(57)【要約】【解決手段】湿式化学処理チャンバは、被固定ユニットと、被固定ユニットに着脱可能に結合される着脱ユニットと、被固定ユニット及び着脱ユニットに接触するシールと、被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられる処理要素とから構成される。被固定ユニットは、被固定ユニットを介して処理流体を導くように構成されてなる第１の流路系統と、統合処理ツールにおけるプラットホームないしデッキに被固定ユニットをしっかりと取り付けるための取付固定具とを備える。着脱ユニットは、被固定ユニットにおける第１の流路系統へと及び／又は同流路系統から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統を備える。シールに設けられたオリフィスを通って、処理流体は第１の流路系統と第２の流路系統との間を流れ、処理要素は、サブ・ミクロンの微細構造をもった微細構造ワークピースの表面を処理すべく処理流体に性質を与える。【選択図】図２
2007526394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するためのチャンバであって、このチャンバが、
被固定ユニットであって、被固定ユニットを介して処理流体を導くように構成されてなる第１の流路系統と、ツールにおける支持部材に被固定ユニットをしっかりと取り付けるための取付固定具とを備えてなる上記被固定ユニットと、
着脱ユニットであって、被固定ユニットにおける第１の流路系統へと及び／又は同流路系統から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統と、サブ・ミクロンの微細構造をもった微細構造ワークピースの表面を処理すべく、処理流体に性質を与えるような処理要素と、を備えてなる上記着脱ユニットと、
着脱ユニットを被固定ユニットに着脱可能に結合させる取付装置であって、取付装置は、着脱ユニットを被固定ユニットに固定するような第１の位置と、着脱ユニットが被固定ユニットから解放されるような第２の位置と、をもってなる上記取付装置と、
を備えていることを特徴とするチャンバ。
【請求項２】
被固定ユニットの上方に配置された頭部をさらに備え、頭部は、ワークピースを処理現場に保持すべく構成されたワークピースホルダを具備していることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項３】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項４】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、絶縁体分割器によって互いに隔てられた、独立動作可能である複数の電極組立体を備え、電極組立体は着脱ユニットに配置されていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項５】
処理要素は、着脱ユニットの内部にフィルタを備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項６】
処理要素は、膜の向こう側へ電流を導くように構成されてなる膜を備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項７】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項８】
被固定ユニットにおける第１のシール面と、着脱ユニットにおける第２のシール面との間に、さらにシールを備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項９】
前記チャンバにおいて、
被固定ユニットはさらに、半径増大につれて上方に傾斜してなる傾斜案内面と、半径減少につれて上方に傾斜したベアリング面を有してなるベアリング・リングと、第１のシール面とを備え、
着脱ユニットはさらにリムを備え、半径増大につれて上方に傾斜してなる下面と、半径増大につれて上方に傾斜してなる上面と、第２のシール面とを備え、
第１のシール面と第２のシール面との間に設けられるシールと、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１０】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１１】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間にフィルタを備えていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１２】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間に膜を備え、膜は電流を導くように構成されていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１３】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するためのチャンバであって、このチャンバが、
被固定ユニットであって、被固定ユニットを介して処理流体を導くように構成されてなる第１の流路系統と、ツールにおける支持面に被固定ユニットをしっかりと取り付けるための取付固定具とを備えてなる上記被固定ユニットと、
被固定ユニットに着脱可能に結合される着脱ユニットであって、被固定ユニットにおける第１の流路系統へと及び／又は同流路系統から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統と、を備えてなる上記着脱ユニットと、
被固定ユニットと着脱ユニットとの間から処理流体が漏れることを防ぐべく、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられたシールであって、シールが有しているオリフィスを通って、処理流体が第１の流路系統と第２の流路系統との間を流れられるような上記シールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに備えられた処理要素であって、サブ・ミクロンの微細構造をもった微細構造ワークピースの表面を処理すべく、処理流体に性質を与えるような処理要素と、
を備えていることを特徴とするチャンバ。
【請求項１４】
被固定ユニットの上方に配置された頭部をさらに備え、頭部は、ワークピースを処理現場に保持すべく構成されたワークピースホルダを具備していることを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１５】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１６】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、絶縁体分割器によって互いに隔てられた、独立動作可能である複数の電極組立体を備え、電極組立体は着脱ユニットに配置されていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１７】
処理要素は、着脱ユニットの内部にフィルタを備えていることを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１８】
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、膜は、膜の向こう側へ電流を導くように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１９】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項２０】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間にフィルタを備えていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項２１】
前記チャンバにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間に膜を備え、膜は電流を導くように構成されていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項２２】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するための統合ツールであって、この統合ツールが、
複数の位置決め要素と取付要素とを備えている取付モジュールと、
取付モジュールに支持された湿式化学処理チャンバであって、湿式化学処理チャンバは、被固定ユニットと、着脱ユニットと、取付装置と、処理現場とを備え、ここにおいて、（ａ）被固定ユニットであって、被固定ユニットを介して処理流体を導くように構成されてなる第１の流路系統と、位置決め要素のひとつに係合すべき第１の介在部材と、取付要素のひとつに係合すべき第１の固定具とを備えてなる上記被固定ユニットを備え、（ｂ）着脱ユニットであって、被固定ユニットにおける第１の流路系統へと及び／又は同流路系統から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統と、サブ・ミクロンの微細構造をもった微細構造ワークピースの表面を処理すべく、処理流体に性質を与えるような処理要素と、を備えてなる上記着脱ユニットを備え、（ｃ）着脱ユニットを被固定ユニットに着脱可能に結合させる取付装置を備え、（ｄ）処理現場は、微細構造ワークピースを受け入れるように構成され、処理現場は、被固定ユニット又は着脱ユニットのうちのひとつに配置され、処理要素によって与えられた性質をもつ処理流体の一部分にワークピースを接触させるものであり、
ツールの内部にてワークピースを搬送すべく取付モジュールに支持された搬送システムと、
取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換するとき、搬送システムを再較正する必要がない、
ことを特徴とする統合ツール。
【請求項２３】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルの下側に重ねられている堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたジョイストと、第１のパネルとジョイストと第２のパネルとを貫通しているボルトとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項２２に記載のツール。
【請求項２４】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルに並置された堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたブレーシングとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項２２に記載のツール。
【請求項２５】
被固定ユニットの上方に配置された頭部をさらに備え、頭部は、ワークピースを処理現場に保持すべく構成されたワークピースホルダを具備していることを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項２６】
前記ツールにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項２７】
被固定ユニットにおける第１のシール面と、着脱ユニットにおける第２のシール面との間に、さらにシールを備えていることを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項２８】
前記ツールにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項２９】
前記ツールにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間にフィルタを備えていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項３０】
前記ツールにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていると共に、電極と処理現場との間に膜を備え、膜は電流を導くように構成されていて、
チャンバはさらに、（ａ）頭部であって、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有しているような上記頭部と、（ｂ）被固定ユニットの部分と着脱ユニットとの間に設けられるシールと、を備えている、
ことを特徴とする請求項２４に記載のツール。
【請求項３１】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するための統合ツールであって、この統合ツールが、
複数の位置決め要素を備えている取付モジュールと、
取付モジュールに支持された湿式化学処理チャンバであって、湿式化学処理チャンバは、被固定ユニットと、被固定ユニットに着脱可能に結合される着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられるシールと、着脱ユニットに設けられた処理要素とを備え、ここにおいて、被固定ユニットは、位置決め要素のひとつに係合すべき第１の介在部材と、位置決め要素のひとつに係合すべき第１の固定具とを備えてなる上記湿式化学処理チャンバと、
ツールの内部にてワークピースを搬送すべく取付モジュールに支持された搬送システムであって、位置決め要素のひとつに係合すべき第２の介在部材と、取付要素のひとつに係合すべき第２の固定具とを備えてなる上記搬送システムと、
取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換するとき、搬送システムを再較正する必要がない、
ことを特徴とする統合ツール。
【請求項３２】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルの下側に重ねられている堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたジョイストと、第１のパネルとジョイストと第２のパネルとを貫通しているボルトとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項３１に記載のツール。
