KR20160009035A - Substate plating device - Google Patents

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KR20160009035A
KR20160009035A KR1020157032809A KR20157032809A KR20160009035A KR 20160009035 A KR20160009035 A KR 20160009035A KR 1020157032809 A KR1020157032809 A KR 1020157032809A KR 20157032809 A KR20157032809 A KR 20157032809A KR 20160009035 A KR20160009035 A KR 20160009035A
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KR
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plating
substrate
paddle
plating apparatus
substrate holder
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Application number
KR1020157032809A
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Korean (ko)
Inventor
주니치로 요시오카
타카시 무라야마
Original Assignee
가부시끼가이샤 제이씨유
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Abstract

도금조 외부에 순환 펌프를 설치하지 않고, 도금액의 유속을 올림과 동시에, 도금조의 바닥으로부터 액면까지 유속을 동일하게 할 수가 있고, 그 결과, 기판 전역에 걸쳐서 도금 막 두께가 균일하고, 석출 속도도 빠른 도금이 가능한 도금 장치를 제공할 목적으로, 도금액을 수용하는 도금조, 기판을 착탈 자재로 고정 가능한 기판 홀더, 기판 홀더에 의해 고정된 기판에 대향하여 배치된 양극, 기판 홀더와 평행하도록 도금조의 상방으로 가로지르는 레일부, 이 레일부에 매달린 레일부를 따라 왕복 이동 가능한 패들을 갖춘 도금 장치로서, 이 패들에는 축부를 중심으로 회전 자재 혹은 회동 자재인 날개부가 매달려 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치에 관한 것이다.The flow velocity of the plating liquid can be increased from the bottom of the plating tank to the liquid level without raising the flow velocity of the plating liquid without providing a circulation pump outside the plating tank. As a result, the plating film thickness is uniform over the entire substrate, There is provided a plating apparatus comprising: a plating tank for holding a plating liquid; a substrate holder for detachably fixing the substrate; an anode disposed opposite to the substrate held by the substrate holder; A plating unit having paddles capable of reciprocating along a rail portion suspended from the rail portion, wherein the padding is suspended from the paddle by a rotating material or a wing portion that is a turning material, .

Description

기판 도금 장치 {SUBSTATE PLATING DEVICE}[0001] SUBSTATE PLATING DEVICE [0002]

본 발명은 도금액 중에 기판을 침지하여 기판 표면에 도금을 행하는 도금 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plating apparatus for plating a surface of a substrate by immersing the substrate in a plating solution.

종래, 기판을 유지한 도금 치구를 수직으로 설치하고, 도금조의 저면에서 도금액을 유입시켜 상면에서 흘러넘치게 하는 반도체 기판용 도금 장치에 있어서, 도금 처리 중에 도금액을 기판의 피도금면의 전역에 균일하게 공급하도록 도금 치구와 양극의 사이에 왕복으로 움직일 수 있도록 하는 패들을 설치하는 것이 알려져 있다.Conventionally, in a plating apparatus for a semiconductor substrate in which a plating jig holding a substrate is provided vertically and a plating liquid flows in from the bottom surface of the plating tank to flow over the top surface, the plating liquid is uniformly distributed throughout the plating surface of the substrate It is known to provide paddles that can be reciprocated between the plating jig and the anode so as to be supplied.

이러한 패들을 사용하여 교반하는 경우, 기판을 도금 치구에서 유지하고, 패들을 왕복으로 움직이면서 도금을 하나, 액 흐름의 방향과 패들의 진행 방향이 반대로 되어, 액 흐름 방향이 서로 바뀌기 때문에, 표면에서의 유속을 빠르게 할 수 없는 문제가 발생한다.In the case of stirring using these paddles, the substrate is held at the plating jig, and the plating is performed while moving the paddles reciprocally. Since the direction of the liquid flow and the direction of the paddles are reversed, There is a problem that the flow velocity can not be accelerated.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 특허문헌 1에는, 도금액에 와류를 발생시키는 와류 발생기를 사용함으로써, 도금조의 하부로부터 공급되는 도금액에 와류를 발생시키는 도금 장치가 개시되어 있다.In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a plating apparatus which generates a vortex in a plating liquid supplied from a lower portion of a plating tank by using a vortex generator that generates a vortex in the plating liquid.

