KR101132092B1 - 기판 도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며, 내측 하부에는 양극 인가 시 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 배치되는 이너 챔버(Inner Chamber); 복수의 영역에서 이너 챔버의 하부벽 및 측벽 중 적어도 어느 하나의 벽의 두께 방향으로 관통되게 설치되며, 각각이 외부의 전해액 공급부와 독립적으로 연결되어 이너 챔버 내부로 전해액을 공급하는 복수의 전해액 공급라인; 및 이너 챔버의 상부에 결합되며, 전해액 상에서 금속 이온을 여과시키는 여과부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온의 이동을 활성화시킴으로써, 도금 대상물인 기판에 전달되는 금속 이온의 양을 종래보다 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 기판에 대한 도금 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 또한 기판의 전면으로 금속 이온이 전달됨으로써 기판에 대한 도금의 균일도를 향상시킬 수 있다.

웨이퍼, 기판, 도금, 구리 이온, 전해액

Description

기판 도금 장치{Apparatus to Plate Substrate}

본 발명은, 기판 도금 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온의 이동을 활성화하여 기판에 대한 도금의 균일도 및 처리 속도를 향상시킬 수 있는 기판 도금 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 구성하는 실리콘 기판 상에 금속 배선을 형성하기 위해, 기판의 전면에 금속막을 패터닝(patterning)하게 된다. 이때, 기판의 전면에 형성되는 금속막은 알루미늄 또는 구리에 의해 형성된다.

이 중, 구리로 형성되는 금속막은 알루미늄으로 형성되는 금속막에 비해 녹는점이 높기 때문에 전기 이동도에 대한 큰 저항력을 가질 수 있으며, 이로 인해 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 비저항이 낮아 신호 전달 속도를 증가시킬 수 있는 이점이 있다, 따라서 구리로 형성되는 금속막이 주로 채택된다.

현재, 기판 상에 구리로 형성되는 금속막을 패터닝하기 위한 방법으로는, 물리기상증착 또는 화학기상증착이 주로 채용되나, 전기 이동도에 대한 내성이 우수하고 제조 비용이 더 저렴한 화학기상증착, 즉 전기도금이 선호된다.

기판에 대한 구리 전기도금의 원리는, 전해액이 수용된 처리 챔버 내에 양극의 구리판과 음극의 기판을 침지시킴으로써, 구리판으로부터 분리된 구리 이온(Cu^{2 +})이 기판으로 이동하여 구리 금속막을 형성한다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 도시한 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(1)는, 음극이 인가되는 기판(W)이 침지되는 처리 챔버(10)와, 처리 챔버(10) 내에 수용되는 수용액(3)에 완전히 침지되며 구리 이온(Cu^{2 +})을 발생시키는 타겟부(20)와, 타겟부(20)로부터 발생되는 구리 이온(Cu^{2 +})을 여과하는 필터(40)와, 처리 챔버(10) 내로 전해액(3)을 공급하는 전해액 공급부재(30)를 포함한다.

따라서, 타겟부(20)에 양극이 인가되고, 기판(W)에 음극이 인가되면, 타겟부(20)로부터 발생된 구리 이온(Cu^{2 +})이 전해액(3)에 의해 이동되어 필터(40)를 통과하고, 필터(40)의 상부에 척킹(chucking)된 기판(W)에 도금된다.

그런데, 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(1)에 있어서는, 하나의 전해액 공급부재(30)로부터 공급되는 전해액(3)에 의해 타겟부(20)로부터의 구리 이온(Cu^{2 +})이 상방을 향하여 이동되기 때문에(즉, 일부 영역에 집중되어 구리 이 온(Cu^{2 +})이 기판(W)에 전달될 수밖에 없기 때문에), 기판(W)에 대한 도금의 신뢰성을 확보할 수 없는 단점이 있다.

