KR20180137401A - 도금 장치 - Google Patents

Abstract

금후 요구될 것으로 상정되는 높은 도금 품질의 적어도 일부를 실현하면서, 또한 복수의 기판을 도금하는 도금 장치를 제공한다.
도금 장치는 복수의 기판(S1)을 홀딩 가능한 기판 홀더(11)와, 복수의 애노드(62)를 홀딩 가능한 애노드 홀더(60)를 갖는다. 복수의 애노드(62) 각각은 대응하는 기판(S1)과 대향하여 배치된다. 레귤레이션 플레이트(50)가, 애노드 홀더(60)와, 그 애노드 홀더(60)에 대응하는 기판 홀더(11) 사이에 설치된다. 레귤레이션 플레이트(50)는 애노드(62)와 기판(S1) 사이에 흐르는 전류를 통과할 수 있는 통형의 관통부(51)를 갖는다. 더미 기판(68)에 대해서는, 애노드 홀더(62)와, 그 애노드 홀더에 대응하는 기판 홀더(11) 사이에 폐쇄부(82)가 설치된다. 폐쇄부(82)에서는, 홀딩 가능한 애노드와 홀딩 가능한 기판 사이로 흐를 수 있는 전류를 통과할 수 없다.

Description

도금 장치{Plating apparatus}

본 발명은 도금 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼나 프린트 기판 등의 기판의 표면에 배선이나 범프(돌기형 전극) 등을 형성하는 것이 행해지고 있다. 이 배선 및 범프 등을 형성하는 방법으로서 전해 도금법이 알려져 있다.

전해 도금법에 이용하는 도금 장치에서는, 일반적으로, 예컨대 300mm의 직경을 갖는 웨이퍼 등의 원형 기판에 도금 처리를 행하고 있다. 그러나, 최근 이러한 원형 기판에 한정하지 않고, 비용 대비 효과의 관점에서, 반도체 시장에서 각형(角形) 기판의 수요가 증가하고 있고, 각형 기판에 세정, 연마, 또는 도금 등을 하는 것이 요구되고 있다.

도금 장치는 도금조를 가지며, 이 도금조 내에는, 예컨대, 기판을 홀딩한 기판 홀더, 애노드를 홀딩한 애노드 홀더, 레귤레이션 플레이트(차폐판) 등이 수용된다. 일본공개특허 2016－160521호에 기재된 종래의 반도체 기판용 도금 장치에서는, 기판 사이즈가 비교적 크고, 복수의 기판에 대해 동시에 처리하는 것은 상정하고 있지 않다. 그러나, 최근 기판에 형성되는 칩의 사이즈가 미세화되고, 3차원 실장 기술이라는 칩의 다층 구조화의 기술 개발이 진전되고 있다. 또한, Fan-out 기술(칩 면적을 넘는 넓은 영역에 재배선층을 형성하는 기술)이 등장하고, 또한 IoT 기술이 더욱 진전됨으로써, 다양한 구조를 가진 칩이라고 하는 고도의 패키징 기술이 더욱 요구될 것으로 상정된다. 다종·다양한 기판에 설치된 비어, 트렌치, 스루홀 등을 도금·성막하는 요구도 높아지고 있다. 특히, 어스펙트비가 높은 비어로의 매립 성능이나 도금 속도에 대해서는, 전해 도금 기술이 무전해 도금 기술 등과 비교하면 우위성을 갖는 것으로 생각되고 있다.

이러한 기술의 흐름을 바탕으로 향후에는 스루풋을 떨어뜨리지 않고, 또한 각각 다른 특징을 갖는 비교적 사이즈가 작은 다양한 기판을 동시에 전해 도금하는 기술이 향후 중요해진다. 그러나, 도금의 막두께 관리라는 높은 품질 관리가 요구되는 반도체 기판으로의 도금 기술에 있어서, 향후 요구될 것으로 상정되는 상기 고품질을 실현하면서, 또한 동시에 복수의 기판을 도금하는 기술은 지금까지 없었다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2016－160521호 공보

본 발명의 일 형태는, 상기 문제점의 하나를 해소하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 향후 요구될 것으로 상정되는 상기 높은 도금 품질의 적어도 일부를 실현하면서, 또한 복수의 기판을 도금하는 도금 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 제1 형태에서는, 하나의 기판을 각각이 홀딩 가능하도록 구성된 복수의 기판 홀더와, 하나의 애노드를 각각이 홀딩 가능하도록 구성된 복수의 애노드 홀더로서, 상기 복수의 애노드와 상기 복수의 기판은 1 대 1로 대응하고 있고, 상기 복수의 애노드 각각은 대응하는 상기 기판과 대향하여 배치되도록 구성된 애노드 홀더와, 대응하는 상기 애노드와 상기 기판 사이에 하나씩 설치되는 복수의 제1 차폐부로서, 상기 제1 차폐부 각각은 상기 대응하는 애노드와 상기 대응하는 기판 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부를 가지며, 상기 관통부가 상기 대응하는 애노드와 상기 대응하는 기판 사이의 전기장을 조정하도록 구성된 제1 차폐부를 갖는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

본 실시 형태에서는, 통형의 관통부가, 대응하는 애노드와 대응하는 기판 사이의 전기장을 조정하도록 구성된다. 종래에는, 복수의 기판을 하나의 도금조 내에서 도금하는 경우, 처리 매수가 변화하면, 균일한 전류 전기력선의 형성을 달성할 수 없다. 본 실시 형태에서는, 전기장을 조정하도록 구성된 제1 차폐부를 설치하였기 때문에, 처리 매수가 변화하더라도, 동시에 처리되는 복수의 기판에 대응하는 복수의 관통부에서 전류 전기력선의 분포가 균일해진다. 따라서, 처리 매수가 변화한 경우라도, 도금해야 할 모든 기판에 대해 종래보다 균일한 물리·화학적 성질의 금속막을 형성하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 향후 요구될 것으로 상정되는 상기 높은 도금 품질의 적어도 일부를 실현하면서, 또한 복수의 기판을 도금하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 물리·화학적 성질이란, 기판 금속막의 막두께·화학 물질 조성·표면 형태·밀도를 의미한다. 물리·화학적 성질이 균일하다는 것은, 하나의 기판 내의 부분 마다의 물리·화학적 성질의 기판 내 분포가 모든 처리할 기판 사이에서 동일한 것을 의미한다.

제2 형태에서는, 상기 복수의 제1 차폐부 중 적어도 하나는, 상기 관통부를 폐쇄하기 위한 제2 차폐부를 가지며, 상기 제2 차폐부에 의해, 홀딩 가능한 상기 애노드와 홀딩 가능한 상기 기판 사이에 형성되는 상기 전기력선이 통과할 수 없게 구성된 폐쇄부이고, 상기 복수의 제1 차폐부 중 다른 적어도 하나는, 상기 제2 차폐부를 갖지 않는 청구항 1에 기재된 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

본 실시 형태에서는, 도금해야 할 기판이 배치되지 않은 기판 홀더 및 애노드 홀더에 대해서는, 폐쇄부를 설치한다. 폐쇄부에 의해, 전기력선이 통과할 수 없게 된다. 도금해야 할 기판이 배치되어 있는 기판 홀더 및 애노드 홀더 사이에 형성되는 전기력선은 폐쇄부가 있기 때문에, 전기력선이 폐쇄부를 지나는, 즉 폐쇄부로 누설되는 것이 감소된다.