【請求項３３】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルに並置された堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたブレーシングとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項３１に記載のツール。
【請求項３４】
被固定ユニットの上方に配置された頭部をさらに備え、頭部は、ワークピースを処理現場に保持すべく構成されたワークピースホルダを具備していることを特徴とする請求項３１に記載のツール。
【請求項３５】
前記ツールにおいて、
処理要素は、着脱ユニットの内部に電極を備えていて、
チャンバはさらに頭部を備え、該頭部は、ワークピースを処理現場に保持して、ワークピースの導体層に係合すべき電気接点を備えてなるワークピースホルダを有している、
ことを特徴とする請求項３１に記載のツール。
【請求項３６】
サブ・ミクロンの構造をもった微細構造ワークピース上に物質を堆積させるための電気化学堆積チャンバであって、このチャンバが、
微細構造ワークピースを処理現場に配置すべく構成されたワークピースホルダを有してなる頭部組立体と、
処理流体を処理現場へ提供するための第１の流路系統を有してなる被固定ユニットと、
被固定ユニットにおける第１の流路系統に連通している、第２の流路系統を有してなる着脱ユニットと、
被固定ユニットと着脱ユニットとの間から処理流体が漏れることを防ぐシールと、
着脱ユニットを被固定ユニットに着脱可能に結合させる取付組立体と、
着脱ユニットに設けられた少なくとも第１の電極と、第１の電極に接続された第１の電気コネクタと、
を備えていることを特徴とするチャンバ。
【請求項３７】
着脱ユニットに第２の電極をさらに備え、第１の電極と第２の電極との間に絶縁体分割器を備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項３８】
第１の流路系統及び／又は第２の流路系統に、フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項３９】
第１の流路系統及び／又は第２の流路系統にさらに膜を備え、膜は電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４０】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４１】
前記チャンバにおいて、
被固定ユニットはさらに、半径増大につれて上方に傾斜してなる傾斜案内面と、半径減少につれて上方に傾斜したベアリング面を有してなるベアリング・リングと、シールの片方に接触する第１のシール面とを備え、
着脱ユニットはさらにリムを備え、半径増大につれて上方に傾斜してなる下面と、半径増大につれて上方に傾斜してなる上面と、シールの他方に接触する第２のシール面とを備えている、
ことを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４２】
被固定ユニットはさらに、電極で誘導された電場を処理流体の中で整形する電場整形モジュールを備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４３】
前記チャンバがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１の開口部が処理現場における第１の部分に対面し、この開口部を通って第１の電極によって影響されたイオンが通過し、第２の開口部が処理現場における第２の部分に対面し、この開口部を通って第２の電極によって影響されたイオンが通過するような、上記電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４４】
第２の電極に接続された第２の電気コネクタをさらに備え、第１の電極と第２の電極とは、互いに独立動作可能になっていることを特徴とする請求項４３に記載のチャンバ。
【請求項４５】
前記チャンバがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４６】
前記チャンバがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられ、電流を流すような膜と、
を備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４７】
着脱ユニットは、被固定ユニットの外部下方に配置されていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４８】
着脱ユニットはさらに、処理流体を流せるような、外部アクセス可能である流体取付具を備えていることを特徴とする請求項３６に記載のチャンバ。
【請求項４９】
サブ・ミクロンの構造をもった微細構造ワークピース上に物質を堆積させるための電気化学堆積チャンバであって、このチャンバが、
微細構造ワークピースを処理現場に配置すべく構成されたワークピースホルダと、ワークピースの層に電流を流すように構成された電気接点とを有してなる頭部組立体と、
容器であって、被固定ユニットをツールのデッキに取り付けるための取付固定具を備えている被固定ユニットと、ツールのデッキ下方に配置されるべき取付固定具の下方において、被固定ユニットに着脱可能に結合可能であって、外部アクセスが可能であるような着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられる介在要素であって、被固定ユニットと着脱ユニットとの間における処理流体を制御するような上記介在要素と、着脱ユニットを着脱可能に被固定ユニットに結合させる取付組立体と、
着脱ユニットに設けられた電極と、
を備えていることを特徴とするチャンバ。
【請求項５０】
着脱ユニットに第２の電極をさらに備え、第１の電極と第２の電極との間に絶縁体分割器を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５１】
容器は、フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５２】
容器は、電流を流すべく構成されてなる膜を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５３】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５４】
前記チャンバにおいて、
介在要素は、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に配置されたガスケットから構成されていて、
処理流体を流せるような、外部アクセス可能である流体取付具を備えている、
ことを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５５】
前記チャンバにおいて、
処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くように構成された、容器に設けられた流路系統と、
容器に設けられ、電極で誘導された電場を処理流体の中で整形するための電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５６】
前記チャンバにおいて、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、電場整形モジュールは、第１の開口部がワークピース処理現場における第１の部分に対面し、この開口部を通って第１の電極によって影響されたイオンが通過し、第２の開口部がワークピース処理現場における第２の部分に対面し、この開口部を通って第２の電極によって影響されたイオンが通過するような、上記電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５７】
前記チャンバがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に連通し、容器の中に配置されたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５８】
前記チャンバにおいて、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって容器の内部に生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に電流を流すべく容器に設けられた膜と、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のチャンバ。
【請求項５９】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するための統合ツールであって、この統合ツールが、
複数の位置決め要素と取付要素とを備えている取付モジュールと、
電気化学堆積チャンバであって、微細構造ワークピースを処理現場に配置すべく構成されたワークピースホルダを有してなる頭部組立体と、被固定ユニットであって、処理現場に処理流体を提供し、ツールにおける支持面に被固定ユニットをしっかりと取り付けるための取付固定具とを備えてなる上記被固定ユニットと、被固定ユニットにおける第１の流路系統に連通している、第２の流路系統を有してなる着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間から処理流体が漏れることを防ぐシールと、着脱ユニットを被固定ユニットに着脱可能に結合させる取付組立体と、着脱ユニットに設けられた少なくとも第１の電極と、を備えてなる電気化学堆積チャンバと、
ツールの内部にてワークピースを搬送すべく取付モジュールに支持された搬送システムであって、位置決め要素のひとつに係合すべき第２の介在部材と、取付要素のひとつに係合すべき第２の固定具とを備えてなる上記搬送システムと、
取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換するとき、搬送システムを再較正する必要がない、
ことを特徴とする統合ツール。
【請求項６０】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルの下側に重ねられている堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたジョイストと、第１のパネルとジョイストと第２のパネルとを貫通しているボルトとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６１】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルに並置された堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたブレーシングとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６２】
着脱ユニットに第２の電極をさらに備え、第１の電極と第２の電極との間に絶縁体分割器を備えていることを特徴とする請求項６２に記載のツール。
【請求項６３】
第１の流路系統及び／又は第２の流路系統に、フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６４】
第１の流路系統及び／又は第２の流路系統にさらに膜を備え、膜は電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６５】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６６】
前記ツールにおいて、
被固定ユニットはさらに、半径増大につれて上方に傾斜してなる傾斜案内面と、半径減少につれて上方に傾斜したベアリング面を有してなるベアリング・リングと、シールの片方に接触する第１のシール面とを備え、
着脱ユニットはさらにリムを備え、半径増大につれて上方に傾斜してなる下面と、半径増大につれて上方に傾斜してなる上面と、シールの他方に接触する第２のシール面とを備えている、
ことを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６７】
被固定ユニットはさらに、電極で誘導された電場を処理流体の中で整形する電場整形モジュールを備えていることを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６８】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１の開口部が処理現場における第１の部分に対面し、この開口部を通って第１の電極によって影響されたイオンが通過し、第２の開口部が処理現場における第２の部分に対面し、この開口部を通って第２の電極によって影響されたイオンが通過するような、上記電場整形モジュールと、
ことを特徴とする請求項５９に記載のツール。
【請求項６９】
第２の電極に接続された第２の電気コネクタをさらに備え、第１の電極と第２の電極とは、互いに独立動作可能になっていることを特徴とする請求項６８に記載のツール。
【請求項７０】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のツール。
【請求項７１】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられ、電流を流すような膜と、
を備えていることを特徴とする請求項４９に記載のツール。
【請求項７２】
微細構造ワークピースを湿式化学処理するための統合ツールであって、この統合ツールが、
複数の位置決め要素と取付要素とを備えている取付モジュールと、
頭部組立体と容器とを備えてなる電気化学堆積チャンバであって、微細構造ワークピースを処理現場に配置すべく構成されたワークピースホルダと、ワークピースの層に電流を流すように構成された電気接点とを有してなる頭部組立体と、容器であって、被固定ユニットをツールのデッキに取り付けるための取付固定具を備えている被固定ユニットと、ツールのデッキ下方に配置されるべき取付固定具の下方において、被固定ユニットに着脱可能に結合可能であって、外部アクセスが可能であるような着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられる介在要素であって、被固定ユニットと着脱ユニットとの間における処理流体を制御するような上記介在要素と、着脱ユニットに設けられた電極と、着脱ユニットを着脱可能に被固定ユニットに結合させる取付組立体と、を備えてなる上記電気化学堆積チャンバと、
