하는 - 본 명세서에서 또한 버스 링으로서 지칭될 수도 있는 - 버스 바 (721) 뿐만 아니라 콘 (727) 에 의해 시일링 엘리먼트 (703) 내로 밀리게 되는 기판 (731) 을 또한 도시한다.

도 7a에 나타낸 컵 어셈블리의 보다 넓은 도면은 볼트 (723) 가 컵 어셈블리 (700) 의 컵 하단 엘리먼트 (701) 에 버스 바를 부착하도록 전기적 버스 바 (또는 링) (721) 를 통해 확장할 수도 있다는 것을 예시한다. 도 7a는 컵 어셈블리에 포함된 것이 컵 어셈블리의 외측 에지를 한정하는 링-형상의 절연 엘리먼트 (725) 일 수도 있다는 것을 또한 예시한다. 링-형상의 절연 엘리먼트 (725) 는 전도성 버스 바 (721) 가 전해질과 콘택트하는 것을 방지한다.

도 7b 및 도 7c에 나타낸 컵 어셈블리 (700) 의 확대도들은 컵 하단 엘리먼트 (701), 뿐만 아니라 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 및 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 에 보다 구체적으로 초점을 맞춘다. 시일링 엘리먼트 (703) 와 기판 (731) 의 콘택트가 또한 예시된다. 다시, 도 7a 내지 도 7c의 단면에 도시된 피처들이 환형 구조체의 일부이고, 단면이 방사상의 슬라이스를 통해 취해진다는 것이 이해되어야 한다. 도 7b (클로즈-업한 도면) 및 도 7c (추가 사시도) 는 기판의 후면과 콘택트하는 콘 (727) 을 가진 컵 어셈블리 (700) 에 놓인 반도체 기판 (731) 을 도시한다. 따라서, 이들 도면들은 기판이 로딩되고 기판과 전기적 콘택트할 준비가 된 크램셸-타입 기판 홀더 설계의 컵 및 콘 피처들 양자를 도시한다. 콘 (727) 이 기판을 향하여 가압하고 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 와 물리적으로 콘택트하여 기판을 미는데 충분한 압력을 인가할 준비가 된 반도체 기판 (731) 의 후면과 콘택트하는 위치에 콘 (727) 이 있다는 것을 도 7b 및 도 7c의 클로즈-업한 도면들로부터 알 수 있다. 이 전기적 콘택트가 형성되기 위해서 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 가 단지 약간 압축될 것임을 7b 및 도 7c로부터 또한 알 수 있다.

도 7b 및 도 7c는 컵 하단 엘리먼트 (701) 가 메인 바디 부분 (711) 및 모멘트 암 (713) 을 포함한다는 것을 예시한다. 모멘트 암 (713) 은 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 뿐만 아니라 시일링 엘리먼트 상에 배치된 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 를 지지하도록 역할을 하는 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 메인 바디의 (방사상으로-내향으로) 상대적으로 얇은 확장부이다. 모멘트 암이 이들 엘리먼트들을 지지하기 때문에, 그리고 모멘트 암이 상대적으로 얇기 때문에, 모멘트 암 (713) 은 기판이 그 시일링 및 전기적 콘택트 장치 내로 콘에 의해 가압될 때 콘 (727) 에 의해 가해진 압력에 응답하여 특정한 정도로 플렉싱할 수도 있다 (그래서 이름이 됨).

대조적으로, 컵 하단 (701) 의 메인 바디 부분 (711) 은 상대적으로 두껍게 (모멘트 암 (713) 보다 훨씬 보다 두껍게) 설계된다. 그 결과, 메인 바디 부분은 반도체 기판이 모멘트 암을 향하여 가압될 때 실질적으로 플렉싱하지 않을 수도 있다. 또한, 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분 자체가 단단할 뿐만 아니라, 일부 실시예들에서, 메인 바디 부분은 컵 구조체의 또 다른 피처에 단단히 부착되도록 또한 설계될 수도 있다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 실시예에서, 볼트 (723) 는 메인 바디 부분 (711) 이 컵 어셈블리 (700) 의 다른 단단한 부분들에 대해 실질적으로 고정되고 단단히 고정되도록 (rigid), 버스 바/링 (721) 에 컵 하단 (701) 을 단단히 부착한다.

따라서, 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분은 동작 동안 실질적으로 단단히 고정되고 콘 (727) 으로부터의 힘/압력이 기판 (731), 콘택트 엘리먼트 (705), 시일링 엘리먼트 (703) 를 통해, 그리고 궁극적으로 모멘트 암 (713) 을 통해 메인 바디 부분에 전달될 때 임의의 플렉싱을 견딘다. 반면에, 기판에 압력이 충분히 인가될 시에, 모멘트 암 (713) 은 플렉싱하는 컵 하단 (711) 의 컴포넌트이도록 설계된다. 그러나, 모멘트 암은 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 및 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 를 지지하도록 방사상으로 충분한 수평 표면을 여전히 제공하는 동안 모멘트 암이 너무 많은 플렉스를 나타내지 않도록 가능한 한 짧게 여전히 설계될 수도 있다. (도 7a에서, 예를 들어, 컵 하단의 메인 바디 부분 (711) 의 상대적인 사이즈들 및 두께들을 컵 하단의 모멘트 암 (713) 과 비교하라.)

도 7b 및 도 7c는 기판 (731) 과 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 사이의 인게이지먼트 및 또한 콘택트 엘리먼트 (705) 와의 인게이지먼트의 기하학적 구조를 상세히 예시한다. 예를 들어, 도면들은 콘택트의 방사상으로 최내측인 점 (보다 구체적으로, 콘택트의 링) 이 도금 용액이 실질적으로 배제되고 전기적 콘택트가 형성되는 기판의 경계 구역을 규정하는 시일링 엘리먼트 (703) 와 기판 (731) 사이에 있다는 것을 예시한다. 시일링 엘리먼트 (703) 내로의 기판 (731) 의 (콘 (727) 에 의한) 충분한 가압은, 액체-밀봉 시일을 형성하도록 시일링 엘리먼트를 압축하고, 또한 콘택트가 시일과의 콘택트의 단지 방사상으로 외향으로 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 와 형성되도록 시일링 엘리먼트 (703) 로 하여금 충분히 변형되게 한다.