종래 기술의 경우, 기판과 애노드 사이에는 폐쇄부가 없고, 관통부만 있었다. 관통부를 통과하는 전기력선은 기판이 있는 관통부와, 그 관통부 이외를 통과하는 전기력선의 영향을 받는다. 따라서, 가령 복수의 기판을 하나의 도금조 내에서 도금하는 경우, 기판이 어느 관통부를 통과하는 전기력선은 다른 관통부를 통과하는 전기력선의 영향을 받는다. 즉, 관통부를 통과하는 전기력선은 기판이 어느 관통부가, 다른 관통부와 어떠한 위치 관계에 있는지에 의해 변화된다. 또한, 복수의 기판을 하나의 도금조 내에서 도금하는 경우, 처리 매수가 변화하면, 균일한 전기력선의 형성을 달성할 수 없다. 본 실시 형태에서는, 폐쇄부를 설치하였기 때문에, 처리 매수가 변화하더라도, 동시에 처리되는 복수의 기판에 대응하는 복수의 관통부에서 전기력선의 분포가 균일해진다. 따라서, 처리 매수가 변화된 경우라도, 도금해야 할 모든 기판에 대해 종래보다 균일한 물리·화학적 성질의 금속막을 형성하는 도금 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 폐쇄부를 갖는 것에 더하여, 통형의 관통부를 이용하고 있다. 이 때문에, 관통부 각각은 서로 전기력선의 영향이 적고, 독립성이 높다. 단일 전해조 내에서 복수 기판에 대해, 동시에 도금을 행하고, 기판마다 막두께 분포 제어가 가능한 도금 장치를 제공할 수 있다.

제3 형태에서는, 상기 제2 차폐부는, 상기 관통부의, 상기 기판 홀더측과 상기 애노드 홀더측에 각각 배치된 제3 차폐부를 갖는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제4 형태에서는, 상기 제2 차폐부는 상기 폐쇄부에 대해 탈착 가능한 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제5 형태에서는, 상기 제2 차폐부는, 상기 제2 차폐부에 개구부를 형성할 수 있는 개구 형성 기구를 가지며, 상기 관통부를 폐쇄할 때는, 상기 개구 형성 기구에 의해 상기 개구부를 폐쇄하는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제6 형태에서는, 상기 제1 차폐부는 상기 관통부의 개구 면적을 조정하는 조정 기구를 가지며, 상기 조정 기구는 상기 관통부를 폐쇄할 수 있는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제7 형태에서는, 상기 폐쇄부가 설치되어 있는 상기 애노드 홀더는, 그 애노드 홀더가 홀딩 가능한 상기 애노드와 상기 폐쇄부 사이에 설치된 제4 차폐부를 가지며, 상기 제4 차폐부는 상기 애노드와 상기 기판 사이에 형성되는 상기 전기력선이 통과할 수 없게 구성되고, 및/또는 상기 폐쇄부가 설치되어 있는 상기 기판 홀더는, 그 기판 홀더가 홀딩 가능한 상기 기판과 상기 폐쇄부 사이에 설치된 제5 차폐부를 가지며, 상기 제5 차폐부는 상기 애노드와 상기 기판 사이에 형성되는 상기 전기력선이 통과할 수 없게 구성되는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제8 형태에서는, 하나의 기판을 각각이 홀딩하도록 구성된 복수의 기판 홀더와, 하나의 애노드를 각각이 홀딩하도록 구성된 복수의 애노드 홀더로서, 상기 복수의 애노드와 상기 복수의 기판은 1 대 1로 대응하고 있고, 상기 복수의 애노드 각각은, 대응하는 하나의 상기 기판과 대향하여 배치되도록 구성된 애노드 홀더와, 상기 애노드 홀더의 각각에 대해 1개 설치되는 복수의 차폐부로서, 상기 차폐부 각각은 대응하는 상기 애노드 홀더와 상기 기판 홀더 사이에 설치되고, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부를 갖도록 구성된 복수의 차폐부를 가지며, 상기 관통부의 각각을 형성하는 상기 차폐부의 벽부의 상기 애노드 홀더측은 대응하는 상기 애노드의 외주 근방에서 상기 애노드 홀더 상에 배치되고, 상기 관통부의 각각에 의해 형성되는 관통 공간이 서로 따로따로 독립된 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

본 실시 형태에서는, 통형의 관통 공간이 서로 따로따로 독립되며, 각 기판은 차폐부에 의해 따로따로 포위되어 있다. 이 때문에, 관통부 각각은 서로 전기력선의 영향이 적고, 독립성이 높다. 단일 전해조 내에서 복수 기판에 대해, 동시에 도금을 행하고, 각 기판마다 막두께 분포를 제어할 수 있는 도금 장치를 제공할 수 있다. 독립성이 높기 때문에, 처리 매수가 변화하더라도, 동시에 처리되는 복수의 기판에서 전기력선의 분포가 균일해진다. 처리 매수가 변화한 경우라도, 도금해야 할 모든 기판 대해 균일한 물리·화학적 성질의 금속막을 형성하는 도금 장치를 제공할 수 있다.

제9 형태에서는, 상기 벽부는 상기 관통부 내의 기체를 상기 관통부로부터 제거하기 위한 제1 관통공을 갖는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제10 형태에서는, 상기 벽부는 도금액의 첨가제를 상기 관통부 내로 공급하기 위한 제2 관통공을 갖는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제11 형태에서는 상기 첨가제의 공급량을 조정하는 공급량 조정 기구를 갖는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제12 형태에서는, 상기 복수의 기판 홀더는 일체화되어 있고, 및/또는 상기 복수의 애노드 홀더는 일체화되어 있으며, 및/또는 상기 복수의 제1 차폐부는 일체화되어고 있는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제13 형태에서는, 상기 복수의 기판 홀더는 일체화되어 있고, 및/또는 상기 복수의 애노드 홀더는 일체화되어 있으며, 및/또는 상기 복수의 차폐부는 일체화되어 있는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제14 형태에서는, 상기 복수의 기판 각각은 제1 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제1 배선으로부터 따로따로 독립하여 제1 전류를 공급받고, 및/또는 상기 복수의 애노드 각각은 제2 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제2 배선으로부터 따로따로 독립하여 제2 전류를 공급받는 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제15 형태에서는, 상기 복수의 제1 배선 각각을 흐르는 상기 제1 전류는 독립적으로 제어 가능하고, 및/또는 상기 복수의 제2 배선 각각을 흐르는 상기 제2 전류는 독립적으로 제어 가능한 도금 장치라는 구성을 채택하고 있다.

