KR101170765B1 - 기판 도금 장치 및 방법 - Google Patents

기판 도금 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101170765B1
KR101170765B1 KR1020090011126A KR20090011126A KR101170765B1 KR 101170765 B1 KR101170765 B1 KR 101170765B1 KR 1020090011126 A KR1020090011126 A KR 1020090011126A KR 20090011126 A KR20090011126 A KR 20090011126A KR 101170765 B1 KR101170765 B1 KR 101170765B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
plating
plating solution
support member
support plate
Prior art date
Application number
KR1020090011126A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100091774A (ko
Inventor
김이정
노은수
배정용
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to KR1020090011126A priority Critical patent/KR101170765B1/ko
Priority to US12/656,683 priority patent/US8540854B2/en
Publication of KR20100091774A publication Critical patent/KR20100091774A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101170765B1 publication Critical patent/KR101170765B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H01L21/2885—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition using an external electrical current, i.e. electro-deposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/02—Tanks; Installations therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • C25D7/123—Semiconductors first coated with a seed layer or a conductive layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67201—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the load-lock chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material

Abstract

본 발명은 기판 도금 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 기판 도금 장치는 기판 지지부재가 도금면이 위를 향햐도록 기판을 지지하고, 기판 지지부재의 상부에서 도금용액 공급부재로부터 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하는 도금용액이 기판으로 공급된다. 도금조는 기판 지지부재를 감싸도록 제공되며, 도금조내로 공급된 도금용액과 첨가제에 의하여 기판 지지부재는 도금용액에 침지된 상태에서 회전된다. 본 발명에 의하면, 기판을 반전없이 기판 지지부재에 지지시킬 수 있고, 도금 공정 중에 발생하는 기포로 인한 패턴불량을 예방할 수 있다.
기판, 도금면, 기판 지지부재, 도금용액 공급부재, 도금조, 양극 전극

Description

기판 도금 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PLATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 도금 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 기판에 금속도금처리를 실시하는 기판 도금 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 반도체 기판상에 배선회로를 형성하기 위한 재료로서 알루미늄이나, 알루미늄 합금을 사용하는 대신에 전기저항이 작고 일렉트로마이그레이션 저항(electromigration resistance)이 큰 구리(Cu)를 사용한다. 일반적으로 구리 배선은 기판의 표면에 형성된 배선 패턴 트렌치에 구리를 채워 넣음으로써 형성된다. 이러한 구리 배선을 생성하는 기술에는 화학기상증착법, 스퍼터링법 및 도금법을 포함한 여러 가지 방법이 알려져 있다. 하지만, 화학기상증착법은 구리 배선을 형성하는데 많은 비용이 들고, 스퍼터링법은 배선 패턴 트렌치의 종횡비가 큰 경우에는 배선 패턴 트렌치 안에 구리나 그 합금을 채워넣기 어렵다. 반면, 도금 법은 기판상에 구리나 그 합금을 금속층에 퇴적시켜 구리배선을 형성하기에 효율적이다.
도 1a은 종래의 기판 도금 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 'a'부분을 확대한 도면이다. 도 1a에 나타난 바와 같이 종래의 기판 도금 장치(10)는 기판(W)의 도금면이 아래를 향하도록 기판(W)을 지지하는 기판 지 지부재(11)와 기판 지지 부재(11)의 하부에 위치하며, 내부공간에 양극 전극(12)과 이온 교환막(13)이 구비되는 도금조(15)를 포함한다. 기판(W)은 도금면이 아래를 향하도록 기판 지지부재(11)에 지지되어 도금용액에 침지된다.
종래의 기판 도금 장치(10)에 의하면, 도금면이 위를 향하도록 이송된 기판(W)은 기판지지부재(11)에 지지되기 위하여 도금면이 아래를 향하도록 반전되어야 하므로 별도의 반전유닛이 요구되어 장치가 복잡해진다. 또한, 도 1b에 나타난 바와 같이, 도금 공정중에 화학반응 또는 기판 지지부재(11)의 회전으로 인하여 도금용액에 기포(27)가 발생하며, 발생된 기포(27)는 부력에 의하여 상승하여 배선용 콘택홀(25) 또는 트렌치상(26)에 정체된다. 배선용 콘택홀(25) 또는 트렌치상(26)에 정체되는 기포(27)는 제거가 용이하지 못하며, 도금과정에서 기판의 패턴불량을 일으키는 원인이 된다.
본 발명의 목적은 도금막을 균일하게 증착시킬 수 있는 기판 도금 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 기판 도금시 기판의 반전없이 도금공정을 수행할 수 있는 기판 도금 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 기판 도금 장치의 구조를 간단하게 할 수 있는 기판 도금 장치를 제공한다.
본 발명의 목적은 기포로 인한 도금불량을 예방할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 기판 도금 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 기판 도금 장치는 기판 지지부재; 및 상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되, 상기 기판 지지부재는 상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트를 포함한다.
상기 기판 지지부재는 상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링을 포함한다.상기 기판 지지부재는 상기 지지플레이트를 관통하며, 상기 기판의 비도금면으로 불활성 가스를 분사하는 분사노즐을 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 지지플레이트는 상기 기판의 비도금면을 진공흡착하여 상기 기판을 지지하는 진공흡입홀이 형성된다.
상기 기판 지지부재는 상기 지지플레이트를 상하방향으로 관통하는 홀들이 형성되고, 상기 홀을 따라 상하로 이동가능하며, 상기 기판을 상기 공간으로/에서 로딩/언로딩시키는 지지핀을 더 포함한다. 상기 기판 지지부재를 감싸며, 상부가 개방된 도금조를 더 포함하되, 상기 도금조는 그 상단이 상기 지지플레이트의 상면보다 높다.
도금 용액을 저장하는 도금용액 저장부; 상기 도금용액 공급부재과 상기 도금용액 저장부를 연결하며, 상기 도금용액 공급부재로 상기 도금용액을 제공하는 제1공급라인; 상기 도금조와 상기 도금용액 저장부를 연결하며, 상기 도금조로 상기 도금용액을 제공하는 제2공급라인을 포함한다.
