被加工物の電気処理用のコンタクト・アセンブリ、および被加工物の電気処理のためのコンタクト・アセンブリを備える装置
被加工物の電気処理のためのコンタクト・アセンブリおよびコンタクト・アセンブリを備える装置が、本明細書において開示される。コンタクト・アセンブリは、支持部材および支持部材に組み合わせられたコンタクト部材を含んでいる。支持部材が、被加工物を受け入れるように構成された開口を定める内壁を備えている。コンタクト部材が、支持部材に接続される取り付け部、および取り付け部から突き出している複数のコンタクトを備えている。個々のコンタクトが、被加工物の心出しのために内向きかつ下方に突き出している片持ちセグメント、および心出しされた被加工物との電気的接触をもたらすために内向きかつ上方に突き出している先端セグメントを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、被加工物の電気処理のために微細造作の被加工物に電位をもたらすためのコンタクト・アセンブリ（contact assembly）に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン・ウエハなどのミクロ電子工学／微細造作の被加工物の電気処理（すなわち、電気めっきまたは電解研磨／エッチング）は、典型的には、被加工物のデバイス側の導電性表面を電解液に浸して、沈められている電極と被加工物の周縁部分において導電性表面に押し当てられる複数の電気コンタクトとの間に、電流の経路を確立させることを必要とする。結果として、沈められている電極と導電性表面との間で電解液を介して電流の経路が延びるよう、被加工物の電気コンタクトと沈められている電極との間に電位差を加えることによって、選択された種が電解液から被加工物に堆積させられ（電気めっき）、あるいは被加工物から取り去られる（電解研磨／エッチング）。
【０００３】
今日では、シリコン・ウエハなどの被加工物の表面での半導体デバイスの製造は、被加工物のデバイス面に銅を堆積させて、相互接続の銅配線またはビア（via）を形成し、あるいは被加工物の選択された部位から銅を除去して、相互接続の銅配線またはビアを独立させることを含んでいる。他の微細造作のデバイスが、銅、その他の金属、および他の非金属材料を同様の様相で堆積させ、しかしながら相互接続の配線またはビアの形成を行わずに被加工物の表面に製造される。製造の過程において、配線、ビア、および他の形成物からなる多数のこのような層を、電気めっきすることができ、あるいはこのような層に電解研磨／エッチングを加えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被加工物の直径が大きくなり（今日では、典型的には２００ｍｍ〜３００ｍｍである）、デバイスのサイズが縮小され、さらには配線およびビアの寸法がより厳しくなるにつれて、被加工物のデバイス面の周縁部分に電気的接触をもたらす電気コンタクト・システムは、厳しさを増す仕様を満足しなければならない。とくには、めっき膜の一様性についての仕様が、ますます厳しくなってきている。また、ウエハとの電気的接触を形成するために利用できるウエハの周縁部分の表面積が、ますます小さくなってきている。これら２つは、とくには、被加工物の周縁部分を巡ってより多数の電気接触点を使用すること、および接触点を被加工物の縁により近く位置させることを必要とする。シリコン・ウエハなどといった被加工物の厚さまたは直径は、（たとえ公称では同じであったとしても）同一ではないため、製造されるデバイスによって占められていない外周の狭い帯の範囲において被加工物の周辺部分に接触する電気コンタクト・システムを用意することは、ますます難しくなっている。
【０００５】
狭い外周の帯において電気的接触を形成するために、コンタクト素子が電気処理のサイクルの際に電解液に曝されることが一般的である。このような「湿式コンタクト」素子が使用される場合、ますます多数の接触点が設けられるにつれて、それぞれの接触点において電気的接触を形成しているコンタクト素子の多くが、電気めっきの際に被加工物用の導電性表面にますます張り付く傾向となる。この傾向は、電気めっきの後のコンタクト・システムからの被加工物の取り外しを難しいものにする。これにより、電気めっきの完了後に被加工物をコンタクト素子から取り外すための何らかの手段が必要になる。
【０００６】
シリコン・ウエハなどの被加工物の場合には、被加工物の外縁が丸められ、あるいは面取りされており、電気的接触の形成のために許される帯が、外縁のすぐ半径方向内側に位置している。被加工物の表面の外周の帯の寸法についての仕様が縮小されるにつれて、それぞれの接触点において電気的接触を形成するコンタクト素子が、（ａ）過剰に半径方向内側で接触を形成して、デバイスのために予定されている被加工物の領域を侵してしまい、あるいは（ｂ）過剰に半径方向外側で接触を形成して、完全に被加工物から外れ、あるいは縁において接触を形成してしまうことで、このような帯を外れる恐れがある。電気コンタクト・システムが配置される被加工物取り付け／保持システムは、特定の被加工物の規格の範囲内でさまざまであるサイズの被加工物を収容しなければならないため、被加工物を巡るすべての点において電気的接触を形成することが、難しくなっている。これは、それぞれの被加工物を電気コンタクト・システムのコンタクト素子に対して中心合わせするための何らかの手段を必要とする。
【０００７】
従来からの電気処理システムは、被加工物を電解液の中で回転させる。結果として、「湿式コンタクト」素子を備える電気コンタクト・システムは、被加工物および「湿式コンタクト」素子が電気処理の最中に電解液中で回転するときに、流れの攪乱および流体乱流を生じさせる。電気処理される被加工物表面に隣接する電解液の流体乱流は、電気めっきに悪影響を及ぼす気泡および速度境界層の中断を生じさせる可能性がある。
（概要）
【０００８】
本発明は、外周の狭い帯の範囲において被加工物に多数の電気的接触をもたらすように設計された電気コンタクト・システムを備えている被加工物取り付け／保持システムを提供する。この電気コンタクト・システムは、被加工物を電気コンタクトに対して正確に整列させて心出しする。この電気コンタクト・システムは、電気めっきの後に電気コンタクト素子と被加工物との間に形成されがちである機械的な結合を分離させるための排出力をもたらす電気コンタクト素子を提供できる。この電気コンタクト・システムは、そのような機械的な結合を分離させるための排出力をもたらすさらなる手段を、電気コンタクト素子によってもたらされる力の補助として提供することができる。電気コンタクト素子は、被加工物の周辺部分を巡って細い帯を占めるにすぎず、わずかな距離しか電解液に突き出さず、流体乱流を少なくする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電気コンタクト・システムは、複数の電気コンタクト素子を備えており、そのそれぞれが、コンタクト取り付けセグメントから突き出す片持ちセグメントを有しており、コンタクト先端セグメントを終端としている。被加工物が電気めっきのために被加工物取り付け／保持システムに挿入されるとき、被加工物の縁が、それぞれのコンタクト素子の片持ちセグメントに当接するように押され、このセグメントに沿ってスライドする。コンタクト素子は、被加工物を片持ちセグメントに沿って動かすように加えられる力によって、このセグメントが撓まされて変形下におかれ、結果として被加工物が、電気処理のためにコンタクト・システムに配置されるときにコンタクト・システムに対して心出しおよび整列させられる傾向となるように向けられている。
【００１０】
コンタクト素子の先端セグメントは、片持ちセグメントの端部に位置しており、被加工物がコンタクト・システムにおいて電気処理のための最終位置に押されるときに先端セグメントの外側の点に係合するように向けられている。被加工物が最終位置に達するときに、先端セグメントの外側の点が、短い距離にわたって被加工物を横切って引きずられ、変形下におかれるように撓まされる。結果として、電気処理の後に被加工物が挿入力から解放されたとき、撓んでいる先端セグメントが、先端の外側の点と被加工物との間に形成された機械的結合を破るよう、それぞれコンタクト素子の片持ちセグメントとの接合部を中心として枢動して未変形の状態に復帰する。片持ちセグメントおよび先端セグメントの相対的な構成は、ひとたび被加工物への挿入力が取り除かれて、機械的な結合が破られたときに、片持ちセグメントが変形前の状態に復帰し、被加工物を押し戻してコンタクト・システムに進入した位置に滑らせるような構成である。コンタクト素子の先端セグメントは短く、流体外乱を少なくするために電解液への突き出しが短い距離だけであるように構成されている。
【００１１】
電気コンタクト・システムは、取り付けリングの形態に構成された電気コンタクト素子のための支持部材を備えており、１つ以上の電気取り付け部材が取り付けリングに固定される。取り付け部材は、導電性材料の帯を形成しているコンタクトの取り付けセグメントであり、ここから個々のコンタクト素子の片持ちセグメントが突き出している。２つ以上の取り付け部材が設けられる場合には、取り付けセグメントを、取り付けリングに固定されるときに、連続的な導電リングをもたらすように、端部‐端部で互いに当接させることができる。あるいは、取り付けセグメントを、隣の取り付けセグメントから電気的に絶縁でき、しかしながらやはり端部‐端部のやり方で取り付けリングに固定することができる。
【００１２】
取り付け部材は、複数のコンタクト素子の片持ちセグメントおよびそれぞれの片持ちセグメントに組み合わせられた先端セグメントを取り付けセグメントと一体に形成しつつ、薄い導電性材料のシートから製造可能である。取り付け部材をコンタクト部材の片持ちセグメントおよび先端セグメントが一体に形成されてなるコンタクトの取り付けセグメントに形成した後、片持ちセグメントおよび先端セグメントを、それらの設計された構成に形成することができる。先端セグメントを、片持ちセグメントからほぼ９０度の角度で延びるように形成することができる。次いで、片持ちセグメントを、取り付けセグメントから鈍角で延びるように形成することができる。
【００１３】
被加工物取り付け／保持システムは、被加工物を電気コンタクト・システム内の処理位置に移動させ、電気処理の間その位置に保持するように設計された被加工物裏打ち部材を備えている。被加工物の処理が完了したとき、裏打ち部材が、被加工物を取り付け／保持システムから取り外すことができるように引き込まれる。被加工物裏打ち部材に、裏打ち部材が引き込まれるときに被加工物を裏打ち部材に保持するために、被加工物の処理の完了時に動作させることができる真空システムを備えることができる。この真空システムの適用は、電気コンタクトの先端セグメントと被加工物との間に形成された機械的な結合を破るべく被加工物を移動させるうえで役に立つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（詳細な説明）
以下の説明は、微細造作の被加工物を処理するためのコンタクト・アセンブリ、電気化学処理リアクタ、および一体化されたツールについて、いくつかの実施の形態の詳細および特徴を開示する。用語「微細造作の被加工物」または「被加工物」は、表面および／または内部にマイクロデバイスが形成される基板を指す。典型的なマイクロデバイスとして、マイクロ電子回路またはマイクロ電子部品、薄膜記録ヘッド、データ記憶素子、マイクロ流体デバイス、および他の製品が挙げられる。マイクロマシンまたはマイクロ機械装置も、集積回路とほとんど同じやり方にて製造されるため、この定義に含まれる。基板は、半導体片（例えば、シリコン・ウエハまたはガリウムヒ素ウエハ）、非導電体片（例えば、種々のセラミック基板）、または導電体片（例えば、ドープされたウエハ）であってよい。また、電気化学的な処理または堆積という用語は、電気めっき、電気エッチング、陽極酸化処理、および／または無電解めっきを含む。以下に記載される詳細のそれぞれが、以下の実施の形態を、それら実施の形態を当業者にとって実施および使用可能にするために充分な様相で説明するために提示されていることを、理解できるであろう。しかしながら、後述される詳細および利点のそれぞれは、本発明の或る特定の実施の形態を実行するためには必要でないかもしれない。また、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲に包含されるが、図１〜１０に関して詳しく説明されることはない更なる実施の形態を含むことができる。
【００１５】
図１、２Ａ、および２Ｂに概略的に示されている電気コンタクト・システム１００は、それぞれが片持ちセグメント１４２、先端セグメント１４４、および取り付けセグメント１３０を有している複数の電気コンタクト素子１４０と、これらのコンタクト素子１４０が取り付けられる支持部材１１０とを備えている。本明細書において後述されるとおり、いくつかのコンタクト素子１４０を、取り付けセグメント１３０が別個独立しておらず、複数のコンタクト素子１４０を突き出させてなる材料の連続的な帯を構成している一体構造として製造することが可能である。支持部材１１０の取り付け面１３２は、支持部材１１０が電源に接続されたときにコンタクト素子１４０が導電性となるよう、導電性であってよい。図１に示されているように、電気コンタクト・システム１００は、支持部材１１０を回転子構造に接続する接続部材２２によるめっき用の回転子２０への接続に適している。さらに、接続部材２２は、めっき用の回転子を通じて支持部材１１０に電力をもたらすことができる。また、接続部材２２は、コンタクト・システム１００について、めっき用の回転子への好都合な取り付けおよび取り外しを提供することができる。
【００１６】
支持部材１１０を、連続的なリングとして設けることができ、あるいはリング状に配置される一連のセグメントとして設けることができ、図１、５、および６Ａは、支持部材を、円形の被加工物における使用に適していると考えられる連続的な環状リングとして示している。個々のコンタクト素子１４０は、図３および４Ａに見られるとおり、それらの片持ちセグメント１４２が支持部材のリングによって定められる支持部材のリングの内側の空間１１１に突き出すように、支持部材１１０を巡って配置される。図１、２Ａ、および２Ｂに示されているように、被加工物の処理対象の面を下方に向けつつ、コンタクト・システム１００を処理位置にある被加工物に接触する姿勢に向けたとき、片持ちセグメント１４２が、内向きかつ下向きに突き出し、先端セグメント１４４が、内向きかつ上向きに突き出す。
【００１７】
めっき用の回転子２０は、図１に見られるように、図１の経路「Ｔ」に沿って支持部材１１０に対して延伸および引き込みする被加工物裏打ち部材６０を備えている。引き込まれたとき、裏打ち部材６０は、支持部材１１０によって定められる空間１１１内から取り除かれ、被加工物を空間１１１に挿入でき、あるいは空間１１１から取り去ることができる。裏打ち部材６０を、被加工物を空間１１１内の所定の位置に置いた状態で延伸させると、裏打ち部材が被加工物１０１の背面に接触し、被加工物を図１および２Ａに描かれている処理位置に押す。裏打ち部材６０が被加工物１０１を処理位置に押した結果として、被加工物の縁が、電気コンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触し、片持ちセグメントを、図２Ｂに示されている状態から図２Ａに示されている状態に曲げる。さらに、被加工物が図２Ａに示されている処理位置に押されるとき、電気コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、被加工物１０１の処理対象の表面に接触し、この表面との電気的接触を形成する。
【００１８】
