KR20120093658A - 음극 인가 유닛 및 그를 구비한 기판 도금 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버; 및 척에 장착되는 링 형상의 유닛본체와, 유닛본체 내에 장착되며 기판과의 부분적인 접촉에 의해 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 인가부와, 음극 인가부와 부분적으로 접촉되도록 유닛본체 내에 장착되어 기판에 대한 음극 인가부의 위치 변형이 발생되는 경우 형상 기억 원리를 이용하여 음극 인가부를 초기 위치로 복원시키는 형상 기억부를 구비하는 음극 인가 유닛;을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 음극 인가 유닛의 음극 인가부와 기판의 반복적인 접촉에 의해 변형이 발생되더라도 형상 기억부의 작동에 의해 음극 인가부를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 이에 따라 기판과 음극 인가부의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

음극 인가 유닛 및 그를 구비한 기판 도금 장치{Unit to Supply Cathode Voltage and Apparatus to Plate Substrate Having the Same}
음극 인가 유닛 및 그를 구비한 기판 도금 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 음극 인가 유닛의 음극 인가부와 기판 간의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있는 음극 인가 유닛 및 그를 구비한 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 장점이 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 플러스 금속 이온, 예를 들면 구리 이온(Cu2 +)을 배출하는 타겟부와, 프로세스 챔버의 내측 상부에 배치되며 기판을 파지한 상태로 승강 가능한 척과, 척에 장착되어 기판의 테두리 영역에 전기적으로 접촉되며 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 전압 인가부를 포함한다.
도 1을 참조하면, 음극 전압 인가부(50)는 인가되는 음극 전압을 기판(W)으로 전달할 수 있도록 금속 재질로 마련된다. 그런데, 종래의 경우, 음극 전압 인가부(50) 자체가 일반적인 금속으로 이루어져 반복적으로 기판(W)과 접촉되는 경우 접촉 부분이 변형될 수 있을 뿐만 아니라 금속 특유의 탄성력이 줄어들어 기판(W)과 고른 접촉 상태를 유지할 수 없게 되며, 이로 인해 음극 전압 인가부(50)로부터 기판(W)으로의 음극 전압 인가가 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
이에, 기판 도금을 위하여 기판과 음극 전압 인가부의 접촉이 반복적으로 이루어지더라도 음극 전압 인가부의 변형이 발생되는 것을 저지할 수 있어 기판에 대한 음극 전압 인가부의 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어질 수 있는 새로운 구조의 기판 도금 장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 음극 인가 유닛의 음극 인가부와 기판의 반복적인 접촉에 의해 변형이 발생되더라도 형상 기억부의 작동에 의해 음극 인가부를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 이에 따라 기판과 음극 인가부의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있는 음극 인가 유닛 및 그를 구비한 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 음극 인가부로부터 기판으로의 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어짐으로써 기판의 도금 신뢰성을 향상시킬 수 있는 음극 인가 유닛 및 그를 구비한 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버; 및 상기 척에 장착되는 링 형상의 유닛본체와, 상기 유닛본체 내에 장착되며 상기 기판과의 부분적인 접촉에 의해 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 인가부와, 상기 음극 인가부와 부분적으로 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되어 상기 기판에 대한 음극 인가부의 위치 변형이 발생되는 경우 형상 기억 원리를 이용하여 상기 음극 인가부를 초기 위치로 복원시키는 형상 기억부를 구비하는 음극 인가 유닛;을 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 음극 인가 유닛의 음극 인가부와 기판의 반복적인 접촉에 의해 변형이 발생되더라도 형상 기억부의 작동에 의해 음극 인가부를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 이에 따라 기판과 음극 인가부의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 형상 기억부는, 상기 기판과 접촉되는 상기 음극 인가부의 하부에 배치되는 형상기억소자; 및 상기 형상기억소자에 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되며, 상기 형상기억소자에 열을 가함으로써 상기 형상기억소자의 원래 형상을 회복하도록 하는 가열부재;를 포함할 수 있다.
상기 음극 인가부는 상기 기판에 대한 접촉력을 유지하기 위해 상호 접촉 시 상기 기판 방향으로 탄성력이 가해지는 금속 재질로 마련될 수 있다.
상기 음극 인가부와 상기 기판의 반복적인 접촉에 의해 상기 음극 인가부의 탄성력이 저하되는 경우 상기 가열부재를 통하여 상기 형상기억소자를 성형 당시의 성형 온도로 가열함으로써 상기 음극 인가부의 초기 위치를 회복시킬 수 있다.
