特許 7434653 液体を攪拌するためのデバイス及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】液体を攪拌するためのデバイス及び装置

(51)【国際特許分類】

   C25D 5/00 20060101AFI20240213BHJP

   C25D 21/10 20060101ALI20240213BHJP

   C25D 17/00 20060101ALI20240213BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

C25D5/00 101

C25D21/10 301

C25D17/00 K

C23C18/31 E

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023116652

(22)【出願日】2023-07-18

【審査請求日】2023-10-19

(31)【優先権主張番号】18/066,055

(32)【優先日】2022-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】523271505

【氏名又は名称】リン チュン－ミン

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】リン チュン－ミン

【審査官】萩原 周治

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５４－０１４２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５２９９００１（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許第０８２６２８７１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ ５／００－２１／２２

Ｃ２３Ｃ １８／００－２０／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体の攪拌を補助するためのデバイスであって、
底部と、前記底部と角度をなす側壁を有するフレームと、
第一の可撓性フィルムであって、前記第一の可撓性フィルムの周縁部分で前記フレームに取り付けられた、第一の可撓性フィルムと、
前記フレームの前記側壁に設けられ、前記第一の可撓性フィルムの前記周縁部分に隣接する第一の磁場発生器と、
前記フレームの前記底部に近接する第二の磁場発生器であって、前記第一の磁場発生器及び前記第二の磁場発生器は、前記第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な磁場を提供するように構成され、前記第一の可撓性フィルムは前記液体と接触するように構成される、第二の磁場発生器と、
を備える、デバイス。

【請求項2】

前記第一の可撓性フィルムと接続する第一の導電性コイルをさらに備え、前記第一の導電性コイルは、前記フレームの前記底部に直交するコイル軸に対して螺旋を形成する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記第一の導電性コイルは、電流を流すための２つの端子を備え、前記電流と、前記第一の可撓性フィルムの少なくとも前記一部分に平行な磁場とが相互作用すると、前記第一の導電性コイル及び前記第一の可撓性フィルムを振動させる、請求項２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記電流は、交流又は直流である、請求項３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記第一の磁場発生器は、前記第一の可撓性フィルムを取り囲む複数の磁石を含む、請求項１に記載のデバイス。

【請求項6】

前記第一の磁場発生器と前記第二の磁場発生器の少なくとも一方は、リング形状の磁石である、請求項１に記載のデバイス。

【請求項7】

第二の可撓性フィルムであって、前記第二の可撓性フィルムの周縁部分で前記フレームに取り付けられた第二の可撓性フィルムをさらに備え、前記第一の可撓性フィルムは、前記第二の可撓性フィルムと前記フレームの前記底部との間に配置される、請求項１に記載のデバイス。

【請求項8】

前記フレームの前記側壁に設けられ、前記第二の可撓性フィルムの前記周縁部分に隣接する第三の磁場発生器と、
前記第一の可撓性フィルムと前記第二の可撓性フィルムとの間に第四の磁場発生器と、
をさらに備える、請求項７に記載のデバイス。

【請求項9】

前記第四の磁場発生器は、磁気導電性材料によって前記第二の磁場発生器に接続される、請求項８に記載のデバイス。

【請求項10】

前記第三の磁場発生器及び前記第四の磁場発生器は、前記第二の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な磁場を提供するように構成される、請求項８に記載のデバイス。

【請求項11】

前記フレームは、磁気導電性材料で構成される、請求項１に記載のデバイス。

【請求項12】

液体の撹拌を補助するための装置であって、
前記液体を収容するように構成されたチャンバと、
前記チャンバの側壁に隣接し、前記液体と接触する振動モジュールであって、前記振動モジュールが、
底部と、前記底部と角度をなす側壁とを有するフレームと、
第一の可撓性フィルムであって、前記第一の可撓性フィルムの周縁部分で前記フレームに取り付けられた、第一の可撓性フィルムと、
前記フレームの前記側壁に設けられ、前記第一の可撓性フィルムの前記周縁部分に隣接する第一の磁場発生器と、
を備える、振動モジュールと、
前記フレームの前記底部に近接する第二の磁場発生器であって、前記第一の磁場発生器及び前記第二の磁場発生器は、前記第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な第一の磁場を提供するように構成される、第二の磁場発生器と、
を備える、装置。

【請求項13】

前記第二の磁場発生器は、前記振動モジュールの前記底部にある、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記第二の磁場発生器は、前記チャンバの前記側壁に隣接し、前記チャンバ内の水平方向に第二の磁場を提供するように構成される複数の磁石を備える、請求項１２に記載の装置。

【請求項15】

前記チャンバの上部壁及び下部壁に隣接し、前記チャンバ内に垂直方向の電場を提供するように構成された一対の電極
をさらに備える、請求項１２に記載の装置。

【請求項16】

前記一対の電極が前記液体と接触し、前記液体が液相析出のための溶液である、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記一対の電極は、前記チャンバの前記上部壁に囲まれた第一の電極と、前記チャンバの前記下部壁に囲まれた第二の電極と、を備える、請求項１５に記載の装置。

【請求項18】

前記第一の電極及び前記第二の電極は、テフロン（登録商標）で囲まれ、前記液体から隔離され、前記液体は、液相析出のための溶液である、請求項１７に記載の装置。

【請求項19】

前記チャンバの前記側壁に隣接し、アレイ状に配置された複数の振動モジュールをさらに備える、請求項１２に記載の装置。

【請求項20】

前記振動モジュールのそれぞれに電気的に接続され、前記振動モジュールのそれぞれに入る電流の位相を制御するように構成された電流位相コントローラをさらに備える、請求項１９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
２０２２年１２月１４日に出願され、「ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＡＧＩＴＡＴＩＯＮ ＯＦ ＬＩＱＵＩＤ」と題する米国特許出願第１８／０６６，０５５号に記載された明細書及び図面は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、液体を攪拌するためのデバイス及び装置に関する。

【背景技術】

【0003】

集積回路（ＩＣ）産業は、指数関数的な成長を経験している。ＩＣの材料及び設計における技術的進歩は、各世代が前世代よりも小型で複雑な回路を有するＩＣの世代を生み出してきた。ＩＣの進化の過程で、機能密度（すなわち、チップ面積あたりの相互接続されたデバイスの数）は一般に増加し、ジオメトリサイズ（すなわち、製造プロセスを使用して作成できる最小のコンポーネント（又はライン）のサイズ）は減少してきた。このような微細化プロセスは、一般に生産効率を高めるというメリットをもたらす。しかしながら、このような微細化プロセスは、ＩＣを加工して製造するのがますます複雑になる。これらの進歩を実現するためには、ＩＣの処理及び製造機器の改良が必要である。

【0004】

電気メッキ及び自己触媒メッキ（すなわち無電解メッキ）を含む液相析出は、ＩＣ製造に不可欠なプロセスの１つである。液相析出には、基板（例えばシリコンウェーハ）又はプリント回路基板への金属（例えば、銅）の析出が含まれる。電気メッキの場合、析出される基板エリアにシード層を形成する。電源のカソード端子はシード層に接続され、アノード端子は基板から離れた場所に配置される。基板と端子は、電気メッキ液に浸される。その結果、金属層は、電気メッキ液中の塩類とアノード端子によって供給される金属イオンから、シード層上に析出する。一方、無電解メッキは、プリント回路基板業界において最も重要な金属化技術の一つでもある。近年、マイクロビア及びスルーホールを有するような高密度プリント回路基板は、無電解メッキで処理されているが、その理由は、マイクロビア、特に１：１以上の高アスペクト比のマイクロビアの底まで金属化薬液が到達することが流体力学的により有益だからである。

【図面の簡単な説明】

【0005】

本開示の態様は、添付の図と一緒に読むと、以下の詳細な説明から最もよく理解される。当業界の標準的な慣行に従って、様々な特徴は、縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。実際、様々な特徴の寸法は、議論を明確にするために、任意に大きくすることも、小さくすることもある。

【0006】

【図1】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの概略上面図である。

【図2】本開示のいくつかの実施形態に従う図１の線Ａ－Ａ’に沿ったデバイスの概略断面図である。

【図3A】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの導電性コイルの構成を示す概略図である。

【図3B】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの導電性コイルの構成を示す概略図である。

【図4】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの第一の磁場発生器及び第二の磁場発生器によって確立される力の磁力線を示す概略図である。

【図5】導電性コイルの概略図で、導電性コイルを流れる電流と、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの磁場とが相互作用することで生じる力を示す。

【図6】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの概略断面図である。

【図7】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの概略上面図である。

【図8】本開示のいくつかの実施形態に従う、図７の線Ｂ－Ｂ’に沿ったデバイスの概略断面図である。

【図9A】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの導電性コイルの構成を示す概略図である。

【図9B】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの導電性コイルの構成を示す概略図である。

【図10】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの概略上面図である。

【図11】本開示のいくつかの実施形態に従う、図１０の線Ｃ－Ｃ’に沿ったデバイスの概略断面図である。

【図12】本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイスの概略上面図である。

【図13】図１２の線Ｄ－Ｄ’に沿ったデバイスの概略断面図で、本開示のいくつかの実施形態に従うデバイスの磁力線を例示する。

【図14】導電性コイルの概略図で、導電性コイルを流れる電流と、図１３のデバイスの磁場とが相互作用することで生じる力を示す。

【図15】本開示の異なる実施形態に従う異なるメッキ装置の概略図である。

【図16】本開示の異なる実施形態に従う異なるメッキ装置の概略図である。

【図17】本開示の異なる実施形態に従う異なるメッキ装置の概略図である。

【図18】本開示の異なる実施形態に従う異なるメッキ装置の概略図である。

【図19】本開示の異なる実施形態に従う異なるメッキ装置の概略図である。

【図20】本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置上の振動モジュールの配置を示す概略図である。

【図21】本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置上の振動モジュールによって生成される力を示す概略図である。

【図22】本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置の概略図である。

【図23】本開示のいくつかの実施形態に従うモジュールの概略断面図である。

【図24】本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置の概略図である。

【図25】本開示の異なる実施形態に従う振動モジュールの概略断面図である。

【図26】本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下の開示は、提供される主題の異なる特徴を実施するために、多くの異なる実施形態又は例を提供する。本開示を簡略化するために、構成要素及び配置の具体例を以下で説明する。当然、これらは単なる例であり、限定を意図するものではない。例えば、以下の説明において、第二の特徴の全体に、又はその上に第一の特徴を形成することは、第一及び第二の特徴が直接接触して形成される実施形態を含んでもよいし、また第一及び第二の特徴が直接接触しないように、第一及び第二の特徴の間に追加の特徴を形成し得る実施形態を含んでもよい。さらに、本開示では、様々な例において、参照番号及び／又は文字を繰り返すこともある。この繰り返しは、単純化及び明確化のためであり、それ自体では、議論される様々な実施形態及び／又は構成の間の関係を指示するものではない。