被加工物１０１の図２Ａに示した処理位置への移動の経過において、被加工物１０１の軸が空間１１１において中心に位置していない場合、片持ちセグメント１４２に加わる曲げ力が、コンタクト・システム１００の一方の側と他方の側とで等しくなくなり、結果として、より大きな負担が加わる片持ちセグメント１４２が被加工物１０１を押して、軸が中心に位置するように移動させる。さらに、被加工物１０１が図２Ａに示した処理位置に動かされ、先端セグメント１４４の外側端との物理的接触が生じるとき、被加工物の片持ちセグメント１４２との接触は終わり、結果として被加工物１０１との電気的接触は、先端セグメント１４４の外側端における接触だけになる。これが、本明細書において図３および４を参照してさらに詳しく後述される。
【００１９】
図３Ａ〜３Ｃは、個々のコンタクト１４０を、被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されるときの種々の段階について示している。図３Ａ〜３Ｃに示した向きを参照すると、裏打ち部材６０（図１）が被加工物１０１を方向Ｐ１に上方に押すとき、被加工物１０１の縁１０２が、個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触してスライドする。被加工物１０１の縁１０２によって片持ちセグメント１４２に加えられる力によって、片持ちセグメント１４２が曲げられ、方向Ｓ１にそらされる。被加工物１０１が開口１１１において中心から外れており、したがってコンタクト・アセンブリ１００の一方の側において他方の側よりもコンタクト１４０の片持ちセグメントがより大きく曲げられる場合、より大きな変形を受ける片持ちセグメント１４２が、被加工物１０１を方向Ｙに動かして、被加工物１０１を中心に整列させる。コンタクト・システム１００の設計ゆえ、先端セグメント１４４は、被加工物１０１にわずかな距離だけしか延びておらず、したがって、すべての先端セグメントの接触が適切に被加工物１０１を巡ってなされるように保証するために、被加工物１０１が開口１１１において正確に心出しされることが重要である。半導体ウエハなど、およびその他の被加工物は、公差の限界の範囲内で製造され、一様にまったく同じ直径であるわけではない。したがって、開口１１１は、小さな寸法のばらつきを有する被加工物を、処理のために挿入できるような寸法でなければならない。しかしながら、本発明のコンタクト・システム１００によれば、片持ちセグメント１４２の構成ゆえに、所与の公差の仕様の範囲内でさまざまな寸法である被加工物を、適正に配置することができる。これらの片持ちセグメント１４２は、開口１１１において被加工物１０１の軸の整列が生じ得る長さにわたって被加工物の縁１０２を片持ちセグメント１４２に当接させるための充分な鋭角（装填の経路Ｐ１に対して）で、開口１１１に延びている。適切な鋭角は、図３Ａに示されているように被加工物との最初の接触の点において約６０度を超えず、あるいは図４Ｃに示されているように最終的なたわみの点において約３０度を過ぎないよう、装填の経路Ｐ１に対して３０度〜６０度であり、荷重が加わっていないときの好ましい鋭角は約４５度である。
【００２０】
片持ちセグメント１４２に蓄積されるばね力は、図３Ｃに見られるように、被加工物１０１が先端セグメント１４４に接する点で最大となる。この状態が、図４Ａに拡大されて詳しく示されている。被加工物／コンタクトの状況が片持ちセグメント１４２のみとの接触から先端セグメント１４４のみとの接触に移行する直前まで、片持ちセグメント１４２に蓄積されるばね力が、被加工物１０１の心出しを生じさせる。被加工物１０１がさらに方向Ｐ１に移動すると、片持ちセグメント１４２が曲がり続けて方向Ｓ１に反り、被加工物１０１の縁１０２がコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２から離れる。
【００２１】
被加工物１０１が図４Ａに示した位置から図４Ｃに示した位置に進み続けるにつれ、コンタクト１４０の過渡セグメント（湾曲１４３）が広がり、先端セグメント１４４が、先端セグメント１４４と片持ちセグメント１４２との間の角度βが約９０度から鈍角に増加するように方向Ｓ２に枢動する。被加工物１０１が図４Ｃに示した位置に移動するとき、片持ちセグメント１４２は、固定点１３８を中心としてたわみ続ける。結果として、個々のコンタクト１４０の先端セグメントの縁１４５が、被加工物１０１の表面を横方向に滑って、被加工物１０１の表面に存在しうる酸化物を好都合に除去し、先端セグメントの縁１４５が図４Ｃに示したとおりの最終位置に達したときに、被加工物の表面との良好な電気的接触を保証する。
【００２２】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明によるコンタクト・アセンブリ１００を形成するための方法を示している。例えば、図５Ａは、第１の部位２３０ａおよび第２の部位２３０ｂを有している導電性材料のシート２２８の上面図である。シート２２８は、第１および第２の部位２３０ａ、２３０ｂを形成すべく型押しされ、あるいは適切な技法を使用して切断されている。図示の第１および第２の部位２３０ａ、２３０ｂは、お互いの鏡像であって、それぞれ台形の部位２４０を含んでいる。
【００２３】
図５Ｂは、第２の部位２３０ｂを分離した後の第１の部位２３０ａの上面図である。次に、部位２４０が線Ａ‐Ａに沿って曲げられて、コンタクト１４０の先端セグメント１４４および過渡セグメント（湾曲１４３）が形成され、第１の部位２３０ａが線Ｂ‐Ｂに沿って曲げられて、取り付け部１３２から鈍角で突き出すコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２が形成される。次いで、第１の部位２３０ａが線Ｃ‐Ｃに沿って曲げられ、支持部材１１０の取り付け面１３２の構成におおむね一致するように取り付けセグメント１３０の輪郭が作られる。
【００２４】
このようにして形成されたシートの部位２３０ａおよび２３０ｂを、スポット溶接、ねじ、または他の技法によって支持部材１１０に固定することができる。図５Ａおよび５Ｂに示されているように、このようにして形成された部位の端部同士を整列させて、支持部材１１０に溶接またはネジ止めできるよう、取り付け穴２３９が部位２３０ａおよび２３０ｂに設けられ、半分の穴２４１が部位２３０ａおよび２３０ｂの両端に設けられている。このようにして形成されたシートの部位のこの端部‐端部の取り付けが、図７Ｂに示されている。
【００２５】
コンタクト・アセンブリの動作および特徴は、それらを被加工物の電気処理（例えば、電気めっきおよび／または電解研磨／電気エッチング）に使用することができる環境および設備に照らして最もよく理解される。したがって、以下の説明は、以下の各セクション、すなわち（Ａ）コンタクト・アセンブリを有するリアクタ・ヘッド、（Ｂ）コンタクト・アセンブリを有する電気化学処理ステーション、および（Ｃ）一体化されたツールおよび電気処理リアクタに分割される。
【００２６】
Ａ．コンタクト・アセンブリを有するリアクタ・ヘッド
図１は、被加工物１０１に電位を与えるための本発明による電気処理システム１０の概略の側面断面図である。電気処理システム１０は、被加工物１０１を保持するためのヘッド・アセンブリ２０と、処理用の流体を収容するための反応容器９０とを備えている。ヘッド・アセンブリ２０は、被加工物１０１を方向Ｒに回転させるための駆動部材３０と、被加工物１０１をヘッド・アセンブリ２０内に配置するための裏打ち部材６０と、被加工物１０１に電位を加えるためのコンタクト・アセンブリ１００とを備えている。電気処理の際に、裏打ち部材６０およびコンタクト・アセンブリ１００が、被加工物１０１を反応容器９０内の被加工物処理位置に、少なくとも被加工物１０１の処理面が処理用の流体に係わるように保持する。
【００２７】
図２Ａは、被加工物１０１を処理位置に装填した状態におけるコンタクト・アセンブリ１００の一部分の側面断面図であり、図２Ｂは、被加工物が装填されていない状態におけるコンタクト・アセンブリ１００の当該部位の側面断面図である。図８に示されているように、コンタクト・アセンブリを図１に示されている「下向き」の位置から図８に示されている「上向き」の位置に回転させることができるよう、ヘッド・アセンブリを、水平な軸を中心として枢動するように取り付けてもよい。図８の実施の形態においては、コンタクト・アセンブリが図示の「上向き」位置にあり、かつ裏打ち部材が引き込まれているとき、処理対象面を有している被加工物１０１を、その面を「上向き」にした状態でコンタクト・アセンブリに装填することができる。被加工物が装填され、裏打ち部材が被加工物を図１および２Ａに示したヘッド・アセンブリ内の安定状態に位置させるように延ばされた後で、ヘッド・アセンブリを図１に示した「下向き」位置に枢動させて、処理のために反応容器９０に下降させることができる。図６は、図８に示した「上向き」位置に反転させたコンタクト・アセンブリ１００の等角投影図である。
【００２８】
すでに述べたように、図２Ａ、２Ｂ、および７を参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、支持部材１１０および複数のコンタクト１４０を備えている。個々のコンタクト１４０は、装填経路Ｐ（図７）に対して傾けられた角度にある第１の方向におおむね内側に突き出している片持ちセグメント１４２と、片持ちセグメント１４２から装填経路Ｐに対する第２の方向におおむね内側に突き出している先端セグメント１４４とを有している。図７Ｂに示されているように、「第１の方向」は下向きであり、「第２の方向」は上向きである。しかしながら、ヘッド・アセンブリが図示の「上向き」位置に反転させられているときに被加工物がヘッド・アセンブリに装填される図８の実施の形態によれば、「第１の方向」が上向きであり、「第２の方向」が下向きである。
【００２９】
コンタクト１４０は柔軟であり、（ａ）被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に完全に装填されたときの撓んだ第１の位置（図２Ａに示されている）と、（ｂ）被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されていないときの第２の位置（図２Ｂに示されている）との間を移動する。コンタクト１４０の可撓性および個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２の向きゆえ、被加工物１０１の正確な心出しが可能である。具体的には、被加工物１０１の軸が、コンタクト・アセンブリ１００において中心に位置しないことが通常である。被加工物の直径が（たとえ指定の公差の限界内にあるにせよ）均一ではなく、かつ開口１１１が妥当な範囲の被加工物の直径を受け入れるために充分に大きくなくてはならないため、被加工物１０１は、多くの場合、「中心がずれた状態」でコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触する。柔軟であるほかに、片持ちセグメント１４２は、上述のように被加工物１０１を軸が中心に位置するように押すために充分に剛でなければならない。被加工物１０１が装填経路Ｐに沿って先端セグメント１４４に向かって移動するときに、中心ずれした被加工物１０１ゆえにより大きな変形にさらされるコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２が、コンタクト・アセンブリ１００の反対側のコンタクト１４０に向かって被加工物１０１を押す。このようにして、コンタクト１４０によって被加工物１０１が中心に配置される。被加工物をコンタクト・アセンブリ１００において中心に整列させることで、コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、常に外周からのわずかな距離の範囲内で被加工物に接触するように位置する。これにより、個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４によって占められる領域を、被加工物１０１の外周のわずかな領域のみとすることができる。半導体ウエハなどの被加工物は、被加工物の「デバイス側（被加工物において処理が典型的に行われる面）」の外周に「除外ゾーン」を有している。コンタクト１４０は、狭い除外ゾーンにおいて被加工物の処理面との確実な電気的接触をもたらすことで、被加工物において外周の除外ゾーンの半径方向内側の使用可能表面を増加させる。
【００３０】
個々のコンタクト１４０の過渡セグメント（湾曲１４３）も、やはり柔軟であり、結果として、被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されるにつれて先端セグメント１４４が枢動する（図２Ａ）。これにより、過渡セグメント１４３および先端セグメント１４４に変形が生じる。電気めっきのプロセスにおいて、電気めっきされた金属が、先端の縁１４５の周囲において被加工物１０１の表面に溜まる傾向にあり、先端の縁１４５を被加工物１０１に貼り付けようとする傾向にある。先端セグメント１４４は、片持ちセグメント１４２よりもはるかに短く、したがってはるかに剛であるため、裏打ち６０が引き込まれるとき、過渡セグメント１４３および先端セグメント１４４に生じていた変形が、先端の縁１４５を被加工物１０１への付着から開放して、先端セグメント１４４を未変形の状態に復帰させる。個々のコンタクト１４０の撓みによって生じた変形が、処理後に被加工物１０１を取り外すときに、被加工物１０１とコンタクト１４０との間の機械的な結合を破るための排出力を生みだす。排出力は、コンタクト１４０が撓む前の当初の状態に跳ね戻るときに生み出される。この特徴は、コンタクト１４０を傷めることなく、被加工物１０１の個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４からの分離を容易にする。
【００３１】
図１および２Ａを参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、電気処理の最中にコンタクト１４０の一部分が処理用の流体に突出しているという意味で、「湿式コンタクト」アセンブリである。具体的には、被加工物１０１を電解液に接触させる処理位置において、被加工物１０１が下向きにて処理用の流体に途中まで沈められ、コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、被加工物１０１の下方において処理用の流体に浸される。このように沈められた先端セグメント１４４、過渡セグメント１４３、および片持ちセグメント１４２の一部分の直近におけるめっきプロセスへの負の影響を最小限にするために、片持ちセグメント１４２が、小さな平面形状を有するように形成される。これは、図５Ａおよび５Ｂに示されているように、片持ちセグメント１４２を、付け根（線Ｂ‐Ｂに示されている）においてより幅広く、先端（線Ａ‐Ａに示されている）においてより狭い台形形状を備えて形成することによって達成できる。
【００３２】
コンタクト１４０を、個々のコンタクト１４０において沈められた部位が被加工物１０１の外周の付近の処理用流体から金属を奪い取るように、絶縁材料で被覆しなくてもよい。この特徴の利点は、奪い取りによって被加工物１０１の外周においてめっき層の厚さが小さくなり、材料が被加工物１０１の全体にわたってより一様にめっきされる点にある。この特徴は、エッジ効果を補償すべく被加工物の外周においてめっき層の厚さを小さくすることが望ましい用途に、とくに有用である。
