KR100473032B1 - 전해 금도금 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 아황산금 착물 도금액의 열화상태를 연속적으로 검출하여 금도금을 언제나 안정적으로 할 수 있게 하는 전해 금도금액의 열화를 감시하는 방법 및 상기 전해 금도금액의 열화를 감시하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면에 전해 금도금을 하는 전해 금도금 방법으로 특징지워지고, 상기 금도금은 도금시 도금액의 열화가 상시 또는 간헐적으로 검출되는 동안 행해진다. 또한, 본 발명은 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면에 전해 금도금을 하는 전해 금도금 장치로 특징지워지며, 상기 장치는 도금액의 열화를 상시 또는 간헐적으로 검출하는 검출수단 및 상기 열화의 정도를 디스플레이하는 감시유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전해 금도금 방법 및 장치{ELECTROLYTIC GOLD PLATING METHOD AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 아황산금 착물의 금도금액의 열화도가 측정 및 감시되는 새로운 전해 금도금 방법 및 상기 전해 금도금 방법을 위한 장치에 관한 것이다.

종래의 전해 금도금 방법으로는, 시안화금 착물이 도금액의 주성분으로 사용되는 시안화금 도금방법이 공지되어 있다. 시안화금 도금액은 매우 안정되어 있기 때문에, 금속금(metallic gold)의 비정상 퇴적이 발생하지 않는다. 그러나, 시안화 화합물은 강한 독성을 가지고 이에 따라 환경적 측면에 문제가 있기 때문에, 비-시안계 도금방법이 개발되어 왔고 실제로 사용되어 왔다.

최근에는, 아황산금 착물의 주성분을 갖는 아황산금 도금액이 점점 광범위하게 사용되고 있다. 상술한 바와 같이, 아황산금 도금액은 독성을 가지지 않고 환경적인 영향이 충분히 고려되기 때문에, 무공해 전해 금도금이 가능하게 되었다. 그러나, 아황산금 도금액의 환경적인 영향이 충분히 고려되더라도, 용액의 안정성은 충분하지 않고, 따라서 사용시 금속금의 비정상 퇴적이 발생하기 쉽다. 그 이유는 아황산금 착물의 불안정성에 있다. 즉, 아황산금 착물의 안정성은 시안화금 착물의 안정성에 비하여 매우 작다. 아황산금 착물은 열화되고 분해되어, 1가 유리(free) 금이온을 형성하고, 상기 금이온은 불균화 반응을 통하여 금속금을 형성한다. 상기 금속금은 초기상태에는 매우 작은 입자의 형태이지만, 상기 금입자들은 입자의 응결에 의하여 성장한다. 그 후, 금속금은, 통전(current-carrying)과는 관계없이, 도금조 내부에 있는 장치의 구성요소의 표면상에 비정상적으로 퇴적된다. 이러한 현상은 정상적인 금도금을 불가능하게 하는 문제를 일으킨다. 아황산금 착물을 사용하는 금도금액은 일본국 특개평 제9-59792호, 일본국 특개평 제10-251887호 및 일본국 특개평 제11-61480호에 개시되어 있다.

상술된 비정상적인 금 퇴적이 발생되면, 상기 장치의 내부를 세정하기 위하여 상기 용액이 도금장치로부터 배출되어야 한다. 그러나, 금은 매우 안정된 금속이고, 이에 따라 보통의 산과 같은 용제를 사용하여 용해 및 제거될 수 없다. 따라서, 상기 도금장치는 세정을 행하여 초기상태로 복귀시켜야 한다. 따라서, 이것은 많은 시간과 비용을 요구하며, 극히 비경제적이다.