ツールの内部にてワークピースを搬送すべく取付モジュールに支持された搬送システムであって、位置決め要素のひとつに係合すべき第２の介在部材と、取付要素のひとつに係合すべき第２の固定具とを備えてなる上記搬送システムと、
取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換するとき、搬送システムを再較正する必要がない、
ことを特徴とする統合ツール。
【請求項７３】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルの下側に重ねられている堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたジョイストと、第１のパネルとジョイストと第２のパネルとを貫通しているボルトとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７４】
取付モジュールはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルに並置された堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたブレーシングとを備えたデッキを具備していることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７５】
着脱ユニットに第２の電極をさらに備え、第１の電極と第２の電極との間に絶縁体分割器を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７６】
容器は、フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７７】
容器は、電流を流すべく構成されてなる膜を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７８】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項７９】
前記ツールにおいて、
介在要素は、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に配置されたガスケットから構成されていて、
被固定ユニットはさらに、半径増大につれて上方に傾斜してなる傾斜案内面と、半径減少につれて上方に傾斜したベアリング面を有してなるベアリング・リングと、ガスケットの片方に接触する第１のシール面とを備え、
着脱ユニットはさらにリムを備え、半径増大につれて上方に傾斜してなる下面と、半径増大につれて上方に傾斜してなる上面と、ガスケットの他方に接触する第２のシール面とを備えている、
ことを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項８０】
前記ツールがさらに、
処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くように構成された、容器に設けられた流路系統と、
容器に設けられ、電極で誘導された電場を処理流体の中で整形するための電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項８１】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、電場整形モジュールは、第１の開口部がワークピース処理現場における第１の部分に対面し、この開口部を通って第１の電極によって影響されたイオンが通過し、第２の開口部がワークピース処理現場における第２の部分に対面し、この開口部を通って第２の電極によって影響されたイオンが通過するような、上記電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項８２】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に連通し、容器の中に配置されたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項８３】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって容器の内部に生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に電流を流すべく容器に設けられた膜と、
を備えていることを特徴とする請求項７２に記載のツール。
【請求項８４】
電気化学堆積チャンバの内部においてワークピース上に物質を電気化学的に堆積する方法であって、この方法において使用される装置が、ワークピースホルダと処理位置を有する被固定ユニットをもった容器とを備えてなる頭部組立体と、被固定ユニットに着脱可能に取り付けられる第１の着脱ユニットと、第１の着脱ユニットに設けられた第１の電極とを備えていて、この方法が、
サブ・ミクロンの微細構造をもった第１のワークピース上に層を堆積させるべく、第１のワークピースを被固定ユニットにおける処理位置に位置決めし、容器内において処理流体に接触させ、第１のワークピースと第１の電極との間に電場を生成させる段階と、
第１の電極を交換すべく、第１の着脱ユニットを被固定ユニットから解放し、被固定ユニットの下側から着脱ユニットを取り外し、被固定ユニットの下方に第２の電極を配置しつつ第２の着脱ユニットを位置決めし、第２の着脱ユニットを被固定ユニットに着脱可能に取り付ける段階と、
サブ・ミクロンの微細構造をもった第２のワークピース上に層を堆積させるべく、第２のワークピースを被固定ユニットにおける処理位置に位置決めし、容器内において処理流体に接触させ、第２のワークピースと第２の電極との間に電場を生成させる段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項８５】
サブ・ミクロンの微細構造をもったワークピース上に物質を堆積させるために用いられる電気化学チャンバの使用方法であって、この方法が、
ワークピースホルダと処理位置を有する被固定ユニットをもった容器とを備えてなる頭部組立体と、被固定ユニットに着脱可能に取り付けられる第１の着脱ユニットと、第１の着脱ユニットに設けられた第１の電極とを備えてているような、電気化学堆積チャンバを提供する段階と、
被固定ユニットに対して外部の場所において、被固定ユニットから着脱ユニットを係脱させて、被固定ユニットから第１の着脱ユニットを取り外す段階と、
第２の電極を有してなる第２の着脱ユニットを、被固定ユニットの部分に着脱可能に取り付ける段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００３年６月６日に出願された米国特許出願第６０／４７６，３３３号、２００３年６月６日に出願された米国特許出願第６０／４７６，８８１号、２００３年６月６日に出願された米国特許出願第６０／４７６，７８６号、及び、２００３年６月６日に出願された米国特許出願第６０／４７６，７７６号、を基礎とする優先権を主張し、これらの出願の全体をここに参照によって引用する。
本発明は、複数の微細デバイスがワークピースの内部及び／又は表面に統合されているような、微細構造ワークピースを処理するための装置及び方法に関する。微細デバイスは、サブミクロンの構造を有している。本発明の特有の観点は、被固定ユニットと、チャンバ内部の部品を保守すべく迅速に着脱可能である着脱ユニットとを備えてなる、湿式化学処理チャンバに関する。本発明の追加的な観点は、被固定ユニットと着脱可能な電極ユニットとを備えてなる、電気化学堆積チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
微細デバイスの製造においては、単一の基板上に、数種類の材料層を堆積させたり加工したりして、多数の個別素子を生産している。例えば、フォトレジストや、導体材料、及び絶縁材料の層を堆積させ、パターニングし、現像し、エッチングし、平坦化し、さらにその他の操作を施して、基板の内部及び／又は表面に構造物を形成している。構造物の配列によって、集積回路や、超小型流体装置、及びその他の構造体が形成される。
微細構造ワークピース上に構造物を形成するには、湿式化学処理が一般的に用いられている。一般に、湿式化学処理を行う湿式化学処理ツールは、複数の独立した処理チャンバを備えていて、これらのチャンバはそれぞれ、洗浄、エッチング、材料の電気化学堆積、又はこれらの処理の組み合わせを実行する。図１は、１又は複数の湿式化学処理を実行可能であるような、統合ツール１０を模式的に示している。ツール１０は、プラットホーム２２を備えたハウジングないしキャビネット２０と、キャビネット２０に取り付けられた複数の湿式処理チャンバ３０と、搬送システム４０とを具備している。また、ツール１０は、ワークピースＷをローディング／アンローディングするために、対応する処理チャンバ３０に結合された昇降回転ユニット３２を具備している。処理チャンバ３０は、洗浄／乾燥チャンバや、クリーニング・カプセル、エッチング・カプセル、電気化学堆積チャンバ、又はその他のタイプの湿式化学処理容器である。搬送システム４０は、直線状の軌道４２と、軌道４２上を移動するロボット４４とを備えていて、ツール１０内において個々のワークピースＷを搬送する。統合ツール１０はさらに、ワークピースＷを保持する複数のコンテナ６２を備えてなる、ワークピース貯蔵ユニット６０を具備している。装置の運用動作時には、ツール１０の所定の作業手順に従って、ロボット４４が、ワークピースを、コンテナ６２と処理チャンバ３０との間にて行き来させて搬送する。
【０００３】
統合された湿式化学処理ツールを運用する上でのひとつの難点は、処理チャンバについての修理及び／又は保守である。例えば、電気化学堆積チャンバにおいては、電極と電解液との間の反応によって電極が腐食分解するので、消耗品である電極は時間と共に劣化する。消耗電極の形状が変化すると、電場には変動が生じる。その結果、ワークピースにわたる堆積パラメータを所望の値に維持するには、定期的に消耗電極を交換しなければならない。ワークピースに接触する電気接点もまた、定期的に洗浄又は交換しなければならない。電気化学堆積チャンバを保守又は修理するには代表的に、それらのチャンバをツール１０から取り外して、予備のチャンバと交換するか、ツールの現場で保守作業を行う。
【０００４】
既存の湿式化学処理チャンバの修理又は保守に関するひとつの問題点は、電極を交換したり、処理チャンバ３０におけるその他の構成要素を保守するために、ツールを長時間にわたってオフライン状態にしなければならないことである。処理チャンバ３０をツール１０から取り外したならば、プラットホーム２２における空のステーションに、事前に保守された処理チャンバ３０を取り付ける。処理チャンバ３０がプラットホーム上の現場において保守される場合には、一般に昇降回転ユニット３２を邪魔にならないように逸らせておき、オペレータは上方から処理チャンバ３０に手を入れて、チャンバ３０の中にある部品を修理又は交換する。例えば、消耗電極を交換するには、摩耗した電極をチャンバ３０から係脱させて、新たな電極を据え付ける。これは、極めて厄介な作業であり、というのは、電極が配置されているチャンバ３０の下方部分にアクセスできるような、ツール１０における空間は限られているためである。チャンバ３０を修理又は交換したならば、処理チャンバと協働できるように、ロボット４４及び昇降回転ユニット３２を再び較正する。
【０００５】
摩耗した電極を交換したり、その他の構成要素をツール内部の現場で保守したり、または、チャンバを別のチャンバと交換したりする作業には、かなり長い作業時間がかかり、その間、ツールはワークピースの処理をできない。さらに、一般に毎回の修理の後には、修理されたチャンバについて、ロボット４４及び昇降回転ユニット３２に対して再び較正を行うが、これは時間を要する作業工程であって、処理チャンバを修理又は保守するためのダウン時間は長くなる。その結果、ツール１０においてひとつだけの処理チャンバ３０が仕様を満たさなくなった場合にあっては、ひとつの処理チャンバ３０の修理のためにツールを停止させことはせずに、２以上の処理チャンバが性能仕様を満たさなくなるまで、ツール１０の運用を継続する方がしばしば効率的である。すなわち、単一の処理チャンバ３０に起因するスループットの損失は、１個の処理チャンバ３０を修理又は保守するためにツール１０をオフライン状態にする場合のスループットの損失ほどには大きくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、少なくとも２つの処理チャンバ３０が仕様を満たさなくなるまで、ツール１０の運用動作を続けるという実務は、ツール１０のスループットに厳しい影響を与える。例えば、少なくとも２〜３の処理チャンバ３０が仕様を満たさなくなるまで、ツール１０に対して修理又は保守を行わないとするならば、ツールは、保守のためにオフライン状態にされるまでの期間、ツールの全能力のうちの一部の能力だけにて運転動作することになる。このことはツール１０の運転コストを高騰させるが、というのは、スループットは、ただ単に、ツール１０をオフライン状態にして、湿式処理チャンバ３０を交換し、ロボット４４に対して再び較正を行う間に低下するのみならず、ツールのオンライン状態にあっても、全能力のうちの一部の能力によって運転動作することのために低下する。さらに、構造物のサイズが小さくなると、電気化学堆積チャンバ３０は、はるかに高度な性能仕様を一貫して満足する必要が生じる。このため、処理チャンバ３０は、より早く、仕様を満たさなくなり、ツールは、より頻繁にシャット・ダウンすることになる。従って、電気化学堆積チャンバ及びその他のタイプの湿式化学処理チャンバにおいて、その修理及び／又は維持に関連したダウン時間は湿式化学処理ツールの運用コストを相当に高騰させる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、迅速解放型の着脱ユニットを備えてなる湿式化学処理チャンバに関し、チャンバ内の処理要素を交換又は保守するのに要するダウン時間を、既存の湿式化学処理チャンバに比べて、短縮できるものである。本発明によるいくつかの実施形態の湿式化学処理チャンバにおいては、定期的な保守又は交換を必要とされる処理要素は、着脱ユニットに収容され、または、収容以外の方法によって支持されることになる。例えば、電極は、着脱ユニットの内部に収容される、ひとつのタイプの処理要素であり得る。そうした処理要素は、単に着脱ユニットをチャンバから取り外して、交換用の着脱ユニットを据え付けるだけで、迅速に交換できる。着脱ユニットにアクセスするには一般に、昇降回転ユニットを動かしたり、チャンバの頭部組立体を取り外したりする必要はない。また着脱ユニットは、容易にアクセス可能である、迅速解放型の機構を介して、チャンバに結合される。こうして、わずか数分以内に取り外して交換できる着脱ユニットにそうした構成要素を配置するならば、既存の湿式化学処理チャンバにあっては同一の作業に数時間を要していたのと比較して、電極やチャンバにおけるその他の処理要素を修理又は保守するためのダウン時間は短縮されることになる。