【００３３】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、さらに絶縁スプラッシュガード１６０を支持部材１１０に取り付けて備えている。絶縁スプラッシュガード１６０は、支持部材１１０からおおむねコンタクト１４０に平行な方向に突き出しており、コンタクト１４０を保護すべくコンタクト１４０の周囲にスカートを形成している。この保護の造作によれば、コンタクト・アセンブリを平坦な表面に、先端セグメント１４４をそのような平坦面から持ち上げて離しつつ載せて保管、輸送、または配置することができる。絶縁スプラッシュガード１６０は、すすぎのサイクルの後にすすぎ水をその場に集めるうえでも役に立つ。
【００３４】
コンタクト・アセンブリ１００は、小さな造作を有する大きな被加工物を電気処理するためにとくに好都合である。被加工物を常に中心に位置させる点、および被加工物の取り出しを可能にする点に加えて、さらにコンタクトは、乱流を軽減するための小さな外形および電流密度の一様性を向上させる高い密度を有している。本発明によるコンタクトのいくつかの特定の特徴を、図６、７Ａ、および７Ｂを参照してさらに詳しく説明する。
【００３５】
図７Ａは、コンタクト・アセンブリ１００の下面の等角投影図であり、図７Ｂは、コンタクト・アセンブリ１００を拡大した等角投影断面図である。図７Ａおよび７Ｂの両者を参照すると、支持部材１１０は、装填経路Ｐに沿って被加工物１０１を受け入れるための開口１１１を有している。さらに具体的には、支持部材１１０が、内壁１１２と、内壁１１２の反対側の外壁１１４と、第１の壁１１６と、第１の壁１１６の反対側の第２の壁１１８とを備えている。図示の外壁１１４は、第２の壁１１８から第１の壁１１６に向かって延びて内向きに先細りである。さらに支持部材１１０は、内壁１１２から半径方向内側に突き出して第１の壁１１６の一部を定めているリム１２０を備えている。リム１２０は、開口１１１（図７Ａ）が装填経路Ｐ（図７Ａ）に沿って被加工物を受け入れるために充分な大きさであるように、寸法付けられている。支持部材１１０は導電性であり、外表面に白金の層をめっきしてなるチタニウムで構成されている。図示の支持部材１１０は、円形の被加工物に合わせて設計された連続リングであるが、何らかの種類の被加工物を収容するように配置される一連の分離した湾曲セグメントであってもよい。
【００３６】
図７Ｂのみを参照すると、コンタクト１４０は、コンタクト部材１３０の一部分であり、コンタクト部材１３０は、リム１２０に近接する第１の縁１３３と、内壁１１２と第２の壁１１８との接合部に近接する第２の縁１３４とを備える取り付け部１３２を有している。図示の取り付け部１３２は、取り付け部１３２がおおむね環状となり、あるいは被加工物を収容するように他のやり方で構成されるよう、複数のおおむね平坦なセグメント１３６を該当の曲げ１３７によって隔てて備えている。取り付け部１３２は、支持部材１１０の内壁１１２を巡って延びる単一の連続帯であり、あるいはリング状の導体を形成すべく一体に接続されるいくつかの個々の部位である。いずれの場合も、取り付け部１３２の個々の部位１３６は、コンタクト・アセンブリ１００または被加工物の位置にかかわらず、互いに電気的に連絡している。すでに述べたように、個々の部位は、端部‐端部で突き合わせられ、取り付け穴２３９および２４１を貫いて挿入されるねじまたはリベット（図示されていない）によって支持部材の内壁１１２に固定されている。支持部材１１０は、導電性の材料で製作され、あるいは導電性の材料で製作された内壁１１２を備えるなど、コンタクト・アセンブリに導電性の取り付けをもたらしており、あるいは他のやり方でコンタクトの取り付け部１３２に適切な電力の接続をもたらしている。
【００３７】
コンタクト１４０は、取り付け部１３２から半径方向内向きかつおおむね下方に突き出している片持ち式のフィンガである。図７Ａおよび７Ｂに示したコンタクト１４０および取り付け部１３２は、コンタクト部材１３０の一体の構成部品である。具体的には、コンタクト１４０および取り付け部１３２が、金属薄板の共通の一片からなる一体の一部分である。図示のコンタクト部材１３０は、コンタクト１４０が開口１１１（図７Ａ）に突き出すよう、取り付け部１３２の第２の縁１３４に曲げ１３８を備えている。
【００３８】
個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２は、取り付け部１３２から内側に、装填経路Ｐ（図７Ａ）に対して斜めの角度にある第１の方向に突き出しており、処理位置の被加工物によって定められる被加工物の処理面に延びている。個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４は、装填経路Ｐに対して斜めの角度にある第２の方向にて内側に突き出しており、再び被加工物の処理面に向かって延びている。片持ちセグメント１４２の向きゆえに、被加工物が開口１１１（図７Ａ）において整列させられて中心に位置し、先端セグメント１４４の斜めの向きゆえに、先端の縁１４５が被加工物に接触して、コンタクト・アセンブリ１００の被加工物への電気的接触を保証する。これらの態様は、図３Ａ〜４Ｃに関連してさらに詳しく説明済みである。
【００３９】
図示のコンタクト１４０においては、片持ちセグメント１４２の長さが、先端セグメント１４４の長さよりも大きく、したがって個々のコンタクト１４０の先端の縁１４５が、支持部材１１０の第２の壁１１８よりも下方に位置している。この特徴の利点は、コンタクト１４０が少なくとも部分的に処理用の流体に沈められて、被加工物と接触する一方で、支持部材１１０が処理用の流体の上方に位置する点にある。これにより、支持部材１１０の外表面に、材料が支持部材にめっきされることがないようにするための絶縁層が不要であり、さらには、支持部材１１０が、処理面に沿った処理用流体の流れを妨げることがない。
【００４０】
図示の個々のコンタクト１４０は、先細りであって、取り付け部１３２と片持ちセグメント１４２との間の接合部において第１の幅Ｗ１を有し、片持ちセグメント１４２と先端セグメント１４４との間の接合部において第２の幅Ｗ２を有している。したがって、隣り合うコンタクト１４０の先端セグメント１４４の間の距離は、隣り合うコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２の間の距離よりも大きい。また、上述のように、コンタクト１４０は、薄くて柔軟な部材である。例えば、図示のコンタクト１４０およびコンタクト部材１３０は、約０．０５ｍｍ〜約１．２５ｍｍの厚さを有している。薄くて柔軟ではあるけれども、コンタクト１４０は、被加工物を装填することによってもたらされる変形によって、裏打ち部材６０が引き込まれるときに被加工物とコンタクト１４０との間の機械的な結合を破るための排出力が生み出されるように充分に剛である。この特徴は、コンタクト１４０を傷めることなく被加工物のコンタクト１４０からの分離を容易にする。
【００４１】
コンタクト１４０は、特定の電気処理用流体において不活性である導電性材料で構成することができる。適切な導電性材料として、白金／イリジウム合金、白金、ステンレス鋼、タングステン、および／またはモリブデンが挙げられる。例えば、コンタクト１４０を、約５〜３０％のイリジウム、とくには約２０％のイリジウムを有する白金／イリジウム合金で構成できる。図示のコンタクト１４０は、導電性材料上に絶縁コーティングを備えていない。したがって、コンタクト１４０が、被加工物の外周の付近の処理用流体から材料を奪い取る。この特徴は、エッジ効果を補償すべく被加工物の外周においてめっき層の厚さを小さくすることが望まれる用途において、とくに有用である。
【００４２】
図１〜７に示したコンタクト・アセンブリ１００の１つの特徴は、コンタクト１４０の柔軟な性状ゆえ、先端セグメント１４４を被加工物１０１の地形学的表面をごくわずかに超えて突き出させ、コンタクト１４０と被加工物１０１との間の電気的接続を改善できる点にある。さらに、多数の個々のコンタクト１４０が、被加工物１０１の周囲を巡って電位の一様性を改善する。したがって、このコンタクト・アセンブリ１００によれば、被加工物１０１上の種々の地形学的造作にあわせて構成できる多数のコンタクト１４０を設けることによって、めっき層の均一さがさらに向上するものと予想される。
【００４３】
再び図２Ａ、２Ｂ、および７Ｂを参照すると、図示のコンタクト・アセンブリ１００は、支持部材１１０を貫いて延びる複数の排水溝１２２をさらに備えている。排水溝１２２は、第１の壁１１６に位置する第１の端部１２４と、第２の壁１１８に位置する第２の端部１２６とを備えている。排水溝１２２は、コンタクト・アセンブリ１００が回転しているときに、めっき工程またはすすぎ工程からの液体が出口を有し、後にコンタクト・アセンブリ１００が反転させられたときに被加工物に滴下することがないように配置されている。
【００４４】
絶縁スプラッシュガード１６０が、支持部材１１０の外壁１１４および第２の壁１１８に取り付けられている。絶縁スプラッシュガード１６０は、第１の部位１６２と、コンタクト１４０におおむね平行な方向に第１の部位１６２から内向きかつ下方に突き出している第２の部位１６４とを備えている。この第２の部位１６４は、第２の壁１１８から第１の距離Ｄ１だけ下方に突出しており、コンタクト１４０は、コンタクト・アセンブリ１００に被加工物が装填されていないときには、第２の壁１１８から第２の距離Ｄ２だけ下方に突出している。第１の距離Ｄ１は、コンタクト１４０を保護すべくスプラッシュガード１６０によってコンタクト１４０の周囲にスカートが形成されるよう、第２の距離Ｄ２よりも大きく、あるいは第２の距離Ｄ２に等しい。また、スプラッシュガード１６０は、すすぎのサイクルの後にすすぎ水をその場に集めるうえでも役に立ち、すすぎのサイクルにおいてすすぎ水を飛ばすための複数の溝１６６を備えている。
【００４５】
図６および８を参照すると、ヘッド・アセンブリ２０が、被加工物を通過させて出し入れできるスロット２２をさらに備えており、裏打ち部材６０が、被加工物をコンタクト・アセンブリ１００に押し付けるための複数のタブ６２を備えている。被加工物は、アセンブリ１００をコンタクト１４０がおおむね上方に突き出している状態に向けつつ、タブ６２によって被加工物がコンタクト・アセンブリ１００に上方に動かされるよう、上向きの状態でコンタクト・アセンブリ１００に装填される。装填後に、被加工物１０１およびコンタクト・アセンブリ１００が反転させられ、図１〜２Ｂに示されているように被加工物１０１が下向きになり、コンタクト１４０が支持部材１１０から下方に突き出す。
【００４６】
図８が、コンタクト・アセンブリ１００を使用することが可能な電気処理リアクタのリアクタ・ヘッド３５０を示している。リアクタ・ヘッド３５０は、回転子アセンブリ３３０および固定アセンブリ３６０を備えている。回転子アセンブリ３３０は、該当のウエハまたは被加工物１０１を収容して保持し、リアクタ・ボウル内に被加工物１０１を処理面を下に向けて配置し、被加工物１０１の導電面をリアクタ・アセンブリのめっき回路に接続しつつ、被加工物１０１を回転またはスピンさせるように構成されている。リアクタ・ヘッド３５０は、典型的には、リアクタ・ヘッド３５０を上向きの配置（めっき対象の被加工物１０１を受け取る）から下向きの配置（被加工物１０１のめっき対象面が、電気処理のためのリアクタ・ボウル内に下向きに配置される）に回転させるように構成されたリフト／回転装置３７０に取り付けられる。ロボットアーム３９０（エンド・エフェクタと称されることもある）が、被加工物１０１を回転子アセンブリ３３０上の所定の位置に配置し、めっき後の被加工物１０１を回転子アセンブリ３３０から取り出すために、典型的には使用される。
【００４７】
Ｂ．コンタクト・アセンブリを有する電気化学処理ステーション
図９は、コンタクト・アセンブリ１００を使用することができる他の環境を示している。図９は、ヘッド・アセンブリ４５０および処置チャンバ４７０を有している電気化学処理ステーション４２０の概略の側面断面図である。ヘッド・アセンブリ４５０は、スピン・モータ４５２、スピン・モータ４５２に接続された回転子４５４、および回転子４５４によって保持されたコンタクト・アセンブリ１００を備えている。回転子４５４は、ベローズ４５６および裏打ちプレート４６０を有している。裏打ちプレート４６０が、被加工物１０１の背面に接する第１の位置と被加工物１０１の背面から離間した第２の位置との間で被加工物１０１に対して移動する（矢印Ｔ）。コンタクト・アセンブリ１００は、複数の軸４５９によってヘッド・アセンブリ４５０に接続されている。
【００４８】
処理チャンバ４７０が、外側のハウジング４８０とハウジング４８０内の反応容器４９０とを備えるリアクタを定めている。反応容器４９０は、複数の電極４９２と、電極４９２と被加工物１０１との間の処理用の流体の流れを案内するための絶縁仕切り４９４とを備えている。処理用の流体は、例えば、堰を超えて（矢印Ｆ）ハウジング４８０に流れ、ここから再利用される。代案として、反応容器４９０が電極を１つだけ備えてもよい。適切な処理チャンバは、参照により本明細書の一部とする米国特許出願第１０／７２９，３４９号および第１０／８６０，３８４号に開示されている。
【００４９】
ヘッド・アセンブリ４５０およびコンタクト・アセンブリ１００が、被加工物１０１を、被加工物１０１の少なくとも処理面が処理用の流体に触れるように反応容器４９０内の被加工物処理位置に保持する。コンタクト・アセンブリ１００によって被加工物１０１の表面と電極４９２との間に電位を生じさせることで、流体内に電界が確立される。例えば、被加工物１０１に金属または他の種類の材料をめっきするために、コンタクト・アセンブリ１００を電極４９２に対して負の電位にバイアスすることができる。あるいは、（ａ）コンタクト１４０のめっきの除去または被加工物１０１のめっき材料の電解研磨のため、あるいは（ｂ）他の材料（例えば、電気泳動レジスト）を被加工物１０１に堆積させるために、コンタクト・アセンブリ１００を電極４９２に対して正の電位にバイアスすることができる。このように、電気化学プロセスにおいて使用される特定の材料の種類に応じ、被加工物を陰極または陽極として機能させて、材料を被加工物に堆積させ、あるいは被加工物から除去することが一般的に可能である。
【００５０】
Ｃ．一体化されたツールおよび電気処理リアクタ
図１０は、電気化学処理ステーション４２０を有している処理装置５００の等角投影図である。処理装置５００の一部が、いくつかの内部部品を示すために切断図にて示されている。処理装置５００は、キャビネット５０２を備えており、キャビネット５０２が、外部領域５０５から少なくとも部分的に絶縁された囲いを定めている内部領域５０４を有している。さらに、図示のキャビネット５０２は、内部領域５０４と装填／取り出しステーション５１０との間で被加工物１０１を通過させて出し入れできる複数の開口５０６を備えている。
【００５１】
装填／取り出しステーション５１０は、それぞれ保護用覆い５１３の内部に収容された２つの容器支持部５１２を有している。容器支持部５１２は、被加工物の容器５１４をキャビネット５０２の開口５０６に対して位置決めするように構成されている。被加工物の容器５１４は、それぞれ複数の微細造作被加工物１０１を、クリーンルームの水準にない他の環境を通って被加工物１０１を運ぶための「小型」のクリーン環境に収容している。被加工物の容器５１４のそれぞれに、開口５０６を通してキャビネット５０２の内部領域５０４からアクセスすることが可能である。
【００５２】