그러나, 이러한 도금 장치의 경우, 와류 발생기에 도금액을 보내기 위한 순환 펌프를 도금조 외부에 설치할 필요가 있으며, 설치 스페이스가 많이 요구된다.또한, 도금조의 하부로부터 와류 발생기에 도금액을 공급하기 때문에, 도금되는 표면의 상하에서 유속을 균일하게 하는 것이 곤란했다.However, in the case of such a plating apparatus, it is necessary to provide a circulation pump for sending the plating liquid to the vortex generator outside the plating vessel, and a large installation space is required. Further, since the plating liquid is supplied from the lower portion of the plating vessel to the vortex generator, It is difficult to make the flow velocity uniform over and under the surface.

　　특허 문헌 1: 일본특허공개 제2004－345066호　　Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-345066

따라서, 본 발명은 종래의 도금 장치의 이러한 결점을 극복하고, 도금조 외부에 순환 펌프를 설치할 필요 없이, 도금액의 유속을 상승시킬 수 있고, 동시에 도금조의 바닥으로부터 액면까지 유속을 동일하게 할 수 있어서, 기판 전역에 걸쳐서 도금 막 두께가 균일하고, 석출 속도도 빠른 도금 처리가 가능한 도금 장치의 제공을 그 과제로 하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to overcome such drawbacks of the conventional plating apparatus and to increase the flow rate of the plating liquid without having to install a circulation pump outside the plating vessel, and at the same time, And to provide a plating apparatus capable of performing a plating process with uniform plating thickness throughout the whole substrate and with a rapid deposition rate.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로, 도금액을 수용하는 도금조; 기판을 착탈 자재로 잡아주는 기판 홀더; 기판 홀더에 의해 고정된 기판에 대향하여 배치된 양극, 기판 홀더에 대해 평행하도록 도금조의 상방을 가로지르는 레일부; 이 레일부에 매달리고, 레일부를 따라 왕복 이동 가능한 패들;을 갖춘 도금 장치로서, 이 패들에는 축부를 중심으로 회전 자재 혹은 회동 자재인 날개부가 수직으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치이다.The present invention solves the problems described above, and provides a plating apparatus comprising: a plating tank for containing a plating liquid; A substrate holder for holding the substrate by a detachable material; An anode disposed opposite to the substrate held by the substrate holder, a rail section transverse to the upper side of the plating vessel so as to be parallel to the substrate holder; And a paddle which is suspended from the rail and is capable of reciprocating along the rail portion. The plating device is characterized in that the paddle is provided with a rotating material or a rotating blade portion vertically around the shaft portion.

본 발명의 도금 장치는, 레일부를 따라 왕복 이동 가능한 패들에 회전 자재 혹은 회동 자재인 날개부를 설치함으로써 기판에 부딪치는 흐름의 속도나 방향을 조정할 수 있고, 흐름이 기판의 전면에 걸쳐 균일하게 부딪치기 때문에, 균일한 두께를 갖는 도금 막을 달성하는 것을 가능하게 한다. The plating apparatus of the present invention is capable of adjusting the speed and direction of a flow striking a substrate by providing a rotatable material or a rotatable blade to the paddles which can reciprocate along the rail portion so that the flow uniformly bumps over the entire surface of the substrate This makes it possible to achieve a plating film having a uniform thickness.

또한, 패들의 날개부가 항상 일정 방향으로 회전하는 본 발명에 관한 도금 장치에서, 도금되는 기판의 표면 부근의 액 흐름이 동일 방향으로 되어, 적은 동력으로 액 흐름이 기판 표면에 고속으로 부딪치게 할 수 있다.Further, in the plating apparatus according to the present invention in which the wing portions of the paddles are always rotated in a constant direction, the flow of the liquid in the vicinity of the surface of the substrate to be plated is in the same direction so that the liquid flow hits the substrate surface at high speed .