제16 형태에서는, 제14 형태 또는 제15 형태의 도금 장치를 제어하기 위한 컴퓨터를, 상기 복수의 제1 전류 및/또는 상기 복수의 제2 전류의 ON/OFF를 제어하는 제어 수단으로서 기능하게 하기 위한 프로그램이 기록된 비일시적 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체라는 구성을 채택하고 있다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 향후 요구될 것으로 상정되는 상술한 높은 도금 품질의 적어도 일부를 실현·달성하면서, 또한 복수의 기판을 도금하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 또한, 단일 전해조 내에서, 복수 기판에 대해, 동시에 도금을 행하고, 동시에 처리되는 처리 매수가 변화한 경우라도, 도금해야 할 모든 기판에 대해 균일한 물리적(막두께 등)·화학적 성질의 금속막을 형성하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 또한, 단일 전해조 내에서 복수 기판에 대해 동시에 도금을 행하고, 각 기판마다 독립적으로 막두께 분포를 제어 가능한 도금 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태에 따른 도금 장치의 전체 배치도이다.
도 2는 도 1에 도시한 도금 장치에서 사용되는 기판 홀더의 개략 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 기판 홀더에 홀딩되는 각형 기판의 개략 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 처리부의 도금조 및 오버플로우조를 나타내는 개략 종단 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 도금조의 단면도이다.
도 6은 기판 홀더에 설치된 가이드를 나타내는 정면도이다.
도 7은 가이드 주변에서의 기판 홀더 구조의 상세를 나타내는 도면이다.
도 8은 차폐판의 정면도이다.
도 9는 개구 형성 기구의 정면도이다.
도 10은 개구 형성 기구의 동작을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 도금조 및 오버플로우조를 나타내는 개략 종단 정면도이다.
도 12는 도 11에 도시한 도금조의 단면도이다.
도 13은 도금액을 공급하기 위한 구조를 마련한 도 11에 대응되는 도면이다.
도 14는 첨가제를 공급하기 위한 구조를 마련한 도 12에 대응되는 도면이다.
도 15는 공급량 조정 기구의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은 도금 회로의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 17은 4매의 각형 기판의 동시 도금을 실시한 예를 나타낸다.
도 18은 3매의 각형 기판(S1)만을 도금한 예를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 기판 홀더에 홀딩된 각형 기판과, 더미 기판을 애노드측에서 본 도면이다.
도 20은 도 19에 도시한 실시 형태에 따른 기판 홀더와 애노드 사이에 배치되는 레귤레이션 플레이트를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 각 실시 형태에 있어서, 동일 또는 상당한 부재에는 동일 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 도금 장치의 전체 배치도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 도금 장치(100)는 기판 홀더로 각형 기판을 로드하거나, 또는 기판 홀더로부터 각형 기판을 언로드하는 로드/언로드부(110)와, 각형 기판을 처리하는 처리부(120)와, 세정부(20)로 크게 나뉘어진다. 처리부(120)는 또한 각형 기판의 전처리 및 후처리를 행하는 전처리·후처리부(120A)와, 각형 기판에 도금 처리를 행하는 도금 처리부(120B)를 포함한다. 도금 장치(100)의 로드/언로드부(110)와, 처리부(120)와, 세정부(20)는 각각 별도의 프레임(케이스)으로 둘러싸여 있다. 본 발명은 각형 기판에 한정하지 않고, 원형 기판 등의 임의 형상의 기판에 적용할 수 있다.

로드/언로드부(110)는 2대의 카셋트 테이블(25)과, 기판 탈착 기구(29)를 갖는다. 카셋트 테이블(25)은 각형 기판을 수납한 카셋트(25a)를 탑재한다. 기판 탈착 기구(29)는 각형 기판을 도시하지 않는 기판 홀더에 착탈하도록 구성된다. 또한, 기판 탈착 기구(29)의 근방(예컨대, 하방)에는 기판 홀더를 수용하기 위한 스토커(30)가 설치된다. 이들 유닛(25, 29, 30)의 중앙에는, 이들 유닛 사이에서 각형 기판을 반송하는 반송용 로봇으로 이루어진 기판 반송 장치(27)가 배치되어 있다. 기판 반송 장치(27)는 주행 기구(28)에 의해 주행 가능하게 구성된다.

세정부(20)는 도금 처리 후의 각형 기판을 세정하여 건조시키는 세정 장치(20a)를 갖는다. 기판 반송 장치(27)는 도금 처리 후의 각형 기판을 세정 장치(20a)로 반송하고, 세정 및 건조된 각형 기판을 세정 장치(20a)로부터 취출하도록 구성된다.

전처리·후처리부(120A)는 프리웨팅조(32), 프리소크조(33), 프리린스조(34), 블로우조(35), 및 린스조(36)를 갖는다. 프리웨팅조(32)에서는, 각형 기판이 순수(純水)에 침지된다. 프리소크조(33)에서는, 각형 기판의 표면에 형성한 시드층 등의 도전층 표면의 산화막이 에칭 제거된다. 프리린스조(34)에서는, 프리소크 후의 각형 기판이 기판 홀더와 함께 세정액(순수 등)으로 세정된다. 블로우조(35)에서는 세정 후의 각형 기판의 액 제저가 행해진다. 린스조(36)에서는 도금 후의 각형 기판이 기판 홀더와 함께 세정액으로 세정된다. 프리웨팅조(32), 프리소크조(33), 프리린스조(34), 블로우조(35), 린스조(36)는 이 순서로 배치되어 있다.

도금 처리부(120B)는 오버플로우조(38)를 구비한 복수의 도금조(39)를 갖는다. 각 도금조(39)는 내부에 복수의 각형 기판을 수납하고, 내부에 보유된 도금액 중에 각형 기판을 침지시켜 각형 기판의 표면에 동 도금 등의 도금을 실시한다. 여기서, 도금액의 종류는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 용도에 따라 다양한 도금액이 이용된다.

도금 장치(100)는 이러한 각 기기의 측방에 위치하고, 이러한 각 기기 사이에서 기판 홀더를 각형 기판과 함께 반송한다, 예컨대 리니어 모터 방식을 채용한 기판 홀더 반송 장치(37)를 갖는다. 이 기판 홀더 반송 장치(37)는 기판 탈착 기구(29), 프리웨팅조(32), 프리소크조(33), 프리린스조(34), 블로우조(35), 린스조(36), 및 도금조(39) 사이에서 기판 홀더를 반송하도록 구성된다.

도 2는, 도 1에 도시한 도금 장치에서 사용되는 기판 홀더의 개략 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 하나의 기판 홀더로, 최대 4매의 기판을 홀딩하여 한 번에 도금할 수 있다. 3매 이하의 기판을 도금할 때는, 기판이 배치되지 않은 곳에는, 더미의 기판 또는 절연판을 배치한다. 본 실시 형태에서는, 1매의 기판을 홀딩하는 복수(4개)의 기판 홀더가 일체화되어 있다고 생각할 수 있다. 이에 대응하여, 복수의 애노드 홀더가 일체화되어 있고, 또한 후술하는 바와 같이 제1 차폐부와 제2 차폐부가 일체화되어 있다.

