KR101191543B1 - 기판 도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 양이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber); 기판이 하강하여 전해액에 침지되는 경우 기판의 테두리 영역에 접촉되도록 프로세스 챔버 내에 마련되며, 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부; 및 음극 전압 인가부를 감싸며 마련되며, 내측에는 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 양이온에 척력을 발생시키는 척력 발생부재가 장착되는 도금균일도 조절부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 음극 전압 인가부 주변에 기판 도금을 위한 양이온이 집적되는 정도를 조절할 수 있어 기판의 테두리 영역에 도금이 과하게 이루어지는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있다.

Description

기판 도금 장치{Apparatus to Plate Substrate}

기판 도금 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 기판의 테두리 영역에 도금이 과하게 이루어지는 것을 저지함으로써 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 기판의 테두리 영역의 도금의 정도를 조절할 수 있는 기판 도금 장치가 개시된다.

일반적으로 반도체 소자를 구성하는 실리콘 기판(silicon wafer) 상에 금속 배선을 형성하기 위해, 기판의 전면에 금속막을 패터닝(patterning)하게 된다. 이때, 기판의 전면에 형성되는 금속막은 알루미늄 또는 구리 등에 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 채택되고 있는 실정이다.

박막을 증착하는 방법은 물리적인 충돌을 이용하는 물리기상증착방법(PVD, physical vapor deposition)과 화학 반응을 이용하는 화학기상증착방법(CVD, chemical vapor deposition)으로 크게 분류된다. 물리기상증착방법으로는 스퍼터링(sputtering) 방법 등이 있고, 화학기상증착방법으로는 열을 이용한 열 화학기상증착방법(thermal CVD)과 플라즈마를 이용한 플라즈마 화학기상증착방법(plasma enhanced CVD) 등이 있다.

그러나 기판 상에 금속막을 패터닝하기 위해서는 증착 방법에 비해 전기 이동도에 대한 내성이 우수하고 제조 비용이 상대적으로 저렴한 전기도금 방법이 선호된다.

이러한 전기도금 방법이 적용되는 종래의 기판 도금 장치의 구성에 대해 개략적으로 설명하면, 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되는 프로세스 챔버와, 프로세스 챔버의 내측 하부에 배치되어 양극 전압이 인가되는 경우 양이온의 구리 이온(Cu^{2 +})을 배출하는 타겟부와, 프로세스 챔버의 내측 상부에 배치되며 기판을 파지한 상태로 승강 가능한 척(chuck)과, 척에 의해 기판이 전해액의 상단부에 침지되는 경우 기판의 테두리 영역에 접촉되어 기판으로 음극 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함한다.

여기서, 전압 인가부(250)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 테두리 영역과 접촉 가능하도록 링(ring) 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 전압 인가부(250)는, 보호링(260)에 의해 감싸지며 따라서 전해액과 직접적으로 접촉되는 것을 저지할 수 있다.

이러한 기판 도금 장치의 구성에 의해서, 타겟부에 양극 전압이 인가되고 전압 인가부에 음극 전압이 인가되는 경우, 타겟부로부터 발생되는 구리 이온(Cu^{2 +})이 전해액에 침지된 기판(W)으로 이동하여 기판을 도금시킬 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 기판 도금 장치에 있어서는, 전압 인가부(250)가 기판(W)으로 음극 전압을 인가하기 때문에 전압 인가부(250)의 주변으로 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적되고, 이에 따라 기판(W)의 중앙 영역에 비해 테두리 영역에서 도금 활성화가 이루어짐으로써 기판(W)의 도금 균일도가 저하되는 문제점이 있다.

이에, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 전압 인가부(350)의 측부에 구리 이온(Cu^{2 +})을 유인하는 이온 유인부(370)를 별도로 마련하여 전압 인가부(350)의 주변에 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적되는 것을 방지하는 방안이 고려될 수 있다.

그런데, 이러한 방안에 있어서도, 구리 이온(Cu^{2 +})이 이온 유인부(370)의 표면에 도금됨으로써 이온 유인부(370)의 계속적인 사용이 불가하다는 한계가 있다. 또한 이온 유인부(370)를 별도로 프로세스 챔버 내에 장착해야 하기 때문에 구조상의 복잡함이 발생될 뿐만 아니라 비용적인 측면에서도 불리한 단점이 있다.