또한, 패들의 날개부를 소정의 각도의 범위 내에서 회동(요동)하는 본 발명에 관한 도금 장치에서, 액 흐름이 도금되는 기판(W)의 표면에 수직으로 부딪치게 되고, 기판(W)의 전면에 걸쳐서 흐름이 부딪치게 되기 때문에, 기판을 균일하게 도금 처리되게 할 수 있다.In the plating apparatus according to the present invention in which the pawls of the paddles are rotated (swung) within a predetermined angle range, the liquid flow is vertically hit against the surface of the substrate W to be plated, So that the substrate can be uniformly plated.

도 1은 본 발명의 도금 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 도금 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 도금 장치로서, 다른 실시형태의 개략 평면도이다.
도 4는 본 발명의 도금 장치로서 다른 실시형태의 개략 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 도금 장치의 패들의 실시 태양의 일례를 나타내는 정면도이고, 도 5(b)는 본 발명의 도금 장치의 패들의 실시 태양의 일례를 나타내는 단면도이다. 1 is a schematic plan view of a plating apparatus according to the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of the plating apparatus of the present invention.
3 is a schematic plan view of another embodiment of the plating apparatus of the present invention.
4 is a schematic sectional view of another embodiment of the plating apparatus of the present invention.
Fig. 5 (a) is a front view showing an example of an embodiment of padding of the plating apparatus of the present invention, and Fig. 5 (b) is a sectional view showing an example of an embodiment of padding of the plating apparatus of the present invention.

이하, 본 발명의 도금 장치의 실시 형태를 첨부 도면을 참조로 하여 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들 실시 형태에 어떠한 제약도 받는 것은 아니다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the plating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 발명의 도금 장치의 개략 평면도이고, 도 2는 본 발명의 도금 장치의 개략 단면도이다. 도면에 나타난 바와 같이, 본 발명의 도금 장치는 도금액을 수용하는 도금조(1); 기판(W)을 착탈 자재로 잡아주는 기판 홀더(2); 기판 홀더(2)에 의해 잡아주는 기판(W)에 대향하여 배치된 양극(3); 기판 홀더(2)와 평행하도록 도금조(1)의 상방으로 가로지르는 레일부(5); 및 이 레일부(5)에 매달려 레일부(5)를 따라 왕복 이동 가능한 패들(4)을 포함한다. 이하, 각 부재에 대해서 설명한다.Fig. 1 is a schematic plan view of the plating apparatus of the present invention, and Fig. 2 is a schematic sectional view of the plating apparatus of the present invention. As shown in the drawings, the plating apparatus of the present invention includes a plating tank 1 for containing a plating liquid; A substrate holder (2) for holding the substrate (W) by a detachable material; An anode (3) arranged opposite to a substrate (W) held by the substrate holder (2); A rail part 5 which traverses upward of the plating tank 1 so as to be in parallel with the substrate holder 2; And paddles 4 which can be reciprocated along the rail part 5 by hanging from the rail part 5. As shown in Fig. Hereinafter, the respective members will be described.

도면에 나타난 바와 같이, 레일부(5)는 도금조(1) 상방으로 기판 홀더(2)와 양극(3) 사이에 기판 홀더(2)와 평행하도록 가로지르고 있다. 그리고, 이 레일부(5)에는 레일부(5)를 따라 좌우로 왕복 이동하기 위한 구동 수단(도시하지 않음)을 포함하는 패들(4)이 매달려 있다. 이러한 패들(4)은 날개부(41)의 회전 구동 수단인 모터(43)를 포함하고, 모터(43)에 연동하여 회전하는 수직으로 설치된 축부(42)를 가지고 있다.As shown in the figure, the rail portion 5 is disposed above the plating tank 1 and between the substrate holder 2 and the anode 3 so as to be parallel to the substrate holder 2. A paddle 4 including driving means (not shown) for reciprocating right and left along the rail part 5 is suspended from the rail part 5. [ The paddle 4 includes a motor 43 as a rotational driving means of the wing portion 41 and has a shaft portion 42 vertically installed to rotate in conjunction with the motor 43.

패들(4)의 축부(42)에는, 각각 반대 방향으로 돌출하는 2개의 날개부(41)가 형성되어 있으며. 모터(43)부터 축부(42)를 통해 전달된 회전력에 의해 회전될 수 있도록 설치되어 있다. 본 실시 태양에 있어, 날개부(41)가 단면이 장방형을 갖는 것으로 예시하였지만, 이들을 임펠러의 회전 진행 방향으로 요면을 갖는 아크 형으로 형성하여도 좋다. 이러한 요면을 형성함으로써 날개부(41)가 효율적으로 도금액을 잡아 유속을 향상시킬 수 있다. 또한, 날개부(41)의 갯수에 관해서는 특히 한정하지 않으나, 2매가 특히 바람직하다. 더욱이 날개부(41)의 폭(도면상에서는 상하 방향의 길이)에 대해서는, 적어도 도금되는 기판(W)의 표면의 높이를 커버할 수 있는 정도의 폭을 갖는 것이 바람직하다.In the shaft portion 42 of the paddle 4, two wing portions 41 projecting in opposite directions are formed. And is rotatable by the rotational force transmitted from the motor 43 through the shaft portion 42. [ In the present embodiment, the wing portion 41 is exemplified as having a rectangular cross section, but they may be formed into an arc shape having a concave surface in the direction of rotation of the impeller. By forming such a concave surface, the wing portion 41 can efficiently catch the plating liquid to improve the flow velocity. The number of the wing portions 41 is not particularly limited, but two pieces are particularly preferable. It is preferable that the width of the wing portion 41 (the length in the vertical direction in the drawing) be at least as wide as the height of the surface of the substrate W to be plated.

본 실시 태양의 패들(4)은 레일부(5)를 따라 좌우에 왕복 이동하지만, 이 때, 날개부(41)는 항상 동일 방향으로 회전한다. 예를 들면, 도 1의 태양에서는, 날개부(41)가 패들(4)의 왕복 이동 중, 항상 시계방향으로 회전한다. 이와 같이, 패들(4)의 진행 방향에 관계없이 항상 날개부(41)의 회전 방향을 일정하게 함으로써 도금되는 기판(W)의 표면 부근의 액 흐름이 동일 방향으로 되어 낮은 동력으로도 액 흐름을 고속으로 기판 표면에 부딪치게 할 수 있다.The paddle 4 of this embodiment reciprocates right and left along the rail portion 5, but at this time, the blade portion 41 always rotates in the same direction. For example, in the embodiment of Fig. 1, the wing portion 41 always rotates in the clockwise direction during the reciprocating movement of the paddle 4. Fig. Thus, by constantly rotating the wing portion 41 regardless of the direction of the paddle 4, the flow of the liquid near the surface of the substrate W to be plated is directed in the same direction, So that it can hit the substrate surface at high speed.

도 3 및 도 4는 본 발명의 도금 장치의 제２ 실시형태를 나타낸다. 제２ 실시형태의 도금 장치는 도금조(1)의 상방으로 가로지르는 레일부(5)에 매달린 패들(4)이 왕복 이동 가능한 점에서는 제1 실시형태의 것과 동일하다. 제２ 실시형태는 다음 점에 특징이 있다. 즉, 이 실시 태양에서는, 패들(4)의 날개부(41)가 소정 각도의 범위 내에서 모터(43)에 의해 회동(요동)되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 축부(42)로부터 기판(W)방향으로 돌출하여 설치된 날개부(41)가 도면의 화살표와 같이, 기판(W)에 대해서 직각의 위치에서 좌우로 회동한다. 이때, 날개부(41)의 회동 각도는, 특히 제한은 없지만, 가장 적은 동력으로 효율적으로 액 흐름을 일으키게 하기 위하여 30도 ~ 90도[기판(W)에의 수직선에 대해서 한쪽 편 가에 대해 15도 ~ 45도]의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 날개부(41)의 매수에 대해서 특히 한정하지 않으나, 매수가 증가하면, 불필요한 액 흐름이 생기기 때문에, 도면과 같이 1매로 하는 것이 바람직하다.Fig. 3 and Fig. 4 show a second embodiment of the plating apparatus of the present invention. The plating apparatus of the second embodiment is the same as that of the first embodiment in that the paddle 4 suspended from the rail portion 5 crossing over the plating vessel 1 can reciprocate. The second embodiment is characterized by the following points. That is, in this embodiment, the wing portion 41 of the paddle 4 is formed so as to rotate (rock) by the motor 43 within a predetermined angle range. Specifically, the wing portion 41 protruding from the shaft portion 42 in the direction of the substrate W rotates left and right at a position perpendicular to the substrate W as shown by arrows in the figure. At this time, the rotation angle of the wing portion 41 is not particularly limited. However, in order to efficiently flow the liquid with the least amount of power, the rotation angle of the wing portion 41 is set to 30 degrees to 90 degrees To 45 degrees]. Although the number of wing portions 41 is not particularly limited, an unnecessary liquid flow may occur when the number of wing portions increases, and therefore, it is preferable to form one wing portion as shown in the drawing.

이상과 같이, 제２ 실시형태에서는, 날개부(41)가 소정 각도의 범위 내에서 회동하면서, 패들(4)이 레일부(5)를 따라 좌우로 왕복 이동하기 때문에, 액 흐름이 도금되는 기판(W)의 표면에 수직으로 부딪침과 동시에, 기판(W) 전면에 걸쳐서 흐름이 부딪치므로 균일하게 도금 처리를 행할 수 있다.As described above, in the second embodiment, since the paddle 4 reciprocates left and right along the rail portion 5 while the blade portion 41 rotates within a predetermined angle range, The substrate W contacts the surface of the substrate W vertically, and at the same time, the surface of the substrate W comes into contact with the flow, so that the plating process can be performed uniformly.

또, 제２ 실시형태의 도금 장치에 있어서, 날개부(41)를 회동시키지 않고 , 패들(4)의 진행 방향에 대해서 일정한 각도로 유지하면서 패들(4)을 이동시켜도 좋다. 이 방법에 의해, 도금되는 기판(W)의 표면에 효율적으로 액 흐름을 부딪칠 수가 있으므로, 적은 동력으로 균일하게 도금 처리를 행할 수 있다.In the plating apparatus of the second embodiment, the paddle 4 may be moved while keeping the paddle 4 at a constant angle with respect to the advancing direction of the paddle 4, without rotating the wing portion 41. With this method, since the liquid flow can be efficiently struck against the surface of the substrate W to be plated, the plating process can be performed uniformly with a small amount of power.

더욱이, 제２ 실시형태의 도금 장치에 있어서, 날개부(41)를 자유롭게 회동시킴과 동시에, 날개부(41)의 회동 각도를 소정 범위 내에 제한하는 스톱퍼를 패들(4)에 설치해도 좋다. 이 태양에 의하면, 패들(4)의 진행 방향에 따라 날개부(41)에 대한 액의 저항이 변하기 때문에, 날개부(41)의 방향 및 각도가 패들(4)의 이동에 맞추어 변경, 유지된다. 이것에 의해, 도금되는 기판(W)의 표면에 효율적으로 액 흐름을 부딪칠 수가 있으므로, 적은 동력으로 균일하게 도금 처리를 행할 수 있다.Furthermore, in the plating apparatus according to the second embodiment, the paddle 4 may be provided with a stopper that freely rotates the blade portion 41 and restricts the rotation angle of the blade portion 41 within a predetermined range. According to this embodiment, since the resistance of the liquid to the blade portion 41 varies with the advancing direction of the paddle 4, the direction and angle of the blade portion 41 are changed and maintained in accordance with the movement of the paddle 4 . As a result, the liquid flow can be efficiently hit against the surface of the substrate W to be plated, so that the plating process can be performed uniformly with a small amount of power.

　도 5는 본 발명의 도금 장치의 패들의 다른 실시형태를 나타낸다. 본 실시 태양의 패들은, 소위 크로스 플로우 임펠러로 불리는 타입으로, 상하 원판상의 지지부(44)의 사이에, 2매의 날개부(41)가 회전축 부분의 비워진 공간에서 대칭으로 형성되어 있다. 이러한 날개부(41)는 상부의 지지부(44)에 연결된 축부(42)를 회전축으로서 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 본 실시 태양의 패들(4)은 양극(3) 측에 대향하는 측면을 따라, 반원형으로 굴곡진 커버(45)를 포함하고 있다. 이와 같이, 본 발명의 도금 장치의 패들을 크로스 플로우 날개 바퀴 타입으로 함으로써, 기판(W) 전면에 걸쳐서 흐름이 부딪치기 때문에, 균일하게 도금 처리를 행할 수 있다.5 shows another embodiment of the padding of the plating apparatus of the present invention. The paddles of this embodiment are of a so-called cross-flow impeller type, and two wing portions 41 are formed symmetrically in the space of the rotary shaft portion between the support portions 44 on the upper and lower disks. The wing portion 41 is formed so as to be rotatable about the shaft portion 42 connected to the upper supporting portion 44 as a rotation shaft. The paddle 4 of this embodiment also includes a semicircularly curved cover 45 along the side opposite to the anode 3 side. As described above, since the paddles of the plating apparatus of the present invention are of the cross flow wing wheel type, the flow is struck across the entire surface of the substrate W, so that the plating process can be performed uniformly.

1　…　…　도금조
2　…　…　기판 홀더
3　…　…　양극
4　…　…　패들
5　…　…　레일부
41　…　…　날개부
43　…　…　모터부　　
44　…　…　지지부
45　…　…　커버One … ... Plating bath
2 … ... Substrate holder
3 ... ... anode
4 … ... Paddle
5 ... ... Le Mans
41 ... ... Wing portion
43 ... ... The motor section
44 ... ... Support
45 ... ... cover

Claims (5)

도금액을 포함하는 도금조;
기판을 착탈 자재로 고정한 기판 홀더;
기판 홀더에 의해 고정되는 기판에 대향하여 배치된 양극;
기판 홀더와 평행하도록 도금조의 상방으로 가로지르는 레일부; 및
이 레일부에 의해 매달린 레일부를 따라 왕복 이동 가능한 패들을 포함하는 도금 장치로서,
패들에는 축부를 중심으로 회전할 수 있거나 또는 회동할 수 있는 날개부가 수직으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.A plating bath containing a plating solution;
A substrate holder for fixing the substrate by a detachable material;
A cathode disposed opposite the substrate held by the substrate holder;
A rail portion that extends upwardly of the plating vessel so as to be in parallel with the substrate holder; And
And a paddle capable of reciprocating along a rail portion suspended by the rail,
Wherein the paddle is vertically provided with a wing portion capable of rotating or pivoting about the shaft portion. 청구항 1에 있어서, 상기 날개부는 구동 수단에 의해 항상 동일 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus according to claim 1, wherein the wing portion is always rotated in the same direction by the driving means. 청구항 1에 있어서, 상기 날개부는 구동 수단에 의해 소정의 각도의 범위 내에서 회동하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.The plating apparatus according to claim 1, wherein the blade portion is rotated within a predetermined angle range by a drive means. 청구항 1에 있어서, 상기 패들 중, 상하 원판상의 지지부의 사이에 수직으로 설치된 1쌍의 날개부가 회전축으로서 상부 지지부에 연결된 회전축 주위를 회전할 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.2. The plating apparatus according to claim 1, wherein a pair of vertically installed blade portions between the support portions on the upper and lower disks among the paddles are formed as rotation shafts so as to rotate around a rotation axis connected to the upper support portion. 청구항 4에 있어서, 상기 패들의 측면을 따라 반원형으로 굴곡된 커버가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
The plating apparatus according to claim 4, wherein a semicircularly curved cover is provided along a side surface of the paddle.
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