도 3은 도 2에 도시한 기판 홀더에 홀딩되는 각형 기판 중의 1매의 각형 기판의 개략 평면도이다. 본 실시 형태에서는, 동일 형상, 동일 사이즈의 4매의 기판을 하나의 기판 홀더에 홀딩할 수 있는데, 본 발명에서는, 다른 형상, 다른 사이즈의 임의의 매수의 기판을 하나의 기판 홀더에 홀딩할 수도 있다. 또한, 하나의 기판 홀더에 1매 이상의 기판을 홀딩하는 것으로 하고, 그러한 기판 홀더를 따로따로 독립하여 복수개, 하나의 도금조(39)에 넣고, 동시에 도금하는 것으로 할 수도 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(11)는, 예컨대 염화 비닐제 평판상 기판 홀더 본체(12)와, 기판 홀더 본체(12)에 연결된 아암부(13)를 갖는다. 아암부(13)는 한 쌍의 받침부(14)를 가지며, 도 1에 도시한 각 처리조의 둘레벽 상면에 받침부(14)를 설치함으로써, 기판 홀더(11)가 수직으로서스펜션 지지된다. 또한, 아암부(13)에는 도금조(39)의 둘레벽 상면에 받침부(14)를 설치하였을 때, 도금조(39)에 설치된 전기 접점과 접촉하도록 구성된 커넥터부(15)가 설치된다. 이에 따라, 기판 홀더(11)는 외부 전원과 전기적으로 접속되고, 기판 홀더(11)에 홀딩된 각형 기판에 전압·전류가 인가된다.

기판 홀더(11)는, 도 3에 도시한 각형 기판(S1)의 피도금면이 노출되도록 홀딩한다. 기판 홀더(11)는 각형 기판(S1)의 표면에 접촉하는 전기 접점(미도시)을 갖는다. 각형 기판(S1)을 기판 홀더(11)가 홀딩하였을 때, 이 전기 접점은 각형 기판(S1)의 대향하는 2변, 또는 외주 4변을 따라 설치되는, 도 3에 도시한 접점 위치(CP1)에 접촉하도록 구성된다. 또한, 각형 기판의 형상은, 본 실시 형태에서는 정사각형 또는 직사각형이다. 장방형의 각형 기판의 경우, 전기 접점은 장방형 각형 기판의 장변 또는 단변 중 어느 하나의 대향되는 2변, 혹은 외주 4변에 접촉하도록 구성된다.

기판 홀더(11)에 각형 기판(S1) 또는 더미 기판(68)을 홀딩시키는 공정은 이하와 같다.

(1) 스토커(30)로부터 기판 홀더(11)를 기판 탈착 기구(29)로 가져온다.

(2) 카셋트 테이블(25)로부터 각형 기판(S1)을 가져온다. 4매의 경우는 4매의 기판을 가져와 기판 홀더(11)의 하측 부재 상에 각각 둔다. 3매의 경우는 3매 만큼 가져온다.

(3) 예컨대 3매의 경우, 더미 기판(68)을 카셋트 테이블(25)로부터 가져와, 기판 홀더(11)의 하측 부재 상의 나머지 1매의 영역에 둔다. 본 발명은, 기판 홀더에 동시에 홀딩 가능한 기판의 수는 4매의 경우만으로 한정되지 않는다

(4) 이어서, 기판 홀더(11)의 상측 부재를 위로부터 씌워 각각의 기판을 끼움지지한다. 상측 부재에는 후술하는 소정의 차폐판(76)을 미리 설치해 둔다.

(5) 기판을 홀딩한 기판 홀더(11)를 기판 홀더 반송 장치(37)로, 전처리·후처리부(120A), 도금조(39) 순으로 반송하고, 도금액에 침지시켜, 전해 도금한다.

(6) 도금 완료 후, 린스조(36), 블로우조(35)에서 순차 세정한다. 이어서, 기판 탈착 기구(29)로 각형 기판(S1)을 순차 제거하고, 각각의 각형 기판(S1)을 카셋트 테이블(25)로 되돌린다. 더미 기판(68)이 있는 경우, 더미 기판(68)을 카셋트 테이블(25)로 되돌린다. 최후의 기판이 홀더로부터 제거된 후, 기판 홀더를 스토커(30)로 되돌린다.

도 4는, 도 1에 도시한 처리부(120B)의 도금조(39) 및 오버플로우조(38)를 나타내는 개략 종단 정면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 도금조(39)는 내부에 도금액(Q)을 보유한다. 오버플로우조(38)는 도금조(39)의 가장자리에서 넘쳐 나온 도금액(Q)을 받아 들이도록 도금조(39)의 외주에 구비되어 있다. 도금조(39)의 바닥부(43)에는 펌프를 구비한 도금액 공급로인 라인(138)이 접속된다.

도금조(39)에는, 각형 기판(S1)을 홀딩한 기판 홀더(11)가 수납된다. 기판 홀더(11)는 각형 기판(S1)가 연직 상태로 도금액(Q)에 침지되도록, 도금조(39) 내에 배치된다. 도금조(39) 내의 각형 기판(S1)에 대향하는 위치에는, 애노드 홀더(60)에 홀딩된 애노드(62)가 배치된다. 애노드(62)로서는, 예컨대, 함인동(phosphorus-containing copper)이 사용될 수 있다. 각형 기판(S1)과 애노드(62)는 도금 전원(후술하는 제1 직류 전원(168))을 통해 전기적으로 접속되고, 각형 기판(S1)와 애노드(62) 사이에 전류를 흘림으로써 각형 기판(S1)의 표면에 도금막(동막)이 형성된다.

각형 기판(S1)과 애노드(62) 사이에는, 각형 기판(S1)의 표면과 평행하게 왕복 이동하여 도금액(Q)을 교반하는 패들(45)(후술하는 도 14 도시)이 배치된다. 도금액(Q)을 패들(45)로 교반함으로써, 충분한 동 이온을 각형 기판(S1)의 표면에 균일하게 공급할 수 있다. 또한, 패들(45)과 애노드(62) 사이에는 각형 기판(S1)의 전면(全面)에 걸친 분포를 보다 균일하게 하기 위한 유전체로 이루어진 레귤레이션 플레이트(50)가 배치된다. 레귤레이션 플레이트(50)는 본체부(52)와 전기력선을 통과시키기 위한 관통부(51)를 갖는다. 기판 홀더(11)에 대향하는 조(39)의 전면에 걸쳐서 레귤레이션 플레이트(50)는 기판 홀더(11)에 대향하고 있다. 즉, 기판 홀더(11)로부터 레귤레이션 플레이트(50)를 향하는 방향으로 보았을 때, 레귤레이션 플레이트(50)의 좌단, 우단, 바닥부는, 각각 조(39)의 좌단, 우단, 바닥부에 접촉하고 있다. 각형 기판(S1)에 대향하는 관통부(51)에만 있어서, 도금액(Q)은 레귤레이션 플레이트(50)를 통과할 수 있다.

도 4, 도 5의 경우, 도 2에 도시한 기판을 배치 가능한 4개소 중 우상, 좌하, 우하의 3개소에 기판이 홀딩되고, 좌상의 1개소에는 기판이 배치되지 않는다. 기판이 배치되지 않는 1개소(이하에서는, 「비도금 전극」이라 함)에는, 더미 기판(68)(또는 절연판)이 배치된다. 각형 기판(S1)이 배치되는 3개소는, 이하에서는 「도금 전극」이라고 함.