또한, 부수적으로, 처리 챔버(10)의 구조가 거의 일체로 형성되기 때문에 유지 보수 등의 작업을 하기가 불편한 문제점이 있다.

이에, 타겟부로부터 발생되는 구리 이온의 이동을 활성화하여, 기판에 전달되는 구리 이온의 양을 증대시키면서도 구리 이온의 공급 분포를 균일화할 수 있는 새로운 구조의 기판 도금 장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온의 이동을 활성화시킴으로써, 도금 대상물인 기판에 전달되는 금속 이온의 양을 종래보다 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 기판에 대한 도금 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 기판의 전면으로 금속 이온이 전달됨으로써 기판에 대한 도금의 균일도를 향상시킬 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며, 내측 하부에는 양극 인가 시 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 배치되는 이너 챔버(Inner Chamber); 복수의 영역에서 상기 이너 챔버의 하부벽 및 측벽 중 적어도 어느 하나의 벽의 두께 방향으로 관통되게 설치되며, 각각이 외부의 전해액 공급부와 독립적으로 연결되어 상기 이너 챔버 내부로 상기 전해액을 공급하는 복수의 전해액 공급라인; 및 상기 이너 챔버의 상부에 결합되며, 상기 전해액 상에서 상기 금속 이온을 여과시키는 여과부;를 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 기판에 대한 도금의 처리 효율 및 도금의 균일도를 향상시킬 수 있다.

상기 전해액 공급라인은, 상기 타겟부의 중앙을 관통하여 상기 여과부에 부분적으로 결합되는 메인 전해액 공급라인; 및 상기 메인 전해액 공급라인으로부 터 이격되도록 상기 타겟부에 관통되되, 상기 메인 전해액 공급라인을 기준으로 대칭되게 마련되는 적어도 한 쌍의 서브 전해액 공급라인을 포함하며, 이에 따라 구리 이온이 전도매체인 전해액의 흐름을 활성화시킬 수 있다.

상기 메인 전해액 공급라인의 상단부에는, 상기 전해액 공급부로부터 공급되는 상기 전해액을 측방으로 분사하기 위한 다수의 분사공이 관통 형성될 수 있다.

상기 메인 전해액 공급라인 및 상기 서브 전해액 공급라인은 상기 전해액 공급부에 독립적으로 연결되고, 상기 메인 전해액 공급라인 및 상기 서브 전해액 공급라인은, 상기 전해액 공급부로부터 상기 전해액을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프; 상기 전해액을 필터링(filtering)하는 필터; 상기 전해액의 양을 측정하는 유량 측정기; 및 상기 전해액의 이동을 허용하는 에어 밸브(Air Valve)를 포함할 수 있다.

상기 유량 측정기는 정밀 초음파 센서로 마련될 수 있으며, 따라서 각각의 공급라인을 따라 이송되는 전해액의 양을 정밀하게 측정할 수 있다.

상기 여과부는 상기 타겟부의 상부에서 평행하게 마련되며, 1 내지 10 마이크로미터(μm)의 제1 여과공이 규칙적으로 형성된 멤브레인 필터(membrane filter)로 마련될 수 있으며, 따라서 상방으로 이동하는 전해액에서 구리 이온은 제외한 다른 물질을 여과할 수 있다.

상기 여과부와 결합되는 상기 이너 챔버의 측벽은, 상기 금속 이온이 관통될 수 있도록 다수의 제2 여과공이 형성될 수 있으며, 따라서 측방으로 이동하는 전해액에서 구리 이온은 제외한 다른 물질을 여과할 수 있다.

상기 타겟부의 상면은 상기 전해액과의 접촉 면적을 증대시키기 위하여 불규칙하게 형성되며, 이에 따라 타겟부로부터 발생되는 구리 이온의 양을 증대시킬 수 있다.

