(57)【要約】【課題】流れ攪拌器及び／又は複数電極を用いる微小特徴加工物を処理する方法及びシステムを提供する。【解決手段】位置合せシステムを備えた装着モジュールを有するツール。装着モジュールは、反応装置と加工物を反応装置まで及び反応装置のために移動する加工物搬送装置とを正確に配置するための位置決め要素を含む。反応装置の位置決め要素間の相対位置は、反応装置が取り外されて別の反応装置と交換される時に加工物搬送装置を再較正する必要がないように固定されている。反応装置は、加工物の処理表面での処理流体を攪拌するための攪拌器を含む。攪拌器と、反応装置と、反応装置内の電極とは、攪拌器及び／又は加工物が互いに対して往復する時に加工物の表面で攪拌器によって生じる電気遮断の可能性を軽減し、電界に対する三次元の影響に対処するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小特徴加工物を湿式化学処理するためのツールであって、
処理支持体と、
処理流体を受け取るように構成された処理容器と、該容器の処理位置で加工物を処理流体に少なくとも部分的に浸漬けするように構成された加工物支持体と、該容器内の少なくとも該処理位置の近くに位置する処理流体攪拌器とを含む、前記処理支持体によって担持された湿式化学処理反応装置と、
を含み、
前記処理流体攪拌器は、前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方が処理流体を少なくとも前記処理位置の近くで攪拌するように該処理位置に対して移動可能である少なくとも１つの細長い攪拌器表面を有し、前記反応装置は、該攪拌器及び該加工物支持体の少なくとも一方と作動的に連結したアクチュエータを更に含み、
前記処理支持体によって担持され、前記反応装置に対して加工物を移動させるために該反応装置に対して移動可能な加工物搬送装置、
を更に含むことを特徴とするツール。
【請求項２】
前記処理支持体は、
複数の位置決め要素及び取付要素を有する装着モジュール、
を含み、
前記加工物支持体は、前記装着モジュールによって担持されており、
前記処理容器は、前記位置決め要素の１つと係合した第１の接続部材及び前記取付要素の１つと係合した第１の固定具を有しており、
前記加工物搬送装置は、前記位置決め要素の１つと係合した第２の接続部材及び前記取付要素の１つと係合した第２の固定具を有しており、
前記装着モジュールは、前記処理容器が別の処理容器に交換される時に前記加工物搬送装置を再較正する要がないように、位置決め要素間の相対位置を維持するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３】
前記装着モジュールは、
前記位置決め要素の少なくともいくつか及び前記取付要素の少なくともいくつかが載った剛性外側部材と、該外側部材に並置された剛性内側部材と、該外側部材と該内側部材の間にあり該外側部材及び該内側部材と共に相互に固定されたブレーシングとを含んで前記反応装置が取り付けられたデッキ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項４】
前記装着モジュールは、
前記位置決め要素の少なくともいくつか及び前記取付要素の少なくともいくつかが載った剛性第１パネルと、該第１パネルに並置された剛性第２パネルと、該第１及び第２パネルの間にあり寸法安定性であるように該第１パネル及び該第２パネルと共に相互に固定されたブレースとを含んで前記反応装置が取り付けられたデッキ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項５】
前記装着モジュールは、
複数のブレースと、該ブレースの１つの側面に取り付けられて（ａ）前記位置決め要素及び（ｂ）前記取付要素の少なくともいくつかを有する剛性第１パネルと、該第１パネルに並置されて該ブレースの別の側面に取り付けられた剛性第２パネルとを含んで前記反応装置が第１パネルに取り付けられたデッキ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項６】
前記装着モジュールは、
（ａ）前記位置決め要素及び（ｂ）前記取付要素の少なくともいくつかを有する上部パネルと、該上部パネルの下にある下部パネルと、該上部及び下部パネルの間に取り付けられたブレースとを含む処理デッキ、
を更に含み、
前記反応装置の前記第１の接続部材は、前記処理デッキの前記上部パネルの対応する位置決め要素に係合しており、
前記装着モジュールは、更に、
前記位置決め要素の少なくともいくつかを有し、前記処理デッキに対してツールに固定的に配置されたプラットフォーム、
を含み、
前記加工物搬送装置の前記第２の接続部材は、前記プラットフォームの対応する位置決め要素に係合している、
ことを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項７】
前記装着モジュールは、前記反応装置を担持するためのデッキと、前記加工物搬送装置を担持するためのプラットフォームと、該装着モジュールを前記フレームに調節可能に取り付けるための調節可能フーチングとを含み、
前記デッキは、複数のブレースと、該ブレースの１つの側面に取り付けられ、前記位置決め要素の第１の組と前記取付要素の第１の組とを有する剛性第１パネルと、該第１パネルに並置され、該ブレースの別の側面に取り付けられた剛性第２パネルとを含み、
前記プラットフォームは、位置決め要素の第２の組と取付要素の第２の組とを含み、
前記反応装置は、前記デッキによって担持され、前記第１の組の位置決め要素の対応する位置決め要素に係合した複数の第１の接続部材と、前記第１の組の取付要素の対応する取付要素に係合した複数の第１の固定具とを含み、
前記加工物搬送装置は、前記プラットフォームによって担持され、前記第２の組の位置決め要素の対応する位置決め要素に係合した複数の第２の接続部材と、前記第２の組の取付要素の対応する取付要素に係合した複数の第２の固定具とを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項８】
前記装着モジュールは、前記位置決め要素間の相対位置を０．０２５インチ以内に維持するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項９】
前記装着モジュールは、前記位置決め要素間の相対位置を約０．００５から０．０１５インチ以内に維持するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のツール。
【請求項１０】
前記反応装置は、第１の容器と、加工物を処理溶液中に保持するように該第１の容器に対して配置された第１の加工物支持体と、該第１の容器及び該第１の加工物支持体の一方に配置された第１のカソード電極と、該第１の容器及び該第１の加工物支持体の他方に配置された第１のアノード電極とを含む第１の電気化学堆積チャンバであり、
第２の容器と、加工物を処理溶液中に保持するように該第２の容器に対して配置された第２の加工物支持体と、該第２の容器又は該第２の加工物支持体の一方に配置された第２のカソード電極と、該第２の容器又は該第２の加工物支持体の他方に配置された第２のアノード電極とを備えた第２の電気化学堆積チャンバを更に含み、更に、前記加工物搬送装置が、前記第１の電気化学堆積チャンバ及び前記第２の電気堆積チャンバの両方と連通するように移動可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１１】
前記反応装置は、前記容器及び前記加工物支持体の一方に配置されたカソード電極と、該容器及び該加工物支持体の他方に配置されたアノード電極とを含む第１の湿式化学処理チャンバであり、
洗浄液を加工物上に向ける流体送出システムを有する洗浄チャンバを含む第２の湿式化学処理チャンバを更に含み、更に、前記加工物搬送装置が、該第１及び第２の湿式化学処理チャンバの両方と連通するように移動可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１２】
前記容器の前記処理位置は、該処理位置で最大幅を有する微小特徴加工物を受け取るように位置決めされ、
前記システムは、前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、該コントローラは、該攪拌器及び該加工物支持体の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な経路に沿って前記最大幅よりも少ない距離だけ移動させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１３】
前記攪拌器は、複数の細長い攪拌器要素を含み、
前記システムは、前記攪拌器要素の各々を移動して前記攪拌器が移動する時に隣接する攪拌器要素間の間隔が一定のままであるように、該攪拌器と作動的に連結されたコントローラを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１４】
前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って往復する方法で移動させてその相対運動のストロークが少なくとも２つの連続する往復間で変化するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１５】
前記反応装置は、前記処理位置の平面とほぼ直角な第１の距離にわたって延びている攪拌器チャンバ容積を含み、
前記攪拌器は、前記攪拌器チャンバ容積内に配置されており、
前記少なくとも１つの攪拌器の表面は、前記処理位置とほぼ直角な第２の距離にわたって延びており、該第２の距離は、該第１の距離の少なくとも３０％である、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項１６】
前記攪拌器チャンバは、前記処理位置から離れるように下向きに延びる複数の側壁部分を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、少なくとも該処理位置の近くに流体入口を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、更に、少なくとも該処理位置の近くに流体出口を含み、前記攪拌器が、該流体入口と該流体出口の間に位置決めされていることを特徴とする請求項１５に記載のツール。
【請求項１７】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも７０％であることを特徴とする請求項１５に記載のツール。
【請求項１８】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも９０％であることを特徴とする請求項１５に記載のツール。
【請求項１９】
前記処理位置と前記少なくとも１つの攪拌器表面の上端との間の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項１５に記載のツール。
【請求項２０】
前記チャンバ容積は、基部部分によって境界を引かれていることを特徴とする請求項１５に記載のツール。
【請求項２１】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であることを特徴とする請求項２０に記載のツール。
【請求項２２】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であり、
前記処理位置と前記少なくとも１つの攪拌器表面の上端との間の第１の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さく、
前記基部と前記少なくとも１つの攪拌器表面の下端との間の第２の間隙も、約５ミリメートル又はそれよりも小さい、
ことを特徴とする請求項２０に記載のツール。
【請求項２３】
前記基部部分の少なくとも一部は、多孔性であることを特徴とする請求項２０に記載のツール。
【請求項２４】
前記チャンバ容積は、前記処理位置から離れるように下に向かって前記基部部分に延びる複数の側壁部分によって境界を引かれており、
前記基部部分は、前記処理位置の方向に面した第１の表面と該第１表面の反対方向に面した第２の表面とを含み、
前記第２の表面は、前記処理位置の周囲に向かって該処理位置の中心に向かうよりも高くなるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項２０に記載のツール。
【請求項２５】
前記攪拌器は、離間した表面を有してほぼ直線の運動軸線に沿って前記処理位置に対して往復移動可能である複数の攪拌器要素を含むことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項２６】
前記反応装置は、前記処理位置で微小特徴加工物上に堆積した材料を配向するために該処理位置の近くに位置決めされた磁石を含むことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項２７】
前記磁石は、永久磁石を含むことを特徴とする請求項２６に記載のツール。
【請求項２８】
前記反応装置は、
少なくとも前記処理位置の近くに配置され、微小特徴加工物上に堆積した材料を配向するために該処理位置に磁場を印加するように位置決めされた磁石と、
少なくとも１つの電極を前記処理位置と流体連通状態で担持するように位置決めされ、該処理位置を通過しない運動経路に沿って処理場所と撤去場所の間で前記容器に対して移動可能な電極支持体と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項２９】
前記攪拌器は、第１の表面と該第１の表面の反対方向に面した第２の表面とを有する攪拌器要素を含み、該第１及び第２の表面は、該表面間に位置決めされて前記処理位置に直角な軸線から離れるように外向き及び下向きに傾斜し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３０】
前記攪拌器要素は、前記処理位置にほぼ直角な平面によって切断された時にほぼダイヤモンド形の断面を有することを特徴とする請求項２９に記載のツール。
【請求項３１】
前記攪拌器要素は、前記処理位置にほぼ直角な平面によって切断された時にほぼ三角形の断面形状を有することを特徴とする請求項２９に記載のツール。
【請求項３２】
前記第１及び第２の表面の少なくとも一方は、湾曲していることを特徴とする請求項２９に記載のツール。
【請求項３３】
前記攪拌器は、前記処理流体が該攪拌器を通過することを可能にするために該処理流体に対して少なくとも部分的には透過性であることを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３４】
前記攪拌器は、ほぼ多孔性の材料を含むことを特徴とする請求項３３に記載のツール。
【請求項３５】
前記攪拌器は、前記第１の表面から前記第２の表面に延びる複数の高度に流れ制限的な開口を含むことを特徴とする請求項３３に記載のツール。
【請求項３６】
前記攪拌器は、導電材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３７】
前記攪拌器は、電気絶縁性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３８】
前記攪拌器は、軸線に沿って細長くなった少なくとも１つの攪拌器要素を含み、
前記攪拌器要素は、前記軸線に沿った２点において異なる断面形状、異なる大きさの断面、又は異なる断面形状及び大きさの両方を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項３９】
前記攪拌器は、１の攪拌器要素及び第２の攪拌器要素を含み、該第２の攪拌器要素の少なくとも一部分は、該第１の攪拌器要素から離間されており、該第１の攪拌器要素は、第１の形状及び大きさを有し、該第２の攪拌器要素は、第２の形状及び大きさを有し、該第１の形状が該第２の形状と異なるか又は該第１の大きさが該第２の大きさと異なるか又はその両方であることを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項４０】
前記処理位置は、前記微小特徴加工物の内側領域のほぼ近くになるように位置決めされた内側領域と、該微小特徴加工物の外側領域のほぼ近くになるように位置決めされた外側領域とを有し、
前記第２攪拌器要素は、前記第１攪拌器要素から内側に位置決めされ、該第１の攪拌器要素は、該第２の攪拌器要素よりも小さい、
ことを特徴とする請求項３９に記載のツール。
【請求項４１】
前記第１の形状は、幾何学的に前記第２の形状に類似しており、
前記第１の大きさは、前記第２の大きさと異なっている、
ことを特徴とする請求項３９に記載のツール。
【請求項４２】
前記加工物支持体は、前記微小特徴加工物の周囲領域の回りに延びるように位置決めされたほぼ円形のシールを含み、
前記第１の攪拌器要素は、伸長方向軸線に沿って細長くなっており、かつ前記シールの上を通過して該伸長方向軸線が該シールの一部分とほぼ接線をなすように位置決めされており、
前記第２の攪拌器要素は、前記第１の攪拌器要素から内側に位置決めされており、
更に、前記第１の攪拌器要素は、前記第２の攪拌器要素よりも小さい、
ことを特徴とする請求項３９に記載のツール。
【請求項４３】
前記攪拌器は、複数の攪拌器要素を含み、
前記攪拌器要素の少なくとも第１のものは、第１の軸線に沿って細長くなっており、該攪拌器要素の少なくとも第２のものは、該第１の軸線と平行ではない第２の軸線に沿って細長くなっている、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項４４】
前記攪拌器は、第１の軸線に沿って細長くなった第１の攪拌器要素と、該第１の軸線にほぼ直交する第２の軸線に沿って細長くなった第２の攪拌器要素とを含み、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方は、前記第１の軸線に対して第１の鋭角で傾いているほぼ直線の運動経路に沿って他方に対して移動可能であり、該ほぼ直線の運動経路は、前記第２の軸線に対して第２の鋭角で傾いている、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項４５】