도 5는, 도 4에 도시한 도금조(39)의 AA 단면도이다. 도 4는, 도 5의 AA 단면도이다. 도 5 중 패들(45)은 생략되어 있다. 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이, 도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)와, 비도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)는 모두 관통부(51)를 갖는다. 도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)(제1 차폐부)는 애노드 홀더(60)와, 애노드 홀더(60)에 대응하는 기판 홀더(11) 사이에 설치되고, 애노드(62)와 각형 기판(S1) 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부(51)를 갖는다. 관통부(51)는 대응하는 애노드와 대응하는 기판 사이의 전기장을 조정하도록 구성된다. 조정은, 예컨대, 후술하는 바와 같이, 관통부(51)의 개구 면적을 조정함으로써 행해진다. 조정 방법은 개구 면적을 조정하는 방법에 한정되지 않는다. 예컨대, 관통부(51)의 개구 형상을, 원, 타원, 다각형 등으로 바꿈으로써 조정을 행할 수 있다.

비도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)(폐쇄부)는 애노드 홀더(60)와, 애노드 홀더(60)에 대응하는 기판 홀더(11) 사이에 설치되고, 홀딩 가능한 애노드와 홀딩 가능한 기판 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 없는 폐쇄부(82)를 갖는다. 폐쇄부(82)는 통형의 관통 형상을 갖는 관통부(51)와, 관통부(51)를 폐쇄하기 위한 셔터식 차폐판(70)(제3 차폐부)을 갖는다. 차폐판(70)은 관통부(51)의, 기판 홀더측과 애노드 홀더측에 각각 배치되어 있다. 2매의 차폐판(70)에 의해, 관통부를 폐쇄된다.

차폐판(70)은 레귤레이션 플레이트(50)에 설치된 가이드(72) 및 가이드(80)에 대해 탈착 가능하다. 즉, 차폐판(70)은 레귤레이션 플레이트(50)에 대해 탈착 가능하다. 도 5에 있어서, 비도금 전극에 대응하는 위치의 차폐판(70)과, 도금 전극에 대응하는 위치의 차폐판(70)은 개구부의 유무 면에서 다르며, 별도의 형상을 갖는 것처럼 보인다. 그러나, 동일 형상의 차폐판(70)을 이용할 수도 있다. 이 점을 포함하여 차폐판(70)의 구조에 대해서는 후술한다.

폐쇄부(82)에 있어서, 애노드 홀더(60)의 전면측(각형 기판(S1)과 대향하는 측)에는, 애노드(62)를 차폐하는 차폐판(74)(제4 차폐부)가 설치된다. 차폐판(74)을 설치함으로써, 애노드(62)와 더미 기판(68) 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 없다. 또한 폐쇄부(82)에 있어서, 기판 홀더(11)의 전면측(애노드(62)와 대향하는 측)에는, 더미 기판(68)을 차폐하는 차폐판(76)(제5 차폐부)이 설치된다. 차폐판(76)을 설치함으로써, 애노드(62)와 각형 기판(S1) 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 없다. 차폐판(74), 차폐판(76)은 각각 애노드 홀더(60)와 기판 홀더(11)에 설치된 가이드(78)에 대해 탈착 가능하다. 즉, 차폐판(74), 차폐판(76)은 각각 애노드 홀더(60)와 기판 홀더(11)에 대해 탈착 가능하다.

가이드(72), 가이드(80)의 두께는 임의로 변경할 수 있다. 두께를 변경함으로써, 레귤레이션 플레이트(50)의 관통부(51)의 길이(B1)를 조정할 수 있다. 가이드(72), 가이드(80)의 두께를 변경할 때는, 가이드(72), 가이드(80)의 두께 전체를 변경할 필요는 없고, 관통부(51)에 면하는 부분의 두께만 변경하면 된다.

도금 전극에서는, 애노드 홀더(60)의 전면(前面)측(각형 기판(S1)과 대향하는 측)에는, 애노드(62)의 일부를 차폐하는 애노드 마스크(64)가 설치된다. 애노드 마스크(64)는 애노드(62)와 각형 기판(S1) 사이의 전기력선을 통과시키는 개구를 갖는다. 애노드 마스크(64)는 가이드(78)에 대해 탈착 가능하다. 애노드 마스크(64)와 차폐판(74)은 개구부의 유무 면에서 다르며, 별도의 형상을 갖는 것처럼 보인다. 그러나, 동일 형상의 차폐판(74)을 이용할 수도 있다. 이 점에서, 차폐판(74)은 차폐판(70)과 유사한 구조를 가질 수 있다.

도금 전극에서는, 기판 홀더(11)의 전면측(애노드(62)와 대향하는 측)에는, 차폐판(76)이 설치된다. 도금 전극에 있는 차폐판(76)과, 비도금 전극에 있는 차폐판(76)은 개구부의 유무 면에서 다르며, 별도의 형상을 갖는 것처럼 보인다. 그러나, 동일 형상의 차폐판(76)을 이용할 수도 있다. 이 점에서, 차폐판(76)은 차폐판(70)과 유사한 구조를 가질 수 있다.

기판 홀더(11)에 설치된 가이드(78)에 대해, 도 6에 의해 설명한다. 또한 애노드 홀더(60)의 가이드(78)나 레귤레이션 플레이트(50)의 가이드(72)도 마찬가지의 구조이다. 도 6은 기판 홀더(11)에 설치된 가이드(78)를 나타내는 정면도이다. 셔터식 차폐판(76)을 삽입하는 가이드(78)가 기판 홀더(11)의 외면에 설치된다. 가이드(78)는 각형 기판(S1)의 좌우에 배치된다. 도 6에서는, 가이드(78)를 개별적으로 식별하기 위해, 가이드(78)에 대해 각각 781~788까지의 참조 부호를 부여하고 있다. 본 실시 형태에서는, 가이드(781, 782, 783, 784)에 의해 1매의 차폐판(76)이 가이드되고, 가이드(785, 786, 787, 788)에 의해 별도의 1매의 차폐판(76)이 가이드된다. 즉, 셔터식 차폐판(76)은 각형 기판(S1)의 열마다 1매씩 삽입된다. 기판 홀더(11)의 외면의 최하부에는 차폐판(76)의 낙하를 방지하기 위한 스토퍼(84)를 설치하고 있다. 1매의 차폐판(76)에 대해 2개의 스토퍼(84)를 설치하고 있다.

도 7에, 가이드(78) 주변에서의 기판 홀더(11)의 구조의 상세를 나타낸다. 도 7의 (a)는 도금 전극에 있어서의 기판 홀더(11)의 구조의 상세를 나타내고, 도 5의 B부의 확대도이다. 도 7의 (b)는 비도금 전극에서의 기판 홀더(11)의 구조의 상세를 나타내고, 도 5의 C부의 확대도이다. 기판 홀더(11)는 각형 기판(S1)의 표면에 접촉하는 전기 접점(86)을 갖는다. 각형 기판(S1)을 기판 홀더(11)가 홀딩하였을 때, 이 전기 접점(86)은 각형 기판(S1)의 대향하는 2변, 또는 외주 4변을 따라서 설치되는, 도 3에 도시한 접점 위치(CP1)에 접촉하도록 구성된다.