상기 이너 챔버가 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 전해액이 수용되는 도금 챔버; 및 상기 도금 챔버가 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 전해액이 수용되는 아우터 챔버(Outer Chamber)를 더 포함하며, 상기 아우터 챔버에 수용되는 상기 전해액의 상단부에는 음극이 인가되는 기판이 선택적으로 침지될 수 있다.

상기 아우터 챔버는 내측에 내부 공간을 세정하기 위한 한 쌍의 린스 노즐(Rinse Nozzle)이 장착되며, 이에 따라 종래에 비해 내부 공간의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온의 이동을 활성화시킴으로써, 도금 대상물인 기판에 전달되는 금속 이온의 양을 종래보다 증대시킬 수 있으며, 이에 따라 기판에 대한 도금 처리 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 기판의 전면으로 금속 이온이 전달됨으로써 기판에 대한 도금의 균일도를 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

한편, 이하에서 설명되는 기판은 웨이퍼(Wafer)가 될 수 있으며, 또한 다른 종류의 평판 디스플레이, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel)가 될 수도 있음은 당연하다.

또한 이하에서는, 기판을 도금 처리하는 금속 이온으로 구리 이온(Cu^{2 +})이 적용된다고 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄 이온과 같은 다른 종류의 금속 이온이 적용될 수도 있다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 내부 구성을 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 서브 전해액 공급라인이 이너 챔버의 측벽을 관통하여 배치된 상태를 도시한 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2a에 도시된 'A' 및 'B' 부분을 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 기본적인 컨셉을 개략적으로 도시한 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(100) 는, 전해액(103)이 수용되며 내측 하부에는 양극 인가 시 구리 이온(Cu^{2 +})을 발생시키는 타겟부(120)가 배치되는 이너 챔버(110, Inner Chamber)와, 복수의 영역에서 이너 챔버(110)의 하부벽(111)의 두께 방향으로 관통되어 이너 챔버(110) 내부로 전해액(103)을 공급하는 복수의 전해액 공급라인(130)과, 이너 챔버(110)의 상부에 결합되며 이너 챔버(110) 내의 전해액(103) 상에서 구리 이온(Cu^{2 +})을 여과시키는 여과부(140)를 포함한다.

또한, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 다수의 챔버(110, 170, 180)가 상호 착탈 가능하게 조립되는 구조를 갖는다. 다시 말해, 기판 도금 장치(100)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이너 챔버(110) 이외에도, 이너 챔버(110)가 내부에 착탈 가능하게 결합되며 전해액(103)이 수용되는 도금 챔버(170, Plating Chamber)와, 도금 챔버(170)가 내측에 착탈 가능하게 결합되며 전해액(103)이 수용되는 아우터 챔버(180, Outer Chamber)를 포함한다.

즉, 본 실시예에서 챔버(110, 170, 180)는 총 3개가 마련되되 상호 착탈 가능하게 마련됨으로써 상호 조립 및 분해가 용이하고, 이로 인해 제작이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 3개의 챔버(110, 170, 180)들이 상호 결합됨으로써 챔버(110, 170, 180) 내부의 환경이 외부의 환경에 영향을 받을 우려가 없으며, 이에 따라 보다 신뢰성 있는 도금 처리를 실행할 수 있다.

도 2a를 통해 알 수 있듯이, 전해액(103)은 이너 챔버(110) 및 도금 챔버(170)가 그 내부에 완전히 잠기도록 아우터 챔버(180) 내에서 일정선까지 수용된 다. 도금 챔버(170) 및 아우터 챔버(180)는 기판(W)의 출입을 위하여 상부가 개방된 원통 형상을 갖는다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(W)이 침지될 수 있는 용량의 전해액(103)을 수용함과 아울러 기판(W)이 출입될 수 있는 다양한 형상 중 어느 하나가 채용될 수 있음은 당연하다.