さらに処理装置５００は、キャビネット５０２の内部領域５０４に、１つ以上の被加工物清浄化ステーション、および被加工物エッチング・ステーション５２２、ならびに電気化学処理ステーション、および搬送装置５３０を備えている。搬送装置５３０が、被加工物の容器５１４と処理ステーション４２０および５２２との間で微細造作被加工物１０１を移動させる。例えば、搬送装置５３０は、処理ステーション４２０の間を内部領域５０４の長さ方向に延びている直線レール５３２を備えている。図示の装置５００は、第１の列Ｒ１‐Ｒ１に沿って配置された第１組の処理ステーション４２０と、第２の列Ｒ２‐Ｒ２に沿って配置された第２組の処理ステーション４２０とを備えている。直線レール５３２が、処理ステーション４２０の第１および第２の列Ｒ１‐Ｒ１およびＲ２‐Ｒ２の間を延びている。さらに搬送装置５３０は、レール５３２によって保持され、レール５３２に沿った任意の処理ステーション４２０にアクセスできるロボット・ユニット５３４を備えている。適切な搬送装置が、いずれも引用することにより本明細書の一部に組み込まれる米国特許第６，７５２，５８４号、第６，７４９，３９１号、第６，７４９，３９０号、第６，３１８，９５１号、および第６，３２２，１１９号に開示されている。
【００５３】
以上から、本明細書において本発明の特定の実施の形態を例示を目的として説明したが、本発明の技術的思想および技術的範囲から逸脱することなくさまざまな変更が可能であることを、理解できるであろう。例えば、コンタクト部材を、図５Ａおよび５Ｂに関して上述した方法とは異なる方法を用いて製造でき、あるいはコンタクト１４０が、支持部材１１０またはコンタクト部材１３０の取り付け部に直接取り付けられる別個独立のフィンガであってよい。また、上述のコンタクト・アセンブリは、さまざまな種類のリアクタにおいて使用可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲以外の何ものによっても限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】被加工物に電位を与えるための本発明による電気処理システムの概略の側面断面図である。
【図２Ａ】図１の拡大詳細図であり、被加工物に接触しているコンタクト・システムの一部分を示す図である。
【図２Ｂ】被加工物は存在していないが、図２Ａと同様の側面断面図である。
【図３Ａ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図３Ｂ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図３Ｃ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図４Ａ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図４Ｂ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図４Ｃ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図５Ａ】コンタクト・アセンブリのコンタクト部材の形成のための方法を示す図である。
【図５Ｂ】コンタクト・アセンブリのコンタクト部材の形成のための方法を示す図である。
【図６】めっき用回転子に取り付けられたコンタクト・アセンブリの等角投影図である。
【図７Ａ】コンタクト・アセンブリの底部の等角投影図である。
【図７Ｂ】コンタクト・アセンブリの一部分を拡大した等角投影断面図である。
【図８】コンタクト・アセンブリを使用することができる電気めっきリアクタのリアクタ・ヘッドの等角投影図である。
【図９】コンタクト・アセンブリを使用することができる電気化学処理ステーションの概略の側面断面図である。
【図１０】コンタクト・アセンブリを使用することができる処理装置の等角投影図である。
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、被加工物の電気処理のために微細造作の被加工物に電位をもたらすためのコンタクト・アセンブリ（contact assembly）に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン・ウエハなどのミクロ電子工学／微細造作の被加工物の電気処理（すなわち、電気めっきまたは電解研磨／エッチング）は、典型的には、被加工物のデバイス側の導電性表面を電解液に浸して、沈められている電極と被加工物の周縁部分において導電性表面に押し当てられる複数の電気コンタクトとの間に、電流の経路を確立させることを必要とする。結果として、沈められている電極と導電性表面との間で電解液を介して電流の経路が延びるよう、被加工物の電気コンタクトと沈められている電極との間に電位差を加えることによって、選択された種が電解液から被加工物に堆積させられ（電気めっき）、あるいは被加工物から取り去られる（電解研磨／エッチング）。
【０００３】
今日では、シリコン・ウエハなどの被加工物の表面での半導体デバイスの製造は、被加工物のデバイス面に銅を堆積させて、相互接続の銅配線またはビア（via）を形成し、あるいは被加工物の選択された部位から銅を除去して、相互接続の銅配線またはビアを独立させることを含んでいる。他の微細造作のデバイスが、銅、その他の金属、および他の非金属材料を同様の様相で堆積させ、しかしながら相互接続の配線またはビアの形成を行わずに被加工物の表面に製造される。製造の過程において、配線、ビア、および他の形成物からなる多数のこのような層を、電気めっきすることができ、あるいはこのような層に電解研磨／エッチングを加えることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被加工物の直径が大きくなり（今日では、典型的には２００ｍｍ〜３００ｍｍである）、デバイスのサイズが縮小され、さらには配線およびビアの寸法がより厳しくなるにつれて、被加工物のデバイス面の周縁部分に電気的接触をもたらす電気コンタクト・システムは、厳しさを増す仕様を満足しなければならない。とくには、めっき膜の一様性についての仕様が、ますます厳しくなってきている。また、ウエハとの電気的接触を形成するために利用できるウエハの周縁部分の表面積が、ますます小さくなってきている。これら２つは、とくには、被加工物の周縁部分を巡ってより多数の電気接触点を使用すること、および接触点を被加工物の縁により近く位置させることを必要とする。シリコン・ウエハなどといった被加工物の厚さまたは直径は、（たとえ公称では同じであったとしても）同一ではないため、製造されるデバイスによって占められていない外周の狭い帯の範囲において被加工物の周辺部分に接触する電気コンタクト・システムを用意することは、ますます難しくなっている。
【０００５】
狭い外周の帯において電気的接触を形成するために、コンタクト素子が電気処理のサイクルの際に電解液に曝されることが一般的である。このような「湿式コンタクト」素子が使用される場合、ますます多数の接触点が設けられるにつれて、それぞれの接触点において電気的接触を形成しているコンタクト素子の多くが、電気めっきの際に被加工物用の導電性表面にますます張り付く傾向となる。この傾向は、電気めっきの後のコンタクト・システムからの被加工物の取り外しを難しいものにする。これにより、電気めっきの完了後に被加工物をコンタクト素子から取り外すための何らかの手段が必要になる。
【０００６】
シリコン・ウエハなどの被加工物の場合には、被加工物の外縁が丸められ、あるいは面取りされており、電気的接触の形成のために許される帯が、外縁のすぐ半径方向内側に位置している。被加工物の表面の外周の帯の寸法についての仕様が縮小されるにつれて、それぞれの接触点において電気的接触を形成するコンタクト素子が、（ａ）過剰に半径方向内側で接触を形成して、デバイスのために予定されている被加工物の領域を侵してしまい、あるいは（ｂ）過剰に半径方向外側で接触を形成して、完全に被加工物から外れ、あるいは縁において接触を形成してしまうことで、このような帯を外れる恐れがある。電気コンタクト・システムが配置される被加工物取り付け／保持システムは、特定の被加工物の規格の範囲内でさまざまであるサイズの被加工物を収容しなければならないため、被加工物を巡るすべての点において電気的接触を形成することが、難しくなっている。これは、それぞれの被加工物を電気コンタクト・システムのコンタクト素子に対して中心合わせするための何らかの手段を必要とする。
【０００７】
従来からの電気処理システムは、被加工物を電解液の中で回転させる。結果として、「湿式コンタクト」素子を備える電気コンタクト・システムは、被加工物および「湿式コンタクト」素子が電気処理の最中に電解液中で回転するときに、流れの攪乱および流体乱流を生じさせる。電気処理される被加工物表面に隣接する電解液の流体乱流は、電気めっきに悪影響を及ぼす気泡および速度境界層の中断を生じさせる可能性がある。
（概要）
【０００８】
本発明は、外周の狭い帯の範囲において被加工物に多数の電気的接触をもたらすように設計された電気コンタクト・システムを備えている被加工物取り付け／保持システムを提供する。この電気コンタクト・システムは、被加工物を電気コンタクトに対して正確に整列させて心出しする。この電気コンタクト・システムは、電気めっきの後に電気コンタクト素子と被加工物との間に形成されがちである機械的な結合を分離させるための排出力をもたらす電気コンタクト素子を提供できる。この電気コンタクト・システムは、そのような機械的な結合を分離させるための排出力をもたらすさらなる手段を、電気コンタクト素子によってもたらされる力の補助として提供することができる。電気コンタクト素子は、被加工物の周辺部分を巡って細い帯を占めるにすぎず、わずかな距離しか電解液に突き出さず、流体乱流を少なくする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電気コンタクト・システムは、複数の電気コンタクト素子を備えており、そのそれぞれが、コンタクト取り付けセグメントから突き出す片持ちセグメントを有しており、コンタクト先端セグメントを終端としている。被加工物が電気めっきのために被加工物取り付け／保持システムに挿入されるとき、被加工物の縁が、それぞれのコンタクト素子の片持ちセグメントに当接するように押され、このセグメントに沿ってスライドする。コンタクト素子は、被加工物を片持ちセグメントに沿って動かすように加えられる力によって、このセグメントが撓まされて変形下におかれ、結果として被加工物が、電気処理のためにコンタクト・システムに配置されるときにコンタクト・システムに対して心出しおよび整列させられる傾向となるように向けられている。
【００１０】
コンタクト素子の先端セグメントは、片持ちセグメントの端部に位置しており、被加工物がコンタクト・システムにおいて電気処理のための最終位置に押されるときに先端セグメントの外側の点に係合するように向けられている。被加工物が最終位置に達するときに、先端セグメントの外側の点が、短い距離にわたって被加工物を横切って引きずられ、変形下におかれるように撓まされる。結果として、電気処理の後に被加工物が挿入力から解放されたとき、撓んでいる先端セグメントが、先端の外側の点と被加工物との間に形成された機械的結合を破るよう、それぞれコンタクト素子の片持ちセグメントとの接合部を中心として枢動して未変形の状態に復帰する。片持ちセグメントおよび先端セグメントの相対的な構成は、ひとたび被加工物への挿入力が取り除かれて、機械的な結合が破られたときに、片持ちセグメントが変形前の状態に復帰し、被加工物を押し戻してコンタクト・システムに進入した位置に滑らせるような構成である。コンタクト素子の先端セグメントは短く、流体外乱を少なくするために電解液への突き出しが短い距離だけであるように構成されている。
【００１１】
電気コンタクト・システムは、取り付けリングの形態に構成された電気コンタクト素子のための支持部材を備えており、１つ以上の電気取り付け部材が取り付けリングに固定される。取り付け部材は、導電性材料の帯を形成しているコンタクトの取り付けセグメントであり、ここから個々のコンタクト素子の片持ちセグメントが突き出している。２つ以上の取り付け部材が設けられる場合には、取り付けセグメントを、取り付けリングに固定されるときに、連続的な導電リングをもたらすように、端部‐端部で互いに当接させることができる。あるいは、取り付けセグメントを、隣の取り付けセグメントから電気的に絶縁でき、しかしながらやはり端部‐端部のやり方で取り付けリングに固定することができる。
【００１２】
取り付け部材は、複数のコンタクト素子の片持ちセグメントおよびそれぞれの片持ちセグメントに組み合わせられた先端セグメントを取り付けセグメントと一体に形成しつつ、薄い導電性材料のシートから製造可能である。取り付け部材をコンタクト部材の片持ちセグメントおよび先端セグメントが一体に形成されてなるコンタクトの取り付けセグメントに形成した後、片持ちセグメントおよび先端セグメントを、それらの設計された構成に形成することができる。先端セグメントを、片持ちセグメントからほぼ９０度の角度で延びるように形成することができる。次いで、片持ちセグメントを、取り付けセグメントから鈍角で延びるように形成することができる。
【００１３】
被加工物取り付け／保持システムは、被加工物を電気コンタクト・システム内の処理位置に移動させ、電気処理の間その位置に保持するように設計された被加工物裏打ち部材を備えている。被加工物の処理が完了したとき、裏打ち部材が、被加工物を取り付け／保持システムから取り外すことができるように引き込まれる。被加工物裏打ち部材に、裏打ち部材が引き込まれるときに被加工物を裏打ち部材に保持するために、被加工物の処理の完了時に動作させることができる真空システムを備えることができる。この真空システムの適用は、電気コンタクトの先端セグメントと被加工物との間に形成された機械的な結合を破るべく被加工物を移動させるうえで役に立つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（詳細な説明）
以下の説明は、微細造作の被加工物を処理するためのコンタクト・アセンブリ、電気化学処理リアクタ、および一体化されたツールについて、いくつかの実施の形態の詳細および特徴を開示する。用語「微細造作の被加工物」または「被加工物」は、表面および／または内部にマイクロデバイスが形成される基板を指す。典型的なマイクロデバイスとして、マイクロ電子回路またはマイクロ電子部品、薄膜記録ヘッド、データ記憶素子、マイクロ流体デバイス、および他の製品が挙げられる。マイクロマシンまたはマイクロ機械装置も、集積回路とほとんど同じやり方にて製造されるため、この定義に含まれる。基板は、半導体片（例えば、シリコン・ウエハまたはガリウムヒ素ウエハ）、非導電体片（例えば、種々のセラミック基板）、または導電体片（例えば、ドープされたウエハ）であってよい。また、電気化学的な処理または堆積という用語は、電気めっき、電気エッチング、陽極酸化処理、および／または無電解めっきを含む。以下に記載される詳細のそれぞれが、以下の実施の形態を、それら実施の形態を当業者にとって実施および使用可能にするために充分な様相で説明するために提示されていることを、理解できるであろう。しかしながら、後述される詳細および利点のそれぞれは、本発明の或る特定の実施の形態を実行するためには必要でないかもしれない。また、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲に包含されるが、図１〜１０に関して詳しく説明されることはない更なる実施の形態を含むことができる。
【００１５】
図１、２Ａ、および２Ｂに概略的に示されている電気コンタクト・システム１００は、それぞれが片持ちセグメント１４２、先端セグメント１４４、および取り付けセグメント１３０を有している複数の電気コンタクト素子１４０と、これらのコンタクト素子１４０が取り付けられる支持部材１１０とを備えている。本明細書において後述されるとおり、いくつかのコンタクト素子１４０を、取り付けセグメント１３０が別個独立しておらず、複数のコンタクト素子１４０を突き出させてなる材料の連続的な帯を構成している一体構造として製造することが可能である。支持部材１１０の取り付け面１３２は、支持部材１１０が電源に接続されたときにコンタクト素子１４０が導電性となるよう、導電性であってよい。図１に示されているように、電気コンタクト・システム１００は、支持部材１１０を回転子構造に接続する接続部材２２によるめっき用の回転子２０への接続に適している。さらに、接続部材２２は、めっき用の回転子を通じて支持部材１１０に電力をもたらすことができる。また、接続部材２２は、コンタクト・システム１００について、めっき用の回転子への好都合な取り付けおよび取り外しを提供することができる。