상기 도금용액 공급부재의 저면은 상기 환형 링의 내경보다 큰 지름을 갖는다. 상기 도금용액 공급부재는 하부가 개방된 내부공간을 가지는 몸체; 상기 내부공간에 제공되며, 도금용액으로 양이온을 제공하는 양극 전극; 상기 양극 전극의 아래에 제공되고, 상기 양극 전극에서 용해된 양이온만이 통과할 수 있는 이온 교환막을 포함한다. 상기 도금용액 공급부재는 상기 이온 교환막의 아래에 제공되며, 다수의 홀을 형성하는 다공성 판을 더 포함한다. 상기 도금용액 공급부재는 다수의 상기 홀을 개폐시키는 차단판을 더 포함한다.
상기 기판 지지부재 또는 상기 도금용액 공급부재를 상하방향으로 이동시키며, 상기 기판 지지부재와 상기 도금용액 공급부재간의 상대적인 거리를 변화시키 는 제 1 구동부를 포함한다.
상기 기판 지지부재는 상기 지지플레이트의 외주부에 제공되며, 상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 돌출된 금속핀을 더 포함하되, 상기 금속핀은 상기 도금면과 접촉하여, 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 제공된다.
상기 기판 지지부재는 상기 지지플레이트의 외주부에 제공되며, 상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 돌출된 금속핀을 더 포함하되, 상기 금속핀은 상기 도금면과 접촉하여, 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 제공된다. 상기 금속핀은 상기 환형 링 상에 위치한다.
상기 기판 지지부재는 상기 금속핀의 외측면을 감싸며, 상기 금속핀의 강도를 보강하는 보강부재를 더 포함한다. 상기 보강부재는 상기 지지플레이트의 상면으로부터 윗 방향으로 제공되는 지지부재와 상기 지지부재로부터 그 끝단이 상기 지지부재의 방향과 상이한 방향으로 제공되는 상부부재를 가지되, 상기 지지부재의 측면에는 길이방향을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈은 상기 상부부재의 하면을 따라 연장되며, 상기 금속핀은 상가 홈에 삽입된다.
상기 금속핀을 회전시키는 제 2 구동부를 더 포함한다. 상기 지지플레이트의 상면으로부터 상부로 상기 금속핀을 승강시키는 제 3 구동부를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 기판 도금 방법은 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계; 상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되, 상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함한다. 상기 기판을 지지하는 단계는 상기 기판의 비도금면으로 불활성 가스를 분사하여 상기 기판이 상기 기판 지지부재와 이격하여 지지된다. 상기 도금 용액을 토출하는 단계는 상기 도금용액이 토출되는 동안 상기 기판 지지부재를 회전시킨다.
상기 기판을 지지하는 단계는 상기 기판 지지부재의 외주부에 제공되며, 상기 기판 지지부재의 상면으로부터 상부로 돌출된 금속핀을 회전시켜 상기 기판과 접촉시키는 단계를 포함한다.
상기 기판 도금 방법은 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 동안에, 상기 기판 지지헤드를 감싸며, 상부가 개방된 도금조내로 도금용액을 공급하여 상기 기판 지지부재를 침지시키는 단계를 더 포함한다.
상기 도금 용액을 토출하는 단계는 상기 도금용액 공급부재의 하부에 형성된 다수의 홀을 차단하여 상기 도금용액을 상기 내부공간에 채우는 단계; 상기 양극 전극 아래에 구비된 이온교환막으로 상기 양이온이 통과하는 단계; 및 다수의 상기 홀을 개방하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하며, 기판의 도금면에 도금막을 균일하게 증착시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 도금면이 위를 향하도록 지지되므로 기판의 반전없이 도금공정을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판 반전유닛이 필요하지 않으므로, 기판 도금 장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 도금 공정 중에 발생한 기포는 패턴내에 정체되지 않으므로, 기포로 인한 도금불량을 예방할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2a 내지 7d 를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판 지지부재(110), 도금조(120), 바울(130), 그리고 도금용액 공급부재(160)를 포함한다.
기판 지지부재(110)는 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지하고, 도금조(120)는 도금용액과 첨가제을 공급받아 기판 지지부재(110)를 침지시킨다. 바울(130)은 도금조(120)를 감싸며, 도금조(120)에서 오버플로우(overflow)된 도금용액을 회수한다. 도금용액 공급부재(160)는 기판 지지부재(110)의 상부에서 기판(W)의 도금면으로 도금용액을 공급한다. 이하, 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
기판 지지 부재(110)는 지지플레이트(111), 지지축(112), 환형링(114), 지지플레이트 구동부(118), 금속핀(141), 보강부재(142), 지지핀(191), 그리고 베이스(192)를 포함한다.
지지 플레이트(111)는 원판형상으로 상면이 기판(W)보다 큰 지름을 갖고, 그 하면은 상면보다 작은 지름을 갖는다. 지지플레이트(111)는 그 하단이 지지축(112)과 결합한다. 지지 플레이트(111)는 지지축(112)에 의하여 지지되며, 지지축(112)의 회전에 의하여 회전가능하다. 지지 플레이트(111)는 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지한다. 이송유닛(미도시)에 의하여 도금면이 위를 향하도록 이송된 기판(W)은 지지플레이트(111) 상부에서 대기중인 지지핀(191)에 안착된다. 기판(W)은 지지핀(191)의 하강으로 도금면이 위를 향하도록 지지플레이트(111)에 지지된다. 지지 플레이트(111)에는 지지 플레이트(111)를 관통하는 진공흡입홀(115)이 형성된다. 진공흡입홀(115)은 기판(W)의 비도금면을 진공흡착하여 기판(W)을 지지한다. 진공흡입홀(115)은 공기를 흡입하는 흡입부재(미도시)와 연결된다. 흡입부재는 공기를 흡입할 수 있는 펌프로 제공될 수 있다. 그리고, 지지 플레이트(111)에는 지지 플레이트를 상하방향으로 관통하는 복수의 홀들이 형성된다. 실시예에 의하면, 복수의 홀들은 진공흡입홀(115)과 환형 링(114)사이에 형성된다. 복수의 홀들은 지지핀(191)이 승강하는 통로로 제공된다
지지축(112)은 내부공간(113)을 갖고 상하부가 개방된 원통형상으로 지지플레이트(111)의 하단과 결합한다. 지지축(112)의 내부공간(113)은 진공흡입홀(115)과 연결되어 진공흡입홀(115)을 통해 흡입된 공기가 외부로 배출되는 통로를 제공한다. 지지플레이트 구동부(118)는 지지축(112)의 하부에 설치되며, 외부로부터 전력을 공급받아 지지플레이트(111)를 회전시킨다.