따라서, 구조적으로 단순하면서도 전압 인가부에 양이온이 집적되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 기판 도금 장치의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 음극 전압 인가부 주변에 기판 도금을 위한 양이온이 집적되는 정도를 조절할 수 있어 기판의 테두리 영역에 도금이 과하게 이루어지는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 기판의 테두리 영역의 도금의 정도를 조절할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 음극 전압 인가부를 보호하는 기존의 보호부에 양이온이 집적되는 정도를 조절하는 척력 발생부재를 내장할 수 있어 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 양이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber); 상기 기판이 하강하여 상기 전해액에 침지되는 경우 상기 기판의 테두리 영역에 접촉되도록 상기 프로세스 챔버 내에 마련되며, 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부; 및 상기 음극 전압 인가부를 감싸며 마련되며, 내측에는 상기 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 상기 양이온에 척력을 발생시키는 척력 발생부재가 장착되는 도금균일도 조절부;를 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 음극 전압 인가부 주변에 기판 도금을 위한 양이온이 집적되는 정도를 조절할 수 있어 기판의 테두리 영역에 도금이 과하게 이루어지는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 기판의 테두리 영역의 도금의 정도를 조절할 수 있다.

상기 척력 발생부재는 상기 양이온과 동일한 극성을 갖도록 양극 전압이 인가되며, 따라서 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 양이온의 집적 정도를 저하시킬 수 있다.

상기 기판 도금 장치는, 상기 척력 발생부재에 인가되는 양극 전압의 크기를 제어하여 상기 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 상기 양이온의 양을 조절하는 제어부를 더 포함할 수도 있다.

상기 도금균일도 조절부는 링(ring) 형상으로 마련되되 수직 방향으로의 단면이 상방으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 마련되며, 양측벽의 내측에는 상기 음극 전압 인가부가 배치될 수 있다.

상기 척력 발생부재는 상기 음극 전압 인가부 및 상기 전해액과 비접촉되도록 상기 도금균일도 조절부의 내측에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 도금균일도 조절부는 부도체의 재질로 마련되고, 상기 척력 발생부재는 상기 도금균일도 조절부의 상기 내측 공간에 양극 전압 인가 시 양극을 띠는 도체 재질로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 음극 전압 인가부 주변에 기판 도금을 위한 양이온이 집적되는 정도를 조절할 수 있어 기판의 테두리 영역에 도금이 과하게 이루어지는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 기판의 도금 균일도를 향상시킬 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 기판의 테두리 영역의 도금의 정도를 조절할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 음극 전압 인가부를 보호하는 기존의 보호부에 양이온이 집적되는 정도를 조절하는 척력 발생부재를 내장할 수 있어 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치에서 기판이 전압 인가부에 접촉된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 기판 도금 장치에서 기판이 전압 인가부에 접촉된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 음극 전압 인가부에 기판이 접촉된 상태를 도시한 도면이다.

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, 이하에서는 기판을 실리콘 재질의 웨이퍼로 설명할 것이나 기판의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판은 LCD, PDP와 같은 평판 디스플레이가 될 수 있음은 자명하다. 또한 기판의 형상 및 크기가 도면 또는 설명 내용에 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등과 같은 다양한 형상 및 크기로 기판이 제작될 수 있음은 당연하다.

또한, 이하에서는, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온이 구리 이온(Cu^{2 +})이라고 설명할 것이나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 금속 이온에 의해 기판에 대한 도금 공정이 진행될 수 있음은 당연하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 음극 전압 인가부에 기판이 접촉된 상태를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 전해액(103)이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 양이온, 즉 본 실시예의 구리 이온(Cu^{2 +})을 발생시키는 타겟부(120)가 배치되고 내측 상부에는 도금 대상물인 기판(W)을 파지하는 척(125, chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(110, process chamber)와, 기판(W)이 하강하여 전해액(103)에 침지되는 경우 기판(W)의 테두리 영역에 접촉되도록 프로세스 챔버(110) 내에 마련되며 기판(W)으로 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부(150)와, 음극 전압 인가부(150)를 감싸도록 마련되며 양극 전압이 인가되어 음극 전압 인가부(150)로 집적되는 구리 이온(Cu^{2 +})에 척력(斥力)을 발생시키는 척력 발생부재(165)를 갖는 도금균일도 조절부(160)를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)를 감싸도록 프로세스 챔버(110) 내에 마련되어 전해액(103) 상에서 구리 이온(Cu^{2 +})을 여과시키는 여과부(130)를 더 포함할 수 있다.

