(57)【要約】【課題】いずれの方向にも制御された速度にて回転できると共に、制御された力でウエハ表面が押し当てられるパッドを支持できるような、機械的な強度を備えた陽極組立体を提供する。【解決手段】陽極組立体（９）は、半導体基板の表面へ溶液を供給するものであって、内部ハウジング容積を形成してなるハウジングを含み、その中を溶液が流れる。内部ハウジング容積のための閉被が提供されて、溶液は閉被を介して内部ハウジング容積から半導体基板の表面へ向けて放出される。フィルター（１６２）は、内部ハウジング容積を、第１のチャンバと、第１のチャンバと閉被との間に配置されてなる第２のチャンバとに分割する。溶液の表面への供給中において、溶液が第２のチャンバへ流入する速度は、溶液が第１のチャンバへ流入する速度に比べて高くなっていて、これらの流れは第２のチャンバ内にて混合される。【選択図】図３
2004530791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面へ溶液を供給するための陽極組立体であって、この陽極組立体が、
溶液の流入すべき内部ハウジング容積を形成してなるハウジングと、
前記内部ハウジング容積のための閉被であって、溶液が該閉被を介して前記内部ハウジング容積から前記基板の表面へ向けて放出されるような上記閉被と、
前記内部ハウジング容積を、第１のチャンバと、第１のチャンバと閉被との間に配置されてなる第２のチャンバとに分割するようなフィルターと、を備え、
前記溶液の前記表面への供給中において、溶液が前記第２のチャンバへ流入する速度は、溶液が前記第１のチャンバへ流入する速度に比べて高くなっていて、これらの前記流れが前記第２のチャンバ内にて混合される、
ことを特徴とする陽極組立体。
【請求項２】
前記ハウジングは、溶液を前記第２のチャンバへ直接的に流入させるような少なくともひとつの一次流れ通路と、溶液を前記第１のチャンバへ直接的に流入させるような少なくともひとつの二次流れ通路と、を含んでいることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項３】
前記一次流れ通路と二次流れ通路とは互いに独立していることを特徴とする請求項２記載の陽極組立体。
【請求項４】
前記二次流れ通路は前記一次流れ通路から分岐していることを特徴とする請求項２記載の陽極組立体。
【請求項５】
前記二次流れ通路は、前記一次流れ通路を介して前記第１のチャンバへ流れる溶液の一部分を流用すべく適合してなることを特徴とする請求項４記載の陽極組立体。
【請求項６】
前記閉被は、前記内部ハウジング容積を被覆するようなプレートであることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項７】
前記プレートの上に重ねられたマスクであって、該マスクを介して前記溶液が流れることができるような上記マスクをさらに備えていることを特徴とする請求項６記載の陽極組立体。
【請求項８】
前記第２のチャンバと前記閉被との間に配置されてなる第２のフィルターをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項９】
前記基板は半導体から構成されていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１０】
前記第１のチャンバからスラッジを除去するためのドレインをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１１】
ハウジングへ流入する前の溶液を予備濾過するための外部フィルターをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１２】
前記ハウジングは上側ハウジングであって、下側ハウジングをさらに備え、該下側ハウジングには前記外部フィルターが取付けられており、下側ハウジングが形成する容積内に前記上側ハウジングの少なくとも一部分を受入れるように適合していることを特徴とする請求項１１記載の陽極組立体。
【請求項１３】
下側ハウジングが前記上側ハウジングの前記少なくとも一部分を受入れたとき、前記下側ハウジングと前記上側ハウジングとの間に流体入口チャンバが形成されることを特徴とする請求項１２記載の陽極組立体。
【請求項１４】
前記第１のチャンバの内部に受入れられてなる陽極をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１５】
前記陽極は可溶性の陽極であることを特徴とする請求項１４記載の陽極組立体。
【請求項１６】
前記溶液は電解質の溶液であって、基板の前記表面上に、該溶液から導電膜が堆積することを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１７】