또한, 도시하지는 않았지만, 아우터 챔버(180)의 내측벽에는 아우터 챔버(180) 내부를 세정하기 위하여 세정액을 분사하는 한 쌍의 린스 노즐(미도시, Rinse Nozzle)이 장착될 수 있으며, 이에 따라 아우터 챔부(180) 내부 공간의 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도금 챔버(170) 및 아우터 챔버(180)에는, 도시하지는 않았지만, 커버(미도시)가 결합될 수 있다. 이러한 커버는 챔버(110, 170, 180)들의 내부 환경이 외부와 독립적으로 유지되도록 함으로써, 챔버 내부(110, 170, 180)의 청정도를 유지할 수 있도록 한다.

참고로, 도금 챔버(170) 및 아우터 챔버(180)는 불소계수지 중에서 고 결정성, 고 기계 가공성, 고 내열성 및 고 난연성 등의 특성을 갖는 열가소성수지인 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride)로 형성됨이 바람직하다.

한편, 이너 챔버(110)의 내부에는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)가 마련된다. 타겟부(120)는, 전해액(103)에 완전히 침지되며 양극 전극부(미도시)에 연결되어 양극이 인가될 경우 산화 반응에 의해 구리 이온(Cu^{2 +})을 발생시키는 부분이다.

본 실시예에서, 타겟부(120)의 상면은 불규칙하게 마련된다. 이는, 타겟부(120)에 양극이 인가될 경우 많은 양의 구리 이온(Cu^{2 +})이 발생될 수 있도록, 타겟부(120)의 상면의 실질적인 면적을 확대시키기 위함이다.

이와 같이, 타겟부(120)로부터 구리 이온(Cu^{2 +})이 발생되면, 발생된 구리 이온(Cu^{2 +})을 도금 대상물인 기판(W)으로 이동시켜야 한다. 이러한 역할은 전술한 바와 같이 아우터 챔버(180) 내에서 일정선까지 수용되는 전해액(103)에 의해서 이루어진다. 따라서 전해액(103)은 구리 이온(Cu^{2 +})을 전도하기에 적합한 황산구리액으로 적용된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 전해액(103)이 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 여과부(140)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이너 챔버(110)의 상부에 결합되어 전해액(103)을 통해 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})을 여과한다. 이러한 여과부(140)는, 타겟부(120)의 상부에서 타겟부(120)와 실질적으로 평행하며 마련되며, 1 내지 10 마이크로미터(μm)의 직경(D1) 제1 여과공(141)이 규칙적으로 관통 형성된 멤브레인 필터(membrane filter)로 마련될 수 있다.

따라서, 전해액(103) 상의 구리 이온(Cu^{2 +})을 제외한 물질, 예를 들면 기포 등이 도금 대상물인 기판(W)에 도달하는 것을 차단할 수 있다.

또한, 본 실시예의 이너 챔버(110)의 측벽(112)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 두께 방향을 따라 복수 개의 제2 여과공(113)이 관통 형성되어 있다. 즉, 이너 챔버(110)의 측벽(112) 역시 전술한 마이크로미터 단위의 직경(D2)을 갖는 멤브레인 필터(membrane filter)로 마련될 수 있는 것이다. 따라서, 구리 이온(Cu^{2 +})은 여과부(140)를 통과하여 기판(W)으로 이동하는 것뿐만 아니라 이너 챔버(110)의 측벽(112)을 통과한 후 기판(W)으로 이동할 수 있다. 따라서, 기판(W)의 외주연 부분에 이르기까지 구리 이온(Cu^{2 +})의 도달 범위가 넓어질 수 있어, 기판(W)의 전면이 균일하게 도금 처리될 수 있다. 즉, 종래에 비해 기판(W)에 대한 도금의 균일도를 향상시킬 수 있는 것이다.

다만, 구리 이온(Cu^{2 +})이 이너 챔버(110)의 측벽(112)을 관통한 후 기판(W)으로 이동하기 위해서는, 구리 이온(Cu^{2 +})은 전도하는 전해액(103)의 흐름이 상방으로만 형성되는 것이 아니라 측방으로도 형성되어야 한다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 기판(W) 도금 장치(100)는, 전술한 바와 같이, 전해액(103)의 흐름이 다방향으로 형성되도록 하는 복수 개의 전해액 공급라인(130)을 더 포함한다.