【0008】

さらに、「下方に」、「下に」、「下部」、「上に」、「上部」等の空間的に相対的な用語は、本明細書では、説明を容易にするために、１つの要素又は特徴について、図面に示すような別の要素又は特徴に対する関係を説明するために使用することもある。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる向きを包含することが意図されている。装置は、別の向きを向いていてもよく（例えば、９０°回転されてもよいし、他の向きに回転されてもよい）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、同様に、それに応じて解釈されてもよい。

【0009】

本開示の広い範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の例に示す数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験測定において見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。また、本明細書で使用される場合、「およそ」、「実質的に」、「実質」、「約」という用語は、少しの変化を述べ、説明するために用いられる。事象又は状況と結び合わせて用いるとき、これらの用語は、当該事象又は状況が正確に生じる場合、及び当該事象又は状況が近似的に生じる場合を指すことができる。例えば、数値と結び合わせて使うとき、これらの用語は、当該数値の±１０％以下の変化の範囲を指すことができ、例えば、±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、又は±０．０５％以下の範囲である。例えば、２つの数値が「実質的に」同じ又は等しいとみなすことができるのは、当該２つの数値の差がその数値の平均の±１０％以下である場合、例えば、±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、又は±０．０５％以下の場合である。例えば、「実質的に」平行とは、角度の変化の範囲が０°に対して±１０°以下であること、例えば、±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、又は±０．１°以下、又は±０．０５°以下であることを指すことができる。例えば、「実質的に」垂直とは、角度の変化の範囲が９０°に対して±１０°以下であること、例えば、±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、又は±０．１°以下、又は±０．０５°以下であることを指すことができる。したがって、反対に示されない限り、本開示及び添付の特許請求の範囲に提示される数値パラメータは、所望に応じて変化し得る近似である。少なとも、各数値パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、通常の丸め技術を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。範囲は、本明細書では、１つのエンドポイントから別のエンドポイントまで、すなわち、２つのエンドポイントの間として表すことができる。本明細書に開示される全ての範囲は、特に明記しない限り、エンドポイントを含む。

【0010】

メッキは、半導体デバイス又はプリント回路基板（ＰＣＢ）を製造するための従来のアプローチで利用される一般的な技術であるが、このような技術は、先端技術ノードにおいて欠陥を引き起こすウェーハ上の不均一な分布の問題に、しばしば直面する。無電解メッキと電気メッキが、ワークピース上に薄膜を形成する技術として一般的に使用される２種類のメッキ技術である。無電解メッキ（化学メッキ又は自己触媒メッキとも呼ばれる）は、液体浴中で金属カチオンを自己触媒的に化学還元することにより、様々な材料上に金属又は金属含有合金コーティングを形成する技術の一種であり、メッキされるワークピース（例えば、ウェーハ又は基板）を還元剤に浸漬し、還元剤は、特定の材料によって触媒されると、金属イオンをワークピースにコーティングを形成する金属に変化させる。一般に、無電解メッキ技術の利点は、互換性と製品品質であるが、無電解メッキの処理時間は、同じ厚さの膜を形成するための電気メッキの処理時間よりも長い。場合によっては、無電解メッキ技術は、導電性のワークピースと非導電性のワークピースとの両方に、より小さなサイズ又はより小さな表面積を有するワークピースも含め、適用できる。これに対して、電気メッキは、外部から発生させた電流によって、様々な材料に金属コーティングを形成する技術である。電気メッキ技術の利点には、効率もスループットも高いことが含まれるが、電気メッキは、無電解メッキ技術と比較して、互換性が低く、製品品質が劣る場合がある。

【0011】

本出願におけるメッキ技術の詳細及び用途は、２０２２年３月１８日に出願され、「ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＣＯＰＰＥＲ－ＰＨＯＳＰＨＯＲＯＵＳ ＡＬＬＯＹ ＡＮＤ Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ」と題する米国特許出願第１７／６９７，９３７号と、２０２２年７月２８日に出願され、「ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題する米国特許出願第１７／８１５，６１３号を参照されたい。両出願の開示は、参照により本書に組み込まれる。

【0012】

本開示は、液相析出を補助するためのデバイス及び液相析出のための装置を提供し、装置は、メッキ効率を促進するためのデバイスを含む。本開示の装置は、無電解メッキ技術及び電気メッキ技術の両方で適用できる。また、本開示のアプローチは、メッキチャンバ内のイオンの分布を効果的に改善することができるため、均一性が改善された薄膜をワークピース上に形成することができる。

【0013】

図１及び図２を参照すると、図１は、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５００の概略上面図であり、図２は、図１の線Ａ－Ａ’に沿ったデバイス５００の概略断面図である。デバイス５００は、フレーム５１と、第一の磁場発生器５２と、第二の磁場発生器５３と、可撓性フィルム５４と、可撓性フィルム５４内の導電性コイル５４１とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、フレーム５１は、底部５１１と、底部５１１と角度を形成して、底部５１１に接続された側壁５１２とを含む。いくつかの実施形態では、側壁５１２は、底部５１１を取り囲む。いくつかの実施形態では、フレーム５１は、図１に示すように、上面から見て正方形又は長方形の構成を有する。いくつかの実施形態では、フレーム５１は、図２に示すように、上方向（例えば、Ｚ方向）に向く開口部を含むオープンボックスの構成を有する。いくつかの実施形態において、フレーム５１は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフロン（登録商標））、ビニル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ステンレス鋼、他の適切な材料、又はそれらの組合せを含む。いくつかの実施形態では、フレーム５１は、磁気導電性材料で作られている。

【0014】

第一の磁場発生器５２は、フレーム５１の底部５１１に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２は、フレーム５１の内側に配置され、フレーム５１の内部底面５１Ａに取り付けられる。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２は、フレーム５１の底部５１１の中央部分に配置される。上面から見た第一の磁場発生器５２の構成は、異なる用途に応じて調整することができる。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２は、図１に示すように、上面から見て長方形の構成を有する。第一の磁場発生器５２は、フレーム５１の底部５１１に少なくとも部分的に直交する第一の磁場を提供するように構成される。第一の磁場発生器５２は、１つ以上の磁石を含んでもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の磁石は、永久磁石であり得る。いくつかの実施形態では、永久磁石は、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ホウ素（Ｂ）、それらの合金、又はそれらの組合せを含む。いくつかの実施形態において、第一の磁場発生器５２は、図１に示すように、正方形の磁石を含む。換言すれば、第一の磁場発生器５２の磁石の北極及び南極は、底部５１１に実質的に垂直な方向（例えば、Ｚ方向）に配置される。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２の磁石の南極は、内部底面５１Ａに取り付けられ、第一の磁場発生器５２の磁石の北極は、南極の上方にあり、第一の磁場は、内部底面５１Ａに直交する上方向に向けられる。説明の便宜上、磁場発生器５２又は５３が１つの磁石のみを含む場合、磁場発生器５２又は５３は、磁石５２又は５３と呼ぶこともある。

【0015】

第二の磁場発生器５３は、フレーム５１の側壁５１２に配置され、可撓性フィルム５４に隣接されてもよい。いくつかの実施形態では、第二の磁場発生器５３は、底部５１１と反対側の側壁５１２の端部に近接して側壁５１２に配置される。第二の磁場発生器５３は、異なる用途に応じて、側壁５１２内に全体的又は部分的に存在し得ることに留意されたい。したがって、図は、例示することだけを目的として提供され、本開示を限定することを意図しない。第二の磁場発生器５３は、１つ以上の磁石を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第二の磁場発生器５３は、底部５１１を取り囲む側壁５１２に配置された磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４を含む。第二の磁場発生器５３の磁石は、フレーム５１の底部５１１をできるだけ均等に取り囲んでもよい。いくつかの実施形態では、磁石５３１、５３２、５３３及び５３４のそれぞれは、図１に示すように、上面から見て側壁５１２の一部分に沿って延びる細長い構成を有する。いくつかの実施形態では、磁石５３１及び５３３は、図１及び図２に示すように、側壁５１２の２つの対向部分５１２ａ及び５１２ｂに配置される。いくつかの実施形態では、磁石５３２及び５３４は、磁石５３１及び５３３の間に配置され、図１に示されるように、側壁５１２の２つの対向する部分に配置される。

【0016】

第二の磁場発生器５３は、フレーム５１の底部５１１に少なくとも部分的に平行な第二の磁場を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、第二の磁場発生器５３の磁石５３１、５３２、５３３及び５３４のそれぞれの北極及び南極は、底部５１１に実質的に平行な方向（例えば、Ｘ方向）に配置される。いくつかの実施形態では、磁石５３１、５３２、５３３及び５３４のそれぞれの南極は、フレーム５１の内側を向き、磁石５３１、５３２、５３３及び５３４のそれぞれの北極は、フレーム５１の外側を向いている。

【0017】

可撓性フィルム５４は、可撓性フィルム５４の周辺部分５４３でフレーム５１に取り付けられることがある。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４の周辺部分５４３は、フレーム５１の側壁５１１内に取り付けられ、保持され、又は固定される。可撓性フィルム５４は、フレーム５１の底部５１１に対して実質的に平行であってよい。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４は、フレーム５１の底部５１１の全カバー領域にわたって延びる。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（又はエチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、味の素ビルドアップフィルム（ＡＢＦ）、他の適切な材料、又はそれらの組合せを含む。可撓性フィルム５４は、蒸着中にメッキ液に振動運動を与えるように構成されている。可撓性フィルム５４及びフレーム５１は、共に共振キャビティを規定し、可撓性フィルム５４と内部底面５１Ａとの間の距離ｄ１は、共振キャビティの高さを規定する。共振空洞を満たす材料に応じて距離ｄ１を調整することにより、メッキ（又は蒸着）効率を最適化することができる。詳細な説明を以下の段落で提供する。