또한, 언급한 바와 같이, 기판 (731) 으로부터의 이 압력은, 또한 콘택트 엘리먼트 (705) 의 아래의 탄성중합체 시일 (703) 의 부분이, 콘택트 엘리먼트로 하여금 콘택트 엘리먼트와 콘택트하는 기판의 부분의 형상에 컨포밍하고 플렉싱하게 하는 콘택트 엘리먼트 아래의 상쇄의 탄성력을 생성하고 압축하게 할 수도 있다. 특히, 일부 실시예들에서, 콘택트 엘리먼트 아래에서 탄성중합체가 압축될 때, 콘택트 엘리먼트는 플렉싱할 수도 있고 기판의 에지 베벨 구역의 프로파일에 컨포밍하도록 콘택트 엘리먼트의 형상을 조정할 수도 있다. 다시 한번, 이 피처는 상대적으로 얇은 콘택트 엘리먼트에 의해 촉진될 수도 있고 (스프링-같은 거동을 나타내는 경화된 금속과는 대조적으로) 가요성 전도성 재료로 형성될 수도 있다.

컵 하단 엘리먼트에 관한 상세사항들

언급한 바와 같이, 컵 하단 엘리먼트 (701) 는 웨이퍼가 하향으로 밀릴 때, 작은 모멘트 암을 제외하고, 상당한 플렉싱을 견딘다. 이것은 컵 하단 엘리먼트 (701) 가 상부에 시일링 엘리먼트 (703) 가 배치되는 상대적으로 짧고 얇은 모멘트 암 (713) 과 상대적으로 두꺼운 메인 바디 부분 (711) 을 갖기 때문일 수도 있다.

컵 하단 엘리먼트 (701) 는 일반적으로 링-형상이고 200 mm, 300 mm 웨이퍼들 또는 450 mm 웨이퍼들과 같은, 표준 사이즈의 반도체 기판들을 수용하도록 사이징된다. 컵 하단 엘리먼트 - 보다 구체적으로 도 7a 내지 도 7c의 모멘트 암 (713) - 의 내측 에지는 기판 (도 7a 내지 도 7c에서 731) 의 외측 경계와 인게이지하지만, 통상적으로 컵 하단 엘리먼트의 내측 에지는 기판을 실제로 터치하지 않는다. 대신에, 상기에 기술된 바와 같이, 기판과 물리적으로 콘택트하는 탄성중합체 시일링 엘리먼트와 전기적 콘택트 엘리먼트가 있다. 일부 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트는 약 1 mm 이하의 배제 구역을 제공하도록 설계된다. 배제 구역은 전기도금/전해질 용액이 전기도금 동작 동안 콘택트하는 것으로부터 실질적으로 배제되는 기판의 표면의 경계 구역이다.

도 7a 내지 도 7c에 설명되고 도시된 바와 같이, 컵 하단 엘리먼트 (701) 는 메인 바디 부분 (711) 및 모멘트 암 (713) 을 포함한다. 함께 이들 엘리먼트들은 모놀리식 구조체를 형성할 수도 있다. 즉, 본 명세서에 기술된 바와 같이 이들 엘리먼트들의 분리된 라벨링은 이들 엘리먼트들 - 메인 바디 부분 및 모멘트 암 - 이 컵 하단 엘리먼트를 형성하도록 함께 결합되는 반드시 2개의 물리적으로 별개의 그리고 별도로 제조된 컴포넌트들임을 암시하도록 취해져서는 안 된다. 엘리먼트들이 별개이고 이어서 함께 결합되는 것이 실현 가능할지라도, 보다 통상적으로, 컵 하단의 메인 바디 부분 및 모멘트 암은 (예를 들어, 그들을 결합하는 본드, 심, 등 없이) 하나의 엘리먼트로서 제조된다. 내포하는 분리된 제조 및 나중의 결합보다는, 컵의 이들 부분들, 및 보다 구체적으로, "모멘트 암" 및 "메인 바디 부분"으로서의 컵 하단의 라벨링은, 컵의 이들 부분들이 (기판에 의해 컵을 향하여 가압할 지라도) 콘에 의해 컵에 인가되는 압력의 결과로서 상이하게 거동한다는 것을 강조하도록 행해진다. 즉, 위에서 언급된 바와 같이, 모멘트 암은 얇고 압력이 인가될 시 다소 플렉싱하도록 설계되고, 반면에 메인 바디 부분은 두껍고 실질적으로 단단히 고정되도록 설계된다.

컵 하단 엘리먼트의 다른 상세도들은 도 7d 내지 도 7i에 도시된다. 이들 도면들은 도 7a 내지 도 7c에 도시된 컵 어셈블리 (700) (및 콘 (727)) 의 다른 컴포넌트들로부터 분리된, 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 및 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 와 함께, 컵 하단 엘리먼트 (701) 를 도시한다. 예를 들어, 도 7d는 다른 컵 어셈블리 컴포넌트들과 분리되어, 컵 하단 엘리먼트의 사시도, 보다 구체적으로 약 180 도의 환형 구역을 예시하는 그 중심축을 통해 대략 슬라이스된 전체 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 대략 절반 - 즉, 컵 하단의 원주의 대략 절반 - 의 도면을 도시한다. 따라서, 도면은 컵 하단 엘리먼트의 일반적으로 링-형상의 구조체를 예시한다. 도면은 - 도 7a에 도시된 바와 같이 볼트들 (723) 에 의해서와 같이 - 컵 어셈블리 (700) 의 나머지에 이 특정한 컵 하단 구조체를 부착하도록 사용될 수도 있는 볼트 홀들 (724) 을 또한 도시한다. 도 7a에 또한 도시된 바와 같이, 이 특정한 실시예에서, 컵 하단 엘리먼트 (701) 는 전기적 버스 바 (721) 에 볼트로 접합되도록 설계된다. 컵 어셈블리에 컵 하단 엘리먼트를 결합하는 다른 메커니즘들은 컵 어셈블리의 나머지에 컵 하단을 클립핑하기 위한 클립들을 채용하거나, 컵 어셈블리의 나머지에 컵 하단을 본딩하도록 접착제를 사용하는 인게이지먼트 메커니즘과 같이 또한 구상된다.

