KR20120013133A - 기판 도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 인가 시 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 배치되고, 상부에는 도금 대상물인 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber); 및 프로세스 챔버의 내측 상단부에 장착되어, 척에 척킹된 기판이 전해액에 침지되기 전에 기판을 향하여 전해액과 동일한 세정액을 분사함으로써 기판을 프리 웨팅(pre-wetting)하는 적어도 하나의 세정부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 대한 도금 공정 전에 기판을 미리 젖힐 때, 기존의 초순수로 하는 것이 아니라 도금 공정 시 사용되는 전해액과 실질적으로 동일한 세정액으로 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있다.

Description

기판 도금 장치{Apparatus to Plate Substrate}

기판 도금 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 도금 공정 시 사용되는 전해액과 실질적으로 동일한 세정액으로 기판을 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있는 기판 도금 장치가 개시된다.

일반적으로 반도체 소자를 구성하는 실리콘 기판 상에 금속 배선을 형성하기 위해, 기판의 전면에 금속막을 패터닝하게 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(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.

구리 금속막을 패터닝하기 위한 전기 도금의 원리는, 전해액이 수용된 프로세스 챔버 내에 양극(anode)를 형성하는 구리판과 음극(cathode)를 형성하는 기판을 침지시킴으로써 구리판에서 분리된 구리 이온(Cu^{2 +})이 기판으로 이동하여 금속막이 형성된다.

한편, 전술한 전기 도금에 의해 기판 상에 구리 금속막을 패터닝하기 전에, 구리 기판에 초순수를 분사하여 기판을 적시는 프리 웨팅(pre-wetting) 공정을 실행한다. 이러란 프리 웨팅 공정에 의해서 기판 상에서 산기를 제거할 수 있으며 이로 인해 전기 도금 이전에 기판 소재의 활성화 상태를 유지 또는 향상시킬 수 있다.

부연 설명하면, 이러한 프리 웨팅 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 세정 장치(50)에 의해 이루어질 수 있으며, 프리 웨팅된 기판(W)은 기판 도금 장치(1)로 인입되어 도금 공정이 진행될 수 있다. 세정 장치(50)는, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 세정 하우징(51)과, 기판(W)으로 초순수를 분사하는 세정부(52)를 포함할 수 있다.

그런데, 이와 같이, 초순수를 이용하여 기판(W)에 대한 프리 웨팅 공정을 실행하는 경우, 기판(W) 상에 발생되는 초순수막으로 인해 도금 초기 전해액 내의 첨가제 효과를 구현하기 어려우며, 이에 따라 전기 도금의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

또한, 별도의 세정 장치(50)를 통해 기판(W)에 대한 프리 웨팅 공정을 실행하기 때문에 장치 사이즈가 커질 수 있으며, 또한 장비 구축에 소요되는 비용이 증대될 수도 있다.

따라서, 프리 웨팅 공정에 의해 초순수막이 형성되는 것을 저지함으로써 도금 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있으면서도 장치 사이즈를 전체적으로 줄일 수도 있는 기판 도금 장치의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 기판에 대한 도금 공정 전에 기판을 미리 젖힐 때, 기존의 초순수로 하는 것이 아니라 도금 공정 시 사용되는 전해액과 실질적으로 동일한 세정액으로 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 프리 웨팅을 통해 기판 상의 산기를 완전히 제거할 수 있어 도금 공정 직전에 기판 소재의 활성화 상태를 유지 또는 개선할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 세정액 및 전해액이 동일한 용액으로 마련됨으로써 프로세스 챔버 내에서 기판에 대한 프리 웨팅을 진행할 수 있으며, 이에 따라 종래와 같이 별도의 세정 장치가 필요치 않아 장비를 간소화할 수 있음은 물론 장비 구축에 소요되는 비용을 줄일 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 배치되고, 상부에는 도금 대상물인 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber); 및 상기 프로세스 챔버의 내측 상단부에 장착되어, 상기 척에 척킹된 상기 기판이 상기 전해액에 침지되기 전에 상기 기판을 향하여 상기 전해액과 동일한 세정액을 분사함으로써 상기 기판을 프리 웨팅(pre-wetting)하는 적어도 하나의 세정부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 기판에 대한 도금 공정 전에 기판을 미리 젖힐 때, 기존의 초순수로 하는 것이 아니라 도금 공정 시 사용되는 전해액과 실질적으로 동일한 세정액으로 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있다.