前記処理位置は、ほぼ平坦な処理平面の一部分を含み、
前記反応装置は、前記処理平面から遠隔にシーブ電極を担持するように位置決めされた電極支持体を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項４６】
前記反応装置は、前記処理位置と流体連通した少なくとも１つの電極を担持するように構成された電極支持体を含むことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項４７】
前記電極支持体は、誘電障壁によって互いから少なくとも部分的に分離された複数の電極チャンバを有し、該誘電障壁間の間隙は、前記処理位置がら離間した対応する複数の仮想電極位置を形成することを特徴とする請求項４６に記載のツール。
【請求項４８】
前記対応する複数の電極チャンバに配置された複数の電極を更に含むことを特徴とする請求項４７に記載のツール。
【請求項４９】
前記処理平面から離間した電極シーフ（electrode thief）を更に含み、該電極シーフは、前記処理流体からの、そうでなければ前記微小特徴加工物に付着するであろうイオンを受け取るために前記処理位置と流体連通するように位置決めされていることを特徴とする請求項４７に記載のツール。
【請求項５０】
前記電極支持体は、前記処理平面から遠隔にシーブ電極（thieving electrode）を担持するように位置決めされていることを特徴とする請求項４７に記載のツール。
【請求項５１】
前記シーブ電極を更に含むことを特徴とする請求項５０に記載のツール。
【請求項５２】
前記シーブ電極と、
前記加工物支持体によって担持され、該加工物支持体が前記微小特徴加工物を担持する時に該微小特徴加工物と電気接触するように位置決めされた接触電極と、
前記処理位置から離間した少なくとも１つのアノードと、
前記接触電極、前記シーブ電極、及び前記少なくとも１つのアノードの間に連結され、該シーブ電極及び該接触電極に供給する電位よりも高い電位で該少なくとも１つのアノードに電流を供給する１つ又はそれよりも多い電源と、
を更に含むことを特徴とする請求項５０に記載のツール。
【請求項５３】
前記攪拌器は、前記処理位置に対してほぼ直線の運動経路に沿って前後に移動可能な複数の攪拌器要素を含み、
前記反応装置は、前記電極支持体と前記処理位置の間に位置決めされて少なくとも部分的に封入された攪拌器チャンバを更に含み、該攪拌器チャンバは、前記複数の攪拌器要素を収容している、
ことを特徴とする請求項４６に記載のツール。
【請求項５４】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に該処理位置の平面にほぼ直角な軸線に関して該処理位置で微小特徴加工物を回転させるように位置決めされ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５５】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項５６】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に静止し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５７】
前記反応装置は、
少なくとも１つの電極を担持するように構成されて前記処理位置と流体連通している電極支持体と、
前記電極支持体と前記処理位置の間の流路に沿って位置決めされ、該処理位置で前記処理流体内の電流密度を制御して該処理位置の第１の円周上の場所で第１の値及び該処理位置の第２の円周上の場所で該第１の値とは異なる第２の値を有するように構成された電界制御要素と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項５８】
前記電界制御要素は、第１の幅を有する第１の領域と該第１の幅よりも大きい第２の幅を有する第２の領域とを有する溝を含むことを特徴とする請求項５７に記載のツール。
【請求項５９】
前記電界制御要素は、複数の開口を含み、該電界制御要素の第１の領域の開口は、第１の開口区域を形成し、該電界制御要素の第２の領域の開口は、該第１の開口区域よりも大きい第２の開口区域を形成することを特徴とする請求項５７に記載のツール。
【請求項６０】
前記容器は、前記電界制御要素と前記処理位置の間に延びる軸線に沿って整列したベーンを含むことを特徴とする請求項５７に記載のツール。
【請求項６１】
前記容器は、第１の部分と該第１の部分に密封可能に連結した第２の部分とを含み、
前記電界制御要素は、前記第１及び第２の部分の間に密封可能に配置されたガスケットを含む、
ことを特徴とする請求項５７に記載のツール。
【請求項６２】
前記処理流体は、第１の処理流体を含み、
前記反応装置は、第２の処理流体の供給源に連結可能であって前記加工物支持体によって担持された微小特徴加工物に向けて該第２の処理流体の流れを向けるために前記処理位置の上方に位置決めされたノズルを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のツール。
【請求項６３】
前記加工物支持体は、前記処理位置で前記第１の処理流体と接触して微小特徴加工物を担持するための第１の位置と、該第１の位置の上方にあって前記ノズルによって向けられた前記第２の処理流体の流れの経路に該微小特徴加工物を置くための第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項６２に記載のツール。
【請求項６４】
処理流体を受け取るように構成され、処理位置を有する処理容器と、
前記容器の前記処理位置で加工物を処理流体に少なくとも部分的に浸漬けするように構成された加工物支持体と、
前記容器内の少なくとも前記処理位置の近くに位置して複数の攪拌器表面を有する処理流体攪拌器と、
を含み、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方は、少なくとも前記処理位置の近くで処理流体を攪拌するために該処理位置に対して移動可能であり、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方に作動的に連結されたアクチュエータと、
前記処理容器内に位置決めされ、少なくとも１つの電極を前記処理位置と流体連通して担持するように構成された電極支持体と、
を更に含むことを特徴とする湿式化学処理反応装置。
【請求項６５】
前記電極支持体は、前記処理平面から遠隔にシーブ電極を担持するように位置決めされていることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項６６】
前記シーブ電極を更に含むことを特徴とする請求項６５に記載の反応装置。
【請求項６７】
前記シーブ電極と、
前記加工物支持体によって担持され、該加工物支持体が前記微小特徴加工物を担持する時に該微小特徴加工物と電気接触するように位置決めされた接触電極と、
前記処理位置から離間した少なくとも１つのアノードと、
前記接触電極、前記シーブ電極、及び前記少なくとも１つのアノードの間に連結され、該シーブ電極及び該接触電極に供給する電位よりも高い電位で該少なくとも１つのアノードに電流を供給する１つ又はそれよりも多い電源と、
を更に含むことを特徴とする請求項６５に記載の反応装置。
【請求項６８】
前記攪拌器は、前記処理位置に対してほぼ直線の運動経路に沿って前後に移動可能な複数の攪拌器要素を含み、
システムが、前記電極支持体と前記処理位置の間に位置決めされて少なくとも部分的に封入された攪拌器チャンバを更に含み、該攪拌器チャンバは、前記複数の攪拌器要素を収容している、
ことを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項６９】
前記処理流体は、第１の処理流体を含み、
システムが、第２の処理流体の供給源に連結可能であって前記加工物支持体によって担持された微小特徴加工物に向けて該第２の処理流体の流れを向けるために前記処理位置の上方に位置決めされたノズルを更に含む、
ことを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項７０】
前記加工物支持体は、前記処理位置で前記第１の処理流体と接触して微小特徴加工物を担持するための第１の位置と、該第１の位置の上方にあって前記ノズルによって向けられた前記第２の処理流体の流れの経路に該微小特徴加工物を置くための第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項７１】
前記電極支持体は、障壁によって互いから少なくとも部分的に分離された複数の電極チャンバを有し、該障壁間の間隙は、処理平面がら離間した対応する複数の仮想電極位置を形成することを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項７２】
前記対応する複数の電極チャンバに配置された複数の電極を更に含むことを特徴とする請求項７１に記載の反応装置。
【請求項７３】
前記処理平面から離間した電極シーフを更に含み、該電極シーフは、前記処理流体からの、そうでなければ前記微小特徴加工物に付着するであろうイオンを受け取るために前記処理位置と流体連通するように位置決めされていることを特徴とする請求項７１に記載の反応装置。
【請求項７４】
少なくとも前記処理位置の近くに配置され、微小特徴加工物上に堆積した材料を配向するために該処理位置に磁場を印加するように位置決めされた磁石を更に含み、
前記電極支持体は、処理平面を通過しない運動経路に沿って処理場所と撤去場所の間を前記容器に対して移動可能である、
ことを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項７５】
前記磁石は、永久磁石を含むことを特徴とする請求項７４に記載の反応装置。
【請求項７６】
前記電極支持体と前記処理位置の間の流路に沿って位置決めされ、該処理位置で前記処理流体内の電流密度を制御して該処理位置の第１の円周上の場所で第１の値及び該処理位置の第２の円周上の場所で該第１の値とは異なる第２の値を有するように構成された電界制御要素を更に含み、
前記第１及び第２の円周上の場所は、前記処理位置の中心からほぼ同じ距離である、
ことを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項７７】
前記電界制御要素は、第１の幅を有する第１の領域と該第１の幅よりも大きい第２の幅を有する第２の領域とを有する溝を含むことを特徴とする請求項７６に記載の反応装置。
【請求項７８】
前記電界制御要素は、複数の開口を含み、該電界制御要素の第１の領域の開口は、第１の開口区域を形成し、該電界制御要素の第２の領域の開口は、該第１の開口区域よりも大きい第２の開口区域を形成することを特徴とする請求項７６に記載の反応装置。
【請求項７９】
前記容器は、前記電界制御要素と前記処理位置の間に延びる軸線に沿って整列したベーンを含むことを特徴とする請求項７６に記載の反応装置。
【請求項８０】
前記容器は、第１の部分と該第１の部分に密封可能に連結した第２の部分とを含み、
前記電界制御要素は、前記第１及び第２の部分の間に密封可能に配置されたガスケットを含む、
ことを特徴とする請求項７６に記載の反応装置。
【請求項８１】
前記加工物支持体は、前記容器に対して前記微小特徴加工物を回転させるように回転可能であることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項８２】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に該処理位置の平面にほぼ直角な軸線に関して該処理位置で微小特徴加工物を回転させるように位置決めされていることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項８３】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に移動可能であることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項８４】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に静止していることを特徴とする請求項６４に記載の反応装置。
【請求項８５】
微小特徴加工物を処理するためのシステムであって、
処理流体を担持するように構成され、微小特徴加工物を受け取るように位置決めされた処理位置を有する容器と、
少なくとも前記容器の近くに配置され、処理中に該容器の前記処理位置で微小特徴加工物を担持するように位置決めされた加工物支持体と、
少なくとも前記処理位置の近くに位置決めされた複数の離間した攪拌器表面を有する攪拌器と、
を含み、
前記加工物支持体及び前記攪拌器の少なくとも一方は、該加工物支持体が微小特徴加工物を担持している間に他方に対してほぼ直線の経路に沿って前後に移動可能である、
ことを特徴とするシステム。
【請求項８６】
前記容器は、前記処理位置の平面とほぼ直角に第１の距離にわたって延びる攪拌器チャンバ容積を含み、
前記攪拌器は、前記攪拌器チャンバ容積内に配置されており、
前記攪拌器表面は、前記第１の距離の少なくとも３０％である第２の距離にわたって前記処理位置とほぼ直角に延びている、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記攪拌器チャンバは、前記処理位置から離れるように下向きに延び複数の側壁部分を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、少なくとも該処理位置の近くに流体入口を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、更に、少なくとも該処理位置の近くに流体出口を含み、前記攪拌器が、該流体入口と該流体出口の間に位置決めされていることを特徴とする請求項８６に記載のシステム。
【請求項８８】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも７０％であることを特徴とする請求項８６に記載のシステム。
【請求項８９】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも９０％であることを特徴とする請求項８６に記載のシステム。
【請求項９０】
前記処理位置と少なくとも１つの攪拌器表面の上端との間の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項８６に記載のシステム。
【請求項９１】
前記チャンバ容積は、基部部分によって境界を引かれていることを特徴とする請求項８６に記載のシステム。
【請求項９２】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であることを特徴とする請求項９１に記載のシステム。
【請求項９３】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であり、
前記処理位置と前記攪拌器表面の上端との間の第１の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さく、
前記基部と前記攪拌器表面の下端との間の第２の間隙も、約５ミリメートル又はそれよりも小さい、
ことを特徴とする請求項９１に記載のシステム。
【請求項９４】
前記基部部分の少なくとも一部は、多孔性であることを特徴とする請求項９１に記載のシステム。
【請求項９５】
前記チャンバ容積は、前記処理位置から離れるように下に向かって前記基部部分に延びる複数の側壁部分によって境界を引かれており、
前記基部部分は、前記処理位置の方向に面した第１の表面と該第１表面の反対方向に面した第２の表面とを含み、
前記第２の表面は、前記処理位置の周囲に向かって該処理位置の中心に向かうよりも高くなるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項９１に記載のシステム。
【請求項９６】
前記加工物支持体は、前記微小特徴加工物の面にほぼ直角な軸線に関して該微小特徴加工物を回転させるように位置決めされていることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項９７】
前記攪拌器は、複数の細長い攪拌器要素を含み、
少なくとも１つの攪拌器要素は、第１の表面と該第１の表面の反対方向に面した第２の表面とを有し、該第１及び第２の表面は、該表面間に位置決めされて前記処理位置に直角な軸線から離れるように外向き及び下向きに傾斜している、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項９８】
前記少なくとも１つの攪拌器要素は、前記処理位置にほぼ直角な平面によって切断された時にほぼダイヤモンド形の断面を有することを特徴とする請求項９７に記載のシステム。
【請求項９９】
前記少なくとも１つの攪拌器要素は、前記処理位置にほぼ直角な平面によって切断された時にほぼ三角形の断面形状を有することを特徴とする請求項９７に記載のシステム。
【請求項１００】
前記第１及び第２の表面の少なくとも一方は、湾曲していることを特徴とする請求項９７に記載のシステム。
【請求項１０１】
前記処理位置は、該処理位置で最大幅を有する微小特徴加工物を受け取るように位置決めされ、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、該コントローラは、該攪拌器及び該加工物支持体の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な経路に沿って前記最大幅よりも少ない距離だけ移動させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０２】
