【手続補正書】
【提出日】平成19年8月21日(2007.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を含んでなる表面のあるワークピースに対する膜式電解研磨に用いられる装置であって、
ａ．正端子と負端子とを有する実質上のＤＣ電源と、
ｂ．正端子に電気的に接続され、ワークピース上の金属に接続されるよう構成された第１のコネクタと、
ｃ．導電率が約５ｍＳを超え、カソードと接触し、かつ電荷選択性イオン伝導膜の内側の面と接触する導電性電解質溶液またはゲルであって、
ここで導電性電解質溶液またはゲルに接する内側の面を有する膜が、ワークピー
スと接触可能なように構成された外側の面とは正反対側にあり、カソードが負端
子と電気的に接触している、
と、
ｄ．導電率が約１０００μＳ未満の低導電率流体をワークピース表面におくよう構成された低導電率流体供給源と
を含んでなる装置。
【請求項２】
金属を含んでなる表面のあるワークピースに対する膜式電解研磨に用いられる装置であって、
ａ）  ワークピースの表面の少なくとも一部に低導電率流体を供給するよう構成された低導電率流体のソースであって、
ここで低導電率流体の導電率が約２０００μＳ／ｃｍ未満である、
と、
ｂ）
ｉ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器と、
ｉｉ．周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器をある程度または原則的に満たす導電性電解質溶液またはゲルであって、正及び負に荷電したイオンを含んでなり、導電率が約１０ｍＳ／ｃｍよりも高い導電性電解質溶液またはゲルと、
ｉｉｉ．電解質溶液またはゲルに接したカソードと、
ｉｖ．周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器の表面をなすイオン伝導膜であって、前記膜の内側の面の少なくとも一部が電解質溶液またはゲルに接触し、その部分の外側の面が金属ワークピースと接触させるのに利用可能なものであり、膜を通過して半電池から出る電解質溶液またはゲル中の逆に荷電したイオン１モルごとに少なくとも５モルの溶媒和した電解研磨金属イオンを、膜を通過させて半電池に送ることができるイオン伝導膜と、を含んでなるカソード半電池と、
ｃ．研磨対象となる金属に電気的に接続されるよう構成された正の電圧端子を有し、かつ、カソードと電気的に接続された負の電圧端子を有する実質上のＤＣ電源と、
ｄ．膜の外側の面の一部をワークピースに可動的に接触させる構造体と
を含んでなる装置。
【請求項３】
金属を含んでなる表面を有するワークピースに対する膜式電解研磨に利用できるよう構成されたカソード半電池装置であって、
ａ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分と、
ｂ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分内に配置された、導電率が約５ｍＳ／ｃｍよりも高い導電性電解質溶液またはゲルと、
ｃ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分内に少なくともある程度が配置されたカソードと、
ｄ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分の表面をなす電荷選択性イオン伝導膜であって、
ここで前記膜が内側の面と外側の面とを含んでなり、前記膜の内側の面が電解質
溶液またはゲルと接触し、反対の外側の面がワークピースの表面と接触させるの
に利用可能なものであり、電解質溶液またはゲルがさらにカソードと接触する、
と
を含んでなる、カソード半電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３９６】
特定の好ましい実施形態を参照して本発明について説明しているが、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく当業者がこれを改変および変更できることは自明である。特に、当業者にとっては、本発明の趣旨または必須の特徴から逸脱することなく、他の具体的な形態、構造、配置、割合において、さらには他の要素、物質、構成要素を用いて本発明を具現化できることは明らかであろう。また、本発明の原理から逸脱することなく、特に特定の基板および動作要件に適合させた、他の点では本発明を実施するにあたって用いられている物質、方法、構成要素をさまざまに変更して本発明を利用できることも、当業者であれば理解できよう。したがって、現時点で開示した実施形態は、あらゆる点で例示的なものとみなし、限定的なものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲で示され、上記の説明を限定するものではない。
本発明の好適な実施態様は以下のとおりである。
１．  金属を含んでなる表面のあるワークピースに対する膜式電解研磨に用いられる装置であって、
ａ．正端子と負端子とを有する実質上のＤＣ電源と、