상기 성형 온도는 상기 기판에 대한 도금 공정 시 발생되는 온도 범위 내에 있지 않은 온도이며, 상기 형상기억소자는 상기 성형 온도에 따른 초기 위치를 기억하는 형상기억합금일 수 있다.
상기 음극 인가 유닛은, 상기 유닛본체를 감싸도록 마련되어 상기 프로세스 챔버 내의 전해액과 상기 음극 인가부 및 상기 형상 기억부가 상기 전해액에 접촉되는 것을 저지하는 보호부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치의 음극 인가 유닛은, 상기 기판 도금 장치에 구비되어 상기 기판을 승강시키는 척에 장착되며, 내측 방향이 개구된 링 형상으로 마련되어 개구된 부분으로 상기 기판이 개재되는 유닛본체; 상기 기판의 테두리 영역이 사이에 개재되도록 상기 유닛본체에 대칭되게 장착되며, 상기 기판과의 부분적인 접촉에 의해 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 한 쌍의 음극 인가부; 및 상기 한 쌍의 음극 인가부와 부분적으로 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되어 상기 기판에 대한 음극 인가부의 위치 변형이 발생되는 경우 형상 기억 원리를 이용하여 상기 음극 인가부를 초기 위치로 복원시키는 한 쌍의 형상 기억부;를 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 음극 인가부와 기판의 반복적인 접촉에 의해 변형이 발생되더라도 형상 기억부의 작동에 의해 음극 인가부를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 이에 따라 기판과 음극 인가부의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 형상 기억부는, 상기 기판과 접촉되는 상기 음극 인가부 및 상기 유닛본체의 사이에 배치되는 형상기억소자; 및 상기 형상기억소자에 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되며, 상기 형상기억소자에 열을 가함으로써 상기 형상기억소자의 원래 형상을 회복하도록 하는 가열부재;를 포함할 수 있다.
상기 음극 인가부는 상기 기판에 대한 접촉력을 유지하기 위해 상호 접촉 시 상기 기판 방향으로 탄성력이 가해지는 금속 재질로 마련되며, 상기 음극 인가부와 상기 기판의 반복적인 접촉에 의해 상기 음극 인가부의 탄성력이 저하되는 경우 상기 가열부재를 통하여 상기 형상기억소자를 성형 당시의 성형 온도로 가열함으로써 상기 음극 인가부의 초기 위치를 회복시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 음극 인가 유닛의 음극 인가부와 기판의 반복적인 접촉에 의해 변형이 발생되더라도 형상 기억부의 작동에 의해 음극 인가부를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 이에 따라 기판과 음극 인가부의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 음극 인가부로부터 기판으로의 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어짐으로써 기판의 도금 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치에서 기판과 음극 전압 인가부의 접촉 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판과 음극 인가 유닛의 접촉 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 도금 장치의 음극 인가 유닛과 기판의 접촉 상태를 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.
또한, 이하에서는, 타겟부로부터 발생되는 금속 이온이 구리 이온(Cu2 +)이라고 설명할 것이나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 금속 이온에 의해 기판에 대한 도금 공정이 진행될 수 있음은 당연하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 기판과 음극 인가 유닛의 접촉 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 전해액(103)이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스(plus) 금속 이온, 즉 본 실시예의 구리 이온(Cu2 +)을 발생시키는 타겟부(120)가 배치되고 내측 하부에는 도금 대상물인 기판(W)을 파지하는 척(125, chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버(110)와, 척(125)의 하부에 결합되어 기판(W)과 전기적으로 접촉되며 기판(W)으로 음극 전압을 인가하는 음극 인가 유닛(150)을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)를 감싸도록 프로세스 챔버(110) 내에 마련되어 전해액(103) 상에서 구리 이온(Cu2 +)을 여과시키는 여과부(130)를 더 포함할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 기판(W)을 도금할 수 있으며, 특히 기판(W)과 음극 인가 유닛(150)의 접촉 상태를 신뢰성 있게 유지할 수 있어 기판(W)의 도금 신뢰성을 종래에 비해 향상시킬 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 프로세스 챔버(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 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, 전해액(103)이 상단부까지 채워지며, 하단부에는 타겟부(120) 및 그를 감싸는 여과부(130)가 장착된다.