【0018】

いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４は、特に可撓性フィルム５４の低振動数における可撓性フィルム５４の振動振幅を促進する目的で、バネとして機能するオーバーハング部分５４２を含む。いくつかの実施形態では、オーバーハング部分５４２は、図１に示すように、上面から見てオープンリング形状の構成を有する。オーバーハング部分５４２のリング形状は、円、正方形、三角形、六角形、又は異なる用途に応じた別の適切な形状であり得ることに留意されたい。図１に示すオーバーハング部分５４２の円形リング形状は、例示的な実施形態によるものであり、本開示はこの形状に限定されない。

【0019】

導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４に接続され、フレーム５１の底部５１１に実質的に直交するコイル軸に対して螺旋を形成する。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４内に配置される。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４によって封止又はカプセル化されている。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４の中央領域にあり、オーバーハング部分５４２によって取り囲まれている。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、又は他の適切な材料を含む。図１の上面から見た導電性コイル５４１の構成は、異なる用途に応じて変更してもよい。理解及び例示を容易にする目的で、導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４の要素と見なすことができる。

【0020】

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図３Ａ及び図３Ｂは、本開示の異なる実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５００の導電性コイル５４１の概略上面図である。いくつかの実施形態では、図３Ａに示すように、導電性コイル５４１は、上面から見て円形の構成を有する。いくつかの実施形態では、図３Ｂに示すように、導電性コイル５４１は、上面から見て長方形の構成を有する。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１は、可撓性フィルム５４のＸ－Ｙ平面上で、そのコイル軸５４１ａから螺旋状に延びる。図３Ａ及び図３Ｂに示す構成は、例示を目的とし、本開示を限定することを意図するものではないことに留意されたい。上記に例示したように、導電性コイル５４１の構成は、異なる用途に応じて設計することができる。

【0021】

導電性コイル５４１は、導電性コイル５４１の両端において導電性ライン５４５ａ、５４５ｂと接続されている。導電性ライン５４５ａ及び５４５ｂは、上に列挙したような導電性コイル５４１の導電性材料から選択される導電性材料で作ることができる。いくつかの実施形態では、導電性ライン５４５ａ及び５４５ｂは、可撓性フィルム５４によって封止又はカプセル化される。いくつかの実施形態では、導電性ライン５４５ａ及び５４５ｂは、オーバーハング部分５４２のリング形状の導電性コイル５４１から、オーバーハング部分５４２の開口部を介してオーバーハング部分５４２のリング形状の外側の可撓性フィルム５４の一部分まで延びる。導電性ライン５４５ａ、５４５ｂは、導電性コイル５４１に／から電流を流すためのものである。

【0022】

図１及び図２に戻って参照すると、デバイス５００は、第二の磁場発生器５３をフレーム５１に固定するように構成された複数の固定要素５５をさらに含んでもよい。固定要素５５は、杭、釘、ネジ、リベット、他の適切なファスナ、又はそれらの組合せを含んでもよい。いくつかの実施形態では、固定要素５５は、磁気導電性材料で作られている。固定要素５５は、フレーム５１の上面５１Ｃから側壁５１２に挿入され、第二の磁場発生器５３の磁石５３１、５３２、５３３、５３４のそれぞれの少なくとも一部分に延びてもよい。いくつかの実施形態では、固定要素５５の少なくとも１つは、図２に示すように、磁石５３１、５３２、５３３、及び５３４の少なくとも１つを貫通する。いくつかの実施形態では、固定要素５５の少なくとも１つは、可撓性フィルム５４の周辺部分５４３で可撓性フィルム５４を貫通する。

【0023】

図４を参照すると、図４は、デバイス５００の第一の磁場発生器５２及び第二の磁場発生器５３によって確立される磁力線を示す概略図である。第一の磁場発生器５２（以下、「磁石」と呼ぶこともある）と第二の磁場発生器５３１（以下、「磁石」と呼ぶこともある）とは、一端で磁石５２の近傍でフレーム５１の底面に垂直に、他端で磁石５３１の近傍で可撓性フィルム５４の平面に実質的に平行に、磁場Ｂ２１（例えば、磁力線で描かれて表現されている）を共通して構築していく。次いで、磁場Ｂ２１は、磁場Ｂ１１でラベル付けされているように、水平方向（－Ｘ方向）に沿ってフレーム５１の内部側壁面５１Ｅから外部側壁面５１Ｄに向かって磁石５３１に入り、フレーム５１の内部の磁導ルート（例えば、フレーム５１は磁気導電性材料で作ることができる）を通って磁石５２に戻るように周回する。磁石５２の内部の磁場はＢ１２とラベル付けされ、先に説明した磁場Ｂ２１の原点に合致し、閉ループを形成する。図４に描かれた磁場Ｂ１２、Ｂ２１、及びＢ１１は、図１の線Ａ－Ａ’に沿った断面で確立される磁場の設計とすることができる。

【0024】

同様に、第一の磁場発生器５２（以下、「磁石」と呼ぶこともある）と第二の磁場発生器５３３（以下、「磁石」と呼ぶこともある）とは、一端で磁石５２の近傍でフレーム５１の底面に垂直に、他端で磁石５３３の近傍で可撓性フィルム５４の平面に実質的に平行に、磁場Ｂ２２（例えば、磁力線で描かれて表現されている）を共通して構築していく。次いで、磁場Ｂ２２は、磁場Ｂ１３でラベル付けされているように、水平方向（＋Ｘ方向）に沿ってフレーム５１の内部側壁面５１Ｅから外部側壁面５１Ｄに向かって磁石５３３に入り、フレーム５１の内部の磁気導電ルートを通って磁石５２に戻るように循環している。磁石５２の内部の磁場はＢ１２とラベル付けされ、先に説明した磁場Ｂ２２の原点と合致し、閉ループを形成する。図４に描かれた磁場Ｂ１２、Ｂ２２、及びＢ１３は、図１の線Ａ－Ａ’に沿った断面で確立される磁場の設計とすることができる。

【0025】

図５を参照すると、図５は、導電性コイル５４１の概略図で、導電性コイル５４１を流れる電流と、図４で以前に論じた磁場Ｂ２１及びＢ２２とが相互作用することで生じ、導電性コイル５４１に作用する力を示す。時刻Ｔ１において、電流Ｃは、図５で矢印で示すように、反時計回りの方向に従って導電性コイル５４１を流れることがある。時刻Ｔ２において、電流Ｃは、時計回り方向（図５には図示せず）に従って導電性コイル５４１に流れることもある。例えば、磁場Ｂ２１は、導電性コイル５１４の平面に対して実質的に平行であり、－Ｘ方向を向いている。ローレンツ力の式（Ｉ）によれば、ｑはカチオンの電荷、Ｖは電子の速度、Ｅは電場、Ｂは磁場、Ｆはカチオンに作用する電磁気力である。図５に例示するように、導電性コイル５１４の左部分及び右部分のそれぞれの磁場Ｂ２１及びＢ２２が確立されると、力Ｆがカチオンに加えられので、導電性コイル５１４の本体及びそれに接続された可撓性フィルム５４は、電場Ｅがない状態で、紙面の内側又は紙面に向かう方向を指す（すなわち、図５を見る人から離れる）。

【0026】

Ｆ＝ｑ（Ｅ＋Ｖ×Ｂ） （Ｉ）

【0027】

その結果、可撓性フィルム５４には、紙面の内側の方向又は紙面に向かう方向の力Ｆが加わる。これに対して、他の条件を変えずに時計回り方向（図５では図示せず）に従って導電性コイル５４１に電流Ｃを流すと、その結果、可撓性フィルム５４に加えられる力Ｆは、紙面から外側に向かう方向（すなわち、図５を見る人に向かう方向）になる。いくつかの実施形態では、電流Ｃは、交流電流又は直流電流であり得る。導電性コイル５４１が、１％～９０％の間のデューティサイクルを有する交流電源又は直流電源に接続されると、可撓性フィルム５４の振動運動が発生する。いくつかの実施形態では、交流電源又は直流電源は、５０％のデューティサイクルを有する。メッキ液に適用される可撓性フィルム５４の振動運動は、そこに物理的な攪拌を提供するので、液相析出効率を向上させることができる。デバイス５００が提供する振動は、メッキチャンバ内のメッキ液に様々な強度の機械的攪拌を与え、反応剤の運動及び衝突を促進し、したがって、液相析出の効率を向上させることができる。また、このように説明されたメッキプロセスによってワークピース上に形成されたメッキ膜の均一性も向上させることができる。

【0028】

図２に戻って参照すると、可撓性フィルム５４と内部底面５１Ａとの間の距離ｄ１は、デバイス５００の共振キャビティの高さを定義する。可撓性フィルム５４の振動効率は、共振キャビティ内の材料に応じた距離ｄ１の調整によって制御することができる。振動効率は、距離ｄ１が、下記の式（ＩＩ）（式中、ｎは整数、λは音響波長、ｖは音速、ｆは音響周波数）で定義される音響波長の整数倍に等しいときに最適化することができる。

【0029】

ｄ１＝ｎλ＝ｎｖ／ｆ （ＩＩ）

【0030】

いくつかの実施形態では、共振キャビティは空気で満たされており、デバイス５００の振動媒体は空気である。したがって、音速ｖは、空気中の音速である約３３０メートル／秒（ｍ／ｓ）であるべきである。ｎ＝１の場合（デバイス５００の厚さを最小化すると同時に振動効率を最適化する目的で）、本開示の異なる実施形態に従って式（ＩＩ）によって得られる音響周波数ｆ及び対応する距離ｄ１（すなわち、共振キャビティの高さ）を以下の表１に提供する。

【表1】

【0031】

上記に例示したようなデバイス５００は、液相析出の効率を高めるために振動を与えることができる。デバイス５００の厚さは、上述した距離ｄ１を調整することによって調整することができる。しかしながら、図１及び図２に示すデバイス５００は、本開示の概念を説明するための例示的な実施形態であり、本発明を限定することを意図するものではない。

【0032】

本開示では、上述したものと同じ発明概念を有する本発明の複数の実施形態を提供する。明確化及び簡略化の目的のために、同一又は同様の機能を有する要素の参照番号は、異なる実施形態において繰り返される。しかしながら、このような使用は、本開示を特定の実施形態又は特定の要素に限定することを意図していない。簡潔化のため、以下の明細書では、他の実施形態との相違点のみを強調し、同様又は同一の要素、機能及び特性の説明を省略する。さらに、異なる実施形態で例示した条件又はパラメータは、使用するパラメータ又は条件が矛盾しない限り、組み合わせたり変更したりして、異なる組合せの実施形態を有することもできる。