이러한 구성에 의해서, 음극 전압 인가부(150)와 인접한 기판(W)의 테두리 영역에 도금이 과도하게 진행되는 것을 저지할 수 있으며 이에 따라 기판(Cu^{2 +})의 도금 균일도를 종래에 비해 향상시킬 있다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 프로세스 챔버(110)는, 상호 착탈 가능하게 조립될 수 있는 이너 챔버(111, inner chamber) 및 아우터 챔버(115, outer chamber)를 구비할 수 있다. 본 실시예의 이너 챔버(111)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전해액(103)이 상단부까지 채워지며, 하단부에는 타겟부(120) 및 그를 감싸는 여과부(130)가 장착된다. 또한, 이너 챔버(111)의 내측면에는, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 후술할 음극 전압 인가부(150)가 결합되는 도금균일도 조절부(160)가 장착될 수 있다.

이러한 이너 챔버(111)는 아우터 챔버(115)의 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 이러한 결합 구조에 의해 외부 환경으로부터 보호받을 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 프로세스 챔버(110)는 상호 조립 및 분해가 용이한 이너 챔버(111) 및 아우터 챔버(115)를 구비하며, 이로 인해 제작이 용이하다는 장점이 있다. 다만, 프로세스 챔버(110)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 이너 챔버(111) 및 아우터 챔버(115)가 일체로 형성될 수 있음은 당연하다.

한편, 이너 챔버(111)의 내부에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 양극(anode)을 형성하는 타겟부(120)가 마련된다. 타겟부(120)는 전해액(103)에 완전히 침지되며 전원 공급부(미도시)에 의해 전류가 인가되는 경우, 산화 반응에 의해 양이온, 즉 본 실시예의 구리 이온(Cu^{2 +})을 발생시키는 부분이다.

본 실시예에서 타겟부(120)의 상면은 불규칙하게 마련될 수 있다. 이는, 타겟부(120)에 양극 전압이 인가될 경우 많은 양의 구리 이온(Cu^{2 +})이 발생될 수 있도록, 타겟부(120)의 상면의 실질적인 면적을 확대하기 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 이너 챔버(111) 내에서 일정선까지 수용되는 전해액(103)에 의해서 이루어진다. 따라서 전해액(103)은 구리 이온(Cu^{2 +})을 전도하기에 적합한 황산구리 용액으로 적용된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 전해액(103)이 적용될 수 있음은 물론이다.

한편 여과부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)를 감싸도록 이너 챔버(111)의 내측에 마련되어 전해액(103)을 통해 이동하는 구리 이온(Cu^{2 +})을 여과한다. 이러한 여과부(130)는 타겟부(120)의 상부에서 타겟부(120)와 실질적으로 평행하게 마련되며 1 내지 10 마이크로미터(μm)의 직경을 갖는 여과공(미도시)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 기판(W)에 도달하는 것을 차단할 수 있다.

한편, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 전해액 공급부(미도시)와 연결되어 이너 챔버(111)의 내부로 전해액(103)을 공급할 뿐만 아니라 전해액(103)의 흐름을 형성시키는 전해액 공급라인(140)을 더 포함할 수 있다.

전해액 공급라인(140)을 통해 이너 챔버(111)의 내측에 전해액(103)을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 전해액(103)의 흐름을 형성할 수 있어 타겟부(120)로부터 기판(W)으로 전달되는 구리 이온(Cu^{2 +})의 움직임을 활성화시킬 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 척(125)의 하강 동작에 의해 기판(W)은 전해액(103)의 상단부에 침지되고 이때 기판(W)의 테두리 영역이 음극 전압 인가부(150)에 접촉됨으로써 기판(W)에 음극 전압이 인가될 수 있으며, 이에 따라 타겟부(120)로부터 발생되어 전해액(103)을 따라 이동된 구리 이온(Cu^{2 +})이 기판(W)에 도금될 수 있다.

그런데, 종래의 경우, 구리 이온(Cu^{2 +})이 기판(W)으로 음극 전압을 인가하는 전압 인가부(250, 350, 도 1 및 도 2 참조)에 집적됨으로써, 기판(W)의 테두리 영역이 중앙 영역에 비해 과도하게 도금되는 현상이 발생되고, 따라서 기판(W)의 도금 균일도가 저하되는 한계가 있었다.

이에, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 기판(W)에 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부(150)를 감싸도록 이너 챔버(111)의 내측면에 장착되며, 음극 전압 인가부(150)로 집적되는 구리 이온(Cu^{2 +})에 척력을 발생시킴으로써 기판(W)의 테두리 영역에서의 구리 이온(Cu^{2 +}) 집적 정도를 조절하는 척력 발생부재(165)를 갖는 도금균일도 조절부(160)를 더 포함할 수 있다.

먼저, 음극 전압 인가부(150)에 대해 설명하면, 음극 전압 인가부(150)는 외부의 전원 공급부(미도시)와 연결되며, 전원 공급부로부터 공급되는 음극 전압을 기판(W)에 인가함으로써 기판(W)의 표면(하방을 향하는 저면)에 소정의 패턴이 도금될 수 있도록 한다.