도 7e는 컵 하단의 중심축을 따른 슬라이스를 나타내고 컵 어셈블리의 다른 컴포넌트들로부터 다시 별도의, 도 7d로부터의 컵 하단 엘리먼트의 단면에 초점을 맞추는, 도 7d의 확대도를 도시하고, 도면은 (모멘트 암 위의 탄성중합체 시일 (703) 및 콘택트 엘리먼트 (705) 와 함께) 모멘트 암 (713) 에 특히 초점을 맞춘, 도 7f에서 더 확대된다. 이들 도면들은 컵 하단 엘리먼트의 나머지로부터 방사상으로 내향으로의 모멘트 암 (713) 의 확장뿐만 아니라 상부에 배치된 탄성중합체 시일링 엘리먼트 (703) 및 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 의 배치를 도시한다. 도 7e의 도면은 컵 하단 엘리먼트의 모멘트 암 (713) 과 메인 바디 부분 (711) 의 상대적인 비율을 또한 예시한다. 모멘트 암 (713) 은 - 방사상으로, 그리고 모멘트 암의 높이 (즉, 수직 방향으로의 두께) 면에서 모두 - 메인 바디 부분 (711) 보다 확실히 훨씬 보다 작다는 것을 다시 알 수 있다. 실시예에 따라, 모멘트 암의 방사상의 폭 - 모멘트 암의 방사상의 내향의 (원위) 팁과 그것이 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분과 결합하는 점 사이의 수평 거리 - 는 최대 약 0.3 인치, 또는 최대 약 0.1 인치, 또는 특정한 실시예들에서, 약 0.04 내지 0.3 인치이다. 모멘트 암의 방사상의 폭이 배제 구역 요구 조건들을 충족시키도록 설계되어야 함을 주의하라. 따라서, 특정한 실시예들에서, 모멘트 암의 방사상의 폭이 적어도 배제 영역만큼 길어야만 한다 (예를 들어, 적어도 1 mm).

모멘트 암의 설계는 모멘트 암이 컵 상으로의 반도체 기판의 배치 동안 컵 하단 엘리먼트의 실질적으로 모든 편향을 일반적으로 수용하도록 한다. 따라서, 특정한 실시예들에서, 모멘트 암은 약 0.010 내지 0.1 인치, 또는 보다 구체적으로 약 0.015 내지 0.025 인치의 - 모멘트 암의 가장 얇은 섹션에서 웨이퍼 삽입 방향으로 모멘트 암의 상단과 하단 사이의 거리 (즉, 도 7a에서 그 수직 높이) - 두께를 갖는다.

이 수직 높이/두께는, 모멘트 암이 플렉싱할 수도 있는 동안, 메인 바디 부분이 실질적으로 단단히 고정되고 및/또는 기판이 콘에 의해 시일링 엘리먼트 및 모멘트 암에 대해 밀릴 때 편향 및/또는 변형을 견디도록 설계될 수도 있기 때문에, 도 7e에 잘 예시된 바와 같이, 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분의 두께에 대해 꽤 얇을 수도 있다. 따라서, 모멘트 암이 평평한 링-형상의 수평 표면의 형상을 일반적으로 취할 수도 있는 것에 반해, 메인 바디 부분은 수직 방향에서 일반적으로 실질적으로 보다 두껍고 일반적으로 사다리꼴 및/또는 다각형 형상, 및/또는 단면으로 커브된 표면들을 가진 형상을 취할 수도 있다. 편향 및/또는 변형에 대한 내성은 저장된 단단한 재료들로부터 컵 하단 엘리먼트 (701) 를 제조함으로써 또한 향상될 수도 있다.

게다가, 특정한 실시예들에서, 메인 바디 부분은 적어도 약 0.2 인치, 또는 보다 구체적으로 적어도 약 0.3 인치의 최대 두께 (방사상으로 방향에 대해 수직인, 수직 높이, 하단에 대한 상단) 를 가질 수도 있고; 일부 실시예들에서, 메인 바디 부분은 약 0.2 내지 1 인치의 최대 수직 높이를 가질 수도 있다. 평균 수직 높이/두께의 면에서, 특정한 실시예들에서, 메인 바디 부분은 적어도 약 0.1 인치, 또는 적어도 약 0.3 인치, 또는 적어도 약 0.5 인치, 또는 더 보다 구체적으로 적어도 약 1.0 인치의 평균 수직 높이를 가질 수도 있다. 일부 실시예들에서, 메인 바디 부분의 평균 수직 높이는 약 0.1 내지 1.0 인치, 또는 보다 구체적으로 약 0.2 내지 0.5 인치일 수도 있다.

게다가, 실시예에 따라, 모멘트 암의 평균 수직 높이/두께에 대한 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분의 평균 수직 높이/두께의 비는 약 3 초과일 수도 있거나, 또는 보다 구체적으로 상기 비는 실시예에 따라, 약 5 초과, 또는 더 보다 구체적으로 약 20 초과일 수도 있다.

마찬가지로, 컵 하단 엘리먼트의 메인 바디 부분의 방사상의 폭은 약 0.5 내지 3 인치 또는 약 0.75 내지 1.5 인치일 수도 있다. 일반적으로, 컵의 다른 엘리먼트들과의 단단한 구조적 통합을 허용하도록 유리하게 사이징된다.

특정한 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 메인 바디 부분 (711) 이 모멘트 암 (713) 과 콘택트하는 점으로 갑자기 (방사상으로 내향으로) 테이퍼진다는 것이 도 7e에서 또한 알 수 있다. 즉, 도 7e에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트 (701) 는 메인 바디 부분 (711) 의 두꺼운 섹션으로부터 모멘트 암 (713) 의 평평한 구조체로 상대적으로 짧은 거리 (방사상으로 내향으로) 바로 위에 테이퍼진다. 특정한 실시예들에서, 메인 바디 부분 (711) 의 가장 두꺼운 섹션으로부터 모멘트 암 (713) 으로의 테이퍼는 약 0.5 인치 미만, 또는 보다 구체적으로 약 0.1 인치 미만, 또는 약 0.1 내지 0.5 인치의 거리 위이다. 또한, 도 7a 및 도 7e에 더 도시된 바와 같이, 특정한 예시된 실시예에서, 대부분의 메인 바디 부분 (711) 은 모멘트 암 (713) 위에 수직으로 위치된다.

따라서, 모멘트 암 (713) 은 컵 하단 엘리먼트 (101) 의 메인 바디 부분 (711) 으로부터 기판을 향해 내향으로 확장하는 것으로 보일 수도 있고 따라서, 일부 실시예들에서, 모멘트 암 (713) 은 전기도금 동작 전에 (뿐만 아니라 전기도금 동작 자체 동안) 컵 내로 수용되기 때문에 기판의 에지를 물리적으로 지지하도록 캔틸레버 방식으로 동작하는 것으로 더 보일 수도 있다.

기판을 물리적으로 지지하는 것에 더하여, 모멘트 암은 시일링 엘리먼트를 지지하고 누출 밀봉 시일을 설치하여, 기판의 에지 근처에 전술한 전해질 배제 구역을 형성하도록 기판의 에지에 대해 시일링 엘리먼트를 적절하게 위치시킨다.

따라서, 모멘트 암은 도면들에 도시된 링-형상의 시일링 엘리먼트 (703) 와 같은, 통상적으로 동작 동안 모멘트 암과 웨이퍼 사이에 놓이는 링-형상의 시일링 엘리먼트를 수용하도록 성형될 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 모멘트 암은 중요한 수직 피처들 없이, 실질적으로 직선의 또는 선형의 수평 형상을 가진다. 특정한 실시예들에서, 컵 하단의 메인 바디 섹션의 인접한 (방사상으로 외향인) 부분 및 모멘트 암은 - (아래에 더 기술되는 바와 같은) 전구체 중합을 통한 몰딩을 통해서와 같이 - 컵 하단 바로 내에 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 형성하기 위해 몰드를 형성하도록 성형된다.

컵 하단 엘리먼트가 형성되는 재료는 통상적으로 상대적으로 단단한 재료이다. 또한, 컵 하단 엘리먼트는 전도성 또는 절연 재료로 이루어질 수도 있다. 일부 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트는 티타늄과 같은 금속, 또는 티타늄 합금, 또는 스테인리스 강으로 이루어진다. 일부 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트가 전도성 재료로 이루어진다면, 전도성 재료는 절연 재료로 코팅될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트는 PPS 또는 PEEK와 같은 플라스틱과 같은 바-전도성 재료로 이루어진다. 다른 실시예들에서, 컵 하단은 세라믹 재료로 이루어진다. 특정한 실시예들에서, 컵 하단 엘리먼트는 약 300,000 내지 55,000,000 psi, 또는 보다 구체적으로 약 450,000 내지 30,000,000 psi의 영률 (Young's modulus) 을 특징으로 하는 강도를 가진다.

시일링 엘리먼트 ( 립시일 ) 에 관한 상세사항들

일반적으로, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 모멘트 암의 상단 상에, 그리고 선택적으로, 컵 하단의 메인 바디 부분의 내측인 방사상의 에지에 대해 꼭 맞게 피팅되는 링-형상의 엘리먼트이다. 특정한 실시예들에서, 시일링 엘리먼트는 약 0.5 인치 이하, 또는 약 0.2 인치 이하, 또는 약 0.05 내지 0.2 인치, 또는 약 0.06 내지 0.10 인치의 방사상의 폭을 가진다. 전체 방사상의 폭은 장치의 사용과 관련된 웨이퍼 에지 배제 구역을 수용하는데 충분하게 일반적으로 선택될 것이다. 마찬가지로, 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 직경은 200 mm, 300 mm 웨이퍼 또는 450 mm 웨이퍼와 같은 표준 웨이퍼 기판을 수용하기 위해 일반적으로 적절하게 선택될 것이다.

탄성중합체 시일링 엘리먼트의 수직 두께는 약 0.005 내지 0.050 인치, 또는 보다 구체적으로 약 0.010 내지 0.025 인치일 수도 있다. 시일링 엘리먼트의 두께 및 형상은 시일링 엘리먼트와 기판 사이에 실질적으로 누출 밀봉 시일을 형성하도록 시일링 엘리먼트와 기판 에지 사이의 실질적으로 연속적인 콘택트를 용이하게 하도록 선택될 수도 있다.

특정한 실시예들에서, 시일링 엘리먼트는 L-형상 (또는 실질적으로 L-같은 형상) 을 갖고, 여기서 "L"의 작은 암은 시일링 엘리먼트의 내측 반경에서 상향으로 확장한다. 예를 들어, 이 특정한 실시예에 대해, 시일링 엘리먼트 (703) 는 전기적 콘택트 엘리먼트가 (아래에 기술된 바와 같이 돌출부가 웨이퍼 기판에 의해 가압될 때 압축되기 전에) 상부에 배치되고 시일링 엘리먼트의 상기 실질적으로 수평인 부분 위에 수직으로 배치되는 시일링 엘리먼트의 실질적으로 수평인 부분의 방사상으로 내향인, 그 방사상으로 최내측인 부분 상에 작은 상향의 돌출부 (704) 를 갖는 것을 도시하는, 도 7b 및 도 7c를 참조하라.

이 작은 상향의 돌출부는 누출 밀봉 시일을 제공하도록 웨이퍼와 인게이지할 수도 있다. 이 상향의 돌출부 (704) 의 압축이 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 의 방사상으로 내향으로 누출 밀봉 시일을 생성할 뿐만 아니라, 상향의 돌출부의 압축이 기판의 에지와 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 사이의 콘택트를 가능하게 할 것임이 도 7b 및 도 7c에 도시된 이 예에서 알 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 콘택팅은 모멘트 암의 플렉싱, 또는 디펙션 (defection), 또는 모멘트 암 자체의 캔틸레버-같은 이동에 의해 도움을 받을 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 시일링 엘리먼트의 압축의 정도, 시일링 엘리먼트의 기하학적 구조, 뿐만 아니라 전기적 콘택트 엘리먼트의 기하학적 구조 및 모멘트 암과 연관된 임의의 플렉스에 따라, (가능하게는 모멘트 암의 플렉스/편향에 따라) 상향의 돌출부의 압축은 전기적 콘택트 엘리먼트로 하여금 기판의 에지 베벨 구역과 콘택트하게 할 수도 있다. 또한, 탄성중합체 시일링 엘리먼트가 전기적 콘택트 엘리먼트 하부 실시예들에서, 콘택트 엘리먼트 아래의 시일링 엘리먼트의 부분의 압축은 콘택트 엘리먼트로 하여금 예를 들어, 웨이퍼 기판의 에지 베벨 구역의 방사상의 프로파일의 형상에 대한 콘택트 엘리먼트의 컨포밍과 같이, 웨이퍼 기판의 형상을 변형되게 할 수도 있다. 실시예에 따라, 시일링 엘리먼트의 (예를 들어, L-형상의 또는 L-같은 형상의 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 위한) 전술한 상향의 돌출부의 수직 높이는 약 0.005 내지 0.040 인치, 또는 보다 구체적으로, 약 0.010 내지 0.025 인치일 수도 있다.

전기적 콘택트 엘리먼트

전기적 콘택트 엘리먼트는 전기적 콘택트 엘리먼트가 전기도금 동작들 동안 기판에 전류를 제공할 수 있도록 전도성 재료로 이루어진다. 통상적으로, 전도성 재료는 일부 종류의 금속, 합금, 등일 것이고 모멘트 암의 상부면 상에, 통상적으로 시일링 엘리먼트의 상단 상에, 하지만 기판과의 실질적으로 누출 밀봉 시일을 형성하는 시일링 엘리먼트의 부분의 방사상으로 외향으로 놓이도록 사이징 및 성형될 것이다. 이러한 구성은 도 7b 및 도 7c에 예시된다. 특정한 실시예들에서, 콘택트 링은 콘택트 링이 상대적으로 큰 콘택트 영역에 걸쳐 웨이퍼 씨드 층과 콘택트하도록 실질적으로 평평한 가요성 및/또는 변형 가능한 금속 또는 다른 가요성 및/또는 변형 가능한 전도성 재료로 이루어진다. 게다가, 일부 실시예들에서, 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 일부분의 상단 상에 평평한 얇은 가요성 콘택트 엘리먼트를 위치/배치하는 것은, 콘택트 엘리먼트로 하여금 기판이 콘택트 엘리먼트 상에서 가압될 때 약간 변형되게 하고, 콘택트 엘리먼트와 콘택트하는 - 컨포멀한 콘택트 표면을 형성하는 - 기판 표면의 부분을 컨포밍하게 할 수도 있다. 콘택트 엘리먼트와 콘택트하는 기판 표면의 형상에 대한 이 컨포밍 - 예를 들어, 기판의 에지 베벨 구역의 프로파일에 대한 컨포밍 - 은, 그 아래의 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 부분에 의해 콘택트 엘리먼트 상에 가해진 반대 방향의 압축력 (상향의 힘) 에 의해 향상될 수도 있다. 그 결과, 기판과 전기적 콘택트 엘리먼트 사이의 전기적 연결의 품질, 일관성, 및/또는 균일도가 향상될 수도 있다.

일부 실시예들에서, 전기적 콘택트 엘리먼트는 평평하고 얇을 수도 있지만, 콘택트 핑거들이 콘택트 엘리먼트의 원주 둘레에서 방사상으로 내향으로 향하도록 배향되는 콘택트 핑거들 내에 형성될 수도 있다. 콘택트 핑거들은 전도성 재료의 고체 스트립이 (심지어 얇거나 평평할지라도) 채용된 경우 (일부 실시예들에서, 고체 스트립이 필요한 전기적 연결을 제공하기 위해 또한 적합할지라도) 보다 기판에 의해 콘택트 핑거들 상에 압력이 가해질 때보다 수직으로 변형되고/가요성이 있음에 의해 전기적 연결의 품질, 일관성, 및/또는 균일도를 개선하는데 도울 수도 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 전기적 콘택트 엘리먼트는 전기적 콘택트 엘리먼트가 전기도금된 기판과 대칭으로 콘택트할 수도 있도록 일반적으로 실질적으로 방사상으로 대칭이고 링-형상이고, 그리고 기판과 콘택트하는 그 표면의 부분에 걸쳐 특히 대칭이다. 이 이유로, 전기적 콘택트 엘리먼트는 콘택트-링으로서 본 명세서에 지칭될 수도 있다. 예시적인 콘택트-링의 방사상의 형상은 도 7d 및 도 7e에 도시된 컵 하단 엘리먼트의 비-분해도들과 유사한, 도 7g 내지 도 7i에 도시된 컵 하단 엘리먼트 (101) 의 분해도에 예시된다. 나중의 도면들- 도 7g 내지 도 7i - 에서, 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 는 그 형상이 구별될 수 있도록 컵 하단 엘리먼트 (101) 로부터 분리되어 도시된다. 특히, 도 7g는 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 나머지로부터 수직으로 분리된 예시적인 전기적 콘택트 엘리먼트 (705) 의 링-형상의 구조의 대략 절반을 도시한다. 도 7h는 도 7g에 도시된 컵 하단 엘리먼트를 통한 단면 슬라이스의 일 단부를 확대하고 도 7i는 다시, 컵 하단 엘리먼트 (701) 로부터 분리된 전기적 콘택트 링 (705) 과 함께, 컵 하단 엘리먼트의 단면 상에 초점을 맞춘 더 확대된 도면이다.

이들 도면들로부터, 콘택트 링 (705) 의 방사상으로의 대칭이 방사상으로 외향의 부분이 기판에 대한 전기적 연결을 형성하지 않기 때문에, 그 동작에 덜 영향을 미치는 링의 실제 기판 콘택트 부분의 외향으로 깨질 수도 있음을 주의하라. 이것은 콘택트 링 (705) 이 동작을 위해 어셈블리될 때 컵 하단 엘리먼트 (701) 의 홈 (709) 내로 피팅되는 고정 엘리먼트 (707) 를 갖는 것으로 보이는 도 7i의 컵 하단 엘리먼트의 분해도로 보여진다. 예를 들어, 전기적 콘택트 핑거들의 존재는 작은 각들에 걸쳐 대칭을 깨기 때문에, 심지어 기판과 콘택트하는 콘택트 링의 방사상으로 내향의 부분만이 일반적으로 방사상으로 대칭임을 또한 주의하라. 이들 콘택트 핑거들은 도 7i에 도시되고, 심지어 보다 명확히 도 7f에 도시된다.

전기적 콘택트 엘리먼트/링 (705) 은 200 mm, 300 mm 웨이퍼 또는 450 mm 웨이퍼와 같은 표준 반도체 웨이퍼 기판 상에 씨드 층의 외측 구역을 수용하는 직경을 가진다. 시일링 탄성중합체 부재 (703) 의 상단 상에 평평하게 놓이도록 사이징될 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 콘택트 링은 약 0.500 인치 이하, 또는 약 0.040 내지 0.500 인치, 또는 보다 구체적으로 약 0.055 내지 0.200 인치의 방사상의 폭을 가질 수도 있다. 콘택트 링의 방사상의 폭은 콘택트 링의 외측 방사상의 에지로부터 콘택트 링의 내측 방사상의 에지로 방사상의 방향으로의 거리로서 규정되고, 예를 들어, 도 7f 및 도 7i의 콘택트 링 상에 도시된 콘택트 핑거들의 방사상으로 내향의 확장에 의해 규정된다. 콘택트 링의 수직 두께는 통상적으로 약 0.0005 내지 0.010 인치, 또는 보다 구체적으로 약 0.001 내지 0.003 인치이다.

특정한 실시예들에서, 도 7f 및 도 7i에 도시된 예시적인 실시예와 같이, 콘택트 링은 컵 하단에 홀딩될 때 기판의 에지와 콘택트하기 위한 복수의 방사상으로 내향으로 돌출하는 핑거들을 가진다. 이들 핑거들은 약 0.01 내지 0.100 인치 또는 보다 구체적으로 약 0.020 내지 0.050 인치의 방사상의 폭을 가질 수도 있다. 콘택트 핑거들은 약 0.02 내지 0.10 인치 또는 약 0.04 내지 0.06 인치의 중심-대-중심 피치 (pitch) 를 가질 수도 있다. 특정한 실시예들에서, 피치는 콘택트 링의 원주 둘레에서 변함없다. 다른 실시예들에서, 피치는 콘택트 링의 원주에 걸쳐 가변할 수도 있다. 피치는 콘택트 링의 내측 원주에서 결정될 수도 있다. 탄성중합체 시일링 엘리먼트 상에 평평하게 놓인 콘택트 핑거들에 대해, 콘택트 핑거들의 피치는 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 표면의 각에 의해 결정될 수도 있다.

특정한 실시예들에서, 콘택트 링은 실질적으로 평평하고 자체가 모멘트 암 위에 평평하게 놓일 수도 있는, 탄성중합체 시일링 엘리먼트 상에 실질적으로 평평하게 놓일 수도 있다. 이 설계는 콘택트 링이 기판과 콘택트하도록 상향으로 확장하는 L의 작은 레그를 가진 L-형상의 구조체를 갖는 설계들, 및 또한 도 3a에 도시된 것들과 같은 캔틸레버-같은 콘택트-핑거들을 채용하는 설계들로부터 일반적으로 구별되어야 한다. 탄성중합체 시일링 엘리먼트 최상단에 실질적으로 평평하게 놓이는 콘택트 핑거들을 채용하는 이들 설계들에서, (일부 실시예들에서) 웨이퍼 씨드 층의 외측 경계와 개선된 전기적 콘택트가 달성될 수도 있다고 여겨진다. 콘택트 링이 실질적으로 평평하기 때문에, 예를 들어, 캔틸레버-같은 콘택트 핑거들의 벤딩 정도로 변동으로부터 발생하는 임의의 여분의 허용 오차 스택-업 필요 조건이 제거된다. 따라서, 실질적으로 평평한 전기적 콘택트 엘리먼트와 함께, 전기적 콘택트 엘리먼트와 기판 표면 사이의 전기적 콘택트 패치 (patch) 는 보다 정확히 위치 및 제어될 수도 있고, 따라서 설계는 기판의 에지에 보다 가깝게 콘택트 패치를 위치시키게 채용될 수도 있다. 이는 결국 보다 작은 에지 배제 거리가 전기도금 동작들 동안 달성될 수도 있도록 (전기도금 용액이 실질적으로 배제되는 기판 표면 상의) 보다 방사상으로 외향의 경계 구역을 규정하는 시일링 엘리먼트의 채용을 가능하게 한다.

콘택트 링이 도 7a 내지 도 7i에서 완전히 평평하도록 도시되지만, 일부 실시예들에서 웨이퍼와 콘택트하는 방사상으로 내향의 부분에 걸쳐 실질적으로 평평한 콘택트 엘리먼트는, 예를 들어, 버스 바와 콘택트하기 위한 방사상으로 외향으로 치우친 부분을 가질 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 모멘트 암 상에 존재하는 콘택트 링의 부분이 여전히 실질적으로 평평하다는 것이 이러한 실시예들에 있을 수도 있다. 상기에 기술된 바와 같이, 콘택트 엘리먼트, 및 그것의 콘택트 핑거들이 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 최상단에 실질적으로 평평하게 있다고 여전히 언급될 수도 있지만, 콘택트 엘리먼트의 콘택트 핑거들의 약간의 피치가 또한 있을 수도 있다.

전기적 콘택트 엘리먼트/링은 기판이 전기도금 동작 동안 (또는 전에) 모멘트 암을 향하여 가압될 때 하부 탄성중합체 시일링 엘리먼트 및 기판의 형상을 수용하도록 벤딩 및/또는 변형될 수 있는 상대적으로 가요성 전도성 재료로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 전기적 콘택트 엘리먼트/링은 얇은 경화되지 않은 시트 금속으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 기판과 콘택트하는 콘택트 엘리먼트의 부분은 약 0.01 인치 이하의 두께, 또는 보다 구체적으로 약 0.005 인치 이하의 두께, 또는 심지어 약 0.002 인치 이하의 두께의 가요성 및/또는 변형 가능한 금속의 얇은 시트일 수도 있다. 콘택트 링을 포함하는 금속은 스테인리스 강을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 금속은 귀금속 합금을 포함할 수도 있다. 이러한 합금들은 금 및/또는 백금을 선택적으로 함유하는 팔라듐-은 합금들을 포함하는, 팔라듐의 합금들을 포함할 수도 있다. DERINGER-NEY INC에 의해 제조된 Palinery 7이 그 예이다.

컵 어셈블리 및 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 통합 제작

종종 전기도금 크램셸 내의 기판을 시일링하도록 사용된 탄성중합체 시일링 엘리먼트가 전기도금 동작 전에 크램셸 내로 사용자-설치되는 분리된 컴포넌트인 반면에, 본 명세서에 개시된 다양한 실시예들에서 컵 어셈블리 및 그 시일링 엘리먼트는 제작 프로세스 동안 통합된다. 이러한 경우들에서, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 접착, 몰딩 또는 컵 하단 엘리먼트로부터 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 결합 해제를 나타내는 또 다른 적합한 프로세스에 의해 제작 동안 컵 하단 엘리먼트에 부착될 수도 있다. 이와 같이, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 분리된 컴포넌트라기보다는 컵 어셈블리의 영구적인 피처로 볼 수도 있다.

일부 실시예들에서, 탄성중합체 시일링 엘리먼트는 예를 들어, 컵 하단 엘리먼트 바로 내로 탄성중합체 시일링 엘리먼트를 몰딩함으로써, 컵 하단 엘리먼트 내부로 인 시츄 방식으로 형성될 수도 있다. 이 방식으로 형성된 시일링 엘리먼트를 포함하는 탄성중합체 재료에 대한 화학적 전구체는 형성된 시일링 엘리먼트가 존재하는 모멘트 암의 위치 내에 배치되고, 이어서 화학적 전구체는 - 예컨대, 중합, 경화, 또는 화학적 전구체 재료를 시일링 엘리먼트의 목표된 최종 구조적 형상을 가진 형성된 탄성중합체 재료로 변환하는 다른 메커니즘에 의해 - 목표된 탄성중합체 재료를 형성하도록 프로세싱된다.

다른 실시예들에서, 시일링 엘리먼트는 그 목표된 최종 형상으로 미리-형성되고 이어서 접착제, 글루, 등 또는 일부 다른 적합한 부착 메커니즘을 통해 컵 하단 엘리먼트의 모멘트 암 상의 적절한 위치에 시일링 엘리먼트를 부착함으로써 컵 어셈블리의 제작 동안 단단한 (플라스틱 또는 금속) 컵 하단 엘리먼트와 통합된다.

컵 어셈블리와 그 탄성중합체 시일링 엘리먼트의 통합된 제작을 통해, 시일링 엘리먼트는 그 목표된 형상으로 보다 정확히 형성될 수 있고, 분리된 컴포넌트들로서 컵 어셈블리 및 시일링 엘리먼트들의 제작으로 일반적으로 달성되는 것보다 컵 어셈블리의 컵 하단 엘리먼트의 구조체 내에 보다 정확히 배치될 수 있다. 이것은 컵 하단 엘리먼트의 단단한 지지부와 함께, 기판과 콘택트하는 시일링 엘리먼트의 부분의 정확한 위치 설정을 허용한다. 따라서, 포지셔닝 에러에 대한 적은 마진이 요구되기 때문에, 감소된 방사상의 프로파일들을 가진 시일링 엘리먼트들이 채용될 수도 있고, 그 다음으로 시일링 엘리먼트로 하여금 기판 에지에 상당히 보다 가까운 컵 어셈블리 내에서 기판과 콘택트하기 위해 설계되게 허용하고, 전기도금 동작들 동안 에지 배제 구역을 감소시킨다. 컵 하단 (특히, 그 모멘트 암) 및 시일 엘리먼트의 조합된 보다 얇은 내측 에지는 예를 들어, 갇힌 공기 버블들을 최소화하고/제거함으로써, 웨이퍼-상 도금 성능을 향상시킬 것이다.

시스템 제어기들

특정한 실시예들에서, 시스템 제어기는 크램셸을 시일링하는 동안 및/또는 기판의 프로세싱 동안 프로세스 조건들을 제어하도록 사용된다. 시스템 제어기는 통상적으로 하나 이상의 메모리 디바이스들 및 하나 이상의 프로세서들을 포함할 것이다. 프로세서는 CPU 또는 컴퓨터, 아날로그 및/또는 디지털 입력/출력 접속부들, 스텝퍼 모터 제어기 보드들 등을 포함할 수도 있다. 적절한 제어 동작들을 구현하기 위한 인스트럭션들은 프로세서 상에서 실행된다. 이들 인스트럭션들은 제어기와 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장될 수도 있거나 인스트럭션들은 네트워크를 통해 제공될 수도 있다.

특정한 실시예들에서, 시스템 제어기는 프로세싱 시스템의 모든 액티비티들을 제어한다. 시스템 제어기는 상기에 나열된 프로세싱 단계들의 타이밍 및 특정한 프로세스의 다른 파라미터들을 제어하기 위한 인스트럭션들의 세트들을 포함하는 시스템 제어 소프트웨어를 실행한다. 일부 실시예들에서 제어기와 연관된 메모리 디바이스들 상에 저장된 다른 컴퓨터 프로그램들, 스크립트들 또는 루틴들이 채택될 수도 있다.

통상적으로 시스템 제어기와 연관된 사용자 인터페이스가 있다. 사용자 인터페이스는 프로세스 조건들을 디스플레이하도록 디스플레이 스크린, 그래픽 소프트웨어, 및 포인팅 디바이스들, 키보드들, 터치 스크린들, 마이크로폰들, 등과 같은 사용자 입력 디바이스들을 포함할 수도 있다.

상기 동작들을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는: 예를 들어, 어셈블리 언어, C, C++, 파스칼, 포트란, 또는 다른 것들과 같은 임의의 통상적인 컴퓨터 판독 가능한 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 컴파일링된 객체 코드 또는 스크립트가 프로그램 내에서 식별된 태스크들을 수행하도록 프로세서에 의해 실행된다.

프로세스들을 모니터링하기 위한 신호들은 시스템 제어기의 아날로그 및/또는 디지털 입력 접속부들에 의해 제공될 수도 있다. 프로세스들을 제어하기 위한 신호들은 프로세싱 시스템의 아날로그 및 디지털 접속부들 상에 출력된다.

리소그래피 패터닝

본 명세서에서 상술한 장치들/프로세스들은 예를 들어, 반도체 디바이스들, 디스플레이들, LED들, 광전 패널들 등의 제조 또는 제작을 위한 리소그래피 패터닝 툴들 또는 프로세스들과 함께 사용될 수도 있다. 통상적으로, 이러한 툴들/프로세스들은 반드시 그러한 것은 아니지만, 공통 제조 시설 내에서 함께 사용 또는 실시될 것이다. 막의 리소그래피 패터닝은 통상적으로 각각 다수의 가능한 툴들을 사용하여 실현되는 다음의 단계들 중 일부 또는 모두를 포함하며, 이 단계들은: (1) 스핀-온 또는 스프레이-온 툴을 사용하여 워크피스, 즉, 기판에 포토레지스트를 도포하는 단계; (2) 고온 플레이트 또는 노 또는 UV 경화 툴을 사용하여 포토레지스트를 경화하는 단계; (3) 웨이퍼 스텝퍼와 같은 툴을 사용하여 포토레지스트를 가시광선 또는 자외선 또는 x 선 광에 노출시키는 단계; (4) 습식 벤치 (wet bench) 와 같은 툴을 사용하여 레지스트를 선택적으로 제거하여 이를 패터닝하도록 레지스트를 현상하는 단계; (5) 건식 또는 플라즈마 보조 에칭 툴을 사용함으로써 레지스트 패턴을 하부 막 또는 워크피스에 전사하는 단계; 및 (6) RF 또는 마이크로파 플라즈마 레지스트 스트립퍼 (stripper) 와 같은 툴을 사용하여 레지스트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예들

본 발명의 예시적인 실시예들 및 적용들이 본 명세서에 도시되고 기술되지만, 많은 변동들 및 수정들이 본 발명의 개념, 범위, 및 정신 내에 있게 가능하고, 이들 변동들은 본 출원의 통독 후 당업자들에게 분명해질 것이다. 따라서, 본 실시예들은 예시적인 것이지 제한적인 것으로 고려되지 않으며, 본 발명은 본 명세서에 제공된 상세사항들에 제한되지 않지만, 첨부된 청구항들의 범위 및 등가물들 내에서 수정될 수도 있다.

Claims (20)

1. 컵 하단부의 모멘트 암 상에 배치되고 상기 모멘트 암에 의해 지지되도록 구성된 탄성중합체 링으로서, 전기도금 동안 반도체 기판에 대해(against) 시일을 형성하도록 구성되는, 상기 탄성중합체 링; 및
   실질적으로 수평인 상기 탄성중합체 링의 상단 부분 상에 배치된 전기적 콘택트 링으로서, 상기 전기적 콘택트 링은 실질적으로 평평하지만 가요성인 콘택트 부분을 포함하고, 상기 전기적 콘택트 링은 전기도금 동안 상기 반도체 기판과 전기 통신을 제공하기 위해 상기 반도체 기판과 콘택트하도록 구성되는, 상기 전기적 콘택트 링을 포함하고,
   상기 탄성중합체 링의 상기 상단 부분에 배치된 상기 전기적 콘택트 링의 부분 및 상기 전기적 콘택트 링의 복수의 핑거들은 평평(flat)하거나 실질적으로 평평한, 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전기적 콘택트 링은 상기 전기적 콘택트 링의 원주 둘레에서 방사상 내향으로 돌출하는 복수의 핑거들을 포함하고, 상기 핑거들은 전기도금 동안 상기 반도체 기판과 콘택트하도록 구성되는, 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 핑거들은 상기 탄성중합체 링의 상기 상단 부분과 실질적으로 평면인, 어셈블리.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수의 핑거들은 0.01 인치 내지 0.10 인치의 방사상 폭, 및 0.02 인치 내지 0.05 인치의 중심-대-중심 피치를 갖는, 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성중합체 링은 0.5 인치 이하의 방사상 폭을 갖는, 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성중합체 링은 0.005 인치 내지 0.050 인치의 수직 두께를 갖는, 어셈블리.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성중합체 링은, 상기 반도체 기판에 대해 가압될 때, 전기도금 동안 도금 용액이 실질적으로 배제되는 상기 반도체 기판의 주변 영역을 규정하도록 상기 반도체 기판에 대해 상기 시일을 형성하는, 어셈블리.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 탄성중합체 링은 상기 반도체 기판이 상기 탄성중합체 링에 대해 가압될 때 상기 반도체 기판과 콘택트하고 시일링하는 상향 돌출부를 포함하고, 상기 상향 돌출부는 실질적으로 수평인 상기 탄성중합체 링의 상기 상단 부분의 방사상 내측인, 어셈블리.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 가요성 콘택트 부분은 팔라듐, 은, 금, 백금, 스테인리스 강, 또는 이들의 조합들을 포함하는 금속을 포함하는, 어셈블리.
10. 메인 바디 부분 및 상기 메인 바디 부분의 내측 에지로부터 방사상 내향으로 연장하는 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암을 포함하는 링 형상의 컵 하단부;
    상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암 상에 배치되고 상기 모멘트 암에 의해 지지되는 링 형상 탄성중합체 시일로서, 상기 링 형상 탄성중합체 시일은 전기도금 동안 반도체 기판에 대해 시일을 형성하도록 구성되는, 상기 링 형상 탄성중합체 시일; 및
    실질적으로 수평인 상기 링 형상 탄성중합체 시일의 상단 부분 상에 배치된 링 형상 전기적 콘택트로서, 상기 링 형상 전기적 콘택트는 실질적으로 평평하지만 가요성인 콘택트 부분을 포함하고, 상기 링 형상 전기적 콘택트는 전기도금 동안 상기 반도체 기판과 전기 통신을 제공하기 위해 상기 반도체 기판과 콘택트하도록 구성되는, 상기 링 형상 전기적 콘택트를 포함하고,
    상기 링 형상 탄성중합체 시일의 상기 상단 부분에 배치된 상기 링 형상 전기적 콘택트의 부분 및 상기 링 형상 전기적 콘택트의 복수의 핑거들은 평평하거나 실질적으로 평평한, 어셈블리.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암은 상기 링 형상 탄성중합체 시일이 상부에 배치되는 평평한 링 형상 수평 표면을 포함하는, 어셈블리.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암의 평균 수직 두께에 대한 상기 메인 바디 부분의 평균 수직 두께의 비는 5보다 큰, 어셈블리.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암의 상기 방사상 폭에 대한 상기 메인 바디 부분의 상기 방사상 폭의 비는 5 내지 75 인, 어셈블리.
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 메인 바디 부분은 상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암보다 실질적으로 보다 두껍고, 그리고 상기 메인 바디 부분은 상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암보다 실질적으로 보다 넓은, 어셈블리.
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 메인 바디 부분의 상기 방사상 폭은 0.5 인치 내지 3 인치이고 상기 방사상 내향으로 돌출하는 모멘트 암의 상기 방사상 폭은 최대 0.1 인치인, 어셈블리.
16. 제 10 항에 있어서,
    상기 링 형상 전기적 콘택트는 상기 링 형상 전기적 콘택트의 원주 둘레에서 방사상 내향으로 돌출하는 복수의 핑거들을 포함하고, 상기 핑거들은 전기도금 동안 상기 반도체 기판과 콘택트하도록 구성되는, 어셈블리.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 복수의 핑거들은 상기 링 형상 탄성중합체 시일의 상기 상단 부분과 실질적으로 평면인, 어셈블리.
18. 제 10 항에 있어서,
    상기 링 형상 탄성중합체 시일은 상기 링 형상의 컵 하단부와 통합되는, 어셈블리.
19. 제 10 항에 있어서,
    상기 가요성 콘택트 부분은 팔라듐, 은, 금, 백금, 스테인리스 강, 또는 이들의 조합들을 포함하는 금속을 포함하는, 어셈블리.
20. 제 10 항에 있어서,
    상기 링 형상 탄성중합체 시일은 상기 반도체 기판이 상기 링 형상 탄성중합체 시일에 대해 가압될 때 상기 반도체 기판과 콘택트하고 시일링하는 상향 돌출부를 포함하고, 상기 상향 돌출부는 실질적으로 수평인 상기 링 형상 탄성중합체 시일의 상기 상단 부분의 방사상 내측인, 어셈블리.