第１のチャンバの内部の気泡を除去するために、少なくともひとつのオリフィスが使用されていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１８】
第２のチャンバの内部の気泡を除去するために、少なくともひとつのオリフィスが使用されていることを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項１９】
第１のチャンバの少なくともひとつのオリフィスと、第２のチャンバの少なくともひとつのオリフィスとを使用して、溶液を脱気し、又は、陽極組立体に気泡が蓄積することを防止することを特徴とする請求項１記載の陽極組立体。
【請求項２０】
フランジ間における制御された漏出によって、気泡の蓄積が抑制されることを特徴とする請求項１９記載の陽極組立体。
【請求項２１】
陽極組立体に受入れられた基板の表面へ溶液を供給するための方法であって、この方法が、
内部容積を有してなるハウジングであって、該内部容積はフィルターによって、第１のチャンバと、第１のチャンバと前記表面との間に配置されてなる第２のチャンバとに分割されているような、上記ハウジングを提供する段階と、
前記ハウジングに溶液を供給する段階と、
ハウジングへ供給された溶液を、前記第２のチャンバへ直接的に流入させるような一方の流れと、前記第１のチャンバを介して前記第２のチャンバへ流入させるような他方の流れとに分割する段階と、
互いの流れを前記第２のチャンバの内部にて混合する段階と、
前記ハウジングから前記表面へと前記溶液を放出する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記溶液は電解質の溶液であって、基板の前記表面上に、該溶液から導電膜が堆積することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のチャンバの内部に陽極が受入れられていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記陽極は可溶性の陽極であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
第１のチャンバの内部の気泡を除去するために、少なくともひとつのオリフィスが使用されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
第２のチャンバの内部の気泡を除去するために、少なくともひとつのオリフィスが使用されていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
第１のチャンバの少なくともひとつのオリフィスと、第２のチャンバの少なくともひとつのオリフィスとを使用して、溶液を脱気し、又は、陽極組立体に気泡が蓄積することを防止することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
フランジ間における制御された漏出によって、気泡の蓄積が抑制されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板は半導体を含んでいることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に金属膜を堆積し、研磨し、又は電解研磨し、あるいは、そうした金属膜を基板から除去するための装置及び方法に関する。独特な陽極組立体は、ダマシンタイプの層間結合に平坦な金属を堆積させたり、パッケージ構造を提供するために特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
多層の集積回路の製造においては、多数の段階の金属及び絶縁膜の堆積と、フォトレジストのパターン化及びエッチングその他の材料の除去手段とが必要である。フォトリソグラフィーとエッチングとの後には、得られたウエハや基板の表面は平坦ではなくて、ヴァイアやライン又はチャンネルなどの多数の特徴を含んでいる。これらの特徴はしばしば、例えば金属や誘電体又はこれらの双方などの特定の材料で充填することが必要になる。高性能の用途のためには、次段の工程を再び行なうべく、ウエハの地形的な表面は平坦であることが必要であって、そうした次段の工程は、材料の堆積とフォトリソグラフィーとの段階を伴なうことが通例である。フォトリソグラフィーの段階の前には、適切な焦点合わせと同一高さの位置決めないし整列を達成できるように、基板の表面は平坦であることが最も好ましい。従って、ウエハの表面を非平坦にする各堆積段階の後には、表面の平坦化の段階を行なうのが通例である。