【0033】

図６を参照すると、図６は、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５０１の概略断面図である。いくつかの実施形態において、可撓性フィルム５４は、フレーム５１の側壁５１２の上面５１Ｃに取り付けられる。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４の全体は、フレーム５１の上に配置される。可撓性フィルム５４は、接着剤、シリコーン、固定要素５５、又は他の適切な材料によってフレーム５１上に固定してもよい。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４は、固定要素５５によって固定され、固定要素５５の配置は、図２に示す配置と同様である。いくつかの実施形態では、固定要素５５は、フレーム５１の上面５１Ｃから側壁５１２に挿入され、それによって、上面５１Ｃの上に可撓性フィルム５４を固定する（図２に示すものと同様であるが、図６には図示せず）。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４は、接着剤又はシリコーンによってフレーム５１上に固定され、固定要素５５は、図６に示すように、第二の磁場発生器５３を固定するために使用される。いくつかの実施形態では、固定要素５５は、図６に示すように、フレーム５１の外部側壁面５１Ｄから側壁５１２に挿入される。いくつかの実施形態では、固定要素５５は、フレーム５１の内部側壁面５１Ｅから側壁５１２に挿入される（図示せず）。固定要素５５は、第二の磁場発生器５３を貫通しても、貫通しなくてもよい。いくつかの実施形態では、固定要素５５は、図６に示すように、第二の磁場発生器５３の中に延び、その内部で停止する。同様に、固定要素５５は、フレーム５１の側壁５１２を貫通しても、貫通しなくてもよい。デバイス５０１の上面図は、図１に示すデバイス５００の上面図と同様であり得、繰り返しの図示は、本明細書で省略する。フレーム５１上に可撓性フィルム５４を配置するために、デバイス５０１の厚さは、デバイス５００の厚さよりも小さくてもよい。

【0034】

図７及び図８を参照すると、図７は、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５０２の概略上面図であり、図８は、図７の線Ｂ－Ｂ’に沿ったデバイス５０２の概略断面図である。デバイス５０２は、デバイス５００と同様であるが、リング形状の磁石５２と、中央に緩いコイル密度を有するリング形状の導電性コイル５４１とを含む。デバイス５０２の導電性コイル５４１は、デバイス５００の導電性コイル５４１と同様であってもよいが、デバイス５０２の導電性コイル５４１は、デバイス５００の導電性コイル５４１の最内輪の半径よりも大きな半径を有する最内輪を含む。図９Ａ及び図９Ｂは、本開示の異なる実施形態に従うデバイス５０２の導電性コイル５４１の概略上面図である。図９Ａ及び図９Ｂは、説明の目的で提供される例示的な実施形態であり、本開示を限定することを意図するものではない。

【0035】

図１０及び図１１を参照すると、図１０は、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５０３の概略上面図であり、図１１は、図１０における線Ｃ－Ｃ’に沿ったデバイス５０３の概略断面図である。いくつかの実施形態では、デバイス５０３は、垂直方向に配置され、互いに実質的に平行な複数の可撓性フィルム（例えば、５４ａ及び５４ｂ）を含む。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４ａは、可撓性フィルム５４ｂの上にあり、距離ｄ２だけ可撓性フィルム５４ｂから離間している。距離ｄ２は、可撓性フィルム５４ａの共振キャビティの高さを規定し、可撓性フィルム５４ａと可撓性フィルム５４ｂとの間の距離と等しい。いくつかの実施形態では、距離ｄ２は、デバイス５０３の振動効率を最大化する目的で、可撓性フィルム５４ａの共振キャビティの共振周波数を可撓性フィルム５４ｂの共振キャビティの共振周波数と同一にするために、距離ｄ１に実質的に等しい。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４ａは、図１０に示す上面図において、可撓性フィルム５４ｂの全体と重なる。

【0036】

可撓性フィルム５４ａは、デバイス５００の可撓性フィルム５４と同様又は同一であり得、可撓性フィルム５４ｂは、可撓性フィルム５４ａとフレーム５１の底部５１１の間に配置される。可撓性フィルム５４ｂは、デバイス５０２の可撓性フィルム５４と同様であり得るが、接続構造５２３を通過させる開口部５４４をさらに含む。可撓性フィルム５４ｂと接続された導電性コイル５４１ｂは、開口部のエリアを避けて、接続構造５２３を通過させてもよい（例えば、導電性コイル５４１ｂは図９Ａ及び９Ｂに示すものと同様とすることができる）。導電性コイル５４１ｂは、デバイス５０２の導電性コイル５４１と同様であるか、又は実質的に同一であることができる。いくつかの実施形態では、導電性コイル５４１ｂは、開口部５４４に隣接する点から螺旋状に広がっている。

【0037】

可撓性フィルム５４ａの少なくとも一部分及び可撓性フィルム５４ｂの一部分に平行な磁場を発生させる目的で、第一の磁場発生器５２は、複数の磁石（例えば、５２１及び５２２）を含んでもよく、磁石は垂直に配置されている。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２の磁石５２１は、フレーム５１の底面５１（又は内部底面５１Ａ）に配置される。磁石５２１の配置は、上記に例示したデバイス５００の磁石５２の配置と同様とすることができ、本明細書では繰り返しの説明を省略する。いくつかの実施形態では、第一の磁場発生器５２の磁石５２２は、可撓性フィルム５４ａと５４ｂとの間に配置される。いくつかの実施形態では、距離ｄ２１と距離ｄ２２との間の比は、１：４～３：２の範囲であり、距離ｄ２１は、垂直方向に沿って可撓性フィルム５４ａから磁石５２２の中心線（点線で示す）まで測定され、距離ｄ２２は、磁石５２２の中心線から可撓性フィルム５４ｂまで測定される。図１１の断面に見られるような磁石５２１の幅Ｗ１は、磁石５２２の幅Ｗ２より小さいことも、実質的に等しいことも、あるいは大きいこともあり得る。いくつかの実施形態では、図１１に示すように、磁石５２２の幅は、磁石５２１の幅よりも小さい。溶液上でデバイス５０３の共振効率に対する磁石５２２の悪影響を最小限に抑える目的で、磁石５２１の幅Ｗ１は、フレーム５１の空洞の幅Ｗ３（例えば、図１０の線Ｃ－Ｃ’に沿って図１１に示す内部側壁面５１Ｅの異なる部分間の距離）の１／３～１／２の間である。いくつかの実施形態では、磁石５２２は、図１０に示すような上面から見て、磁石５２１よりも小さい。上面から見た磁石５２１及び５２２の構成は、図１０に示すような円形状に限定されないことに留意されたい。図１０に示す磁石５２１及び５２２の円形状は、説明のための例示的な実施形態である。さらに、磁石５２１、５２２は、用途に応じて上面から見て異なる形状とすることができる。

【0038】

磁石５２２は、接続構造５２３によって支持することができる。いくつかの実施形態では、接続構造５２３は、磁石５２１と５２２との間に配置され、磁石５２１と５２２を磁気的に接続している。いくつかの実施形態では、接続構造５２３は、可撓性フィルム５４ｂの開口部５４４を通過する。いくつかの実施形態では、接続構造５２３は、磁気導電性材料を含む。接続構造５２３が磁気導電性材料を含む場合、接続構造５２３は、第一の磁場発生器５２の一部と見なすことができる。

【0039】

第二の磁場発生器５３は、垂直に配置された磁石を含んでもよい。第二の磁場発生器５３は、第二の複数の磁石５３ｂに垂直方向に重なる第一の複数の磁石５３ａを含んでもよい。いくつかの実施形態では、第一の複数の磁石５３ａは、図１及び図２に示すデバイス５００の第二の磁場発生器５３の磁石５３１、５３２、５３３及び５３４の配置と同様の配置で、磁石５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ及び５３４ａを含む。いくつかの実施形態では、第二の複数の磁石５３ｂは、磁石５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ及び５３４ａのそれぞれと垂直に整列した磁石５３１ｂ、５３２ｂ、５３３ｂ及び５３４ｂを含む。いくつかの実施形態では、第一の複数の磁石５３ａの磁石５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ、及び５３４ａのそれぞれは、１つ以上の固定部材５５ａによってフレーム５１上に固定される。固定部材５５ａは、上面５１Ｃ、内部側壁面５１Ｅ又は外部側壁面５１Ｄからフレーム５１の側壁５１２に水平又は垂直に延びる（又は挿入される）ことができる。いくつかの実施形態では、第二の複数の磁石５３ｂの磁石５３１ｂ、５３２ｂ、５３３ｂ及び５３４ｂのそれぞれは、１つ以上の固定部材５５ｂによってフレーム５１に固定される。固定部材５５ｂは、内部側壁面５１Ｅ又は外部側壁面５１Ｄからフレーム５１の側壁５１２に水平に延びる（又は挿入される）ことができる。

【0040】

第一の複数の磁石５３ａは、可撓性フィルム５４ａの上方で、フレーム５１の上面５１Ｃに近接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、磁石５３１ａ、５３２ａ、５３３ａ及び５３４ａは、可撓性フィルム５４ａの周辺領域５４３ａに隣接して配置される。磁石５２２及び第一の複数の磁石５３ａは、上述し、図４に例示した磁場Ｂ２１及びＢ２２と同様の磁場をもたらすことができ、可撓性フィルム５４ａの導電性コイル５４１ａに電流が供給されると、可撓性フィルム５４ａの振動運動を発生させることができる。

【0041】

第二の複数の磁石５３ｂは、可撓性フィルム５４ａと５４ｂとの間で、可撓性フィルム５４ｂに近接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、磁石５３１ｂ、５３２ｂ、５３３ｂ及び５３４ｂは、可撓性フィルム５４ｂの周辺領域５４３ｂに隣接して配置される。磁石５２１及び第二の複数の磁石５３ｂは、上述し、図４に例示した磁場Ｂ２１及びＢ２２と同様の磁場をもたらすことができ、可撓性フィルム５４ｂの導電性コイル５４１ｂに電流が供給されると、可撓性フィルム５４ｂの振動運動を発生させることができる。

【0042】

図１２及び図１３を参照すると、図１２は、本開示のいくつかの実施形態に従う液相析出を補助するためのデバイス５０４の概略上面図であり、図１３は、図１２の線Ｄ－Ｄ’に沿ったデバイス５０４の概略断面図である。デバイス５０４は、デバイス５００と同様であってもよいが、フレーム５１の構成と、図１２に示す上面から見た第二の磁場発生器５３の幾何学的構成とが異なる。いくつかの実施形態では、フレーム５１は、上面図で円形の構成を有する。いくつかの実施形態では、第二の磁場発生器５３は、リング形状の磁石を含む（第二の磁場発生器５３は、本明細書において磁石５３と呼ぶこともある）。いくつかの実施形態では、磁石５３は、フレーム５１の側壁５１２内で、側壁５１２に沿って延び、側壁５１は、リング形状の構成を有する。いくつかの実施形態では、磁石５３は、固定部材５５なしで側壁５１２によって封止され、側壁５１２に固定される。