상기 적어도 하나의 세정부는 상기 프로세스 챔버의 둘레를 따라 상기 프로세스 챔버의 내측 상단부에 규칙적으로 설치되는 복수의 세정부일 수 있다.

상기 세정부는 스프레이 노즐(spray nozzle) 타입으로 마련될 수 있으며, 이에 따라 기판의 전면으로 세정액을 균일하게 분사할 수 있다.

상기 세정액은 상기 전해액과 실질적으로 동일한 황산구리 용액으로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 프로세스 챔버는, 상기 타겟부가 하부에 배치되고, 상단부의 내측벽에는 상기 적어도 하나의 세정부가 결합되는 이너 챔버; 및 내측에 상기 이너 챔버가 착탈 가능하게 결합되는 아우터 챔버를 포함하며, 상기 이너 챔버에 수용되는 상기 전해액의 상단부에는 상기 기판이 선택적으로 침지될 수 있다.

상기 기판 도금 장치는, 일단부는 상기 프로세스 챔버의 하부벽 또는 측벽에 관통되게 설치되고 타단부는 상기 전해액을 공급하는 전해액 공급부와 연결되어 상기 전해액 공급부로부터 상기 프로세스 챔버의 내측으로 상기 전해액을 공급하는 전해액 공급라인; 및 일단부는 상기 적어도 하나의 세정부에 연결되고 타단부는 상기 전해액 공급부에 연결되어 상기 전해액 공급부로부터 상기 적어도 하나의 세정부로 상기 세정액을 공급하는 세정액 공급라인을 더 포함할 수 있다.

상기 전해액 공급라인 및 상기 세정액 공급라인 중 적어도 어느 하나는, 상기 전해액 공급부로부터 상기 전해액 또는 상기 세정액을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프(pump); 상기 전해액 또는 상기 세정액을 필터링(filtering)하는 필터(filter); 상기 전해액 또는 상기 세정액의 유량을 측정하는 유량 측정기; 및 상기 전해액 또는 상기 세정액의 이동을 허용하는 밸브 스위치(valve switch)를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 세정부는 상기 적어도 하나의 세정부로 린스액을 공급하는 린스액 공급라인과 선택적으로 연결 가능하며, 따라서 프로세스 챔버의 이너 챔버에 대한 세정이 요구되는 경우 세정부를 통해 분사되는 린스액으로 세정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기판에 대한 도금 공정 전에 기판을 미리 젖힐 때, 기존의 초순수로 하는 것이 아니라 도금 공정 시 사용되는 전해액과 실질적으로 동일한 세정액으로 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 프리 웨팅을 통해 기판 상의 산기를 완전히 제거할 수 있어 도금 공정 직전에 기판 소재의 활성화 상태를 유지 또는 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 세정액 및 전해액이 동일한 용액으로 마련됨으로써 프로세스 챔버 내에서 기판에 대한 프리 웨팅을 진행할 수 있으며, 이에 따라 종래와 같이 별도의 세정 장치가 필요치 않아 장비를 간소화할 수 있음은 물론 장비 구축에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 프리 웨팅 과정에 대해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 프리 웨팅 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 프리 웨팅 과정 후 기판이 전해액에 침지된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 기본적인 컨셉을 개략적으로 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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 프리 웨팅 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 프리 웨팅 과정 후 기판이 전해액에 침지된 상태를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 기본적인 컨셉을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 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 배치되고 상부에는 도금 대상물인 기판(W)을 파지하는 척(125, chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(110, process chamber)와, 프로세스 챔버(110)의 내측 상단부(전해액이 충전되지 않은 부분)에 장착되어 척(125)에 척킹된 기판(W)이 전해액(103)에 침지되기 전에 기판(W)을 향하여 전해액(103)과 동일한 세정액(103)을 분사함으로써 기판(W)을 프리 웨팅(pre-wetting)하는(미리 젖히는) 복수의 세정부(150)를 포함한다.

또한, 본 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 도 2 및 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.