환형 링(114)은 지지플레이트(111)의 상면으로부터 그 상부로 지지플레이트(111)의 외주부를 따라 환형으로 돌출된 링 타입으로 제공된다. 환형 링(114)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 공간을 형성한다. 환형 링(114)은 후술하는 도금용액 공급부재(160)로부터 공급된 도금용액을 머무르게 하여 도금막이 증착되는 공간을 제공한다.
금속핀(141)은 지지플레이트(111)의 외주부에 제공되며, 지지 플레이트(111)의 상면으로부터 그 상부로 돌출된다. 실시예에 의하면, 금속핀(141)은 환형 링(114)의 외측에 위치하거나 환형 링(114)상에 위치한다. 금속핀(141)은 후술하는 보강부재(142)에 형성된 홈(도 5c의 143)에 삽입된다. 구체적으로, 금속핀(141)은 지지부재(도 5c의 142a)의 측면과 상부부재(도 5c의 142b)의 하면의 길이방향을 따라 형성된 홈(도 5c의 143)에 삽입된다. 금속핀(141)은 제2구동부(143)에 의하여 회전되어 기판(W)의 도금면과 접촉하며, 기판(W)과 전기적으로 연결될 수 있도록 제공된다. 금속핀(141)은 지지플레이트(111)의 상면으로부터 윗 방향으로 제공되는 지지로드(도5b의 141a)와 지지로드(141a)의 상단으로부터 경사지게 제공되며, 기판(W)의 도금면과 접촉하는 접촉로드(도5b의 141b)를 갖는다. 제2구동부(143)는 금속핀(141)을 회전시킨다. 구체적으로, 제2구동부(143)는 지지로드(141a)의 길이방향의 중심을 지나는 선을 축으로 금속핀(141)을 회전시킨다. 그리고 제3구동부(144)는 금속핀(141)을 지지플레이트(111)의 상면으로부터 상부로 승강시킨다. 금속핀(141)은 지지플레이트(111)의 외주부를 따라 서로 이격하여 복수개 제공될 수 있다. 각각의 금속핀(141)은 일정한 간격으로 배치된다.
보강부재(142)는 금속핀(141)의 외주면을 감싸며, 금속핀(141)의 강도를 보강한다. 보강부재(142)는 지지플레이트(111)의 상면으로부터 윗 방향으로 제공되는 지지부재(142a)와 지지부재(142a)로부터 그 끝단이 지지부재(142a)의 방향과 상이한 방향으로 제공되는 상부부재(142b)를 갖는다. 보강부재(142)의 외측면에는 지지부재와 상부부재(142b)의 길이방향을 따라 홈(143)이 형성된다. 금속핀(141)은 보강부재(142)의 외측면에 형성된 홈(143)에 삽입된다. 구체적으로, 지지로드(141a)는 지지부재(142a)에 형성된 홈(143)에 삽입되고, 접촉로드(141b)는 상부부재(142b)에 형성된 홈(143)에 삽입된다. 보강부재(142)에 삽입된 금속핀(141)은 일측면이 외부로 노출된다.
도금조(120)는 상부가 개방되고, 기판 지지부재(110))를 감싼다. 도금조(120)는 저면이 지지플레이트(111)의 하면과 이격하여 위치하며, 측벽은 저면의 외주단으로부터 위쪽 방향으로 제공된다. 실시예에 의하면, 도금조(120)는 측벽의 상단이 환형 링(114)의 상면보다 높게 제공된다. 도금조(120)의 상단(123)이 환형 링(114)의 상면보다 높게 제공됨으로써, 기판 지지부재(111)는 도금조(120)에 공급된 도금용액에 충분히 침지된다. 도금조(120)의 측벽에는 제1유입홀(122)이 형성된다. 제1유입홀(122)은 제1공급라인(174)과 연결되며, 도금용액 저장부(173)에 저장된 도금용액이 제1공급라인(174)을 거쳐 도금조(120)내로 공급되는 통로를 제공한다.
바울(130)은 도금조(120)를 감싸도록 제공된다. 바울(130)은 도금조(120)에 서 오버플로우(overflow)된 도금용액과 기판 지지부재(110)의 회전에 의하여 비산된 도금용액을 회수한다. 바울(130)의 저면에는 배수구(131)가 형성된다. 배수구(131)는 바울(130)에 회수된 도금용액이 도금용액 회수라인(132)을 거쳐 도금용액 회수탱크(133)로 이동하는 통로를 제공한다.
지지핀(191)은 지지플레이트(111)를 상하방향으로 관통하는 홀들에 구비된다. 지지핀(191)은 홀을 따라 상하로 이동가능하며, 기판(W)을 환형 링의 공간으로/에서 로딩/언로딩시킨다. 베이스(192)는 지지 플레이트(111)의 하부에 구비되며 지지핀(191)의 하단과 결합한다. 제4구동부(193)는 베이스(192)를 상하방향으로 이동 및 회전한다.
도금용액 공급부재(160)는 기판 지지부재(110)의 상부에 배치되며, 기판(W)의 도금면으로 도금용액을 공급한다. 도금용액 공급부재(160)의 저면은 환형 링(114)의 내경보다 큰 지름을 갖는다.