ｂ．正端子に電気的に接続され、ワークピース上の金属に接続されるよう構成された第１のコネクタと、
ｃ．導電率が約５ｍＳを超え、カソードと接触し、かつ電荷選択性イオン伝導膜の内側の面と接触する導電性電解質溶液またはゲルであって、
ここで導電性電解質溶液またはゲルに接する内側の面を有する膜が、ワークピー
スと接触可能なように構成された外側の面とは正反対側にあり、カソードが負端
子と電気的に接触している、
と、
ｄ．導電率が約１０００μＳ未満の低導電率流体をワークピース表面におくよう構成された低導電率流体供給源と
を含んでなる装置。
２．  金属を含んでなる表面のあるワークピースに対する膜式電解研磨に用いられる装置であって、
ａ）ワークピースの表面の少なくとも一部に低導電率流体を供給するよう構成された低導電率流体のソースであって、
ここで低導電率流体の導電率が約２０００μＳ／ｃｍ未満である、
と、
ｂ）
ｉ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器と、
ｉｉ．周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器をある程度または原則的に満たす導電性電解質溶液またはゲルであって、正及び負に荷電したイオンを含んでなり、導電率が約１０ｍＳ／ｃｍよりも高い導電性電解質溶液またはゲルと、
ｉｉｉ．電解質溶液またはゲルに接したカソードと、
ｉｖ．周囲を囲まれた容積部分、キャビティまたは容器の表面をなすイオン伝導膜であって、前記膜の内側の面の少なくとも一部が電解質溶液またはゲルに接触し、その部分の外側の面が金属ワークピースと接触させるのに利用可能なものであり、膜を通過して半電池から出る電解質溶液またはゲル中の逆に荷電したイオン１モルごとに少なくとも５モルの溶媒和した電解研磨金属イオンを、膜を通過させて半電池に送ることができるイオン伝導膜と、を含んでなるカソード半電池と、
ｃ．研磨対象となる金属に電気的に接続されるよう構成された正の電圧端子を有し、かつ、カソードと電気的に接続された負の電圧端子を有する実質上のＤＣ電源と、
ｄ．膜の外側の面の一部をワークピースに可動的に接触させる構造体と
を含んでなる装置。
３．  金属を含んでなる表面を有するワークピースに対する膜式電解研磨に利用できるよう構成されたカソード半電池装置であって、
ａ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分と、
ｂ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分内に配置された、導電率が約５ｍＳ／ｃｍよりも高い導電性電解質溶液またはゲルと、
ｃ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分内に少なくともある程度が配置されたカソードと、
ｄ．十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分の表面をなす電荷選択性イオン伝導膜であって、
ここで前記膜が内側の面と外側の面とを含んでなり、前記膜の内側の面が電解質
溶液またはゲルと接触し、反対の外側の面がワークピースの表面と接触させるの
に利用可能なものであり、電解質溶液またはゲルがさらにカソードと接触する、
と
を含んでなる、カソード半電池。
４．  導電性電解質溶液またはゲルの導電率が低導電率流体の導電率の１００倍以上である上記１または２に記載の装置。
５．  膜が、使用時に、膜を通過して半電池から出る電解質溶液またはゲル中の逆に荷電したイオン１モルあたり少なくとも１０モルの溶媒和した電解研磨金属イオンに膜を通過させ、半電池に送る上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
６．  膜が、ｐＫaが５未満の強酸部分で官能化されるポリマーを含んでなる上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
７．  膜が、ｐＫaが３未満の強酸部分で官能化される高分子アイオノマーを含んでなる上記６に記載の装置。
８．  膜が、ワークピースから電解研磨される金属イオンの１％以下のイオン交換容量を含んでなる上記６に記載の装置。
９．  膜が、ｐＫaが３未満の強酸部分で官能化されるポリマーを含んでなる上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
１０．  膜がパーフルオロスルホン酸／ＰＴＦＥコポリマーを含んでなる上記９に記載の装置。
１１．  膜がパーフルオロカルボン酸／ＰＴＦＥコポリマーを含んでなる上記９に記載の装置。
１２．  膜がカチオン伝導性膜である上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
１３．  カソード半電池が、膜と一緒に容積部分を少なくともある程度取り囲む土台部をさらに含んでなり、土台部が、容積部分に導電性電解質溶液またはゲルを循環させるよう構成された入力と出口とを含んでなる上記２または３に記載の装置。
１４．  入力および出口が、ある程度または十分に周囲を囲まれた容積部分とポンプとの間で導電性電解質溶液またはゲルを循環させるよう構成されたポンプに流体的に接続されている上記１３に記載の装置。