또한, 상술된 공보에는, 금도금이 상기 용액을 사용하여 행해지는 경우, 아황산금 착물 도금액의 열화에 대하여 기술되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 항상 전해 금도금을 안정적으로 할 수 있고, 아황산금 착물 도금액을 사용하여 금도금이 행해지는 동안, 아황산금 착물 도금액의 열화상태를 연속적으로 또는 간헐적으로 검출하여 전해 금도금의 수행 불가능을 방지할 수 있는 전해 금도금 방법 및 전해 금도금 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 방법으로 특징지어지며, 상기 방법은 도금액의 열화도를 검출하는 단계; 및 상기 도금을 행하는 단계를 포함하여 이루어진다. 도금액의 열화도의 검출은, 도금을 시작하기 전이나 도금하는 동안 상시 또는 간헐적으로 행해지는 것이 바람직하다.

열화 정도의 검출에 관해서는, 도금액에 광을 조사한 후, 특정흡수파장의 광도, 바람직하게는 310nm의 특정흡수파장의 광도를 측정하는 것이 바람직하다. 도금액내에 형성된 금 콜로이드 양의 검출, 도금액의 pH의 측정, 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 측정 및 도금액내의 황산의 농도 측정 중 적어도 하나를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 도금액의 부가, pH의 조정, 아황산 농도의 조정 및 상기 도금액의 금 콜로이드의 양, 상기 도금액의 pH 값, 상기 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 및 상기 도금액내의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하여 얻어진 값에 기초한 황산의 조정 가운데 적어도 하나를 행하는 단계를 포함하는 전해 금도금 방법으로 특징지어진다.

본 발명은 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 장치로 특징지어지며, 상기 장치는 도금액의 열화도를 검출하는 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하고, 또한 열화 정도를 디스플레이하는 감시유닛을 포함하는 전해 금도금 장치로 특징지어진다. 도금액의 열화 정도의 검출은, 도금을 시작하기 전이나 도금을 하는 동안 상시 또는 간헐적으로 행해지는 것이 바람직하다.

도금액에 광을 조사하고, 상기 조사 후에 광도를 측정하는 수단, 도금액의 pH를 측정하는 수단, 도금액의 아황산금 착물의 아황산을 측정하는 수단 및 도금액의 황산을 측정하는 수단 가운데 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 광도를 측정하는 수단은 흡광광도계이고, 상기 pH를 측정하는 수단은 유리전극 (glass electrode)을 사용하는 pH계이며, 상기 착물내의 아황산을 측정하는 수단은 자동적정기(automatic titrator) 또는 액체크로마토그래프인 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 발명자들은 아황산금 도금액에 대하여 상세한 연구를 행하여, 도금액의 흡수특성, 도금액의 pH, 도금액내의 아황산의 농도 및 황산의 농도는 상기 용액의 열화가 진행됨에 따라 변화된다는 것을 알았다. 상기 용액의 열화가 진행됨에 따라, 도금액의 특정파장의 흡수강도는 증가되고, pH 및 착물내의 아황산의 농도는 감소되며, 황산의 농도는 증가된다. 따라서, 도금액의 열화 정도로서 사용되도록 이들이 검출되는 것이다.

또한, 본 발명은 아황산금 도금액의 열화상태를 감시하도록, 한 종류 또는 보다 많은 종류의 상술된 인자들의 조합을 검출 및 분석함으로써 금도금을 안정적으로 할 수 있게 한다. 금의 비정상적인 퇴적이 예측되어, 경보가 출력되는 것이 바람직하다.

더 나아가, 본 발명은 도금액의 금 콜로이드 양, 도금액의 pH 값, 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 및 도금액의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하여 얻어진 값에 기초하여 도금액을 부가하는 자동부가액공급유닛; pH를 조정하는 자동 pH 조정유닛; 및 증발된 물을 위하여 물을 공급하는 자동물공급유닛을 포함하여 이루어지는 전해 금도금 장치로 특징지어진다.

본 발명은 반도체 디바이스에 사용되는 리드단자(lead terminal) 및 와이어를 형성하기 위한 전해 금도금에 효과적이다.