【００１６】
支持部材１１０を、連続的なリングとして設けることができ、あるいはリング状に配置される一連のセグメントとして設けることができ、図１、５、および６Ａは、支持部材を、円形の被加工物における使用に適していると考えられる連続的な環状リングとして示している。個々のコンタクト素子１４０は、図３および４Ａに見られるとおり、それらの片持ちセグメント１４２が支持部材のリングによって定められる支持部材のリングの内側の空間１１１に突き出すように、支持部材１１０を巡って配置される。図１、２Ａ、および２Ｂに示されているように、被加工物の処理対象の面を下方に向けつつ、コンタクト・システム１００を処理位置にある被加工物に接触する姿勢に向けたとき、片持ちセグメント１４２が、内向きかつ下向きに突き出し、先端セグメント１４４が、内向きかつ上向きに突き出す。
【００１７】
めっき用の回転子２０は、図１に見られるように、図１の経路「Ｔ」に沿って支持部材１１０に対して延伸および引き込みする被加工物裏打ち部材６０を備えている。引き込まれたとき、裏打ち部材６０は、支持部材１１０によって定められる空間１１１内から取り除かれ、被加工物を空間１１１に挿入でき、あるいは空間１１１から取り去ることができる。裏打ち部材６０を、被加工物を空間１１１内の所定の位置に置いた状態で延伸させると、裏打ち部材が被加工物１０１の背面に接触し、被加工物を図１および２Ａに描かれている処理位置に押す。裏打ち部材６０が被加工物１０１を処理位置に押した結果として、被加工物の縁が、電気コンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触し、片持ちセグメントを、図２Ｂに示されている状態から図２Ａに示されている状態に曲げる。さらに、被加工物が図２Ａに示されている処理位置に押されるとき、電気コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、被加工物１０１の処理対象の表面に接触し、この表面との電気的接触を形成する。
【００１８】
被加工物１０１の図２Ａに示した処理位置への移動の経過において、被加工物１０１の軸が空間１１１において中心に位置していない場合、片持ちセグメント１４２に加わる曲げ力が、コンタクト・システム１００の一方の側と他方の側とで等しくなくなり、結果として、より大きな負担が加わる片持ちセグメント１４２が被加工物１０１を押して、軸が中心に位置するように移動させる。さらに、被加工物１０１が図２Ａに示した処理位置に動かされ、先端セグメント１４４の外側端との物理的接触が生じるとき、被加工物の片持ちセグメント１４２との接触は終わり、結果として被加工物１０１との電気的接触は、先端セグメント１４４の外側端における接触だけになる。これが、本明細書において図３および４を参照してさらに詳しく後述される。
【００１９】
図３Ａ〜３Ｃは、個々のコンタクト１４０を、被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されるときの種々の段階について示している。図３Ａ〜３Ｃに示した向きを参照すると、裏打ち部材６０（図１）が被加工物１０１を方向Ｐ１に上方に押すとき、被加工物１０１の縁１０２が、個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触してスライドする。被加工物１０１の縁１０２によって片持ちセグメント１４２に加えられる力によって、片持ちセグメント１４２が曲げられ、方向Ｓ１にそらされる。被加工物１０１が開口１１１において中心から外れており、したがってコンタクト・アセンブリ１００の一方の側において他方の側よりもコンタクト１４０の片持ちセグメントがより大きく曲げられる場合、より大きな変形を受ける片持ちセグメント１４２が、被加工物１０１を方向Ｙに動かして、被加工物１０１を中心に整列させる。コンタクト・システム１００の設計ゆえ、先端セグメント１４４は、被加工物１０１にわずかな距離だけしか延びておらず、したがって、すべての先端セグメントの接触が適切に被加工物１０１を巡ってなされるように保証するために、被加工物１０１が開口１１１において正確に心出しされることが重要である。半導体ウエハなど、およびその他の被加工物は、公差の限界の範囲内で製造され、一様にまったく同じ直径であるわけではない。したがって、開口１１１は、小さな寸法のばらつきを有する被加工物を、処理のために挿入できるような寸法でなければならない。しかしながら、本発明のコンタクト・システム１００によれば、片持ちセグメント１４２の構成ゆえに、所与の公差の仕様の範囲内でさまざまな寸法である被加工物を、適正に配置することができる。これらの片持ちセグメント１４２は、開口１１１において被加工物１０１の軸の整列が生じ得る長さにわたって被加工物の縁１０２を片持ちセグメント１４２に当接させるための充分な鋭角（装填の経路Ｐ１に対して）で、開口１１１に延びている。適切な鋭角は、図３Ａに示されているように被加工物との最初の接触の点において約６０度を超えず、あるいは図４Ｃに示されているように最終的なたわみの点において約３０度を過ぎないよう、装填の経路Ｐ１に対して３０度〜６０度であり、荷重が加わっていないときの好ましい鋭角は約４５度である。
【００２０】
片持ちセグメント１４２に蓄積されるばね力は、図３Ｃに見られるように、被加工物１０１が先端セグメント１４４に接する点で最大となる。この状態が、図４Ａに拡大されて詳しく示されている。被加工物／コンタクトの状況が片持ちセグメント１４２のみとの接触から先端セグメント１４４のみとの接触に移行する直前まで、片持ちセグメント１４２に蓄積されるばね力が、被加工物１０１の心出しを生じさせる。被加工物１０１がさらに方向Ｐ１に移動すると、片持ちセグメント１４２が曲がり続けて方向Ｓ１に反り、被加工物１０１の縁１０２がコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２から離れる。
【００２１】
被加工物１０１が図４Ａに示した位置から図４Ｃに示した位置に進み続けるにつれ、コンタクト１４０の過渡セグメント（湾曲１４３）が広がり、先端セグメント１４４が、先端セグメント１４４と片持ちセグメント１４２との間の角度βが約９０度から鈍角に増加するように方向Ｓ２に枢動する。被加工物１０１が図４Ｃに示した位置に移動するとき、片持ちセグメント１４２は、固定点１３８を中心としてたわみ続ける。結果として、個々のコンタクト１４０の先端セグメントの縁１４５が、被加工物１０１の表面を横方向に滑って、被加工物１０１の表面に存在しうる酸化物を好都合に除去し、先端セグメントの縁１４５が図４Ｃに示したとおりの最終位置に達したときに、被加工物の表面との良好な電気的接触を保証する。
【００２２】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明によるコンタクト・アセンブリ１００を形成するための方法を示している。例えば、図５Ａは、第１の部位２３０ａおよび第２の部位２３０ｂを有している導電性材料のシート２２８の上面図である。シート２２８は、第１および第２の部位２３０ａ、２３０ｂを形成すべく型押しされ、あるいは適切な技法を使用して切断されている。図示の第１および第２の部位２３０ａ、２３０ｂは、お互いの鏡像であって、それぞれ台形の部位２４０を含んでいる。
【００２３】
図５Ｂは、第２の部位２３０ｂを分離した後の第１の部位２３０ａの上面図である。次に、部位２４０が線Ａ‐Ａに沿って曲げられて、コンタクト１４０の先端セグメント１４４および過渡セグメント（湾曲１４３）が形成され、第１の部位２３０ａが線Ｂ‐Ｂに沿って曲げられて、取り付け部１３２から鈍角で突き出すコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２が形成される。次いで、第１の部位２３０ａが線Ｃ‐Ｃに沿って曲げられ、支持部材１１０の取り付け面１３２の構成におおむね一致するように取り付けセグメント１３０の輪郭が作られる。
【００２４】
このようにして形成されたシートの部位２３０ａおよび２３０ｂを、スポット溶接、ねじ、または他の技法によって支持部材１１０に固定することができる。図５Ａおよび５Ｂに示されているように、このようにして形成された部位の端部同士を整列させて、支持部材１１０に溶接またはネジ止めできるよう、取り付け穴２３９が部位２３０ａおよび２３０ｂに設けられ、半分の穴２４１が部位２３０ａおよび２３０ｂの両端に設けられている。このようにして形成されたシートの部位のこの端部‐端部の取り付けが、図７Ｂに示されている。
【００２５】
コンタクト・アセンブリの動作および特徴は、それらを被加工物の電気処理（例えば、電気めっきおよび／または電解研磨／電気エッチング）に使用することができる環境および設備に照らして最もよく理解される。したがって、以下の説明は、以下の各セクション、すなわち（Ａ）コンタクト・アセンブリを有するリアクタ・ヘッド、（Ｂ）コンタクト・アセンブリを有する電気化学処理ステーション、および（Ｃ）一体化されたツールおよび電気処理リアクタに分割される。
【００２６】
Ａ．コンタクト・アセンブリを有するリアクタ・ヘッド
図１は、被加工物１０１に電位を与えるための本発明による電気処理システム１０の概略の側面断面図である。電気処理システム１０は、被加工物１０１を保持するためのヘッド・アセンブリ２０と、処理用の流体を収容するための反応容器９０とを備えている。ヘッド・アセンブリ２０は、被加工物１０１を方向Ｒに回転させるための駆動部材３０と、被加工物１０１をヘッド・アセンブリ２０内に配置するための裏打ち部材６０と、被加工物１０１に電位を加えるためのコンタクト・アセンブリ１００とを備えている。電気処理の際に、裏打ち部材６０およびコンタクト・アセンブリ１００が、被加工物１０１を反応容器９０内の被加工物処理位置に、少なくとも被加工物１０１の処理面が処理用の流体に係わるように保持する。
【００２７】
図２Ａは、被加工物１０１を処理位置に装填した状態におけるコンタクト・アセンブリ１００の一部分の側面断面図であり、図２Ｂは、被加工物が装填されていない状態におけるコンタクト・アセンブリ１００の当該部位の側面断面図である。図８に示されているように、コンタクト・アセンブリを図１に示されている「下向き」の位置から図８に示されている「上向き」の位置に回転させることができるよう、ヘッド・アセンブリを、水平な軸を中心として枢動するように取り付けてもよい。図８の実施の形態においては、コンタクト・アセンブリが図示の「上向き」位置にあり、かつ裏打ち部材が引き込まれているとき、処理対象面を有している被加工物１０１を、その面を「上向き」にした状態でコンタクト・アセンブリに装填することができる。被加工物が装填され、裏打ち部材が被加工物を図１および２Ａに示したヘッド・アセンブリ内の安定状態に位置させるように延ばされた後で、ヘッド・アセンブリを図１に示した「下向き」位置に枢動させて、処理のために反応容器９０に下降させることができる。図６は、図８に示した「上向き」位置に反転させたコンタクト・アセンブリ１００の等角投影図である。
【００２８】
すでに述べたように、図２Ａ、２Ｂ、および７を参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、支持部材１１０および複数のコンタクト１４０を備えている。個々のコンタクト１４０は、装填経路Ｐ（図７）に対して傾けられた角度にある第１の方向におおむね内側に突き出している片持ちセグメント１４２と、片持ちセグメント１４２から装填経路Ｐに対する第２の方向におおむね内側に突き出している先端セグメント１４４とを有している。図７Ｂに示されているように、「第１の方向」は下向きであり、「第２の方向」は上向きである。しかしながら、ヘッド・アセンブリが図示の「上向き」位置に反転させられているときに被加工物がヘッド・アセンブリに装填される図８の実施の形態によれば、「第１の方向」が上向きであり、「第２の方向」が下向きである。
【００２９】
コンタクト１４０は柔軟であり、（ａ）被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に完全に装填されたときの撓んだ第１の位置（図２Ａに示されている）と、（ｂ）被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されていないときの第２の位置（図２Ｂに示されている）との間を移動する。コンタクト１４０の可撓性および個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２の向きゆえ、被加工物１０１の正確な心出しが可能である。具体的には、被加工物１０１の軸が、コンタクト・アセンブリ１００において中心に位置しないことが通常である。被加工物の直径が（たとえ指定の公差の限界内にあるにせよ）均一ではなく、かつ開口１１１が妥当な範囲の被加工物の直径を受け入れるために充分に大きくなくてはならないため、被加工物１０１は、多くの場合、「中心がずれた状態」でコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２に接触する。柔軟であるほかに、片持ちセグメント１４２は、上述のように被加工物１０１を軸が中心に位置するように押すために充分に剛でなければならない。被加工物１０１が装填経路Ｐに沿って先端セグメント１４４に向かって移動するときに、中心ずれした被加工物１０１ゆえにより大きな変形にさらされるコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２が、コンタクト・アセンブリ１００の反対側のコンタクト１４０に向かって被加工物１０１を押す。このようにして、コンタクト１４０によって被加工物１０１が中心に配置される。被加工物をコンタクト・アセンブリ１００において中心に整列させることで、コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、常に外周からのわずかな距離の範囲内で被加工物に接触するように位置する。これにより、個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４によって占められる領域を、被加工物１０１の外周のわずかな領域のみとすることができる。半導体ウエハなどの被加工物は、被加工物の「デバイス側（被加工物において処理が典型的に行われる面）」の外周に「除外ゾーン」を有している。コンタクト１４０は、狭い除外ゾーンにおいて被加工物の処理面との確実な電気的接触をもたらすことで、被加工物において外周の除外ゾーンの半径方向内側の使用可能表面を増加させる。
【００３０】
個々のコンタクト１４０の過渡セグメント（湾曲１４３）も、やはり柔軟であり、結果として、被加工物１０１がコンタクト・アセンブリ１００に装填されるにつれて先端セグメント１４４が枢動する（図２Ａ）。これにより、過渡セグメント１４３および先端セグメント１４４に変形が生じる。電気めっきのプロセスにおいて、電気めっきされた金属が、先端の縁１４５の周囲において被加工物１０１の表面に溜まる傾向にあり、先端の縁１４５を被加工物１０１に貼り付けようとする傾向にある。先端セグメント１４４は、片持ちセグメント１４２よりもはるかに短く、したがってはるかに剛であるため、裏打ち６０が引き込まれるとき、過渡セグメント１４３および先端セグメント１４４に生じていた変形が、先端の縁１４５を被加工物１０１への付着から開放して、先端セグメント１４４を未変形の状態に復帰させる。個々のコンタクト１４０の撓みによって生じた変形が、処理後に被加工物１０１を取り外すときに、被加工物１０１とコンタクト１４０との間の機械的な結合を破るための排出力を生みだす。排出力は、コンタクト１４０が撓む前の当初の状態に跳ね戻るときに生み出される。この特徴は、コンタクト１４０を傷めることなく、被加工物１０１の個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４からの分離を容易にする。