【0043】

さらに、デバイス５０４は、デバイス５００と同様であってもよいが、図４に先に例示したように、デバイス５００の第一及び第二の磁場発生器５２及び５３とは異なる第一及び第二の磁場発生器５２及び５３の極性配置を有する。第一の磁場発生器５２（以下、「磁石」と呼ぶこともある）と、第二の磁場発生器５３（以下、「磁石」と呼ぶこともある）の一部分５３１とは、一端で磁石５２の近傍でフレーム５１の底面に垂直に、他端で磁石５３の一部分５３１の近傍で可撓性フィルム５４の平面に実質的に平行に、磁場Ｂ２１（例えば、磁力線で描かれて表現されている）を共通して構築していく。次いで、磁場Ｂ２１は、磁石５２に入り、磁石５２に蓄積された磁場Ｂ１２と接続し、フレーム５１の内部の磁気導電ルート（例えば、フレーム５１は、磁気導電性材料で作ることができる）を通って、磁石５３の一部分５３１に戻るように循環している。磁石５３の一部分５３１の内部の磁場は、Ｂ１１とラベル付けされ、先に説明した磁場Ｂ２１の原点に合致し、閉ループを形成する。図１３に描かれた磁場Ｂ１１、Ｂ２１、及びＢ１２は、図１２の線Ｄ－Ｄ’に沿った断面で確立される磁場の設計とすることができる。

【0044】

同様に、第一の磁場発生器５２（以下、「磁石」と呼ぶこともある）と第二の磁場発生器５３（以下、「磁石」と呼ぶこともある）の一部分５３３とは、一端で磁石５２の近傍でフレーム５１の底面に垂直に、他端で磁石５３の一部分５３３の近傍で可撓性フィルム５４の平面に実質的に平行に、磁場Ｂ２２（例えば、磁力線で描かれて表現されている）を共通して構築していく。次いで、磁場Ｂ２２は、磁石５２に入り、磁石５２に蓄積された磁場Ｂ１２と接続し、フレーム５１の内部の磁気導電ルート（例えば、フレーム５１は、磁気導電性材料で作ることができる）を通って、磁石５３の一部分５３３に戻るように循環している。磁石５３の一部分５３３の内部の磁場は、Ｂ１３とラベル付けされ、先に説明した磁場Ｂ２２の原点に合致し、閉ループを形成する。図１３に描かれた磁場Ｂ１３、Ｂ２２、及びＢ１２は、図１２の線Ｄ－Ｄ’に沿った断面で確立される磁場の設計とすることができる。

【0045】

図１４を参照すると、図１４は、デバイス５０４の導電性コイル５４１の概略図で、導電性コイル５４１を流れる電流と、図１３で以前に論じた磁場Ｂ２１及びＢ２２とが相互作用することで生じ、導電性コイル５４１に作用する力を示す。前述したローレンツ力の式（Ｉ）によれば、可撓性フィルム５４は、紙面から外側に向かう方向（すなわち、図１４を見る人に向かう方向）に力Ｆを経験する。メッキ液に適用される可撓性フィルム５４の振動運動は、そこに物理的な攪拌を与えるので、液相析出効率を向上させることができる。デバイス５０４が提供する振動は、メッキチャンバ内のメッキ液に様々な強度の機械的攪拌を与え、反応剤の移動及び衝突を促進し、したがって、液相析出の効率を向上させることができる。このように説明されたメッキプロセスによってワークピース上に形成されるメッキ膜の均一性も向上させることができる。

【0046】

図１５を参照すると、図１５は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置２０１の概略側面図である。メッキ装置２０１は、液相析出のための装置を含む。メッキ装置２０１は、チャンバ１１と、１つ以上の振動モジュール２０とを含む。チャンバ１１は、メッキ液と、チャンバ１１内に配置された、半導体基板、ウェーハ、プリント回路基板等であり得るワークピースＳＢとを収容し、ワークピースＳＢ上にメッキ膜を形成できるように構成される。図に描かれたワークピースＳＢは、チャンバ１１内の相対的な位置を示すための例示を目的としていることに留意されたい。ワークピースＳＢは、メッキプロセス中にチャンバ１１内に配置され、台座、ラック、又はワークピースＳＢを固定し、その上にメッキされるべき表面を露出させる任意の支持部材（例えば、図２６に示す支持構造８０、詳細説明は関連段落に記載）上に配置することができる。さらに、図に示すワークピースＳＢの数又は向きは、例示することだけを目的としている。いくつかの実施形態では、複数のワークピースＳＢをチャンバ１１内に配置することができる。ワークピースＳＢの向きは、水平方向（例えば、チャンバ１１の下部側壁１１４又は図１５のＸ方向に沿う方向）又は垂直方向（例えば、下部側壁１１４又は図１５のＺ方向に対して実質的に直交する方向）に沿うことができる。いくつかの実施形態では、図に示すワークピースＳＢは、１つ以上の基板を配置するためのエリアを表すことができ、メッキ膜は、そのエリア内の１つ以上の基板の全ての露出面に形成することができる。いくつかの実施形態において、メッキ膜は、銅－リン膜（Ｃｕ_３Ｐを含み得る）又は銅膜であり得る。

【0047】

１つ以上の振動モジュール２０は、チャンバ１１の側壁１１１及び１１３の少なくとも１つに近接して配置される。いくつかの実施形態では、振動モジュール２０は、チャンバ１１の側壁１１１内に部分的に配置されているか、又は側壁１１１によって部分的に囲まれている。いくつかの実施形態では、振動モジュール２０は、１つ以上の個別のデバイス５０５又は５０６を指す。デバイス５０５又は５０６のそれぞれは、図示して上述したようなデバイス５００、５０１、５０２、５０３及び５０４のうちの１つと同様とすることができる。デバイス５０５又は５０６の可撓性フィルムをチャンバ１１内のメッキ液と接触させるために、可撓性フィルムを固定する開放側は、側壁１１１又は１１３の内面１１１ａ又は１１３ａに近接し、それによってメッキ液に面し、接触していなければならない。いくつかの実施形態では、デバイス５０５又は５０６のフレームの外部底面（例えば、図２、６、８、１１又は１３の５１Ｂ）は、側壁１１１又は１１３の外面１１１Ｂ又は１１３Ｂに近接し、又はそれに向かって面している。いくつかの実施形態では、デバイス５０５又は５０６のフレームの上面（例えば、図２、６、８、１１又は１３の５１Ｃ）は、内面１１１Ａ又は１１３Ａに近接している。いくつかの実施形態では、デバイス５０５又は５０６に接続された電気コンポーネント又は要素（例えば、デバイス５０５又は５０６の導電性コイルに電気経路を提供するワイヤ、又は導電性コイルへの電気接続を制御する処理ユニット）は、チャンバ１１の側壁１１１又は１１３に囲まれてもよいし、あるいはメンテナンスの利便性を目的として少なくとも側壁１１１又は１１３の外面１１１Ｂ又は１１３Ｂからアクセス可能であってもよい。

【0048】

図１５に描かれているように、各デバイス５０５又は５０６の第一の磁場発生器は、デバイス５００、５０１、５０２、５０３及び／又は５０４の第一の磁場発生器５２等のように、組み合わせて、水平方向（例えば、Ｘ方向）に沿ってチャンバ１１を横切って磁場Ｂ１を提供する。いくつかの実施形態では、デバイス５０５又は５０６の第一の磁場発生器の全てが、同じ極性を有し、同じ方向（例えば、左にＳ、右にＮ）に配向されているので、磁場Ｂ１は、図１５に描かれるように、チャンバ１１の側壁１１１から側壁１１３に向かう方向を有する。いくつかの他の実施形態では、デバイス５０５又は５０６の第一の磁場発生器の全てが、同じ極性を有し、同じ方向（例えば、左にＮ、右にＳ）に配向されているので、磁場は、チャンバ１１の側壁１１３から側壁１１１に向かう方向を有する（図１５に図示せず）。前述したローレンツ力の式（Ｉ）によれば、振動モジュール２０によって引き起こされるメッキ液への撹拌とともに、磁場Ｂ１の存在に起因して、メッキ液中の（正又は負の）帯電イオン／反応剤が受ける力Ｆを発生させることができ、帯電イオン／反応剤が螺旋軌道になって、ワークピースＳＢのメッキ面に到達することができる。このような螺旋軌道は、帯電イオン／反応剤がキンクに衝突する可能性、又は総ギブス自由エネルギーを低下させるサイトが結合する可能性を高めるので、メッキ膜の生産効率及び均一性を向上させることができる。

【0049】

振動モジュール２０のそれぞれのデバイスの数は、本明細書のものに限定されないことに留意されたい。図１５に示す５つのデバイス５０５及び５つのデバイス５０６は、例示することだけを目的としている。

【0050】

メッキ装置２０１は、複数の導管をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、メッキ装置２０１は、チャンバ１１の上部壁１１２を通って延び、チャンバ１１への又はチャンバ１１からの液体経路を提供する１つ以上の導管７１を含む。いくつかの実施形態では、導管７１は、化学物質又はメッキ液をチャンバ１１内に供給するように構成される。いくつかの実施形態では、メッキ装置２０１は、チャンバ１１の下部壁１１４を通って延び、チャンバ１１への又はチャンバ１１からの液体経路を提供する１つ以上の導管７２を含む。いくつかの実施形態では、導管７２は、チャンバ１１から化学物質又はメッキ液を排出するように構成される。

【0051】

本開示は、振動モジュールを含むメッキ装置を提供し、振動モジュールのそれぞれは、液相析出を補助するためのデバイスの少なくとも１つを含む。デバイスの磁場発生器によって確立された局所磁場と、前記装置の導電性コイル内の電流の流れとが相互作用すると、その結果、振動モジュールの可撓性フィルムが振動する。デバイスの個々の磁場発生器によって確立されたマクロ磁場と、メッキ液中の帯電イオン／反応剤とが相互作用すると、その結果、前記帯電イオン／反応剤の螺旋軌道が生じる。この振動により、メッキプロセス中のメッキチャンバ内のメッキ液を撹拌すること、又は掻き混ぜることが容易になり、マクロ磁場が帯電イオン／反応剤に螺旋軌道を提供して、メッキ効率及び膜の均一性が向上する。