【０００８】
本発明のひとつの実施形態においては、湿式化学処理チャンバは、被固定ユニットと、被固定ユニットに着脱可能に結合される着脱ユニットと、被固定ユニット及び着脱ユニットに接触するシールと、被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられる処理要素とから構成される。被固定ユニットは、被固定ユニットを介して処理流体を導くように構成されてなる第１の流路系統と、統合処理ツールにおけるプラットホームないしデッキに被固定ユニットをしっかりと取り付けるための取付固定具とを備える。着脱ユニットは、被固定ユニットにおける第１の流路系統へと及び／又は同流路系統から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統を備える。シールに設けられたオリフィスを通って、処理流体は第１の流路系統と第２の流路系統との間を流れ、処理要素は、サブ・ミクロンの微細構造をもった微細構造ワークピースの表面を処理すべく処理流体に性質を与える。
【０００９】
本発明の別の観点は、微細構造ワークピースを湿式化学処理するための統合ツールである。ひとつの実施形態においては、ツールは、複数の位置決め要素と取付要素とを備えている取付モジュールを具備している。この実施形態においては、湿式化学処理チャンバにおける被固定ユニットは、位置決め要素のひとつに係合すべき第１の介在部材と、取付モジュールにおける取付要素のひとつに係合すべき第１の固定具とから構成された取付固定具を備える。取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換したり、ある着脱ユニットを別の着脱ユニットと交換したりしても、湿式化学処理チャンバへと、または、該チャンバから、ワークピースを搬送するための搬送システムを再較正する必要はない。
【００１０】
また、本発明は、迅速解放型の着脱ユニットに少なくともひとつの電極が設けられた電気化学堆積チャンバに関し、摩耗した電極を交換するのに要するダウン時間を短縮できるものである。本発明のいくつかの実施形態による電気化学堆積チャンバにおいては、１又は複数の消耗電極は、着脱ユニットの内部に収容され、この着脱ユニットは、迅速に取り外されて別の着脱ユニットと交換される。従って、単に摩耗した電極が取り付けられている着脱ユニットを取り外し、新たな電極が取り付けられた交換用の着脱ユニットを据え付けるだけで、摩耗した電極を新たな電極に交換できる。着脱ユニットは、一般にはチャンバの下側部分であって、昇降回転ユニットを動かしたり、チャンバを上から開かなくても、これにアクセス可能である。また着脱ユニットは、容易にアクセス可能である、迅速解放型の機構を介して、チャンバに結合される。こうして、わずか数分以内に取り外して交換できる着脱ユニットに電極を配置するならば、既存の電気化学堆積チャンバにあっては電極交換作業に数時間を要していたのと比較して、電極を修理又は保守するためのダウン時間は大いに短縮されることになる。
【００１１】
ひとつの実施形態においては、電気化学堆積チャンバは、頭部組立体と、頭部組立体の下方に設けられた容器とを具備している。頭部組立体は、微細構造ワークピースを処理位置に位置決めすべく構成されていて、ワークピース上の層に電流を流すべく構成された電気接点を備える。容器は、被固定ユニットをツールのデッキに取り付けるための取付固定具を備えている被固定ユニットと、ツールのデッキ下方に配置されるべき取付固定具の下方において、被固定ユニットに着脱可能に結合可能であるような着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられる介在要素であって、被固定ユニットと着脱ユニットとの間における処理流体の流れを制御するような上記介在要素と、着脱ユニットを着脱可能に被固定ユニットに結合させる取付装置と、を備える。また、電気化学堆積チャンバは、着脱ユニットの内部に電極を備えている。いくつかの特定の実施形態においては、着脱ユニットはさらに、処理流体を容器へ供給するための流体入口と、処理流体を容器から排出するための流体出口とを備えても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本願において、“微細構造ワークピース”又は“ワークピース”の用語は、微細デバイスが、その表面に及び／又は内部に形成されるような基板を意味する。代表的な微細デバイスには、微細電子回路や、回路の構成要素、薄膜記録ヘッド、情報記憶要素、超小型流体装置、及びその他の製品が含まれる。この定義の範囲内には、集積回路とほぼ同様なやり方で製造される、マイクロマシンや、マイクロ機械装置も含まれる。基板は、半導体片（例えば、ドープされたシリコンウエハ又はガリウム砒素ウエハ）や、絶縁体片（例えば、様々なセラミック基板）、または、導体片などである。
【００１３】
いくつかの実施形態による、微細構造ワークピースに処理を行う湿式化学処理チャンバについて、ワークピースの構造の内部又は表面に、電解的に又は無電解的に、金属を堆積させたり、電気泳動レジストを堆積させりする電気化学堆積チャンバの文脈において述べる。しかしながら、本発明による湿式化学処理チャンバは、半導体基板又はその他のタイプのワークピースの内部及び／又は表面に微細構造を製造するための、エッチングや、洗浄、又はその他のタイプの湿式化学処理についても使用可能である。図２〜図１７には、本発明のいくつかの実施形態による湿式化学処理チャンバと統合ツールとを示していて、以下の対応する説明では、本発明の特定の実施形態について説明する。しかしながら、当業者は、本発明はさらに追加的な実施例を有するであろうと共に、本発明は図２〜図１７の詳細に限定させることなく実施が可能であることを理解するだろう。
【実施例１】
【００１４】
［Ａ．湿式化学処理チャンバの実施例］
図２には、構成要素の迅速な修理又は交換を可能とし、処理要素の保守に要するダウン時間を短縮できる、湿式化学処理チャンバ１００を模式的に示している。処理チャンバ１００は、湿式化学容器１０２と頭部１０４とを備えている。容器１０２は、ツールのデッキ１０６に支持されており、ツールには、いくつかの他の処理チャンバ（図示せず）や、ワークピースを自動的に取り扱うワークピース搬送装置（図示せず）が備えられる。容器１０２の中には、処理流体、処理流体を導くためのいくつかの構成要素、または、その他、ワークピースの処理のために処理流体に性質を与える要素が収容されている。頭部１０４は、昇降回転ユニット１０８によって支えられていて、該ユニットが頭部１０４を動かし、ワークピースをロード／アンロードし、容器１０２内の処理現場１０９に、ワークピースを位置決めする。ここで、処理チャンバ１００が、ワークピースに物質を電解メッキする電気化学堆積ステーションである場合には、容器１０２は代表的に、流体の流路系統と少なくともひとつの電極とを備え、頭部１０４は代表的に、ワークピース上の導体層に係合すべく構成された複数の電気接点をもつ接点組立体を備えてなるような、ワークピースホルダを備える。処理チャンバ１００が、洗浄チャンバや、その他のタイプのカプセルである場合には、容器１０２は、ワークピース面に流体を流すための複数の流体ディスペンサを備え、また、頭部１０４は代表的にワークピースホルダを備える。適当な電気化学堆積チャンバは、（ａ）米国特許第６，５６９，２９７号及び米国特許第６，６６０，１３７号、および、（ｂ）米国特許公開公報第２００３／００６８８３７号、第２００３／００７９９８９号、第２００３／００５７０９３号、第２００３／００７０９１８号、第２００２／００３２４９９号、第２００２／０１３９６７８号、第２００２／０１２５１４１号、第２００１／００３２７８８号、第２００３／０１２７３３７号、及び、第２００４／００１３８０８号に開示されているので、これらの文献の全体をここで参照して引用する。さらに、好適なワークピースホルダについては、米国特許第６，３０９，５２４号及び米国特許出願第６，５２７，９２５号、米国特許出願第２００２／００００３７２号に開示されているので、これらの文献の全体をここで参照して引用する。
【００１５】
容器１０２は、デッキ１０６に取り付けられた被固定ユニット１１０を備え、被固定ユニット１１０には着脱ユニット１２０が支持されている。被固定ユニット１１０は、シャーシ１１２と、第１の流路系統１１４（模式的に図示）と、取付固定具１１６（模式的に図示）とを備える。シャーシ１１２は、化学的に処理流体と互換性がある絶縁体のハウジングである。シャーシ１１２は例えば、高密度ポリマーや、その他の適当な材料から作られる。第１の流路系統１１４は、求められる流れを処理現場１０９に供給すべく構成されている。電気化学堆積チャンバにおいて、第１の流路系統１１４は、処理現場１０９の全体にわたって、ワークピースに対して垂直な方向で、実質的に均一な速度をもつような、流れを提供するように構成されている。取付固定具１１６は、シャーシ１１２から外側方向へ突出したフランジ又はリングであって、デッキ１０６の上面に係合する。取付固定具１１６は、後述の如く、デッキ１０６に対して被固定ユニット１１０を精密に位置決めできるように構成されている。被固定ユニット１１０はさらに、処理要素１１８（模式的に図示）を備え、被固定ユニット１１０を通って流れる処理流体に性質を与える。例えば、処理要素１１８は、処理現場１０９内の電場を整形する電場整形要素であったり、あるいは、フィルタや、膜、ノズル、又はその他のタイプの流体吐出器などである。処理要素１１８は、こうしたタイプの構造物を任意に組み合わせたものとすることができる。被固定ユニット１１０における、第１の流路系統１１４、取付固定具１１６、及び処理要素１１８として適した構造については、先に参照して引用した、米国特許出願第０９／８７２，１５１号、及び米国特許出願第０９／８０４，６９７号に開示されている。
【００１６】
容器１０２における着脱ユニット１２０は、コンテナ１２２と、被固定ユニット１１０における第１の流路系統１１４へと及び／又は同流路系統１１４から処理流体を導くように構成されてなる第２の流路系統１２４（模式的に図示）と、処理流体に性質を与えるような処理要素（模式的に図示）とを備える。第２の流路系統１２４は、入口と出口とを備えていて、処理流体を第１の流路系統１１４へ送り届けたり、処理流体を第１の流路系統１１４から受け入れたりする。第１及び第２の流路系統は、互いに協働して、処理流体の所望の流れを処理現場に提供する。また、第１の流路系統１１４と第２の流路系統１２４とは、処理要素１２６に対して前進流を提供する。前進流の装置においては、処理流体は着脱ユニット１２０に設けた処理要素１２６を通り抜け、その後に、処理流体は処理現場１０９に到達する。また、第１及び第２の流路系統は、処理要素１２６に逆流を流すように構成しても良い。逆流型の構成においては、処理流体は処理現場１０９を通り抜けた後に、処理要素１２６を通過する。
【００１７】
処理要素１２６は、着脱ユニット１２０の内部に配置される。処理要素１２６は、フィルタ、膜、または、電極などである。さらに、処理要素１２６は、複数の電極を同軸的な形態に配置され、または、ワークピースを電解メッキするのに適したその他の形態に配置されてなる、電極組立体であっても良い。さらに別の実施形態においては、処理要素１２６は組み合わせ、つまり、フィルタ、膜、電極、独立した電極区画室を形成するような電極間の絶縁仕切板、複数のノズルをもった噴霧棒、メッキ用パドル、または、その他の構成要素であって微細構造ワークピースの処理に使用されるもの、などを組み合わせたものでも良い。処理要素１２６は一般には、消耗可能な構成要素（例えば消耗電極）や、ワークピースの表面を保護すべく処理流体中に存する粒子状物質又はその他の不都合な成分を収集する要素（例えばフィルタや膜）、または、故障したり、クリーニングが必要であるような、その他の構成要素である。従って、着脱ユニット１２０に配置された処理要素１２６については、定期的な保守又は交換が施され、処理チャンバ１００の性能は所定の仕様を満たすように維持される。そうした処理要素を、新品又は再生品の要素と迅速に交換するには、頭部１０４や、昇降回転ユニット１０８、又は被固定ユニット１１０を動かす必要はなく、単に当該着脱ユニット１２０を、交換用の着脱ユニットと取り替えるだけで良い。
【００１８】
また、容器１０２は、被固定ユニット１１０と着脱ユニット１２０との間からの漏れを防ぐためのシール１３０を備えている。シールは代表的に、被固定ユニット１１０と着脱ユニット１２０との間に配置される。シール１３０は、少なくともひとつのオリフィスを備えていて、被固定ユニット１１０側の第１の流路系統１１４と、着脱ユニット１２０側の第２の流路系統１２４との間において、処理流体が流れられるようにしている。多くの実施形態においては、シール１３０は、オリフィスのパターンが設けられたガスケットであって、第１の流路系統１１４と第２の流路系統１２４との間において、流体が流れられるようにしている。シール１３０ないしガスケットは代表的に、圧縮可能な部材であって、流路系統における様々な流路間において、液体が漏れることを防止する。また、シール１３０を絶縁材料から作って、第１の流路系統１１４と第２の流路系統１２４との間を流れるときの、別々の流体の流れを電気的に隔てる。シール１３０として適した材料には、ＶＩＴＯＮ（登録商標）や、独立気泡発泡材、独立気泡シリコン、エラストマー、ポリマー、ゴム、その他の材料がある。
【００１９】