前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って往復する方法で移動させてその相対運動のストロークが少なくとも２つの連続する往復間で変化するように構成されている、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０３】
前記攪拌器は、複数の細長い攪拌器要素を含み、
前記攪拌器要素の各々を移動して前記攪拌器が移動する時に隣接する攪拌器要素間の間隔が一定のままであるように、該攪拌器と作動的に連結されたコントローラを更に含む、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記攪拌器は、複数の攪拌器要素を含み、
前記攪拌器要素の少なくとも第１のものは、第１の軸線に沿って細長くなっており、該攪拌器要素の少なくとも第２のものは、該第１の軸線と平行ではない第２の軸線に沿って細長くなっている、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記複数の攪拌器要素は、第１の軸線に沿って細長くなった第１の攪拌器要素と、該第１の軸線にほぼ直交する第２の軸線に沿って細長くなった第２の攪拌器要素とを含み、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方は、前記第１の軸線に対して第１の鋭角で傾いているほぼ直線の運動経路に沿って他方に対して移動可能であり、該ほぼ直線の運動経路は、前記第２の軸線に対して第２の鋭角で傾いている、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０６】
前記攪拌器は、第１の形状及び大きさを有する第１の攪拌器要素と、第２の形状及び大きさを有する第２の攪拌器要素とを含み、該第１の形状が該第２の形状と異なるか又は該第１の大きさが該第２の大きさと異なるか又はその両方であることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記処理位置は、前記微小特徴加工物の内側領域のほぼ近くになるように位置決めされた内側領域と、該微小特徴加工物の外側領域のほぼ近くになるように位置決めされた外側領域とを有し、
前記第２攪拌器要素は、前記第１攪拌器要素から内側に位置決めされ、該第１の攪拌器要素は、該第２の攪拌器要素よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記第１の形状は、幾何学的に前記第２の形状に類似しており、
前記第１の大きさは、前記第２の大きさと異なっている、
ことを特徴とする請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記加工物支持体は、前記微小特徴加工物の周囲領域の回りに延びるように位置決めされたほぼ円形のシールを含み、
前記第１の攪拌器要素は、伸長方向軸線に沿って細長くなっており、かつ前記シールの上を通過して該伸長方向軸線が該シールの一部分とほぼ接線をなすように位置決めされており、
前記第２の攪拌器要素は、前記第１の攪拌器要素から内側に位置決めされており、
更に、前記第１の攪拌器要素は、前記第２の攪拌器要素よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０６に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記攪拌器は、前記処理流体が該攪拌器を通過することを可能にするように該処理流体に対して少なくとも部分的には透過性であることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記攪拌器は、ほぼ多孔性の材料を含むことを特徴とする請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記攪拌器は、前記第１の表面から前記第２の表面に延びる複数の高度に流れ制限的な開口を含むことを特徴とする請求項１１０に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記攪拌器は、導電材料を含むことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記攪拌器は、電気絶縁性材料を含むことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記攪拌器は、軸線に沿って細長くなった少なくとも１つの攪拌器要素を含み、
前記攪拌器要素は、前記軸線に沿った２点において異なる断面形状、異なる大きさの断面、又は異なる断面形状及び大きさの両方を有する、
ことを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項１１６】
サブミクロン特徴部を有する微小特徴加工物を湿式化学処理するための統合ツールを作動させる方法であって、
処理流体を処理位置で微小特徴加工物と接触させ、該加工物及び該加工物の近くに位置決めされた攪拌器の少なくとも一方を他方に対して移動することによって該処理流体を攪拌することにより、微小特徴加工物を湿式化学処理チャンバ内で処理する段階、
を含み、
前記攪拌器は、少なくとも１つの攪拌器表面を有し、前記湿式化学処理チャンバは、統合ツール内の第１の場所に位置しており、
前記ツールから前記湿式化学処理チャンバを取り除く段階と、
交換用湿式化学処理チャンバを前記第１の場所で前記ツールに装着することにより、前記湿式化学処理チャンバを該交換用湿式化学処理チャンバと交換する段階と、
自動加工物搬送システムを用いて、前記湿式化学処理ステーションの交換後に該自動加工物搬送機構を較正することなく、別の微小特徴加工物を前記交換用湿式化学処理装置に装填する段階と、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１１７】
前記湿式化学処理チャンバをツールから取り除く段階は、前記湿式化学処理チャンバを該ツールの位置決め要素及び取付要素から取り外す段階を含み、
前記湿式化学処理チャンバを交換用湿式化学処理チャンバと交換する段階は、該交換用湿式化学処理チャンバを前記位置決め要素及び取付要素に係合させる段階を含む、
ことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記処理位置は、ほぼ平坦な処理平面の一部分を含み、
前記微小特徴加工物を処理する段階は、該微小特徴加工物を少なくとも１つの電極と流体連通した状態に置き、該微小特徴加工物が前記処理平面で磁場を受けている間及び該微小特徴加工物が該少なくとも１つの電極と流体連通した状態にある間に、該微小特徴加工物上に磁気感応材料を電解的に堆積させる段階を含み、
前記少なくとも１つの電極を、該少なくとも１つの電極を前記処理平面に通過させることなく該処理平面との流体連通から取り除く段階、
を更に含むことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１９】
前記微小特徴加工物を処理する段階は、前記処理流体の少なくとも一部分を該微小特徴加工物の方向に及び誘電障壁によって少なくとも部分的には互いから分離された複数の電極チャンバ内に位置決めされた複数の電極の近くに向けることにより、該微小特徴加工物上に材料を電解的に堆積させる段階を含み、該誘電障壁間の間隙は、前記処理位置から離間した対応する複数の仮想電極位置を形成することを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１２０】
前記微小特徴加工物は、最大幅を有し、
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線の運動経路に沿って、該運動の少なくとも２つの時間的に隣接するストロークの各々が前記最大幅よりも短い距離に及ぶように往復させる段階、
を更に含むことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１２１】
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って往復させる段階と、
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方の往復運動を、該往復運動の少なくとも１つのストロークが次のストロークによって網羅される包絡線とは異なる包絡線に及ぶように変化させる段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１２２】
微小特徴加工物を処理する方法であって、
微小特徴加工物を処理容器の処理平面で処理流体と接触するように位置決めする段階と、
前記処理流体の少なくとも一部分を前記微小特徴加工物の方向に向け、該微小特徴加工物が前記処理平面で磁場を受けている間及び該微小特徴加工物が該微小特徴加工物から離間した少なくとも１つの電極と流体連通した状態にある間に磁気感応材料を該微小特徴加工物上に電解的に堆積させることにより、微小特徴加工物を処理平面で処理する段階と、
前記少なくとも１つの電極を、該少なくとも１つの電極を前記処理平面に通過させることなく該処理平面との流体連通から取り除く段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２３】
前記少なくとも１つの電極を取り除く段階は、複数の電極を担持する電極ハウジングを取り除く段階を含むことを特徴とする請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
微小特徴加工物のための処理装置を製造する方法であって、
処理流体を受け取るように構成された容器の少なくとも近くに、該容器の処理位置に微小特徴加工物を担持するように構成された加工物支持体を位置決めする段階と、
前記微小特徴加工物に隣接して前記処理流体の拡散層に対する選択された効果を有するように攪拌器の特性を選択する段階と、
を含み、
前記攪拌器は、少なくとも１つの攪拌器要素を含み、前記特性は、該攪拌器の攪拌器要素の数、前記処理位置と該少なくとも１つの攪拌器要素の間の間隔、該処理位置に対する該少なくとも１つの攪拌器要素のストローク包絡線、及び該処理位置に対する該少なくとも１つの攪拌器要素のストローク工程のうちの少なくとも１つを含み、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方が他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って移動可能であるように該攪拌器を少なくとも前記処理位置の近くに装着する段階、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項１２５】
各々が２つの対向して下向きに傾斜した攪拌器表面を有する、６つの攪拌器要素を含むように前記攪拌器を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
【請求項１２６】
前記少なくとも１つの攪拌器要素のストローク包絡線をほぼ直線的であるように、かつ前記加工物支持体によって担持された微小特徴加工物の最大直径よりも短い長さを有するように選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００３年７月１日出願で係属中の米国特許仮出願第６０／４８４，６０３号、２００３年７月１日出願で係属中の米国特許仮出願第６０／４８４，６０４号、２００３年６月６日出願で係属中の米国特許仮出願第６０／４７６，７８６号、２００３年１２月１１日出願で係属中の米国特許出願第１０／７３４，０９８号、及び２００３年１２月１１日出願で係属中の米国特許出願第１０／７３４，１００号に対して優先権を主張するものであり、これらの全ては、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている。
本発明は、複数の電極及び／又は封入された往復運動式攪拌器を有する反応装置及びツールを含む、流れ攪拌器及び／又は複数電極を用いる微小特徴加工物を処理する方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小デバイスは、多数の個々のデバイスを生成するために単一基板上に材料のいくつかの層を堆積して加工することにより製造される。例えば、フォトレジスト、導電材料、及び誘電材料の層が堆積され、パターン化され、成長させられ、エッチングされ、平坦化され、その他の方法で基板内及び／又は基板上に特徴部を形成するように操作される。特徴部は、集積回路、微小流体システム、及び他の構造を形成するように配列される。
【０００３】
湿式化学処理は、微小特徴加工物上に特徴部を形成するために広く用いられている。湿式化学処理は、一般的に、材料の洗浄、エッチング、電気化学的堆積、又はこれらの処理の組合せの実行のための複数の個々の処理チャンバを有する湿式化学処理ツール内で実行される。各チャンバは、一般的に、湿式処理流体を受け取る容器と、処理中に容器内で加工物を支持する加工物支持体（例えば、持上げ−回転ユニット）とを含む。ロボットは、チャンバ内へ及びチャンバから加工物を移動させる。
【０００４】
一体化した湿式化学処理ツールに関する１つの懸念は、処理チャンバを定期的に保守及び／又は修理する必要がある点である。例えば、電気化学堆積チャンバでは、消耗品である電極は、電極と電解液の間の反応が電極を分解するために時間の経過と共に劣化する。従って、消耗品電極の形状は変化し、電界の変動を引き起こす。その結果、消耗品電極は、加工物全体にわたって望ましい堆積パラメータを維持するために定期的に交換すべきである。加工物に接触する電気接点もまた、定期的に洗浄するか又は交換する必要がある場合がある。電気化学堆積チャンバを保守又は修理するために、これらは、通常はツールから取り外されて予備のチャンバと交換される。
【０００５】
既存の湿式化学処理チャンバの修理又は保守に関する１つの問題は、処理チャンバを取り外して交換するために、ツールを長期間オフラインにする必要があることである。処理チャンバがツールから取り外されると、その場所には予め保守された処理チャンバが装着される。ロボット及び持上げ−回転ユニットが次に再較正され、新たな処理チャンバと共に作動する。ロボット及び持上げ−回転ユニットの再較正は、処理チャンバの修理又は保守のための作動停止時間を増大させる時間を費やす処理である。その結果、ツールのただ１つの処理チャンバが仕様に満たない場合は、より多くの処理チャンバが性能仕様を満たさなくなるまで、その１つの処理チャンバを修理するために停止することなく作動を続ける方がより効率的な場合が多い。従って、単一処理チャンバの処理能力の損失は、処理チャンバのうちの単一のものを修理又は保守するためにツールをオフラインにすることによって生じる処理能力の損失ほど深刻ではない。
【０００６】
少なくとも２つの処理チャンバが仕様に満たなくなるまでツールを作動する慣習は、ツールの処理能力に重大な影響を与える。例えば、少なくとも２つ又は３つの処理チャンバが仕様外になるまでツールが修理又は保守されないと、ツールは、それが保守のためにオフラインにされる前のある一定の期間にわたってその最大容量の僅かに一部分で作動する。これは、湿式処理チャンバを交換してロボットの再較正を行うためにツールがオフラインになる間に処理能力が影響を受けるだけでなく、処理能力はまた、ツールがオンラインの間にその最大容量の僅かに一部分で作動するために低減されるので、ツールの作動コストを増大させる。更に、処理される加工物の特徴部サイズが減少すると、電気化学堆積チャンバは、常に遙かに高い性能仕様を満たさねばならない。これは、処理チャンバのより早い仕様落ちを引き起こし、この結果、ツールはより頻繁に停止されることになる。従って、電気化学堆積チャンバ及び他の種類の湿式化学処理チャンバの修理及び／又は保守に伴う停止時間は、湿式化学処理ツールの作動コストを著しく高めるものである。
【０００７】
ツールに収容された電気化学堆積チャンバも、いくつかの欠点を被る場合がある。例えば、これらのチャンバ内の電解液処理中には、電解液に接触している加工物の表面で拡散層が発達する。加工物に付加されるか又はそこから除去される材料の濃度は、拡散層の厚さにわたって変化する。多くの場合に、加工物への材料の付加又はそこからの材料の除去の速度を増加させるために、拡散層の厚さを低減することが望ましい。他の場合では、加工物の表面における材料移送をその他の方法で制御することが望ましく、例えば、表面上に堆積する合金の組成を制御し、又は異なるアスペクト比を有する表面の凹部により均一に材料を堆積させる。
【０００８】
拡散層厚みの低減の１つの手法は、加工物の表面における電解液の流速を高めることである。例えば、一部の容器は、加工物の近くで変形又は回転して加工物の表面で高速の攪拌流れを作り出すパドルを含む。１つの特定の構成では、加工物は、処理中にアノードから第１の軸線（加工物の表面に対してほぼ垂直）に沿って第１の距離だけ離間される。第１の軸線に沿った第１の距離の２５％の高さを有するパドルは、第１の軸線を横切る第２の軸線に沿ってアノード内の加工物との間で振動する。他の構成では、パドルは、加工物に対して回転する。更に別の構成では、流体ジェットが加工物に向けられ、加工物表面における流れを攪拌する。
【０００９】
以上の構成は、いくつかの欠点を被っている。例えば、加工物の表面で拡散層の厚さを著しく低減させるのに必要な流速を得ることは、１つ又はそれよりも多いパドル又は流体ジェットを用いたとしても困難である場合が多い。更に、微小特徴加工物に近接する流れの攪拌にパドルが用いられる場合には、それは、電解液内の電界に「影」を作り出し、材料の堆積又は微小特徴加工物からの材料の除去において望ましくない不均一性を発生させる可能性がある。更に、パドルを回転させることに付随する潜在的な欠点は、これらが材料付加／除去処理における半径方向変動を正確に制御できない場合があるいうことであり、その理由は、加工物に対するパドルの速度が、半径の関数として変化し、加工物の中心において特異点を有するからである。
【００１０】