電着は、半導体ウエハの表面の絶縁層に開いているヴァイアやチャンネルなどの特徴の中に、銅（Ｃｕ）などの高い導電性の材料を堆積させるために使用すべく、ＩＣの製造において広範囲に受入れられている技術である。
電着は通常、銅イオンと、銅の層の特質や形態及びメッキ挙動を制御するような添加物とを含んでなる、特別に配合された電解質の溶液の中で陰極的に行なわれる。代表的には丸いウエハの円周に沿って、ウエハ表面の種層に適切に電気接触を行なう。消耗可能なＣｕ又は不活性の陽極プレートを電解質の溶液中に配置する。ウエハ表面へのＣｕの堆積を開始するために、ウエハ表面に陽極に対する陰極電圧を印加し、すなわち、ウエハ表面に陽極プレートに対するマイナスの電圧を印加する。
【０００３】
従来の電着技術の様々な欠点を解決することが重要性であることは、平坦な銅層の堆積を追求した技術的な発展から明らかである。例えば、本発明の譲受人が共有者である、発明の名称を"METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROCHEMICAL MECHANICAL DEPOSITION"とするＴａｌｉｅｈの米国特許第６，１７６，９２２号が開示しているひとつの観点の電気化学機械的な堆積技術（ＥＣＭＤ）は、基板の表面のキャビティに導電材料を堆積させつつ、フィールド領域への堆積を最小にするために、導電材料が堆積されるときにフィールド領域をパッドで研磨して、平坦な銅の堆積を生じさせている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第６，１７６，９２２号  また、同じく本発明の譲受人が譲受した、発明の名称を"PLATING METHOD AND APPARATUS THAT CREATES A DIFFERENTIAL BETWEEN ADDITIVE DISPOSED ON A TOP SURFACE AND A CAVITY SURFACE OF A WORKPIECE USING AN EXTERNAL INFLUENCE"とする米国特許出願第０９／７４０，７０１号が開示しているひとつの観点の方法及び装置は、基板上に導電材料をメッキするために、例えばワークピースとマスクとの間に相対的な動きを生じさせるなど、外部の影響を生じさせて、ワークピースの上面とキャビティ面との間に、添加物が存在する時間差を生じさせている。時間差を維持しつつ、陽極と基板との間に電力を供給して、上面に比べてキャビティ面に相対的に大きなメッキを生じさせている。
【特許文献２】
米国特許出願第０９／７４０，７０１号  ２０００年１２月１４日に出願された、発明の名称を"METHOD AND APPARATUS FOR MAKING ELECTRICAL CONTACT TO WAFER SURFACE FOR FULL-FACE ELECTROPLATING OR ELECTROPOLISHING"とする米国特許出願第０９／７３５，５４６号が開示しているひとつの観点の技術は、全面に電気メッキ又は電気研磨を提供している。２００１年１月１７日に出願された、発明の名称を"METHOD AND APPARATUS FOR ELECTRODEPOSITION OF UNIFORM FILM WITH MINIMAL EDGE EXCLUSION ON SUBSTRATE"とする米国特許出願第０９／７６０，７５７号が開示しているひとつの観点の技術は、電気接点のための表面の空間を損失せずに、半導体ウエハの表面に平坦な導電層を形成している。
【特許文献３】
米国特許出願第０９／７３５，５４６号
【特許文献４】
米国特許出願第０９／７６０，７５７号  そうした上述した工程では、電着工程の少なくとも一部分中において、ワークピースの表面とパッドないしマスクとの間に物理的な接触が存在するとき、パッドないしマスクを使用する。物理的な接触や外部の影響は、上面での成長速度を減少させる一方、特徴の内部での成長速度を増加させることによって、金属の成長に影響する。  可溶性の陽極を使用する金属の堆積の工程では、堆積した金属が陽極のスラッジや陽極の微粉で汚染されることを最小化することが必要である。代表的には、この種の汚染を最小化するために、可溶性の陽極のまわりに陽極バッグを巻き付ける。層間結合やパッケージングの用途のための従来の銅の電着においては、図１に示すように、陽極１５２のまわりに陽極バッグないしフィルター１５０を巻き付けている。堆積容器１５６の内部において、陽極１５２は陰極１５４から適当に隔てられる。電解質の溶液１６０は、撹拌され、再循環され、又は、さらには濾過される。日常的なメッキ作業中には、陽極１５２とバッグ１５０との間の空間によって形成されてなる陽極スラッジキャビティ１５８の中に、陽極スラッジが蓄積する。Ｃｕのメッキの事例においては、過剰な陽極スラッジの蓄積は、陰極１５４に堆積する金属の品質に悪影響を与える。特に、電界の分布の変化に起因して、堆積する金属の均一性が悪化する。さらに、陽極が分極するために、メッキ電圧が大きくなる。銅のイオンは、陰極の要求を満たすのに十分に速くは、スラッジ層を通って拡散することができない。さらに、結果的なメッキ効率の損失によって、陰極に水素がメッキされたり発達したりする。日常的な保守のためには、陽極１５２を堆積容器１５６から取出して、クリーニングして、ないしスラッジを除去してから交換する。