이러한 음극 전압 인가부(150)는, 도 3 및 도 4 상에서는 단면으로 처리되었지만, 기판(W)의 테두리 영역이 부분적으로 접촉될 수 있도록 링(ring) 형상으로 마련될 수 있다.

한편, 이러한 음극 전압 인가부(150)는, 도 3 및 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 도금균일도 조절부(160)에 의해 감싸진다. 본 실시예의 도금균일도 조절부(160)는, 링 형상의 음극 전압 인가부(150)가 내측에 배치될 수 있도록 음극 전압 인가부(150)의 형상에 대응되는 링 형상으로 마련되되, 수직 방향으로의 단면은 상방으로 개방된 'ㄷ'자 형상을 갖는다. 또한, 도금균일도 조절부(160)는 음극 전압 인가부(150)에 전압이 인가되더라도 부도체 상태를 유지할 수 있도록 부도체 재질로 마련된다.

따라서, 음극 전압 인가부(150)가 직접적으로 전해액(103)과 접촉되는 것을 저지할 수 있을 뿐만 아니라 도금균일도 조절부(160)가 전해액(103)에 부분적으로 침지되더라도 그 표면에서 전해액(103)이 고착되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 음극 전압 인가부(150)에 의해 기판(W)으로 음극 전압을 인가하는 경우, 구리 이온(Cu^{2 +})은 기판(W)의 중앙 영역에 비해 기판(W)의 테두리 영역 및 음극 전압 인가부(150)의 주변으로 집적되어 도달하며, 따라서 기판(W) 도금의 균일도가 저하될 수 있다.

이를 저지하기 위해, 본 실시예의 도금균일도 조절부(160)에 구비되는 척력 발생부재(165)는 음극 전압 인가부(150)로 집적되어 도달되는 구리 이온(Cu^{2 +})에 척력을 발생시킴으로써 구리 이온(Cu^{2 +})이 음극 전압 인가부(150)의 주변에 집적되는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 척력 발생부재(165)는, 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 도금균일도 조절부(160)의 내측에 마련된다. 이러한 척력 발생부재(165)는, 도금균일도 조절부(160)의 형상에 대응되는 'ㄷ'자 형상의 단면을 갖도록 마련될 수 있으며 도금균일도 조절부(160)의 내측에 배치된다. 다만, 척력 발생부재(165)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 척력 발생부재(165)의 형상이 프로세스 챔버(110) 내의 전해액(103) 및 음극 전압 인가부(150)와 직접 접촉되지 않도록 도금균일도 조절부(160)의 내측에 마련되는 형상이라면 본 발명의 척력 발생부재(165)로 적용될 수 있음은 당연하다.

또한, 본 실시예의 척력 발생부재(165)는, 전술한 바와 같이, 양극 전압 인가 시 플러스 상태를 유지할 수 있도록 도체 재질로 마련된다. 따라서, 기판(W)에 대한 음극 전압 인가부(150)의 전압 인가로 인해 음극 전압 인가부(150) 주변으로 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적되더라도, 양극 전압 인가로 인해 플러스 상태를 유지하는 척력 발생부재(165)에 의해 집적된 구리 이온(Cu^{2 +})에 척력이 발생됨으로써 구리 이온(Cu^{2 +})이 음극 전압 인가부(150)의 주변에 과도하게 집적되는 것을 저지할 수 있다.

이에 따라, 구리 이온은 기판(W)의 전 영역을 걸쳐 실질적으로 균일하게 공급될 수 있으며, 따라서 기판(W)에 대한 도금 균일도를 향상시킬 수 있다.

다만, 이때 척력 발생부재(165)에 인가되는 양극 전압의 크기를 적절하게 조절하는 것이 중요하다. 왜냐하면, 너무 큰 양극 전압이 척력 발생부재(165)에 인가되는 경우 기판(W)의 테두리 영역에 도달되는 구리 이온(Cu^{2 +})에 강한 척력을 발생시킴으로써 기판(W)의 테두리 영역에 대한 도금 공정이 부실하게 진행될 수 있고, 반면에 너무 작은 양극 전압이 척력 발생부재(165)에 인가되는 경우 기판(W)의 테두리 영역에 집적된 구리 이온(Cu^{2 +})의 집적 상태가 그대로 유지될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 척력 발생부재(165)에 인가되는 양극 전압의 크기를 제어하여 음극 전압 인가부(150)로 집적되는 구리 이온(Cu^{2 +})의 양을 적절히 조절하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