容器１０２はまた、着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０に取り付けるための取付組立体１４０を備える。取付組立体１４０は、例えば１個のクランプや複数のクランプなど、迅速解放型のユニットであって、着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０に対する所望の向きに案内し、着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０にしっかりと保持するものである。取付組立体１４０は、着脱ユニット１２０が被固定ユニット１１０に対して固定される第１の位置と、着脱ユニット１２０が被固定ユニット１１０から取り外される第２の位置との間において動けるように構成されている。いくつかの実施形態においては、取付組立体１４０が第２の位置から第１の位置へと動くことで、取付組立体１４０は着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０へ向けて駆動させる。この運動は、シール１３０を圧縮すると共に、着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０に対する所定位置に位置決めする。取付組立体１４０は、クランプリングや、複数のラッチ、複数のボルト、又はその他のタイプの固定具から構成することができる。
【００２０】
図３には、着脱ユニットに設けた処理要素を修理又は交換するための、湿式化学処理チャンバ１００の動作について模式的に示している。図２及び図３と同一の要素には対応する符号を付している。第１の着脱ユニット１２０ａに設けられた流路系統１２４ａ及び／又は処理要素１２６ａが、もはや仕様を満たさなくなると、第１の着脱ユニット１２０ａは被固定ユニット１１０から取り外される。シール１３０もまた、取り外されるが、これは任意的事項である。次に、第２の着脱ユニット１２０ｂを据え付けるべく、これを被固定ユニット１１０に対して整列させ、取付組立体１４０を第２の着脱ユニット１２０ｂに係合させる。第２の着脱ユニット１２０ｂにおける流路系統１２４ｂ及び処理要素１２６ｂは、新品又は再生品であって、処理チャンバ１００は、微細構造ワークピースの処理に求められる仕様を満たすようになる。
【００２１】
図２及び図３に示した処理チャンバ１００のひとつの利点は、処理チャンバ１００を相当の長時間にわたってシャットダウンさせることを必要とせずに、修理又は保守が必要とされる構成要素を迅速に、新品又は再生品の構成要素と交換できることである。被固定ユニット１１０から、ひとつの着脱ユニット１２０を取り外して、次に、交換用の着脱ユニット１２０を据え付けることは、数分以内にできる作業である。このため、従来装置にあってはツールの現場で構成要素を修理する必要があり、あるいは、チャンバ全体をツールから取り外す必要があったことと比較すると、電極又はその他の処理要素を修理するのに要するダウン時間は著しく短縮される。
処理チャンバ１００についての別の利点は、着脱ユニット１２０の処理要素１２６を、容易にアクセス可能であるデッキ１０６の下側位置から、交換できることである。その結果、被固定ユニット１１０や、頭部１０４、又は昇降回転ユニット１０８のいずれをも動かす必要が無いまま、摩耗した処理要素を交換できる。このため、頭部１０４と昇降回転ユニット１０８とについて、被固定ユニット１１０に対する再度の位置決めの必要がないので、処理要素の保守に要するダウン時間はさらに短縮される。さらに、ワークピースを頭部１０４へ送り届けると共に頭部１０４からワークピースを回収するワークピース搬送装置に関しても、頭部１０４とかかるワークピース搬送装置との位置関係に変化はないので、処理チャンバ１００に対しても再度の較正を行う必要がない。処理チャンバ１００によれば、処理要素の交換に要するダウン時間が著しく短縮されることから、既存のツールと比較して、湿式化学処理ツールの生産性は著しく高まることが期待される。
【００２２】
図４Ａは、本発明の実施形態による容器１０２を示した断面図である。この実施形態では、被固定ユニット１１０はさらに、複数のハンガー１８０を備えていて、これらは被固定ユニット１１０の中心線に対して同一の半径位置に、または、その他のパターンにて、配置されている。ハンガー１８０は、取付組立体を保持するために、肩部１８２を有している。例えば、取付組立体１４０は、半径方向外方へ広がろうとするバネのリングであって、その開いた状態においては、ハンガー１８０に接しつつ、肩部１８２の上に載置される。被固定ユニット１１０はさらに、傾斜案内面１８３と、傾斜案内面１８３の上方に設けられたベアリング・リング面１８４と、シール面１８５とを備えている。案内面１８３は、環状の面、または、一連の弓形部分であって、半径増大につれて上方に傾斜している。ベアリング・リング１８４は、半径減少につれて上方に傾斜したベアリング面を有してなる、金属製のリングである。ベアリング・リング１８４は、他の材料から作っても良いが、それらは代表的に、シャーシ１１２の材料に比べて硬質の材料である。
【００２３】
着脱ユニット１２０は、下面１９２と上面１９４とを有してなるリム１９０を備える。下面１９２と上面１９４とは、半径増大につれて上方に傾斜している。より詳しくは、上面１９４は、被固定ユニット１１０に設けた案内面１８３と合致するような角度にて傾斜している。着脱ユニット１２０はさらに、シール１３０を保持すべく構成されたシール面１９５と、摺動チャネル１９６ａ及び１９６ｂと、底面１９７とを備える。
取付組立体１４０は、着脱ユニット１２０における下面１９２に対して係合すべく構成された第１のリム１７２と、ベアリング・リング１８４のベアリング面に対して係合すべく構成された第２のリム１７４とを備える。取付組立体１４０に、ラッチ（図示せず）や、レバーを備え、リングを半径方向内方へと動かすことで、リングを固定位置にロックするようにしても良い。
【００２４】
図４Ｂは、着脱ユニット１２０が被固定ユニット１１０に取り付けられた後における、容器１０２を示している。この動作については、取付組立体１４０が半径方向内方へ動くと、第１のリム１７２は着脱ユニット１２０における下面１９２に係合すると共に、第２のリム１７４はベアリング・リング１８４におけるベアリング面に係合する。第１のリム１７２が、下面１９２に沿って半径方向内方へ運動すると、着脱ユニット１２０を持ち上げて、被固定ユニット１１０へ向かわせる。着脱ユニット１２０が上方へ動くと、上面１９４は案内面１８３に係合して、着脱ユニット１２０を被固定ユニット１１０に対する所定位置に位置決めする。取付組立体１４０における第２のリム１７４は、ベアリング・リング１８４の傾斜面に沿って半径方向内方へ動いて、シール面１８５と１９５との間にあるシール１３０を締め付ける。取付組立体１４０に設けられたレバー（図示せず）を開位置から閉位置へと動かせば、取付組立体１４０にフープ応力が発生し、着脱ユニット１２０は被固定ユニット１１０に対してしっかりと保持される。
【実施例２】
【００２５】
［Ｂ．電気化学堆積容器の一般的な実施形態］
図５には、電極その他の構成要素を迅速に交換することを可能とし、処理チャンバの保守に要するダウン時間を短縮できる、電気化学堆積チャンバ１００ａについて、模式的な断面図を示している。電気化学堆積チャンバ１００ａのいくつかの観点は、図２〜図４Ｂに示して説明した湿式化学チャンバ１００と類似している。従って、図２〜図５において、対応する要素には対応する参照符号を付している。例えば、処理チャンバ１００ａは、湿式化学容器１０２と頭部１０４とから構成されている（模式的に図示）。
この実施形態においては、チャンバ１００ａに設けた処理要素１１８は、電場整形要素ないし電場整形モジュール（模式的に図示）であって、処理現場１０９内の電場を整形するものである。電場整形要素は、静電誘電インサートであって、処理現場１０９内の電流密度を制御する。また、電場整形要素は、動的部材であっても良く、メッキサイクル中に、処理現場１０９の電場を変化させるなどの制御を行う。この実施形態における処理要素１１８は、フィルタや、膜、又はこれらのタイプの構造物の任意の組み合わせでも良い。
【００２６】
図５に示した実施形態によるチャンバ１００ａにおいては、着脱ユニット１２０に設けた処理要素１２６は、１又は複数の電極（模式的に図示）と、任意的な処理要素１５０（模式的に図示）とを備える。任意的である処理要素１５０は、フィルタ及び／又は膜などである。いくつかの実施形態による電極、フィルタ、及び膜については後述する。前進流の装置においては、処理流体の少なくとも一部分は着脱ユニット１２０に設けた処理要素を通り抜け、その後に、処理流体は処理現場１０９に到達する。また、第１及び第２の流路系統は、逆流を流すように構成しても良く、その場合には、処理流体は処理現場１０９を通り抜けた後、処理流体の少なくとも一部分が電極を通過する。
図６には、着脱ユニット１２０が被固定ユニット１１０に取り付けられた後における、チャンバ１００ａの容器１０２の様子を示している。運転の際には、図４Ｂに示したチャンバ１００について述べた如く、着脱ユニット１２０は被固定ユニット１１０に結合される。
【００２７】
図５に示した処理チャンバ１００ａのひとつの利点は、処理チャンバ１００を相当の長時間にわたってシャットダウンさせることを必要とせずに、摩耗した電極を迅速に、新品又は再生品の電極に交換できることである。摩耗した電極１３０が含まれる着脱ユニット１２０は、迅速に被固定ユニット１１０から取り外され、次に、新品の電極１３０が含まれる交換用の着脱ユニット１２０を据え付けることは、数分以内にできる作業である。このため、従来装置にあってはツールの現場で構成要素を修理する必要があり、あるいは、チャンバ全体をツールから取り外す必要があったことと比較すると、電極又はその他の処理要素を修理するのに要するダウン時間は著しく短縮される。
処理チャンバ１００についての別の利点は、着脱ユニット１２０の内部にある電極及び／又はその他の処理要素１５０を、容易にアクセス可能であるデッキ１０６の下側位置から、交換できることである。その結果、被固定ユニット１１０や、頭部１０４、又は昇降回転ユニット１０８のいずれをも動かす必要が無いまま、摩耗した処理要素を交換できる。このため、頭部１０４と昇降回転ユニット１０８とについて、被固定ユニット１１０に対する再度の位置決めの必要がないので、処理要素の保守に要するダウン時間はさらに短縮される。
【実施例３】
【００２８】
［Ｃ．複数電極の電気化学堆積容器についての実施例］
図７〜図９に示した観点の実施形態による容器は、物質を電気化学的に堆積させるために複数の電極を有している。この実施形態についての多くの観点は、独立動作可能な４つの電極を備えた着脱ユニットの文脈において説明する。各電極は、他の電極とは独立して制御されるので、各電極が発生させる独立した電流密度は、メッキサイクル中に、一定のままにすることも、動的に変化させることもできる。電極を動作させる適当な工程については、米国特許出願第０９／８４９，５０５号、米国特許出願第０９／８６６，３９１号、及び米国特許出願第０９／８６６，４６３号に開示されているので、これらすべての文献をここで参照して引用する。さらに、複数電極容器の別の実施形態にあっては、２以上の任意の組み合わせの電極を備えることができ、本発明は４つの電極に制限されるわけではないことを理解されたい。
【００２９】
図７には、容器４００の断面図を示していて、この容器は、デッキ（図示せず）にしっかりと取り付けられるべく構成されてなる被固定ユニット４０２と、被固定ユニット４０２に着脱可能に取り付けられる着脱ユニット４０４とを備えている。容器４００についてのいくつかの観点は、チャンバ１００ａと類似しているので、図５〜図９において、対応する要素には対応する参照符号を付している。着脱ユニット４０４は、前述の如く、取付組立体１４０とハンガー１８０とを用いて、被固定ユニット４０２に着脱可能に取り付けられる。従って、着脱ユニット４０４は、図５及び図６の実施形態に関連して説明したように、短時間の間に、被固定ユニット４０２から取り外すことができる。
被固定ユニット４０２のシャーシ４１０は流路系統４１４を有していて、処理流体の流れをシャーシ４１０に通して導く。流路系統４１４は、上述した第１の流路系統１１４についての、ひとつの特別な実施形態である。流路系統４１４は、シャーシ４１０に取り付けられる別個の要素であるか、あるいは、流路系統４１４は、（ａ）シャーシ４１０に形成された流路と、（ｂ）シャーシ４１０に取り付けられる別個の要素との組み合わせであるか、のいずれかである。この実施形態においては、流路系統４１４は、着脱ユニット４０４からの処理流体の流れを受け入れる入口４１５と、複数の溝孔４１７を備えてなる第１の流れ案内具４１６と、予備チャンバ４１８とを備える。第１の流れ案内具４１６に設けられた溝孔４１７は、予備チャンバ４１８へと放射方向に流れを分配する。
【００３０】
流路系統４１４はさらに、予備チャンバ４１８からの流れを受け入れる、第２の流れ案内具４２０を備えている。第２の流れ案内具４２０は、複数の開口部４２２を有してなる側壁４２１と、複数の開口部４２５を有してなる流れ放出部４２４とを備える。開口部４２２は、側壁４２１のまわりに半径方向に配列された水平な溝孔であって、複数の流れの成分を、流れ放出部４２４へ向けた半径方向内方へと放出するものである。流れ放出部に設けられる開口部４２５は、複数の細長い溝孔又はその他の開口部であって、上方へ傾斜していると共に、半径方向内方へ傾斜している。流れ放出部４２４は、開口部４２２から半径方向の流れ成分を受け入れて、これを開口部４２５を通り抜けるように向け直す。開口部４２２及び開口部４２５は、いくつもの異なった構成によることができることを理解されたい。例えば、開口部４２５は、上方へ傾けることなく、流れを半径方向内方へ放出しても良いし、また、開口部４２５は図７に示した角度よりも大きな角度で、上方へ傾けても良い。従って、開口部は、０゜〜４５゜の範囲で傾かせるが、いくつかの特定の実施形態においては、開口部の傾斜は約５゜〜２５゜である。
【００３１】
被固定ユニット４０２はまた、電場を整形すると共に、処理流体の流れを処理現場へ導くための、電場整形インサート４４０を備える。電場整形インサート４４０は、上述した被固定ユニット１１０に設けられる処理要素１１８についての、ひとつの特別な実施形態である。この実施形態においては、電場整形インサート４４０は、第１のリム４４３ａを備えた第１の仕切４４２ａと、第２のリム４４３ｂを備えた第２の仕切４４２ｂと、第３のリム４４３ｃを備えた第３の仕切４４２ｃと、を備える。第１のリム４４３ａは、第１の開口部４４４ａを形成している。第１のリム４４３ａと第２のリム４４３ｂとは、第２の開口部４４４ｂを形成し、第２のリム４４３ｂと第３のリム４４３ｃとは、第３の開口部４４４ｃを形成している。被固定ユニット４０２はさらに、リム４４６をもった堰４４５を備えていて、処理流体はこれを乗り越えるようにして、回収通路４４７へと流入する。第３のリム４４３ｃと堰４４５とは、第４の開口部４４４ｄを形成している。電場整形ユニット４４０と堰４４５とは、複数のボルトないしネジ４４８によって被固定ユニット４０２に取り付けられていて、被固定ユニット４０２と、電場整形ユニット４４０及び堰４４５との間には、多数のシール４４９が配置されている。