【００３１】
図１および２Ａを参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、電気処理の最中にコンタクト１４０の一部分が処理用の流体に突出しているという意味で、「湿式コンタクト」アセンブリである。具体的には、被加工物１０１を電解液に接触させる処理位置において、被加工物１０１が下向きにて処理用の流体に途中まで沈められ、コンタクト１４０の先端セグメント１４４が、被加工物１０１の下方において処理用の流体に浸される。このように沈められた先端セグメント１４４、過渡セグメント１４３、および片持ちセグメント１４２の一部分の直近におけるめっきプロセスへの負の影響を最小限にするために、片持ちセグメント１４２が、小さな平面形状を有するように形成される。これは、図５Ａおよび５Ｂに示されているように、片持ちセグメント１４２を、付け根（線Ｂ‐Ｂに示されている）においてより幅広く、先端（線Ａ‐Ａに示されている）においてより狭い台形形状を備えて形成することによって達成できる。
【００３２】
コンタクト１４０を、個々のコンタクト１４０において沈められた部位が被加工物１０１の外周の付近の処理用流体から金属を奪い取るように、絶縁材料で被覆しなくてもよい。この特徴の利点は、奪い取りによって被加工物１０１の外周においてめっき層の厚さが小さくなり、材料が被加工物１０１の全体にわたってより一様にめっきされる点にある。この特徴は、エッジ効果を補償すべく被加工物の外周においてめっき層の厚さを小さくすることが望ましい用途に、とくに有用である。
【００３３】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、コンタクト・アセンブリ１００は、さらに絶縁スプラッシュガード１６０を支持部材１１０に取り付けて備えている。絶縁スプラッシュガード１６０は、支持部材１１０からおおむねコンタクト１４０に平行な方向に突き出しており、コンタクト１４０を保護すべくコンタクト１４０の周囲にスカートを形成している。この保護の造作によれば、コンタクト・アセンブリを平坦な表面に、先端セグメント１４４をそのような平坦面から持ち上げて離しつつ載せて保管、輸送、または配置することができる。絶縁スプラッシュガード１６０は、すすぎのサイクルの後にすすぎ水をその場に集めるうえでも役に立つ。
【００３４】
コンタクト・アセンブリ１００は、小さな造作を有する大きな被加工物を電気処理するためにとくに好都合である。被加工物を常に中心に位置させる点、および被加工物の取り出しを可能にする点に加えて、さらにコンタクトは、乱流を軽減するための小さな外形および電流密度の一様性を向上させる高い密度を有している。本発明によるコンタクトのいくつかの特定の特徴を、図６、７Ａ、および７Ｂを参照してさらに詳しく説明する。
【００３５】
図７Ａは、コンタクト・アセンブリ１００の下面の等角投影図であり、図７Ｂは、コンタクト・アセンブリ１００を拡大した等角投影断面図である。図７Ａおよび７Ｂの両者を参照すると、支持部材１１０は、装填経路Ｐに沿って被加工物１０１を受け入れるための開口１１１を有している。さらに具体的には、支持部材１１０が、内壁１１２と、内壁１１２の反対側の外壁１１４と、第１の壁１１６と、第１の壁１１６の反対側の第２の壁１１８とを備えている。図示の外壁１１４は、第２の壁１１８から第１の壁１１６に向かって延びて内向きに先細りである。さらに支持部材１１０は、内壁１１２から半径方向内側に突き出して第１の壁１１６の一部を定めているリム１２０を備えている。リム１２０は、開口１１１（図７Ａ）が装填経路Ｐ（図７Ａ）に沿って被加工物を受け入れるために充分な大きさであるように、寸法付けられている。支持部材１１０は導電性であり、外表面に白金の層をめっきしてなるチタニウムで構成されている。図示の支持部材１１０は、円形の被加工物に合わせて設計された連続リングであるが、何らかの種類の被加工物を収容するように配置される一連の分離した湾曲セグメントであってもよい。
【００３６】
図７Ｂのみを参照すると、コンタクト１４０は、コンタクト部材１３０の一部分であり、コンタクト部材１３０は、リム１２０に近接する第１の縁１３３と、内壁１１２と第２の壁１１８との接合部に近接する第２の縁１３４とを備える取り付け部１３２を有している。図示の取り付け部１３２は、取り付け部１３２がおおむね環状となり、あるいは被加工物を収容するように他のやり方で構成されるよう、複数のおおむね平坦なセグメント１３６を該当の曲げ１３７によって隔てて備えている。取り付け部１３２は、支持部材１１０の内壁１１２を巡って延びる単一の連続帯であり、あるいはリング状の導体を形成すべく一体に接続されるいくつかの個々の部位である。いずれの場合も、取り付け部１３２の個々の部位１３６は、コンタクト・アセンブリ１００または被加工物の位置にかかわらず、互いに電気的に連絡している。すでに述べたように、個々の部位は、端部‐端部で突き合わせられ、取り付け穴２３９および２４１を貫いて挿入されるねじまたはリベット（図示されていない）によって支持部材の内壁１１２に固定されている。支持部材１１０は、導電性の材料で製作され、あるいは導電性の材料で製作された内壁１１２を備えるなど、コンタクト・アセンブリに導電性の取り付けをもたらしており、あるいは他のやり方でコンタクトの取り付け部１３２に適切な電力の接続をもたらしている。
【００３７】
コンタクト１４０は、取り付け部１３２から半径方向内向きかつおおむね下方に突き出している片持ち式のフィンガである。図７Ａおよび７Ｂに示したコンタクト１４０および取り付け部１３２は、コンタクト部材１３０の一体の構成部品である。具体的には、コンタクト１４０および取り付け部１３２が、金属薄板の共通の一片からなる一体の一部分である。図示のコンタクト部材１３０は、コンタクト１４０が開口１１１（図７Ａ）に突き出すよう、取り付け部１３２の第２の縁１３４に曲げ１３８を備えている。
【００３８】
個々のコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２は、取り付け部１３２から内側に、装填経路Ｐ（図７Ａ）に対して斜めの角度にある第１の方向に突き出しており、処理位置の被加工物によって定められる被加工物の処理面に延びている。個々のコンタクト１４０の先端セグメント１４４は、装填経路Ｐに対して斜めの角度にある第２の方向にて内側に突き出しており、再び被加工物の処理面に向かって延びている。片持ちセグメント１４２の向きゆえに、被加工物が開口１１１（図７Ａ）において整列させられて中心に位置し、先端セグメント１４４の斜めの向きゆえに、先端の縁１４５が被加工物に接触して、コンタクト・アセンブリ１００の被加工物への電気的接触を保証する。これらの態様は、図３Ａ〜４Ｃに関連してさらに詳しく説明済みである。
【００３９】
図示のコンタクト１４０においては、片持ちセグメント１４２の長さが、先端セグメント１４４の長さよりも大きく、したがって個々のコンタクト１４０の先端の縁１４５が、支持部材１１０の第２の壁１１８よりも下方に位置している。この特徴の利点は、コンタクト１４０が少なくとも部分的に処理用の流体に沈められて、被加工物と接触する一方で、支持部材１１０が処理用の流体の上方に位置する点にある。これにより、支持部材１１０の外表面に、材料が支持部材にめっきされることがないようにするための絶縁層が不要であり、さらには、支持部材１１０が、処理面に沿った処理用流体の流れを妨げることがない。
【００４０】
図示の個々のコンタクト１４０は、先細りであって、取り付け部１３２と片持ちセグメント１４２との間の接合部において第１の幅Ｗ１を有し、片持ちセグメント１４２と先端セグメント１４４との間の接合部において第２の幅Ｗ２を有している。したがって、隣り合うコンタクト１４０の先端セグメント１４４の間の距離は、隣り合うコンタクト１４０の片持ちセグメント１４２の間の距離よりも大きい。また、上述のように、コンタクト１４０は、薄くて柔軟な部材である。例えば、図示のコンタクト１４０およびコンタクト部材１３０は、約０．０５ｍｍ〜約１．２５ｍｍの厚さを有している。薄くて柔軟ではあるけれども、コンタクト１４０は、被加工物を装填することによってもたらされる変形によって、裏打ち部材６０が引き込まれるときに被加工物とコンタクト１４０との間の機械的な結合を破るための排出力が生み出されるように充分に剛である。この特徴は、コンタクト１４０を傷めることなく被加工物のコンタクト１４０からの分離を容易にする。
【００４１】
コンタクト１４０は、特定の電気処理用流体において不活性である導電性材料で構成することができる。適切な導電性材料として、白金／イリジウム合金、白金、ステンレス鋼、タングステン、および／またはモリブデンが挙げられる。例えば、コンタクト１４０を、約５〜３０％のイリジウム、とくには約２０％のイリジウムを有する白金／イリジウム合金で構成できる。図示のコンタクト１４０は、導電性材料上に絶縁コーティングを備えていない。したがって、コンタクト１４０が、被加工物の外周の付近の処理用流体から材料を奪い取る。この特徴は、エッジ効果を補償すべく被加工物の外周においてめっき層の厚さを小さくすることが望まれる用途において、とくに有用である。
【００４２】
図１〜７に示したコンタクト・アセンブリ１００の１つの特徴は、コンタクト１４０の柔軟な性状ゆえ、先端セグメント１４４を被加工物１０１の地形学的表面をごくわずかに超えて突き出させ、コンタクト１４０と被加工物１０１との間の電気的接続を改善できる点にある。さらに、多数の個々のコンタクト１４０が、被加工物１０１の周囲を巡って電位の一様性を改善する。したがって、このコンタクト・アセンブリ１００によれば、被加工物１０１上の種々の地形学的造作にあわせて構成できる多数のコンタクト１４０を設けることによって、めっき層の均一さがさらに向上するものと予想される。
【００４３】
再び図２Ａ、２Ｂ、および７Ｂを参照すると、図示のコンタクト・アセンブリ１００は、支持部材１１０を貫いて延びる複数の排水溝１２２をさらに備えている。排水溝１２２は、第１の壁１１６に位置する第１の端部１２４と、第２の壁１１８に位置する第２の端部１２６とを備えている。排水溝１２２は、コンタクト・アセンブリ１００が回転しているときに、めっき工程またはすすぎ工程からの液体が出口を有し、後にコンタクト・アセンブリ１００が反転させられたときに被加工物に滴下することがないように配置されている。
【００４４】
絶縁スプラッシュガード１６０が、支持部材１１０の外壁１１４および第２の壁１１８に取り付けられている。絶縁スプラッシュガード１６０は、第１の部位１６２と、コンタクト１４０におおむね平行な方向に第１の部位１６２から内向きかつ下方に突き出している第２の部位１６４とを備えている。この第２の部位１６４は、第２の壁１１８から第１の距離Ｄ１だけ下方に突出しており、コンタクト１４０は、コンタクト・アセンブリ１００に被加工物が装填されていないときには、第２の壁１１８から第２の距離Ｄ２だけ下方に突出している。第１の距離Ｄ１は、コンタクト１４０を保護すべくスプラッシュガード１６０によってコンタクト１４０の周囲にスカートが形成されるよう、第２の距離Ｄ２よりも大きく、あるいは第２の距離Ｄ２に等しい。また、スプラッシュガード１６０は、すすぎのサイクルの後にすすぎ水をその場に集めるうえでも役に立ち、すすぎのサイクルにおいてすすぎ水を飛ばすための複数の溝１６６を備えている。
【００４５】
図６および８を参照すると、ヘッド・アセンブリ２０が、被加工物を通過させて出し入れできるスロット２２をさらに備えており、裏打ち部材６０が、被加工物をコンタクト・アセンブリ１００に押し付けるための複数のタブ６２を備えている。被加工物は、アセンブリ１００をコンタクト１４０がおおむね上方に突き出している状態に向けつつ、タブ６２によって被加工物がコンタクト・アセンブリ１００に上方に動かされるよう、上向きの状態でコンタクト・アセンブリ１００に装填される。装填後に、被加工物１０１およびコンタクト・アセンブリ１００が反転させられ、図１〜２Ｂに示されているように被加工物１０１が下向きになり、コンタクト１４０が支持部材１１０から下方に突き出す。
【００４６】
図８が、コンタクト・アセンブリ１００を使用することが可能な電気処理リアクタのリアクタ・ヘッド３５０を示している。リアクタ・ヘッド３５０は、回転子アセンブリ３３０および固定アセンブリ３６０を備えている。回転子アセンブリ３３０は、該当のウエハまたは被加工物１０１を収容して保持し、リアクタ・ボウル内に被加工物１０１を処理面を下に向けて配置し、被加工物１０１の導電面をリアクタ・アセンブリのめっき回路に接続しつつ、被加工物１０１を回転またはスピンさせるように構成されている。リアクタ・ヘッド３５０は、典型的には、リアクタ・ヘッド３５０を上向きの配置（めっき対象の被加工物１０１を受け取る）から下向きの配置（被加工物１０１のめっき対象面が、電気処理のためのリアクタ・ボウル内に下向きに配置される）に回転させるように構成されたリフト／回転装置３７０に取り付けられる。ロボットアーム３９０（エンド・エフェクタと称されることもある）が、被加工物１０１を回転子アセンブリ３３０上の所定の位置に配置し、めっき後の被加工物１０１を回転子アセンブリ３３０から取り出すために、典型的には使用される。
【００４７】
Ｂ．コンタクト・アセンブリを有する電気化学処理ステーション
図９は、コンタクト・アセンブリ１００を使用することができる他の環境を示している。図９は、ヘッド・アセンブリ４５０および処置チャンバ４７０を有している電気化学処理ステーション４２０の概略の側面断面図である。ヘッド・アセンブリ４５０は、スピン・モータ４５２、スピン・モータ４５２に接続された回転子４５４、および回転子４５４によって保持されたコンタクト・アセンブリ１００を備えている。回転子４５４は、ベローズ４５６および裏打ちプレート４６０を有している。裏打ちプレート４６０が、被加工物１０１の背面に接する第１の位置と被加工物１０１の背面から離間した第２の位置との間で被加工物１０１に対して移動する（矢印Ｔ）。コンタクト・アセンブリ１００は、複数の軸４５９によってヘッド・アセンブリ４５０に接続されている。
【００４８】
処理チャンバ４７０が、外側のハウジング４８０とハウジング４８０内の反応容器４９０とを備えるリアクタを定めている。反応容器４９０は、複数の電極４９２と、電極４９２と被加工物１０１との間の処理用の流体の流れを案内するための絶縁仕切り４９４とを備えている。処理用の流体は、例えば、堰を超えて（矢印Ｆ）ハウジング４８０に流れ、ここから再利用される。代案として、反応容器４９０が電極を１つだけ備えてもよい。適切な処理チャンバは、参照により本明細書の一部とする米国特許出願第１０／７２９，３４９号および第１０／８６０，３８４号に開示されている。
【００４９】
ヘッド・アセンブリ４５０およびコンタクト・アセンブリ１００が、被加工物１０１を、被加工物１０１の少なくとも処理面が処理用の流体に触れるように反応容器４９０内の被加工物処理位置に保持する。コンタクト・アセンブリ１００によって被加工物１０１の表面と電極４９２との間に電位を生じさせることで、流体内に電界が確立される。例えば、被加工物１０１に金属または他の種類の材料をめっきするために、コンタクト・アセンブリ１００を電極４９２に対して負の電位にバイアスすることができる。あるいは、（ａ）コンタクト１４０のめっきの除去または被加工物１０１のめっき材料の電解研磨のため、あるいは（ｂ）他の材料（例えば、電気泳動レジスト）を被加工物１０１に堆積させるために、コンタクト・アセンブリ１００を電極４９２に対して正の電位にバイアスすることができる。このように、電気化学プロセスにおいて使用される特定の材料の種類に応じ、被加工物を陰極または陽極として機能させて、材料を被加工物に堆積させ、あるいは被加工物から除去することが一般的に可能である。