이러한 이너 챔버(111)는 아우터 챔버(115)의 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 이러한 결합 구조에 의해 외부 환경으로부터 보다 확실하게 보호받을 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 프로세스 챔버(110)는 상호 조립 및 분리가 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 공급부에 의해 양극 전압이 인가되는 경우 산화 반응에 의해 플러스 금속 이온, 즉 본 실시예의 구리 이온(Cu2 +)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(Cu2 +)이 발생될 수 있도록, 타겟부(120)의 상면의 실질적인 면적을 확대하기 위함이다.
이와 같이, 타겟부(120)로부터 구리 이온(Cu2 +)이 발생되면, 발생된 구리 이온(Cu2 +)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(Cu2 +)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 2에 도시된 바와 같이, 타겟부(120)를 감싸도록 이너 챔버(111)의 내측에 마련되어 전해액(103)을 통해 이동하는 구리 이온(Cu2 +)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(Cu2 +)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(Cu2 +)의 움직임을 활성화시킬 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 척(125)의 하강 동작에 의해 기판(W)은 전해액(103)의 상단부에 침지되며, 이때 음극 인가 유닛(150)을 통해 기판(W)으로 음극 전압을 인가하면 타겟부(120)로부터 발생된 구리 이온(Cu2 +)이 전해액(103)을 따라 기판(W)으로 이동하여 도금될 수 있다.
그런데, 종래의 일 실시예의 경우, 음극 전압 인가부(50, 도 1 참조) 자체가 일반적인 금속으로 이루어져 반복적으로 기판(W)과 접촉되는 경우 접촉 부분이 변형될 수 있으며 또한 금속 특유의 탄성력이 줄어들어 기판(W)과 고른 상태를 유지할 수 없게 되어 음극 전압 인가부(50)와 기판(W)의 접촉 상태가 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
이에, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는, 기판(W)과의 접촉 상태를 신뢰성 있게 유지할 수 있는 음극 인가 유닛(150)을 더 포함한다.
본 실시예의 음극 인가 유닛(150)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 테두리 영역을 파지할 수 있도록 링(ring) 형상으로 마련되는 유닛본체(151)와, 유닛본체(151)의 내측에 장착되어 외부의 전원 공급원으로부터 인가되는 음극 전압을 기판(W)에 전달하는 음극 인가부(152)와, 음극 인가부(152)에 부분적으로 접촉되도록 유닛본체(151) 내에 구비되며 형상 기억 원리를 이용하여 기판(W)에 대한 음극 인가부(152)의 초기 위치를 회복하도록 하는 형상 기억부(153)를 구비할 수 있다.
또한, 유닛본체(151)의 하단부를 감싸도록 마련되어, 척(125)의 하강 동작에 의해 기판(W)이 전해액(103)에 침지되더라도 음극 인가부(152) 및 형상 기억부(153)가 전해액(103)과 직접 접촉되는 것을 저지하는 보호부(157)를 더 포함할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 유닛본체(151)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 척(125)의 하단면에 장착되며, 링 형상으로 마련되어 기판(W)의 테두리 영역을 파지하는 역할을 담당한다. 이러한 유닛본체(151)에는 후술할 음극 인가부(152) 및 형상 기억부(153) 그리고 보호부(157)가 장착될 수 있다. 유닛본체(151)는 부도체 재질이면서도 내열성을 구비한 러버(rubber) 재질로 마련될 수 있다. 따라서 음극 인가부(152)에 음극 전압이 걸리더라도 부도체 상태를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 후술할 가열부재(155)로부터 음극 인가부(152)로 열이 가해지더라도 열에 의해 손상되지 않는다.
한편, 본 실시예의 음극 인가부(152)는, 기판(W)으로 음극 전압을 전달할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속 재질로 마련될 수 있다. 이러한 음극 인가부(152)는, 금속 특유의 탄성력을 구비한다. 또한 음극 인가부(152)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(W)과 접촉되는 일단부가 절곡된 형상으로 마련된다. 따라서 음극 인가부(152)는 기판(W)이 음극 인가 유닛(150)의 유닛본체(151) 사이에 개재되는 경우 음극 인가부(152)의 일단을 하방으로 약간 누르게 되는데, 이때 음극 인가부(152)로부터 탄성력이 상방으로 발생되어 기판(W)과 음극 인가부(152)의 일단 사이의 접촉 상태는 유지될 수 있다.