１５．  土台部が、ポンプに流体的に接続された、圧力源、フィルタ、脱気装置、熱交換器、導電性電解質流体またはゲルの組成物を調整するための装置のうちの少なくとも１つをさらに含んでなる上記１４に記載の装置。
１６．  カソード半電池が、膜と一緒に容積部分を少なくともある程度取り囲む土台部をさらに含んでなり、土台部が開口部を含んでなり、装置が、開口部に流体的に接続されて容積部分内の圧力を制御するよう構成された圧力源をさらに含んでなる上記２または３に記載の装置。
１７．  電解質溶液またはゲルの導電率が約３０ｍＳよりも高く、低導電率流体供給源が、導電率が約２００μＳ未満の低導電率流体をワークピース表面におくよう構成された上記１または２に記載の装置。
１８．  電荷選択性イオン伝導膜とワークピースとの間に配置された窓枠状構造体をさらに含んでなり、前記構造体が、膜がワークピース表面と接触できる場である複数の開口部を含んでなる上記１に記載の装置。
１９．  低導電率流体供給源が、キャビティに低導電率流体を供給するよう構成され、前記キャビティが、電解研磨時にワークピース表面に接触する膜のエリアの外周で画定されるエリア内に位置する上記１に記載の装置。
２０．  膜がアニオン伝導膜である上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
２１．  膜が第４級アンモニア基で官能化したポリマーを含んでなる上記２０に記載の装置。
２２．  導電性電解質溶液またはゲルの導電率が約１００ｍＳ／ｃｍより高く、低導電率流体供給源が、導電率が約１００μＳｃｍ未満の低導電率流体をワークピース表面におくよう構成されている上記１に記載の装置。
２３．  導電性電解質溶液またはゲルが、約１００ｍＳ／ｃｍより高い導電率であり、水、酸、及び還元性金属塩を、容積部分で水素ガスの形成を実質的に抑えられるだけの十分な量で含んでなる上記２または３に記載の装置。
２４．  低導電率流体が、アルカノールアミン、アンモニア、エチレンジアミン、アセトニトリル、プロプリオニトリル、ブチロニトリル、またはこれらの組み合わせを含んでなる上記１に記載の装置。
２５．  低導電率流体供給源が、導電率が約０．２μＳ／ｃｍから約２０μＳ／ｃｍの低導電率流体をワークピース表面におくよう構成されている上記１に記載の装置。
２６．  低導電率流体供給源が、極性有機溶媒を含んでなる低導電率流体を供給する上記１に記載の装置。
２７．  実質上のＤＣ電源が、高電流値と高電流値の５０％未満である低電流値との間を行き来するＤＣパルス電流を提供し、低電流値が０．００１秒から１秒の間の時間維持され、高電流値が約０．０１秒から５秒の間の時間維持される上記１に記載の装置。
２８．  導電性電解質溶液またはゲルが、銅（Ｉ）イオンを溶媒和できる窒素含有溶媒を含んでなる上記１に記載の装置。
２９．  導電性電解質溶液またはゲルが、水、酸、及び約０．０５Ｍから１Ｍの還元性金属塩を含んでなる上記１に記載の装置。
３０．  膜が厚さ約４０から約２００ミクロンの間である上記１に記載の装置。
３１．  容積部分が環境大気圧よりも大きい正の静水圧の下にあり、膜の内側の面が凹形であり、外側の面が半電池の隣接する表面をこえて延在する凸面をなす上記２または３に記載の装置。
３２．  約０．１ｐｓｉｇから約２０ｐｓｉｇのあらかじめ選択された値への圧力まで半電池の容積部分内の圧力を制御するよう構成された圧力源をさらに含んでなる上記３１に記載の装置。
３３．  膜の外側の面に配置された多孔性保護膜をさらに含んでなり、前記保護膜が金属イオンおよび低導電率流体に対して透過性である上記１に記載の半電池。
３４．  膜に力を加える構造体をさらに含んでなり、この力が、構造体がなかった場合の膜の接触可能な単一の表面積を、複数のより小さい接触可能な表面積に実質的に分割する上記２に記載の装置。
３５．  構造体が膜の外側の面とワークピースとの間に配置される上記３４に記載の装置。
３６．  構造体が膜の外側の表面に連結される上記３４に記載の装置。
３７．  構造体が膜の外側の表面に対して可動である上記３４に記載の装置。
３８．  構造体が、ワークピース表面に電流を送るよう構成された導電性の部分を含んでなり、構造体の前記導電性の部分が、膜から電気的に絶縁されている上記３４に記載の装置。
３９．  構造体が、低導電率流体をワークピースの表面に分散させるよう構成された細溝を含んでなる上記３４に記載の装置。
４０．  構造体が、半電池に取り付けられ、単一の膜が後ろ側に密着される複数の開口部を含む平らな板を含んでなる上記３４に記載の装置。
４１．  平らな板が動くと、膜の異なるエリアが、ワークピースの表面と接触させるのに利用可能な外側の面になるように、平らな板が膜に対して移動可能である上記４０に記載のカソード半電池。
４２．  カソードと膜との間に配置された、コンプライアントな多孔性かつ透過性のパッドをさらに含んでなる上記２に記載の装置。
４３．  カソードと膜との間に配置された、膜を強化するよう構成された多孔性の裏材をさらに含んでなる上記２に記載の装置。