【００５０】
Ｃ．一体化されたツールおよび電気処理リアクタ
図１０は、電気化学処理ステーション４２０を有している処理装置５００の等角投影図である。処理装置５００の一部が、いくつかの内部部品を示すために切断図にて示されている。処理装置５００は、キャビネット５０２を備えており、キャビネット５０２が、外部領域５０５から少なくとも部分的に絶縁された囲いを定めている内部領域５０４を有している。さらに、図示のキャビネット５０２は、内部領域５０４と装填／取り出しステーション５１０との間で被加工物１０１を通過させて出し入れできる複数の開口５０６を備えている。
【００５１】
装填／取り出しステーション５１０は、それぞれ保護用覆い５１３の内部に収容された２つの容器支持部５１２を有している。容器支持部５１２は、被加工物の容器５１４をキャビネット５０２の開口５０６に対して位置決めするように構成されている。被加工物の容器５１４は、それぞれ複数の微細造作被加工物１０１を、クリーンルームの水準にない他の環境を通って被加工物１０１を運ぶための「小型」のクリーン環境に収容している。被加工物の容器５１４のそれぞれに、開口５０６を通してキャビネット５０２の内部領域５０４からアクセスすることが可能である。
【００５２】
さらに処理装置５００は、キャビネット５０２の内部領域５０４に、１つ以上の被加工物清浄化ステーション、および被加工物エッチング・ステーション５２２、ならびに電気化学処理ステーション、および搬送装置５３０を備えている。搬送装置５３０が、被加工物の容器５１４と処理ステーション４２０および５２２との間で微細造作被加工物１０１を移動させる。例えば、搬送装置５３０は、処理ステーション４２０の間を内部領域５０４の長さ方向に延びている直線レール５３２を備えている。図示の装置５００は、第１の列Ｒ１‐Ｒ１に沿って配置された第１組の処理ステーション４２０と、第２の列Ｒ２‐Ｒ２に沿って配置された第２組の処理ステーション４２０とを備えている。直線レール５３２が、処理ステーション４２０の第１および第２の列Ｒ１‐Ｒ１およびＲ２‐Ｒ２の間を延びている。さらに搬送装置５３０は、レール５３２によって保持され、レール５３２に沿った任意の処理ステーション４２０にアクセスできるロボット・ユニット５３４を備えている。適切な搬送装置が、いずれも引用することにより本明細書の一部に組み込まれる米国特許第６，７５２，５８４号、第６，７４９，３９１号、第６，７４９，３９０号、第６，３１８，９５１号、および第６，３２２，１１９号に開示されている。
【００５３】
以上から、本明細書において本発明の特定の実施の形態を例示を目的として説明したが、本発明の技術的思想および技術的範囲から逸脱することなくさまざまな変更が可能であることを、理解できるであろう。例えば、コンタクト部材を、図５Ａおよび５Ｂに関して上述した方法とは異なる方法を用いて製造でき、あるいはコンタクト１４０が、支持部材１１０またはコンタクト部材１３０の取り付け部に直接取り付けられる別個独立のフィンガであってよい。また、上述のコンタクト・アセンブリは、さまざまな種類のリアクタにおいて使用可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲以外の何ものによっても限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】被加工物に電位を与えるための本発明による電気処理システムの概略の側面断面図である。
【図２Ａ】図１の拡大詳細図であり、被加工物に接触しているコンタクト・システムの一部分を示す図である。
【図２Ｂ】被加工物は存在していないが、図２Ａと同様の側面断面図である。
【図３Ａ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図３Ｂ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図３Ｃ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトを示す図である。
【図４Ａ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図４Ｂ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図４Ｃ】被加工物がコンタクト・アセンブリに装填されるときの種々の段階について、コンタクト・アセンブリの個々のコンタクトの先端セグメントを示す図である。
【図５Ａ】コンタクト・アセンブリのコンタクト部材の形成のための方法を示す図である。
【図５Ｂ】コンタクト・アセンブリのコンタクト部材の形成のための方法を示す図である。
【図６】めっき用回転子に取り付けられたコンタクト・アセンブリの等角投影図である。
【図７Ａ】コンタクト・アセンブリの底部の等角投影図である。
【図７Ｂ】コンタクト・アセンブリの一部分を拡大した等角投影断面図である。
【図８】コンタクト・アセンブリを使用することができる電気めっきリアクタのリアクタ・ヘッドの等角投影図である。
【図９】コンタクト・アセンブリを使用することができる電気化学処理ステーションの概略の側面断面図である。
【図１０】コンタクト・アセンブリを使用することができる処理装置の等角投影図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持し、被加工物が処理位置に配置されたときに被加工物に電位を与えるべく、電気処理システムにおいて被加工物に電気的な接触をもたらすための被加工物ホルダであって、該被加工物ホルダが、
（ａ）被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく、支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材と、
（ｂ）コンタクト・アセンブリと、を備え、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている前記支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、
前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
ことを特徴とする被加工物ホルダ。
【請求項２】
前記片持ちセグメントはコンタクトの取り付け部と一体であり、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材に固定される、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項３】
前記コンタクト・アセンブリが、端部‐端部で整列させられて前記支持部材に固定される複数の取り付け部をさらに有しており、該取り付け部のそれぞれに複数のコンタクトが一体化されている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項４】
前記片持ちセグメントが、前記装填経路に対して約３０度〜６０度の間の鋭角で突き出している、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項５】
前記片持ちセグメントが、幅広い付け根から細い外側端に先細りである台形の平面形状を有しており、前記先端セグメントが前記片持ちセグメントの外側端から延びている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項６】
それぞれの先端セグメントが、一体である片持ちセグメントに対してほぼ直角に延びている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項７】
前記片持ちセグメントが、被加工物が処理位置にあるときに被加工物に接触していない、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項８】
前記支持部材が、前記開口を定める導電性の内壁を有しており、前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であって、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材の内壁に固定される、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項９】
個々のコンタクトが、前記取り付け部と前記片持ちセグメントとの間の接合部において第１の幅を有し、前記片持ちセグメントと前記先端セグメントとの間の接合部において第２の幅を有しており、前記第１の幅が、隣り合う先端セグメントが互いに離間するよう、前記第２の幅よりも大きい、請求項８に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１０】
電気めっきの作業において使用するための被加工物ホルダであって、前記被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１１】
前記支持部材に取り付けられ、被加工物が前記コンタクトから取り去られたときに前記コンタクトを超えて延びるように前記支持部材から延びているスカート・リングをさらに有している、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１２】
前記支持部材およびスカート・リングに、処理の最中に電気処理用の流体を被加工物から排出するための流体排出孔が設けられている、請求項１１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１３】
微細造作の被加工物に電位を印加すべく電気化学処理システムにおいて使用するためのコンタクト・アセンブリであって、
・開口を定める内壁を有し、該開口が被加工物を装填経路に沿って受け入れるように構成されている支持部材と、
・前記支持部材に接続された複数のコンタクトと、を備え、
個々のコンタクトが、片持ちセグメント、および該片持ちセグメントと一体であって該片持ちセグメントから突き出している先端セグメントを備えており、前記片持ちセグメントが前記装填経路に沿って第１の方向に内側に突き出し、前記先端セグメントが前記装填経路に沿って第２の方向に内側に突き出しており、前記第１の方向が前記第２の方向と反対であって、前記個々のコンタクトが、被加工物の位置にかかわらず互いに電気的に連絡している、
ことを特徴とするコンタクト・アセンブリ。
【請求項１４】
電気めっきの作業において使用するためのコンタクト・アセンブリであって、被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１５】
前記支持部材から前記第１の方向に突き出している外側絶縁部材をさらに有している、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１６】
取り付け部を前記支持部材の内壁に取り付けて有しているコンタクト部材をさらに有し、前記複数のコンタクトが前記取り付け部から突き出しており、前記取り付け部および前記コンタクトが前記コンタクト部材の一体の構成部分である、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１７】
取り付け部を前記支持部材の内壁に取り付けて有しているコンタクト部材をさらに有し、前記複数のコンタクトが前記取り付け部から突き出しており、個々のコンタクトが、前記取り付け部と前記片持ちセグメントとの間の接合部において第１の幅を有し、前記片持ちセグメントと前記先端セグメントとの間の接合部において第２の幅を有しており、隣り合うコンタクトの前記片持ちセグメントの間の距離が隣り合うコンタクトの前記先端セグメントの間の距離よりも小さくなるよう、前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きい、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１８】
被加工物の電気処理のためのリアクタであって、
電気処理用の流体を保持するための容器と、
前記容器内に電位をもたらすため、前記容器に対して配置されて、互いに誘電的に分離されている複数の電極と、
装填／取り出し位置と処理位置との間を前記容器に対して可動であり、被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材を備えているヘッド・アセンブリと、
前記ヘッド・アセンブリによって保持されたコンタクト・アセンブリと、を備え、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、
前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
ことを特徴とするリアクタ。
【請求項１９】
前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であり、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材に固定されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２０】
コンタクト・アセンブリが、端部‐端部で整列させられて前記支持部材に固定される複数の取り付け部をさらに有しており、該取り付け部のそれぞれに複数の片持ちセグメントが一体化されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２１】
前記片持ちセグメントが、前記装填経路に対して約３０度〜６０度の間の鋭角で突き出している、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２２】
前記片持ちセグメントが、幅広い付け根から細い外側端に先細りである台形の平面形状を有しており、前記先端セグメントが前記片持ちセグメントの外側端から延びている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２３】
それぞれの先端セグメントが、一体である片持ちセグメントに対してほぼ直角に延びている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２４】
前記片持ちセグメントが、被加工物が処理位置にあるときに被加工物に接触していない、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２５】
前記支持部材が、前記開口を定める導電性の内壁を有しており、前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であって、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材の内壁に固定されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２６】
電気めっきの作業において使用するためのリアクタであって、前記被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２７】