다시 말해, 제어부의 명령 신호에 의해 척력 발생부재(165)로 인가되는 양극 전압의 크기가 제어되고, 이에 따라 기판(W)의 테두리 영역으로 집적되는 구리 이온(Cu^{2 +})의 양을 적절히 조절할 수 있어 기판(W)의 테두리 영역에 과도한 도금이 발생되는 것을 저지할 수 있다.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 기판 도금 장치(100)의 개략적인 도금 공정에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 기판(W)을 파지하고 있는 척(125)을 하강시켜 기판(W)을 전해액(103)의 상단부에 침지시킨다. 그러면, 기판(W)의 테두리 영역이 음극 전압 인가부(150)에 접촉된다. 그리고 양극을 형성하는 타겟부(120)에 양극 전압을 인가하고, 음극 전압 인가부(150)에 음극 전압을 인가한다.

그러면, 타겟부(120)로부터 발생되는 구리 이온(Cu^{2 +})이 음극을 형성하는 기판(W)데 도달하여 기판(W)의 도금 공정이 진행될 수 있다.

그런데, 이때 음극 전압 인가부(150)가 상대적으로 강한 음극 상태를 가짐으로써 음극 전압 인가부(150) 및 그에 인접한 기판(W)의 테두리 영역으로 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적될 수 있는데, 이는 척력 발생부재(165)에 양극 전압을 인가하여 해결할 수 있다.

즉, 제어부의 명령 신호에 의해 척력 발생부재(165)에 적절한 양극 전압이 인가되면, 척력 발생부재(165)와 도금균일도 조절부(160)의 하부 또는 측부에 집적되어 있는 구리 이온(Cu^{2 +}) 사이에 척력이 발생되기 때문에 집적된 구리 이온(Cu^{2 +}) 중 일부는 기판(W)의 테두리 영역으로 멀어지게 된다. 다시 말해, 기판(W)의 테두리 영역에 구리 이온(Cu^{2 +})이 과도하게 집적되는 것을 저지할 수 있는 것이며, 따라서 기판(W)에 대한 도금 균일도를 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 음극 전압 인가부(150) 주변에 기판(W) 도금을 위한 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적되는 정도를 조절할 수 있어 기판(W)의 테두리 영역에 도금이 과도하게 이루어지는 것을 저지할 수 있으며, 따라서 기판(W)의 도금 균일도를 향상시킬 수 있으며, 사용자의 선택에 따라 기판의 테두리 영역의 도금의 정도를 조절할 수 있다.

또한, 음극 전압 인가부(150)를 보호하는 기존의 도금균일도 조절부(160)에 구리 이온(Cu^{2 +})이 집적되는 정도를 조절하는 척력 발생부재(165)를 내장할 수 있어 구조를 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 절감할 수도 있다.

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.

100 : 기판 도금 장치 103 : 전해액
110 : 프로세스 챔버 120 : 타겟부
125 : 척 130 : 여과부
140 : 전해액 공급라인 150 : 음극 전압 인가부
160 : 도금균일도 조절부 165 : 척력 발생부재

Claims (6)

1. 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 양이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber);
   상기 기판이 하강하여 상기 전해액에 침지되는 경우 상기 기판의 테두리 영역에 접촉되도록 상기 프로세스 챔버 내에 마련되며, 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부; 및
   상기 음극 전압 인가부를 감싸며 마련되며, 내측에는 상기 양이온과 동일한 극성을 갖도록 양극 전압이 인가됨으로써 상기 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 상기 양이온으로 척력을 발생시키는 척력 발생부재가 장착되는 도금균일도 조절부;
   를 포함하는 기판 도금 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 척력 발생부재에 인가되는 양극 전압의 크기를 제어하여 상기 음극 전압 인가부의 주변으로 집적되는 상기 양이온의 양을 조절하는 제어부를 더 포함하는 기판 도금 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 도금균일도 조절부는 링(ring) 형상으로 마련되되 수직 방향으로의 단면이 상방으로 개방된 'ㄷ'자 형상으로 마련되며, 양측벽의 내측에는 상기 음극 전압 인가부가 배치되는 기판 도금 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 척력 발생부재는 상기 음극 전압 인가부 및 상기 전해액과 비접촉 되도록 상기 도금균일도 조절부의 내측에 배치되는 기판 도금 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 도금균일도 조절부는 부도체의 재질로 마련되고, 상기 척력 발생부재는 상기 도금균일도 조절부의 상기 내측 공간에 양극 전압 인가 시 양극을 띠는 도체 재질로 마련되는 기판 도금 장치.

Images