【０００５】
図２は、メッキ及び平坦化の装置の概略であって、本発明による改良された陽極組立体を使用することができる装置を示している。支持ヘッド１０は、丸い半導体ウエハ１６を支持していて、同時に、ウエハの導電性の下側面に結合されてなる電線７を提供している。ヘッドは、第１の軸線１０ｂを中心として回転することができる。また、ヘッドは図２に示したＸ方向及びＹ方向に動くことができる。さらに、ヘッドにはＺ方向の動きを提供するための装置も備えられる。
ウエハ１６を支持するために使用される支持ヘッドとしてのある種の実施形態は、１９９９年１２月２７日に出願された、発明の名称を"WORK PIECE CARRIER HEAD FOR PLATING AND POLISHING"とする係属中の米国特許出願第０９／４７２，５２３号の主題になっていて、同文献をここで参照して引用するが、それは本発明の本質的事項とはならない。上述の支持ヘッドに関連させて使用することができる陽極バッグを備えた陽極組立体のある種の実施形態は、２０００年５月１１日に出願された、発明の名称を"ANODE ASSEMBLY FOR PLATING AND PLANARIZING A CONDUCTIVE LAYER"とする係属中の米国特許出願第０９／５６８，５８４号の主題になっていて、同文献をここで参照して引用するが、それは本発明の本質的事項とはならない。
【特許文献５】
米国特許出願第０９／４７２，５２３号
【特許文献６】
米国特許出願第０９／５６８，５８４号  パッド８は、ウエハ表面に対面するように、丸い陽極組立体９の上面に提供される。パッド８は、２０００年２月２３日に出願された、係属中の米国特許出願第０９／５１１，２７８号の主題とされているようなデザインないし構造になっている。この係属中の出願の開示をここで参照して引用するが、それは本発明の本質的事項になるものではない。また、２０００年７月２１日に出願された、発明の名称を"PAD DESIGNS AND STRUCTURES WITH IMPROVED FLUID DISTRIBUTION"とする係属中の米国特許出願第０９／６２１，９６９号も、そうしたパッドのデザイン及び構造に関連している。この米国特許出願第０９／６２１，９６９号の開示をここで参照して引用するが、それは本発明の本質的事項になるものではない。
【特許文献７】
米国特許出願第０９／５１１，２７８号
【特許文献８】
米国特許出願第０９／６２１，９６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明で開示される陽極組立体は、いずれの方向にも制御された速度にて回転できると共に、制御された力でウエハ表面が押し当てられるパッドを支持できるような、機械的な強度を備えている。陽極組立体は、処理流体を受け、保有し、放出し、及び分配する能力を有している。組立体は、電着処理に使用できると共に、メッキや平坦化の処理、又はＥＣＭＤの処理に使用することができる。組立体は、ＣＭＰツールとしても使用できる。
本発明はさらに改良された陽極のデザインと組立体とを提供し、それらは超平坦膜における高品質の金属メッキ及び堆積の要求を満たすことができる。これらのさらに改良された陽極のデザインと組立体とについて、その特別な特徴を以下に説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の各実施形態において、半導体基板の表面に溶液を供給する陽極組立体は、溶液が流入するような内部ハウジング容積を形成してなるハウジングを含んでいる。各組立体はまた、内部ハウジング容積のための閉被を有していて、溶液は閉被を介して内部ハウジング容積から基板の表面へ向けて放出される。フィルターは、内部ハウジング容積を第１のチャンバと第２のチャンバとに分割するもので、第１のチャンバと閉被との間に配置されている。溶液が表面へ供給されるとき、溶液が第２のチャンバへ流入する速度は、溶液が第１のチャンバへ流入する速度に比べて高くなっていて、これらの流れは第２のチャンバ内にて混合される。