그런데, 이와 같은 도금 공정이 반복적으로 진행되는 경우, 기판(W) 파지 시 하방으로 약간 눌리는 음극 인가부(152)는 탄성력이 줄어들어 상방으로 들어올려지는 힘이 약해지며 따라서 기판(W)과의 접촉 상태가 정확하게 이루어지지 않을 수 있다.
이를 위해, 전술한 형상 기억부(153)는 음극 인가부(152)의 단부에 변형이 발생되더라도 음극 인가부(152)의 위치를 초기 위치로 복원시킴으로써 기판(W)과의 접촉 상태를 신뢰성 있게 회복할 수 있다.
본 실시예의 형상 기억부(153)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 음극 인가부(152)의 하부에 배치되는 형상기억소자(154)와, 형상기억소자(154)에 접촉되도록 유닛본체(151) 내에 구비되며 형상기억소자(154)에 열을 가함으로써 형상기억소자(154)의 원래 형상을 회복하도록 하는 가열부재(155)를 구비할 수 있다.
본 실시예의 형상기억소자(154)는 음극 인가부(152)의 절곡 형상에 대응되는 형상으로 마련되며, 소정의 온도에서 성형됨으로써 그 성형 온도에 따른 초기 위치를 기억하는 합금이다. 여기서 소정의 온도는 기판 도금 장치(100)의 구동 시 발생되지 않는 온도이기 때문에 형상기억소자(154)는 음극 인가부(152)의 변형에 대응되게 변형될 수 있다.
다만, 가열부재(155)를 통해 형상기억소자(154)를 소정의 온도, 즉 본 실시예의 성형 온도로 가열하면, 형상기억소자(154)는 원래의 형상대로 복원됨으로써 그에 접촉된 음극 인가부(152) 역시 원래의 초기 위치로 복원될 수 있다. 음극 인가부(152)는 초기 위치로 다시 회복됨으로써 줄어들었던 탄성력이 다시 증대될 수 있다.
따라서, 기판(W)에 대한 음극 인가부(152)의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 음극 인가부(152)로부터 기판(W)으로의 음극 전압 인가가 정확하게 이루어질 수 있다.
한편, 보호부(157)는, 유닛본체(151)의 하단면 및 측면을 감싸도록 마련될 수 있다. 이러한 보호부는 척의 하강에 의해 기판(W)이 하강하여 전해액(103)에 침지되는 경우 음극 인가 유닛(150) 역시 전해액(103)에 일부 침지되는데, 이때 보호부(157)가 유닛본체(151)의 하단면 및 측면을 감쌈으로써 유닛본체(151)의 내측으로 전해액(103)이 들어가는 것을 방지할 수 있다.
이러한 보호부(157)는 부도체 재질로 마련되기 때문에 보호부(157)가 전해액(103)에 부분적으로 침지되더라도 그 표면에서 전해액(103)이 고착되는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 음극 인가 유닛(150)의 음극 인가부(152)와 기판(W)의 반복적인 접촉에 의해 음극 인가부(152)에 휨과 같은 변형이 발생되더라도 형상 기억부(153)의 작동에 의해 음극 인가부(152)를 초기 위치로 복원할 수 있어 기판(W)과 음극 인가부(152)의 접촉 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 아울러 음극 인가부(152)로부터 기판(W)으로의 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어짐으로써 기판(W)의 도금 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 도금 장치에 대해서 설명하되, 전술한 일 실시예의 기판 도금 장치와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 도금 장치의 음극 인가 유닛과 기판의 접촉 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 도금 장치의 음극 인가 유닛은, 한 쌍의 음극 인가부(252) 및 그를 초기 위치로 복원시키는 한 쌍의 형상 기억부(253)를 포함한다.
본 실시예의 유닛본체(251)는 내측 방향이 개구된 링(ring) 형상으로 마련되어 개구된 부분으로 기판(W)이 개재된다. 그리고 음극 인가부(252)는 유닛본체(251)의 내측에서 기판(W)의 테두리 영역을 사이에 두고 상하 대칭되게 한 쌍 마련된다.
그리고, 형상 기억부(253)에 구비되는 형상기억소자(254) 및 가열부재(255)가 한 쌍의 음극 인가부(252)의 내측에 배치된다.