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 구비한다. 본 실시예의 이너 챔버(111)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전해액(103)이 상단부까지 채워지며, 하단부에는 타겟부(120) 및 그를 감싸는 여과부(130), 그리고 상단부의 내측벽에는 복수 개의 세정부(150)가 장착된다.

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.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전해액(103)은 타겟부(120) 및 여과부(130)가 완전히 잠기도록 이너 챔버(111)의 일정선까지 수용된다. 이너 챔버(111) 및 아우터 챔버는 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 출입할 수 있는 다양한 형상 중 어느 하나가 채용될 수 있음은 당연하다.

한편, 이너 챔버(111)의 내부에는, 도 2 및 도 3에 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 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 2 및 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, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 전해액 공급부(170)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.

이러한 전해액 공급라인(140)은, 타겟부(120)의 중앙을 관통하여 여과부(130)에 부분적으로 결합되는 메인 전해액 공급라인(140a)과, 메인 전해액 공급라인(140a)으로부터 이격되도록 이너 챔버(111)의 하부벽에 관통되어 상방으로 전해액(103)을 공급하되 메인 전해액 공급라인(140a)을 기준으로 대칭되게 마련되는 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(140b)을 포함할 수 있다.

이러한 구성의 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.

또한, 메인 전해액 공급라인(140a)은 이너 챔버(111) 내부의 중앙 영역에서 전해액(103)의 흐름을 활성화시키고, 한 쌍의 서브 전해액 공급라인(140b)은 이너 챔버(111) 내부의 외측 영역에서 전해액(103)의 흐름을 활성화시킴으로써 기판(W) 전면으로 구리 이온(Cu^{2 +})을 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 도금 효율 및 균일도가 향상될 수 있다.

한편, 이러한 전해액 공급라인(140)들은, 전해액 공급부(170)에 독립적으로 연결되되 각각의 고유 이동 라인으로 마련될 수 있다.

또한 각각의 전해액 공급라인(140)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 전해액 공급부(170)로부터 전해액(103)을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프(141, pump)와, 전해액(103)에 함유된 불순물을 미리 필터링(filtering)하는 필터(142, filter)와, 각각의 공급라인(140a, 140b)을 통해 이송되는 전해액(103)의 양을 측정하는 유량 측정기(143)와, 각각의 공급라인(140a, 140b)의 작동을 온/오프(on/off)하는 밸브 스위치(144, valve switch)를 포함할 수 있다.

이러한 전해액 공급라인(140)의 구성에 의해서, 전해액(103) 공급이 요구되는 때에 적당한 양의 전해액(103)이 이너 챔버(111)로 공급될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 기판(W)을 전해액(103)에 침지시켜 도금하기 전에 기판(W)에 대한 프리 웨팅(pre-wetting) 과정(미리 젖히는 과정)이 진행되는데, 종래에는 별도의 세정 장치(50, 도 1 참조)에서 초순수로 기판(W)에 대한 프리 웨팅 공정을 실행하였기 때문에 기판(W) 상에 초순수막이 발생되었고, 이로 인해 도금 초기 전해액 내의 첨가제(additive) 효과를 구현하기 어려우며, 이에 따라 전기 도금의 신뢰성이 저하될 우려가 있었다. 또한 별도의 세정 장치(50)가 요구되기 때문에 장비 구축에 소용되는 비용이 증대되는 단점이 있었다.

이에, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 프로세스 챔버(110) 내에 프리 웨팅을 위한 복수 개의 세정부(150)를 더 포함한다(다만, 도 2 및 도 3은 단면도이기 때문에 단일 개의 세정부만 표현되어 있으나 실제로는 복수 개 마련될 수 있음).

본 실시예의 복수 개의 세정부(150)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(110) 중 이너 챔버(111)의 내측벽에 결합되어 척(125)에 척킹된 기판(W)의 하면(도금 처리될 일면)을 향하며 세정액(103)을 분사한다.