このようなパドルが配置された反応装置はまた、更にいくつかの欠点を被る場合がある。例えば、反応装置内の電極は、空間的に均一な方法で材料を付加又は加工物から除去しない場合があり、加工物の一部の区域で他よりも大きな速度で材料を得るか又は失わせる。既存のデバイスはまた、処理期間の間の長い非生産的な時間間隔を必要とせずに異なる種類の加工物へ及び／又はそこから材料を移送するように構成されておらず、その時間間隔中にデバイスの再設定が必要である（例えば、電解液内の電界を調整するために電極及び／又はシールドを移動させることにより）。別の欠点は、パドルが電極によって作り出された電界の均一性を乱す可能性があることであり、これは、更に、材料が加工物に付加されるか又はそこから除去される均一性に影響を与える。上述の構成の更に別の欠点は、容器はまた、加工物に印加される材料の磁気の向きを制御するために加工物の近くに配置された磁石を含むことがある点である。電極が保守や交換のために容器から取り外される時に、磁石と干渉する及び／又は損傷を与えることなくこれを行うのは困難である。
【００１１】
【特許文献１】米国特許仮出願第６０／４８４，６０３号
【特許文献２】米国特許仮出願第６０／４８４，６０４号
【特許文献３】米国特許仮出願第６０／４７６，７８６号
【特許文献４】米国特許出願第１０／７３４，０９８号
【特許文献５】米国特許出願第１０／７３４，１００号
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、攪拌器を有する処理チャンバと、加工物を処理チャンバへ又はそこから移動させるための加工物搬送装置と、処理チャンバ及び搬送装置を互いに対して配置するための位置合せシステムとを含むツールである。このツールは、チャンバ及び搬送装置を係合させるための位置決め要素と取付要素とを有する装着モジュールを含む。位置決め要素は、処理チャンバが取り除かれて別の処理チャンバと交換される時に搬送装置を再較正する必要がないように、それらの相対的な位置を維持するものである。
ツールの特に有用な実施形態では、装着モジュールは、剛性外側部材と、剛性内側部材と、外側部材と内側部材の間のブレーシングとを有するデッキを含む。処理チャンバは、次に、デッキに装着される。モジュールは、更に、搬送装置を配置するための位置決め要素を有するプラットフォームを含む。
【００１３】
更に有用な実施形態では、処理チャンバ内の攪拌器は、流体攪拌を増すことによって加工物の表面での質量移送効果を高めるために、攪拌器の周りに緊密なクリアランスを有して攪拌器チャンバ内に位置決めされる。攪拌器は、複数の攪拌器要素を含むことができ、加工物を電気的に遮断する可能性を軽減するために、経時的に位置を変えるストロークを通して往復運動を行うことができる。複数の電極（例えば、シーブ電極を含む）は、加工物の表面における電流密度に対する空間的及び時間的な制御を提供する。電界制御要素は、チャンバの電極と処理位置との間に位置決めされ、処理位置の異なる部分における処理流体の電流密度を周方向に変化させ、これによってパドルが加工物に対して往復運動を行う時にパドルによって作り出される潜在的な三次元効果を打ち消すことができる。磁石は、加工物が処理される位置の近くに位置決めすることができるが（例えば、磁気的方向性材料の付加を制御するために）、電極が設置されるか又は取り除かれる時に電極が移動する経路の近くではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書で使用しているように、「微小特徴加工物」又は「加工物」という用語は、マイクロ電子デバイスがその上及び／又は中に集積的に形成された基板を意味する。一般的な微小デバイスは、マイクロ電子回路又は構成要素、薄膜記録ヘッド、データ記憶要素、微小流体デバイス、及び他の製品を含む。マイクロマシン又はマイクロメカニカルデバイスは、集積回路の加工に用いられるものと同じ技術の多くを使用して製造されるためにこの定義内に含まれる。基板は、半導体部分（例えば、ドープされたシリコンウェーハ又はガリウムヒ素ウェーハ）、非導電体部分（例えば、様々なセラミック基板）、又は導電体部分とすることができる。いくつかの場合では、加工物はほぼ円形であり、他の場合では、直線的な形状を含む他の形状を有する。
【００１５】
湿式化学処理用の統合ツールの一部の実施形態を微小特徴加工物の構造内又は構造上への金属又は電気泳動レジストの堆積という関連において説明する。しかし、本発明による統合ツールは、エッチング、洗浄、又は半導体基板又は他の種類の加工物の上又は中への微小特徴物の加工における湿式化学処理の他の種類においても使用することができる。本発明の詳細な実施形態の完全なる理解を提供するために、本発明の実施形態によるツール及びチャンバのいくつかの例を図１〜１９Ｆ及び以下の本文において説明する。解説は以下の部分に分かれており、これらは、（Ａ）「装着モジュールを有する統合ツールの実施形態」、（Ｂ）「寸法安定性装着モジュールの実施形態」、（Ｃ）「複数電極及び封入攪拌器を有する反応装置の実施形態」、（Ｄ）「電界を周方向に変化させる電界制御要素を有する反応装置の実施形態」、（Ｅ）「攪拌器チャンバ向けの攪拌器の実施形態」、及び（Ｆ）「電界遮断を軽減する攪拌器及び往復工程を有する反応装置の実施形態」である。しかし、当業者は、本発明が付加的な実施形態を有することができ、本発明が図１〜１９Ｆに示す実施形態の詳細のいくつかがなくても実施することができることを理解するであろう。
【００１６】
Ａ．装着モジュールを有する統合ツールの実施形態
図１は、１つ又はそれよりも多い湿式化学処理を実行することができる統合ツール１００の概略を例示している。ツール１００は、デッキ１６４、複数の湿式化学処理ステーション１０１、及び加工物搬送装置又は搬送システム１０５を封入するハウジング又はキャビネット１０２を含む。各処理ステーション１０１は、容器、チャンバ、又は反応装置１１０、並びに反応装置１１０へ及び反応装置１１０から微小特徴加工物Ｗを移す加工物支持体（例えば、持上げ−回転ユニット）１１３を含む。ステーション１０１は、洗浄／乾燥チャンバ、洗浄カプセル、エッチングカプセル、電気化学堆積チャンバ、又は湿式化学処理容器の他の種類を含むことができる。搬送システム１０５は、直線状の軌道１０４及びツール１００内部で個々の加工物Ｗを搬送するために軌道１０４に沿って移動するロボット１０３を含む。統合ツール１００は、加工物Ｗを支持するための複数の容器１０７を有する加工物装填／取出しユニット１０８を更に含む。作動状態においては、ロボット１０３は、ツール１００内部の所定の流れ作業工程に従って容器１０７及び処理ステーション１０１へ／から加工物Ｗを搬送する。
【００１７】
図２Ａは、本発明の実施形態による統合ツール１００の一部分を示している等角投影図である。統合ツール１００は、フレーム１６２、フレーム１６２に装着された寸法安定性装着モジュール１６０、複数の湿式化学処理チャンバ１１０、及び複数の加工物支持体１１３を含む。装着モジュール１６０は、処理チャンバ１１０及び加工物支持体１１３に加えて搬送システム１０５を搭載している。
フレーム１６２は、当業技術で公知の方法に従って溶接された複数の柱１６３及び横棒１６１を含む。複数の外部パネル及びドア（図２Ａには示されていない）は、一般的にフレーム１６２に取り付けられ、封入キャビネット１０２（図１）を形成している。装着モジュール１６０は、少なくとも部分的にはフレーム１６２内に収容されている。実施形態では、装着モジュール１６０は、フレーム１６２の横棒１６１によって支持されているが、装着モジュール１６０は、施設の床又は他の構造体上に直接立たせることができる。
【００１８】
装着モジュール１６０は、湿式化学処理チャンバ１１０と、加工物支持体１１３と、搬送システム１０５の間の相対位置を維持する剛性の安定した構造体である。装着モジュール１６０の一態様は、湿式化学処理チャンバ１１０と、加工物支持体１１３と、搬送システム１０５との間の相対位置が経時的に変化しないように、フレーム１６２より大幅に剛性であり、著しく大きな構造的一体性を有するという点にある。装着モジュール１６０の別の態様は、処理チャンバ１１０及び加工物支持体１１３をデッキ１６４上の既知の位置に配置するために、装着モジュール１６０が、正確な位置に置かれた位置決め要素を伴う、寸法安定性デッキ１６４を含むという点にある。実施形態（図示しない）では、搬送システム１０５は、直接デッキ１６４に装着されている。図２Ａに示されている構成では、装着モジュール１６０はまた、寸法安定性プラットフォーム１６５を有し、搬送システム１０５は、プラットフォーム１６５に装着されている。デッキ１６４及びプラットフォーム１６５は、デッキ１６４上の位置決め要素及びプラットフォーム１６５の位置決め要素が互いに相対的に移動しないように、互いに相対的に固定された位置に配置されている。従って、装着モジュール１６０は、交換構成要素をデッキ１６４上の正確な位置に配置する方法で湿式化学処理チャンバ１１０及び加工物支持体１１３を外すことができ、互換的な構成要素と交換することができるシステムを実現している。
【００１９】
ツール１００は、湿式化学処理チャンバ１１０、加工物支持体１１３、又は搬送システム１０５の頻繁な保守を必要とする高度な仕様を有する用途に特に適する。湿式化学処理チャンバ１１０は、単純に処理デッキ１６４からチャンバを取り外し、チャンバ１１０をデッキ１６４上の位置決め要素と接続するように構成されている取付金具を有する互換的なチャンバで置換することにより修理又は維持される。装着モジュール１６０は、寸法安定性であり、交換用処理チャンバ１１０の取付金具は、デッキ１６４と接続し、チャンバ１１０は、デッキ１６４上において搬送システム１０５の再較正なしに交換することができる。これによって、処理チャンバ１１０の修理又は維持に付随する作動停止時間が著しく減少することが期待され、ツール１００は、厳しい性能仕様の用途において高い処理能力を維持することができる。
【００２０】
図２Ｂは、ツール１００の上面図であり、装着モジュール１６０に取り付けられている搬送システム１０５及び装填／取出しユニット１０８を例示している。図２Ａ及び２Ｂを合わせて参照すると、軌道１０４は、プラットフォーム１６５に装着されており、特に、プラットフォーム１６５上の位置決め要素と接続し、デッキ１６４に装着されたチャンバ１１０及び加工物支持体１１３に対して正確に配置される。従って、ロボット１０３（加工物Ｗを掴むためのエンド・エフェクタ１０６を含む）は、装着モジュール１６０により確立された固定の寸法安定性基準フレームにおいて加工物Ｗを移動させることができる。図２Ｂを参照すると、ツール１００は、フレーム１６２に取り付けられ装着モジュール１６０を取り囲む複数のパネル１６６、湿式化学処理チャンバ１１０、加工物支持体１１３、及びキャビネット１０２内の搬送システム１０５を含むことができる。代替的に、ツール１００の片側又は両側にあるパネル１６６は、処理デッキ１６４より上の領域において取り外すことができ、開放型のツールが得られる。
【００２１】
Ｂ．寸法安定性装着モジュールの実施形態
図３は、ツール１００（図１〜２Ｂ）において使用するために本発明の実施形態に従って構成された装着モジュール１６０の等角投影図である。デッキ１６４は、剛性第１パネル１６６ａ及び第１パネル１６６ａの下に重ねられた剛性第２パネル１６６ｂを含む。第１パネル１６６ａは外側部材であり、第２パネル１６６ｂは、外側部材と並置された内側部材である。代替的に、第１及び第２パネル１６６ａ及び１６６ｂは、図３に示されているものとは異なる構成を有することができる。複数のチャンバレセプタクル１６７は、第１及び第２パネル１６６ａ及び１６６ｂに配置され、湿式化学処理チャンバ１１０（図２Ａ）を受け入れる。
【００２２】
デッキ１６４は、第１パネル１６６ａ全体にわたって正確なパターンで配列された複数の位置決め要素１６８及び取付け用要素１６９を更に含む。位置決め要素１６８は、第１パネル１６６ａ内の正確な位置に機械加工された穴、及び／又は穴の中に受容された合釘又はピンを含む。合釘もまた、湿式化学処理チャンバ１１０（図２Ａ）と接続するように構成されている。例えば、合釘は、処理チャンバ１１０の対応する穴又は他の接続部材に受け取ることができる。別の実施形態では、位置決め要素１６８は、第１パネル１６６ａにある穴の中に配置されずにパネル１６６ａから上向きに突き出している円筒形のピン又は円錐形のピンのようなピンを含む。デッキ１６４は、個々の湿式化学処理チャンバを装着モジュール１６０上の正確な位置に配置するために、各チャンバレセプタクル１６７に設けられた一組の第１のチャンバ位置決め要素１６８ａを有する。デッキ１６４はまた、個々の加工物支持体１１３（図２Ａ）を装着モジュール１６０上の正確な位置に配置するために、各チャンバレセプタクル１６７の付近にある一組の第１の支持体位置決め要素１６８ｂを含むことができる。第１の支持体位置決め要素１６８ｂは、加工物支持体１１３の対応する位置決め要素と嵌合するように配置及び構成されている。取付要素１６９は、チャンバ１１０及び加工物支持体１１３をデッキ１６４に固定するボルトを受ける第１パネル１６６ａにある穴を貫通することができる。
【００２３】
装着モジュール１６０はまた、デッキ１６４の縦方向外縁に沿った外部側板１７０ａ、デッキ１６４の縦方向内縁に沿った内部側板１７０ｂ、及びデッキ１６４の端に取り付けられた端板１７０ｃを含む。搬送用プラットフォーム１６５は、内部側板１７０ｂ及び端板１７０ｃに取り付けられている。搬送プラットフォーム１６５は、装着モジュール１６０上の搬送システム１０５（図２Ａ及び２Ｂ）の軌道１０４（図２Ａ及び２Ｂ）を正確に配置するための軌道位置決め要素１６８ｃを含む。例えば、軌道位置決め要素１６８ｃは、軌道１０４の対応する穴、ピン、又は他の接続部材に嵌合するピン又は穴を含むことができる。搬送プラットフォーム１６５は、軌道１０４をプラットフォーム１６５に固定するボルトを受けるネジ穴のような取付要素１６９を更に含むことができる。
【００２４】
図４は、デッキ１６４の内部構造の１つの適切な実施形態を例示している断面図であり、図５は、図４に示されているデッキ１６４の一部分の詳細図である。デッキ１６４は、外部側板１７０ａと内部側板１７０ｂの間に横手方向に延びる梁のようなブレーシング１７１を含む。第１パネル１６６ａは、ブレーシング１７１の上側に取り付けられており、第２パネル１６６ｂは、ブレーシング１７１の下側に取り付けられている。デッキ１６４は、第１及び第２パネル１６６ａ及び１６６ｂを固定する複数の貫通ボルト１７２及びナット１７３を更に含むことができる。図５に最も良く示されているように、ブレーシング１７１は、貫通ボルト１７２が通って延びる複数の穴１７４を有する。ナット１７３は、これらの構成要素間の接続を高めるためにボルト１７２に溶接することができる。
【００２５】
デッキ１６４のパネル及びブレーシングは、ステンレス鋼、他の金属合金、一体成形材料、又は繊維強化複合材から作ることができる。例えば、パネル及び板は、「ニトロニック５０」ステンレス鋼、「ハステロイ６２５」鋼合金、又はマイカ充填一体成形エポキシから作ることができる。繊維強化複合材は、硬化樹脂中の炭素繊維又は「ケブラー（登録商標）」メッシュを含むことができる。パネル１６６ａ及び１６６ｂ用の材料は、高度に剛性であり、湿式化学処理において使用される化学物質に適合することができるべきである。ステンレス鋼は、強固であるが湿式化学処理において使用される電解質溶液又は洗浄用液の多くのものに影響を受けないために、多くの用途に対して良く適合している。一実施形態では、パネル及び板１６６ａ〜ｂ及び１７０ａ〜ｂは、０．２５〜０．３７５インチ厚のステンレス鋼であり、より具体的には、これらは、０．２５０インチ厚のステンレス鋼とすることができる。しかし、他の実施形態では、パネル及び板は、異なる厚さを有することができる。
【００２６】
ブレーシング１７１もまた、ステンレス鋼、繊維強化複合材料、他の金属合金、及び／又は一体成形材料とすることができる。一実施形態では、ブレーシングは、０．５〜２．０インチ幅のステンレス鋼製の梁とすることができ、より具体的には、１．０インチ幅×２．０インチ高のステンレス鋼の梁とすることができる。別の実施形態では、ブレーシング１７１は、金属（例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン等）、ポリマー、繊維ガラス、又は他の材料から成るハニカム芯又は他の構造とすることができる。
【００２７】
装着モジュール１６０は、デッキ１６４の断片を組み立て、その後デッキ１６４の断片に端板１７０ｃを溶接又は接着することによって構成される。デッキ１６４の構成要素は、通常は、溶接せずに貫通ボルト１７２によって相互に固定される。外側板１７０ａ及び内部側板１７０ｂは、溶接及び／又は固定具を用いてデッキ１６４及び端板１７０ｃに取り付けられる。この後、プラットフォーム１６５が端板１７０ｃ及び内部側板１７０ｂに確実に取り付けられる。装着モジュール１６０が組み立てられる順番は変更可能であり、上述の手順に限定されてはいない。
【００２８】
図３に戻ると、装着モジュール１６０は、デッキ１６４上の位置決め要素１６８ａ〜ｂとプラットフォーム１６５上の位置決め要素１６８ｃとの間の相対位置を交換用処理チャンバ１１０又は加工物支持体１１３のデッキ１６４への装着時毎の搬送システム１０５の再較正を必要としない範囲内に維持するための頑丈な寸法安定性構造体を提供する。装着モジュール１６０は、一般的に、湿式化学処理チャンバ１１０、加工物支持体１１３、及び搬送システム１０５の装着モジュール１６０への装着時に位置決め要素１６８ａ〜ｂと１６８ｃの間の相対位置を維持するに十分強固な剛性構造体である。一部の実施形態では、装着モジュール１６０は、位置決め要素１６８ａ〜ｂと１６８ｃの間の相対位置を０．０２５インチ以内に維持するように構成されている。別の実施形態では、装着モジュールは、位置決め要素１６８ａ〜ｂと１６８ｃの間の相対位置を約０．００５〜０．０１５インチ以内に維持するように構成されている。従って、デッキ１６４は、多くの場合、均一に平坦な表面を約０．０２５インチ以内、更に、特定的な実施形態では、約０．００５〜０．０１５インチに維持する。
【００２９】
Ｃ．複数電極及び封入攪拌器を有する反応装置の実施形態
