专利名称：用于处理微型零件工件的湿化学处理室的利记博彩app
技术领域：
本发明的目的在于用于对微型零件工件(microfeatureworkpieces)进行处理的设备和方法，该微型零件工件具有多个集成在工件中和/或上的微型器件。这些微型器件可包括亚微米零件(submicron features)。本发明的特殊方面目的在于一种湿化学处理室，其具有固定单元(fixed unit)和为了维修该室内部件而可快速拆除的可拆卸单元(detachable unit)。本发明另外方面的目的在于一种具有固定单元和可拆卸电极单元的电化学沉积室。
背景技术：
微型器件是通过在单个基底(substrate)上沉积并加工若干材料层制造的，从而生产出的大量单独的器件。例如，对光致抗蚀剂，导电材料和电介质材料的层进行沉积，形成图案，显影，蚀刻，平面化，以及其他处理，从而在基底中和/或上形成零件。布置这些零件以便形成集成电路，微流体系统，和其他结构。
通常采用湿化学处理在微型零件工件上形成零件。一般在湿化学处理设备(tools)中进行湿化学处理，该化学处理设备中具有多个独立的处理室，用于进行清洁，蚀刻，电化学沉积材料，或进行这些处理的组合。图1概略示出综合设备10，其可进行一种或多种湿化学处理。设备10包括具有平台(platform)22的壳体或箱20，多个位于箱20内的湿化学处理室30，以及传送系统40。该设备10还包括与相应处理室30连接的升降-旋转单元(lift-rotate units)32，用于装/卸工件W。处理室30可以是清洗/干燥室，清洁盒，蚀刻盒，电化学沉积室，或其他类型的湿化学处理容器(vessels)。传送系统40包括线性轨道42和机械手44，该机械手44沿轨道42移动，以便在设备10内传送各个工件W。综合设备10进一步包括工件存储单元60，其具有多个用于保存工件W的贮器(containers)62。在运转中，机械手44根据预定的工作流程(workflow)，在设备10内向/从贮器62以及处理室30传送工件。
操作综合湿化学处理设备的一个问题是修理和/或维护这些处理室。在电化学沉积室中，例如，自耗电极随时间而退化，因为电极与电解溶液之间的反应会分解电极。因此，自耗电极形状变化会使电场发生变化。结果，必须定期地更换自耗电极，以便在工件上保持预期的沉积参数。还需要定期地对那些接触工件的电触点进行清洁或更换。为了维护或修理电化学沉积室，可将它们从设备10中拆下，并用备用室替换它们，或者可在设备内就地维修。
修理或维护现有湿化学处理室的一个问题是，设备必须长时间脱机(offline)，以便更换电极或维修处理室30内的其他部件。当从设备上拆下处理室30时，把预先维修过的处理室30安装到平台22的空位置上。当在平台上就地维修处理室30时，通常要将升降-旋转单元32移开，操作者再从上面进入处理室30中，以修理或更换室30内的部件。例如，为了更换自耗电极，要断开旧电极与室30的连接，然后安装上新电极。这是非常麻烦的处理过程，因为在设备10内只有有限量的空间进入到电极所处的室30的下部分。在对室30修理过或更换之后，要对机械手44和升降-旋转单元32重新校准，以使其与处理室一起工作。
为更换旧电极，在设备内就地维修其他部件，或进行室的更换所用的处理过程需要相当长的时间，在这期间设备无法处理工件。此外，通常在每次修理后，要相对于已修理过的室对机械手44和升降-旋转单元32重新校准；这是一个耗时的处理过程，其增加了修理或维护处理室的停机时间。因此，当设备10内只有一个处理室30没有达到规格要求时，经常更为有效的是继续运转该设备10，而不停工对那个处理室30进行修理，直到有更多的处理室没有达到性能规格要求。所以，单个处理室30的产量损失没有象为修理或维护单独一个处理室30而使设备10脱机所造成的产量损失那么严重。
设备10操作实践证明，直到至少两个处理室30没有达到规格要求才严重地影响设备10的产量。例如，如果设备10没有修理或维护，直到至少两个或三个处理室30不符合规格要求，那时设备要有一段时间运转只是其全部工作能力的一部分然后才脱机维护。这增加了设备10的运转成本，因为其产量不仅由于设备10脱机更换湿化学处理室30和重新校准机械手44时受到损失，而且在设备联机(online)时，由于运转仅是其全部工作能力的一部分，也降低了产量。此外，当零件尺寸缩小时，电化学沉积室30也必须始终如一地达到更高的性能规格要求。这就造成处理室30很快脱离其规格要求，从而导致设备频繁地停机。因此，与修理和/或维护电化学沉积室或其他类型湿化学处理室相关的停机时间大大地增加了湿化学处理设备的运转成本。
发明概述本发明的目的在于具有速卸的可拆卸单元的湿化学处理室，与现有的湿化学处理室相比，其减少了用于修理或维护该室内处理部件所需的停机时间。在发明的湿化学处理室的几个实施例中，由可拆卸单元容纳或其他方式安装那些需要定期维护或修理的处理部件。例如，电极可以是容纳在可拆卸单元内的一种类型的处理部件。可通过将可拆卸单元从室中简单地拆下并装上替换的可拆卸单元，快速地更换这些处理部件。通常，不必移动升降-旋转单元或拆下这些室的头部组件(head assembly)，就可接近该可拆卸单元。还可利用易于接近的速卸机构，将可拆卸单元连接到室上。象这样，与在现有湿化学处理室上用于进行相同工作所需的几个小时相比，通过将这些部件设置在可拆卸单元中只要几分钟便可拆卸和更换，这就缩短了修理或维护电极或室内其他处理部件所需的停机时间。
在一个实施例中，根据本发明的湿化学处理室包括固定单元，可分离地连接到固定单元上的可拆卸单元，与固定单元和可拆卸单元接触的密封，以及位于固定单元和/或可拆卸单元内的处理部件。固定单元可具有构造为引导处理流体流过该固定单元的第一流动系统，和用于将该固定单元固定连接到综合处理设备的平台或盖板(deck)上的安装夹具(mounting-fixture)。可拆卸单元可包括构造为引导处理流体流向固定单元第一流动系统和/或使处理流体从固定单元第一流动系统流出的第二流动系统。密封具有孔，处理流体可通过该孔在第一流动系统和第二流动系统之间流动，并且处理部件可将特性(property)传给处理流体，以便对具有亚微米微型零件的微型零件工件的表面进行处理。
本发明的另一方面是一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的综合设备。在一个实施例中，该设备包括具有多个定位元件和连接元件的安装模块(mounting moolule)。在这个实施例中，湿化学处理室可具有包含安装夹具的固定单元，安装夹具具有与安装模块中一个定位元件相接合的第一接口构件(interface member)，以及与安装模块中一个连接元件相接合的第一紧固件。安装模块构造为保持定位元件之间的相对位置，以便当用另一个处理室替换该处理室时，或用另一个可拆卸单元替换某一可拆卸单元时，不必对从/向湿化学处理室传送工件的传送系统进行重新校准。
本发明的目的还在于具有至少一个在速卸可拆卸单元内的电极的电化学沉积室，其缩短了用于更换旧电极的停机时间。在发明的电化学沉积室的几个实施例中，将一个或更多个自耗电极安装在可拆卸单元内，该可拆卸单元可快速地拆除，并可用另一个可拆卸单元进行替换。因此，通过简单地拆除具有旧电极的可拆卸单元，并装上具有新电极的替换可拆卸单元，可迅速地用新电极更换旧电极。通常，可拆卸单元是室的下部，不必移动升降-旋转单元或从上面打开该室，就可接近该部位。利用可易于接近的速卸机构，同样将可拆卸单元连接到室上。象这样，与通常用于更换现有电化学沉积室内电极所花费的几个小时相比，通过将这些电极设置在只要几分钟便可拆除和更换的速卸可拆卸单元中，这就大大地缩短了修理或维护电极所需的停机时间。
在一个实施例中，电化学沉积室包括头部组件和位于头部组件下面的容器。头部组件包括构造为将微型零件工件定位在处理位置的工件夹(holder)，以及设置成向工件上的层提供电流的电触点。容器具有固定单元，该固定单元包括用于将该固定单元连接到设备盖板上的安装夹具，可拆卸单元，其可分离地在安装夹具下面与固定单元连接，从而将其定位在设备盖板的下面，接口元件，其位于固定单元与可拆卸单元之间，以便控制处理流体在固定单元与可拆卸单元件的流动，以及连接系统，其可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上。电化学沉积室还包括位于可拆卸单元内的电极。在几个特殊实施例中，可拆卸单元进一步还包括用于向容器提供处理流体的流体入口，和用于从容器排放处理流体的液体出口。
图1是根据现有技术的湿化学处理设备俯视平面示意图。
图2是表示根据本发明一个实施例的湿化学处理室示意图。
图3是表示根据本发明实施例湿化学处理室的操作示意图。
图4A是截面图，概略表示根据本发明实施例在拆卸构造中的湿化学处理室。
图4B是截面图，概略表示根据本发明实施例在装配好构造中的湿化学处理室。
图5是截面图，概略表示根据本发明实施例在拆卸构造中的电化学沉积室。
图6是截面图，概略表示根据本发明实施例在装配好构造中的电化学沉积室。
图7是表示根据本发明实施例的电化学沉积室截面图。
图8是表示沿与图7中不同截面的电化学沉积室截面图。
图9是表示根据本发明另一实施例的电化学沉积室所用容器的截面图。
图10是根据本发明实施例的电化学沉积室底部立体图。