도금용액 공급부재(160)는 몸체(161), 양극전극(162), 이온 교환막(163), 다공성판(164), 그리고 차단판(171)을 가진다. 몸체(161)는 원통형상으로 하부가 개방되고, 그 내부에 공간을 형성한다. 몸체(161)는 환형 링(114)의 내경보다 큰 지름을 갖는다. 몸체(161)의 내부공간에는 양극전극(162)이 제공된다. 양극전극(162)은 내부공간의 상부에 위치하며, 원판형상으로 외주면이 몸체의 내측벽과 접촉한다. 양극전극(162)은 도선(182, 183)을 통하여 금속핀(141)과 전기적으로 연결된다. 도선(182,183)상에는 전원(181)이 구비된다. 제1도선(182)은 금속핀(141)과 전원(181)의 음극을 연결하며, 제2도선(183)은 양극전극(162)과 전원의 양극을 연결 한다. 이온교환막(163)은 몸체(161)의 내부공간내, 양극 전극(162)과 다공성 판(164) 사이에 배치된다. 이온교환막(163)은 몸체(161)의 원주방향을 따라 몸체(161)의 내측벽과 결합한다. 이온교환막(163)은 양이온만을 통과시킨다. 실시예에 의하면, 양극 전극(162)으로 구리(Cu)판이 제공되고, 도금용액으로 황산구리용액(CuSO4)이 제공된다. 양극 전극(162)으로 소정의 전압이 인가되면, 양극전극(162)으로부터 Cu2 +의 양이온이 도금용액으로 용해된다. 양극전극(162)에서 방출된 Cu2 +의 양이온은 이온 교환막(163)을 통과한다. 그러나, 도금용액에 잔류하는 SO4 2 -의 음이온은 이온 교환막(163)을 통과하지 못한다. 몸체(161)의 측벽에는 제2유입홀(166)이 형성된다. 제2유입홀(166)은 제2공급라인(175)과 연결되며, 도금용액 저장부(173)에 저장된 도금용액이 제2공급라인(175)을 거쳐 몸체(161)내로 공급되는 통로를 제공한다. 구체적으로, 제2유입홀(166)은 양극전극(162)과 이온교환막(163) 사이에 형성된다.
다공성 판(164)은 원판형상으로 이온 교환막(163)의 아래에 제공되며, 그 외주부가 몸체(161)의 하단과 결합한다. 다공성 판(164)에는 다수의 홀(165)들이 균일하게 형성된다. 다공성 판(164)은 몸체(161)의 내부공간에 일정량의 도금용액이 저장되도록 몸체(161)의 개방된 하부를 차단시킨다. 그리고 다공성 판(164)에 형성된 홀(165)들을 통하여 몸체(161)의 내부공간에 머무르는 도금용액을 도금면의 전영역으로 균일하게 공급한다. 다수의 홀(165)들은 차단판(171)에 의해 개폐되며, 차단판(171)은 차단판 구동부(172)에 의해 홀(165)을 개폐시킨다.
도 4a 및 4b는 다공성 판(164)에 형성된 홀(165)들을 나타내는 사시도이다. 도 4a를 참조하면, 각각의 홀(165)들은 원형으로 제공되며, 다공성 판(164)에 균일하게 형성된다. 도 4b를 참조하면, 각각의 홀(165)은 슬릿형상으로 제공되며, 다공성판(164)의 지름방향과 나란하게 일정간격으로 서로 이격하여 제공된다. 홀(165)의 형상은 이에 한정되지 아니하며, 여러가지 형태로 변형될 수 있다.
도 2b는 도 2a의 'a'부분을 확대한 도면이다.
도 2b를 참조하면, 기판(W)은 도금면이 위를 향하도록 지지 플레이트(111)의 상면에 지지된다. 실시예에 의하면, 반도체 베이스(21)상에 형성된 도전층(22)상에 SiO2로 된 절연막(23)이 증착된다. 리소그라피/에칭기술로 배선용 콘택트홀(25) 및 트랜치(26)가 절연막(23)내에 형성되고 전기도금용 전기공급층인 시드층(24)이 형성된다. 시드층(24)의 표면위에 구리도금을 수행하기 위하여, 도금면의 상부로 도금용액을 공급한다. 도금공정이 수행되는 동안, 화학반응 및 침지된 기판지지부재(110)의 회전으로 도금용액 상에 기포가 발생한다. 종래 기술과 같이, 기판의 도금면이 아래를 향하도록 지지되는 경우(도1b 참조), 기판(W)의 하부에서 발생된 기포는 부력에 의하여 상승하여 도금면의 콘택트홀(25) 및 트렌치(26)에 유입되어 정체된다. 그러나, 본 발명과 같이, 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 지지되는 경우, 발생한 기포(27)는 부력으로 인하여 도금면의 콘택트홀(25) 및 트렌치(26)에 유입되지 않고 공기중으로 제공된다. 이와 같이, 도금 공정 중에 발생한 기포(27) 는 도금면에 정체되지 않으므로, 기포(27)로 인한 기판(W)의 패턴불량을 예방할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 기판 지지부재(110), 도금조(120), 바울(130), 그리고 도금용액 공급부재(160)를 포함한다. 도금조(120), 바울(130), 그리고 도금용액 공급부재(160)는 도 2a에서 상술한 구성과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
기판 지지 부재(110)는 지지플레이트(111), 지지축(112), 환형링(114), 분사노즐(119), 금속핀(141), 보강부재(142), 지지핀(191), 그리고 베이스(192)를 포함한다.
지지 플레이트(111)는 원판형상으로 상면이 지지되는 기판(W)보다 큰 지름을 갖고, 그 하면은 상면보다 작은 지름을 갖는다. 지지플레이트(111)는 그 하단이 지지축(112)과 결합한다. 지지 플레이트(111)는 지지축(112)에 의하여 지지되며, 지지축(112)의 회전에 의하여 회전가능하다. 지지 플레이트(111)는 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지한다. 이송유닛(미도시)에 의하여 도금면이 위를 향하도록 이송된 기판(W)은 지지플레이트(111) 상부에서 대기중인 지지핀(191)에 안착된다. 기판(W)은 지지핀(191)의 하강으로 도금면이 위를 향하도록 지지플레이트(111)에 지지된다. 지지 플레이트(111)에는 지지 플레이트(111)를 관통하여 분사노즐(119)이 제공된다. 분사노즐(119)은 기판(W)의 비도금면으로 불활성 가스를 공급한다. 지지 플레이트(111)에는 지지 플레이트(11)를 상하방향으로 관통하는 복수의 홀들이 형성된다. 실시예에 의하면, 복수의 홀들은 분사노즐(119)과 환형 링(114)사이에 형성된다. 복수의 홀들은 지지핀(191)이 승강하는 통로로 제공된다.
지지축(112)은 상하부가 개방되며 내부통로(113)를 갖는 원통형상으로 지지플레이트(111)의 하단과 결합한다. 내부통로(113)는 가스 공급라인(116)과 연결되어 가스 저장부(117)로부터 불활성가스가 공급된다.
환형 링(114)은 지지플레이트(111)의 상면으로부터 그 상부로 지지플레이트(111)의 외주부를 따라 환형으로 돌출된 링 타입으로 제공된다. 환형 링(114)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 공간을 형성한다. 환형 링(114)은 후술하는 도금용액 공급부재(160)로부터 공급된 도금용액을 머무르게 하여 도금막이 증착되는 공간을 제공한다.