図６Ａは、本発明の実施形態による特徴を有する処理ステーション１０１の等角投影図である。ステーション１０１は、電気化学処理流体を収容するように構成された容器１１２、処理流体と接触する微小特徴加工物Ｗを解除可能に担持するように配置された加工物支持体１１３、及び微小特徴加工物Ｗの表面近くで処理流体を攪拌するように配置された攪拌器１４０又は他の流れ制御装置を含む。攪拌器１４０は、１つ又はそれよりも多い攪拌器要素１４１（例えば、パドル又はパドル要素）を含むことができる。この実施形態の特定の態様では、加工物支持体１１３は、軌道１８７に沿って容器１１２に対して上向き及び下向きに移動するヘッド支持体１８６によって担持されたヘッド１８５を含む。導管１８８は、第１のコネクタ１８９ａ（加工物支持体１１３に取り付けられている）及び第２のコネクタ１８９ｂ（ツール１００に取り付けられている）を通じて加工物支持体１１３とツール１００（図１）の残りの部分との間の流体及び電気連通を提供する。
【００３０】
ヘッド１８５は、上向きの位置（微小特徴加工物Ｗの装填及び取外しのため）と下向きの位置（処理のため）の間で回転する。加工物Ｗが下向きの位置の時、ヘッド１８５は、降下して加工物Ｗを容器１１２内の処理流体との接触状態に至らせる。ヘッド１８５はまた、加工物Ｗの下向きの表面にほぼ垂直な軸線に関して加工物Ｗを回転させる。この実施形態の一態様では、ヘッド１８５は、処理の前に加工物Ｗを選択された向きに回転させる（例えば、磁気反応材料の堆積中を含む加工物Ｗの向きに敏感な処理の時）。別の実施形態では、ヘッド１８５は、処理中に加工物Ｗを回転させる（例えば、材料の付加、除去、及び／又は洗浄中に）。更に別の実施形態では、ヘッド１８５は、例えば、処理前、処理中、又は処理後の回転が実行される処理に対して有用でない場合は回転しない。これらの実施形態のどれにおいても、ヘッド１８５は、処理後に上昇し、その後、処理ステーション１０１から加工物Ｗを取り外すために反転する。
【００３１】
図６Ａに示されている実施形態の特定の態様では、処理ステーション１０１は、容器１１２の周囲に配置されたほぼ馬蹄形の磁石１９５を含む。磁石１９５は、加工物Ｗに付加される材料の分子を特定の方向に向けるように配置された永久磁石及び／又は電磁石を含む。例えば、このような構成は、パーマロイ及び／又は他の磁気的に方向性を有する材料を加工物Ｗに付加するために使用される。別の実施形態では、磁石１９５は取り外される。
【００３２】
図６Ｂは、図６Ａを参照して上述した処理ステーション１０１の実施形態の等角投影図であり、加工物支持体１１３が説明のために取り外されている。図６Ｂに示すように、攪拌器要素１４１は、チャンバ１３０（例えば、攪拌器チャンバ又は流れ制御チャンバ）内において微小特徴加工物Ｗ（図６Ｂにおいて二点鎖線で示されている）のすぐ下に配置されている。従って、微小特徴加工物Ｗは、攪拌器チャンバ１３０に対して上面の一部分を形成する。この実施形態の特定の態様では、処理流体は、攪拌器チャンバ１３０を横断するように横方向に攪拌器チャンバ１３０に導入され（矢印Ａによって表されているように）、加工物Ｗの下から収集口１３９ａを通じて現れる（矢印Ｂで示すように）。処理流体は、その後、矢印Ｃで示すようにチャンバ１３０を周回し、除去又は再循環に向けて一連の排液口へ収集される（矢印Ｄで示すように）。従って、一実施形態では、排液口１３９ｂは、容器内での処理流体の最大高における液面を形成する。攪拌器チャンバ１３０の少なくとも一部分（更に、図６Ｂに示すように攪拌器チャンバ１３０の全体）は、液面の下の処理流体に浸される。処理流体が攪拌器チャンバ１３０を通って移動する間、加工物Ｗのすぐ下に配置されている攪拌器要素１４１は、加工物Ｗの表面における質量移送過程を強化するために、ほぼ直線の運動経路に沿って前後に往復運動を行う（矢印Ｄで示すように）。
【００３３】
図６Ｃは、本発明の実施形態に従って微小特徴加工物を処理するように構成された反応装置１１０の概略図である。反応装置１１０は、外側容器１１１の中に配置された内側容器１１２を含む。処理流体（例えば、電解液）は、注入口１１６において内側容器１１２に供給され、上向きに流れて堰１１８を超え、外側容器１１１へと流れる。処理流体は、排液管１１７において反応装置１１０を出る。電極１２１は、内側容器１１２内に配置され、攪拌器チャンバ１３０は、電極１２１の下流に配置される。攪拌器チャンバ１３０は、矢印Ｒで示すように、中央位置１８０に対して前後に往復運動を行う攪拌器要素１４１（例えば、パドル）を有する攪拌器１４０（例えば、パドル装置）を含む。チャンバ１３０はまた、処理位置Ｐを形成する開口１３１を有する。微小特徴加工物Ｗは、加工物Ｗの下向きの処理表面が処理流体と接触するように、加工物支持体１１３によって処理位置Ｐにおいて支持されている。加工物支持体１１３は、加工物Ｗに施される処理の性質により、回転可能又は不能とすることができる。加工物支持体１１３はまた、加工物Ｗの表面又は裏面に電流を供給する加工物接点１１５（例えば、リング接点）を含む。シール１１４は、加工物接点１１５の周囲に延びて、これを処理流体への露出から保護するものである。別の構成では、シール１１４は、取り外すことができる。
【００３４】
電解堆積中には、加工物接点１１５及び加工物Ｗは、カソードとして機能し、電極１２１は、アノードとして機能する。処理流体は、電極１２１を通過し、パドルチャンバ１３０を通って流れ、加工物Ｗの処理表面１０９にイオンを供給する。電解エッチング中には、加工物Ｗは、アノードとして機能し、電極１２１は、カソードとして機能して処理表面１０９から材料を取り除く。別の実施形態では、質量移送過程は、他の堆積処理（非電解堆積）又は他の材料除去処理を含む。これらの構成のどれにおいても、処理表面１０９において起こる質量移送過程を強化するために攪拌器要素１４１が加工物Ｗの近隣で往復運動を行っている間に、処理流体は、攪拌器チャンバ１３０を通過して流れる。攪拌器要素１４１の形状、大きさ及び構成、それらの往復運動における方法、並びに攪拌器チャンバ１３０の容積の制限により、更に質量移送過程が強化され、反応装置１１０内の電界に対する攪拌器要素１４１の影響が軽減される。これらの特性の更に別の態様は、図７〜１９Ｆを参照して後に説明を行うものとする。
【００３５】
図６Ｄは、本発明の実施形態に従って構成された電極支持体１２０を有する反応装置１１０の概略図である。電極支持体１２０は、区画壁１２３によって隔離された複数のほぼ環状の電極区画１２２を含む。対応する複数の環状電極１２１は、電極区画１２２内に配置されている。区画壁１２３は、誘電材料から形成されており、区画壁１２３の上縁間の間隙は、攪拌器チャンバ１３０のすぐ下に複合仮想アノード位置Ｖを定めている。本明細書において使用されている通り、「仮想アノード位置」及び「仮想電極位置」は、１つ又はそれよりも多い電極又はアノードに対する全ての流束が通過する、物理的アノード又は電極から離間した位置にある平面を意味する。処理位置Ｐにおいて材料が加工物Ｗに付加されるか又は加工物Ｗから除去される方法を制御するために、電極１２１の各々に印加される電位の極性、及び／又は電極１２１の各々を通過して流れる電流は選択可能である。代替的に、反応装置１１０を使用して攪拌器１４０によってもたらされる処理表面１０９での質量移送効果の強化によって依然として恩典を受ける処理（非電解堆積処理のような）を実行する時には、電極１２１は除去される場合がある。
【００３６】
図６Ｅは、本発明の実施形態に従って構成された攪拌器１４０を有する攪拌器システム１４２の部分概略等角投影図である。攪拌器１４０は、複数の攪拌器要素１４１（図３において６つが示されている）を含み、各々は、外向きの攪拌器表面１４７を有する。従って、隣接する攪拌器要素１４１の攪拌器表面１４７は、互いに離間している。攪拌器１４０は、矢印Ｒによって示すように、直線往復運動方式で攪拌器１４０を移動させるためのモータ１４３によって駆動される支持体１４４を更に含む。モータ１４３は、コネクタ１４５（例えば、親ネジ）によって支持体１４４に接続されている。蛇腹１４６がコネクタ１４５の周囲に配置され、コネクタ１４５の上述の処理流体への露出を防いでいる。コントローラ１５２は、攪拌器１４０の運動を命令するものである。細長い流れ制限器は、攪拌器要素１４１に対して横手方向に延びており、流体が攪拌器チャンバ１３０（図２）から直接こぼれ出ることを制限及び／又は防ぐものである。後に説明するように（例えば、図１２Ａ〜１３を参照して）、攪拌器要素１４１は、処理流体を攪拌するように成形されており、これらは、局所電界に著しい影響を与えることなく往復運動を行う。
【００３７】
図７は、本発明の実施形態に従って構成された反応装置７１０の部分概略切断図である。反応装置７１０は、下方部分７１９ａ、下方部分７１９ａの上方にある上方部分７１９ｂ、及び上方部分７１９ｂの上方にある攪拌器チャンバ７３０を含む。下方部分７１９ａは、電極支持体又はパック７２０を収容しており、パック７２０は、複数の環状電極７２１（図７において電極７２１ａ〜７２１ｄとして示されている）を収容している。下方部分７１９ａは、締め具７２６によって上方部分７１９ｂに接続されている。有孔ガスケット７２７は、下方部分７１９ａと上方部分７１９ｂの間に配置され、これら２つの部分間での流体及び電気連通を許している。
【００３８】
攪拌器チャンバ７３０は、基部７３３と、処理位置Ｐにおいて開口７３１を有する上端部７３４とを含む。攪拌器チャンバ７３０は、処理位置Ｐにおいて加工物Ｗ（図７において二点鎖線で示されている）のすぐ下で前後に往復運動を行う複数の攪拌器要素７４１を有する攪拌器７４０を収容する。磁石７９５は、処理位置Ｐの近くに配置され、処理流体によって加工物Ｗに堆積される磁気的に方向性を有する材料の方向を制御する。処理位置Ｐの上方に配置された上部環状部分７９６は、電気化学処理中に排気ガスを収集し、洗浄中に洗浄液を収集する。洗浄液は、１つ又はそれよりも多いノズル７９８によって供給される。一実施形態では、ノズル７９８は、上部環状部分７９６の壁から突き出ている。別の実施形態では、ノズル又は複数のノズル７９８は、壁と同一平面にあるか又は壁から後退している。これらの構成のどれにおいても、ノズル又は複数のノズル７９８は、加工物Ｗが処理位置Ｐの上方に持ち上げられた時、及び任意的に加工物Ｗが回転する間に、流体（例えば、洗浄液）の流れを加工物Ｗへと向けるように位置決めされている。従って、ノズル７９８は、原位置での洗浄機能をもたらし、選択された処理時間が経過した後に加工物Ｗから処理流体を迅速に洗い流すものである。これによって、洗浄前の比較的短い処理後の時間に対してさえも化学的活性流体が加工物Ｗに接触したままである場合に起こりうる経過時間後の不慮の処理が減少する。
【００３９】
処理流体は、注入口７１６を通って反応装置７１０に入る。注入口７１６を通って進む流体は、下方部分７１９ａ及び上方部分７１９ｂを満たし、基部７３３の透過性部分７３３ａ及び基部７３３内の間隙を通過して攪拌器チャンバ７３０へ入ることができる。処理流体の一部は、第１及び第２の流れ収集器７１７ａ及び７１７ｂを通じて反応装置７１０を出る。追加の処理流体は、入口７１６ａから直接攪拌器チャンバ７３０に入り、第１の壁７３２ａ内の間隙を通過し、攪拌器チャンバ７３０を横切り、第２の壁７３２ｂ内の間隙へと進む。攪拌器チャンバ７３０内にある処理流体の少なくとも一部は、処理位置Ｐの上に上昇して排液口７９７を通って出る。
【００４０】
反応装置７１０は、図２Ａ〜５を参照して上述したものとほぼ同様な方法で剛性デッキ７６４に装着される。従って、デッキ７６４は、固定具及びブレーシング（図７には示されていない）によって第２パネルに対して支持されている第１パネル７６６ａを含む。チャンバ位置決め要素７６８ａ（例えば、合釘ピン）は、第１パネル７６６ａから上向きに突き出しており、反応装置７１０の基部プレート７７７にある正確に配置された穴に受容される。基部プレート７７７は、例えば、ナット及びボルトのような固定具（図７には図示しない）によってデッキ７６４に取り付けられている。基部プレート７７７はまた、反応装置７１０の残りの部分に整列し、かつ追加の合釘及び固定具によってそれに固定されている。従って、反応装置７１０は（及び、いかなる交換用反応装置７１０も）、デッキ７６４、対応する加工物支持体（図１）、及び対応する搬送システム１０５（図１）に対して正確に位置している。
【００４１】
図７に示されている構成の１つの特徴は、矢印Ｆで示すように、下方部分７１９ａ（電極支持体７２０を収容している）が、電極支持体７２０を配置／撤去軸線Ａに沿って移動させることにより、上方部分７１９ｂに接続され、かつ上方部分７１９ｂから切断される点である。従って、電極支持体７２０は、配置及び撤去の間に磁石７９５の開口中心を通過する必要がない。この特徴の利点は、電極支持体７２０及び／又は電極７２１（強磁性材料のような磁気反応性材料を含む場合がある）が、配置及び／又は撤去の間に磁石７９５に向けて引き寄せられる可能性が低くなる点にある。この特徴により、電極支持体７２０の配置を実質的に簡単にすることができる。例えば、この特徴により、磁石７４５の配置及び／又は撤去を扱う特別な持ち上げ機器の必要性が排除される。また、この特徴により、電極支持体７２０又は反応装置７１０の他の部分（磁石７９５を含めて）への損傷の可能性を軽減することができる。このような損傷は、磁石７９５と電極支持体７２０又は電極７２１との間の引力によって生じる衝突の結果で発生する可能性があるものである。
【００４２】
図８は、図７の８−８線に実質的に沿って取られた反応装置７１０の実施形態の側断立面図である。下方部分及び上方部分７１９ａ及び７１９ｂは、これらの部分の内部にある容積を各々が電極７２１の１つを収容する対応する複数の環状区画８２２（４つが区画８２２ａ〜８２２ｄとして示されている）に分割する複数の区画壁８２３（４つが区画壁８２３ａ〜８２３ｄとして示されている）を含む。近接する区画壁８２３の間の間隙（例えば、区画壁８２３の上部における）は、これらの位置において「仮想電極」をもたらすものである。透過性基部部分７３３ａはまた、仮想電極位置をもたらすことができる。
【００４３】
電極７２１ａ〜７２１ｄは、電源８２８及びコントローラ８２９に接続される。電源８２８及びコントローラ８２９は、共に電極７２１ａ〜７２１ｄの各々及び加工物Ｗに印加される電位及び電流を制御する。従って、オペレータは、材料を空間的及び／又は時間的に変化する方法で加工物Ｗに付加する又は加工物Ｗから除去する速度を制御することができる。特に、オペレータは、最も外側の電極７２１ｄを電流シーフ（current thief）として作動するように選択することができる。従って、堆積処理中に、最も外側の電極７２１ｄは、加工物Ｗに引かれるイオンを引き寄せる。これによって、例えば、加工物接点１１５（図６）が加工物Ｗの周辺に接触する時に、中心よりも周辺においてより急速にメッキする加工物Ｗの傾向のような末端効果を打ち消すことができる。代替的に、オペレータは、付加材料の望ましい厚さ分布（例えば、平坦、縁厚、又は縁薄）を発生させるために、加工物Ｗにわたって電流分布を時間的及び／又は空間的に制御することができる。
【００４４】
上述の構成の１つの利点は、複数の電極が、材料が加工物Ｗに付加される又は加工物Ｗから除去される速度及び方法のより優れた制御をオペレータにもたらすという点にある。別の利点は、オペレータが、物理的に反応装置７１０のパラメータを調節するのではなく、各電極に印加される電流及び／又は電位を調節することによって連続的に処理される加工物又は加工物バッチ間の差異に対処することができる点である。
【００４５】
最も外側の電極７２１ｄが電流シーフとして作動する時、一方の最も外側の電極７２１ｄと他方の最も内側の電極７２１ａ〜７２１ｃとの間で電気的隔離を維持することが望ましい。従って、反応装置７１０は、第１の戻り流収集器７１７ａ及び第２の戻り流収集器７１７ｂを含む。第１の戻り流収集器７１７ａは、最も内側の３つの電極区画８２２ａ〜８２２ｃからの流れを収集し、第２戻り流収集器７１７ｂは、最も外側の電極区画８２２ｄからの処理流体を収集し、最も外側の電極７２１ｄの電気的隔離を維持する。処理流体を電極７２１に向けて下向きに排液することにより、この構成は、更に、微粒子（例えば、消耗電極からの薄片）が攪拌器チャンバ７３０に侵入する可能性を軽減させることができる。最も外側の電極７２１ｄを処理位置Ｐから離れた位置に配置することにより、最も外側の電極７２１ｄは、処理位置Ｐに近接する構造体を妨害することなく、簡単に撤去及び配置することができる。この点は、処理位置のすぐ近くに配置された電流シーフを有するいくつかの既存の構成とは異なっている。
【００４６】
図７及び８を参照して上述した反応装置７１０の一実施形態の特徴は、電極７２１が処理位置Ｐから離れた位置に配置されている点である。この特徴の利点は、加工物Ｗの処理表面１０９における望ましい電流密度分布が、電極７２１の形状が変化した時でさえも維持することができるという点にある。例えば、電極７２１が消耗電極を含み、メッキ処理中に形状を変える場合、電極７２１と処理位置Ｐの間の距離の増加は、処理位置の近くに配置された電極の効果と比べた場合に処理表面１０９における電流密度に対する形状変化の効果を軽減させる。この利点は、導電材料を消失するのではなく獲得することにより形状を変化させる電流シーフとして作動する電極にも当て嵌まる。従って、このような電極は、処理位置Ｐの近くに配置された電極ほど頻繁に洗浄する必要がない。別の利点は、電極７２１と処理位置Ｐの間の距離の増加により、電極７２１と加工物Ｗの間の流路の形態（例えば、ガスケット７２７）によってもたらされる遮断効果を低減することができる点である。
【００４７】
別の構成では、電極７２１は、他の位置及び／又は構成を有する。例えば、１つの構成では、チャンバ基部７３３は、１つ又はそれよりも多い電極７２１を収容する。従って、チャンバ基部７３３は、複数の同心の環状透過性電極（例えば、焼結金属から成る）を有することができ、（ａ）処理位置Ｐにおける空間的及び／又は時間的制御可能な電界、及び（ｂ）攪拌器チャンバ７３０への流路をもたらす。代替的に、攪拌器要素７４１自体は、特に、非消耗材料から形成されている場合には、電位に連結されて電極として機能することができる。更に別の構成では、反応装置７１０は、４つよりも多いか又は少ない電極を含むことができ、及び／又は電極を処理位置Ｐから離れた位置に配置することができ、処理位置Ｐとの流体及び電気連通を導管を通じて維持することができる。
【００４８】