여기서, 본 실시예의 세정부(150) 각각은, 분사되는 세정액(103)이 기판(W)의 전면을 향해 고르게 분사되어 기판(W) 전면을 프리 웨팅할 수 있도록 스프레이 노즐(spray nozzle) 타입으로 마련된다. 또한 전술한 바와 같이, 복수 개의 세정부(150)가 이너 챔버(111)의 내측벽의 둘레를 따라 규칙적으로 마련되고, 각각의 자리에서 기판(W)을 향해 세정액(103)을 분사함으로써 기판(W) 전면에 대한 프리 웨팅이 원활하게 진행될 수 있다.

한편, 본 실시예의 세정부(150)를 통해 분사되는 세정액(103)은 초순수가 아닌 전해액(103)과 동일한 용액, 즉 황산구리 용액으로 마련된다. 따라서, 프리 웨팅 과정에서 기판(W)을 적신 후 낙하되는 세정액(103)이 이너 챔버(111) 내의 전해액(103)으로 떨어져도 문제가 되지 않으며, 또한 종래와 같이 초순수막이 형성되지 않아 기판(W)에 대한 도금 공정 초기에 도금 상태가 불량해지는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 세정부(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 세정액 공급라인(160)을 통해 전해액 공급부(170)와 연결되어 전해액 공급부(170)로부터 전해액(103)과 동일한 세정액(103)을 공급받을 수 있으며, 이에 따라 세정액(103)을 분사할 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 전해액(103) 및 세정액(103)은 전해액 공급부(170)와 각각의 공급라인(140, 160)을 통해 연결되어 각각의 공급라인(140, 160)을 통해 전해액(103) 또는 세정액(103)을 공급할 수 있는 것이다. 이는, 전술한 바와 같이, 세정액(103)이 전해액(103)과 동일한 용액으로 마련되어 가능한 것이며, 이러한 구성에 따라 전체적인 장비를 간소화할 수 있는 장점이 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 세정부(150)는 별도의 세정액 공급부(미도시)와 세정액 공급라인(미도시)에 연결되어 세정액(103)을 공급받을 수 있음은 당연하다.

한편, 본 실시예의 세정액 공급라인(160)에는, 전술한 전해액 공급라인(140)과 마찬가지로, 전해액 공급부(170)로부터 세정액(103)을 펌핑하기 위한 펌프(161)와, 세정액(103)에 함유된 불순물을 미리 필터링하는 필터(162)와, 세정액 공급라인(160)을 통해 이송되는 전해액(103)의 양을 측정하는 유량 측정기(163)와, 세정액 공급라인(160)의 작동을 온/오프(on/off)하는 밸브 스위치(164)가 장착될 수 있다.

이러한 구성들에 의해서, 세정부(150)에 적절한 압력 및 유량의 세정액(103)이 공급되어 분사될 수 있으며, 이에 따라 기판(W)에 대한 프리 웨팅 과정이 원활하게 진행될 수 있다.

한편, 본 실시예의 각각의 세정부(150)는, 전술한 바와 같이, 세정액 공급라인(160)을 통해 전해액 공급부(170)와도 연결 가능하지만, 이와는 별도로 린스액 공급라인(미도시)을 통해 린스액 공급부(미도시)와도 연결 가능하다. 즉, 선택적 연결이 가능한 것이다.

따라서, 세정부(150)는 기판(W)에 대한 프리 웨팅 공정도 실행하지만 관리자의 제어에 따라 이너 챔버(111)의 내부를 세정할 수도 있다. 다시 말해, 이너 챔버(111)의 세정이 요구되는 경우 린스액 공급라인을 통해 세정부(150)와 린스액 공급부를 연통시키고, 린스액 공급부로부터 세정부(150)로 공급되는 린스액을 이너 챔버(111)를 향해 분사함으로써 이너 챔버(111)에 대한 세정 작업을 실행할 수 있다.

다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 세정부(150)와는 별도의 세정부(150)가 장착되어 전술한 린스 공정을 실행할 수 있음은 당연하다.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 기판 도금 장치(100)의 프리 웨팅 공정 및 도금 공정에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 외부의 기판(W)을 기판 도금 장치(100)의 프로세스 챔버(110) 내로 유입시킨 후 척(125)이 기판(W)을 파지한 상태에서 상승된 상태를 유지한다. 이후, 복수 개의 세정부(150)를 통해 전해액(103)과 실질적으로 동일한 세정액(103)을 분사함으로써 기판(W)에 대한 프리 웨팅 공정을 실행한다.