분사노즐(119)은 지지플레이트(111)의 상면과 하면을 관통하여 제공된다. 분사노즐(119)은 지지축(112)의 내부통로(113)와 연결되며, 기판(W)의 비도금면으로 불활성 가스를 분사한다. 불활성 가스의 분사에 의하여 기판(W)은 지지플레이트(111)의 상면과 이격된다. 불활성 가스를 비도금면으로 분사함과 동시에 금속핀(141)과 보강부재(142)로 도금면을 지지함으로써 기판(W)을 견고하게 지지시킬 수 있다.
금속핀(141), 보강부재(142), 지지핀(191), 그리고 베이스(192)는 도 2a에서 상술한 구성과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 5a는 본 발명의 기판 지지부재를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 본 발명 의 금속핀을 나타내는 사시도이고, 도 5c는 본 발명의 금속핀과 보강부재를 나타내는 사시도이다.
도 5a를 참조하면, 지지플레이트(111)는 원판형상으로, 그 상면에 환형링(114)을 구비한다. 환형링(114)은 지지플레이트(111)의 외주부를 따라 지지플레이트(111)의 상면으로부터 그 상부로 환형으로 돌출된다. 기판(W)은 도금면이 위를 향하도록 환형링(114)의 내부에 위치하며, 지지플레이트(111)에 의해 지지된다. 환형링(114)의 상단에는 보강부재(142)가 제공된다. 보강부재(142)는 일정간격으로 서로 이격하여 복수개 제공된다. 보강부재(142)는 환형링(114)의 상단으로부터 윗 방향으로 형성되고, 그 상부는 지지 플레이트의 상면과 나란한 방향으로 제공된다. 다른 실시예에 의하면, 보강부재(142)는 환형링(114)의 외측에 위치한다.
도 5b를 참조하면, 금속핀(141)은 윗 방향으로 제공되는 지지로드(141a)와, 지지로드(141a)의 상단으로부터 그 끝단으로 갈수록 지지로드(141a)의 방향과 상이한 방향으로 제공되는 접촉로드(141b)를 갖는다. 금속핀(141)은 구동부의 구동으로 회전가능하고, 환형링(142)의 상단으로부터 상부로 승강가능하다.
도 5c를 참조하면, 보강부재(142)는 지지플레이트(111)의 상면으로부터 윗 방향으로 제공되는 지지부재(142a)와 지지부재(142a)로부터 그 끝단이 지지부재(142a)의 방향과 상이한 방향으로 제공되는 상부부재(142b)를 갖는다. 지지부재(142a)의 측면에는 길이방향을 따라 홈(143)이 형성되고, 홈(143)은 상부부재(142b)의 하면을 따라 연장된다. 금속핀(141)은 보강부재(142)의 외측면에 형성된 홈(143)에 삽입된다. 구체적으로, 지지로드(141a)는 지지부재(142a)에 형성된 홈에 삽입되고, 접촉로드(141b)는 상부부재(142b)에 형성된 홈에 삽입된다. 보강부재(142)와 접촉하지 않은 금속핀(141)의 일측면은 외부에 노출된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 기판 처리 시스템(200)은 설비 전방 단부 모듈(equipment front end module)(30)과 공정 설비(40)를 가진다.
설비 전방 단부 모듈(30)은 공정 설비(40)의 전방에 장착되어, 기판(W)들이 수용된 캐리어(210)와 공정 설비(40) 간에 기판(W)를 이송한다. 설비 전방 단부 모듈(10)은 로딩/언로딩부(210)과 제1이송유닛(220)을 가진다.
로딩/언로딩부(210)는 제1방향으로 제1이송유닛(220)의 전방에 위치하며, 복수개의 지지부(211)를 가진다. 각각의 지지부(211)는 제1방향과 수직한 제2방향으로 일렬로 배치되며 공정에 제공될 기판(W) 및 공정 처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(210)가 안착된다. 제1이송유닛(220)는 로딩/언로딩부(210)와 공정설비(40) 사이에 배치된다. 제1이송유닛(220)은 그 내부에 기판(W)을 이송하는 제1이송로봇(221)을 구비하며, 제1이송로봇(221)은 제2방향으로 구비된 이송레일(222)을 따라 캐리어(212)와 공정설비(40) 상호간에 기판을 이송한다.
공정설비(40)는 버퍼부(230), 제2이송유닛(230), 기판 도금 챔버(250), 그리고 기판 세정 챔버(260)을 포함한다. 버퍼부(230)는 제1방향으로 공정설비(40)의 전방에 위치하며, 공정에 제공될 기판(W) 또는 처리가 완료된 기판(W)이 이송되기 전 대기하는 공간을 제공한다. 제2이송유닛(240)은 버퍼부(231)의 후방에 위치하 며, 공정설비(40) 내에 제1방향으로 구비된 이송레일(242)을 따라 이동하는 제2이송로봇(241)을 구비한다. 이송레일(242)의 양측에는 복수개의 기판 세정 챔버(260)와 기판 도금 챔버(250)가 제1방향으로 배치된다. 각각의 기판 세정 챔버(260)들과 기판 도금 챔버(250)들은 이송레일(242)을 사이에 두고 서로 마주하도록 제2방향으로 배치된다. 기판 도금 챔버(250)는 기판(W)의 도금면에 도금층을 형성하고, 기판 세정 챔버(260)는 도금처리가 완료된 기판(W)을 세정 및 건조시킨다. 기판 처리 시스템(200)에 의하여 수행되는 일련의 기판(W) 처리 과정은 다음과 같다. 캐리어(212)에 수납된 기판(W)은 제1이송로봇(221)에 의하여 버퍼부(230)로 이송된다. 제2이송로봇(241)은 버퍼부(230)에 수납된 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 로딩하여 기판 도금 챔버(250)내로 이송하고, 도금면이 위를 향하도록 기판 지지부재(110)에 안착시킨다. 이와 같이, 제2이송로봇(241)은 기판(W)의 도금면이 위를 향하도록 기판 도금 챔버(250)로 이송하고, 기판(W)의 반전 없이 기판 지지부재(110)에 안착시킨다. 기판 도금 처리가 완료되면, 제2이송로봇(241)은 기판 지지부재(110)에서 기판(W)을 로딩하여 기판 세정 챔버(260)로 기판(W)을 이송한다. 기판 세정 챔버(260)에서 기판(W)의 세정 및 건조가 완료되면, 제2이송로봇(241)은 기판(W)을 버퍼부(230)로 이송한다. 제1이송로봇(221)은 기판(W)을 버퍼부(230)에서 로딩하여 캐리어(212)에 수납한다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a를 참조하면, 기판 처리 방법은 도금용액 공급부재(160)의 내부공간으로 도금용액(A)을 공급한다. 도금용액 저장부(미도시)에 저장된 도금용액(A)은 제2공급라인(미도시)과 제2유입홀(166)을 통하여 도금용액 공급부재(160)의 내부공간으로 공급된다. 구체적으로, 도금용액(A)은 양극전극(162)과 이온교환막(163) 사이의 공간으로 공급된다. 전원(181)에 의하여 양극전극(162)으로 소정의 전압이 인가되면, 양극전극(162)으로부터 Cu2 +의 양이온이 도금용액(A)으로 방출된다. 양극전극(162)에서 방출된 Cu2 +의 양이온은 이온 교환막(163)을 통과하지만, 도금용액(A)에 잔류하는 SO4 2 -의 음이온은 이온 교환막(163)을 통과하지 못한다. 금속핀(141)은 제2구동부(143)의 구동에 의하여 접촉로드(141a)가 지지 플레이트(111)의 외측을 향하도록 회전되며, 제3구동부(144)의 구동에 의하여 지지 플레이트(111)의 상면으로부터 상부로 상승하여 위치한다. 지지핀(191)은 베이스(192)의 상승으로 그 상단이 지지 플레이트(111) 상부에 위치한다.