Ｄ．電界を周方向に変化させる電界制御要素を有する反応装置の実施形態
図９は、本発明の実施形態により攪拌器チャンバ９３０内に配置された攪拌器９４０を有する反応装置９１０を上から見た部分概略図である。攪拌器チャンバ９３０及び攪拌器９４０は、図６〜８を参照して上述した攪拌器チャンバ及び攪拌器とほぼ同様に配列されている。従って、攪拌器９４０は、攪拌器軸線９９０と平行に細長くなっており、攪拌器運動軸線９９１に沿って加工物Ｗ（図９において二点差線で示されている）に対して移動することができる複数の攪拌器要素９４１を含む。
【００４９】
細長い攪拌器要素９４１は、円形の加工物Ｗの近くの電界の均一性に周方向に変化する方法で潜在的に影響を与える可能性がある。従って、反応装置９１０は、電流分布においてこの潜在的な円周上の変化を補うために、シーブ電極の効果を周方向に変化させる特徴部を含む。
図９に示されている攪拌器チャンバ９３０は、透過性基部部分９３３ａと、下にある電極チャンバを分ける壁９２３（図９において第３の壁９２３ｃ及び第４の壁９２３ｄを見ることができる）の上縁によって形成された基部９３３とを含む。第３の壁９２３ｃは、第３の壁の間隙９２５ｃによって透過性基部部分９３３ａから離間しており、第４の壁９２３ｄは、周方向に変化している第４の壁の間隙９２５ｄによって第３の壁９２３ｃから離間している。両方の間隙９２５ｃ及び９２５ｄは、例示目的で斜線が入れられている。斜線が入れられた開口はまた、この実施形態の一態様における最も外側の２つの電極に関する仮想アノード位置を表している。
【００５０】
第４の壁の間隙９２５ｄは、図９に示されている３：００及び９：００の位置の近くに細幅部分９９９ａを有し、図９に示されている１２：００及び６：００の近くに幅広部分９９９ｂを有する。例示目的で、図９における細幅部分９９９ａと幅広部分９９９ｂとの相違は誇張されている。特定の例では、細幅部分９９９ａは、約０．１６インチの幅であり、幅広部分９９９ｂは、約０．１８インチ〜０．２２インチの幅である。細幅部分９９９ａ及び幅広部分９９９ｂは、周方向に変化するシーフ電流分布（第４の壁の間隙９２５ｄの下に設けられた電流シーフによってもたらされる）を生み、これは、３：００及び９：００位置よりも１２：００及び６：００位置で強い。特に、シーフ電流は、処理位置Ｐ及び／又は加工物Ｗの中心からの半径距離がほぼ等しい異なる円周上の位置において異なる値を有することができる。代替的に、周方向に変化する第４の壁の間隙９２５ｄ又は周方向に変化する第３の壁の間隙９２５ｃ又は他の間隙を故意に使用し、例えば、周方向に変化するメッキ又は剥離の要件を有する加工物Ｗ上などに三次元効果を生むことができる。このような加工物Ｗの一例は、周方向的に変化する開口区域（例えば、メッキのためにアクセス可能な）を有するパターン化されたウェーハを含む。更に別の実施形態では、間隙幅又は反応装置９１０の他の特性は、反応装置９１０における電解液の導電性を補うために調整される。
【００５１】
図１０は、第３の壁９２３ｃと第４の壁９２３ｄの間の領域が間隙ではなく、複数の穴１０２５によって占有されている構成を例示している。穴１０２５の間隔及び／又は大きさは、穴１０２５の下に配置された電流シーフが３：００及び９：００位置の近くよりも１２：００及び６：００位置で強い効果を有するように周方向的に変化する。
図１１は、攪拌器チャンバの一部ではない電界制御要素１１９２を有する反応装置１１１０の一部分の部分切断等角投影図である。反応装置１１１０は、図７に示されている上方部分７１９ｂを置換する上方部分１１１９ｂを含む。電界制御要素１１９２は、上方部分１１１９ｂの下端に配置されており、周方向に変化する開口区域をもたらすように配列されている開口部１１８９を有する。開口部１１８９は、３：００及び９：００位置よりも１２：００及び６：００位置において大きくなっている。代替的に、図１０を参照して上述したものとほぼ類似の方法で、開口部１１８９の相対的な数を（開口部１１８９の大きさの替わりに又は大きさに加えて）、１２：００及び６：００の位置において多くすることができる。上方部分１１１９ｂはまた、電界制御要素１１９２によって発生した周方向に変化する電気特性を処理位置Ｐへ上向きに延びる方向に維持するための上向きに延びるベーン１１８８を含む。反応装置１１１０は、１２個の垂直に延びるベーン１１８８又は例えば円周方向において開口区域が変化する角度によるなどで他の数のベーン１１８８を含むことができる。
【００５２】
電界制御要素１１９２はまた、上方部分１１１９ｂと下方部分１１１９ａの間のガスケットとして機能し、図７を参照して上述したガスケット７２７を置換して望ましい円周上の電界変化を得ることができる。代替的に、電界制御要素１１９２は、ガスケット７２７に加えて、例えば図７において示されているガスケット７２７の下の位置に備えることができる。どちらの場合にも、オペレータは、反応装置１１１０の上方部分１１１９ｂを妨害することなしに、特定の加工物（又は、加工物のバッチ）に対して構成された開口区域を有する電界制御要素１１９２を選択して配置することができる。この構成の利点は、オペレータが反応装置１１１０を修理点検し、及び／又は加工物Ｗの特定の種類に対して反応装置１１１０の電界特性を調整する時間を軽減する点にある。
【００５３】
Ｅ．攪拌器チャンバ向けの攪拌器の実施形態
図１２Ａ〜１２Ｇは、本発明の実施形態による形状及び他の特徴を有し、上述した反応装置１１０、７１０、及び１１１０のような反応装置における配置に適する攪拌器要素１２４１ａ〜１２４１ｇをそれぞれ例示している。攪拌器要素の各々（まとめて攪拌器要素１２４１と呼ぶ）は、処理位置Ｐに対して垂直に延びる線に対して鋭角に傾斜した対抗する攪拌器表面１２４７（攪拌器表面１２４７ａ〜１２４７ｇとして示されている）を有する。これによって、１つ又は複数の電極１２１（図１２Ａ）によって生成された電界を遮断するか又はその他の方法でそれに悪影響を与える可能性を軽減し、同時にパドルの構造的一体性を維持する下向きのテーバ形状が攪拌器要素１２４１に与えられる。一般的に、各攪拌器要素の全体の最大幅は、更に別の遮断の軽減のために可能な限り小さく保たれる。例えば、攪拌器要素１２４１ａ（図１２Ａ）は、平坦な攪拌器表面１２４７ａを伴うほぼダイヤモンド形の断面構成を有する。攪拌器要素１２４１ｂ（図１２Ｂ）は、凹状の攪拌器表面１２４７ｂを有する。攪拌器要素１２４１ｃ（図１２Ｃ）は、凸状の攪拌器表面１２４７ｃを有し、攪拌器要素１２４１ｄ（図１２Ｄ）は、ほぼ三角形を形成するように配置された平坦な攪拌器表面１２４７ｄを有する。別の実施形態では、攪拌器要素１２４１は、同じく処理位置Ｐにおいて流れを攪拌し、近くにある１つ又は複数の電極１２１によって生成された電界をそれらが遮断する範囲を軽減又は除去する他の形状を有する。
【００５４】
攪拌器要素１２４１によってもたらされる攪拌はまた、流体ジェットによって補足することができる。例えば、攪拌器要素１２４１ｅ（図１２Ｅ）は、ジェット開口１２４８を収容する傾斜した攪拌器表面１２４７ｅを有する。ジェット開口１２４８は、処理位置Ｐに対してほぼ直角に向けることができ（図１２Ｅに示すように）、代替的に、ジェット開口１２４８は、処理位置Ｐに対して異なる角度で向けることができる。処理流体は、攪拌器要素１２４１ｅの内部のマニホールド１２４９を通じてジェット開口１２４８に供給される。ジェット開口１２４８を出る処理流体のジェットは、処理位置Ｐにおける攪拌を増加し、加工物Ｗの処理表面１０９（図６）で行われる質量移送過程を強化する。
【００５５】
図１２Ｆ及び１２Ｇは、攪拌器要素が処理流体に対して移動する時に処理流体が一方の側から他方の側へ攪拌器要素の中を通過して流れることを許す穿孔又は他の開口部を有する攪拌器要素を例示している。例えば、図１２Ｆを参照すると、攪拌器要素１２４１ｆは、各々が細孔１２５０ｆを伴う対抗する攪拌器表面１２４７ｆを有する。対抗する攪拌器表面１２４７ｆ間の容積もまた多孔性であり、処理流体が一方の側の表面１２４７ｆから他方へ攪拌器要素１２４１ｆの中を通過して流れることを許すものである。攪拌器要素１２４１ｆは、多孔性金属（例えば、チタン）又は多孔性セラミック材料のような他の材料から形成することができる。図１２Ｇは、本発明の別の実施形態によって配置された貫通孔１２５０ｇを伴う攪拌器表面１２４７ｇを有する攪拌器要素１２４１ｇを例示している。貫通孔１２５０ｇの各々は、孔軸１２５１に沿って一方の攪拌器表面１２４７ｇから対抗する攪拌器表面１２４７ｇへと攪拌器要素１２４１ｇの中を貫通して延びている。
【００５６】
図１２Ｆ及び１２Ｇを参照して上述した攪拌器要素の１つの特徴は、穴又は細孔が近接する処理流体における電界に対する攪拌器要素の透過性を増大させる効果を有する点にある。この構成の利点は、細孔又は穴が、攪拌器要素が加工物Ｗに近い電界に三次元成分を追加する範囲及び／又は攪拌器要素が近接する加工物Ｗに遮断する範囲を軽減する点にある。それでもなお攪拌器要素は、加工物Ｗの表面において流れを攪拌することにより質量移送特性を増加する。例えば、攪拌器要素における穴又は細孔は、攪拌器要素の中の流れの粘性効果が高く、内部を通過する流れに対する攪拌器要素による対応する制限が比較的高くなるように大きさが決められる。従って、攪拌器要素の空隙率は、流体攪拌の望ましいレベルを維持しながら、電界透過性の望ましいレベルが得られるように選択することができる。
【００５７】
図１３は、攪拌器要素１３４１（図１３に第１の攪拌器要素１３４１ａ及び第２の攪拌器要素１３４１ｂとして示されている）の三次元的な構成を有する攪拌器１３４０の部分概略図である。攪拌器要素１３４１ａ及び１３４１ｂは、格子を形成するように配列されており、攪拌器要素１３４１ａ及び１３４１ｂの各々が運動方向Ｒに対して鋭角になるように方向付けられている（運動方向Ｒに対して垂直であることに反して）。従って、攪拌器要素１３４１の格子配列は、攪拌器１３４０によって作り出される攪拌を増加し、より均一な電界を作り出すことができる。
【００５８】
本発明の１つの態様は、攪拌器要素がどのような形状及び構成を有するかに関わらず、攪拌器要素が、嵌合する攪拌器チャンバの拘束範囲内において往復運動を行う点にある。攪拌器チャンバ容積の拘束により、加工物Ｗの表面における質量移送効果を更に増加させることができる。攪拌器チャンバ及び攪拌器要素が攪拌器チャンバと統合される方法の更に別の詳細は、図１４〜１９Ｆを参照して以下に説明を行うものとする。
【００５９】
Ｆ．攪拌器と電界遮断を軽減して質量移送の均一性を改善する往復工程とを有する反応装置の実施形態
図１４は、本発明の実施形態による緊密に閉じ込められた攪拌器チャンバ１４３０に配置された攪拌器１４４０を有する反応装置１４１０の上方部分の概略図である。チャンバ１４３０は、処理位置Ｐにおいて加工物Ｗを受け取るための開口１４３１を有する上端部１４３４を含む。対抗するチャンバ壁１４３２（左壁１４３２ａ及び右壁１４３２ｂとして示されている）は、処理位置Ｐへ向いている基部１４３３まで上端部１４３４から離れて下向きに延びている。
【００６０】
攪拌器１４４０は、処理位置Ｐとチャンバ基部１４３３との間に配置されている複数の攪拌器要素１４４１を含む。攪拌器１４３０は、処理位置Ｐとチャンバ基部１４３３との間で高さＨ１を有し、攪拌器要素１４４１は、高さＨ２を有する。攪拌器要素１４４１の上端部は、処理位置Ｐから間隙距離Ｄ１によって離間しており、攪拌器要素１４４１の底は、間隙距離Ｄ２によってチャンバ基部１４３３から離間している。攪拌器チャンバ１４３０において、特に、処理位置Ｐにおいて攪拌のレベルを高めるために、攪拌器高Ｈ２は、チャンバ高Ｈ１のかなりの部分を占め、間隙距離Ｄ１及びＤ２は比較的小さい。ある特定の例では、攪拌器高Ｈ２は、チャンバ高Ｈ１の少なくとも３０％である。更に特定の例では、攪拌器高Ｈ２は、チャンバ高Ｈ１の少なくとも７０％、８０％、９０％又はそれ以上に等しい。チャンバ高Ｈ１は、３０ミリメートル、又は例えば約１０ミリメートル〜１５ミリメートルのようにそれよりも小さくすることができる。チャンバ高Ｈ１が約１５ミリメートルの時、攪拌器高Ｈ２は、約１０ミリメートルとすることができ、間隙距離Ｄ１及びＤ２は、約１ミリメートル又はそれ以下から５ミリメートルまでになる。更に特定の例では、チャンバ高Ｈ１は、１５ミリメートルであり、攪拌器高Ｈ２は約１１．６ミリメートル、Ｄ１は約２．４ミリメートル、Ｄ２は約１ミリメートルである。他の構成は、これらの寸法に対して異なる値を有する。これらの構成のどのものにおいても、一般的に、攪拌器チャンバ１４３０内での流れ攪拌量は、攪拌器チャンバ１４３０の高さＨ１に対して攪拌器要素１４４１の高さＨ２と相関関係にあり、他の全ての変数が同じであれば、相対的な攪拌器要素高が大きくなる程、攪拌も増加される。
【００６１】
複数の攪拌器要素１４４１は、より均一でより完全に攪拌器チャンバ１４３０内の流れを攪拌し（単一の攪拌器要素１４４１と比較して）、加工物Ｗの処理表面１０９における質量移送過程を強化する。攪拌器要素１４４１の縁と、（ａ）上方の加工物Ｗと、（ｂ）下方のチャンバ基部１４３３との間の狭いクリアランスもまた、攪拌器チャンバ１４３０の拘束の範囲内において、処理表面１０９における攪拌のレベルを高める。特に、攪拌器チャンバ１４３０の小さな容積内における複数の攪拌器要素１４４１の移動は、処理流体が攪拌器要素１４４１と処理加工物（上方）及びチャンバ基部（下方）との間の狭い間隙を通るように強いるものである。攪拌器チャンバ１４３０の容積の拘束はまた、攪拌された流れを処理表面１０９の近くに保つことになる。
【００６２】
上述の構成の利点は、処理表面１０９における質量移送過程が強化される点である。例えば、材料が加工物Ｗから除去されるか又は加工物Ｗへ付加される全体の速度が増大する。別の例では、処理表面１０９上に堆積される合金成分がより正確に制御され、及び／又は目標レベルに維持される。更に別の例では、上述の構成は、材料が異なる寸法（例えば、異なる深さ及び／又は異なるアスペクト比を有する凹部）及び／又は同様な寸法を有する特徴部上に堆積される均一性を増大させる。上述の結果は、拡散層厚の減少及び／又は処理流体の攪拌の増加から得られた他の質量移送強化に帰することができる。
【００６３】
処理流体は、２つの流路の一方又は両方を通って攪拌器チャンバ１４３０へ入る。第１の経路を辿る処理流体は、下から攪拌器チャンバ１４３０へ入る。従って、処理流体は、攪拌器チャンバ１４３０の下に設けられた電極支持体１４２０の電極区画１４２２を通過する。処理流体は、区画壁１４２３とチャンバ基部１４３３の間の間隙を通って横手外方向へ通過する。チャンバ基部１４３３は、処理流体の少なくとも一部が攪拌器チャンバ１４４０へと上向きに通過する透過性基部部分１４３３ａを含む。透過性基部部分１４３３ａは、例えば、１０ミクロン細孔開口部及び約５０％の開口区域を伴う多孔性アルミニウムセラミックのような多孔性媒体を含む。代替的に、透過性基部部分１４３３ａは、一連の貫通孔又は穿孔を有することができる。例えば、透過性基部部分１４３３ａは、穿孔されたプラスチックシートを含むことができる。これらの構成のどれを有しても、攪拌器チャンバ１４３０に処理流体を供給するために、処理流体は、透過性基部部分１４３３ａを通過することができ、又は（透過性基部部分１４３３ａが高い流れ制限を有する場合は）、処理位置Ｐと電極支持体１４２０内に収容されている環状電極１４２１との間で流体及び電気連通をもたらすために、透過性基部部分１４３３ａを通って高速度で流れることなく、処理流体は、透過性基部部分１４３３ａを単に飽和させることができる。代替的に（例えば、透過性基部部分１４３３ａが均一な流体流れ及び／又は電流分布を妨げる気泡を捕獲する場合）、透過性基部部分１４３３ａは除去することができ、（ａ）不透過性基部部分と交換されるか又は（ｂ）通常占有する容積が空き状態で残される。
【００６４】
第２の流路を辿る処理流体は、流入口１４３５ａを通じて攪拌器チャンバ１４３０に入る。処理流体は、攪拌器チャンバ１４３０を横手方向に流れ、流出口１４３５ｂから出る。第１及び第２の流路に沿って進む処理流体の相対的な容積は、（ａ）電極１４２１との電気連通を維持し、かつ（ｂ）加工物Ｗが処理される時に攪拌器チャンバ１４３０内の処理流体を補充するように、設計により制御することができる。
【００６５】
図１５は、Ｃ及びＤの章において上述した反応装置７１０の更に別の詳細を例示している。攪拌器チャンバ７３０は、上向きに傾斜した円錐形の下面１５３６を伴う透過性基部部分７３３ａを有する。従って、基部７３３の下の処理流体内に気泡が存在する場合、これらの気泡は、基部７３３にある基部間隙１５３８を通過して攪拌器チャンバ７３０に入るまで、下面１５３６に沿って外向きに放射状に移動する傾向を有するようになる。気泡が攪拌器チャンバ７３０内に入った状態で、攪拌器７４０の攪拌器要素７４１は、これらの気泡が除去される出口間隙１５３５ｂへ向ってこれらを移動させる傾向を有する。結果的に、処理流体内の気泡が加工物Ｗの処理表面１０９における付加又は除去の処理を妨害する可能性は減少することになる。
【００６６】
加工物Ｗ（例えば、１５０ミリメートル、３００ミリメートル、又は他の値を有する円形の加工物Ｗ）は、加工物Ｗの周囲の回りに延びている支持シール１５１４を有する加工物支持体１５１３によって支持されている。加工物支持体１５１３が処理位置Ｐへと加工物Ｗを下げた時、支持シール１５１４は、攪拌器チャンバ７３０の上端部に位置するチャンバシール１５３７に対して密封することができる。代替的に、支持シール１５１４は、流体及び／又はガス気泡が攪拌器チャンバ７３０から外へ通過することを許し、及び／又は加工物Ｗがスピン又は回転することを許すために、チャンバシール１５３７から離間することができる。出口間隙を通じて攪拌器チャンバ７３０を出る処理流体は、反応装置７１０を出る前にチャンバシール１５３７のレベルを超えて上昇する。従って、チャンバシール１５３７は、乾燥し切らない傾向を有することになり、これによって処理を妨害する恐れのある結晶堆積物を形成する可能性が減少する。チャンバシール１５３７は、加工物支持体１５１３が処理位置Ｐから上向きに移動する時（図１５に示すように）、及び任意的に加工物支持体１５１３が処理位置Ｐにおいて加工物Ｗを支持している時に湿ったままである。
【００６７】