【００３２】
図８は、図７に示した容器４００について、異なる位置での断面を示した断面図であって、被固定ユニット４０２と着脱ユニット４０４との相互関係を詳しく示している。図７及び図８を一緒に参照すると、着脱ユニット４０４は、電極組立体と第２の流路系統とを収容してなる、コンテナ５１０を備えている。電極組立体は、上述した処理要素１２６についての、ひとつの特別な実施形態であり、第２の流路系統は、上述した第２の流路系統１２４についての、ひとつの特別な実施形態である。コンテナ５１０は、上述の如く、シャーシ４１０に着脱可能に取り付けられる。この実施形態においては、コンテナ５１０は、複数の分割部ないし壁部５１２を備え、複数の区画室５１３が形成されている。図７及び図８に示した特定の実施形態においては、４つの区画室５１３を備えているけれども、別の実施形態にあっては、コンテナ５１０は、電極を独立させて収容するために、任意数の区画室を備えることができる。区画室５１３はまた、処理流体が通り抜ける、第２の流路系統の一部分を形成している。
【００３３】
着脱ユニット４０４における第２の流路系統は、被固定ユニット４０２の入口４１５へと流れを供給する入口５１５と、区画室５１３からの流れを受け入れる出口５１６とを備えている。図５に示した特定の実施形態においては、被固定ユニット４０２における流路系統４１４はさらに、予備チャンバ４１８と第１の区画室５１３との間に設けられる第１の流路５２０ａと、第２の開口部４４４ｂと第２の区画室５１３との間に設けられる第２の流路５２０ｂと、第３の開口部４４４ｃと第３の区画室５１３との間に設けられる第３の流路５２０ｃと、第４の開口部４４４ｄと第４の区画室５１３との間に設けられる第４の流路５２０ｄと、を備える。
【００３４】
容器４００はまた、被固定ユニット４０２と着脱ユニット４０４との間に介在要素５３０を備える。この実施形態においては、介在要素５３０は、複数の開口部５３２を備えていて、流路５２０ａ〜ｄと対応する区画室５１３との間を流体的に連通させている。シールは絶縁材料から作られていて、区画室５１３内と、対応する流路５２０ａ〜ｄとの電場を電気的に絶縁する。
容器４００はさらに、複数の電極を着脱ユニット４０４に配置されて備えている。図７及び図８の実施形態においては、容器４００は、第１の区画室５１３の内部に第１の電極５５１を、第２の区画室５１３の内部に第２の電極５５２を、第３の区画室５１３の内部に第３の電極５５３を、第４の区画室５１３の内部に第４の電極５５４を、備えている。電極５５１〜５５４は、環状ないし円形の導体要素であって、互いに同軸的に配置されている。しかしながら、電極は、弓形のセグメント又はその他の形状及び配置にしても良い。この実施形態では、各電極は、電極を電源に接続すべく、着脱ユニット４０４のコンテナ５１０を延通してなる電気コネクタ５６０に結合されている。電極５５１〜５５４のそれぞれは、メッキサイクル中にわたって一定の電流を提供したり、または、ワークピースの特定のパラメータに応じて、１又は複数の電極５５１〜５５４を流れる電流をメッキサイクル中に変化させたりする。さらに、各電極は、他の電極とは異なる独自の電流を流すこともできる。
【００３５】
図８を参照すると、被固定ユニット４０２と、着脱ユニット４０４と、電極５５１〜５５４とは、互いに協働して、処理現場１０９において、処理流体の流れに所望のプロフィールを与え、電流にプロフィールを与える。この特定の実施形態においては、処理流体は、入口５１５及び４１５から流入して、第１の流れ案内具４１６を通り抜ける。そして、流体の流れは、予備チャンバ４１８を介して第２の流れ案内具４２０を通る上昇流の部分と、流路５２０ａを通って第１の電極５５１を横切る下降流である他方の部分とに分岐する。第２の流れ案内具４２０を通る上昇流は、流れ放出部４２４及び第１の開口部４４４ａを通り抜ける。従って、第１の電極５５１は、第１の仕切４４２ａのリム４４３ａで形成される第１の開口部４４４ａを介して（図４参照）、処理現場１０９に電場を有効に与える。開口部４４４ａは、リム４４３ａの形態に応じて、第１の電極５５１による電場を整形する。流れの一部分は上昇してリム４４３ａを乗り越え、処理現場１０９を通り抜け、さらに堰４４５のリム４４６の上を乗り越えて流れる。処理流体のその他の部分は、それぞれ流路５２０ｂ〜ｄを通って下降し、電極５５２〜５５４へと流れる。第２の流路５２０ｂを通る流れの一部分は、第２の電極５５２を通り抜け、第１のリム４４３ａと第２のリム４４３ｂとで形成される開口部４４４ｂが、第２の電極５５２による電場を整形する。同様に、第３の流路５２０ｃを通る流れは第３の電極５５３を通り抜け、また、第４の流路５２０ｄを通る流れは第４の電極５５４を通り抜ける。従って、開口部４４４ｃは第３の電極５５３による電場を整形し、開口部４４４ｄは第４の電極５５４による電場を整形する。次に、流れは区画室５１３を通り抜けて、出口５１６を介して、容器４００から排出される。
【００３６】
この流れのプロフィールは、逆流式になっていて、電極５５１〜５５４は処理現場１０９の下流側にあり、電極５５１〜５５４により処理流体に発生した気泡や粒状物質は、処理現場１０９から運び去られる。こうした下流側の構成は、消耗電極において特に有効であることが期待されるが、というのは、これらの電極は、ワークピースのメッキ面の欠陥の原因になり得る気泡や粒状物質を発生させるためである。
容器４００によれば、既存の電気化学堆積チャンバと比較して、複数の電極の交換に関連したダウン時間が著しく短縮されることが期待される。図８を参照すると、すべての電極５５１〜５５４を新品の電極と交換するには、ただ単に、取付組立体１４０を開いて、被固定ユニット４０２から着脱ユニット４０４を取り外し、新品の電極を含む交換用の着脱ユニット４０４を被固定ユニット４０２の下方に位置決めし、取付組立体１４０を閉じるだけで良い。着脱ユニット４０４は、被固定ユニット４０２に対して外的に配置されているので、オペレータは、電極５５１〜５５４に達するために、従来のチャンバのように被固定ユニット４０２の上部開口部を介する必要はない。このため、ただ単に電極５５１〜５５４に迅速にアクセスできるのみならず、電場整形インサート４４０を取り外したり、再び据え付けたりする必要がないので、従来のチャンバと比較して時間の節約になる。実際には、摩耗した電極の含まれる着脱ユニットが取り外されたならば、直ちに、交換用の着脱ユニットを据え付ける準備が出来ているから、チャンバがオフラインの間に、電極５５１〜５５４を容器から分解することは必要でない。実施形態による容器１０２又は４００を備えた電気化学堆積チャンバは、従来のチャンバと比較して、著しい短時間以内にオンラインに戻すことができる。
【００３７】
図９は、別の実施形態による容器４００について示した断面図である。この実施形態は、図７及び図８に示した実施形態と類似しているので、これらの図において、対応する要素には対応する参照符号を付している。図９に示した実施形態による容器４００は、ガスケット６２０とライナー６３０とを有してなる介在要素６１０を備えている。ガスケット６２０は、被固定ユニット４０２と着脱ユニット４０４との間に配置され、ライナー６３０は、着脱ユニット４０４及び／又は被固定ユニット４０２の内部に配置される。ライナー６３０は、膜またはフィルタであり、区画室５１３内の気泡や粒状物質を捕捉して、それらが処理現場１０９へ移動することを防止する。フィルタの場合には、処理流体は、前進流の装置であるか逆流型の装置であるか、その流れに応じて、被固定ユニット４０２と着脱ユニット４０４との間のライナー６３０を通り抜ける。膜の場合には、ライナー６３０は、流体の流れに対しては不透過性であるが、電極５５１〜５５４から対応する流路５２０ａ〜ｄを通るイオンの通過は許容して、ワークピース表面をメッキするためのイオンを提供する。ライナー６３０は、複数の個別部分を、区画室５１３及び／又は流路５２０〜ｄの内部に配置されて有していても良い。ガスケット６２０はライナー６３０に取り付けられて、介在要素６１０は単一の部品として据え付けられ又は取り外される。
【００３８】
図９に示した実施形態の容器４００によれば、気泡や粒状物質が欠陥を作るような用途にとって、特に有効であることが期待される。ライナー６３０はさらに、気泡や粒状物質が処理現場１０９に達することを低減させることを理解されたい。また、図９に示した容器４００は、被固定ユニットにおいてはひとつの処理流体が使用され、着脱ユニットにおいては別の処理流体が使用されるような用途にあっても有効である。そうした実施形態においては、着脱可能なライナー６３０は膜であって、区画室５１３から流路５２０ａ〜５２０ｄへとイオンが流れることは許容するけれども、処理流体が区画室５１３と流路５２０ａ〜５２０ｄの間を流れることは許容しない。
【００３９】
図１０は、本発明の追加的な実施形態による容器４００について、様々な観点を示した底面斜視図である。容器４００は、入口５１５を処理流体の供給源に結合させる第１の取付具７０１と、出口５１６を処理流体の保持タンクに結合させる第２の取付具７０２とを備える。ひとつの特定の実施形態においては、取付具７０１は雌型の取付具で、入口５１５は雄型の取付具であり、また、取付具７０２は雄型の取付具で、出口５１６は雌型の取付具である。雌型の取付具７０１を入口５１５に結合させ、雄型の取付具７０２を出口５１６に結合させることによって、処理流体の供給配管は、入口５１５だけに結合でき、処理流体の排出配管は、出口５１６だけに結合できる。従って、この構成によれば、着脱ユニット４０４が適切に据え付けられることが保証される。
また、図１０には、取付組立体１４０がさらに詳しく示されている。この実施形態においては、取付組立体１４０は、クランプ・リング７０８とラッチ７１０とを備え、ラッチは、クランプ・リングを、その直径が第１の直径になるような第１の位置と、第１の直径よりも小さい第２の直径になるような第２の位置との間において動かす。ラッチ７１０によってクランプ・リングが第１の位置から第２の位置へと動かされると、クランプ・リング７０８の直径が小さくなって、着脱ユニット４０４を被固定ユニット４０２に対して締め付ける。
【００４０】
図１１は、本発明の別の実施形態による容器を示している。図１１に示した容器のいくつかの特徴は、図７〜図１０において説明したものと類似している。図１１に示した容器８００は、被固定ユニット８１０と、クランプ８３０によって被固定ユニット８１０に着脱可能に取り付けられる着脱ユニット８２０と、被固定ユニット８１０と着脱ユニット８２０との間に設けられる介在要素８４０とを備える。容器８００と容器４００との主たる相違点は、容器８００は非平坦な介在要素８４０を有し、容器４００は平坦な介在要素５３０を有している点にある。
【実施例４】
【００４１】
［Ｄ．着脱ユニットを据え付け／取り外すためのキャリッジの実施例］
上述したチャンバはさらに、着脱ユニットを据え付け及び取り外すために、チャンバの下方にキャリッジを備える。以下に説明するいくつかの実施形態によるキャリッジは、図７〜図１０に示した着脱ユニットとの関係において述べるが、キャリッジは、本発明のあらゆる着脱ユニットと併用できることを理解されたい。
図１２Ａは、着脱ユニット４０４（図７参照）を据え付け及び取り外すためのキャリッジ９００を上から見て示した斜視図である。キャリッジ９００のブラケット９１０は、ツールのデッキ１０６（図２参照）の下面に取り付けられる。キャリッジ９００はさらに、案内レール９１２と端部ストッパ９１４とを備える。案内レール９１２は、摺動チャネル１９６ａ及び１９６ｂ（図４Ａ〜Ｂ、図５、図６、図８、及び図１０）を受け入れ、端部ストッパ９１４は着脱ユニット４０４の丸い部分に対して係合する。使用に際しては、オペレータは、着脱ユニット４０４が端部ストッパ９１４に係合するまで、着脱ユニット４０４をレール９１２に沿って摺動させる。
【００４２】
図１２Ｂは、キャリッジ９００について、追加的な観点を下から見て示した斜視図である。キャリッジ９００が備えているアクチュータ９２０は、ハンドル９２２と、シャフト９２４と、シャフト９２４により動かされる昇降部９２６とを有している。アクチュータ９２０はさらに、昇降部９２６に結合され、結合部９２９の中に配置されたロッド９２８を備える。従って、ハンドルを回転させると、結合部９２９の内部においてロッド９２８が回転し、昇降部９２６が昇降する。着脱ユニットを据え付けるには、アクチュータ９２０を、図１２Ｂに示した第１の位置として、レール９１２に沿って着脱ユニットを挿入する。次に、アクチュータ９２０を上方へ動かして（矢印Ｒ）、第２の位置とし、昇降部９２６によって、着脱ユニット４０４を被固定ユニット４０２へと上昇させる。アクチュータ９２０が回転して上方へ動くと、ハンドル９２２は、ブラケット９１０の底部フランジ９３１における隙間９３０を通り抜ける。アクチュータ９２０は、シャフト９２４に沿ってハンドル９２２を軸線方向に摺動させることで、第２の位置に保持されて、フランジ９３１はハンドル９２２を支える。
【００４３】
キャリッジ９００によれば、ひとつの着脱ユニットを別のものに交換する工程はさらに容易になる。第１に、キャリッジ９００によって、着脱ユニット４０４が被固定ユニット４０２に対して概略整列されることが確保される。第２に、キャリッジによって、入口５１５と出口５１６とは、供給配管と排出配管とに対して整列される。第３に、キャリッジによれば、着脱ユニット４０４の据え付け及び取り外しが容易になるが、というのは、取付組立体１４０を同時に操作しなければならない状況において、オペレータは着脱ユニット４０４を被固定ユニット４０２に対して支えておく必要がなくなるためである。従って、キャリッジによれば、ひとつの着脱ユニットを別のものに交換するのに要する時間はさらに短縮されることが期待される。
【実施例５】
【００４４】
［Ｅ．統合ツールの実施例］