따라서, 가령 기판(W)에 대한 음극 인가부(252)의 위치가 변형되더라도 한 쌍의 형상 기억부(253)를 통해 각각의 음극 인가부(252)의 위치를 초기 위치로 복원할 수 있으며, 따라서 기판(W)에 대한 한 쌍의 음극 인가부(252)의 밀착 상태를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 기판(W)의 테두리 영역의 상하면에 음극 인가부(252)가 배치됨으로써 음극 인가를 보다 신뢰성 있게 수행할 수 있으며, 따라서 기판(W) 도금의 신뢰성 역시 향상시킬 수 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 인가 유닛
151 : 유닛본체 152 : 음극 인가부
153 : 형상 기억부 154 : 형상기억소재
155 : 가열부재 157 : 보호부

Claims (9)

  1. 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 설치되고, 내측 상부에는 기판을 파지하는 척(chuck)이 승강 가능하게 배치되는 프로세스 챔버; 및
    상기 척에 장착되는 링 형상의 유닛본체와, 상기 유닛본체 내에 장착되며 상기 기판과의 부분적인 접촉에 의해 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 인가부와, 상기 음극 인가부와 부분적으로 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되어 상기 기판에 대한 음극 인가부의 위치 변형이 발생되는 경우 형상 기억 원리를 이용하여 상기 음극 인가부를 초기 위치로 복원시키는 형상 기억부를 구비하는 음극 인가 유닛;
    을 포함하는 기판 도금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형상 기억부는,
    상기 기판과 접촉되는 상기 음극 인가부의 하부에 배치되는 형상기억소자; 및
    상기 형상기억소자에 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되며, 상기 형상기억소자에 열을 가함으로써 상기 형상기억소자의 원래 형상을 회복하도록 하는 가열부재;
    를 포함하는 기판 도금 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 음극 인가부는 상기 기판에 대한 접촉력을 유지하기 위해 상호 접촉 시 상기 기판 방향으로 탄성력이 가해지는 금속 재질로 마련되는 기판 도금 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 음극 인가부와 상기 기판의 반복적인 접촉에 의해 상기 음극 인가부의 탄성력이 저하되는 경우 상기 가열부재를 통하여 상기 형상기억소자를 성형 당시의 성형 온도로 가열함으로써 상기 음극 인가부의 초기 위치를 회복시키는 기판 도금 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 성형 온도는 상기 기판에 대한 도금 공정 시 발생되는 온도 범위 내에 있지 않은 온도이며, 상기 형상기억소자는 상기 성형 온도에 따른 초기 위치를 기억하는 형상기억합금인 기판 도금 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음극 인가 유닛은,
    상기 유닛본체를 감싸도록 마련되어 상기 프로세스 챔버 내의 전해액과 상기 음극 인가부 및 상기 형상 기억부가 상기 전해액에 접촉되는 것을 저지하는 보호부를 더 포함하는 기판 도금 장치.
  7. 기판 도금 장치에 구비되며 도금 대상물인 기판으로 음극 전압을 인가하는 음극 인가 유닛에 있어서,
    상기 기판 도금 장치에 구비되어 상기 기판을 승강시키는 척에 장착되며, 내측 방향이 개구된 링 형상으로 마련되어 개구된 부분으로 상기 기판이 개재되는 유닛본체;
    상기 기판의 테두리 영역이 사이에 개재되도록 상기 유닛본체에 대칭되게 장착되며, 상기 기판과의 부분적인 접촉에 의해 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 한 쌍의 음극 인가부; 및
    상기 한 쌍의 음극 인가부와 부분적으로 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되어 상기 기판에 대한 음극 인가부의 위치 변형이 발생되는 경우 형상 기억 원리를 이용하여 상기 음극 인가부를 초기 위치로 복원시키는 한 쌍의 형상 기억부;
    를 포함하는 음극 인가 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 형상 기억부는,
    상기 기판과 접촉되는 상기 음극 인가부 및 상기 유닛본체의 사이에 배치되는 형상기억소자; 및
    상기 형상기억소자에 접촉되도록 상기 유닛본체 내에 장착되며, 상기 형상기억소자에 열을 가함으로써 상기 형상기억소자의 원래 형상을 회복하도록 하는 가열부재;
    를 포함하는 음극 인가 유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음극 인가부는 상기 기판에 대한 접촉력을 유지하기 위해 상호 접촉 시 상기 기판 방향으로 탄성력이 가해지는 금속 재질로 마련되며,
    상기 음극 인가부와 상기 기판의 반복적인 접촉에 의해 상기 음극 인가부의 탄성력이 저하되는 경우 상기 가열부재를 통하여 상기 형상기억소자를 성형 당시의 성형 온도로 가열함으로써 상기 음극 인가부의 초기 위치를 회복시키는 음극 인가 유닛.
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