【0052】

図１６を参照すると、図１６は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置２０２の概略側面図である。メッキ装置２０２は、メッキ装置２０１と同様であり得るが、チャンバ１１の側壁１１１の内面１１１Ａと、側壁１１１と反対側の側壁１１３の内面１１３Ａ上に配置された振動モジュール２０を含む。いくつかの実施形態では、振動モジュール２０のデバイス５０５又は５０６のそれぞれは、例えば、シリコーン又は他の適切な材料によって、内面１１１Ａ又は１１３Ａに取り付けられ、又は固定されている。図１６に示す実施形態は、本開示のデバイスをメッキチャンバに容易に統合できるという利点を提供し得る。

【0053】

図１７を参照すると、図１７は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置２０３の概略側面図である。メッキ装置２０３は、無電解メッキ装置又は電気メッキ装置として使用することができ、メッキ装置２０１と同様であってもよいが、メッキ装置２０３の垂直方向に渡って配置された一対の電極をさらに含む。例えば、一対の電極は、チャンバ１１の内部に配置され、メッキ操作中にメッキ液にさらされる正電極６３及び負電極６４を含む。いくつかの実施形態では、メッキ装置２０３は、ワークピースＳＢの上に配置され、正電極６３と負電極６４との間にあるセパレータ７０をさらに含む。いくつかの実施形態では、セパレータ７０は、プロトン交換膜又は高分子電解質膜（ＰＥＭ）である。いくつかの実施形態では、セパレータ７０は、パーフルオロ膜（ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）膜として市販されている）である。セパレータ７０は、正イオン又はメッキ膜の析出の反応剤に対してのみ透過性であり、あるいはセパレータ７０は、メッキ液中の水及びカチオンに対して透過性であり、したがって、メッキ膜の品質を向上させることができる。

【0054】

正電極６３及び負電極６４は、図１７に示すように、下方向を有する電場Ｅ１を提供する。いくつかの実施形態では、メッキ装置２０３が電気メッキ装置として使用されるとき、正電極６３は、電気メッキ操作中に電源１３に電気的に接続される。いくつかの実施形態では、メッキ装置２０３が無電解メッキ装置として使用されるとき、正電極６３は、無電解メッキ操作中に電源１３から電気的に切り離される。

【0055】

ワークピースＳＢ上の金属膜又は金属含有合金膜のコーティングを容易にするために、カチオン又は正反応剤は、ワークピースＳＢに向かって、又は図１７における下方向に案内されることが望ましい。下向きの電場Ｅ１が存在することに起因して、メッキ液中の正反応剤に作用する下向きの力が発生する。磁場Ｂ１と電場Ｅ１とが相互作用すると、正反応剤は、前述したローレンツ力の式（Ｉ）に従って、下向きの螺旋軌道を辿るように案内される。本開示のメッキ装置２０３は、メッキ液中の正反応剤をワークピースＳＢに向けての移動を促進し、メッキ効率を向上させることができる。このような下向き螺旋軌道は、正反応剤がキンクに衝突する可能性、又は総ギブス自由エネルギーを低下させるサイトが結合する可能性を高めるので、メッキ膜の生産効率及び均一性を向上させることができる。さらに、正反応剤の下向き運動とは対照的に、前述の磁場と電場を確立すると、メッキ液中の負反応剤の上向き螺旋運動も生じる。負の反応剤の上向き移動は、正反応剤と負反応剤が分離されず、還元反応を促進する中途で衝突した場合に、正反応剤の還元を防止することができるので、液相析出の効率を向上させることができる。いくつかの実施形態では、セパレータ７０は、電子又はカチオンを含む負反応剤が正電極６３に析出するように上方に移動することをブロックするように選択することができ、その場合、液相析出中の正電極６３の機能に影響を及ぼすことがある。したがって、セパレータ７０の存在によって、析出膜の品質を向上させることができる。

【0056】

図１８を参照すると、図１８は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置２０４の概略側面図である。メッキ装置２０４は、無電解メッキ装置として使用することができ、メッキ装置２０３と同様であってもよいが、メッキ操作中にメッキ液から分離された正電極６１及び負電極６２を含む。いくつかの実施形態では、正電極６１及び負電極６２は、メッキ装置２０３を垂直方向に横断する電場を確立する目的のためであるが、メッキ液と接触していない。

【0057】

いくつかの実施形態では、メッキ装置２０４は、上部壁１１２の内部に配置された正電極６１と、上部壁１１２とは反対側の下部壁１１４の内部に配置された負電極６２とを含む。いくつかの実施形態では、電極６１及び６２は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ又はテフロン（登録商標））、ビニル、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ステンレス鋼、適切な誘電材料、他の適切な材料、又はこれらの組合せによって囲まれる。正電極６１と負電極６２の両方は、無電解メッキプロセス中にメッキ液から分離され、電気的に絶縁される。

【0058】

正電極６１及び負電極６２は、チャンバ１１を垂直方向に横断する電場Ｅ１を提供するように構成される。図１８の磁場Ｂ１及び電場Ｅ１を示す矢印は、例示を目的とし、図１８の矢印のサイズが他の図の矢印のサイズと異なっていても、磁場Ｂ１及び電場Ｅ１のカバー率又は強度を示すことを意図していないことに留意されたい。磁場Ｂ１又は電場Ｅ１のカバー率又は強度は、振動モジュール２０の第一の磁場発生器５２によって、又は電極６１及び６２に加えられるバイアスによって決定される。いくつかの実施形態では、正電極６１は、電源１３に電気的に接続され、負電極６２はグランドに接続される。磁場Ｂ１と電場Ｅ１とを組み合わせると、その結果、メッキ液中のイオンの螺旋運動が生じ、無電解メッキプロセスを促進し、析出速度を向上させる。さらに、磁場と電場とが相互作用すると、その結果、メッキ液中のアニオンが上向き螺旋運動が生じる。したがって、本発明のメッキ装置２０４は、セパレータ７０がない場合でも、メッキ液中のカチオンとアニオンとの分離を促進し、メッキ効率をさらに向上させることができる。

【0059】

図１９を参照すると、図１９は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置３００の概略図である。メッキ装置３００は、メッキ装置２０１、２０２、２０３及び２０４のうちの１つと同様であり得るが、電流位相コントローラ１２をさらに含む。例示を目的として、以下の説明は、図１５で以前に取り上げたメッキ装置２０１における同じ数字ラベルを参照する。

【0060】

電流位相コントローラ１２は、メッキ液中の帯電した（正又は負の）反応剤の運動のより多目的な制御を提供するために、振動モジュール２０のそれぞれの導電性コイルに入る電流の位相を制御するように構成される。いくつかの実施形態では、振動モジュール２０のデバイスのそれぞれの導電性コイルは、電流位相コントローラ１２に電気的に接続される。異なる導電性コイルは、帯電した反応剤に局所的に（例えば、指定された位相を有する導電性コイルに近接して）異なる方向の力Ｆを作用させるために、異なる位相を有する電流を同時に供給される。デバイス２１１、２１２、２１３、２１４及び２１５のそれぞれは、磁場の方向が一致している限り、デバイス５００、５０１、５０２、５０３及び５０４のうちの１つと同様であり得る。同様に、デバイス２２１、２２２、２２３、２２４及び２２５のそれぞれは、磁場の一貫した方向を有する限り、デバイス５００、５０１、５０２、５０３及び５０４のうちの１つと同様であり得る。

【0061】

いくつかの実施形態では、異なる位相の電流が、デバイス２１１～２１５及び２２１～２２５の導電性コイルに入る。一定間隔を有する異なる電流位相角は、反時計回り又は時計回り方向に配置された隣接する導電性コイルに適用することができる。例えば、反時計回り方向に配置された隣接する導電性コイルは、電流位相コントローラ１２によって設定される電流位相差の一定間隔を有する。いくつかの実施形態では、反時計回り方向に配置された隣接する導電性コイルに割り当てられた電流位相角の一定間隔は、正又は負とすることができ、このように配置された隣接する導電性コイルの間で電流位相角を大きくすることも、小さくすることもできるようにすることができる。その結果、帯電反応剤に作用する力は、図１９に湾曲した矢印で示すように、帯電反応剤の巨視的な流れを反時計回り方向に案内する。

【0062】

例えば、以下の表２に示すように、デバイス２２５は０（又は３６０）°の位相角を有する電流を、デバイス２２４は３６°の位相角を有する電流を、デバイス２２３は７２°の位相角を有する電流を、デバイス２２２は１０８°の位相角を有する電流を、デバイス２２１は１４４°の位相角を有する電流を、デバイス２１１は１８０°の位相角を有する電流を、デバイス２１２は２１６°の位相角を有する電流を、デバイス２１３は２５２°の位相角を有する電流を備え、デバイス２１４は２８８°の位相角を有する電流を、デバイス２１５は３２４°の位相角を有する電流を提供する。デバイス２１１～２１５及び２２１～２２５の異なる導電性コイルに対応する異なる結果の力の位相も表２に示されている。全ての結果として生じる力の組合せは、メッキ液の反時計回りの運動、したがって、その中の帯電した反応剤の運動をもたらす。

【0063】

【表2】

【0064】

図１９の概略図は、チャンバ１１に対する振動モジュール２０の位置を側面から見た視点で示す。振動モジュール２０は、側壁１１１又は側壁１１３に面する図において見られるように、より多くの数のデバイスを含んでもよい。

【0065】

図２０を参照すると、図２０は、本開示のいくつかの実施形態に従う装置３００の側壁１１１に面する振動モジュール２０の配置を示す概略断面図である。振動モジュール２０は、アレイ状に配置された複数のデバイスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、振動モジュール２０は、図２０の側壁１１１の上にＹ方向に沿って延びる列に９つのデバイス（２１１－１～２１１－９、２１２－１～２１２－９、２１３－１～２１３－９、２１４－１～２１４－９、又は２１５－１～２１５－９）を含む。図１９に示すデバイス２１１、２１２、２１３、２１４及び２１５は、それぞれ図２０に示すデバイス２１１－１、２１２－１、２１３－１、２１４－１及び２１５－１となり得る。図示を容易にするために、記号「－」の前の数字（すなわち、２１１、２１２、２１３、２１４及び２１５）は、Ｚ方向に沿って配置されたデバイスの異なる列を表し、記号「－」の後の数字（すなわち、１、２、３、４、５、６、７、８及び９）は、Ｙ方向に沿って延びる列における異なるデバイスを表す。言い換えれば、振動モジュール２０は、チャンバ１１の側壁１１１上に４５個のデバイスを含む。