본 실시예의 전해액 공급라인(130)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)의 중앙을 관통하여 여과부(140)에 부분적으로 결합되는 메인 전해액 공급라인(131)과, 메인 전해액 공급라인(131)으로부터 이격되도록 이너 챔버의 하부벽(111)에 관통되어 상방으로 전해액(103)을 공급하되 메인 전해액 공급라인(131) 을 기준으로 대칭되게 마련되는 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(133)을 포함한다.

먼저, 메인 전해액 공급라인(131)의 상단부에는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 전해액(103)을 측방으로 분사하기 위한 다수의 분사공(132)이 관통 형성되어 있다. 따라서, 전해액(103)이 측방으로 퍼져 전해액(103)의 흐름을 형성할 수 있으며, 이에 따라 전해액(103)을 통해 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})의 움직임이 활성화될 수 있다.

서브 전해액 공급라인(133)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 이너 챔버(110)의 하부벽(111)을 관통하여 이너 챔버(110)의 내부로 전해액(103)을 공급한다. 이에 따라, 전해액(103)이 이너 챔버(110) 내부에서 외측 지역으로 공급될 수 있고, 따라서 중앙 영역이 아닌 외측 영역에서도 전해액(103)의 흐름이 활성화될 수 있어 전해액(103)을 통해 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})의 움직임이 활성화될 수 있다.

이와 같이, 메인 전해액 공급라인(131)은 이너 챔버(110) 내부의 중앙 영역에서 전해액(103)의 흐름을 활성화시키는 역할을 하고, 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(133)은 이너 챔버(110) 내부의 외측 영역에서 전해액(103)의 흐름을 활성화시키는 역할을 하며, 이로 인해 기판(W)으로 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})의 움직임을 활성화시킬 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 활성화된 구리 이온(Cu^{2 +})이 여과부(140)뿐만 아니라 이너 챔버(110)의 측벽(112)을 통해 관통되어 기판(W)으로 이동하기 때문에 구리 이온(Cu^{2 +})이 보다 넓은 범위로 퍼져 기판(W)에 도달할 수 있으며, 이에 따라 기판(W)에 대한 도금 처리의 효율 및 도금 균일도가 향상될 수 있다.

한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 서브 전해액 공급라인(133a)은, 이너 챔버(110)의 하부벽(111)을 관통하는 것이 아니라, 이너 챔버(110)를 벗어나 도금 챔버(170) 하부벽(112)을 관통하여 배치될 수도 있다.

자세히 도시하지는 않았지만, 도 2b의 화살표를 통해 알 수 있듯이, 서브 전해액 공급라인(133a)에는 전해액(103)을 상방으로 제공하는 다수의 분사공(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 이너 챔버(110) 내부에서의 전해액(103)의 흐름이 보다 활성화될 수 있어 기판(W)으로 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})의 움직임을 활성화시킬 수 있다.

한편, 이러한 메인 전해액 공급라인(131)과, 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(133)은, 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 모두 전해액 공급부(105)에 독립적으로 연결되되 각각의 고유 이동 라인으로 마련된다.

이에 대해 설명하면, 메인 전해액 공급라인(131) 및 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(133) 각각은, 도 4에 도시된 바와 같이, 전해액 공급부(105)로부터 전해액(103)을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프(151)와, 전해액(103)에 함유된 불순물을 미리 필터링(filtering)하는 필터(152)와, 각각의 공급라인(131, 133)을 통해 이송되는 전해액(103)의 양을 측정하는 유량 측정기(153)와, 각각의 공급라인(131, 133)의 작동을 온/오프(on/off)하는 에어 밸브(154, Air valve)를 포함할 수 있다.