전기 접점(86) 및 접점 위치(CP1)를 도금액(Q)으로부터 절연하기 위해, 시일(seal; 88)이, 기판 홀더(11)의 제방부(90)에 설치되어 있다. 제방부(90)는 기판 홀더(11)에 장착되어 있다. 시일(88)에 의해, 전기 접점(86) 및 접점 위치(CP1)는 기판 홀더(11)의 내부에 밀폐된다. 가이드(78)와 제방부(90) 사이에는 삽입구(98)가 설치되어 있다. 삽입구(98)는 공간을 가지며, 이 공간에 차폐판(76)이 삽입되고, 차폐판(76)이 홀딩된다.

도금 전극에 있어서, 각형 기판(S1)으로의 전류를 제어하는 스위치(94)는 ON이고, 비도금 전극에 있어서, 각형 기판(S1)으로의 전류를 제어하는 스위치(94)는 OFF이다. 전류가 흐르는 방향을 나타내는 화살표(96)는 전자가 흐르는 방향을 나타낸다.

이어서, 셔터식 차폐판인 차폐판(76)(기판용), 차폐판(74)(애노드용), 차폐판(70)(레귤레이션 플레이트(50)용)의 구조에 대해 도 8에서 설명한다. 도 8은 차폐판의 정면도이다. 차폐판(76)(기판용), 차폐판(74)(애노드용), 차폐판(70)(레귤레이션 플레이트(50)용)은 형상, 개구의 유무에 대해 마찬가지의 구조를 갖는다. 도 8의 (a)는 개구가 없는 예이다. 예컨대, 도 6의 열 방향의 위치(102), 위치(104)에 각형 기판(S1)이 배치되지 않고, 위치(102), 위치(104)에 더미 기판(68)이 배치될 때 이용되는 차폐판(76), 차폐판(74), 차폐판(70)의 형상이다.

도 8의 (b)는 일부에 개구(106)가 있는 예이다. 도 6의 위치(102)에 각형 기판(S1)이 배치되고, 위치(104)에 더미 기판(68)이 배치될 때 이용되는 차폐판(76), 차폐판(74), 차폐판(70)의 형상이다. 도 8의 (c)는 모두 개구(106)인 예를 나타낸다. 도 6의 위치(102), 위치(104)에 더미 기판(68)이 배치되지 않고, 위치(102), 위치(104)에 각형 기판(S1)이 배치될 때 이용되는 차폐판(76), 차폐판(74), 차폐판(70)의 형상이다.

개구(106) 사이즈는, 예컨대, 이하와 같이 설정된다. 각형 기판(S1)의 전면에 배치되는 차폐판(76)의 경우, 개구(106) 사이즈는, 각형 기판(S1)과 동일한 사이즈이다. 애노드(62)의 전면에 배치되는 차폐판(74)의 경우, 개구(106) 사이즈는 임의로 설정할 수 있고, 애노드 마스크의 외경과 동일한 사이즈이다. 관통부(51)의 양측에 배치되는 차폐판(70)의 경우, 개구(106) 사이즈는 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 각형 기판(S1)측 차폐판(70)의 경우, 개구(106) 사이즈는 각형 기판(S1)에 어떠한 도금 두께의 분포를 작성하고자 하는지 등에 의존한다.

이어서, 도 9, 도 10에 의해, 개구(106) 사이즈를 조정할 수 있는 실시예를 나타낸다. 차폐판(76), 차폐판(74), 차폐판(70) 모두에 대해 개구(106) 사이즈를 조정할 수 있는 실시예를 적용할 수 있다. 차폐판(70)을 예로 설명한다. 도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)(제1 차폐부)에 있는 차폐판(70)은 폐쇄부(82)에 개구(106)(개구부)를 형성할 수 있는 개구 형성 기구(108)를 갖는다. 관통부를 폐쇄할 때는, 개구 형성 기구(108)에 의해 개구(106)를 폐쇄된다.

비도금 전극에 대응하는 위치의 레귤레이션 플레이트(50)(제2 차폐부)는 차폐판(70)을 가지며, 이 차폐판(70)은 관통부(51)의 개구 면적을 조정하는 조정 기구를 가지며, 조정 기구는 관통부(51)를 폐쇄하는 것이 가능하다. 개구 형성 기구(108)와 조정 기구는 본 실시 형태에서는 동일한 기구이다. 도 9는 개구 형성 기구(108)의 정면도이고, 도 10은 개구 형성 기구(108)의 동작을 나타내는 도면이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 개구 형성 기구(108)는 x축 방향으로 개폐하는 도어(112)와, y축 방향으로 개폐하는 도어(114)를 갖는다. 도어(112)와 도어(114)는 서로 독립적으로 개폐할 수 있다. 도 9에 있어서, 도어(112)의 후방에 도어(114)가 위치한다. 도어(112)와 도어(114)는 차폐판(70)에 내장된 2중의 미닫이문이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 개구 형성 기구(108)는 도어(112)를 개폐하기 위한 레버(116)와, 도어(114)를 개폐하기 위한 레버(118)를 더 갖는다. 도 10의 (a)는 개구 형성 기구(108)의 정면도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 AA 단면도이다. 도 10의 (c)는 도 10의 (a)의 BB 단면도이다.

레버(116)는 x축 방향으로 이동 가능하고, x축 방향의 하단에 레버(116)가 있을 때, 도어(112)는 완전 폐쇄된다. x축 방향의 상단에 레버(116)가 있을 때, 도어(112)는 완전 개방된다. 레버(118)는 y축 방향으로 이동 가능하고, y축 방향의 좌단에 레버(118)가 있을 때, 도어(114)는 완전 폐쇄된다. y축 방향의 우단에 레버(118)가 있을 때, 도어(114)는 완전 개방된다. 2중 여닫이문의 열림폭이, 레버를 움직임으로써 가변이어서, 개구 사이즈의 조절이 가능하다. 레버를 구동하는 레버 구동 기구를 도금 장치가 가질 수도 있다. 레버 구동 기구를 컨트롤러(175)에 의해 제어함으로써, 개구 사이즈의 자동 조절이 가능하다.

도어(112)를 구성하는 상하 2매의 도어는 완전 개방 상태로부터 완전 폐쇄 상태가 될 수 있다. 상하 2매의 도어는 화살표(122) 방향으로, 개구(106)의 중심(126)을 향해, 또는 화살표(122)과는 반대 방향으로, 동일한 이동량 만큼 이동한다. 마찬가지로, 도어(114)를 구성하는 좌우 2매의 도어는 완전 개방 상태로부터 완전 폐쇄 상태가 될 수 있다. 좌우 2매의 도어는 화살표(124) 방향으로, 개구(106)의 중심(126)을 향해, 또는 화살표(124)와는 반대 방향으로, 동일한 이동량 만큼 이동한다. 한편, 다른 양 만큼 이동하도록 설정할 수도 있다.