図１３は、本発明の実施形態による統合ツール１３００の一部を示した平面図である。この実施形態においては、統合ツール１３００は、フレーム１３１０と、フレーム１３１０に取り付けられ、寸法的に安定している取付モジュール１３２０と、複数の湿式化学処理チャンバ１３７０と、複数の昇降回転ユニット１３８０とを具備している。またツール１３００は、搬送装置１３９０を備えている。取付モジュール１３２０は、処理チャンバ１３７０と、昇降回転ユニット１３８０と、搬送装置１３９０とを支持している。ツール１３００における湿式化学処理チャンバ１３７０は、図２〜図１２Ｂを参照して上述した、被固定ユニットと着脱ユニットとを備えてなる容器を具備している。
ツール１３００におけるフレーム１３１０は、複数の支柱１３１１と横木１３１２とを、公知のやり方で互いに溶接されて有している。取付モジュール１３２０の少なくとも一部分は、フレーム１３１０の内部に収容されている。ひとつの実施形態における取付モジュール１３２０は、フレーム１３１０の横木１３１２によって支えられているけれども、別の実施形態においては、取付モジュール１３２０は、施設の床上に又はその他の構造物に、直接、据え付けても良い。
【００４５】
取付モジュール１３２０は、堅固で安定した構造物になっていて、湿式化学処理チャンバ１３７０と、昇降回転ユニット１３８０と、搬送装置１３９０との間の相対的な位置関係を保つようになっている。取付モジュール１３２０についてのひとつの観点は、これが、フレーム１３１０に比べて、はるかに堅固であり、著しく強い構造的完全性を有していることであって、湿式化学処理チャンバ１３７０と、昇降回転ユニット１３８０と、搬送装置１３９０との間の相対的な位置関係は経時的に変化することがない。取付モジュール１３２０についての別の観点は、寸法的に安定したデッキ１３３０を備え、デッキ１３３０上の既知の位置に処理チャンバ１３３０と昇降回転ユニット１３８０とを位置決めすべく、正確な位置に、位置決め要素が設けられていることである。ひとつの実施形態（図示せず）においては、搬送装置１３９０は、デッキ１３３０上に直接、取り付けられる。別の実施形態においては、取付モジュール１３２０は、寸法的に安定したプラットホーム１３５０を備え、搬送装置１３９０はプラットホーム１３５０に取り付けられる。デッキ１３３０とプラットホーム１３５０とは、互いにしっかりと相対的に位置決めされていて、デッキ１３３０に設けられた位置決め要素と、プラットホーム１３５０に設けられた位置決め要素とが、互いに相対的に動くことはない。従って、取付モジュール１３２０が提供する系においては、湿式化学処理チャンバ１３７０と昇降回転ユニット１３８０とを取り外し、交換用の要素に置き換えることができ、交換用の要素は、デッキ１３３０上における正確な位置に、精密に位置決めされる。
【００４６】
ツール１３００は、湿式化学処理チャンバ１３７０や、昇降回転ユニット１３８０、又は搬送装置１３９０に対して、頻繁な保守を求めるような、仕様要件が厳しい用途に、特に適している。湿式化学処理チャンバ１３７０を修理又は保守するには、ただ単に、処理デッキ１３３０からチャンバを取り外し、チャンバ１３７０を、デッキ１３３０上に設けられた位置決め要素と相互作用すべく構成された取付ハードウェアを有するような交換可能なチャンバに置き換えるだけで良い。取付モジュール１３２０は寸法的に安定しており、また、交換用の処理チャンバ１３７０に備えられた取付ハードウェアがデッキ１３３０に対して相互作用するので、デッキ１３３０上のチャンバ１３７０を交換しても、搬送装置１３９０を再較正する必要はない。これにより、処理チャンバ１３７０の修理又は保守に関連したダウン時間を著しく短縮することが期待され、性能仕様が最も厳しい用途にあっても、ツールは高いスループットの状態を保つことができる。この観点によるツール１３００は、チャンバを修理するために、被固定ユニット１１０（図２参照）を取り外さなければならない場合に特に有用である。
【００４７】
搬送装置１３９０は、取付モジュール１３２０に取り付けられたロード／アンロード・モジュール１３９８からワークピースを取り出す。搬送装置１３９０は、軌道１３９２とロボット１３９４と、少なくともひとつのエンドエフェクタ１３９６とを具備している。軌道１３９２はプラットホーム１３５０に取り付けられている。より詳しくは、軌道１３９２は、プラットホーム１３５０に設けられた位置決め要素と相互作用して、デッキ１３３０に取り付けられたチャンバ１３７０及び昇降回転ユニット１３８０に対して、軌道１３９２を精密に位置決めしている。ロボット１３９４とエンドエフェクタ１３９６とは、取付モジュール１３２０によって確立される静止して寸法的に安定した基準系において移動する。ツール１３００はさらに、取付モジュール１３２０と、湿式化学処理チャンバ１３７０と、昇降回転ユニット１３８０と、搬送装置１３９０とをキャビネット内に取り囲むように、フレーム１３１０に取り付けられてなる複数のパネル１３９９を具備している。別の実施形態においては、ツール１３００の片側又は両側のパネルを、処理デッキ１３３０の上方領域から除去して、開放型のツールを提供しても良い。
【実施例６】
【００４８】
［Ｆ．寸法的に安定した取付モジュールの実施例］
図１４は、ツール１３００において用いられる、本発明の実施形態による取付モジュール１３２０を示した斜視図である。本実施形態においては、デッキ１３３０は、堅固な第１のパネル１３３１と、第１のパネル１３３１の下方に重ね合わされた、堅固な第２のパネル１３３２とを備えている。第１のパネル１３３１は、外側部材であり、第２のパネル１３３２は、外側部材に並置された内側部材である。第１のパネル１３３１と第２のパネル１３３２は、図１４に示した実施形態とは異なった構造を備えていても良い。第１のパネル１３３１及び第２のパネル１３３２には、複数のチャンバ受け部１３３３が設けられていて、湿式化学処理チャンバ１３７０を受け入れる（図１３参照）。
デッキ１３３０はさらに、第１のパネル１３３１にわたって、複数の位置決め要素１３３４と複数の取付要素１３３５とを、精密なパターンに配列されて具備している。位置決め要素１３３４は、第１のパネル１３３１の精密な位置に精密な寸法にて機械加工された孔であって、湿式化学処理チャンバ１３７０（図１３参照）と相互作用すべく構成されてなるダボ又はピンを受け入れる。別の実施形態においては、位置決め要素１３３４は、湿式化学処理チャンバ１３７０の合致する構造部分に受け入れられるべく、第１のパネル１３３１から上方に突出してなる円筒形又は円錐形のピンであっても良い。デッキ１３３０に設けられた第１組の位置決め要素１３３４は、各チャンバ受け部１３３３に配置されていて、取付モジュール１３２０上の正確な位置に、個々の湿式化学処理チャンバを精密に位置決めする。デッキ１３３０はまた、第２組の位置決め要素１３３４を各受け部１３３３の近くに備えていて、取付モジュール１３２０上の正確な位置に、個々の昇降回転ユニット１３８０を精密に位置決めする。取付要素１３３５は、第１のパネル１３３１に形成されたネジ孔であって、チャンバ１３７０と昇降回転ユニット１３８０とをデッキ１３３０に固定するためのボルトを受け入れる。
【００４９】
また、取付モジュール１３２０は、デッキ１３３０の長手方向の外側縁部に沿って外側板１３６０を備え、デッキ１３３０の長手方向の内側縁部に沿って内側板１３６１を備え、デッキ１３３０の端部には端部板１３６２及び１３６４を取り付けられている。搬送プラットホーム１３５０は、内側板１３６１と端部板１３６２及び１３６４とに取り付けられている。搬送プラットホーム１３５０は、取付モジュール１３２０に、搬送装置１３９０の軌道１３９２（図１３）を精密に位置決めするために、位置決め要素１３５４を備えている。搬送プラットホーム１３５０はさらに、軌道１３９２をプラットホーム１３５０に固定するボルトが受け入れられるような、タッピング孔などの取付要素を具備している。
【００５０】
図１５は、デッキ１３３０についての好ましい実施形態による内部構造を示した横断面図であり、図１６は、図１５に示したデッキの一部分を示した詳細図である。本実施形態においては、デッキ１３３０は、例えばジョイストなどであるブレーシング１３４０を備え、かかるブレーシングは、外側板１３６０と内側板１３６１との間にて横方向に延在している。第１のパネル１３３１は、ブレーシング１３４０の上側に取り付けられ、第２のパネル１３３２は、ブレーシング１３４０の下側に取り付けられている。デッキ１３３０はさらに、複数の貫通ボルト１３４２及びナット１３４４を備えていて、これらによって、第１のパネル１３３１と第２のパネル１３３２とがブレーシング１３４０に固定されている。図１６に良く示されているように、ブレーシング１３４０は複数の孔を有していて、これらを通って貫通ボルト１３４２が延びている。ナット１３４４は、これらの構成要素の結合を高めるために、ボルト１３４２に溶接しても良い。
【００５１】
デッキ１３３０におけるパネル及びブレーシングは、ステンレス鋼や、その他の金属合金、一体鋳物材料、又は繊維強化複合材料などから作られる。例えば、パネル及び側板は、ニトロニック５０番のステンレス鋼、ハステロイ６２５番のステンレス合金、又はエポキシをマイカで充填した一体鋳物などから作られる。繊維強化複合材料としては、硬化樹脂内に、炭素繊維や、ケブラー（登録商標）のメッシュ網を含める。パネル１３３１及び１３３２に用いる素材は、高度に堅牢であって、湿式化学処理において使用される化学薬品に対する互換性を備えるべきである。ステンレス鋼は、多くの用途に適しているが、というのは、単に強度が高いだけでなく、湿式化学処理において用いられる多くの電解液や洗浄液による影響を受けないためである。ひとつの実施形態においては、パネル及び側板１３３１，１３３２，１３６０，１３６１，１３６２，１３６４は、０．１２５〜０．３７５インチ厚みのステンレス鋼であり、より詳しくは、０．２５０インチ厚みのステンレス鋼である。しかしながら、別の実施形態にあっては、これらのパネル及び側板は、異なる厚みのものでも良い。
【００５２】
ブレーシング１３４０は、ステンレス鋼や、繊維強化複合材料、その他の金属合金、及び／又は一体鋳物材料などから作られる。ひとつの実施形態においては、ブレーシングは０．５〜２．０インチ幅のステンレス鋼のジョイストであり、より詳しくは、幅が１．０インチで高さが２．０インチであるようなステンレス鋼のジョイストである。他の実施形態においては、ブレーシング１３４０は、ハニカム構造のコア、軽量発泡金属、または、その他のタイプの発泡材や、ポリマー、ガラス繊維、又はその他の材料から作られる。
取付モジュール１３２０は、デッキ１３３０の部分を組み立ててから、溶接その他によって、デッキ１３３０の部分に側板１３６２及び１３６４を取り付けることによって構築される。デッキ１３３０の構成要素は一般に、溶接を用いずに、貫通ボルト１３４２を用いて、互いにしっかりと固定される。外側板１３６０と内側板１３６１とは、溶接及び／又は固定具を用いて、デッキ１３３０及び側板１３６２及び１３６４に取り付けられる。次に、プラットホーム１３５０を側板１３６２及び１３６４と、内側板１３６１とにしっかりと取り付ける。
【００５３】
取付モジュール１３２０は、重量作業用の寸法的に安定した構造物を提供するものであり、デッキ１３３０に設けた位置決め要素１３３４と、プラットホーム１３５０に設けた位置決め要素１３５４との間の相対的な位置関係を範囲内に、すなわち、搬送装置１３９０を再較正する必要が、交換用の処理チャンバ１３７０や昇降回転ユニット１３８０をデッキ１３３０に搭載する毎に生じることが無いような範囲内に維持する。取付モジュール１３２０は一般に、堅固な構造になっていて、湿式化学処理チャンバ１３７０や、昇降回転ユニット１３８０、及び搬送装置１３９０を取付モジュール１３２０に取り付けたときに、位置決め要素１３３４及び１３５４の間における相対的な位置関係を維持できるだけの充分な強度を有する。いくつかの実施形態においては、取付モジュール１３２０は、位置決め要素１３３４及び１３５４の間の相対的な位置関係を、所定の基準位置に対して０．０２５インチの範囲内に維持できるように構成される。別の実施形態においては、取付モジュールは、位置決め要素１３３４及び１３５４の間の相対的な位置関係を、所定の基準位置に対して約０．００５〜０．０１５インチの範囲内に維持できるように構成される。そうして、デッキ１３３０は通例、約０．０２５インチの範囲内の均一な平坦面に保たれ、さらに特定の実施形態では約０．００５〜０．０１５インチの範囲内に保たれる。
【実施例７】
【００５４】
［Ｇ．湿式化学処理チャンバの実施例］
図１７は、湿式化学処理チャンバ１３７０とデッキ１３３０との間の介在部分を破断して示した斜視図である。チャンバ１３７０は、上述した処理容器１０２又は４００と、取付固定具１１６とを具備している。取付固定具１１６と容器１０２／４００とは、別々に構成されて、互いに結合されるようになっていても良い。そうした事例においては、取付固定具１１６は、寸法的に安定した材料、例えば、ステンレス鋼や、繊維強化複合材料、鋼合金、一体鋳物材料、又はその他の適当な堅固な材料から作られる。別の実施形態においては、取付固定具１１６は容器１０２／４００と一体的になっていて、高密度ポリマー、又はその他の適当な材料から作られる。
【００５５】
図１７に示した取付固定具１１６は、デッキ１３３０に設けた位置決め要素１３３４に対して整列されるようなパターンに配置されてなる複数の介在部材１３７４を備えている。位置決め要素１３３４と介在部材１３７４とは、互いに嵌合して取付固定具１１６を精密に位置決めすべく構成されていて、デッキ１３３０上の所望の作業位置にあるチャンバ１３７０は、昇降回転ユニット１３８０及び搬送装置１３９０と共に作業できる。位置決め要素１３３４は、デッキ１３３０に精密に機械加工された組をなす孔と、孔に受け入れられたダボであり、介在部材１３７４はダボに嵌合すべく取付固定具１１６に精密に機械加工された孔である。ダボは、円筒形、球形、円錐形、又はその他の適当な形状をもったピンであって、デッキ１３３０に対する精密な位置に取付固定具１１６を整列させ位置決めするものであれば良い。取付固定具１１６はさらに、デッキ１３３０に設けた取付要素１３３５に対して整列されるべく配列された、複数の固定具１３７５を備える。固定具１３７５は、ボルト又はその他のネジ部材であって、取付要素１３３５にしっかりと係合して、取付固定具１１６をデッキ１３３０に対して固定する。従って、取付固定具１１６は、処理容器１０２／４００を、デッキ上における固定された精密な位置に保持する。
【００５６】