图11是表示根据本发明另一实施例的电化学沉积室截面图。
图12A是根据本发明实施例用于从湿化学处理室上装/卸可拆卸单元的支架(carriage)上部立体图。
图12B是根据本发明实施例用于装/卸湿化学处理室可拆卸单元的支架下部立体图。
图13是根据本发明另一方面包括湿化学处理室的湿化学处理设备的俯视平面图。
图14是根据本发明实施例用于在湿化学处理设备中保持湿化学处理室的安装模块立体图。
图15是根据本发明实施例用于支承湿化学处理室的安装模块沿图14中线15-15剖取的截面图。
图16是详细表示安装模块盖板部分的截面图。
图17是截面立体图，概略表示根据本发明实施例由湿化学处理设备中安装模块支承的湿化学处理室。
详细描述本文所使用的术语“微型零件工件”或“工件”指的是在其上和/或其中形成微型器件的基底。典型的微型器件包括微电子电路或部件，薄膜记录头，数据存储元件，微流体器件(microfluidic devices)和其他制品。微型电机或微型机械器件也包括在该定义中，因为它们是以与集成电路相同的方式制造的。基底可以是半导体片(例如，掺杂的硅晶片或砷化镓晶片)，不导电片(例如，各种陶瓷基底)或导电片。
在用于在工件结构中或其上电解或无电解沉积金属或者电泳抗蚀剂的电化学沉积室内容中描述了几个用于处理微型零件工件的湿化学处理室的实施例。然而，根据本发明的湿化学处理室也可用于蚀刻，清洗，或者在半导体基底或其他类型工件中和/或其上进行微型零件制造的其他类型的湿化学处理。在图2-17中以及相关文字中陈述了几个根据本发明湿化学处理室和综合设备的实施例，以提供对本发明特殊实施例的全面理解。然而，本领域普通技术人员将理解，本发明可以具有附加实施例，或者没有图2-17中所示实施例的若干细节也可实施本发明。
A.湿化学处理室的实施例图2概略示出湿化学处理室100，其可快速地修理或更换部件，以缩短维护处理室所用的停机时间。处理室100包括湿化学容器102和头部104。由设备盖板106支承容器102，该设备可包括其他几个处理室(未示出)和用于自动装卸工件的工件传送系统(未示出)。容器102内装有处理流体和若干部件，用于引导处理流体或以其他方式将特性传给处理流体，以便处理工件。由升降-旋转单元108支承头部104，该升降-旋转108移动头部104，以装/卸工件，并将工件定位在容器102内的处理位置109上。当处理室100是用于将材料电镀到工件上的电化学沉积地点时，容器102一般具有流体流动系统和至少一个电极，并且头部104一般包括具有触点组件的工件夹，该触点组件具有多个构造为与工件上导电层接合的电触点。当处理室100是清洁室或其他类型的盒时，容器102则包括用于使流体流过工件的多个流体分配器(dispensers)，并且头部104一般包括工件夹。在(a)美国专利号6,569,297，和6,660,137，以及(b)美国出版物号2003/0068837；2003/0079989；2003/0057093；2003/0070918；2002/0032499；2002/0139678；2002/0125141；2001/0032788；2003/0127337；和2004/0013808的文献中公开了适合的电化学沉积室，本文包含它们的全部内容作为参考。此外，在美国专利号6,309,524和美国申请号6,527,925；以及2002/0000372的文献中公开了适合的工件夹，本文同样包含其全部内容作为参考。
容器102包括安装在盖板106上的固定单元110和由固定单元110支承的可拆卸单元120。固定单元110可包括底架(chassis)112，第一流动系统114(概略示出)，和安装夹具116(概略示出)。底架112可以是绝缘壳体(dielectric housing)，其可与处理流体在化学性质上相兼容。例如，底架112可以是高密度聚合物和其他适合的材料。可将第一流动系统114构造为向处理位置109提供预定的流量。在电化学沉积室中，可将第一流动系统114构造为提供具有基本均匀速度、垂直于工件的方向、遍布整个处理位置109的流量。安装夹具116可以是凸缘或从底架112向外凸出的环，以便与盖板106的顶面相接合。可将安装夹具116构造为如下面更加详述的那样，相对于盖板106精确地设置固定单元110。固定单元110可进一步包括处理部件118(概略示出)，以将特性传给流过该固定单元110的处理流体。例如，处理部件118可以是在处理位置109成形电场的电场成形元件，过滤器，薄膜，喷嘴，或其他类型的流体分配器。处理部件118也可以是这些类型结构的任何组合。在上面作为参考所包含的美国申请号09/872,151和09/804,697的文献中公开了用于固定单元110中第一流动系统114，安装夹具116和处理部件118的合适结构。
容器102中的可拆卸单元120包括贮器122，构造为引导处理流体流向固定单元110第一流动系统114和/或引导处理流体从固定单元110第一流动系统114流出的第二流动系统124(概略示出)，以及将特性传给处理流体的处理部件126(概略示出)。第二流动系统124可包括入口和出口，用于向第一流动系统114输送处理流体和接收来自第一流动系统114的处理流体。第一和第二流动系统114和124共同运行，以在处理位置提供处理流体预定流量。也可将第一和第二流动系统114和124构造为提供相对于处理部件126的正向流(forwardflow)。在正向流系统中，在处理流体到达处理位置109之前，处理流体流过可拆卸单元120内的处理部件126。也可将第一和第二流动系统114和124构造为提供流过处理部件126的反向流(reverse flow)。在反向流构造中，在处理流体已流过处理位置109之后，处理流体流过处理部件126。
将处理部件126设置在可拆卸单元102中。处理部件126可以是过滤器，薄膜或电极。另外，处理部件126可以是电极组件，其具有多个以同心构造或其他适用于将材料电镀到工件上的构造所布置的电极。还有其他的实施例中，处理部件126可以是下述各件的组合过滤器，薄膜，电极，位于电极间限定各个电极间隔的电介质隔板，具有多个喷嘴的喷杆(spray bars)，桨叶涂镀装置(paddle platers)，或其他用于处理微型零件工件的部件。通常，处理部件126是自耗部件(例如，自耗电极)，一种收集处理流体中微粒物质或其他不良组分以保护工件表面的部件(例如，薄膜过滤器)、或者是其他可能没有清洁或需要清洁的部件。因此，要对可拆卸单元120内的处理部件126进行定期维护或更换，以便将处理室100的性能保持在预定规格要求内。所以，不必移动头部104，升降-旋转单元108或固定单元110，只要简单地用替换可拆卸单元更换某一可拆卸单元120，就可用新的或整修过的部件快速地更换这些处理部件。
容器102还包括密封130，以防止固定单元110与可拆卸单元120之间泄漏。密封130一般设置在固定单元110和可拆卸单元120之间。密封130可包括至少一个孔，以使处理流体能在固定单元110中第一流动系统114与可拆卸单元120中第二流动系统124之间流动。在许多实施例中，密封130是具有孔型式的衬垫，以使流体能在第一流动系统114和第二流动系统124之间流动。密封130或衬垫一般是可压缩件，以防止液体在流动系统的各个流动通道间发生泄漏。密封130也可由电介质材料制成，当流体在第一流动系统114和第二流动系统124之间流动时，这种密封130将不同的液流电气隔离。适于密封130的材料包括VITON的闭孔泡沫塑料，闭孔硅，弹性体，聚合物，橡胶和其他材料。
容器102还包括连接组件140，用于将可拆卸单元120连接到固定单元110上。连接组件140可以是速卸单元，例如一个夹子(clamp)或多个夹子，其将可拆卸单元120引导到相对于固定单元110的预定方位上，并将可拆卸单元120牢固地保持在固定单元110上。连接组件140可以构造为从第一位置和第二位置移动，在第一位置可拆卸单元120固定到固定单元110上，在第二位置可拆卸单元120可从固定单元110移开。在若干实施例中，当连接组件140从第二位置移动到第一位置时，连接组件140便驱动可拆卸单元120朝向固定单元110。这种运动压缩密封130，并将可拆卸单元120定位在相对于固定单元110的预定位置。连接组件140可以是夹紧环，多个卡锁(latches)，多个螺栓，或其他类型的紧固件。
图3概略示出为修理或维护可拆卸单元中处理部件进行的湿化学处理室100的操作。在图2和3中，相同的附图标记表示相同的部件。在第一可拆卸单元120a中的流动系统124a和/或处理部件126a不再达到规格要求之后，将第一可拆卸单元120a从固定单元110上拆下。也可拆下密封130，但这是任选的。然后，通过将第二可拆卸单元120b与固定单元110对准，再将连接组件140与第二可拆卸单元120b相接合，将第二可拆卸单元120b安装起来。第二可拆卸单元120b可包括流动系统124b和处理部件126b，它们是新的或是已整修过的，以便使处理室100可达到处理微型零件工件所需的规格要求。
在图2和3中所示的处理室100的一个优点是，可用新的或已整修过的部件快速地替换需要修理或维护的部件，而无需相当长时间地停止处理室100的运转。可从固定单元110上快速拆下某一可拆卸单元120，然后仅用几分钟的时间就可装上替换可拆卸单元120。与需要在设备上就地修理部件或需要将整个室从设备中拆下的常规系统相比，这大大缩短了为修理电极或其他处理部件所用的停机时间。