加工物Ｗは、磁気的方向性材料がそれに付加された時に（例えば、磁石７９５の使用と連携して）通常は回転されないので、複数の攪拌器要素７４１の直線往復運動は、それ以外では相当する非常に高速の加工物スピン速度を必要とするであろう量で拡散層厚の低減するための特に重要な方法である。例えば、６つの攪拌器要素７４１を有して２メートル／秒で移動するパドル装置では、パーマロイ槽中で１８ミクロンよりも薄い厚さの鉄の拡散層を得ることができる。攪拌器要素なしでこのような低い拡散層厚を達成するには、加工物Ｗは、５００ｒｐｍでスピンされる必要があると考えられ、これは、磁気反応性材料の堆積時には実現不能である。
【００６８】
上述した直線形の細長い攪拌器要素７４１が円形の加工物Ｗの下で横手方向に往復運動を行うと、これらの攪拌器要素７４１は、加工物Ｗに近接する流れの場において三次元効果を生む傾向を有する場合がある。図１６Ａ〜１８を参照して以下に説明を行う本発明の実施形態は、これらの影響に対処するものである。例えば、図１６Ａは、攪拌器チャンバ１６３０に収容され、攪拌器１６４０のすぐ上に配置された加工物Ｗを見上げている部分概略図である。図１６Ｂは、攪拌器１６３０のチャンバ基部１６３３の上に配置された図１６Ａに示されている加工物Ｗ及び攪拌器１６４０の一部分の図１６Ａの１６Ｂ−１６Ｂ線に実質的に沿って取られた部分概略断面図である。以下に説明するように、攪拌器１６４０は、上述の三次元効果に対処するために異なる形状を有する攪拌器要素を含む。
【００６９】
図１６Ａを参照すると、攪拌器１６４０は、複数の攪拌器要素１６４１（２つの外側攪拌器要素１６４１ｂの間に配置された４つの内側攪拌器要素１６４１ａとして示されている）を含む。攪拌器要素１６４１は、攪拌器伸長方向軸線１６９０とほぼ平行に細長くなっており、上述したものとほぼ同様の方法で攪拌器運動軸１６９１に沿って前後に往復運動を行う。加工物Ｗは、電気接点アッセンブリ１６１５を封じるために、加工物Ｗの下を向いている処理表面１０９の周囲の下に周囲の回りに延びている支持シール１６１４を含む加工物支持体１６１３によって担持される。
【００７０】
支持シール１６１４は、加工物Ｗの処理表面１０９から離れるように下向きに突き出しているために（すなわち、図１６Ａの平面から外向きに）、攪拌器要素１６４１は、処理表面１０９よりも支持シール１６１４により近く離間されている。攪拌器要素１６１４が支持シール１６１４のすぐ下を通過しながら前後に移動する時、流れが攪拌器要素１６４１と支持シール１６１４の間の比較的狭い間隙を通過して加速するために、これらは、渦１６９２及び／又は高速ジェットを生じさせる可能性がある。例えば、渦１６９２は、攪拌器要素１６４１が支持シール１６１４の下及び支持シール１６１４を超えて通過する時に生じる可能性があり、又は渦１６９２は、攪拌器要素１６４１が支持シールと整列状態になり、その後加工物Ｗの処理表面１０９の上へ戻る時に生じる可能性がある。これらの渦１６９２は、支持シール１６１４が攪拌器運動軸１６９１とほぼ平行である処理表面１０９（例えば、図１６Ａにおいて示されている１２：００及び６：００位置の近く）では質量移送に重大な影響を与えないであろうが、支持シール１６１４が攪拌器運動軸１６９１を横切っている位置（例えば、図１６Ａの３：００及び９：００位置の近く）では、質量移送により実質的な影響を与える可能性がある。以下において図１６Ｂを参照してより詳細に説明を行うように、この効果を打ち消すために、外側の攪拌器要素１６４１ｂ（加工物Ｗ及び処理位置Ｐの外側領域に整列した）は、内側の攪拌器要素１６４１ａ（加工物Ｗ及び処理位置Ｐの内側領域に整列した）とは異なる大きさを有することができる。
【００７１】
図１６Ｂは、図１６Ａに示されている左の外側攪拌器要素１６４１ｂ及び最も左の内側攪拌器要素１６４１ａを例示している。内側攪拌器要素１６４１ａは、加工物Ｗから間隙距離Ｄ１、及びチャンバ基部１６３３から間隙距離Ｄ２で離間されている。仮に内側攪拌器要素１６４１ａが９：００位置において支持シール１６１４の下を前後に往復運動するようになっているとすれば、内側攪拌器要素１６４１ａの有意な部分は、間隙距離Ｄ１よりも著しく小さい間隙距離Ｄ３で支持シール１６１４から離間されるであろう。上述したように、これは、渦１６９２（図１６Ａ）を発生させる可能性があり、このような渦は、他の位置（例えば、１２：００又は６：００位置）よりもこの位置において加工物Ｗの処理表面１０９における質量移送特性をより大きく高める可能性がある。代替的に、渦は、処理表面１０９全体にわたって発生する可能性があるが、１２：００（及び６：００）の位置におけるよりも９：００（及び３：００）においてより強くなる可能性がある。
【００７２】
上述の効果を打ち消すために、外側攪拌器要素１６４１ｂは、内側攪拌器要素１６４１ａと加工物Ｗの間の間隙距離Ｄ１とほぼ同じである間隙距離Ｄ４を置いて支持シール１６１４から離間されるように、内側攪拌器要素１６４１ａと異なる（例えば、より小さな）大きさを有する。従って、加工物Ｗの周囲の質量移送効果の強化（特に、図１６Ａにおける３：００及び９：００位置近くの周囲における）は、加工物Ｗの残りの部分にわたる質量移送効果の強化と少なくともほぼ同じにすることができる。
【００７３】
図１７は、本発明の別の実施形態による攪拌器チャンバ１７３０内に配置された攪拌器１７４０の断面図である。攪拌器１７４０は、同じく加工物Ｗの周囲及び内部における質量移送特性の間の差異を軽減する方法で攪拌器チャンバ１７３０内を移動するように構成された攪拌器要素１７４１を含む。特に、攪拌器要素１７４１は、３：００及び９：００の位置に近い支持シール１７１４にわたって延びていない包絡線１７８１内で前後に移動する。従って、攪拌器要素１７４１が、３：００及び６：００位置に近い加工物Ｗに隣接して渦（又は異種の強い渦）又は他の流れの場の差異を形成する可能性は少ない。
【００７４】
図１８は、本発明の別の実施形態に従って構成された攪拌器要素１８４１の等角投影図である。攪拌器要素１８４１は、その端部の近くで高さＨ３を有し、端部間のある一定の位置においてＨ３よりも大きな高さＨ４を有する。より一般的には、攪拌器要素１８４１は、伸長方向軸線１８９０に沿った位置において異なる断面形状及び／又は大きさを有することができる。特定の例では、図１６Ａを参照して上述した内側攪拌器要素１６４１ａは、図１８において示されている攪拌器要素１８４１のものとほぼ同様な形状を有することができ、例えば、図１６Ａに示されている１２：００及び６：００位置近くにおける質量移送効果の強化の差異を生じる可能性を軽減する。
【００７５】
図６〜１８を参照して上述した攪拌器のいずれも、変化する繰返し可能なパターンで往復運動を行うことができる。例えば、図１９Ａ〜１９Ｆに示されている１つの構成においては、攪拌器１４０は、中央位置１８０から１つ又はそれよりも多い回数往復運動を行い、次の往復（又は一連の往復）に対する中央位置１８０が前の往復に対するものと異なるようにその後に横手方向にシフトする。図１９Ａ〜１９Ｆにおいて示されている特定的な実施形態では、中央位置１８０は、その最初の位置に戻るまでに５点までシフトする。各点において次の点にシフトする前に、攪拌器１４０は、包絡線１８１内で往復運動を行う。他の特定の例では、中央位置１８１は、２から１２又はそれ以上の点にシフトする。中央位置１８１が１２点までシフトする時、攪拌器１４０は、各点において最も外側の攪拌器要素１４１を超えて約１５〜７５ミリメートル（及び、より具体的には約３０ミリメートル）延びる包絡線１８１内で往復し、中央位置１８０は、１つの点から次の点へ約１５ミリメートルづつシフトする。他の構成では、中央位置１８０は、その最初の位置へ戻る前に他の数の点にシフトする。
【００７６】
攪拌器１４０が往復運動を行う点をシフトさせることにより、加工物Ｗ上の影又は他の望ましくないパターンの形成の可能性が軽減される。この効果は、少なくとも２つの因子から生じる。第１に、中央位置１８０のシフトにより、攪拌器要素１４１の物理的な構造により生成される電界遮断が軽減される。第２に、中央位置１８０のシフトにより、各攪拌器要素１４１が移動する時にそこから発せられる可能性がある渦のパターンをシフトさせることができる。これは、次に、加工物Ｗの処理表面１０９にわたってより均一に渦（又は、他の流れ構造）を分配する。攪拌器要素１４０は、遮断の可能性を更に軽減するために迅速に加速及び減速することができる（例えば、８メートル／秒2で）。攪拌器要素１４１の速度の制御はまた、拡散層厚に影響を及ぼすことになる。例えば、攪拌器要素１４１の速度を０．２メートル毎秒から２．０メートル毎秒へと増加させると、約３倍に拡散層厚が減少することが期待される。
【００７７】
攪拌器要素１４１の数は、近接する攪拌器要素１４１の間の間隔を低減し、かつ各攪拌器要素１４１が往復する最小ストローク長を低減するように選択することができる。例えば、攪拌器１４０の攪拌器要素１４１の数を増すと、隣の攪拌器要素１４１の間の間隔を低減することができ、各攪拌器要素１４１に対する最小ストローク長を低減する。従って、各攪拌器要素１４１は、加工物Ｗの全直径にわたって走査するのではなく、加工物Ｗの一部分だけの近隣を移動する。更に別の特定の例では、各パドル１４１に対する最小ストローク長は、隣の攪拌器要素１４１との距離に等しいか又はそれよりも大きい。これらの構成のどれに対しても、攪拌器要素１４１の数の増加は、攪拌器要素１４１が極端な高速で移動することを要求することなく、加工物Ｗのいずれか１つの部分がその傍を通る攪拌器要素１４１を有する頻度を増大する。攪拌器要素１４１（及び、従ってパドル装置１４０）のストローク長を低減することにより、攪拌器要素１４１を移動させる駆動システムの機械的な複雑さもまた軽減される。
【００７８】
以上により、本明細書において本発明の特定的な実施形態の説明を例示を目的として行ったが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができることが認められるであろう。例えば、電解処理反応装置という関連で上述した攪拌器及び攪拌器チャンバの特徴は、非電解処理反応装置を含む他の反応装置にも適用することができる。別の例では、加工物Ｗが攪拌器に対して往復運動を行う。更に別の例では、加工物Ｗ及び攪拌器は、互いに対して移動する必要はない。特に、攪拌器から発せられる流体ジェットは、質量移送過程を高める流体攪拌をもたらすことができる。それにも関わらず、加工物Ｗ及び／又は攪拌器の少なくとも一部の態様は、加工物Ｗの表面での流体攪拌及び対応する質量移送強化をもたらすために作動される。従って、本発明は、特許請求の範囲による以外は限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態による湿式化学処理ツールの概略上面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による湿式化学処理ツールの一部分を示している等角投影図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に従って配列された湿式化学処理ツールの上面図である。
【図３】本発明の実施形態による湿式化学処理ツールにおいて使用される装着モジュールの等角投影図である。
【図４】図３の４−４線に沿って取られた本発明の実施形態による湿式化学処理ツールにおいて使用される装着モジュールの断面図である。
【図５】装着モジュールのデッキの一部分をより詳細に示している断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従って構成された特徴部を有する処理ステーションの部分概略等角投影図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示されている処理ステーションの上面等角投影図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に従って構成された攪拌器及び電極を有する反応装置の概略図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態に従って構成された攪拌器及び電極を有する反応装置の概略図である。
【図６Ｅ】本発明の実施形態に従って構成された作動した攪拌器の部分概略等角投影図である。
【図７】本発明の別の実施形態により攪拌器チャンバに対して位置決めされた電極及び磁石を有する反応装置の部分切断等角投影図である。
【図８】図７に示されている反応装置の部分概略断面図である。
【図９】本発明の実施形態に従って電極の影響を周方向に変化させるように構成された電界制御要素の概略図である。
【図１０】電界制御要素の別の実施形態の部分概略図である。
【図１１】本発明の実施形態によりガスケットとしても機能する電界制御要素の部分概略等角投影図である。
【図１２Ａ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｂ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｃ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｄ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｅ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｆ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１２Ｇ】本発明の更に別の実施形態による形状及び構成を有する攪拌器の図である。
【図１３】格子構成を有する攪拌器の等角投影図である。
【図１４】本発明の実施形態による攪拌器チャンバに出入りする流れの概略図である。
【図１５】本発明の別の実施形態による攪拌器チャンバを有する反応装置の部分概略等角投影図である。
【図１６Ａ】本発明の更に別の実施形態による異なる大きさの攪拌器要素を有する攪拌器チャンバの一部分の底面図である。
【図１６Ｂ】本発明の更に別の実施形態による異なる大きさの攪拌器要素を有する攪拌器チャンバの一部分の断面図である。
【図１７】本発明の別の実施形態により包絡線内で往復運動を行う複数の攪拌器の断面図である。
【図１８】長さ方向にわたって変化する高さを有する攪拌器要素の部分概略等角投影図である。
【図１９Ａ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１９Ｃ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１９Ｄ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１９Ｅ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１９Ｆ】本発明の実施形態により攪拌器要素の往復ストロークをシフトするためのパターンの概略図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【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】
処理流体を受け取るように構成され、処理位置を有する処理容器と、
前記容器の前記処理位置で加工物を処理流体に少なくとも部分的に浸漬けするように構成された加工物支持体と、
前記容器内の少なくとも前記処理位置の近くに位置して複数の攪拌器表面を有する処理流体攪拌器と、を有し、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方は、少なくとも前記処理位置の近くで処理流体を攪拌するために該処理位置に対して移動可能であり、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方に作動的に連結されたアクチュエータと、
を有することを特徴とする湿式化学処理反応装置。
【請求項２】
前記処理位置が、概ね水平である請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３】
前記容器の前記処理位置は、該処理位置で最大幅を有する微小特徴加工物を受け取るように位置決めされ、
前記反応装置は、前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、該コントローラは、該攪拌器及び該加工物支持体の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な経路に沿って前記最大幅よりも少ない距離だけ移動させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項４】
前記攪拌器は、複数の細長い攪拌器要素を含み、
前記反応装置は、前記攪拌器要素の各々を移動して前記攪拌器が移動する時に隣接する攪拌器要素間の間隔が一定のままであるように、該攪拌器と作動的に連結されたコントローラを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項５】
前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方と作動的に連結されたコントローラを更に含み、
前記コントローラは、前記攪拌器及び前記加工物支持体の前記少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って往復する方法で移動させてその相対運動のストロークが少なくとも２つの連続する往復間で変化するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項６】
前記攪拌器は、前記処理位置に対してほぼ直線の運動経路に沿って前後に移動可能な複数の攪拌器要素を含み、
前記反応装置は、前記電極支持体と前記処理位置の間に位置決めされて少なくとも部分的に封入された攪拌器チャンバを更に含み、該攪拌器チャンバは、前記複数の攪拌器要素を収容している、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項７】