여기서, 유량 측정기(153)는, 이송되는 전해액(103)의 양을 정밀하게 측정하기 위하여 정밀 초음파 센서가 적용된다. 따라서, 각각의 공급라인(131, 133)을 통해 이너 챔버(110)로 공급되는 전해액(103)의 양을 미세하게 조정할 수 있다.

이와 같이, 각각의 공급라인(131, 133)들은 독립적으로 전해액 공급부(105)와 연결되어 이너 챔버(110)의 내외측으로 전해액(103)을 공급할 수 있다. 따라서, 하나의 공급라인(30, 도 1 참조)으로 전해액(3)을 공급하던 종래의 기판 공급 장치(1)에 비해, 전해액(103) 공급을 원활하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 공급라인(131, 133)의 길이를 종래보다 단축시킬 수 있다. 따라서, 전해액(103)의 공급되는 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 공급라인(131, 133)을 형성하기 위한 제작 비용 역시 줄일 수 있다.

이하에서는 이러한 구성을 갖는 기판 도금 장치(100)의 작동 방법에 대해서 개략적으로 설명하기로 한다.

우선, 타겟부(120)와 마주하도록 아우터 챔버(180)의 전해액(103)에 기판(W)이 침지되어 전류가 인가되면, 양극의 타겟부(120)로부터 구리 이온(Cu^{2 +})이 분리되어 전해액(103) 상으로 녹아 든다. 이때, 메인 전해액 공급라인(131) 및 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(133)으로부터 전해액(103)이 계속적으로 공급되어 구리 이온(Cu^{2 +})이 함유된 전해액(103)의 상방 또는 측방으로의 흐름을 형성한다.

그러면, 전해액(103)은 여과부(140) 및 이너 챔버(110)의 측벽(112)을 통과하여 기판(W)으로 이동한다. 즉, 전해액(103)의 흐름에 의해 구리 이온(Cu^{2 +})의 이동이 활성화되는데, 이때 구리 이온(Cu^{2 +})이 상방으로만 이동하는 것이 아니라 측방으로도 이동하여 이너 챔버(110)의 전 영역으로 구리 이온(Cu^{2 +})이 균일하게 퍼질 수 있으며, 따라서 이러한 구리 이온(Cu^{2 +})이 기판(W)에 전달되어 기판(W)에 대한 도금 처리가 균일하게 이루어질 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 전해액(103)의 활발한 흐름에 의해 구리 이온(Cu^{2 +})의 이동 역시 활성화되어 기판(W)에 대한 도금 처리의 효율이 향상될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 전해액(103)의 이동을 활발을 함으로써 전해액(103)에 녹아 있는 구리 이온(Cu^{2 +})의 이동을 활발히 할 수 있으며 이에 따라 기판(W)에 대한 도금 처리 효율 및 도금의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전해액 공급라인(130, 131, 133)이 복수 개로 마련됨으로써, 각각의 공급라인(131, 133)의 길이를 종래보다 줄일 수 있으며, 이에 따라 전해액(103)이 공급되는 데 소요되는 시간을 줄일 수 있으며 또한 각각의 공급라인(131, 133)을 형성하는데 소요되는 비용을 줄일 수 있는 효과도 있다.

전술한 실시예에서 상술하지는 않았지만, 본 실시예의 아우터 챔버에는 전해액을 순환시키기 위한 순환 수단이 마련될 수 있음은 당연하다.

또한, 이너 챔버 내부에는 이너 챔버의 압력을 측정하는 압력 게이지가 장착될 수 있으며, 이러한 압력 게이지의 수치에 따라 내부 압력을 적절하게 조절할 수 있다.