该处理室100的另一个优点是，可从盖板106下面易于接近的位置对可拆卸单元120内的处理部件126进行更换。结果，即无需移动固定单元110，头部104，也无需移动升降-旋转单元108，就可更换旧的处理部件。这进一步缩短了为维护处理部件所用的停机时间，因为无需相对于固定单元110对头部104和升降-旋转单元108重新定位。此外，无需相对于处理室100对向头部104输送工件以及从头部104取回工件的工件传送系统重新校准，因为头部104与该工件传送系统之间的位置没有改变。由处理室100提供的大大减少为更换处理部件所用的停机时间这一优点，与现有设备相比，可预计大大提高湿化学处理设备的生产能力。
图4A是表示根据本发明容器102实施例的截面图。在这个实施例中，固定单元110可进一步包括多个相对于固定单元110中心线以公共半径或其他型式布置的挂钩(hangers)180。挂钩180可包括保持连接组件的凸肩(shoulders)182。例如，连接组件140可以是环，其径向向外弹出，以与挂钩180接触，并在打开位置使连接组件140倚靠在凸肩182上。固定单元110进一步包括倾斜的导轨面183，在倾斜导轨面183上面的轴承环184，以及密封面185。导轨面183可以是环形面或是一系列以递增半径向上倾斜的弓形体。轴承环184可以是金属环，其具有以递减半径向上倾斜的轴承面。轴承环184还可由其他材料制成，这种材料一般硬于底架112的材料。
可拆卸单元120可包括具有下表面192和上表面194的边缘(rim)190。下表面192和上表面194可以递增半径向上倾斜。更准确地说，上表面194可倾斜一定角度，以与固定单元110的导轨面183相配合。可拆卸单元120可进一步包括构造为夹持密封130的密封面195，滑动槽196a和196b以及底面197。
连接组件140可包括构造为与可拆卸单元120下表面192相接合的第一边缘172，以及构造为与轴承环184轴承面相接合的第二边缘174。连接组件140可包括卡锁(未示出)或杠杆，其径向向内移动环，并将环锁定在固定位置上。
图4B示出已将可拆卸单元120连接到固定单元110上之后的容器102。在操作中，连接组件140径向向内移动，从而使第一边缘172与可拆卸单元120的下表面192相接合，而第二边缘174则与轴承环184的轴承面相接合。第一边缘172沿着下表面192的径向向内运动使可拆卸单元120向上升起朝向固定部件110。当可拆卸单元120向上移动时，上表面194便与导轨面183相接合，从而将可拆卸单元120相对于固定单元110定位在预定位置上。连接组件140的第二边缘174沿着轴承环184的倾斜面径向向内移动，以将密封130夹紧在密封面185与195之间。连接组件140上的杠杆(未示出)可从打开位置移动到关闭位置，以在连接组件140中产生圆周应力，将可拆卸单元120牢固地保持在固定单元110上。
B.电化学沉积容器的一般实施例图5概略示出电化学沉积室100a的截面图，该电化学沉积室100a可快速地更换电极和其他部件，以缩短为维护处理室所用的停机时间。电化学沉积室100a的若干方面都与参照图2-4B所述的湿化学处理室100相似。因此在图2-5中相同的附图标记表示相同的部件。例如，处理室100a包括湿化学容器102和头部104(概略示出)。
在本实施例中，室100a中的处理部件118是电场成形元件或场成形模块(概略示出)，其在处理位置109内成形电场。场成形元件可以是静态电介质插入件，用来控制处理位置109处的电流密度。场成形元件还可以是动态部件，在电镀工作循环期间，该动态部件移动，以便改变或以其他方式控制处理位置109处的电场。本实施例中的处理部件118还可以是过滤器，薄膜，或这些类型结构的任意组合。
在图5中所示室100a的实施例中，可拆卸单元120内的处理部件126包括一个或多个电极(概略示出)以及任选的处理部件150(概略示出)。任选的处理部件150可以是过滤器和/或薄膜。下面描述几个电极，过滤器，和薄膜的实施例。在正向流系统中，在处理流体到达处理位置109之前，至少一部分处理流体流过可拆卸单元120内的电极。也可将第一和第二流动系统构造为提供反向流，在反向流中在处理流体已流过处理位置109之后，至少一部分处理流体流过电极。
图6表示可拆卸单元120已连接到固定单元110上之后室100a的容器102。在操作中，根据上面图4B中所示室100的描述，将可拆卸单元120连接到固定单元110上。
图5和6中所示处理室100a的一个优点是，无需相当长的时间停止处理室100的运转，就可用新的或已整修过的电极迅速地替换旧电极。可从固定单元110上迅速地拆下具有旧电极130的可拆卸单元120，然后仅用几分钟的时间就可装上具有新电极130的替换可拆卸单元120。与需要在设备上就地修理部件或需要将整个室从设备中拆下的常规系统相比，这大大缩短了为修理电极或其他处理部件所用的停机时间。
该处理室100的另一个优点是，可从盖板106下面易于接近的位置对可拆卸单元120内的电极和/或处理部件150进行更换。结果，既不必移动固定单元110，头部104，也无需移动升降-旋转单元108，就可更换旧的处理部件。这样进一步缩短了为维护处理部件所用的停机时间，因为无需相对于固定单元110对头部104和升降-旋转单元108重新定位。
C.多电极电化学沉积容器的实施例图7-9示出具有多个电极容器的实施例方面，这些电极用于材料的电化学沉积。在具有四个位于可拆卸单元内独立操作的电极的上下文中描述了这些实施例的许多方面。每个电极可独立于其他电极进行控制，这样使每个电极可产生单独的电流密度，其可在电镀工作循环期间保持不变或可动态变化。在美国专利申请号09/849,505；09/866,391；以及09/866,463中阐述了适用于操作电极的处理过程，本文包含其全部内容作为参考。另外，应当认识到，多个电极容器的其他实施例可具有两个或多个电极的任意组合，从而本发明不受具有四个电极的限制。
图7是示出容器400的截面图，其具有构造为牢固连接到盖板(未示出)上的固定单元402和与固定单元402可分离连接的可拆卸单元404。容器400的一些方面与室100a的那些方面相似，因此图5-9中相同的附图标记表示相同的部件。利用前面所述的连接组件140和挂钩180，可将可拆卸单元404可分离地连接到固定单元402上。因此，如上所述，根据图5和6所示的实施例，可在短时间内从固定单元402上拆下可拆卸单元404。
固定单元402包括具有流动系统414的底架410，该流动系统414引导处理流体流过底架410。流动系统414是前面所述第一流动系统114的一个特殊实施例。流动系统414可以是连接到底架410上的独立部件，或者流动系统414可以是(a)形成在底架410中的流体通道和(b)连接到底架410上的独立部件的组合。在这个实施例中，流动系统414包括接收来自可拆卸单元404流动的处理流体的入口415，具有多个缝隙(slot)417的第一流动导向件416和前室(antechamber)418。在第一流动导向件416中的缝隙417径向地向前室418分配所述流。
流动系统414进一步包括第二流动导向件420，其接收来自于前室418的流体。第二流动导向件420可包括具有多个开口422的侧壁421和具有多个小孔425的喷流器(flow projector)424。开口422可以是在侧壁421周围径向布置的水平缝隙，以便向喷流器424提供径向向内喷射的多个流动成分(flow components)。在喷流器上的小孔425可以是多个细长缝隙或是其他开口，它们向上倾斜且径向向内。喷流器424接收来自开口422的径向流动成分，并使该流改变方向穿过小孔425。应当认识到，开口422和小孔425可具有若干不同的构型。例如，小孔425可以径向向内喷流，并不向上倾斜，或者小孔425可以向上倾斜比图7中所示角度更大的角度。因此，小孔可具有从0°-45°的倾斜范围，并在几个特殊实施例中，小孔可以向上倾斜大约5°-25°的角度。
固定单元402还可包括场成形插入件440，用于成形电场，并在处理位置处引导处理流体的流动。场成形插入件440是前面所述固定单元110内处理部件118的一个特殊实施例。在这个实施例中，场成形插入件440具有带第一边缘443a的第一隔板442a，带第二边缘443b的第二隔板442b以及带第三边缘443c的第三隔板442c。第一边缘443a限定第一开口444a。第一边缘443a和第二边缘443b限定第二开口444b，而第二边缘443b和第三边缘443c则限定第三开口444c。固定单元402可进一步包括具有边缘446的堰(weir)445，在其上处理流体可流到回收槽(recovery channel)447内。第三边缘443c和堰445限定第四开口444d。利用多个螺栓或螺钉448，将场成形单元440和堰445连接到固定单元402上，并且将一些密封449定位在固定单元402与场成形单元440以及堰445之间。