또한 관통부(51)의 길이에는, 바람직한 길이가 있다. 이 점에 대해 이하에 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 각형 기판(S1)은 애노드(62)와 거리(D1)를 가지고 서로 대향하여 배치되어 있다. 즉, 도금조(39)는 극간 거리(D1)를 갖는다. 레귤레이션 플레이트(50)의 관통부(51)는 길이(B1)를 갖는다. 레귤레이션 플레이트(50)의 관통부(51)의 일단면은 각형 기판(S1)과 거리(A1) 만큼 이간한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(11)의 전기 접점(16)은 각형 기판(S1)의 중심으로부터 거리(L1) 만큼 이간한 부분에 접촉한다. 도금조(39)에서 각형 기판(S1)에 도금을 할 때, 극간 거리(D1)는 각형 기판(S1)에 형성되는 막두께의 균일성에 영향을 준다. 마찬가지로, 관통부(51)와 각형 기판(S1)과의 적절한 거리(A1), 및 관통부(51)의 길이(B1)도, 각형 기판(S1)에 형성되는 막두께의 균일성에 영향을 준다. 도 5에 도시한 바와 같이, 각형 기판(S1)의 대향하는 2변에 전원을 공급하는 경우에 있어서, 각형 기판(S1)의 중심으로부터 전기 접점(16)까지의 거리(L1)와 적절한 극간 거리(D1) 사이에 바람직한 관계성이 있다. 마찬가지로 각형 기판(S1)의 중심으로부터 전기 접점(16)까지의 거리(L1)와 관통부(51)와 각형 기판(S1)과의 적절한 거리(A1)와의 사이, 및 각형 기판(S1)의 중심으로부터 전기 접점(16)까지의 거리(L1)와 관통부(51)의 길이(B1)와의 사이에 바람직한 관계성이 있다.

각형 기판의 기판 중심과 전기 접점 사이의 거리를 L1으로 하고, 각형 기판과 애노드 사이의 거리를 D1이라고 했을 경우,

0.59×L1－43.5mm≤D1≤0.58×L1－19.8mm

의 관계를 만족하도록 각형 기판 및 애노드가 상기 도금조 내에 배치되는 것이 바람직하다. 관통부는 관통부의 길이를 B1이라고 했을 경우,

B1=0.33×L1－43.3mm

의 관계를 만족하는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 도금 장치에 수납된 각형 기판의 표면과 관통부와의 거리를 A1이라고 하였을 때,　A1=20.8mm의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

이어서, 본 발명의 다른 실시 형태를 설명한다. 본 실시 형태의 도금 장치는 비도금 전극에서의 레귤레이션 플레이트(50)가, 도 5에 도시한 차폐판(70)을 갖지 않는다. 또한 비도금 전극에 있어서, 차폐판(74), 차폐판(76)을 이용하지 않는다. 도 5에서는, 이러한 차폐판(70, 74, 76)을 이용하여 도금 전극과 비도금 전극에 있어서의 도금액의 농도 분포를 서로 독립적으로 제어할 수 있다. 차폐판(70, 74, 76)을 이용하여 도금 전극과 비도금 전극에서의 도금액의 농도 분포를 서로 독립적으로 제어할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에서는, 후술하는 바와 같이, 도금 전극과 비도금 전극에서의 도금액이 존재하는 공간을 서로 분리한다. 또한, 도금 전극과 다른 도금 전극에서의 도금액이 존재하는 공간을 서로 분리한다. 공간을 서로 분리함으로써, 도금 전극과 비도금 전극에서의 도금액의 농도 분포를 서로 독립적으로 제어할 수 있다. 마찬가지로, 도금 전극과 다른 도금 전극에서의 도금액의 농도 분포를 서로 독립적으로 제어할 수도 있다.

다른 실시 형태를 도 11~15에 의해 설명한다. 도 11은 도 1에 도시한 처리부(120B)의 도금조(39) 및 오버플로우조(38)를 나타내는 개략 종단 정면도이다. 기판 홀더(11)는, 하나의 기판을 각각이 홀딩하도록 구성된 4개의 기판 홀더(11)가 일체로 되어, 하나의 기판 홀더(11)를 구성하고 있다. 이에 대응하여, 애노드 홀더(60)는 하나의 애노드(62)를 각각이 홀딩하도록 구성된 4개의 애노드 홀더(60)가 일체로 되어, 하나의 애노드 홀더(60)를 구성하고 있다. 복수의 애노드(62)와 복수의 기판(S1)은 1 대 1로 대응하고 있고, 복수의 애노드(62) 각각은 대응하는 하나의 기판(S1)과 대향하여 배치된다.

레귤레이션 플레이트(50)는 4개의 애노드 홀더 각각에 대해 1개 설치되는 4개의 레귤레이션 플레이트(50)(차폐부)가, 일체로 되어, 하나의 레귤레이션 플레이트(50)를 구성하고 있다. 차폐부 각각은 대응하는 애노드 홀더(60)와 기판 홀더(11) 사이에 설치되고, 애노드(62)와 기판(S1) 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부(51)를 갖는다. 도 11에 있어서, 관통부(51)는 전체적으로 4개 설치되어 있다.

레귤레이션 플레이트(50)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 기판 홀더(11)측 부재(130)와 애노드 홀더(60)측 부재(132)를 일체로 한 구성으로 할 수도 있다. 기판 홀더(11)에 대향하는 조(39)의 전면에 걸쳐 부재(130)는 기판 홀더(11)에 대향하고 있다. 즉, 기판 홀더(11)측으로부터 부재(130)를 보았을 때, 부재(130)의 좌단, 우단, 바닥부는 조(39)의 좌단, 우단, 바닥부에 접촉하고 있다. 한편, 부재(132)는 관통 공간(51)을 덮는데 필요한 두께만을 갖는다. 즉, 부재(132)의 좌단, 우단, 바닥부는 조(39)의 좌단, 우단, 바닥부에 접촉하고 있지 않다.

관통부(51) 각각을 형성하는 차폐부 벽부(128)의 애노드 홀더측은 대응하는 애노드(62)의 외주 근방에서 애노드 홀더(60) 상에 배치된다. 4개의 관통부(51) 각각에 의해 형성되는 4개의 관통 공간(51)은 서로 독립적이다. 도 5에 도시한 차폐판(70)을 레귤레이션 플레이트(50)의 기판 홀더(11)측에 설치할 수도 있다. 또한, 도 5에 도시한 차폐판(74)을 레귤레이션 플레이트(50)의 애노드 홀더(60)측에 설치할 수도 있다. 차폐판(70), 차폐판(74)은 도 8~도 10에 도시한 것으로 할 수 있다.

도 12는, 도 11에 도시한 도금조(39)의 AA 단면도이다. 도 11은 도 12의 AA 단면도이다. 복수매의 각형 기판(S1)이 도금조(39) 내에 있다. 애노드(62)도 전극쌍으로서 동 매수이고, 각형 기판(S1)과 애노드(62)는 대향하는 위치에 배치된다.

이어서, 도 11의 도금조(39)에 도금액(Q)을 공급하기 위한 구조에 대해 도 13에서 설명한다. 도 13의 (a)는 도금액(Q)을 공급하기 위한 구조를 설치한 도 11에 대응되는 도면이다. 도 13의 (b)는, 도 13의 (a)의 A부 확대도이다. 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 도금조(39) 내에 도금액(Q)을 공급 및 순환시키기 위해 도금조(39) 바닥부에 라인(138)이 설치되어 있다. 도금액(Q)은 바닥부로부터 화살표(140)와 같이 유입된다. 도금조(39) 내에 도금액(Q)을 공급 및 순환시키면, 부재(132)의 상부에 공기(134)가 고이는 경우가 있다. 벽부(128)는 관통부(51) 내의 기체인, 예컨대 공기(134)를 관통부(51)로부터 제거하기 위한 제1 관통공(136)을 갖는다. 오토 밸브(142)를 제1 관통공(136)에 마련할 수도 있다. 그리고, 전기장 누설을 막기 위해, 도금액(Q) 공급 후에(즉, 도금 중) 오토 밸브(142)를 닫을 수도 있다.