(실시예 1)

금도금액으로는 시판되는 아황산금 도금액이 사용되었고, 전해 금도금 장치로는 후술할 도금장치가 사용되었다. 피도금 기판 몸체는, 표면상의 스퍼터링에 의하여 형성되는 Au 고형막을 구비한 6인치 Si 웨이퍼가 사용되었고, 금도금은 상기 도금액이 액온도 65℃ 및 전류밀도 10mA/cm²의 조건하에서 상기 용액안으로 공기를 불어넣어 교반되어지고 있는 동안에 행해졌다. 도금하는 동안, 상기 도금액을 5회의 임의의 시간에 샘플링하여, 광흡수 스펙트럼을 측정하였다.

도 1은 흡광도와 파장간의 관계를 도시한 그래프이다. 라인 ①은 새로운 아황산금 도금액의 흡수 스펙트럼을 도시하고, 라인 ②,③,④,⑤는 순서대로 금도금 시간의 흡수 스펙트럼을 도시한다. 금도금이 계속됨에 따라, 도면에 나타낸 310nm의 특정흡수파장의 흡수강도가 커졌고, 도금시간이 소정의 시간을 경과한 후에 금의 비정상 퇴적이 관측되었다. 이 결과로부터, 금도금액의 열화는 상기 특정흡수파장의 흡수강도를 측정하여 검출될 수 있음을 알았다.

(실시예2)

산화로 인한 아황산금 도금액의 열화는, 시판되는 아황산금 도금액을 금도금액으로 사용하여 액온도 65℃의 조건하에서, 공기가 상기 용액안으로 불어넣어지면서 측정되었다. 아황산은 산화에 대하여 불안정한 물질이고, 아황산금 착물은 또한 반응식(1)에 따라 산화되면서 분해된다.

Au(SO₃)₂ ^3- + O₂ →Au(I) + 2SO₄ ^2-

그 결과, 1가의 금이 생성된다. 또한, 상기 1가 금이온은 반응식(2)에 도시된 불균화 반응을 통하여 비이온화된 금과 3가의 금이 된다.

3Au(I) → 2Au(0) + Au(III)

생성된 비이온화된 금은 비정상 퇴적을 일으키는 금속금이다. 따라서, 반응식(1)에 표시된 산화로 인한 아황산량의 변화를 고려하여, 본 발명의 발명자들은 금도금액내로 공기를 불어넣으면서 임의의 시간에 도금액을 샘플링하고, 그 샘플로부터 아황산의 농도를 측정하였다.

도 2는 시간에 따른 아황산의 농도의 변화를 도시한 그래프이다. 여기서, 총 아황산은 요오드 적정을 통하여 측정되는 아황산의 농도이고, 유리 아황산은 양이온교환수지를 사용하여 이온배제 액체크로마토그래프에 의하여 측정되는 아황산의 농도이며, 착물의 아황산은 상기 총 아황산에서 상기 유리 아황산을 감산하여 계산된다. 총 아황산 및 유리 아황산의 농도는 시간 경과에 따라 감소됨을 알 수 있다. 또한, 착물의 아황산의 농도도 총 아황산의 감소에 비례하여 일정 범위내에서 감소된다. 금도금액의 열화도가 도금액의 총 아황산의 농도 또는 유리 아황산의 농도를 측정하여 검출될 수 있다는 것이 상기 결과로부터 명백하다.

(실시예 3)

도 3은 본 발명에 따른 감시유닛을 구비한 수직 홀더식 전해 금도금 장치의 상세를 도시한 블럭도이다. 상기 도금액은 도금조(1)로부터 샘플링관(2)을 통하여 흡광광도계(3)내로 도입된다. 상기 장치는, 도금액이 펌프와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 진공펌프(7)의 시동에 의하여 관(6)을 통하여 탱크(5)의 내부가 부압상태가 되어, 상기 도금조(1)로부터 흡광광도계(3)내로 이송된 용액을 흡입할 수 있는 구조를 가진다. 상기 흡광광도계(3)는 도금액의 310nm 특정흡수파장의 흡수강도를 측정하는 기구이며, 상기 도금액의 열화도는 제어용퍼스널컴퓨터(8)에 데이터를 입력하여 측정된다. 그 결과 중 하나가 실시예 1에 도시되어 있다.

또한, 상술한 바와 병행하여, 도금액의 일정량이 도금조(1)로부터 샘플링관(9)을 통하여 피페터(pipetter; 10)를 사용하여 샘플링되어, 샘플링관(11)을 통하여 자동적정기(12)로 이송된다. 상기 자동적정기(12)는 샘플링된 도금액을 수용한 후, 요오드액이 관(14)을 통하여 피페터(13)에 의하여 자동적정기(12)로 피페팅(pipetted)되고, 또한 아세트산-아세트산나트륨 완충용액도 관(16)을 통하여 피페터(15)에 의하여 자동적정기(12)로 피페팅된다. 그 후, 자동적정기(12)에서, 금도금액내의 아황산의 농도측정이 시작되고, 상기 측정의 완료 후에, 데이터를 제어용퍼스널컴퓨터(8)로 입력하여 금도금액의 열화도가 측정된다. 측정 완료된 용액은 진공펌프(7)의 시동에 의하여 관(17)을 통하여 탱크(5)로 배출되어, 관(6)을 통하여 탱크(5)의 내부를 부압상태로 만든다. 탱크(5)에 저장되는 폐액 등은, 상기 탱크(5)의 진공상태가 깨진 후에 관(18)을 통하여 배수탱크(19)로 배출된다. 자동적정기(12)의 요오드적정을 통하여 아황산 농도를 측정하는 방법은 JIS의 K0101에 따라 행해진다.

또한, 상술한 바와 병행하여, pH 측정용 유리전극을 금도금조(1)의 금도금액내에 삽입함으로써, pH계(21)를 사용하여 금도금액의 pH가 측정된다. 상기 측정된 값은 제어용퍼스널컴퓨터(8)로 입력되어, 도금액의 열화도를 측정한다.

비록 열화도의 측정이 상술된 금도금액의 분석수단 중의 하나로 행해질 수 있지만, 상기 금도금액의 열화도는 상기 수단을 조합하여 더욱 정밀하게 검출될 수 있다.

상술된 도금장치는 도금조내에 수직으로 배치되는 양극; 상기 양극에 대향하여 수직으로 배치되는 피도금물; 상기 도금조의 측면부에 배치되는 개구부; 피도금물을 진공-홀딩하며, 상기 개구부를 막는 상태로 상기 도금조에 분리가능하게 부착되는 기판스테이지; 및 상기 기판스테이지를 상기 개구부로 및 상기 개구부로부터 푸싱 및 해제시키는 푸싱유닛을 포함하여 이루어지고, 상기 피도금물은 상기 도금조내의 도금액과 접촉하게 되도록 상기 도금조 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따르면, 아황산 착물의 산화에 의한 용액 열화 및 금이온의 불균화 반응에 의한 금의 퇴적을 교차-감시(cross-monitoring)하여, 높은 정밀도의 열화 감시가 행해질 수 있다. 또한, 상기 감시에 의하여 도금액을 교체하는 시간이 적절하게 판단될 수 있다. 나아가, 비정상 퇴적으로 인한 장치의 세정이 배제될 수 있기 때문에, 도금장치의 유용성이 향상될 수 있다. 또한, 적산 전류값과 금의 농도를 측정하여, 물을 공급하는 타이밍이 적절하게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명의 도금장치는, 상기 도금장치가 도금조내에 도금액을 담아두도록 도금조에 연결되는 도금액저장조를 포함하고, 도금액의 액면높이가 상술된 개구부의 상단보다 더 높은 위치에 도달할 수 있도록 상기 도금조를 채우기에 충분한 용량을 가지며; 상기 도금장치가 상기 도금조의 개구부 근처의 위치에 배치되는 도금액 교반기구를 포함하고; 상술된 개구부는 상기 도금조를 구성하는 분리가능한 측판상에 형성되며; 가압유닛은 기판스테이지를 회전 및 이동시킬 수 있고; 기판스테이지는 스테이지본체로부터 분리가능하며, 피도금물을 진공 홀딩하는 도금된대상물진공홀딩부는 상기 스테이지본체상에 장착되고, 상기 스테이지본체로부터 분리가능하며; 상기 기판스테이지는 기판스테이지푸싱파워부를 구비하고, 상기 기판스테이지푸싱파워부내에 구형베어링이 배치되며; 상기 구형베어링은, 상기 기판스테이지가 상기 개구부에 대하여 푸시될 때, 상기 개구부에 대하여 기판스테이지의 실부(seal portion)를 회전하여 밀착시키고, 피도금물이 상기 기판스테이지상에 유지될 때 고정되는 구조를 가진다.

도 4는 상술된 실시예에 사용된 도금장치를 도시한 단면도이다. 상기 도금장치는 도금조(31)와 기판스테이지(32)를 포함한다. 상기 도금조(31)는 박스형상으로 성형되고, 수지로 만들어지며, 그 측면부에 원형개구부(33)를 가진다. 또한, 도금조(31)는 그 내부에 구획판(48)을 가져, 상기 도금조를 2개의 섹션으로 분할한다. 도금액배수관(49)은 룸(room; 42, 43) 중의 하나에 연결되고, 도금액유입관(46)은 상기 룸의 다른 하나에 연결된다. 원형개구부(33)가 기판(34)에 의하여 닫히면, 상기 룸(43)은 도금액이 구획판(48)을 넘쳐 흐르도록 도금액(47)이 채워진다. 상기 도금장치는 도금액의 열화를 측정하는 유닛 및 도 3에 도시된 제어용퍼스널컴퓨터 (8)를 포함하지만, 본 도면에는 도시되지 않았다.

음극전극(45)은 원형개구부(33)의 개구부(44) 근처의 위치에 배치된다. 또한, 도금조(31)에는, 기판(34)과 양극판(25) 사이에 배치되는 도금액교반부재를 포함하는 도금액교반기(40)가 제공된다. 이러한 도금제어기구를 배치함으로써, 도금막 두께분포를 제어하는 것이 용이해진다.

기판스테이지(32)는 기판(34)용 진공홀딩기구를 구비한 기판테이블(35) 및 스테이지본체로서의 몸체부(36)와 회전샤프트(37)를 조합하여 이루어지며, 상기 회전샤프트(37)는 브래킷(38)내에 포함된 베어링(39)에 의하여 회전가능하게 지지되어, 모터(51)를 사용하여 동력전달벨트(50)를 통하여 상기 기판스테이지(32)를 수평위치로부터 수직위치로 회전시킨다. 역운전도 물론 가능하다. 상기 브래킷(38)은 레일(52)상에 배치되고, 볼스크루(ball screw; 54)를 통하여 모터(53)에 의하여 이동된다. 상기 기판테이블(35)은, 후술하는 바와 같이, 상기 개구부(44)를 닫기 위하여, 상기 기판스테이지푸싱파워부를 사용하여 원형개구부에 대하여 푸시된다.

원형개구부(33)는 도금조(31)의 측판에 분리가능하게 부착된다. 도금조(31)의 원형개구부(33) 및 기판스테이지(34)의 도금된대상물진공홀딩부로서의 기판테이블(35)은 도금조로부터 분리가능하기 때문에, 상이한 직경을 갖는 복수 종류의 반도체기판(피도금물)은 단일 장치를 사용하여 도금처리될 수 있다.

도금조(31)와 기판스테이지(34)는 하나의 유닛으로 쌍을 이룬다. 따라서, 도금공정에 대응하여 배치 및 구조가 변화될 수 있고, 이에 따라 확장가능한 완전자동 도금장치가 제공될 수 있다. 반도체기판(피도금물)은 카세트로부터 완전 자동으로 꺼내진 후, 일련의 도금공정을 완료한 후에 최종적으로 상기 카세트로 되돌아가는 것이 가능하다.

도금조(31)의 외부에 피도금물을 수평으로 위치시키고 진공홀딩시키며, 상기 진공홀딩된 피도금물을 상기 도금조의 측면상에 제공되는 개구부에 수직으로 설정되도록 회전시킨 후, 도금조내에 도금액을 주입함으로써 도금이 행해진다. 상기 도금은, 대상물의 일측면을 도금액과 접촉시켜 도금하고, 도금조 외부의 대기 환경하에서 타측면을 진공홀딩시킴으로써 행해진다. 피도금물은 대기환경하에서 카세트내에 유지되고, 대기환경하에서 수평으로 설정되며, 대기 환경하에서 회전되고 이동된다.

상기 도금은, 대기환경하에서 기판카세트로부터 반도체기판을 꺼내고, 상기 반도체기판을 수평으로 위치시키며, 대기환경하에서 기판스테이지를 회전 및 이동시켜, 도금조 내부에 수직으로 배치되는 양극판에 대향하여 반도체기판을 수직으로 설정하고, 반도체기판의 일측면이 도금액과 접촉하게 함으로써 행해진다.

도 5는 도금조(31)의 원형개구부(33)를 도시한 상세도이다. 도금조(31)의 측면상에 있는 원형개구부(33)는 도금전원(23)으로부터의 통전을 위한 음극전극(45) 및 기판(34)과 도금조(31) 사이를 실링하는 실기구(seal mechanism; 57)를 구비한다. 또한, 원형개구부(33)는, 기판테이블(35)이 원형부로 푸시될 때, 변위를 억제하는 테이퍼진 가이드부(58)를 구비하며, 외부로 누출되는 소량의 도금액을 한 장소로 모으는 폐액구(59)도 구비한다.

더 나아가, 원형개구부(33)는 패킹(packing; 60)을 구비하여, 볼트(61)로 도금조(31)에 고정되기 때문에, 음극전극(45)과 실기구(57)는 원형개구부(33)를 제거하여 예정된 교환일정(scheduled exchanging)으로 용이하게 교환될 수 있다. 덧붙여, 도금조(31)의 본체를 교환하지 않고 원형개구부(33)만을 교체함으로써, 상기 도금장치는 다양한 직경을 갖는 기판의 처리에 대처할 수 있다. 본 도금장치는 다음의 효과를 가진다.

1) 피도금물을 조정하고 수직으로 설정함으로써, 도금된 표면의 잔존하는 기포의 영향 및 양극판으로부터 블랙막(black film)이 분리되어 떨어지는 영향을 억제하기 때문에, 고품질 도금막 표면이 형성될 수 있다.

2) 도금공정 조정기구가 피도금물과 상기 피도금물에 대향하여 수직으로 배치되는 양극판 사이에 배치될 수 있기 때문에, 도금된 막두께 분포가 용이하게 제어될 수 있다.

3) 피도금물이 기판스테이지를 사용하여 도금조의 측면상의 개구부에 대하여 가압 및 푸시되어 유지되는 구조를 채택하여, 종래의 딥(dip)방식 장치에 사용되는 피도금물을 홀딩하는 홀더가 제거될 수 있기 때문에, 완전자동 도금장치를 목적으로 하는 설계가 용이하게 행해질 수 있다.

4) 도금조의 측판에 제공되는 개구부 및 분리가능한 기판스테이지의 도금된대상물진공홀딩부를 만들어, 상이한 직경을 갖는 복수 종류의 반도체기판(피도금물)의 도금공정이 단일 도금장치에 의하여 수행될 수 있다.

5) 도금조와 기판스테이지는 1유닛으로 쌍을 이루기 때문에, 확장가능한 완전자동 도금장치가 제공될 수 있다.

상기 효과들은, 반도체기판(피도금물)이 카세트로부터 완전자동으로 꺼내진 후, 일련의 도금공정이 완료된 후에 최종적으로 상기 카세트로 되돌아갈 수 있기 때문에, 도금작업의 스루풋 개선, 전후 도금공정에 대한 연결의 용이성, 도금된 막의 품질 및 장치설치의 공간절약의 개선의 관점에서 효과가 크다.

본 실시예는 수직형 홀더식의 도금장치에 유사하게 적용될 수 있다.

본 실시예는 반도체 디바이스에 사용되는 리드단자 및 와이어를 형성하는 전해 금도금에 있어 균일한 막을 형성할 수 있고, 연속적인 도금막 형성에 있어 각 도금막이 불균일하지 않은 도금막을 형성할 수 있다.

(실시예 4)

실시예 3에 부가하여, 본 실시예는 도금액으로 광을 조사하고, 상기 조사 후에 광도를 측정하는 흡광광도계; 도금액의 pH를 측정하는 pH계; 도금액내의 아황산 또는 황산 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 자동적정기 또는 액체크로마토그래프로 구성되는 농도측정유닛; 상술된 기구(instrument)를 사용하여, 도금액의 금 콜로이드의 양, 도금액의 pH 값, 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 및 도금액의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하여 얻어지는 값에 기초하여 도금액을 부가하는 자동부가액공급유닛; pH를 조정하는 자동 pH 조정유닛; 및 증발된 물을 위하여 물을 공급하는 자동물공급유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예는 반도체 디바이스에 사용되는 리드단자 및 와이어를 형성하는 전해 금도금에 있어 균일한 막을 형성할 수도 있고, 연속적인 도금막 형성에 있어 장시간동안 각 도금막이 불균일하지 않은 도금막을 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 금도금이 행해지는 동안, 아황산금 착물 도금액의 열화상태가 연속적으로 또는 간헐적으로 검출되기 때문에, 금도금을 안정적으로 수행하는 것과 전해 금도금의 수행 불가능을 방지하는 것이 가능하다.

1) 피도금물을 조정하고 수직으로 설정함으로써, 도금된 표면의 잔존하는 기포의 영향 및 양극판으로부터 블랙막(black film)이 분리되어 떨어지는 영향을 억제하기 때문에, 고품질 도금막 표면이 형성될 수 있다.

2) 도금공정 조정기구가 피도금물과 상기 피도금물에 대향하여 수직으로 배치되는 양극판 사이에 배치될 수 있기 때문에, 도금된 막두께 분포가 용이하게 제어될 수 있다.

3) 피도금물이 기판스테이지를 사용하여 도금조의 측면상의 개구부에 대하여 가압 및 푸시되어 유지되는 구조를 채택하여, 종래의 딥(dip)방식 장치에 사용되는 피도금물을 홀딩하는 홀더가 제거될 수 있기 때문에, 완전자동 도금장치를 목적으로 하는 설계가 용이하게 행해질 수 있다.

4) 도금조의 측판에 제공되는 개구부 및 분리가능한 기판스테이지의 도금된대상물진공홀딩부를 만들어, 상이한 직경을 갖는 복수 종류의 반도체기판(피도금물)의 도금공정이 단일 도금장치에 의하여 수행될 수 있다.

5) 도금조와 기판스테이지는 1유닛으로 쌍을 이루기 때문에, 확장가능한 완전자동 도금장치가 제공될 수 있다.

도 1은 아황산금 착물 도금액의 도금지속시간에 대한 특정흡수파장의 흡광도의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프,

도 2는 아황산금 착물 도금액의 공기산화에 대한 아황산 농도의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 수직 홀더식 전해 금도금 장치의 상세를 도시한 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 도금장치의 실시예를 도시한 단면도,

도 5는 도금조의 원형개구부를 도시한 상세도이다.

Claims (16)

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4. 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 방법에 있어서,

   상기 도금액내의 아황산금 착물의 아황산을 측정하는 단계; 및

   상기 도금을 행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 방법.
5. 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 방법에 있어서,

   상기 도금액내의 황산을 측정하는 단계; 및

   상기 도금을 행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 방법.
6. 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 방법에 있어서,

   상기 도금액의 금 콜로이드의 양, 상기 도금액의 pH 값, 상기 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 및 상기 도금액내의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하는 단계;

   상기 측정된 값에 기초하여 상기 도금액의 열화도를 계산하는 단계; 및

   상기 열화도에 기초하여 상기 도금을 행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 방법.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 도금액의 부가, pH의 조정, 아황산 농도의 조정 및 상기 도금액의 금 콜로이드의 양, 상기 도금액의 pH 값, 상기 도금액내의 아황산금 착물의 아황산 농도 및 상기 도금액내의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하여 얻어진 값에 기초한 황산의 조정 중 적어도 하나를 행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 방법.
8. 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 장치에 있어서,

   상기 도금액의 열화도를 검출하는 검출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
9. 아황산금 도금액을 사용하여 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 장치에 있어서,

   상기 도금액에 광을 조사하고, 상기 조사 후에 광도를 측정하는 수단, 상기 도금액의 pH를 측정하는 수단, 상기 도금액의 아황산금 착물내의 아황산을 측정하는 수단, 및 상기 도금액의 황산을 측정하는 수단 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 광도를 측정하는 상기 수단은 흡광광도계인 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 pH를 측정하는 상기 수단은 유리전극을 사용하는 pH계인 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    상기 착물내의 상기 아황산 또는 황산을 측정하는 상기 수단은 자동적정기 (automatic titrator) 또는 액체크로마토그래프인 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
13. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    광도를 측정하는 상기 수단, 상기 pH를 측정하는 상기 수단, 아황산을 측정하는 상기 수단 및 황산을 측정하는 상기 수단 중 적어도 하나에 의하여 측정된 값을 디스플레이하는 감시유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
14. 아황산금 도금액을 담고 있는 금도금조에서 기판 몸체의 표면상에 전해 금도금을 행하는 전해 금도금 장치에 있어서,

    상기 도금액에 광을 조사하고, 상기 조사 후에 광도를 측정하는 흡광광도계;

    상기 도금액의 pH를 측정하는 pH계;

    상기 도금액내의 아황산 또는 황산 중 적어도 하나의 농도를 측정하는 자동적정기 또는 액체크로마토그래프로 구성되는 농도측정유닛;

    상기 흡광광도계, 상기 pH계 및 상기 농도측정유닛을 상기 금도금조에 개별적으로 연결시키고, 상기 도금액을 통과하도록 하는 관; 및

    상기 흡광광도계, 상기 pH계 및 상기 농도측정유닛 중 적어도 하나에 의하여 측정된 값에 기초하여 상기 도금액의 품질을 디스플레이하는 퍼스널컴퓨터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
15. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 도금액의 금 콜로이드의 양, 상기 도금액의 pH 값, 상기 도금액의 아황산금 착물내의 아황산 농도 및 상기 도금액의 황산 농도 중 적어도 하나를 측정하여 얻어진 값을 기초로 한 상기 도금액을 부가하는 자동부가액공급유닛;

    pH를 조정하는 자동 pH 조정유닛; 및

    증발된 물을 위하여 물을 공급하는 자동물공급유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.
16. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    수직으로 배치되는 양극, 상기 양극에 대향하여 배치되어 있는 피도금물 및 도금조의 측면부에 배치되어 있는 상기 도금조의 개구부;

    상기 피도금물을 진공-홀딩하며, 상기 개구부를 막는 상태로 상기 도금조에 분리가능하게 부착되는 기판스테이지; 및

    상기 기판 스테이지를 상기 개구부로 및 상기 개구부로부터 푸싱 및 해제시키는 푸싱유닛을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 금도금 장치.