图8是图7中所示容器400沿不同截面剖取的截面图，其更为详细地示出固定单元402与可拆卸单元404之间的相互作用。一起参照图7和8，可拆卸单元404包括装有电极组件和第二流动系统的贮器510。电极组件是前面所述处理部件126的一个特殊实施例，而第二流动系统是前面所述第二流动系统124的一个特殊实施例。贮器510也如前面所述那样可分离地连接到底架410上。在本实施例中，贮器510包括多个分隔件(dividers)或壁512，其限定多个间隔513。在图7和8中所示的特殊实施例具有四个间隔513，但在其他实施例中，贮器510可包括任意数量的间隔，以便单独地容纳电极。间隔513还可限定第二流动系统中可流过处理流体的部分。
可拆卸单元404的第二流动系统包括向固定单元402入口415提供流动的入口515，以及接收从间隔513来的流动流体的出口516。在图5中所示的特殊实施例中，固定单元402中的流动系统414进一步包括前室418和第一间隔513之间的第一通道520a，第一开口444b和第二间隔513之间的第二通道520b，第三开口444c和第三间隔513之间的第三通道520c，以及第四开口444d与第四间隔513之间的第四通道520d。
容器400还包括固定单元402和可拆卸单元404之间的接口元件530。在这个实施例中，接口元件530是具有多个开口532的密封，以使通道520a-d与相应间隔513之间能液体连通。密封是电介质材料，其电气隔离在间隔513和相应通道520a-d内的电场。
容器400可进一步包括多个位于可拆卸单元404内的电极。在图7和8所示的实施例中，容器400包括第一间隔513内的第一电极551，第二间隔513内的第二电极552，第三间隔513内的第三电极553，第四间隔513内的第四电极554。电极551-554可以是彼此同心布置的环形或圆形导电元件。然而，电极可以是弓形体或具有其他形状和构造。在这个实施例中，每个电极均与贯穿可拆卸单元404中贮器510的电气连接器560连接，从而使电极与电源相连接。在整个电镀工作循环期间电极551-554可各自提供恒定电流，或者在电镀工作循环期间，根据工件的特殊参数，通过一个或多个电极551-554可使电流发生变化。此外，每个电极可具有与其他电极电流不同的唯一电流。
参照图8，共同操作固定单元402，可拆卸单元404以及电极551-554，以提供预定的处理流体流动分布(flow profile)以及处理位置109处的电气分布。在这个特殊实施例中，处理流体通过入口515和415进入并流过第一流动导向件416。然后，流体流动分叉一部分流体经由前室418向上流过第二流体导向件420，另一部分流体经由通道520a向下横穿第一电极551。流过第二流动导向件420向上的流体穿过喷流器424和第一开口444a。因此，第一电极551通过由第一隔板442a边缘443a限定的第一开口444a提供有效暴露于处理位置109的电场(图4)。所以，根据边缘443a的构造，开口444a成形第一电极551的场。一部分流体向上越过边缘443a，再通过处理位置109，然后流过堰445的边缘446。处理流体的另一部分向下穿过各个通道520b-d到电极552-554。穿过第二通道520b的这部分流体越过第二电极552，以使由第一边缘443a和第二边缘443b限定的开口444b成形第二电极552的电场。同样地，穿过第三通道520c的流体越过第三电极553，而穿过第四通道520d的流体越过第四电极554。因此，开口444c成形第三电极553的电场，而开口444d成形第四电极554的电场。然后，流体穿过间隔513并通过出口516从容器400流出。
上述流型是反向流，在这种反向流中电极551-554在处理位置109的下游，从而将处理流体中由电极551-554产生的气泡或微粒物质从处理位置109处带走。这种下游构造预计对自耗电极特别有用，因为自耗电极会产生气泡和微粒物质，而这种现象可能造成在工件电镀表面上出现缺陷。
与现有的电化学沉积室相比，预计容器400大大缩短与修理多个电极相关的停机时间。参照图8，通过简单地打开连接组件140，将可拆卸单元404从固定单元402上拆下，在固定单元402下面设置具有新电极的替换可拆卸单元，然后再关闭连接组件140，这样就能将所有的电极551-554更换成新电极。由于可拆卸单元404位于固定单元402的外部，因此操作者无需象在常规室内那样要穿过固定单元402的顶部开口到达电极551-554位置。这不仅能更快地接近电极551-554，而且还比常规室节省时间，因为无需拆下场成形插入件440而后重新安装。事实上，当该室脱机时无需从容器上拆下电极551-554，因为一拆下具有旧电极的可拆卸单元就可随时安装替换可拆卸单元。因此，具有容器102或400实施例的电化学沉积室返回联机的时间大大少于常规室的时间。
图9是容器400另一实施例的截面图。这个实施例与图7和8中所示的实施例相似，因此，在这些附图中相同的附图标记表示相同的部件。图9中所示容器400的实施例包括具有衬垫620和衬里630的接口元件610。可将衬垫620布置在固定单元402和可拆卸单元404之间，而将衬里630设置在可拆卸单元404和/或固定单元402中。衬里630可以是薄膜或过滤器，以其截获间隔513内的气泡或微粒物质，从而防止它们转移到处理位置109处。如果是过滤器，则根据正向流系统或是反向流系统的流动，处理流体流过固定单元402和可拆卸单元404之间的衬里(liner)630。如果是薄膜，则衬里不能使流体透过流动，但允许离子从电极551-554穿过相应的通道520a-d，从而达到离子电镀在工件的表面上。衬里630可具有多个位于间隔513和/或通道520a-d中的离散部分(discrete sections)。衬垫620可与衬里630连接，从而可将接口元件610作为一个单独部件安装和拆除。
图9中所示容器400的实施例预计用在气泡和微粒物质产生缺陷的地方非常有效。应当理解，衬里630还会进一步削弱气泡或微粒物质到达处理位置109。将图9中所示的容器400应用到以下场合也是很有效的，即在固定单元中使用一种处理流体，而在可拆卸单元中使用另一种处理流体。在这种实施例中，可拆卸衬里630可以是薄膜，其允许离子从间隔513流到通道520a-d，但不允许处理流体在间隔513与通道520a-d之间流动。
图10是表示根据本发明另外实施例的容器400各个方面的底部立体图。容器400可进一步包括将入口515与处理流体源(supply)相连接的第一配件701，和将出口516与处理流存储槽(holding tank)相连接的第二配件702。在一个特殊实施例中，配件701是阴螺纹管接头(female fitting)，而入口515是阳螺纹管接头(male fitting)，并且配件702是阳螺纹管接头，而出口516是阴螺纹管接头。通过使阴螺纹管接头701连接入口515和使阳螺纹管接头702连接出口516，处理流体供应管线只能连接到入口515上，处理流体流出管线只能连接到出口516上。因此，这种构造确保了可拆卸单元404正确的安装。
图10还更为详细地示出连接组件140。在这个实施例中，连接组件140包括夹紧环708和卡锁710，该卡锁710在具有第一直径的第一位置和具有小于第一直径的第二直径的第二位置之间移动夹紧环。当卡锁710将夹紧环从第一位置移动到第二位置时，缩小了夹紧环708的直径，从而将可拆卸单元404夹紧在固定单元402上。
图11表示根据本发明的容器另一个实施例。图11的若干零件都与前面有关图7-10所述的那些零件相似。图11中所示的容器800具有固定单元810，利用夹子830可分离地连接到固定单元810上的可拆卸单元820，以及在固定单元810和可拆卸单元820之间的接口元件840。容器800与容器400之间的主要区别在于，容器800具有非平面的接口元件840，而容器400具有平面的接口元件530。
D.用于安装/拆除可拆卸单元的支架实施例前面所述的室可进一步包括该室下面的支架，用于安装和拆除可拆卸单元。下面就图7-10中所示的可拆卸单元404方面描述支架的几个实施例，但是应当理解，该支架可以与本发明的任何可拆卸单元一起工作。
图12A是用于安装和拆除可拆卸单元404(图7)的支架900顶部立体图。支架900可包括安装到设备盖板106(图2)下面的托架(bracket)910。该支架900可进一步包括导轨912和终点挡板(endstop)914。导轨912接收滑槽(slide channels)196a和196b(图4A-B，5，6，8和10)，而终点挡板914与可拆卸单元404的圆形部分接合。在操作中，操作者沿导轨912滑动可拆卸单元404，直到该可拆卸单元与终点挡板914相接合。
图12B是表示支架900另外方面的底部立体图。支架900可进一步包括具有手柄922的执行机构(actuator)920，轴924，和由轴924移动的升降杆(lifters)926。执行机构920可进一步包括与升降杆926连接并位于接头(joint)929中的连杆928。因此，把手的旋转则转动接头929中的连杆928，从而升起和降低升降杆926。为了安装可拆卸单元，将执行机构920移动到图12B中所示的第一位置，并沿导轨912插入可拆卸单元。然后向上升起(箭头R)执行机构920到第二位置，这样造成升降杆926将可拆卸单元404升高到固定单元402。当执行机构920向上旋转时，把手922通过托架910底部凸缘931中的间隙930。通过沿着轴924轴向地滑动把手922，将执行机构920保持在第二位置，从而使凸缘931支撑把手922。