ハウジングは、溶液を第２のチャンバへ直接的に流入させるような少なくともひとつの一次流れ通路と、溶液を第１のチャンバへ直接的に流入させるような少なくともひとつの二次流れ通路とを含んでいる。ひとつの実施形態においては、一次流れ通路と二次流れ通路とは互いに独立している。別の実施形態においては、二次流れ通路は一次流れ通路から分岐していて、二次流れ通路は、一次流れ通路を介して流れる溶液の一部分を流用して、第１のチャンバ流すように適合している。
内部ハウジング容積のための閉被は、内部ハウジング容積を被覆するようなプレートである。プレートの上にあるパッドを通して溶液が流れる。
第２のチャンバと閉被との間には、第２のフィルターが配置されている。内部ハウジング容積を第１のチャンバと第２のチャンバとに分割している第１のフィルターに比べて、第２のフィルターは、より小さい孔を有している。
【０００８】
本発明のひとつの実施形態は、第１のチャンバからスラッジを除去するためのドレインを備えている。変形例においては、ハウジングへ流入する前の溶液を予備濾過するための外部フィルターを使用することができる。この場合には、上述したハウジングは上側ハウジングであって、組立体はさらに下側ハウジングを備えていて、該下側ハウジングには外部フィルターが取付けられており、下側ハウジングが形成する容積内に上側ハウジングの少なくとも一部分を受入れるように適合している。この構成においては、下側ハウジングが上側ハウジングのかかる部分を受入れたとき、下側ハウジングと上側ハウジングとの間に流体入口チャンバが形成される。
第１のチャンバの内部には、通常は可溶性の陽極である陽極が受入れられている。使用される溶液は代表的には電解質の溶液であって、半導体基板の表面上に、該溶液から導電膜が堆積する。
【０００９】
本発明の別の観点において、陽極組立体に受入れられた半導体基板の表面へ溶液を供給するための方法は、内部容積を有してなるハウジングを提供する段階を含んでいる。この内部容積はフィルターによって、第１のチャンバと、第１のチャンバと表面との間に配置されてなる第２のチャンバとに分割されている。溶液はハウジングに供給されて、第２のチャンバへ直接的に流入するような一方の流れと、第１のチャンバを介して第２のチャンバへ流入するような他方の流れとに分割される。互いの流れは第２のチャンバの内部にて混合されて、溶液はハウジングから表面へ向けて放出される。
本発明のさらに別の観点においては、少なくともひとつのオリフィスを使用して、第１のチャンバから、または第２のチャンバから、あるいは第１及び第２のチャンバの双方から、それらの内部の気泡を除去する。第１のチャンバの少なくともひとつのオリフィスと、第２のチャンバの少なくともひとつのオリフィスとを使用して、溶液を脱気し、又は、陽極組立体に気泡が蓄積することを防止する。フランジ間における制御された漏出によって、気泡の蓄積を抑制しても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施例１）
以下に説明するそれぞれの陽極組立体は、可溶性の、すなわち消耗可能な陽極と共に使用するのに特に適している。しかしながら、陽極組立体には不活性の陽極を使用しても良く、また、陽極組立体はエッチングの用途や金属堆積の用途に使用しても良いことを考慮されたい。
本発明においては、複数の陽極フィルターが、陽極ハウジングのいくつかの箇所に配置されて使用される。異なった孔のサイズをもったフィルターが提供される。また、フィルターは２枚の多孔質のシートの間に積層しても良い。図３に示した陽極組立体９は、複数のフィルターと、垂直に構成されてなる一次流体送り通路と二次流体送り通路とを備えている。この陽極の構成においては、陽極チャンバの内部に、フィルター取付部材１６３によって、一次陽極フィルター１６２が配置されて、陽極１６４を陽極チャンバの残りの部分から本質的に隔てている。一次陽極フィルター１６２は、例えば１又は複数の層の毛羽立てたポリプロピレンの布地や、ポリエチレン、ポリスルホン、親水性のＰＶＤＦ、又は、ＰＦＴＥのフィルターであって、平均直径１．０μｍ未満の粒子サイズないし孔サイズを有している。フィルター１６２は陽極１６４のまわりの陽極スラッジを埋没させる。一次陽極フィルター１６２から離されて、上側陽極フィルター１６６が配置されている。上側陽極フィルター１６６の孔サイズは、３０μｍ〜０．１μｍの直径が好ましい。上側陽極フィルター１６６は、陰極に流通する電解質の溶液ないし流体を有効に濾過できるように固定されている。
【００１１】
