KR100827481B1 - 웨이퍼의 도금장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 도금장치에 관한 것으로서, 도금이 실시될 웨이퍼가 내측으로 로딩되는 도금탱크와, 도금탱크 내측에 설치되고, 도금액공급관에 의해 내측으로 공급되는 도금액이 도금탱크에 채워지도록 일측이 개방되며, 내측에 애노드가 설치되는 애노드챔버와, 애노드챔버에 설치되며, 통과하는 도금액에 포함되는 버블이나 이물질을 필터링하는 멤브레인과, 멤브레인에 초음파를 가하여 멤브레인에 의해 수집되는 버블을 제거하는 메가소닉발생기를 포함한다. 따라서, 본 발명은 도금액에 포함된 버블을 용이하게 제거함으로써 웨이퍼의 균일한 도금 및 원활할 도금 진행을 가능하도록 하며, 장비의 가동률을 증대시키는 효과를 가지고 있다.
도금, 애노드챔버, 멤브레인, 메가소닉발생기

Description

웨이퍼의 도금장치{APPARATUS FOR PLATING A SEMICONDUCTOR WAFER}
도 1은 종래의 기술에 따른 웨이퍼의 도금장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 도금탱크 120 : 애노드챔버
121 : 도금액공급관 122 : 애노드
130 : 멤브레인 131 : 제 1 멤브레인
132 : 제 2 멤브레인 140 : 메가소닉발생기
141 : 고정링 150 : 웨이퍼홀더
본 발명은 웨이퍼의 도금장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도금액에 포함된 버블을 용이하게 제거하도록 하는 웨이퍼의 도금장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정에서 도금공정은 우수하게 확립된 증착 기술로서, 애노드로 기능하는 양극으로 대전됨과 아울러 도금액에 침적되는 부재에 대해서 웨이퍼는 음극 또는 접지 전위에서 통상적으로 웨이퍼홀더에 고정되어 도금액에 침적된다.
종래의 기술에 따른 웨이퍼의 도금장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 기술에 따른 웨이퍼의 도금장치를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 웨이퍼의 도금장치(10)는 일예로 웨이퍼(W)에 구리(Cu) 도금을 실시하기 위한 장치로서, 웨이퍼홀더(14)에 의해 웨이퍼(W)가 로딩되는 도금탱크(11)와, 도금탱크(11)의 바닥에 설치됨과 아울러 도금액공급관(12a)에 의해 공급되는 도금액이 개방된 일측을 통하여 도금탱크(11)에 채워지도록 하며 바닥에 애노드(12b)가 설치되는 애노드챔버(12)와, 애노드챔버(12)에 설치됨과 아울러 도금액에 포함되는 버블이나 이물질을 필터링하는 멤브레인(13)을 포함한다.
멤브레인(13)은 애노드(12b)측의 부가반응물이 도금액에 함유되는 것을 차단하기 위하여 애노드(12b)와 도금액공급관(12a)의 출구를 격리시키도록 설치되는 제 1 멤브레인(13a)과, 도금액이 웨이퍼(W)측으로 확산되어 공급되도록 애노드챔 버(12)의 개방측에 설치되는 제 2 멤브레인(13b)을 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 기술에 따른 웨이퍼의 도금장치(10)는 도금액공급관(12a)을 통해서 공급되는 도금액에 함유되는 버블이 제 1 및 제 2 멤브레인(13a,13b)에 의해 수집되며, 이러한 버블이 애노드(12b)로부터 웨이퍼(W)까지 이동하는 구리(Cu) 이온의 이동을 방해함으로써 구리(Cu)의 손실과 저항의 불균일성 등의 문제점을 유발시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도금액의 순환량을 증가시키고, 스틱 등의 도구를 이용한 수작업에 의해 버블을 제거시키지만, 이 역시 버블의 제거에 효과적이지 못할 뿐만 아니라 버블의 제거에 따른 시간과 노력을 소요시킴으로써 장비의 가동률을 현저하게 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 도금액에 포함된 버블을 용이하게 제거함으로써 웨이퍼의 균일한 도금 및 원활할 도금 진행을 가능하도록 하며, 장비의 가동률을 증대시키는 웨이퍼의 도금장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 웨이퍼의 도금장치에 있어서, 도금이 실시될 웨이퍼가 내측으로 로딩되는 도금탱크와, 도금탱크 내측에 설치되고, 도금액공급관에 의해 내측으로 공급되는 도금액이 도금탱크에 채워지도록 일측이 개방되며, 내측에 애노드가 설치되는 애노드챔버와, 애노드챔버에 설치되며, 통과하는 도금액에 포함되는 버블이나 이물질을 필터링하는 멤브레인과, 멤브레인에 초음파를 가하여 멤브레인에 의해 수집되는 버블을 제거하는 메가소닉발생기를 포 함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼의 도금장치(100)는 도금액에 웨이퍼(W)를 침적하여 일예로 구리(Cu) 도금을 실시하는 장치로서, 도금이 실시될 웨이퍼(W)가 내측으로 로딩되는 도금탱크(110)와, 도금탱크(110) 내측에 설치되는 애노드챔버(120)와, 애노드챔버(120)에 설치되는 멤브레인(130)과, 멤브레인(130)에 초음파를 가하는 메가소닉발생기(140)를 포함한다.