支架900进一步增强了可拆卸单元相互更换的过程。首先，支架900确保可拆卸单元404普遍与固定单元402对准。其次，该支架确保入口515和出口516与供应管线和排出管线对准。第三，该支架使可拆卸单元404的安装和拆除更加容易，因为当同时操作连接组件140时，操作者不必将可拆卸单元404压靠在固定单元402上。因此，该支架预计进一步缩短可拆卸单元相互更换所用的时间。
E.综合设备的实施例图13是表示根据本发明实施例的综合设备1300一部分的俯视平面图。在这个实施例中，综合设备1300包括框架1310，装到框架1310的尺寸稳定的安装模块1320，多个湿化学处理室1370和多个升降-旋转单元1380。设备1300可还包括传送系统1390。安装模块1320支承处理室1370，升降-旋转单元1380和传送系统1390。如参照前面图2-12B所描述的那样，设备1300中的湿化学处理室1370可包括具有固定单元和可拆卸单元的容器。
设备1300的框架1310具有多个柱(posts)1311和横杆(cross-bars)1312，它们以现有技术已知的方式焊接在一起。安装模块1320至少部分地装在框架1310中。在一个实施例中，由框架1310的横杆1312支承安装模块1320，但是安装模块1320可以直接放在设施的地面或其他实施例中的其他结构上。
安装模块1320是刚性的稳定结构，其保持湿化学处理室1370，升降-旋转单元1380和传送系统1390之间的相对位置。安装模块1320的一个方面是它非常坚硬，并具有比框架1310更大的结构完整性，使得湿化学处理室1370，升降-旋转单元1380和传送系统1390之间的相对位置不会随时间发生变化。安装模块1320的另一个方面是其包括在精确位置上具有定位元件的尺寸稳定的盖板1330，用于将处理室1370和升降-旋转单元1380定位在盖板1330已知的位置上。在一个实施例中(未示出)，可直接将传送系统1390安装在盖板1330上。在其他实施例中，安装模块1320还具有尺寸稳定的平台1350，并将传送系统1390安装在该平台1350上。盖板1330和平台1350彼此之间牢固地定位，使得在盖板1330上的定位元件和在平台1350上的定位元件相互之间不会移动。因此，安装模块1320提供这样一种系统，其中，可拆除湿化学处理室1370和升降-旋转单元1380，并按照将替换部件准确地定位在盖板1330精确位置上的方式，用互换部件将其替换。
设备1300特别适用于以下应用场合，即具有严格技术要求，对湿化学处理室1370，升降-旋转单元1380或传送系统1390需要频繁维护。通过简单地从处理盖板1330上拆下该室，并用具有构造为与盖板1330上定位元件对接的安装硬件的互换室将该室1370更换，可对湿化学处理室1370进行修理或维护。因为安装模块1320是尺寸稳定的，并且替换处理室1370的安装硬件与盖板1330对接，所以无需对传送系统1390重新校准，便可在盖板1330上互换室3170。这样预计大大缩短与修理或维护处理室1370有关的停机时间，从而使设备在具有严格性能规格要求的应用中可保持高的生产量。当必须拆下固定单元110(图2)以便对室修理时，设备1300的这一方面特别有用。
传送系统1390从与安装模块1320连接的装/卸模块1398中取回工件。传送系统1390包括轨道1392，机械手1394和至少一个末端操纵装置(end-effector)1396。将轨道1392装到平台1350上。更准确地说，轨道1392与平台1350上的定位元件对接，以便相对于连接到盖板1330上的室1370和升降-旋转单元1380对轨道1392准确地定位。因此，机械手1394和末端操纵装置1396可在由安装模块1320形成的固定的、尺寸稳定的基准框架中移动。设备1300可进一步包括多个与框架1310连接的面板1399，以将安装模块1320，湿化学处理室1370，升降-旋转单元1380和传送系统1390封装在箱内。在其他实施例中，可在处理盖板1330上面地区内的拆除设备1300一侧或两侧的面板1399，以便提供一敞开式的设备。
F.尺寸稳定的安装模块的实施例图14是根据本发明实施例用在设备1300中的安装模块1320立体图。在这个实施例中，盖板1330包括刚性第一面板1331和在第一面板1331下面重叠的刚性第二面板1332。第一面板1331可以是外部构件，而第二面板1332可以是与外部构件并置的内部构件。第一面板1331和第二面板1332也可具有与图14中构造不同的构造。将多个室插孔1333设置在第一面板1331和第二面板1332中，用于接收湿化学处理室1370(图13)。
盖板1330可进一步包括多个穿过第一面板1331以精确型式排列的定位元件1334和连接元件1335。定位元件1334可以是在第一面板1331内精确位置处机械加工的孔，并具有精确尺寸，用于接收与湿化学处理室1370(图13)对接的暗钉(dowels)或销。在其他实施例中，定位元件1334可以是销，例如圆形销或锥形销，它们从第一面板1331向上凸出，由湿化学处理室1370中的配合结构接收。盖板1330具有位于每个室插孔1333处的第一组定位元件1334，以将各个湿化学处理室准确地定位在安装模块1320的精确位置处。盖板1330还可包括靠近各个插孔1333的第二组定位元件1334，以将各个升降-旋转单元1380准确地定位在安装模块1320的精确位置处。连接元件1335可以是第一面板1331中的螺纹孔，用以接收螺栓，以便将室1370和升降-旋转单元1380固定在盖板1330上。
安装模块1320还包括沿盖板1330纵向外边缘的外侧板1360，沿盖板1330纵向内边缘的内侧板1361，以及与盖板1330端部连接的端板1362和1364。传送平台1350与内侧板1361以及端板1362和1364连接。传送平台1350包括定位元件1354，用于将传送系统1390的轨道1392(图13)准确地定位在安装模块1320上。传送平台1350可进一步包括连接元件，例如螺纹孔，用以接收螺栓，以便将轨道1392固定在平台1350上。
图15是表示盖板1330内部结构的一个适当实施例的截面图，而图16是图15中所示盖板一部分的详图。在这个实施例中，盖板1330包括支撑(bracing)1340，例如托梁，其在外侧板1360和内侧板1361之间横向延伸。第一面板1331连接到支撑1340的上侧，而第二面板1332则连接到支撑1340的下侧。盖板1330可进一步包括多个直通螺栓1342和螺母1344，以将第一面板1331和第二面板1332固定在支撑1340上。如在图16中清楚地表示出，支撑1340具有多个孔1345，直通螺栓1342贯穿该孔。螺母1344可以焊接到螺栓1342上，以增强这些部件之间的连接。
盖板1330的面板和支撑可由不锈钢，其他金属合金，致密铸造(solid cast)材料或纤维增强合成物制成。例如，面板和板可由Nitronic 50不锈钢，Hastelloy(哈司特镍合金)625合金钢，或致密铸造填充云母的环氧树脂制成。纤维增强合成物可包括碳纤维或硬化树脂的Kevlar(芳纶)网状物(mesh)。用于面板1331和1332的材料必须是高硬度的并与在湿化学处理中所用的化学制品相兼容。不锈钢充分适合于很多用途，因为其坚固，且不受很多在湿化学处理中使用的电解溶液或清洁溶液所影响。在一个实施例中，面板和板1331，1332，1360，1361，1362和1364是0.125到0.375英寸厚的不锈钢，更准确地说，它们可以是0.250英寸厚的不锈钢。然而，在其他实施例中面板和板可具有不同的厚度。
支撑1340也可以是不锈钢，纤维增强合成物材料，其他金属合金和/或致密铸造材料。在一个实施例中，支撑可以是0.5到2.0英寸宽的不锈钢托梁，更准确地说，是1.0英寸宽×2.0英寸高的不锈钢托梁。在其他实施例中，支撑1340可以是蜂窝芯子(honey-comb core)，轻质泡沫金属或其他类型的泡沫体，聚合物，玻璃纤维或其他材料。
通过组装盖板1330各部分，然后再将端板1362和1364焊接或另外粘附于盖板1330各部分上构造安装模块1320。通常不用焊接，而用直通螺栓1342将盖板1330各部件固定在一起。利用焊接和/或紧固件，将外侧板1360和内侧板1361连接到盖板1330以及端板1362和1364上。然后再将平台1350牢固地连接到端板1362和1364，以及内侧板1361上。
安装模块1320提供一个重型尺寸空间稳定的结构，它将盖板1330上的定位元件1334与平台1350上的定位元件1354之间的相对位置保持在这种范围内，即无需每次在把替换处理室1370或升降-旋转单元1380装到盖板1330上时就对传送系统1390重新校准。通常安装模块1320是刚性结构，当将湿化学处理室1370，升降-旋转单元1380以及传送系统1390装到安装模块1320上时，这种刚性结构有足够的强度来保持定位元件1334和1354之间的相对位置。在一些实施例中，安装模块1320构造为将定位元件1334和1354之间的相对位置保持在预定原始位置(reference positions)的0.025英寸范围内。在其他实施例中，安装模块构造为将定位元件1334和1354间的相对位置保持在预定原始位置的大约0.005-0.015英寸范围内。照这样，盖板1330经常保持在大约0.025英寸范围内的均匀平面，在更特殊的实施例中大约在0.005-0.015英寸。