전술한 실시예에서는, 서브 전해액 공급라인이 이너챔버의 하부벽을 관통하거나, 이너챔버의 측벽을 관통한다고 상술하였으나, 서브 전해액 공급라인은 한 쌍이 아닌 두 쌍 이상이 마련될 수도 있으며, 가령 두 쌍이 마련되는 경우 한 쌍은 이너챔버의 하부벽을 관통하도록 마련되고, 다른 한 쌍은 이너챔버의 측벽을 관통하도록 마련될 수 있음은 당연하다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.

도 2b는 도 2a에 도시된 서브 전해액 공급라인이 이너 챔버의 측벽을 관통하여 배치된 상태를 도시한 도면이다.

도 3a 및 도 3b는 도 2a에 도시된 'A' 및 'B' 부분을 확대한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 기본적인 컨셉을 개략적으로 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 기판 도금 장치 110 : 이너 챔버

120 : 타겟부 130 : 전해액 공급라인

140 : 여과부 170 : 도금 챔버

180 : 아우터 챔버

W : 기판

Claims (10)

1. 전해액이 수용되며, 내측 하부에는 양극 인가 시 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 배치되는 이너 챔버(Inner Chamber);

   복수의 영역에서 상기 이너 챔버의 하부벽 및 측벽 중 적어도 어느 하나의 벽의 두께 방향으로 관통되게 설치되며, 각각이 외부의 전해액 공급부와 독립적으로 연결되어 상기 이너 챔버 내부로 상기 전해액을 공급하는 복수의 전해액 공급라인; 및

   상기 이너 챔버의 상부에 결합되며, 상기 전해액 상에서 상기 금속 이온을 여과시키는 여과부;

   를 포함하며,

   상기 여과부는 상기 타겟부의 상부에 마련되며 복수의 제1 여과공이 규칙적으로 형성되고,

   상기 여과부와 결합되는 상기 이너 챔버의 측벽에는 상기 금속 이온이 관통될 수 있도록 복수의 제2 여과공이 형성되는 기판 도금 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전해액 공급라인은,

   상기 타겟부의 중앙을 관통하여 상기 여과부에 부분적으로 결합되는 메인 전해액 공급라인; 및

   상기 메인 전해액 공급라인으로부터 이격되도록 상기 타겟부에 관통되되, 상기 메인 전해액 공급라인을 기준으로 대칭되게 마련되는 적어도 한 쌍의 서브 전해액 공급라인을 포함하는 기판 도금 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 메인 전해액 공급라인의 상단부에는, 상기 전해액 공급부로부터 공급되는 상기 전해액을 측방으로 분사하기 위한 다수의 분사공이 관통 형성되는 기판 도금 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 메인 전해액 공급라인 및 상기 서브 전해액 공급라인은 상기 전해액 공급부에 독립적으로 연결되고,

   상기 메인 전해액 공급라인 및 상기 서브 전해액 공급라인은,

   상기 전해액 공급부로부터 상기 전해액을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프;

   상기 전해액을 필터링(filtering)하는 필터;

   상기 전해액의 양을 측정하는 유량 측정기; 및

   상기 전해액의 이동을 허용하는 에어 밸브(Air Valve)를 포함하는 기판 도금 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 유량 측정기는 정밀 초음파 센서인 기판 도금 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 여과공은 1 내지 10 마이크로미터(μm)의 직경을 가지며, 멤브레인 필터(membrane filter)로 마련되는 기판 도금 장치.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,

   상기 타겟부의 상면은 상기 전해액과의 접촉 면적을 증대시키기 위하여 불규칙하게 형성되는 기판 도금 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 이너 챔버가 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 전해액이 수용되는 도금 챔버; 및

   상기 도금 챔버가 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 전해액이 수용되는 아우터 챔버(Outer Chamber)를 더 포함하며,

   상기 아우터 챔버에 수용되는 상기 전해액의 상단부에는 음극이 인가되는 기판이 선택적으로 침지되는 기판 도금 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 아우터 챔버는 내측에 내부 공간을 세정하기 위한 한 쌍의 린스 노즐(Rinse Nozzle)이 장착되는 기판 도금 장치.

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