이후, 기판(W)을 파지한 척(125)을 하강시켜 기판(W)이 전해액(103)의 상단부에 침지되도록 한다. 이어서 전원을 인가하여 산화 반응을 발생시키고, 산화 반응 결과 발생되는 구리 이온(Cu^{2 +})을 기판(W)에 공급하여 기판(W)에 금속막을 패터닝(patterning)한다. 즉, 기판(W)에 대한 도금 공정을 실행하는 것이다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 기판(W)에 대한 도금 공정 전에 기판(W)을 미리 젖힐 때, 기존의 초순수로 하는 것이 아니라 도금 공정 시 사용되는 전해액(103)과 실질적으로 동일한 세정액(103)으로 프리 웨팅(pre-wetting)함으로써 도금 공정 시 초기 도금 상태를 개선할 수 있으며, 또한, 프리 웨팅을 통해 기판(W) 상의 산기를 완전히 제거할 수 있어 도금 공정 직전에 기판(W) 소재의 활성화 상태를 유지 또는 개선할 수 있다.

또한, 세정액(103)과 전해액(103)이 동일한 용액으로 마련됨으로써 프로세스 챔버(110) 내에서 기판(W)에 대한 프리 웨팅을 진행할 수 있으며, 이에 따라 종래와 같이 별도의 세정 장치가 필요치 않아 장비를 간소화할 수 있음은 물론 장비 구축에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 장점도 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 : 세정부
160 : 세정액 공급라인 170 : 전해액 공급부

Claims (8)

1. 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 인가 시 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 배치되고, 상부에는 도금 대상물인 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(process chamber); 및
   상기 프로세스 챔버의 내측 상단부에 장착되어, 상기 척에 척킹된 상기 기판이 상기 전해액에 침지되기 전에 상기 기판을 향하여 상기 전해액과 동일한 세정액을 분사함으로써 상기 기판을 프리 웨팅(pre-wetting)하는 적어도 하나의 세정부;
   를 포함하는 기판 도금 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 세정부는 상기 프로세스 챔버의 둘레를 따라 상기 프로세스 챔버의 내측 상단부에 규칙적으로 설치되는 복수의 세정부인 기판 도금 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 세정부는 스프레이 노즐(spray nozzle) 타입으로 마련되는 기판 도금 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 세정액은 상기 전해액과 실질적으로 동일한 황산구리 용액인 기판 도금 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 프로세스 챔버는,
   상기 타겟부가 하부에 배치되고, 상단부의 내측벽에는 상기 적어도 하나의 세정부가 결합되는 이너 챔버; 및
   내측에 상기 이너 챔버가 착탈 가능하게 결합되는 아우터 챔버를 포함하며,
   상기 이너 챔버에 수용되는 상기 전해액의 상단부에는 상기 기판이 선택적으로 침지되는 기판 도금 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   일단부는 상기 프로세스 챔버의 하부벽 또는 측벽에 관통되게 설치되고 타단부는 상기 전해액을 공급하는 전해액 공급부와 연결되어 상기 전해액 공급부로부터 상기 프로세스 챔버의 내측으로 상기 전해액을 공급하는 전해액 공급라인; 및
   일단부는 상기 적어도 하나의 세정부에 연결되고 타단부는 상기 전해액 공급부에 연결되어 상기 전해액 공급부로부터 상기 적어도 하나의 세정부로 상기 세정액을 공급하는 세정액 공급라인을 더 포함하는 기판 도금 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 전해액 공급라인 및 상기 세정액 공급라인 중 적어도 어느 하나는,
   상기 전해액 공급부로부터 상기 전해액 또는 상기 세정액을 펌핑(pumping)하기 위한 펌프(pump);
   상기 전해액 또는 상기 세정액을 필터링(filtering)하는 필터(filter);
   상기 전해액 또는 상기 세정액의 유량을 측정하는 유량 측정기; 및
   상기 전해액 또는 상기 세정액의 이동을 허용하는 밸브 스위치(valve switch)를 포함하는 기판 도금 장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 세정부는 상기 적어도 하나의 세정부로 린스액을 공급하는 린스액 공급라인과 선택적으로 연결 가능한 기판 도금 장치.

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