G.湿化学处理室的实施例图17是表示湿化学处理室1370与盖板1330之间接口的立体截面图。室1370可包括前面所述具有安装夹具116的处理容器102和400。安装夹具116和容器102/400可以是连接在一起的单独部件。在这种情况下，安装夹具116可由尺寸稳定的材料制成，例如不锈钢，纤维增强材料，合金钢，致密铸造材料或其他适合的刚性材料。在其他实施例中，安装夹具116与容器102/400成整体，并由高密度聚合物和其他适合的材料构成。
图17中所示的安装夹具116包括多个接口构件1374，其布置成型式与盖板1330上的定位元件1334对准。定位元件1334和接口构件1374同样构造为彼此配合，从而精确地定位安装夹具116，并因此将室1370定位于盖板1330上的预定操作位置上，以便与升降-旋转单元1380和传送系统1390一起工作。定位元件1334可以是一组盖板1330中精密机加的孔和容纳在这些孔中的暗钉，而接口构件1374可以是在安装夹具116中精密机加的孔，以与暗钉相配合。暗钉可以是圆柱形，球形，锥形和其他适合形状的销，以在相对于盖板1330的精确位置上对准并设置安装夹具116。安装夹具116可进一步包括多个布置成与盖板中1330连接元件1335对准的紧固件1375，紧固件1375可以是螺栓或其他螺纹构件，用以牢固地接合连接元件1335，以便将安装夹具116固定在盖板1330上。因此，安装夹具116将处理容器102/400保持在盖板上的固定精确位置上。
从上述内容中，应当理解，为了具体说明，本文已对本发明的特殊实施例进行了描述，但在不违背本发明的精神和范围条件下，可以作各种修改。因此，本发明不受限制，但所附权利要求除外。
权利要求
1.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的室，包括固定单元，其具有构造为引导处理流体流过该固定单元的第一流动系统和用于将该固定单元牢固地连接到设备支撑构件上的安装夹具；可拆卸单元，其具有构造为引导处理流体流向固定单元第一流动系统和/或引导处理流体从固定单元第一流动系统流出的第二流动系统，以及将特性传给处理流体的处理部件，用于对具有亚微米微型零件的微型零件工件上的表面进行处理；和连接系统，其可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上，其中，连接系统具有将可拆卸单元固定到固定单元上的第一位置，和可将可拆卸单元从固定单元上拆下来的第二位置。
2.根据权利要求1的室，进一步包括位于固定单元上面的头部，其中该头部包括构造为将工件保持在处理位置的工件夹。
3.根据权利要求1的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
4.根据权利要求1的室，其中处理部件包括电极组件，该电极组件具有多个用电介质分隔件将它们相互隔开可独立操作的电极，且该电极组件设置在可拆卸单元内；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
5.根据权利要求1的室，其中，处理部件包括可拆卸单元内的过滤器。
6.根据权利要求1的室，其中，处理部件包括薄膜，所述薄膜构造为将电流传导穿过该薄膜。
7.根据权利要求1的室，其中，连接组件包括构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
8.根据权利要求1的室，进一步包括固定单元第一密封面与可拆卸单元第二密封面之间的密封。
9.根据权利要求1的室，其中固定单元进一步包括以递增半径向上倾斜的倾斜导轨面、具有以递减半径向上倾斜的轴承面的倾斜轴承环、以及第一密封面；可拆卸单元进一步包括边缘和第二密封面，该边缘具有以递增半径向上倾斜的下表面和递增半径向上倾斜的上表面；以及密封，其位于第一与第二密封面之间。
10.根据权利要求1的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
11.根据权利要求1的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极和电极与处理位置之间的过滤器；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
12.根据权利要求1的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极和电极与处理位置之间的薄膜，其中，该薄膜构造为传导电流；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
13.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的室，包括固定单元，其具有构造为引导处理流体流过该固定单元的第一流动系统和用于将该固定单元牢固地连接到设备支撑面上的安装夹具；可拆卸单元，其可分离地连接到固定单元上，该可拆卸单元具有构造为引导处理流体流向固定单元第一流动系统和/或引导处理流体从固定单元第一流动系统流出的第二流动系统；密封，其位于固定单元与可拆卸单元之间，以防止处理流体在固定单元与可拆卸单元之间泄漏，该密封具有孔，通过该孔处理流体可在第一与第二流动系统之间流动；和处理部件，其位于固定单元和/或可拆卸单元内，其中，该处理部件将特性传给处理流体，用于对具有亚微米微型零件的微型零件工件上的表面进行处理。
14.根据权利要求13的室，进一步包括位于固定单元上面的头部，其中，该头部包括构造为将工件保持在处理位置的工件夹。
15.根据权利要求13的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
16.根据权利要求13的室，其中处理部件包括电极组件，该电极组件具有多个用电介质分隔件将它们相互隔开可独立操作的电极，且该电极组件设置在可拆卸单元内；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
17.根据权利要求13的室，其中，处理部件包括可拆卸单元内的过滤器。
18.根据权利要求13的室，其中，处理部件包括可拆卸单元内的薄膜，并且该薄膜构造为将电流传导穿过该薄膜。
19.根据权利要求13的室，进一步包括连接组件，该连接组件具有构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
20.根据权利要求13的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极和电极与处理位置之间的过滤器；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
21.根据权利要求13的室，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极，和电极与处理位置之间的薄膜，其中该薄膜构造为传导电流；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
22.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的综合设备，包括安装模块，其具有多个定位元件和连接元件；湿化学处理室，其由安装模块支承，该湿化学处理室包括固定单元、可拆卸单元、连接系统和处理位置，其中(a)固定单元具有构造为引导处理流体流过该固定单元的第一流动系统和具有与定位元件之一接合的第一接口构件和与连接元件之一接合的第一紧固件的安装夹具，(b)可拆卸单元具有构造为引导处理流体流向固定单元第一流动系统和/或引导处理流体从固定单元第一流动系统流出的第二流动系统，以及将特性传给处理流体的处理部件，用于对具有亚微米微型零件的微型零件工件上的表面进行处理，(c)连接系统可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上，和(d)处理位置构造为接收微型零件工件，该处理位置位于固定单元或可拆卸单元中的一个内，以使工件与具有由处理部件传给特性的一部分处理流体相接触；传送系统，其由安装模块支承，用于在设备内传送工件；并且其中，安装模块构造为保持定位元件之间的相对位置，以便当用另一个处理室替换该处理室时，无需重新校准传送系统。
23.根据权利要求22的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、在第一面板下面重叠的刚性第二面板、第一与第二面板之间的托梁以及穿过第一面板、托梁和第二面板的螺栓。
24.根据权利要求22的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、与第一面板并置的刚性第二面板和第一与第二面板之间的支撑。
25.根据权利要求24的设备，进一步包括位于固定单元上面的头部，其中，该头部包括构造为将工件保持在处理位置的工件夹。