도 7b를 참조하면, 제2이송유닛(도 6의 241)은 기판 도금 챔버(250)로 도금면이 위를 향하도록 기판(W)을 이송하여 지지핀(191)에 안착시킨다. 지지핀(191)은 기판(W)을 유지한 상태로 하강하고, 지지플레이트(111)에 기판(W)을 지지시킨다. 기판(W)이 지지플레이트(111)에 지지되면, 금속핀(141)은 접촉로드(141a)가 기판(W)의 도금면과 접촉되도록 회전 및 하강한다. 실시예에 의하면, 불활성 가스가 기판(W)의 비도금면으로 분사되어 기판(W)이 지지플레이트(111)의 상면과 이격된 다. 금속핀(141)과 보강부재(142)로 도금면을 지지하고, 비도금면으로 불활성 가스를 분사함으로써 기판(W)은 견고하게 지지되며, 비도금면으로 도금용액의 유입을 방지할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 기판 처리 방법은 기판 지지부재(110)의 상부에 놓인 도금용액 공급부재(160)에서 도금면으로 도금용액(A)을 토출한다. 도금용액이 도금면으로 토출되는 동안 기판 지지부재(110)는 회전한다. 도금용액 공급부재(160)는 그 내부공간에 일정량의 도금용액(A)이 공급되면, 도금용액(A)을 도금면으로 토출시킨다. 도금용액(A)이 도금용액 공급부재(160)의 내부공간에 일시적으로 머무르게 한 후 토출되는 경우, 도금용액(A)이 일정시간 머무는 동안 Cu2+의 양이온이 양극전극(162)으로부터 충분히 용해되며, 기판(W)의 전체면에 동시에 도금용액(A)을 공급할 수 있다. 이에 의하여 도금막이 기판(W)의 전체면에 균일하게 형성된다. 반면, 공급되는 도금용액(A)을 내부공간에 머무르게 하지 않고 바로 기판(W)상에 토출하는 경우, 기판(W)의 전체면으로 동시에 도금용액(A)을 공급할 수 없으며, 양극전극(162)으로부터 Cu2 +의 양이온을 충분하게 공급받을 수 없으므로, 도금막이 기판(W)의 전체면에 균일하게 형성되지 않는다.
도금용액 공급부재(160)의 내부공간에 도금용액(A)이 채워지면, 도금용액 공급부재(160)가 하강하거나, 또는 기판 지지부재(110)가 상승하여 도금용액 공급부재(160)와 기판 지지부재(110)간의 거리가 가까워진다. 도금용액 공급부재(160)와 기판 지지부재(110)간의 거리가 가까워지면, 다공성 판(164)에 형성된 다수의 홀(165)을 개방시켜 도금면으로 도금용액(A)을 토출한다. 균일하게 형성된 다수의 홀(165)들을 통하여 도금용액(A)이 토출되므로, 도금용액(A)은 기판(W)의 전체면에 균일하게 제공된다. 토출된 도금용액(A)은 환형 링(114)에 의하여 유지되며, 환형링(114)의 상단에서 오버플로우(overflow)된다. 환형 링(114)에 의하여 유지되는 도금용액(A)은 많은 양의 Cu2+의 양이온을 함유하고 있어 균일한 도금막의 증착에 제공된다.
토출되는 도금용액(A)은 구리판(162)에서 용해되어 이온 교환막(163)을 통과한 Cu2 +의 양이온을 포함한다. 기판(W)의 도금면으로 도금용액이 토출되는 동안, 기판 지지부재(110)는 회전한다. 기판 지지부재(110)의 회전으로 토출된 도금용액(A)은 기판(W)의 전영역으로 균일하게 제공된다. Cu2 +의 양이온은 기판(W)의 도금면에서 구리 도금막을 형성한다. 도금용액(A)이 기판(W)의 도금면으로 토출되는 동안, 도금용액(A) 및 첨가제(B)가 도금조(120)에 공급되며 기판 지지부재(110)는 도금용액(A) 및 첨가제(B)에 침지되어 회전한다. 이때, 기판(W)은 도금용액에 침지되어 있으므로, 토출되는 도금용액은 기판(W)으로 직접 제공되지 않고 기판(W)을 침지하는 도금용액과 혼합되어 간접적으로 도금면에 제공된다. 이에 의하여 기판(W)의 패턴에 가해지는 스트레스(stress)는 감소된다. 또한, Cu2 +의 양이온은 기판(W)을 침지하는 도금용액으로 확산되어 기판(W)의 전체면에 균일하게 제공되므로 균일한 도금막이 증착된다.