ヘッド・アセンブリを、被加工物を受け取りための上向きの配置から、電気処理のために被加工物容器内に配置するための下向きの配置に回転させるように構成されたリフト／回転アセンブリをさらに有している、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２８】
（ａ）被加工物の処理を行うことができる内部領域を有しているキャビネットと、
（ｂ）前記内部領域に位置する複数の被加工物処理ステーションであって、該ステーションのうちの少なくとも１つが被加工物の電気処理のためのリアクタを有しており、
該リアクタが、
・電気処理用の流体を保持するための容器と、
・前記容器内に電位をもたらすため、前記容器に対して配置されて、お互いからは電気的に隔てられている複数の電極と、
・装填／取り出し位置と処理位置との間を前記容器に対して可動であり、被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材を備えているヘッド・アセンブリと、
・前記ヘッド・アセンブリによって保持されたコンタクト・アセンブリと、を有しており、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている前記支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
複数の被加工物処理ステーションと、
（ｃ）被加工物を前記内部領域に届けるため、および前記内部領域から受け取るための装填／取り出しステーションと、
（ｄ）被加工物を前記内部領域の処理ステーションに届け、前記内部領域の処理ステーションから届けるための被加工物搬送具と、
を備えていることを特徴とする電気処理装置。
【請求項２９】
前記処理ステーションが、少なくとも１つの被加工物清浄化ステーションを含んでいる、請求項２８に記載の電気処理装置。
【請求項３０】
前記処理ステーションが、少なくとも１つの被加工物エッチング・ステーションを含んでいる、請求項２８に記載の電気処理装置。
【請求項１】
被加工物を保持し、被加工物が処理位置に配置されたときに被加工物に電位を与えるべく、電気処理システムにおいて被加工物に電気的な接触をもたらすための被加工物ホルダであって、該被加工物ホルダが、
（ａ）被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく、支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材と、
（ｂ）コンタクト・アセンブリと、を備え、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている前記支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、
前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
ことを特徴とする被加工物ホルダ。
【請求項２】
前記片持ちセグメントはコンタクトの取り付け部と一体であり、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材に固定される、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項３】
前記コンタクト・アセンブリが、端部‐端部で整列させられて前記支持部材に固定される複数の取り付け部をさらに有しており、該取り付け部のそれぞれに複数のコンタクトが一体化されている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項４】
前記片持ちセグメントが、前記装填経路に対して約３０度〜６０度の間の鋭角で突き出している、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項５】
前記片持ちセグメントが、幅広い付け根から細い外側端に先細りである台形の平面形状を有しており、前記先端セグメントが前記片持ちセグメントの外側端から延びている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項６】
それぞれの先端セグメントが、一体である片持ちセグメントに対してほぼ直角に延びている、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項７】
前記片持ちセグメントが、被加工物が処理位置にあるときに被加工物に接触していない、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項８】
前記支持部材が、前記開口を定める導電性の内壁を有しており、前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であって、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材の内壁に固定される、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項９】
個々のコンタクトが、前記取り付け部と前記片持ちセグメントとの間の接合部において第１の幅を有し、前記片持ちセグメントと前記先端セグメントとの間の接合部において第２の幅を有しており、前記第１の幅が、隣り合う先端セグメントが互いに離間するよう、前記第２の幅よりも大きい、請求項８に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１０】
電気めっきの作業において使用するための被加工物ホルダであって、前記被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１１】
前記支持部材に取り付けられ、被加工物が前記コンタクトから取り去られたときに前記コンタクトを超えて延びるように前記支持部材から延びているスカート・リングをさらに有している、請求項１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１２】
前記支持部材およびスカート・リングに、処理の最中に電気処理用の流体を被加工物から排出するための流体排出孔が設けられている、請求項１１に記載の被加工物ホルダ。
【請求項１３】
微細造作の被加工物に電位を印加すべく電気化学処理システムにおいて使用するためのコンタクト・アセンブリであって、
・開口を定める内壁を有し、該開口が被加工物を装填経路に沿って受け入れるように構成されている支持部材と、
・前記支持部材に接続された複数のコンタクトと、を備え、
個々のコンタクトが、片持ちセグメント、および該片持ちセグメントと一体であって該片持ちセグメントから突き出している先端セグメントを備えており、前記片持ちセグメントが前記装填経路に沿って第１の方向に内側に突き出し、前記先端セグメントが前記装填経路に沿って第２の方向に内側に突き出しており、前記第１の方向が前記第２の方向と反対であって、前記個々のコンタクトが、被加工物の位置にかかわらず互いに電気的に連絡している、
ことを特徴とするコンタクト・アセンブリ。
【請求項１４】
電気めっきの作業において使用するためのコンタクト・アセンブリであって、被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１５】
前記支持部材から前記第１の方向に突き出している外側絶縁部材をさらに有している、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１６】
取り付け部を前記支持部材の内壁に取り付けて有しているコンタクト部材をさらに有し、前記複数のコンタクトが前記取り付け部から突き出しており、前記取り付け部および前記コンタクトが前記コンタクト部材の一体の構成部分である、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１７】
取り付け部を前記支持部材の内壁に取り付けて有しているコンタクト部材をさらに有し、前記複数のコンタクトが前記取り付け部から突き出しており、個々のコンタクトが、前記取り付け部と前記片持ちセグメントとの間の接合部において第１の幅を有し、前記片持ちセグメントと前記先端セグメントとの間の接合部において第２の幅を有しており、隣り合うコンタクトの前記片持ちセグメントの間の距離が隣り合うコンタクトの前記先端セグメントの間の距離よりも小さくなるよう、前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きい、請求項１３に記載のコンタクト・アセンブリ。
【請求項１８】
被加工物の電気処理のためのリアクタであって、
電気処理用の流体を保持するための容器と、
前記容器内に電位をもたらすため、前記容器に対して配置されて、互いに誘電的に分離されている複数の電極と、
装填／取り出し位置と処理位置との間を前記容器に対して可動であり、被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材を備えているヘッド・アセンブリと、
前記ヘッド・アセンブリによって保持されたコンタクト・アセンブリと、を備え、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、
前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
ことを特徴とするリアクタ。
【請求項１９】
前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であり、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材に固定されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２０】
コンタクト・アセンブリが、端部‐端部で整列させられて前記支持部材に固定される複数の取り付け部をさらに有しており、該取り付け部のそれぞれに複数の片持ちセグメントが一体化されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２１】
前記片持ちセグメントが、前記装填経路に対して約３０度〜６０度の間の鋭角で突き出している、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２２】
前記片持ちセグメントが、幅広い付け根から細い外側端に先細りである台形の平面形状を有しており、前記先端セグメントが前記片持ちセグメントの外側端から延びている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２３】
それぞれの先端セグメントが、一体である片持ちセグメントに対してほぼ直角に延びている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２４】
前記片持ちセグメントが、被加工物が処理位置にあるときに被加工物に接触していない、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２５】
前記支持部材が、前記開口を定める導電性の内壁を有しており、前記片持ちセグメントがコンタクトの取り付け部と一体であって、該コンタクトの取り付け部が前記支持部材の内壁に固定されている、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２６】
電気めっきの作業において使用するためのリアクタであって、前記被加工物裏打ち部材を引き込むことにより、前記先端セグメントの先端縁が電気めっきの作業において生成されためっき済みの被加工物表面から解放されるよう、前記片持ちセグメントが被加工物を前記先端セグメントに装填する際に撓まされる、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２７】
ヘッド・アセンブリを、被加工物を受け取りための上向きの配置から、電気処理のために被加工物容器内に配置するための下向きの配置に回転させるように構成されたリフト／回転アセンブリをさらに有している、請求項１８に記載のリアクタ。
【請求項２８】
（ａ）被加工物の処理を行うことができる内部領域を有しているキャビネットと、
（ｂ）前記内部領域に位置する複数の被加工物処理ステーションであって、該ステーションのうちの少なくとも１つが被加工物の電気処理のためのリアクタを有しており、
該リアクタが、
・電気処理用の流体を保持するための容器と、
・前記容器内に電位をもたらすため、前記容器に対して配置されて、お互いからは電気的に隔てられている複数の電極と、
・装填／取り出し位置と処理位置との間を前記容器に対して可動であり、被加工物を積み込み位置から処理位置まで装填経路に沿って移動させるべく支持部材に対して軸方向に延伸可能である被加工物裏打ち部材を備えているヘッド・アセンブリと、
・前記ヘッド・アセンブリによって保持されたコンタクト・アセンブリと、を有しており、
該コンタクト・アセンブリが、
・被加工物を受け入れるための開口を定めている前記支持部材と、
・前記支持部材の開口の周囲を巡って配置され、前記支持部材に接続されている複数のコンタクトと、を備えており、
個々のコンタクトのそれぞれが、被加工物が処理位置に動かされるときに被加工物の外周縁に接触するよう、前記装填経路に対して鋭角に前記支持部材の開口に突き出している片持ちセグメントと、被加工物が処理位置に動かされたときに、被加工物に接触しかつ被加工物を支持するよう、前記片持ちセグメントから突き出している前記片持ちセグメントと一体の先端セグメントとからなり、
前記片持ちセグメントが、被加工物が前記被加工物裏打ち部材によって処理位置に動かされるときに被加工物を案内して中心に位置させるように構成および配置されており、前記先端セグメントが、処理位置にある被加工物に電気的に接触する先端縁をもたらすように構成および配置されている、
複数の被加工物処理ステーションと、
（ｃ）被加工物を前記内部領域に届けるため、および前記内部領域から受け取るための装填／取り出しステーションと、
（ｄ）被加工物を前記内部領域の処理ステーションに届け、前記内部領域の処理ステーションから届けるための被加工物搬送具と、
を備えていることを特徴とする電気処理装置。
【請求項２９】
前記処理ステーションが、少なくとも１つの被加工物清浄化ステーションを含んでいる、請求項２８に記載の電気処理装置。
【請求項３０】
前記処理ステーションが、少なくとも１つの被加工物エッチング・ステーションを含んでいる、請求項２８に記載の電気処理装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５４６９１３（Ｐ２００８−５４６９１３Ａ）
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１９４７７（Ｐ２００８−５１９４７７）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２４９５０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００２６５６
【国際公開日】平成１９年１月４日（２００７．１．４）
【出願人】（５００２８７３２９）セミトゥール・インコーポレイテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２４９５０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００２６５６
【国際公開日】平成１９年１月４日（２００７．１．４）
【出願人】（５００２８７３２９）セミトゥール・インコーポレイテッド (7)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]