26.根据权利要求24的设备，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
27.根据权利要求24的设备，进一步包括固定单元第一密封面与可拆卸单元第二密封面之间的密封。
28.根据权利要求24的设备，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
29.根据权利要求24的设备，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极和电极与处理位置之间的过滤器；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
30.根据权利要求24的设备，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极和电极与处理位置之间的薄膜，其中，该薄膜构造为传导电流；并且所述室进一步包括(a)具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点，和(b)一部分固定单元与可拆卸单元之间的密封。
31.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的综合设备，包括安装模块，其具有多个定位元件；湿化学处理室，其由安装模块支承，该湿化学处理室包括固定单元、可分离地连接到该固定单元上的可拆卸单元、固定单元与可拆卸单元之间的密封和位于可拆卸单元内的处理部件，其中，固定单元包括具有与定位元件之一接合的第一接口构件和与定位元件之一接合的第一紧固件的安装夹具；传送系统，其由安装模块支承，用于在设备内传送工件，该传送系统具有与定位元件之一接合的第二接口构件和与连接元件之一接合的第二紧固件；并且其中，安装模块构造为保持定位元件之间的相对位置，以便当用另一个处理室替换该处理室时，无需重新校准传送系统。
32.根据权利要求31的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、在第一面板下面重叠的刚性第二面板、第一与第二面板之间的托梁以及穿过第一面板、托梁和第二面板的螺栓。
33.根据权利要求31的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、与第一面板并置的刚性第二面板和第一与第二面板间的支撑。
34.根据权利要求31的设备，进一步包括位于固定单元上面的头部，其中，该头部包括构造为将设备保持在处理位置的工件夹。
35.根据权利要求31的设备，其中处理部件包括可拆卸单元内的电极；并且所述室进一步包括具有工件夹的头部，该工件夹包括构造为将工件保持在处理位置并与工件上导电层接合的电触点。
36.一种用于在具有亚微米零件的微型零件工件上沉积材料的电化学沉积室，包括头部组件，其具有构造为将微型零件工件定位在处理位置的工件夹；固定单元，其具有第一流动系统，以向处理位置提供处理流体；可拆卸单元，其具有第二流动系统，与固定单元的第一流动系统流体连通；密封，其防止处理流体在固定单元与可拆卸单元之间泄漏；连接组件，其可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上；以及可拆卸单元内的至少一个第一电极和与第一电极连接的至少一个第一电气连接器。
37.根据权利要求36的室，进一步包括可拆卸单元内的第二电极和第一电极与第二电极之间的电介质分隔件。
38.根据权利要求36的室，进一步包括第一流动系统和/或第二流动系统内的过滤器。
39.根据权利要求36的室，进一步包括第一流动系统和/或第二流动系统内的薄膜，其中，该薄膜构造为传导电流。
40.根据权利要求36的室，其中，连接组件包括构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
41.根据权利要求36的室，其中固定单元进一步包括以递增半径向上倾斜的倾斜导轨面、具有以递减半径向上倾斜的轴承面的倾斜轴承环、以及与密封一侧接触的第一密封面；并且可拆卸单元进一步包括边缘和与密封另一侧接触的第二密封面，该边缘具有以递增半径向上倾斜的下表面和以递增半径向上倾斜的上表面。
42.根据权利要求36的室，其中，固定单元进一步包括场成形模块，其成形处理流体中由电极感应的电场。
43.根据权利要求36的室，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极同心布置；和场成形模块，其位于固定单元内，其中，该场成形模块由电介质材料构成，并具有第一开口和第二开口，第一开口面对处理位置第一部分，由第一电极感应的离子可穿过该开口，第二开口面对处理位置第二部分，由第二电极感应的离子可穿过该开口。
44.根据权利要求43的室，进一步包括与第二电极连接的第二电气连接器，并且第一和第二电极彼此可独立操作。
45.根据权利要求36的室，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于固定单元内，该场成形模块由电介质材料构成，其构造为成形由第一和第二电极产生的处理流体内的电场；和过滤器，其位于固定单元和/或可拆卸单元内。
46.根据权利要求36的室，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于固定单元内，该场成形模块由电介质材料构成，其构造为成形由第一和第二电极产生的处理流体内的电场；和薄膜，其位于固定单元和/或可拆卸单元内，以传导电流。
47.根据权利要求36的室，其中，可拆卸单元位于固定单元外部的下面。
48.根据权利要求36的室，其中，可拆卸单元进一步包括处理流体可流过的外部可接近的流体配件。
49.一种用于在具有亚微米零件的微型零件工件上沉积材料的电化学沉积室，包括头部组件，其具有工件夹和电触点，该工件夹构造为将微型零件工件定位在处理位置，布置的电触点向工件上的层提供电流；容器，其具有包括将固定单元连接到设备盖板上的安装夹具的固定单元、在安装夹具下面可分离地连接到固定单元上以将其定位在设备盖板下面的外部可接近的可拆卸单元、在固定单元与可拆卸单元之间以控制固定单元与可拆卸单元之间处理流体的接口元件、和将可拆卸单元可分离地连接到固定单元上的连接组件；以及电极，其位于可拆卸单元内。
50.根据权利要求49的室，进一步包括可拆卸单元内的第二电极和第一电极与第二电极之间的电介质分隔件。
51.根据权利要求49的室，进一步包括容器内的过滤器。
52.根据权利要求49的室，进一步包括容器内构造为传导电流的薄膜。
53.根据权利要求49的室，其中，连接组件包括构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
54.根据权利要求49的室，其中接口元件包括固定单元与可拆卸单元之间的衬垫；以及处理流体可流过的外部可接近的流体配件。
55.根据权利要求49的室，进一步包括流动系统，其位于容器内，构造为引导流动的处理流体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和场成形模块，其位于容器内，以成形由电极所感应的处理流体内的电场。
56.根据权利要求49的室，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极同心布置；和场成形模块，其位于容器内，该场成形模块由电介质材料构成，并且该场成形模块具有第一开口和第二开口，第一开口面对工件处理位置的第一部分，由第一电极感应的离子可穿过该开口，第二开口面对工件处理位置第二部分，由第二电极感应的离子可穿过该开口。
57.根据权利要求49的室，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于容器内，该场成形模块构造为成形由第一和第二电极产生的处理流体内的电场；流动系统，其位于容器内，具有壁，该壁引导流动的处理流体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和过滤器，其位于容器内，与处理流体流体连通。
58.根据权利要求49的室，其中第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于容器内，该场成形模块构造为成形由第一和第二电极产生的容器里面处理流体内的电场；流动系统，其位于容器内，具有壁，该壁引导处理流体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和薄膜，其位于容器内，传导处理流体内的电流。
59.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的综合设备，包括安装模块，其具有多个定位元件和连接元件；电化学沉积室，其包括头部组件，该头部组件具有构造为将微型零件工件定位在处理位置的工件夹；固定单元，该固定单元具有向处理位置提供处理流体的第一流动系统和用于牢固地将该固定单元连接到设备支承构件上的安装夹具；可拆卸单元，该可拆卸单元具有与固定单元第一流动系统流体连通的第二流动系统；密封，该密封防止处理流体在固定单元和可拆卸单元之间泄漏；连接组件，该连接组件可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上；以及至少可拆卸单元内的第一电极；传送系统，其由安装模块支承，用于在设备内传送工件，该传送系统具有与定位元件之一接合的第二接口构件和与连接元件之一接合的第二紧固件；并且其中安装模块构造为保持定位元件之间的相对位置，以便当用另一个处理室替换该处理室时，无需重新校准传送系统。