一次陽極フィルターエレメント１６２と上側ないし二次陽極フィルター１６６とは、陽極ハウジング１６８の内部のキャビティＡによって隔てられている。キャビティないしチャンバＡは、フィルター間混合チャンバと称することにする。このチャンバＡの内部において、下側陽極チャンバＢから発散した溶液は、少なくともひとつの一次流れ通路１７０からの溶液と混合される。チャンバＡとチャンバＢとで、内部ハウジング容積が形成されていて、その中に電解質の溶液が流入する。すなわち、フィルター１６２は、内部ハウジング容積を、下側陽極チャンバＢと、下側陽極チャンバと上部陽極プレート１７４との間に配置されてなる、フィルター間混合チャンバＡとに分割している。後述する図１４に示した実施形態、並びに、図１５〜図１７に示した各実施形態においては、チャンバＡの内部の電解質の溶液と、一次流れ通路から流れる高い流速ないし流量の溶液とが混合することで、銅その他の金属イオンの下側陽極チャンバＢから混合チャンバＡへの移動を高めている。言換えれば、かかる高められたイオン移動は、チャンバＡの内部にて生じる混合によって提供されるが、それは、混合チャンバＡへ電解質の溶液が流入する速度が、陽極チャンバＢへ溶液が流入する速度に比べて大きいためである。動的な混合及び移動によって、下側陽極チャンバＢと上側のフィルター間混合チャンバＡとの間における銅イオンの濃度差が小さくなって、そのために、セル室の大きなイオン濃度差に起因するようなセル室の分極化を低減することができる。
【００１２】
一次流れ通路は垂直な通路であって、電解質の溶液ないし流体を流通させるもので、陽極ハウジングに組込むことができる。一次流れ通路と二次流れ通路とはいずれも、図１４に示す如く、セル室の壁内の開口として形成することができる。一次流れ通路１７０は、６０％を越える分量の溶液を、フィルター間混合チャンバＡへ直接的に移送させる。そして、溶液は非常に微細な上側陽極フィルター１６６によって濾過されるが、このフィルターが有する開口は、代表的には１０μｍ未満であって、好ましくは０．０２〜０．５μｍの平均直径になっている。次に、濾過された溶液は、上部陽極プレート１７４の通路１７２とパッド組立体１７８の通路１７６とを経由して、陰極へ移送される。上部陽極プレート１７４は、内部ハウジング容積のための閉被を形成していると共に、ボルトなどの任意の適宜な手段によって、陽極ハウジングの上端に形成されてなるフランジ１７５に固定されている。従って、溶液は、内部ハウジング容積から、上部陽極プレート１７４の通路１７２を通り、さらにパッド組立体の通路１７６を通って、半導体基板の表面へ向けて放出される。上部陽極プレート１７４の下面とフランジ１７５との間にＯリングシール１８２を設けて、メッキ溶液ないしメッキ／平坦化溶液の漏出を防止しても良い。Ｏリングを省略して、フランジ間に流体の制御された漏出を生じさせても良い。制御された漏出は、混合チャンバ内の気泡を除去するために使用される。上部陽極プレート１７４は、本質的には、前述した係属中の米国特許出願第０９／５６８，５８４号におけるパッド支持プレート２２と同じ構造のものであり、一方、パッド組立体１７８は同じく前述の出願におけるパッド８と本質的に同じ構造である。
【００１３】
二次流れ通路１８０は、陽極１６４を取囲んでいる下側陽極チャンバないし空間Ｂへと、残りの電解質の溶液を供給する。下側陽極チャンバＢから発散する溶液は、一次陽極フィルター１６２によって濾過された後に、フィルター間混合チャンバＡの中の溶液へ入って混合される。
【００１４】
（実施例２）
他のセル室の構成においては、別の外部のフィルターや追加的な外部フィルターエレメントを提供しても良い。図６は、そうしたセル室の構成を示していて、上側陽極ハウジング４６８の下方に外部フィルター４７２が配置されている。この外部のないし“ボウル間”のフィルター４７２は、流体入口４７４から流入する電解質の溶液を予備濾過するために使用される。また、図６のセル室の構成でも、下側陽極チャンバＢに配置されてなる陽極４６４を含んでいて、これは、一次陽極フィルター４６２によって、フィルター間混合チャンバＡから隔てられている。図３に示した実施形態と同様に、一次陽極フィルター４６２は１又は複数の層のフィルターやフィルターカートリッジ組立体から構成することができて、１〜５μｍの直径の粒子サイズないし孔サイズを有している。一次陽極フィルター４６２は陽極４６４のまわりの陽極スラッジを埋没させる。
図３に示した実施形態において上部陽極プレート１７４をフランジ１７５に取付けていたのと同様に、一次陽極フィルター４６２から隔てられるように上側陽極フィルター（図６には図示せず）が配置され、上側陽極ボウルないしハウジング４６８のフランジ４７５には上部陽極プレート（図６には図示せず）が取付けられていて、フィルター間混合チャンバＡを形成している。
【００１５】
上側陽極ボウル４６８は、一次流れ通路４７０と二次流れ通路４８０とを含んでいるが、これらは図３に示した一次流れ通路１７０及び二次流れ通路１８０と同じ構成であって同じように機能する。