前記攪拌器チャンバは、前記処理位置から離れるように下向きに延びる複数の側壁部分を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、少なくとも該処理位置の近くに流体入口を含み、該側壁部分の少なくとも１つは、更に、少なくとも該処理位置の近くに流体出口を含み、前記攪拌器が、該流体入口と該流体出口の間に位置決めされていることを特徴とする請求項６に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項８】
前記処理容器は、前記処理位置の平面とほぼ直角な第１の距離にわたって延びている少なくとも部分的に封入された攪拌器チャンバを含み、
前記攪拌器は、前記攪拌器チャンバ容積内に配置されており、
前記少なくとも１つの攪拌器の表面は、前記処理位置とほぼ直角な第２の距離にわたって延びており、該第２の距離は、該第１の距離の少なくとも３０％である、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項９】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも７０％であることを特徴とする請求項８に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１０】
前記第２の距離は、前記第１の距離の少なくとも９０％であることを特徴とする請求項８に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１１】
前記処理位置と前記少なくとも１つの攪拌器表面の上端との間の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１２】
前記チャンバ容積は、基部部分によって境界を引かれていることを特徴とする請求項８に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１３】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であることを特徴とする請求項１２に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１４】
前記攪拌器は、前記基部部分に対して移動可能であり、
前記処理位置と前記少なくとも１つの攪拌器表面の上端との間の第１の間隙は、約５ミリメートル又はそれよりも小さく、
前記基部と前記少なくとも１つの攪拌器表面の下端との間の第２の間隙も、約５ミリメートル又はそれよりも小さい、
ことを特徴とする請求項１２に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１５】
前記基部部分の少なくとも一部は、流体透過性であることを特徴とする請求項１２に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１６】
前記チャンバ容積は、前記処理位置から離れるように下に向かって前記基部部分に延びる複数の側壁部分によって境界を引かれており、
前記基部部分は、前記処理位置の方向に面した第１の表面と該第１表面の反対方向に面した第２の表面とを含み、
前記第２の表面は、前記処理位置の周囲に向かって該処理位置の中心に向かうよりも高くなるように傾斜している、
ことを特徴とする請求項１２に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１７】
前記攪拌器は、離間した表面を有してほぼ直線の運動軸線に沿って前記処理位置に対して往復移動可能である複数の攪拌器要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１８】
前記反応装置は、
少なくとも前記処理位置の近くに配置され、微小特徴加工物上に堆積した材料を配向するために該処理位置に磁場を印加するように位置決めされた磁石と、
少なくとも１つの電極を前記処理位置と流体連通状態で担持するように位置決めされ、該処理位置を通過しない運動経路に沿って処理場所と撤去場所の間で前記容器に対して移動可能な電極支持体と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項１９】
前記攪拌器は、第１の表面と該第１の表面の反対方向に面した第２の表面とを有する攪拌器要素を含み、該第１及び第２の表面は、該表面間に位置決めされて前記処理位置に直角な軸線から離れるように外向き及び下向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２０】
前記攪拌器は、前記処理流体が該攪拌器を通過することを可能にするために該処理流体に対して少なくとも部分的には透過性であることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２１】
前記攪拌器は、電気絶縁性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２２】
前記攪拌器は、第１の攪拌器要素及び第２の攪拌器要素を含み、該第２の攪拌器要素の少なくとも一部分は、該第１の攪拌器要素から離間されており、該第１の攪拌器要素は、第１の形状及び大きさを有し、該第２の攪拌器要素は、第２の形状及び大きさを有し、該第１の形状が該第２の形状と異なるか又は該第１の大きさが該第２の大きさと異なるか又はその両方であることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２３】
前記加工物支持体は、前記微小特徴加工物の周囲領域の回りに延びるように位置決めされたほぼ円形のシールを含み、
前記第１の攪拌器要素は、伸長方向軸線に沿って細長くなっており、かつ前記シールの上を通過して該伸長方向軸線が該シールの一部分とほぼ接線をなすように位置決めされており、
前記第２の攪拌器要素は、前記第１の攪拌器要素から内側に位置決めされており、
更に、前記第１の攪拌器要素は、前記第２の攪拌器要素よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２２に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２４】
前記処理位置は、ほぼ平坦な処理平面の一部分を含み、
前記反応装置は、前記処理平面から遠隔にシーブ電極を担持するように位置決めされた電極支持体を更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２５】
更に、前記処理位置と流体連通した少なくとも１つの電極を担持するように構成された電極支持体を含むことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２６】
前記電極支持体は、誘電障壁によって互いから少なくとも部分的に分離された複数の電極チャンバを有し、該誘電障壁間の間隙は、前記処理位置がら離間した対応する複数の仮想電極位置を形成することを特徴とする請求項２５に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２７】
前記電極支持体と前記処理位置の間の流路に沿って位置決めされ、該処理位置で前記処理流体内の電流密度を制御して該処理位置の第１の円周上の場所で第１の値及び該処理位置の第２の円周上の場所で該第１の値とは異なる第２の値を有するように構成された電界制御要素を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２８】
前記電界制御要素は、前記電極支持体と前記撹拌器との間の流れ経路に沿って位置決めされていることを特徴とする請求項２７に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項２９】
前記電界制御要素は、第１の円周上の場所で第１の幅を有し、第２の円周上の場所で第１の幅とは異なる第２の幅を有する溝を含むことを特徴とする請求項２７に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３０】
前記容器は、前記電界制御要素と前記処理位置の間に延びる軸線に沿って整列したベーンを含むことを特徴とする請求項２７に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３１】
前記容器は、第１の部分と該第１の部分に密封可能に連結した第２の部分とを含み、
前記電界制御要素は、前記第１及び第２の部分の間に密封可能に配置されたガスケットを含む、
ことを特徴とする請求項３０に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３２】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に該処理位置の平面にほぼ直角な軸線に関して該処理位置で微小特徴加工物を回転させるように位置決めされていることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３３】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３４】
前記加工物支持体は、前記攪拌器が前記処理位置に対して移動する間に静止していることを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３５】
前記処理流体は、第１の処理流体を含み、
前記反応装置は、第２の処理流体の供給源に連結可能であって前記加工物支持体によって担持された微小特徴加工物に向けて該第２の処理流体の流れを向けるために前記処理位置の上方に位置決めされたノズルを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３６】
前記シーブ電極と、
前記加工物支持体によって担持され、該加工物支持体が前記微小特徴加工物を担持する時に該微小特徴加工物と電気接触するように位置決めされた接触電極と、
前記処理位置から離間した少なくとも１つのアノードと、
前記接触電極、前記シーブ電極、及び前記少なくとも１つのアノードの間に連結され、該シーブ電極及び該接触電極に供給する電位よりも高い電位で該少なくとも１つのアノードに電流を供給する１つ又はそれよりも多い電源と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３７】
更に、処理支持体を有し、
該処理支持体は、
複数の位置決め要素及び取付要素を有する装着モジュール、を含み、
前記加工物支持体は、前記装着モジュールによって担持されており、前記処理容器は、前記位置決め要素の１つと係合した第１の接続部材及び前記取付要素の１つと係合した第１の固定具を有しており、
前記加工物搬送装置は、前記位置決め要素の１つと係合した第２の接続部材及び前記取付要素の１つと係合した第２の固定具を有しており、前記装着モジュールは、前記処理容器が別の処理容器に交換される時に前記加工物搬送装置を再較正する要がないように、位置決め要素間の相対位置を維持するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３８】
前記装着モジュールは、
前記位置決め要素の少なくともいくつか及び前記取付要素の少なくともいくつかが載った剛性外側部材と、該外側部材に並置された剛性内側部材と、該外側部材と該内側部材の間にあり該外側部材及び該内側部材と共に相互に固定されたブレーシングとを含んで前記処理容器が取り付けられたデッキ、
を含む、
ことを特徴とする請求項３７に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項３９】
前記装着モジュールは、前記反応装置を担持するためのデッキと、前記加工物搬送装置を担持するためのプラットフォームと、該装着モジュールを前記フレームに調節可能に取り付けるための調節可能フーチングとを含み、
前記デッキは、複数のブレースと、該ブレースの１つの側面に取り付けられ、前記位置決め要素の第１の組と前記取付要素の第１の組とを有する剛性第１パネルと、該第１パネルに並置され、該ブレースの別の側面に取り付けられた剛性第２パネルとを含み、
前記プラットフォームは、位置決め要素の第２の組と取付要素の第２の組とを含み、
前記反応容器は、前記デッキによって担持され、前記第１の組の位置決め要素の対応する位置決め要素に係合した複数の第１の接続部材と、前記第１の組の取付要素の対応する取付要素に係合した複数の第１の固定具とを含み、
前記加工物搬送装置は、前記プラットフォームによって担持され、前記第２の組の位置決め要素の対応する位置決め要素に係合した複数の第２の接続部材と、前記第２の組の取付要素の対応する取付要素に係合した複数の第２の固定具とを含む、
ことを特徴とする請求項３７に記載の湿式化学処理反応装置。
【請求項４０】
反応装置内の微小特徴加工物を湿式化学処理する方法であって、
処理チャンバの処理位置で、処理流体を前記微小特徴加工物に接触させる段階と、
前記微小特徴加工物及び前記加工物の近くに位置決めされた攪拌器の少なくとも一方を他方に対して移動させる段階と、
前記微小特徴加工物の表面に隣接する前記処理流体を、複数の撹拌器表面が前記微小特徴加工物の表面を横切るように向けられるように撹拌する段階と、
前記処理チャンバから前記微小特徴加工物を取り出す段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
前記微小特徴加工物は、最大幅を有し、
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線の運動経路に沿って、該運動の少なくとも２つの時間的に隣接するストロークの各々が前記最大幅よりも短い距離に及ぶように往復させる段階、
を更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方を他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って往復させる段階と、
前記微小特徴加工物及び前記攪拌器の少なくとも一方の往復運動を、該往復運動の少なくとも１つのストロークが次のストロークによって網羅される包絡線とは異なる包絡線に及ぶように変化させる段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
処理流体と接触させる段階が、前記微小特徴加工物をほぼ水平にしながら、前記処理流体を前記微小特徴加工物に接触させることを含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記撹拌器は、少なくとも部分的に封入チャンバ内に配置され、更に、流体入口で前記処理流体を前記チャンバ内に導入する段階と、前記チャンバ及び前記撹拌器を横切るように前記処理流体を移動させる段階と、前記処理流体を前記チャンバから取り除く段階と、を含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記反応装置は、処理ツールの第１の位置に配置された湿式化学処理チャンバを有し、更に、
前記ツールから前記湿式化学処理チャンバを取り除く段階と、
交換用湿式化学処理チャンバを前記第１の場所で前記ツールに装着することにより、前記湿式化学処理チャンバを該交換用湿式化学処理チャンバと交換する段階と、
自動加工物搬送システムを用いて、前記湿式化学処理ステーションの交換後に該自動加工物搬送機構を較正することなく、別の微小特徴加工物を前記交換用湿式化学処理装置に装填する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
微小特徴加工物を処理する方法であって、
微小特徴加工物を、処理容器の処理平面で処理流体と接触するように位置決めする段階と、
前記処理流体の少なくとも一部分を前記微小特徴加工物の方向に向け、該微小特徴加工物が前記処理平面で磁場を受けている間及び該微小特徴加工物が該微小特徴加工物から離間した少なくとも１つの電極と流体連通した状態にある間に磁気感応材料を該微小特徴加工物上に電解的に堆積させることにより、微小特徴加工物を処理平面で処理する段階と、
前記少なくとも１つの電極を、該少なくとも１つの電極を前記処理平面に通過させることなく該処理平面との流体連通から取り除く段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの電極を取り除く段階は、複数の電極を担持する電極ハウジングを取り除く段階を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
微小特徴加工物のための処理装置を製造する方法であって、
処理流体を受け取るように構成された容器の少なくとも近くに、該容器の処理位置に微小特徴加工物を担持するように構成された加工物支持体を位置決めする段階と、
前記微小特徴加工物に隣接して前記処理流体の拡散層に対する選択された効果を有するように攪拌器の特性を選択する段階と、
を含み、
前記攪拌器は、少なくとも１つの攪拌器要素を含み、前記特性は、該攪拌器の攪拌器要素の数、前記処理位置と該少なくとも１つの攪拌器要素の間の間隔、少なくとも１つの撹拌器要素が移動するチャンバの対応する寸法に対する前記処理位置の平面にほぼ直角な少なくとも１つの撹拌器要素の寸法、該処理位置に対する該少なくとも１つの攪拌器要素のストローク包絡線、及び該処理位置に対する該少なくとも１つの攪拌器要素のストローク工程のうちの少なくとも１つを含み、
前記攪拌器及び前記加工物支持体の少なくとも一方が他方に対してほぼ直線的な軸線に沿って移動可能であるように該攪拌器を少なくとも前記処理位置の近くに装着する段階、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
各々が２つの対向して下向きに傾斜した攪拌器表面を有する、６つの攪拌器要素を含むように前記攪拌器を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの攪拌器要素のストローク包絡線をほぼ直線的であるように、かつ前記加工物支持体によって担持された微小特徴加工物の最大直径よりも短い長さを有するように選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。