【0066】

電流位相コントローラ１２は、図２０に示す実施形態に適用して、メッキ液及びその中の帯電反応剤の時計回り又は反時計回りの運動を促進することができる。

【0067】

図２１を参照すると、図２１は、デバイスによって生じる力の方向を示す概略図である。いくつかの実施形態では、図２０の４５個のデバイスのそれぞれは、図１９に示す電流位相コントローラ１２に電気的に接続される。異なる位相を有する電流が、前述したように振動モジュール２０のデバイスに入り、メッキ液の所望の旋回方向を提供することができる。メッキ液の螺旋運動のパターンは、電流位相コントローラ１２によって調整又は制御することができる。

【0068】

いくつかの実施形態では、図２１で、デバイス２１１－５、２１２－５、２１３－５、２１４－５及び２１５－５への電気接続がオフにされ、他のデバイスには、上述の概念に従って異なる位相を有する電流が提供される。それによって、図２１の湾曲した矢印によって示される結果の力が発生し得、結果として生じる力を組み合わせると、側壁１１１の内面１１１ａに面するとき、メッキ液は２つの反時計回りの円で旋回する。図２１に示される結果として生じる力は、例示を目的としていることに留意されたい。結果として生じる力の方向又はパターンは、異なる用途及び異なる設計に従って調整することができる。

【0069】

上述のような発明の概念によれば、本開示は、以下の説明において、メッキ装置及びデバイスの実施形態をさらに提供する。

【0070】

図２２を参照すると、図２２は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置４００の概略側面図である。メッキ装置４００は、メッキ装置２０１と同様の無電解メッキ装置であり得るが、各デバイス５０７又は５０８のフレームに第一の磁場発生器を有さない。

【0071】

メッキ装置４００の振動モジュール２０は、複数のデバイス５０７又は５０８を含む。いくつかの実施形態では、側壁１１１上の振動モジュール２０は、側壁１１３上の振動モジュール２０と鏡面対称であるか又は対称である。デバイス５０７又は５０８は、図２、６、８、１１又は１３に示す第一の磁場発生器５２を有しないデバイス５００、５０１、５０２、５０３又は５０４と同様であり得る。Ｘ方向に沿ってメッキ装置４００のチャンバ１１を横切る磁場Ｂ１を提供するために、１つ以上の磁場発生器４１又は４２を、デバイス５０７及び５０８のそれぞれのフレームの底部に近接するチャンバ１１の側壁１１１又は１１３に取り付けられることができる。

【0072】

いくつかの実施形態では、メッキ装置４００は、チャンバ１１の側壁１１１に配置された第三の磁場発生器４１を含む。いくつかの実施形態では、第三の磁場発生器４１は、チャンバ１１の側壁１１１の外面１１１Ｂの上に配置され、デバイス５０７のフレームの外部底面に近接するように配置される。いくつかの実施形態では、第三の磁場発生器４１は、複数の磁石４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５を含む。いくつかの実施形態では、磁石４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５のそれぞれは、図２２の水平方向に沿ってデバイス５０７のうちの１つと位置合わせされる。いくつかの実施形態では、磁石４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５のそれぞれは、シリコーンによってチャンバ１１上に固定される。いくつかの実施形態では、磁石４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５のそれぞれは、杭、釘、ネジ、リベット、他の適切なファスナ、又はそれらの組合せ（図示せず）によってチャンバ１１上に固定される。メッキ装置４００は、チャンバ１１の側壁１１３に配置された第四の磁場発生器４２をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、第四の磁場発生器４２は、磁石４２１、４２２、４２３、４２４及び４２５を含む。磁石４２１、４２２、４２３、４２４及び４２５の配置は、磁石４１１、４１２、４１３、４１４及び４１５の配置と同様とすることができ、本明細書では繰り返し説明を省略する。

【0073】

側壁１１１から側壁１１３に向かう方向を有する磁場Ｂ１を提供するために、デバイス５０７又は５０８の外側の磁場発生器４１及び４２の全てが、同じ極性を有し、同じ方向（例えば、左にＳ、右にＮ）に配向されているので、磁場Ｂ１は、図２２に描かれるように、チャンバ１１の側壁１１１から側壁１１３に向かう方向を有する。いくつかの他の実施形態では、デバイス５０７又は５０８の外側の磁場発生器の全てが、同じ極性を有し、同じ方向（例えば、左にＮ、右にＳ）に配向されているので、磁場は、チャンバ１１の側壁１１３から側壁１１１に向かう方向を有する（図２２に図示せず）。デバイス５０７と磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５のいずれかが組み合わされて、図４に描かれたものと実質的に同じ局所磁場を形成し、デバイス５０８と磁石４２１、４２２、４２３、４２４、４２５のいずれかが組み合わされて、図１３に描かれたものと実質的に同じ局所磁場を形成していることに留意されたい。このような配置では、局所磁場Ｂ２１、Ｂ２２をデバイスレベルのそれぞれで局所的に構築することができるだけでなく、巨視的な磁場Ｂ１を、チャンバ１１を横切るように構築することもできる。

【0074】

第一の磁場発生器５２を第三の磁場発生器４１及び第四の磁場発生器４２に交換する目的は、メンテナンスの利便性を図るためである。さらに、第三の磁場発生器４１及び第四の磁場発生器４２はチャンバ１１の外部に存在することで、磁場Ｂ１の強さを調整しやすいという利点がある。上述したように、反応剤の螺旋運動及び振動モジュール２０のフィルムの振動は、磁場Ｂ１による影響を受ける場合がある。例えば、磁場Ｂ１の強さを制御することにより、反応剤の回転半径及びデバイス５０７又は５０８の膜の振幅を調整することができる。図２２に示す実施形態は、チャンバ１１内で行われる異なる蒸着操作に応じて、磁場Ｂ１の強さを制御し、可撓性フィルム５４を振動させる局所磁場を制御する点で、柔軟性を提供する。

【0075】

前述したローレンツ力の式（Ｉ）によれば、振動モジュール２０によって引き起こされるメッキ液への撹拌とともに、磁場Ｂ１の存在に起因して、メッキ液中の（正又は負の）帯電イオン／反応剤が受ける力Ｆを発生させることができ、帯電イオン／反応剤が螺旋軌道になって、ワークピースＳＢのメッキ面に到達することができる。このような螺旋軌道は、帯電イオン／反応剤がキンクに衝突する可能性、又は総ギブス自由エネルギーを低下させるサイトが結合する可能性を高めるので、メッキ膜の生産効率及び均一性を向上させることができる。

【0076】

磁場発生器４１及び４２は、チャンバ１１の側壁１１１又は１１３の外側又は内側に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、磁場発生器４１又は４２は、デバイス５０７又は５０８のそれぞれのフレームの外部底面に取り付けられることができる。

【0077】

第三の磁場発生器４１又は第四の磁場発生器４２は、上述したのと同じ目的を達成できる限り、異なる数の磁石を含むことができることに留意されたい。いくつかの実施形態では、第三の磁場発生器４１は、全てのデバイス５０７に横方向に重なる１つの大きな磁石を含む。さらに、第三の磁場発生器４１又は第四の磁場発生器４２は、第一の磁場発生器５２として適用することができる。その場合の第三の磁場発生器４１及び第四の磁場発生器４２は、磁場Ｂ１を向上させ、磁場Ｂ１の強度の調整及び磁石４１１～４１５及び４２１～４２５の外部からのメンテナンスの容易化を図るためのものである。

【0078】

図２３は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置４００のデバイス５０７の概略断面図である。デバイス５０７は、デバイス５００と同様であってもよいが、図２に示す第一の磁場発生器５２を有しない。先に説明したように、磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５は、第一の磁場発生器５２の目的を果たし、第二の磁場発生器５３と組み合わせて、一端で、磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５の近傍でフレーム５１の底面に垂直な磁場を形成し、他端で、第二の磁場発生器５３の磁石５３１、及び５３３の近傍で可撓性フィルム５４の平面に実質的に平行な磁場を形成する。

【0079】

図２４を参照すると、図２４は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置４０１の概略側面図である。振動モジュール２０のデバイス５０７及び５０８と、磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５とは、図２２で説明したものと実質的に同一であるが、振動モジュール２０が、上述し図１６に例示したように、側壁１１１及び１１３の内面１１１Ａ及び１１３Ａに配置できることだけが異なり、一方、第一の磁場発生器の目的を果たす磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５は、依然としてチャンバ１１の外面１１１Ｂ、１１３Ｂに取り付けられている。本開示では図示されていないが、当業者は、いくつかの実施形態では、メッキ装置が、デバイス５０１、５０２、５０３、５０４のいずれかを含むだけでなく、デバイス５０１、５０２、５０３、５０４の外側にあり、メッキ装置に貼り付けられた磁石４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４２１、４２２、４２３、４２４、４２５のような追加の磁場発生器も含み、その理由が、メッキ装置のチャンバ１１を横切る局所磁場Ｂ２１、Ｂ２２とマクロ磁場Ｂ１との両方を構築させるためであることを理解できる。

【0080】

図２５を参照すると、図２５は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置４０１のデバイス５０７の概略断面図である。デバイス５０７の厚さを最小化することを目的として、図２３に示すフレーム５１の底部５１１が除去されている。いくつかの実施形態では、図２５に示すデバイス５０７のフレーム５１は、上面から見てリング形状の構造である。いくつかの実施形態では、図２５に示すリング形状のフレーム５１は、側壁１１１の内面１１１ａに取り付けられている。いくつかの実施形態では、可撓性フィルム５４と内面１１１Ａとの間の距離ｄ１は、デバイス５０７の共振キャビティの高さを規定する。いくつかの実施形態では、内面１１１Ａの一部分は、フレーム５１の底面５１Ｃと見なされる。いくつかの実施形態では、内面１１１Ａの少なくとも一部分は、磁気導電性である。