前述の如く、上側陽極ハウジング４６８の下方には、外部フィルターないしボウル間フィルター４７２が配置されている。この外部フィルターは、例えば適当なフィルター取付具によって、下側陽極ハウジングないしボウル４９５に取付けられていて、チャンバＡ及びＢへ流入する前の溶液を予備濾過する。下側陽極ハウジングないしボウル４９５は、フランジ４９７を形成していて、このフランジは例えばボルトによって、上側陽極ボウルないしハウジング４６８のフランジ４７５に結合されている。フランジ４７５とフランジ４９７との対向面に追加的なＯリングシール４９２を配置して密封しても良い。その他の点については、図６の陽極の構成は図３の陽極の構成と同様になっている。
【００１６】
（実施例３）
図５は、陽極スラッジドレイン３７６を組込んでなる他の陽極の構成を示している。陽極スラッジは、陽極スラッジドレインによって提供された開口を通して、定期的に又は必要に応じて、排出される。日常的なウエハやワークピースの処理中に、又は任意の適当な時に、下側陽極チャンバＢを吸引ないし排出させるために、任意の装置を使用することができる。従って、従来技術における運転で典型的に見られたような、陽極ハウジング３６８を分解して、一次陽極フィルター３６２を取外して、陽極チャンバＢのスラッジ除去やクリーニングを行なうような作業は不要である。陽極ドレイン３７６によって、定期的な陽極の保守の必要性が解消されて、メッキセル室の利用性は向上する。そのままスラッジ除去作業を行なえるために、下側陽極フィルターの寿命も長くなる。
その他の点については、図５の陽極の構成は図３の陽極の構成と同様になっている。
【００１７】
（実施例４）
別の構成においては、図４に示す如く、下側陽極チャンバＢへの二次流れは、一次流れ通路のオリフィスから分岐している。ここでは、一次流れ通路２７０に比べると狭い開口が二次流れ通路２８０を形成していて、一次流れ通路２７０の内部にある、陽極２６４を取囲んでいるハウジング２６８の下側陽極チャンバＢへ流入する流体のうちの一部分を、分割ないし流用している。その他の点については、図１５の陽極の構成は図１４の陽極の構成と同様になっている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、上述した流れ通路とは別に、追加的な小さいオリフィス（ｂ）や、複数の追加的なオリフィス（図示せず）を設けて、電解質の溶液が、下側陽極チャンバＢから、陽極ハウジング１６８、２６８、３６８及び４６８の外部へと漏出できるようにしても良い。陽極の上面と一次陽極フィルターとの間に閉じ込められた気泡を除去するために、こうしたオリフィスを少なくともひとつは備えることが好ましい。同様に、図３に示す如く、上部陽極プレートか、または陽極ハウジングの壁の上部に、空気抜き孔（ａ）を備えると良い。空気抜き孔を設けない場合には、脱気フィルターエレメント（図示せず）を使用して、メッキセル室へ移される前の溶液を脱気するようにしても良い。気泡を効果的に除去するためには、フィルター１６２、２６２、１６６、４６２、及び３６２を傾斜させ、つまり水平線に対して１〜３０度の範囲の角度を付けて配置して、空気抜き孔をフィルターの直下の最も高い位置に配置する。
他の運転方法としては、必要に応じて下側陽極チャンバＢを作動させて、一次陽極フィルター１６２、２６２、３６２、又は４６２の下側に閉じ込められた大きい気泡を除去しても良い。溶液は、排出され、濾過されてから、溶液のリザーバへと戻される。
同様な排出装置を陽極ハウジング１６８、２６８、３６８、又は４６８の上部領域に組込んでも良い。それを使用して、チャンバＡの上側陽極フィルターの直下に閉じ込められた気泡を除去する。
【００１９】
以上の説明は、単に本発明を例証するためのものであって、限定を意図したものではない。当業者にあっては、本発明の精神及び実質を含むような、開示した実施形態の変形例を案出できるだろうが、本発明は特許請求の範囲とその均等物とのあらゆるものを包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、従来技術による導電材料の電着装置を示している。
【図２】図２は、本発明による陽極組立体を使用することができるような装置の全体を示した模式図である。
【図３】図３は、本発明による陽極組立体を示した模式的な断面図であって、第１の実施形態の陽極ハウジングを使用している。
【図４】図４は、第２の実施形態による陽極ハウジングを陽極組立体に使用した場合について示した模式的な断面図である。
【図５】図５は、第３の実施形態による陽極ハウジングを陽極組立体に使用した場合について示した模式的な断面図である。
【図６】図６は、図３に類似しているが、予備濾過装置を使用した場合について示している。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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