도금용액(A)은 도금용액 저장부로(173)부터 제1공급라인(174)과 제1유입홀(122)을 통하여 도금조(120)내로 공급된다. 공급된 도금용액(A)은 도금조(120)에서 오버플로우되고, 기판 지지부재(110)의 회전으로 비산되어 바울(130)에 회수된다. 첨가제(B)로는 도금된 표면 전체에 걸쳐 결정핵을 성장시킴으로써 더 미세한 입자의 퇴적을 촉진시키는 황 화합물, 구리 퇴적의 과전압을 증가시켜 전착성을 증가시키는 폴리머, 그리고 도금이 특히 많이 된 볼록부에 들어붙어 볼록부에서 과전압을 증가시키고 구리퇴적을 저지함으로써 도금된 층을 편평하게 하는 질소 화합물이 포함될 수 있다.
도 7d를 참조하면, 기판 도금 공정이 완료되면, 도금용액 공급부재(160) 및 기판 지지부재(110)에 도금용액(A)의 공급이 중단되고, 다공성 판(164)의 홀(165)이 차단된다. 그리고, 도금용액 공급부재(160)가 상승하거나, 기판 지지부재(110)가 하강하여 도금용액 공급부재(160)와 기판 지지부재(110)의 상대적인 거리가 멀어진다. 이 후, 세정노즐(312)이 기판(W)의 상부에 제공되어 도금 공정이 완료된 기판(W)으로 세정액을 분사하여 도금면을 세정한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하 기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1a은 종래의 기판 도금 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1는 도 1a의 'a'부분을 확대한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 'a'부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 4b는 다공성 판에 형성된 홀들을 나타내는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 기판 지지부재를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 금속핀을 나타내는 사시도이다.
도 5c는 본 발명의 금속핀과 보강부재를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 간략하게 나타낸 평면도이다.
도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 도면이다.

Claims (25)

  1. 기판 지지부재; 및
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는 상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트를 포함하며,
    상기 도금용액 공급부재는
    하부가 개방된 내부공간을 가지는 몸체;
    상기 내부공간에 제공되며, 도금용액으로 양이온을 제공하는 양극 전극;
    상기 양극 전극의 아래에 제공되고, 상기 양극 전극에서 용해된 양이온만이 통과할 수 있는 이온 교환막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부재는
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  3. 기판 지지부재; 및
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는,
    상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링과; 그리고
    상기 지지플레이트를 관통하며, 상기 기판의 비도금면으로 불활성 가스를 분사하는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  4. 기판 지지부재; 및
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는,
    상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링을 포함하고,
    상기 지지플레이트에는 상기 기판의 비도금면을 진공흡착하여 상기 기판을 지지하는 진공흡입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 기판 도금장치.
  5. 기판 지지부재와;
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는,
    상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링과; 그리고
    상기 지지플레이트를 상하방향으로 관통하는 홀들이 형성되고, 상기 홀을 따라 상하로 이동가능하며, 상기 기판을 상기 공간으로/에서 로딩/언로딩시키는 지지핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기판 지지부재를 감싸며, 상부가 개방된 도금조를 더 포함하되,
    상기 도금조는 그 상단이 상기 환형 링의 상면보다 높은 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    도금 용액을 저장하는 도금용액 저장부;
    상기 도금용액 공급부재과 상기 도금용액 저장부를 연결하며, 상기 도금용액 공급부재로 상기 도금용액을 제공하는 제1공급라인;
    상기 도금조와 상기 도금용액 저장부를 연결하며, 상기 도금조로 상기 도금 용액을 제공하는 제2공급라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 도금용액 공급부재의 저면은 상기 환형 링의 내경보다 큰 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  9. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 도금용액 공급부재는
    하부가 개방된 내부공간을 가지는 몸체;
    상기 내부공간에 제공되며, 도금용액으로 양이온을 제공하는 양극 전극;
    상기 양극 전극의 아래에 제공되고, 상기 양극 전극에서 용해된 양이온만이 통과할 수 있는 이온 교환막을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도금용액 공급부재는
    상기 이온 교환막의 아래에 제공되며, 다수의 홀을 형성하는 다공성 판을 더 포함하는 것을 특징으로하는 기판 도금 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 지지부재 또는 상기 도금용액 공급부재를 상하방향으로 이동시키 며, 상기 기판 지지부재와 상기 도금용액 공급부재간의 상대적인 거리를 변화시키는 제 1 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 도금용액 공급부재는
    다수의 상기 홀을 개폐시키는 차단판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  13. 기판 지지부재; 및
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는,
    상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트의 외주부에 제공되며, 상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 돌출된 금속핀과; 그리고
    상기 금속핀의 외측면을 감싸며, 상기 금속핀의 강도를 보강하는 보강부재를 포함하며,
    상기 금속핀은 상기 도금면과 접촉하여, 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판 지지부재는
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 상기 지지플레이트의 외주부를 따라 환형으로 돌출되고, 그 내부에 상기 기판이 놓이는 공간을 제공하는 환형 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속핀은 상기 환형 링 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  16. 삭제
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 보강부재는 상기 지지플레이트의 상면으로부터 윗 방향으로 제공되는 지지부재와 상기 지지부재로부터 그 끝단이 상기 지지부재의 방향과 상이한 방향으로 제공되는 상부부재를 가지되,
    상기 지지부재의 측면에는 길이방향을 따라 홈이 형성되고, 상기 홈은 상기 상부부재의 하면을 따라 연장되며,
    상기 금속핀은 상기 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  18. 기판 지지부재; 및
    상기 기판 지지부재의 상부에 위치하며, 기판의 도금면으로 도금용액을 토출하는 도금용액 공급부재를 포함하되,
    상기 기판 지지부재는,
    상기 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 지지하는 지지플레이트와;
    상기 지지플레이트의 외주부에 제공되며, 상기 지지플레이트의 상면으로부터 그 상부로 돌출된 금속핀과; 그리고
    상기 금속핀을 회전시키는 제 2 구동부를 포함하고,
    상기 금속핀은 상기 도금면과 접촉하여, 상기 기판과 전기적으로 연결될 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지플레이트의 상면으로부터 상부로 상기 금속핀을 승강시키는 제 3 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
  20. 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하며,
    상기 도금 용액을 토출하는 단계는
    상기 도금용액 공급부재의 하부에 형성된 다수의 홀을 차단하여 상기 도금용액을 상기 내부공간에 채우는 단계;
    상기 양극 전극 아래에 구비된 이온교환막으로 상기 양이온이 통과하는 단계; 및
    다수의 상기 홀을 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
  21. 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하며,
    상기 기판을 지지하는 단계는 상기 기판의 비도금면으로 불활성 가스를 분사하여 상기 기판이 상기 기판 지지부재와 이격하여 지지되는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
  22. 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하며,
    상기 도금 용액을 토출하는 단계는 상기 도금용액이 토출되는 동안 상기 기판 지지부재를 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
  23. 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하며,
    상기 기판을 지지하는 단계는
    상기 기판 지지부재의 외주부에 제공되며, 상기 기판 지지부재의 상면으로부터 상부로 돌출된 금속핀을 회전시켜 상기 기판과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
  24. 기판의 도금면이 위를 향하도록 상기 기판을 기판 지지부재상에 지지하는 단계;
    상기 기판 지지부재의 상부에 놓인 도금용액 공급부재로부터 상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 단계를 포함하되,
    상기 도금용액은 상기 도금용액 공급부재의 내부공간에 제공되는 양극전극에서 용해된 양이온을 포함하며,
    상기 도금면으로 도금용액을 토출하는 동안에, 상기 기판 지지헤드를 감싸며, 상부가 개방된 도금조내로 도금용액을 공급하여 상기 기판 지지부재를 침지시키는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
  25. 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 도금 용액을 토출하는 단계는
    상기 도금용액 공급부재의 하부에 형성된 다수의 홀을 차단하여 상기 도금용액을 상기 내부공간에 채우는 단계;
    상기 양극 전극 아래에 구비된 이온교환막으로 상기 양이온이 통과하는 단계; 및
    다수의 상기 홀을 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 방법.