４４．  膜が膜物質の細片を含んでなり、この細片が動くと、細片の異なるエリアがワークピースの表面と接触させるのに利用可能な外側の面になるように、この細片が容積部分に対して移動可能である上記２に記載の装置。
４５．  容積部分が、少なくともある程度は膜の内面と土台部との間に延在している区切りによってセクションに部分的または完全に分割され、各セクションがカソードを含んでなり、少なくとも１つのカソードが異なる電源に電気的に接続されている上記２に記載の装置。
４６．  ワークピースの表面と接触させるのに利用可能な外側の面が、実質的に湾曲して、いかなる場合も外側の面エリアの一部だけが平らなワークピース表面と一度に接触できるようにし、ワークピースの表面と接触させるのに利用可能な外側の面のその一部が、半電池を回転運動または揺動運動で動かすことによって変化する上記３に記載の装置。
４７．  ワークピースの一部を横切って半電池を転がすことで、膜とワークピースとの間の接触部分を変更できるように、ワークピースの表面と接触させるのに利用可能な外側の面の形状が円筒形の形状をなしている上記４６に記載の装置。
４８．  ワークピースの表面を研磨するよう構成された第２の半電池をさらに含んでなり、ワークピース表面に接する少なくとも１個の半電池が、ワークピース表面に接するもうひとつの半電池に対して可動である上記２に記載の装置。
４９．  膜の外側の面の一部をワークピースと可動的に接触させるための構造体が、複数の個々のロッドを含んでなり、異なる半電池が、ワークピースの研磨時に異なるロッドに沿って横方向に移動するよう構成されている上記４８に記載の装置。
５０．  膜の外側の面の一部をワークピースと可動的に接触させるための構造体が、各々少なくとも１個の半電池が装着された少なくとも２つの同心円を含んでなり、同心円が、各々あらかじめ選択された回転速度で回転中心を軸に回転するよう構成されている上記４８に記載の研磨装置。
５１．  ワークピースが銅ダマシンウェハを含んでなり、金属ワークピースと接触させるのに利用可能なものである膜の外側の面が、複数の銅ダマシンウェハを同時に研磨できるほど十分に大きいエリアの上に延在している上記５０に記載の装置。
５２．  容積部分が環境大気圧よりも大きい正の静水圧の下にあり、装置が、低導電率流体の容積部分を保持するよう構成された容器をさらに含んでなり、膜およびワークピースの表面が、低導電率流体の容積部分の表面よりもあらかじめ定められた距離だけ下の地点で低導電率流体の容積部分内に配置されている上記２に記載の装置。
５３．  ワークピースが銅ダマシンウェハを含んでなり、金属ワークピースと接触すべく利用可能な膜の外側の面に、複数の銅ダマシンウェハを同時に研磨できるだけの十分な大きさのエリアがある上記２に記載の装置。
５４．  低導電率−流体、導電性電解質流体またはゲルあるいはその両方が、強塩基源またはシアン化物イオン源を含んでなる上記２に記載の装置。
５５．  低導電率−流体が、原則的に脱イオン水からなる上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
５６．  膜がカソードと接触しない上記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
５７．  電解質溶液またはゲルが、ワークピースから電解研磨される金属イオンと同一元素かつ同一の酸化状態である金属塩を０．００１から１Ｍ含んでなる上記１に記載の装置。
５８．  トポグラフィ的に高い点と低い点を有する、金属を含んでなる表面のあるワークピースに対する膜式電解研磨に用いられる装置であって、
ａ）電流の流れに抵抗を与え、ワークピースから電解研磨される金属イオンを溶媒和させるための第１の流体手段であって、表面の低い点に十分な厚さの層を形成して電解研磨を阻害できるだけの十分な抵抗性のバリアを提供し、かつ、低い点の層よりも薄いがワークピースから電解研磨される金属イオンを溶媒和させるには十分な、高い点に配置される層を形成する、前記第１の流体手段と、ワークピースの表面に第１の流体手段を与えるための手段と、
ｂ）
ｉ．ワークピースの表面と接触するよう構成された作業面を含んでなる十分またはある程度は周囲を囲まれた容積部分と、
ｉｉ．少なくともある程度は容積部分内に配置されるカソードと、
ｉｉｉ．導電性の経路を内部に提供し、かつ、ワークピースから電解研磨される金属イオンを溶媒和させるための第２の流体手段であって、容積部分内に配置され、接触してカソードと作業面との間に電流を流すような位置にある、第２の流体手段と、
ｉｖ．半電池の容積部分内に配置された、第２の流体手段が容積部分から出てワークピースの表面にある第１の流体手段と混合されるのを防ぎ、かつ、ワークピースから電解研磨される金属イオンを第１の流体手段から第２の流体手段へと通過させる膜手段であって、ワークピースの表面と接触するよう構成された側に配置された膜手段と、を含んでなるカソード半電池と、
ｃ．カソードとワークピースの表面との間に電流を流すための手段と、
ｄ．ワークピースと接触するよう構成された側を、ワークピースの表面に対して可動的に接触させるための手段と
を含んでなる、装置。
【図面の簡単な説明】