도금탱크(110)는 내측으로 공급되는 도금액이 순환을 위해 오버플로우되며, 웨이퍼(W)가 웨이퍼홀더(150)에 부착되어 도금액에 침적되며, 내측 바닥면에 애노드챔버(120)가 설치된다.
애노드챔버(120)는 바닥면으로부터 도금액공급관(121)이 수직되게 돌출되고, 도금액공급관(121)으로부터 공급되는 도금액이 일측, 바람직하게는 상측의 개방된 부위를 통하여 도금탱크(110) 내측에 채워지며, 내측의 바닥면에 애노드(122)가 설치된다.
멤브레인(130)은 애노드챔버(120)내의 도금액공급관(121)으로부터 공급되는 도금액이 통과하게 됨으로써 도금액에 포함되는 버블(bubble)이나 이물질을 필터링하며, 다공질 재료 또는 다공 구조를 가지는 제 1 및 제 2 멤브레인(131,132)으로 이루어진다.
제 1 멤브레인(131)은 도금액의 이동을 허용하는 한편, 애노드(122)측에서 생성되는 부가반응물이 도금탱크(110)로 이동하여 도금공정에 부반응을 일으키는 것을 방지하며, 제 2 멤브레인(132)은 도금액공급관(121)으로부터 공급되는 도금액이 웨이퍼(W)측으로 확산되어 공급됨으로써 웨이퍼(W)에 균일한 도금이 이루어지도록 애노드챔버(120)의 개방측에 설치된다.
메가소닉발생기(140)는 멤브레인(130)에 초음파를 가하여 멤브레인(130)에 의해 수집되는 버블에 진동이나 충격을 함으로써 버블이 파괴 등에 의해 제거되도록 한다.
메가소닉발생기(140)는 본 실시예에서 애노드챔버(120)에 부착되는데, 이를 위해 애노드챔버(120)의 상단 둘레에 끼워져서 볼트나 스크류 등의 체결부재에 의해 고정되거나 억지 끼움방식 등에 의해 고정되어 장착되는 고정링(141) 내측에 하나 또는 다수로 고정된다. 이러한 메가소닉발생기(140)는 본 실시예에서 고정링(141) 내측에 일정 간격으로 네 개가 설치된다.
고정링(141)은 메가소닉발생기(140)가 설치되기 위하여 내측에 밀폐공간이 마련되고, 메가소닉발생기(140)의 장착 및 분리를 위하여 상부링과 하부링이 분리되는 구조를 가짐과 아울러 이들의 상부링 및 하부링이 서로 밀폐되도록 결합되는 구조를 가진다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 메가소닉발생기(140)는 제 1 멤브레인(131)에 설치되며, 제 1 멤브레인(131)에의 고정 및 버블제거 효율을 높이기 위하여 제 1 멤브레인(131)의 가장자리를 따라 부착되는 고정링(141) 내측의 장착공간에 하나 또는 다수로 고정된다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼의 도금장치의 요부를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 메가소닉발생기(140)는 제 2 멤브레인(132)에 설치되며, 제 2 멤브레인(132)에의 고정 및 버블제거 효율을 높이기 위하여 제 2 멤브레인(132)의 가장자리를 따라 부착되는 고정링(141) 내측의 장착공간에 하나 또는 다수로 고정된다.