KR1020090011126A 2009-02-11 2009-02-11 기판 도금 장치 및 방법 KR101170765B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090011126A KR101170765B1 (ko) 2009-02-11 2009-02-11 기판 도금 장치 및 방법
US12/656,683 US8540854B2 (en) 2009-02-11 2010-02-12 Apparatus and method for plating substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090011126A KR101170765B1 (ko) 2009-02-11 2009-02-11 기판 도금 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100091774A KR20100091774A (ko) 2010-08-19
KR101170765B1 true KR101170765B1 (ko) 2012-08-03

Family

ID=42539492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090011126A KR101170765B1 (ko) 2009-02-11 2009-02-11 기판 도금 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8540854B2 (ko)
KR (1) KR101170765B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101874901B1 (ko) * 2011-12-07 2018-07-06 삼성전자주식회사 기판 건조 장치 및 방법
KR101577702B1 (ko) * 2014-09-16 2015-12-16 주식회사 티케이씨 홀이 형성된 기판용 도금장치
KR102505435B1 (ko) 2016-03-17 2023-03-03 삼성전기주식회사 도금장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053892A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Canon Inc 基板のパターン電気めっき装置及び電気メッキ方法
KR100637890B1 (ko) 1999-07-08 2006-10-23 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 도금장치 및 도금방법 및 도금처리설비

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258220B1 (en) * 1998-11-30 2001-07-10 Applied Materials, Inc. Electro-chemical deposition system
US6328872B1 (en) * 1999-04-03 2001-12-11 Nutool, Inc. Method and apparatus for plating and polishing a semiconductor substrate
US7160421B2 (en) * 1999-04-13 2007-01-09 Semitool, Inc. Turning electrodes used in a reactor for electrochemically processing a microelectronic workpiece
US6197182B1 (en) * 1999-07-07 2001-03-06 Technic Inc. Apparatus and method for plating wafers, substrates and other articles
US6964792B1 (en) * 2000-11-03 2005-11-15 Novellus Systems, Inc. Methods and apparatus for controlling electrolyte flow for uniform plating
US20030010626A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Gramarossa Daniel J. System for plating planar articles
TWI242602B (en) * 2001-11-02 2005-11-01 Ulvac Inc Thin film forming apparatus and method
JP3960774B2 (ja) * 2001-11-07 2007-08-15 株式会社荏原製作所 無電解めっき装置及び方法
US20040134775A1 (en) * 2002-07-24 2004-07-15 Applied Materials, Inc. Electrochemical processing cell
US20050092614A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Gallina Mark J. Distributing forces for electrodeposition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053892A (ja) * 1996-08-12 1998-02-24 Canon Inc 基板のパターン電気めっき装置及び電気メッキ方法
KR100637890B1 (ko) 1999-07-08 2006-10-23 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 도금장치 및 도금방법 및 도금처리설비

Also Published As

Publication number Publication date
US8540854B2 (en) 2013-09-24
US20100200397A1 (en) 2010-08-12
KR20100091774A (ko) 2010-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4434948B2 (ja) めっき装置及びめっき方法
US8784636B2 (en) Plating apparatus and plating method
US9376758B2 (en) Electroplating method
US20060081478A1 (en) Plating apparatus and plating method
US20110108415A1 (en) Apparatus and method for plating a substrate
JPWO2002090623A1 (ja) 銅めっき浴およびこれを用いる基板のめっき方法
JP4624738B2 (ja) めっき装置
US20070158202A1 (en) Plating apparatus and method for controlling plating solution
WO2020123322A2 (en) Low temperature direct copper-copper bonding
US7374646B2 (en) Electrolytic processing apparatus and substrate processing method
US20120145552A1 (en) Electroplating method
KR101170765B1 (ko) 기판 도금 장치 및 방법
KR101087229B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR100694562B1 (ko) 기판 도금방법 및 장치
US20030051995A1 (en) Plating device and plating method
TWI518213B (zh) 導電性結構之形成方法
JP2000319797A (ja) めっき装置
KR20050025986A (ko) 일정한 웨이퍼 침지 각도를 갖는 경사진 전기화학적 도금 셀
JP5232844B2 (ja) めっき装置
JP3698596B2 (ja) めっき装置及びめっき方法
KR101014839B1 (ko) 3차원 ＳｉＰ의 관통형 비아와 범프의 전기화학적 가공방법
JP2006152415A (ja) めっき装置及びめっき方法
JP5564171B2 (ja) めっき装置及びめっき方法
KR20070064847A (ko) 반도체 웨이퍼 전기도금장치
JP2006225715A (ja) めっき装置及びめっき方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee