KR101578079B1 - 기판 도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 도금 처리 장치는 복수개의 피처리 기판을 동시에 도금 처리하기 위한 적층된 복수개의 도금조를 갖는 도금 처리실, 상기 도금 처리실에 연결되며 도금 처리될 피처리 기판이 대기하는 로드부, 상기 도금 처리부에 연결되며 도금 처리된 피처리 기판이 대기하는 언로드부, 및 상기 로드부와 상기 언로드부 및 상기 도금 처리실 사이에서 피처리 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 포함한다. 본 발명의 도금 처리 장치는 복수매의 기판을 처리하되 도금조의 중첩된 구성으로 설비 면적을 최소화하고 도금 공정을 위한 각종 유체의 재사용에 의해 설비 운영비용을 절감할 수 있으며 연속된 도금 처리를 가능하도록 하여 설비 운영 효율을 최대화 할 수 있다.

건조 장치 일체형 - 건조를 위한 펜

Description

기판 도금 장치{SUBSTRATE GILDING APPARATUS}

본 발명은 기판 도금 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 복수의 기판을 동시에 도금 처리하기 위한 효율적인 장치 운영 구조를 갖는 고효율 기판 도금 장치에 관한 것이다.

반도체기판 위에 배선회로를 형성하기 위한 재료로서는 알루미늄 또는 알루미늄합금이 일반적으로 사용되고 있으나, 집적도의 향상에 따라 더욱 전도율이 높은 재료를 배선재료에 채용할 것이 요구되고 있다. 이 때문에 기판에 도금처리를 실시하여 기판에 형성된 배선패턴에 구리 또는 그 합금을 충전하는 방법이 제안되고 있다.

반도체기판 위에 도금을 실시하는 방법으로서는 컵 식이나 딥 식과 같이 도금탱크에 항상 도금액을 채워 그곳에 기판을 담그는 방법과, 도금탱크에 기판이 공급되었을 때에만 도금액을 채우는 방법이 있다. 또 전위차를 걸어 이른바 전해도금을 행하는 방법과 전위차를 걸지 않은 무전해도금을 행하는 방법 등 여러 가지의 방법들이 있다.

그러나 종래의 도금장치에 있어서는 기판의 수수나 반송로봇의 주행 경로 등 의 여러 가지의 제약을 받아 로드 언로드부, 반송로봇 및 각종 유닛을 동일 설비 내에 효율적으로 설치하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 메인티넌스 성능에도 문제가 있었다. 이것은 예를 들면 기판의 표면에 화학적 기계적 연마(CMP)를 실시하는 폴리싱장치 등의 다른 기판처리장치에 있어서도 마찬가지였다.

또 도금처리나 전처리 등의 각 공정마다 각각의 유닛이 구비되고, 각 유닛으로 기판이 반송되어 처리되도록 되어 있었기 때문에 장치로서 매우 복잡하여 제어가 곤란하게 될 뿐만 아니라, 큰 점유면적을 차지하고, 또한 제조비용이 매우 비싸다는 문제가 있었다.

또한, 각 도금 장치에서의 처리가 종료하면 일단 건조시켜 웨이퍼 카세트에 수납하고, 다음 도금장치로 반송하는 것이 되나, 그 사이에 기판의 피도금면이 오염되어 다음 공정의 도금처리에서 도금불량(예를 들면 매립불량이나 도금의 이상석출 등)이 생겨 안정된 공정이 얻어지지 않게 될 염려나 건조에 의해 피처리면이 산화될 염려도 있었다.

본 발명의 목적은 복수매의 기판을 처리하되 도금조의 중첩된 구성으로 설비 면적을 최소화하고 도금 공정을 위한 각종 유체의 재사용에 의해 설비 운영비용을 절감할 수 있으며 연속된 도금 처리를 가능하도록 하여 설비 운영 효율을 최대화 할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 기판 도금 장치에 관한 것이다. 본 발명의 기판 도금 장치는: 복수개의 피처리 기판을 동시에 도금 처리하기 위한 적층된 복수개의 도금조를 갖는 도금 처리실; 상기 도금 처리실에 연결되며 도금 처리될 피처리 기판이 대기하는 로드부; 상기 도금 처리부에 연결되며 도금 처리된 피처리 기판이 대기하는 언로드부; 및 상기 로드부와 상기 언로드부 및 상기 도금 처리실 사이에서 피처리 기판을 반송하는 기판 반송 장치를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 도금조로 도금액을 공급하는 도금액 공급원; 상기 복수개의 도금조로 세정액을 공급하는 세정액 공급원; 상기 복수개의 도금조에서 사용된 도금액 또는 세정액을 정제 처리하는 정제부; 상기 도금액 공급원과 상기 복수개의 도금조 그리고 상기 세정액 공급원과 상기 복수개의 도금조 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제1 유체이동체널; 상기 복수개의 도금조와 상기 정제부 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제2 유체이동체널; 상기 정제부와 상기 도금액 공급원 그리고 상기 정제부와 상기 세정액 공급원 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제3 유체이동체널; 상기 제1 내지 제3 유체이동채널에 설치되어 유체 이동을 제어하는 복수개의 제어밸브; 및 도금 처리 공정과 세정 처리 공정에 따라 상기 복수개의 제어밸브의 개폐를 제어하여 상기 제1 내지 제3 유체이동채널을 통한 유체흐름을 제어하는 도금처리제어부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수개의 도금조의 일 측에 설치되어 도금 처리 또는 세정 처리된 피처리 기판으로 건조 공기를 분사하는 송풍 장치를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 도금 처리실은 적어도 두 구역으로 분할된 구조를 갖고, 각각의 분할된 구역에 각기 설치되는 적층된 복수개의 도금조를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 기판 반송 장치는 적어도 두 장 이상의 피처리 기판을 동시에 반송할 수 있도록 둘 이상의 앤드 이펙터를 구비한다.

본 발명의 기판 도금 장치에 의하면, 복수개의 도금조를 적층된 구조로 구성하기 때문에 설비 면적을 최소화할 수 있으며, 복수개의 피처리 기판을 동시에 도금 처리할 수 있어서 높은 장비수율을 얻을 수 있다. 또한 도금 처리 또는 세정 처리 이후에 진행되는 건조 처리가 도금조로부터 꺼내진 직후 그 위에서 바로 연속해서 이루어짐으로 공정 진행이 신속하게 이루어질 수 있어서 장비 수율을 높일 수 있다. 도금 처리를 위한 각종 도금액과 세정액에 대하여 정제하여 순환 반복 사용하는 구조를 갖는다. 그럼으로 도금 처리를 위한 비용을 절감할 수 있으며 자원 재활용에 의한 여러 이익을 얻을 수 있다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도 면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는 복수개의 피처리 기판(112)을 동시에 도금 처리하기 위한 도금 처리실(130, 140)을 구비한다. 도금 처리실(130, 140)의 한편으로는 도금 처리될 피처리 기판이 대기하는 로드부(110)와 다른 한편으로는 도금 처리된 피처리 기판이 대기하는 언로드부(120)가 연결되어 있다. 로드부(110)와 언로드부(120)는 도금 처리실(130, 140)의 양편으로 마주 대향된 배치 구조를 갖도록 하였지만 설비 효율을 높이기 위하여 다른 배치 구조를 갖도록 하는 것도 가능하다.

기판 도금 창치(100)는 양편으로 나누어 두 개의 도금 처리실(130, 140)이 구성되고, 그 사이를 왕복하도록 구성된 기판 반송 장치(150)를 구비한다. 각각의 도금 처리실(130, 140)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 도금조(160)가 적층되고, 적층된 복수개의 도금조(160)가 병렬로 배열되어 있다. 적층된 구조를 갖는 복수개의 도금조(160)는 하나의 도금조에서 피처리 기판의 도금 처리와 세정 처리를 연속해서 수행할 수 있으며, 도금 처리와 세정 처리가 서로 다른 도금조(160)에서 수행될 수도 있다. 복수개의 도금조(160)를 적층된 구조로 구성하기 때문에 설비 면적을 최소화할 수 있으며, 복수개의 피처리 기판을 동시에 도금 처리할 수 있어서 높은 장비수율을 얻을 수 있다.

기판 반송 장치(150)는 중앙에 레일을 두고 왕복해서 이동되면서 로드부(110)에 대기된 피처리 기판을 도금조(160)로 반송하고, 처리된 피처리 기판은 도금조(160)로부터 언로딩부(120)로 반송시킨다. 또는 기판 반송 장치(150)는 복수개의 도금조(160) 사이에서 기판을 반송하기도 한다. 기판 반송 장치(150)는 한 번에 복수개의 피처리 기판을 반송할 수 있도록 둘 이상의 엔드 이팩터를 구비한다.

도 2는 도금 또는 세정 공정 후 피처리 기판을 건조하는 과정을 예시적으로 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하여, 도금 처리 후 또는 세정 공정 처리 후에는 피처리 기판의 건조 처리 과정이 필요한데 이를 위하여 각각의 적층된 도금조(160)의 후방에는 송풍장치(180)가 설치된다. 각각의 도금조(160)에 설치된 트레이(170)는 피처리 기판(112)을 탑재한 상태에서 도금조(160)에 채워진 유체(도금액 또는 세정액)에 담겨져 도금 처리 또는 세정 처리가 이루진다. 도금조(160)의 하부에는 도금 처리를 위한 전극 기판(162) 마련되고 피처리 기판(112)과 전극 기판(162)에 전위차를 걸어서 전해도금이 실시된다. 도금 처리 후 트레이(170)는 피처리 기판(112)을 도금조(160)에서 꺼내면 후방에 설치된 송풍장치(180)가 가동하여 피처리 기판(112)의 건조 처리가 이루어진다. 세정 처리의 경우에도 이와 동일한 방식으로 진행된다.

도금 처리 또는 세정 처리 이후에 진행되는 건조 처리가 도금조(160)로부터 꺼내진 직후 그 위에서 바로 연속해서 이루어짐으로 공정 진행이 신속하게 이루어질 수 있어서 장비 수율을 높일 수 있다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나 도금 처리 장치 내부에서 기체의 흐름 구조는 건조 처리의 효율을 높이면서 내부 구성 부품의 오염을 방지할 수 있도록 최적화되어 설계될 수 있다. 예를 들어, 송풍기(180)와 대칭되는 구조로 배기 덕트(미도시)가 마련될 수 있다.

도 3은 도금액과 세정액의 순환 재사용 구조를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하여, 도금 처리 장치(100)는 복수개의 도금조로 도금액을 공급하는 도금액 공급원(310), 복수개의 도금조로 세정액을 공급하는 세정액 공급원(300), 그리고 제1 내지 제3 유체이동채널(260, 270, 280)을 구비하고 도금 처리를 위한 각종 도금액과 세정액에 대하여 정제하여 순환 반복 사용하는 구조를 갖는다. 그럼으로 도금 처리를 위한 비용을 절감할 수 있으며 자원 재활용에 의한 여러 이익을 얻을 수 있다.

제1 유체이동채널(260)은 복수개의 도금조(160)에서 사용된 도금액 또는 세정액을 정제 처리하는 정제부(320), 도금액 공급원(310)과 복수개의 도금조(160) 그리고 세정액 공급원(300)과 복수개의 도금조(160) 사이에서 유체 이동 경로를 제공한다. 제2 유체이동체널(270)은 복수개의 도금조(160)와 정제부(320) 사이에서 유체 이동 경로를 제공한다. 제3 유체이동체널(280)은 정제부(320)와 도금액 공급원(310) 그리고 정제부(320)와 세정액 공급원(300) 사이에서 유체 이동 경로를 제공한다. 그리고 제1 내지 제3 유체이동채널(260, 270, 280)에 설치되어 유체 이동을 제어하는 복수개의 제어밸브(200, 210, 220, 240, 250)와 이를 제어하기 위한 도금처리제어부(190)가 구비된다. 도금처리제어부(190)는 도금 처리 공정과 세정 처리 공정에 따라 상기 복수개의 제어밸브(200, 210, 220, 240, 250)의 개폐를 제 어하여 상기 제1 내지 제3 유체이동채널(260, 270, 280)을 통한 유체흐름을 제어한다.

이상에서 설명된 본 발명의 기판 도금 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 기판 도금 장치는 다양한 종류의 반도체기판을 생산하기 위한 공정에 유용하게 사용될 수 있으며 생산 공정에 있어서 장비 수율을 높일 수 있고 생산비를 절감할 수 있으며 최적화된 장비 구조로 설비 면적을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성도이다.

도 2는 도금 또는 세정 공정 후 피처리 기판을 건조하는 과정을 예시적으로 설명하는 도면이다.

도 3은 도금액과 세정액의 순환 재사용 구조를 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 도금 처리 설비 110: 로드부

112: 피처리 기판 120: 언로드부

130, 140: 도금 처리부 150: 기판 이송 장치

160: 단위 도금조 170: 트레이

180: 송풍기 190: 도금 처리 제어부

200~250: 제어밸브 260,270, 280: 유체이동채널

300: 세정액 공급원 310: 도금액 공급원

320: 정제부

Claims (5)

1. 복수개의 피처리 기판을 동시에 도금 처리하기 위한 적층된 복수개의 도금조를 갖는 도금 처리실;

   상기 도금 처리실에 연결되며 도금 처리될 피처리 기판이 대기하는 로드부;

   상기 도금 처리부에 연결되며 도금 처리된 피처리 기판이 대기하는 언로드부;

   상기 로드부와 상기 언로드부 및 상기 도금 처리실 사이에서 피처리 기판을 반송하는 기판 반송 장치;

   상기 복수개의 도금조로 도금액을 공급하는 도금액 공급원;

   상기 복수개의 도금조로 세정액을 공급하는 세정액 공급원;

   상기 복수개의 도금조에서 사용된 도금액 또는 세정액을 정제 처리하는 정제부;

   상기 도금액 공급원과 상기 복수개의 도금조 그리고 상기 세정액 공급원과 상기 복수개의 도금조 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제1 유체이동체널;

   상기 복수개의 도금조와 상기 정제부 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제2 유체이동체널;

   상기 정제부와 상기 도금액 공급원 그리고 상기 정제부와 상기 세정액 공급원 사이에서 유체 이동 경로를 제공하는 제3 유체이동체널;

   상기 제1 내지 제3 유체이동채널에 설치되어 유체 이동을 제어하는 복수개의 제어밸브; 및

   도금 처리 공정과 세정 처리 공정에 따라 상기 복수개의 제어밸브의 개폐를 제어하여 상기 제1 내지 제3 유체이동채널을 통한 유체흐름을 제어하는 도금처리제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 복수개의 도금조의 일 측에 설치되어 도금 처리 또는 세정 처리된 피처리 기판으로 건조 공기를 분사하는 송풍 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 도금 처리실은 적어도 두 구역으로 분할된 구조를 갖고,

   각각의 분할된 구역에 각기 설치되는 적층된 복수개의 도금조를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판 반송 장치는

   적어도 두 장 이상의 피처리 기판을 동시에 반송할 수 있도록 둘 이상의 앤드 이펙터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 도금 장치.

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