한편, 제 2 및 제 3 실시예와 달리 메가소닉발생기(140)는 제 1 및 제 2 멤브레인(131,132)에 모두 고정될 수 있으며, 이를 위해 이전의 실시예와 마찬가지의 고정링(141)이 사용될 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 웨이퍼의 도금장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
도금액공급관(121)을 통해서 애노드챔버(120)로 공급되는 도금액은 제 1 및 제 2 멤브레인(131,132)을 통과시 포함하고 있는 버블이 필터링됨으로써 제 1 및 제 2 멤브레인(131,132)사이에 버블이 존재한다. 이런 상태에서 웨이퍼에 대한 도금 공정을 진행하게 되면 애노드(122)로부터 생성되는 금속 이온, 예컨대 구리 도금인 경우 구리(Cu) 이온이 웨이퍼(W)로 제대로 이동하지 못하게 되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도금 공정 진행전에 애노드챔버(120) 둘레, 또는 제 1 멤브레인(131)과 제 2 멤브레인(132)중 어느 하나 또는 이들 모두에 설치되는 메가소닉발생기(140)를 구동시켜서 버블을 초음파로 제거하게 된다.
이와 같이, 메가소닉발생기(140)에 의해 도금액에 포함되어 이동하거나 수집되는 버블을 용이하게 제거함으로써 웨이퍼(W)의 균일한 도금 및 원활할 도금 진행을 가능하도록 하며, 버블 제거에 따른 시간이나 노력을 줄임으로써 장비의 가동률을 증대시킨다.
한편, 이러한 메가소닉발생기(140)는 고정링(141)에 둘레를 따라 간격을 두고서 다수로 장착됨으로써 초음파를 골고루 전달함으로써 버블의 제거효율을 향상시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼의 도금장치는 도금액에 포함된 버블을 용이하게 제거함으로써 웨이퍼의 균일한 도금 및 원활할 도금 진행을 가능하도록 하며, 장비의 가동률을 증대시키는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 웨이퍼의 도금장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 웨이퍼의 도금장치에 있어서,
    도금이 실시될 웨이퍼가 내측으로 로딩되는 도금탱크와,
    상기 도금탱크 내측에 설치되고, 도금액공급관에 의해 내측으로 공급되는 도금액이 상기 도금탱크에 채워지도록 일측이 개방되며, 내측에 애노드가 설치되는 애노드챔버와,
    상기 애노드챔버에 설치되며, 통과하는 도금액에 포함되는 버블이나 이물질을 필터링하는 멤브레인과,
    상기 멤브레인에 초음파를 가하여 상기 멤브레인에 의해 수집되는 버블을 제거하는 메가소닉발생기를 포함하고,
    상기 메가소닉발생기는,
    상기 애노드챔버에 부착되는 것
    을 특징으로 하는 웨이퍼의 도금장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 메가소닉발생기는,
    상기 애노드챔버의 둘레에 끼워져서 장착되는 고정링 내측에 하나 또는 다수로 고정되는 것
    을 특징으로 하는 웨이퍼의 도금장치.
  4. 웨이퍼의 도금장치에 있어서,
    도금이 실시될 웨이퍼가 내측으로 로딩되는 도금탱크와,
    상기 도금탱크 내측에 설치되고, 도금액공급관에 의해 내측으로 공급되는 도금액이 상기 도금탱크에 채워지도록 일측이 개방되며, 내측에 애노드가 설치되는 애노드챔버와,
    상기 애노드챔버에 설치되며, 통과하는 도금액에 포함되는 버블이나 이물질을 필터링하는 멤브레인과,
    상기 멤브레인에 초음파를 가하여 상기 멤브레인에 의해 수집되는 버블을 제거하는 메가소닉발생기를 포함하고,
    상기 멤브레인은,
    상기 애노드측의 부가반응물이 상기 도금탱크로 이동하는 것을 차단하기 위하여 상기 애노드와 상기 도금액공급관의 출구를 격리시키도록 설치되는 제 1 멤브레인과, 상기 도금액이 웨이퍼측으로 확산되어 공급되도록 상기 애노드챔버의 개방측에 설치되는 제 2 멤브레인을 포함하며,
    상기 메가소닉발생기는,
    상기 제 1 멤브레인과 상기 제 2 멤브레인중 어느 하나 또는 이들 모두에 설치되는 것
    을 특징으로 하는 웨이퍼의 도금장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 메가소닉발생기는,
    상기 제 1 멤브레인과 상기 제 2 멤브레인중 어느 하나 또는 이들 모두의 가장자리에 부착되는 고정링 내측에 하나 또는 다수로 고정되는 것
    을 특징으로 하는 웨이퍼의 도금장치.
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