以上のように、本発明の特定の実施形態について、例示目的のために説明したけれども、発明の精神及び範囲から逸脱せずに、様々な改変を行うことが可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲以外によっては限定されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、従来技術による湿式化学処理ツールを模式的に示した上面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態による、湿式化学処理チャンバを示した模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による、湿式化学処理チャンバの動作を示した模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバについて、係脱した状態を模式的に示した断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバについて、組み立てられた状態を模式的に示した断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバについて、係脱した状態を模式的に示した断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバについて、組み立てられた状態を模式的に示した断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバを示した断面図である。
【図８】図８は、図７に示した電気化学堆積チャンバについて、別の断面について示した断面図である。
【図９】図９は、本発明の別の実施形態による電気化学堆積チャンバの容器について示した断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態による電気化学堆積チャンバについて、底面側を示した斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の別の実施形態による電気化学堆積チャンバについて示した断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施形態による着脱ユニットを、湿式化学処理チャンバにローディング／アンロードするためのキャリッジを上から見て示した斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の実施形態による着脱ユニットを、湿式化学処理チャンバにローディング／アンロードするためのキャリッジを下から見て示した斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の別の観点による湿式化学処理チャンバを含む、湿式化学処理ツールを示した上面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態による湿式化学処理ツールにおいて、湿式化学処理チャンバを保持する、取付モジュールを示した斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４の線１５−１５に沿った断面図であって、本発明の実施形態による湿式化学処理チャンバを支持する取付モジュールを示した断面図である。
【図１６】図１６は、取付モジュールにおけるデッキの部分を詳細に示した断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態による湿式化学処理ツールにおいて、取付モジュールによって支持される湿式化学処理チャンバについて、その一部を破断して示した模式的な斜視図である。
【図１】
2007526394.tif 000003
【図２】
2007526394.tif 000004
【図３】
2007526394.tif 000005
2007526394.tif 000006
2007526394.tif 000007
【図５】
2007526394.tif 000008
【図６】
2007526394.tif 000009
【図７】
2007526394.tif 000010
【図８】
2007526394.tif 000011
【図９】
2007526394.tif 000012
【図１０】
2007526394.tif 000013
【図１１】
2007526394.tif 000014
2007526394.tif 000015
【図１３】
2007526394.tif 000016
【図１４】
2007526394.tif 000017
【図１５】
2007526394.tif 000018
【図１６】
2007526394.tif 000019
【図１７】
2007526394.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月16日(2006.8.16)
【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】
サブ・ミクロンの構造をもった微細構造ワークピース上に物質を堆積させるための電気化学堆積チャンバであって、このチャンバが、
微細構造ワークピースを処理現場に配置すべく構成されたワークピースホルダと、ワークピースの層に電流を流すように構成された電気接点とを有してなる頭部組立体と、
容器であって、被固定ユニットをツールのデッキに取り付けるための取付固定具を備えている被固定ユニットと、ツールのデッキ下方に配置されるべき取付固定具の下方において、被固定ユニットに着脱可能に結合可能であって、外部アクセスが可能であるような着脱ユニットと、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に設けられる介在要素であって、被固定ユニットと着脱ユニットとの間における処理流体を制御するような上記介在要素と、着脱ユニットを着脱可能に被固定ユニットに結合させる取付組立体と、
着脱ユニットに設けられた電極と、
を備えていることを特徴とするチャンバ。
【請求項２】
着脱ユニットに第２の電極をさらに備え、第１の電極と第２の電極との間に絶縁体分割器を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項３】
容器は、フィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項４】
容器は、電流を流すべく構成されてなる膜を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項５】
取付組立体は、着脱ユニットを被固定ユニットに対してクランプすべく、第１の位置から第２の位置へと半径方向内方へ動かされるように構成されてなるクランプ・リングを具備していることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項６】
前記チャンバにおいて、
介在要素は、被固定ユニットと着脱ユニットとの間に配置されたガスケットから構成されていて、
処理流体を流せるような、外部アクセス可能である流体取付具を備えている、
ことを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項７】
前記チャンバにおいて、
処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くように構成された、容器に設けられた流路系統と、
容器に設けられ、電極で誘導された電場を処理流体の中で整形するための電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項８】
前記チャンバにおいて、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、電場整形モジュールは、第１の開口部がワークピース処理現場における第１の部分に対面し、この開口部を通って第１の電極によって影響されたイオンが通過し、第２の開口部がワークピース処理現場における第２の部分に対面し、この開口部を通って第２の電極によって影響されたイオンが通過するような、上記電場整形モジュールと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項９】
前記チャンバがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に連通し、容器の中に配置されたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項１０】
前記チャンバにおいて、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
容器に設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、第１及び第２の電極によって容器の内部に生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
容器内の流路系統であって、処理現場にあるワークピースに対して少なくとも実質的に垂直に、処理流体の流れを導くような壁を備えている上記流路系統と、
処理流体に電流を流すべく容器に設けられた膜と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のチャンバ。
【請求項１１】
電気化学堆積チャンバであって、前記ツールが、統合ツールを備え、該統合ツールは、
前記デッキと、複数の位置決め要素と取付要素とを備えている取付モジュールを有し、前記容器の前記被固定ユニットの前記取付固定具は、前記取付モジュールの基準フレーム内で電気化学堆積チャンバを位置決めする位置決め要素と前記デッキにおいて係合するインターフェイス部材を有し、
さらに、ツールの内部にてワークピースを搬送すべく取付モジュールに支持された搬送システムであって、位置決め要素のひとつに係合すべき第２の介在部材と、取付要素のひとつに係合すべき第２の固定具とを備えてなる上記搬送システムを有し、
取付モジュールは、位置決め要素間の相対位置を維持すべく構成されていて、処理チャンバを別の処理チャンバに交換するとき、搬送システムを再較正する必要がない、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学堆積チャンバ。
【請求項１２】
前記デッキはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルの下側に重ねられている堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたジョイストと、第１のパネルとジョイストと第２のパネルとを貫通しているボルトとを備えることを特徴とする請求項１１に記載のツール。
【請求項１３】
前記デッキはさらに、堅固な第１のパネルと、第１のパネルに並置された堅固な第２のパネルと、第１のパネルと第２のパネルとの間に設けられたブレーシングとを備えることを特徴とする請求項１１に記載のツール。
【請求項１４】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられたフィルタと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のツール。
【請求項１５】
前記ツールがさらに、
着脱ユニットの第１の電極に対して同軸的に配置されてなる第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられた絶縁体分割器と、
被固定ユニットに設けられた電場整形モジュールであって、電場整形モジュールは、絶縁材料から作られていて、第１及び第２の電極によって生成された電場を処理流体の中で整形すべく構成されているような、上記電場整形モジュールと、
被固定ユニット及び／又は着脱ユニットに設けられ、電流を流すような膜と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のツール。
【請求項１６】
前記着脱ユニットは、前記第１電極を含む第１電極区画室と、前記第２電極を含む第２電極区画室とを有し、
前記被固定ユニットはさらに、処理流体の流れを前記被固定ユニットを通して前記処理サイトへ差し向けるような形態とした流れガイドと、前記第１電極区画室に一端がある第１チャンネルと、前記第２電極区画室に一端がある第２チャンネルとを有する電場整形ユニットとを備えた前記第１流れシステムを有し、
前記インターフェイス要素は、前記第１チャンネルと前記第１電極区画室との間の開口と、前記第２チャンネルと前記第２電極区画室との間の開口とを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のチャンバ。
【請求項１７】
前記被固定ユニットは、処理流体が前記流れガイドまで流れる流入開口を有し、
前記着脱ユニットは、（ａ）前記被固定ユニットの前記流入開口と流通する流入開口と、（ｂ）前記第１電極区画室及び前記第２電極区画室と流通する流通する流出開口とを有し、
処理流体は分岐し、流体の一部が前記処理領域まで流れ上がる一方、流体の別の一部が前記第１及び第２チャンネルを介して前記第１電極及び前記第２電極を横切って流下する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１８】
前記流れガイドは、上方且つ半径方向内方に傾斜する開口を備えた流れプロジェクターを有する請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項１９】
前記流れプロジェクターは、５°ないし２５°の角度で上方に傾斜する細長い開口を有する請求項１８に記載のチャンバ。
【請求項２０】
前記流れガイドは、前記被固定ユニットを通して上方に処理流体を差し向ける流れプロジェクターを有し、前記着脱ユニットは、前記被固定ユニット内での処理流体の上方流れが分岐し、処理流体の一部が前記チャンネルを通って下方に、前記流出開口から流出する請求項１６に記載のチャンバ。
【請求項２１】
前記デッキに取り付けられたブラケットとアクチュエータとを備えたキャリッジをさらに有し、前記キャリッジは、前記着脱ユニットを前記被固定ユニットと整列し、前記着脱ユニットを昇降することを特徴とする請求項１に記載のチャンバ。
【請求項２２】
前記キャリッジは、前記着脱ユニットを前記被固定ユニットと整列させためのガイドレールを有し、前記アクチュエータはさらに、前記着脱ユニットを前記被固定ユニットまで持ち上げるリフターを有することを特徴とする請求項２１に記載のチャンバ。
【国際調査報告】
2007526394.tif 000021
2007526394.tif 000022
2007526394.tif 000023