【0081】

図２６を参照すると、図２６は、本開示のいくつかの実施形態に従うメッキ装置４１０の概略断面図である。いくつかの実施形態では、メッキ操作のためのメッキ液又は化学物質が、チャンバ１１の側壁の１つ以上の開口部を通してチャンバ１１内に提供される。いくつかの実施形態では、１つ以上の液体化学物質（例えば、銅含有溶液、リン含有溶液、硫酸、又は他のメッキ液）が、開口部７１１を通じてチャンバ１１に提供される。いくつかの実施形態では、１つ以上の気体化学物質（例えば、ホスフィン）は、開口部７１２を通じて注入される。いくつかの実施形態では、メッキ装置４１０は、開口部７１２からチャンバ１１の内部に延びる導管７１５をさらに含み、導管７１５の自由端は、メッキ操作中にメッキ液１１６の上面１１６ａの下にあるように設計されている。いくつかの実施形態では、複数の拡散構造７１６が、メッキ液中のガス状化学物質の拡散を促進する目的で、導管７１５の自由端に近接して配置される。いくつかの実施形態では、拡散構造７１６の構成は、シャワーヘッドの構成と同様であってよい。

【0082】

メッキ装置４１０の正電極６３は、メッキ操作中に、部分的又は全体的にメッキ液内にあることができる。アノード７１３は、正電極６３の近位に配置することができる。いくつかの実施形態では、アノード７１３は、正電極６３に接続される。アノード７１３の少なくとも一部分は、メッキ操作中に、メッキ液内にあるべきである。いくつかの実施形態では、アノード７１３は、正電極６３の下に配置され、アノード７１３の全体は、メッキ液内に存在する。いくつかの実施形態では、アノード７１３は、リン含有銅アノードボール（約０．０３％～０．０８％の濃度でリンを含み得る）である。いくつかの実施形態では、アノード７１３は、微粒銅アノードボールである。いくつかの実施形態では、アノード７１３は、アノードバッグ７１４に封入されるか、又はアノードバッグ７１４によって密封される。いくつかの実施形態では、アノードバッグ７１４は、濾過の目的のために、ダイネル（Ｄｙｎｅｌ）材料、ポリプロピレン、又はそれらの組合せを含む。いくつかの実施形態では、アノードバッグ７１４は、アノード７１３を保持する目的のために、チタンバスケットである。いくつかの実施形態では、導管７１５の一部分は、正極６３及びアノード７１３の下方に延びる。いくつかの実施形態では、拡散構造７１６は、導管７１５の一部分上に配置される。負電極６４は、正電極６３と反対側のチャンバ１１に配置される。例えば、正電極６３は、チャンバ１１の上部（又は上部側壁）に近接して配置され、負電極６４から離れ、負電極６４は、チャンバ１１の底部（又は下部側壁）に近接して配置される。いくつかの実施形態では、負電極６４は、メッキ操作において正極として機能する。電場（図１５には示されていない）は、電気メッキ操作中に、正電極６３と負電極６４とによって生成される。メッキ装置４１０は、チャンバ１１内に配置され、チャンバの底部に近接するヒータ８４をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、ヒータ７４は、チャンバ１１の下部側壁と負電極６４との間に配置される。いくつかの実施形態では、ヒータ７４の温度は、メッキ操作中に、５０～６０℃の範囲に制御される。

【0083】

メッキ装置４１０は、チャンバ１１内に複数のワークピースＳＢを保持するように構成された支持構造８０をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、支持構造８０は、複数の柱８２によって保持又は支持された１つ以上のビーム８１を含む。いくつかの実施形態では、複数の上部クランプ構造８３が、複数のワークピースＳＢを保持するために、複数のビーム８１にそれぞれ接続される。いくつかの実施形態では、ワークピースＳＢのそれぞれは、柱８２の間の負電極６４の上に垂直に配置される。いくつかの実施形態では、ワークピースＳＢは、メッキ操作中に、互いに実質的に平行である。いくつかの実施形態では、上部クランプ構造８３のそれぞれは、ワークピースＳＢのそれぞれの第一の周辺部分を保持する。いくつかの実施形態では、支持構造８０は、複数の下部保持部材８４をさらに含む。いくつかの実施形態では、下部保持部材８４のそれぞれは、上部クランプ構造８３のそれぞれと垂直に整列している。いくつかの実施形態では、下部保持部材８４のそれぞれは、ワークピースＳＢのうちの１つの第一の周辺部分とは反対側の第二の周辺部分を保持する。支持構造８０は、１回のメッキ操作によって、複数のワークピースＳＢへの薄膜の形成を同時に達成することができる。いくつかの実施形態では、支持構造８０のコンポーネント（例えば、ビーム８１、柱８２、上部クランプ構造８３、及び下部保持部材８４）は、銅又は銅合金で作ってもよい。いくつかの実施形態では、上部クランプ構造８３及び下部保持部材８４は、プラスチゾル又はコロシール等の誘電材料でコーティングされる。支持構造８０は、上記に例示したような他の実施形態（例えば、メッキ装置２０１、２０２、２０３、２０４、３００、４００又は４０１）において適用することができ、本開示は、図の１つに示された特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。

【0084】

メッキ装置４１０は、濾過システム７３をさらに含んでもよい。濾過システム７３は、より良いメッキ結果を得るために、不純物濾過及び金属イオン沈殿を目的とするものである。いくつかの実施形態では、濾過システム７３は、導管７３４と、フィルタ７３５と、ポンプ７３６とを含む。いくつかの実施形態では、導管７３４は、開口部７３１及び７３２を介するチャンバとの流体連通を提供する。いくつかの実施形態では、フィルタ７３５は、導管の断面を通過するメッキ液を濾過するために、導管７３４の断面内に、その断面を横切って配置される。ポンプ７３６の動作の下で、メッキ液は、開口部７３１を通してチャンバ１１から引き出され、導管７３４に流入し、フィルタ７３５を通過し、その後、開口部７３２を通してチャンバ１１に戻される。いくつかの実施形態では、メッキ液の全体は、ポンプ７３６によって１時間当たり１～３回濾過される。いくつかの実施形態では、フィルタ７３５は、１．３μｍ又は５μｍの膜アパーチャを有してもよい。

【0085】

いくつかの実施形態では、メッキ装置４１０は、ガス状化合物（例えば、メッキ操作中に生成される水素、塩素、フッ素又は他のガス）を排気するために、局所スクラバー７５２に接続された排気導管７５１をさらに含んでもよい。局所スクラバー７５２は、サーマルスクラバー、湿式スクラバー、サーマル湿式スクラバー、バーンスクラバー、乾式スクラバー、触媒スクラバー、又はプラズマスクラバーであり得る。任意の適切なタイプのスクラバーを使用することができ、本明細書において限定されるものではない。

【0086】

上述したように、メッキ装置４１０は、チャンバ１１の側壁のうちの１つ（又は複数）の上に、図２２で上述したような磁場発生器４１又は４２を少なくとも含むべきである。図２６に示すようないくつかの実施形態では、磁場発生器４１又は４２によって、紙面の内側に向かう方向に、すなわち、見る人から磁場Ｂ１が提供される。したがって、複数のワークピースＳＢにそれぞれ複数の薄膜を形成することができ、電場と磁場Ｂ１との組合せによって、メッキ操作の適合性及び効率を向上させることができる。

【0087】

したがって、本開示は、チャンバ内の液体又は溶液の撹拌を支援するためのデバイスと、そのデバイスを含む装置とを提供する。上記の実施形態及び説明は、理解を容易にすることを目的として、例示的な説明として、析出操作及び析出装置に焦点を当てていることに留意されたい。しかしながら、本発明の概念及び装置は、水又は溶液の撹拌を補助又は促進するために、半導体製造産業におけるウェーハ洗浄装置、又は食洗器もしくは洗濯機等の一般家庭向け用途等の他のタイプの装置においても適用可能である。本発明は、本開示に例示された実施形態に限定されない。

【0088】

本開示のいくつかの実施形態は、液相析出を補助するためのデバイスを提供する。このデバイスは、底部と、当該底部と角度をなす側壁とを有するフレームと、第一の可撓性フィルムであって、当該第一の可撓性フィルムの周縁部分でフレームに取り付けられた、第一の可撓性フィルムと、フレームの側壁に設けられ、第一の可撓性フィルムの周縁部分に隣接する第一の磁場発生器と、フレームの底部に設けられた第二の磁場発生器であって、第一の磁場発生器及び第二の磁場発生器は、第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な磁場を提供するように構成され、第一の可撓性フィルムは液相析出のために液体と接触するように構成される、第二の磁場発生器と、を含む。

【0089】

本開示のいくつかの実施形態は、液相薄膜析出のための装置を提供する。この装置は、チャンバと、振動モジュールとを含む。チャンバは、液相析出のための溶液を収容するように構成され、振動モジュールは、チャンバの側壁に隣接し、液相析出のための溶液に接触する。振動モジュールは、底部と、当該底部と角度をなす側壁とを有するフレームと、第一の可撓性フィルムであって、当該第一の可撓性フィルムの周縁部分でフレームに取り付けられた、第一の可撓性フィルムと、フレームの側壁に設けられ、前記第一の可撓性フィルムの前記周縁部分に隣接する第一の磁場発生器と、を含む。この装置は、チャンバの側壁に隣接する第二の磁場発生器をさらに含み、第一の磁場発生器及び第二の磁場発生器は、第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な第一の磁場を提供するように構成される。

【0090】

上記は、当業者が本開示の態様をよりよく理解し得るように、いくつかの実施形態の特徴を概説している。当業者は、本明細書で紹介した実施形態の同じ目的を遂行するために、及び／又は同じ利点を達成するために、他の操作及び構造を設計又は修正するための基礎として、本開示を容易に使用し得ることを理解するべきである。また、当業者は、そのような同等の構造が本開示の精神及び範囲から逸脱しないことも、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換、及び改変を実施し得ることを認識すべきである。

【0091】

さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者であれば、本発明の開示から容易に理解できるように、現在存在するか又は今後開発されるプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、又はステップで、本明細書に記載された対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たすもの、又は実質的に同じ結果を達成するものは、本発明に従って利用され得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質組成、手段、方法、及びステップをその範囲に含めることを意図している。

【要約】      （修正有）

【課題】液相の撹拌を補助するためのデバイスを提供する。
【解決手段】デバイス５００は、底部、及び当該底部と角度をなす側壁を有するフレーム５１と、第一の可撓性フィルム５４であって、当該第一の可撓性フィルムの周縁部分でフレームに取り付けられた、第一の可撓性フィルムと、フレームの側壁に設けられ、第一の可撓性フィルムの周縁部分に隣接する第一の磁場発生器５２と、フレームの底部に設けられた第二の磁場発生器５３であって、第一の磁場発生器及び第二の磁場発生器は、第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分に平行な磁場を提供するように構成され、第一の可撓性フィルムの少なくとも一部分は液体と接触するように構成される、第二の磁場発生器と、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】