60.根据权利要求59的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、在第一面板下面重叠的刚性第二面板、第一与第二面板之间的托梁以及穿过第一面板、托梁和第二面板的螺栓。
61.根据权利要求59的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、与第一面板并置的刚性第二面板和第一和第二面板之间的支撑。
62.根据权利要求59的设备，进一步包括可拆卸单元内的第二电极、和第一电极与第二电极间的电介质分隔件。
63.根据权利要求59的设备，进一步包括第一流动系统和/或第二流动系统内的过滤器。
64.根据权利要求59的设备，进一步包括第一流动系统和/或第二流动系统内的薄膜，其中，该薄膜构造为传导电流。
65.根据权利要求59的设备，其中，连接组件包括构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
66.根据权利要求59的设备，其中固定单元进一步包括以递增半径向上倾斜的倾斜导轨面、具有以递减半径向上倾斜的轴承面的倾斜轴承环、以及与密封一侧接触的第一密封面；并且可拆卸单元进一步包括边缘和与密封另一侧接触的第二密封面，该边缘具有以递增半径向上倾斜的下表面和以递增半径向上倾斜的上表面。
67.根据权利要求59的设备，其中，固定单元进一步包括场成形模块，其成形由电极感应的处理流体内的电场。
68.根据权利要求59的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极同心布置；和场成形模块，其位于固定单元内，其中，该场成形模块由电介质材料构成，并且具有第一开口和第二开口，第一开口面对处理位置的第一部分，由第一电极感应的离子可穿过该开口，第二开口面对处理位置的第二部分，由第二电极感应的离子可穿过该开口。
69.根据权利要求68的设备，进一步包括连接到第二电极上的第二电气连接器，并且第一和第二电极彼此可独立操作。
70.根据权利要求49的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于固定单元内，该场成形模块由电介质材料构成，构造为成形由第一和第二电极产生的处理流体内的电场；和过滤器，其位于固定单元和/或可拆卸单元内。
71.根据权利要求49的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于固定单元内，该场成形模块由电介质材料构成，构造为成形由第一和第二电极产生的处理流体内的电场；和薄膜，其位于固定单元和/或可拆卸单元内，以传导电流。
72.一种用于对微型零件工件进行湿化学处理的综合设备，包括安装模块，其具有多个定位元件和连接元件；电化学沉积室，其包括头部组件和容器，该头部组件具有构造为将微型零件工件定位在处理位置的工件夹和向工件上的层提供电流所布置的电触点，而容器具有固定单元，该固定单元包括将该固定单元连接到设备盖板上的安装夹具；从外部可接近的可拆卸单元，在安装夹具下面该可拆卸单元可分离地连接到固定单元上，从而将其定位在设备盖板的下面；在固定单元与可拆卸单元之间控制固定单元和可拆卸单元之间处理流体的接口元件；可拆卸单元内的电极；以及连接组件，该连接组件可分离地将可拆卸单元连接到固定单元上；传送系统，其由安装模块支承，用于在设备内传送工件，该传送系统具有与定位元件之一接合的第二接口构件和与连接元件之一接合的第二紧固件；并且其中，安装模块构造为保持定位元件之间的相对位置，以便当用另一个处理室替换该处理室时，无需重新校准传送系统。
73.根据权利要求72的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、在第一面板下面重叠的刚性第二面板、第一与第二面板之间的托梁、以及穿过第一面板、托梁和第二面板的螺栓。
74.根据权利要求72的设备，其中，安装模块进一步包括盖板，该盖板具有刚性第一面板、与第一面板并置的刚性第二面板和第一与第二面板之间的支撑。
75.根据权利要求72的设备，进一步包括可拆卸单元内的第二电极，和第一电极与第二电极之间的电介质分隔件。
76.根据权利要求72的设备，进一步包括容器内的过滤器。
77.根据权利要求72的设备，进一步包括容器内构造为传导电流的薄膜。
78.根据权利要求72的设备，其中，连接组件包括构造为从第一位置径向向内移动到第二位置的夹紧环，以将可拆卸单元夹紧在固定单元上。
79.根据权利要求72的设备，其中接口元件包括固定单元与可拆卸单元之间的衬垫；固定单元进一步包括以递增半径向上倾斜的倾斜导轨面，具有以递减半径向上倾斜的轴承面的倾斜轴承环，以及与衬垫一侧接触的第一密封面；并且可拆卸单元进一步包括边缘和与衬垫另一侧接触的第二密封面，该边缘具有以递增半径向上倾斜的下表面和以递增半径向上倾斜的上表面。
80.根据权利要求72的设备，进一步包括流动系统，其位于容器内，构造为引导流动的处理流体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和场成形模块，其位于容器内，以成形由电极感应的、处理流体内的电场。
81.根据权利要求72的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极同心布置；和场成形模块，其位于容器内，该场成形模块由电介质材料构成，并且该场成形模块具有第一开口和第二开口，第一开口面对工件处理位置的第一部分，由第一电极感应的离子可穿过该开口，第二开口面对工件处理位置的第二部分，由第二电极感应的离子可穿过该开口。
82.根据权利要求72的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于容器内，该场成形模块构造为成形由第一和第二电极产生的处理液体内的电场；流动系统，其位于容器内，具有壁，该壁引导流动的处理液体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和过滤器，其位于容器内，与处理流体流体连通。
83.根据权利要求72的设备，进一步包括第二电极，其与可拆卸单元内的第一电极和第一与第二电极之间的电介质分隔件同心；场成形模块，其位于容器内，该场成形模块构造为成形由第一和第二电极产生的容器里面处理流体内的电场；流动系统，其位于容器内，具有壁，该壁引导处理流体至少基本上垂直于处理位置上的工件；和薄膜，其位于容器内，传导处理流体内的电流。
84.一种用于在电化学沉积室内在工件上电化学沉积材料的方法，该电化学沉积室包括具有工件夹的头部组件以及容器，该容器具有带处理位置的固定单元；可分离地连接到固定单元上的第一可拆卸单元；和第一可拆卸单元内的第一电极，该方法包括通过将第一工件定位在固定单元的处理位置上使其与容器内的处理流体接触，并形成第一工件与第一电极之间的电场，将层沉积到具有亚微米零件的第一工件上；通过将第一可拆卸单元与固定单元分离，从固定单元的下面拆下可拆卸单元，将具有第二电极的第二可拆卸单元定位在固定单元的下面，再将第二可拆卸单元可分离地连接到固定单元上，进行第一电极的更换；和通过将第二工件定位在固定单元的处理位置上，使其与容器内的处理流体接触，形成第二工件与第二电极之间的电场，将层沉积到具有亚微米零件的第二工件上。
85.一种对用于在具有亚微米零件工件上沉积材料的电化学室进行维修的方法，该方法包括提供电化学沉积室，该电化学沉积室包括具有工件夹的头部组件以及容器，该容器具有带处理位置的固定单元；可分离地连接到固定单元上的第一可拆卸单元；和第一可拆卸单元内的第一电极；通过在固定单元外侧的外部位置上将可拆卸单元与固定单元分开，把第一可拆卸单元从固定单元上拆下；和将具有第二电极的第二可拆卸单元可分离地连接到固定单元一部分上。
全文摘要
一种湿化学处理室，包括固定单元，可分离地连接到固定单元上的可拆卸单元，与固定单元和可拆卸单元相接触的密封，和位于固定单元和/或可拆卸单元内的处理部件。固定单元可具有构造为引导处理流体流过固定单元的第一流动系统，和用于将固定单元牢固地连接到综合处理设备平台或盖板上的安装夹具。可拆卸单元可包括构造为引导处理流体流向固定单元第一流动系统和/或引导处理流体从固定单元第一流动系统流出的第二流动系统。密封具有孔，穿过该孔处理流体可在第一和第二流动系统之间流动，并且处理部件可将特性传给处理流体，用于对具有亚微米微型零件的微型零件工件的表面进行处理。
文档编号C25D17/04GK1856596SQ200480015795
公开日2006年11月1日 申请日期2004年6月4日 优先权日2003年6月6日
发明者K·汉森, K·L·多尔切克, P·R·麦克休, G·J·威尔森, J·A·戴维斯, 兰迪·哈里斯 申请人:塞米用具公司