이어서, 도 12의 도금조(39)에 도금액 첨가제를 공급하기 위한 구조에 대해, 도 14에 의해 설명한다. 도 14는, 첨가제를 공급하기 위한 구조를 설치한 도 12에 대응되는 도면이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 도금조(39)의 측면, 및 관통부(51)의 벽부(128)에 첨가제를 공급하기 위한 라인(144)이 설치되어 있다. 첨가제는 측면으로부터 화살표(140)와 같이 유입된다. 벽부(128)는 도금액 첨가제를 관통부(51) 내로 공급하기 위한 제2 관통공(148)을 갖는다.

첨가제의 공급은 첨가제 도금액 중의 농도 조정시에 행해진다. 이에 따라, 도금조 내의 첨가제의 농도가 불균일화되는 것을 막을 수 있다. 또한 도금 전극 근방의 첨가제의 농도 균일화는 각형 기판(S1)의 근방에 마련한 패들(45)을 이용한 첨가제의 교반에 의해 행해진다. 패들(45)은 화살표(150)와 같이, 도 14에서 좌우 방향으로 왕복 운동한다. 오토 밸브(152)를 제2 관통공(148)에 설치한다. 그리고, 전기장 누설을 막기 위해, 첨가제 공급 후(즉, 순환시)에 오토 밸브(152)를 닫는다.

도금 장치(100)는 도금액(Q) 및 첨가제의 공급량을 조정하는 공급량 조정 기구(154)를 갖는다. 공급량 조정 기구(154)에 대해, 도 15에 의해 설명한다. 도 15는, 공급량 조정 기구(154)의 구성을 나타내는 블록도이다. 공급량 조정 기구(154)는, 도금액공급 유닛(164)과, 도금조(39)에 접속된 라인(138, 144)과, 라인(138, 144)에 도금액(Q) 및 첨가제를 공급하는 밸브붙이 펌프(162)를 갖는다.

액공급 유닛(164)은 첨가제가 들어가지 않은 도금액(Q), 예컨대 황산동액(VMS：Virgin Make up Solution)을 수납하고 있는 VMS 탱크(156)와, 예컨대 3종류의 첨가제를 수납하고 있는 3개의 탱크(158)를 갖는다. 탱크(156)는 첨가제가 들어가지 않은 도금액(Q)을 수납하고 있는 유틸리티(160)로부터 도금액(Q)이 공급된다. 유틸리티(160)는 공급량 조정 기구(154)의 외부에 설치되어 있다. 유틸리티(160)와 탱크(156)는 밸브붙이 펌프(162)에 의해 접속되어 있다.

탱크(156)와 탱크(158)로부터의 도금액(Q) 및 첨가제는 탱크(166)로 공급되어 혼합된다. 혼합된 도금액(Q)이, 탱크(166)로부터 라인(138)을 통해 도금조(39) 바닥부로 펌프(162)에 의해 공급된다. 첨가제는, 도금시 도금조(39)의 측면으로부터 펌프(162)에 의해, 라인(144)를 통해 도금조(39)로 공급된다. 펌프(162)는 컨트롤러(175)에 의해 자동 제어할 수도 있다.

이어서, 도금 회로의 구성을 도 16에 의해 설명한다. 도 16은 도금 회로의 구성을 나타내는 설명도이다. 복수의 기판 각각은 제1 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제1 배선으로부터 따로따로 독립하여 제1 전류를 공급받고, 및/또는 복수의 애노드 각각은 제2 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제2 배선으로부터 따로따로 독립하여 제2 전류를 공급받을 수 있다. 또한 복수의 제1 배선 각각을 흐르는 제1 전류는 독립적으로 제어 가능하고, 및/또는 복수의 제2 배선 각각을 흐르는 제2 전류는 따로따로 독립하여 제어 가능하다.

도 16에 있어서, 복수의 기판(S1) 각각은 제1 직류 전원(168)으로부터 정류기(170)를 통해 분기된 복수의 제1 배선(172)으로부터 따로따로 독립하여 제1 전류가 공급된다. 이는 도 5 등에도 나타난다. 도 5 등에 도시한 바와 같이, 복수의 애노드(62) 각각은 제1 직류 전원(168)으로부터 분기된 복수의 제2 배선(174)으로부터 따로따로 독립하여 제2 전류가 공급될 수 있다.

또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 복수의 제1 배선(172)의 각각을 흐르는 제1 전류는 스위치(176)에 의해 독립적으로 제어 가능하다. 복수의 제2 배선(174)의 각각을 흐르는 제2 전류는 스위치(178)에 의해 따로따로 독립하여 제어 가능하다. 도 16에서는, 3매의 각형 기판(S1)과, 1매의 더미 기판(68)이 기판 홀더(11)에 배치되어 있다. 3매의 각형 기판(S1)에 대응하는 스위치(176)는 ON이다. 1매의 더미 기판(68)에 대응하는 스위치(176)는 OFF이다. 3매의 각형 기판(S1)에 대응하는 배선을, 도 16에서는 CH1, CH3, CH4로 나타낸다. 1매의 더미 기판(68)에 대응하는 배선을 CH2로 나타낸다.

스위치(176)는 프로그램 제어에 의한 ON/OFF가 가능하다. 더미 기판(68)과 그 쌍이 되는 애노드(62)의 전류 회로는 프로그램 제어로 OFF가 된다. 도 16에서는, 예로서 기판 1, 기판 3, 기판 4에 도금을 실시하고, 더미 기판(68)에는 도금하지 않는다. 이 때, CH1：ON,　CH2：OFF, CH3：ON, CH4：ON이다. 도 16에서는, CH3, 4에 관한 기판 홀더(11) 상의 회로는 도시하지 않는다.

각형 기판(S1)의 각각에 대해, 좌우로 전원 공급부를 기판 홀더(11)가 갖는다. 애노드 홀더에 대해, 도 5 등에 도시한 바와 같이, 전원 공급은 애노드의 중심에 대해서만 행해진다. 각형 기판(S1) 및 애노드 주변의 배선, 컨택트는 임의의 것을 사용할 수 있다.

도 4~도 6의 도금 장치(100)에 관하여, 4매의 각형 기판(S1)의 동시 도금을 실시한 예(도 17)와, 3매의 각형 기판(S1)만을 도금한 예(도 18)에 대해, 도금 막두께의 균일성을 확인하였다. 그 결과, 4매 도금시(도 17)와 3매 도금시(도 18)에 막두께의 균일성이 거의 같음을 확인할 수 있었다. 도 18에 있어서, 더미 기판(68)과 그 쌍이 되는 애노드(62) 사이에는 전류는 OFF이다. 또한, 길이 180은 도금된 영역의 길이이다. 길이 182는 각형 기판(S1)의 길이이다.

또한, 도 18에 대해, (1) 더미 기판(68)으로 전원 공급하는 스위치(176)와, 그 쌍이 되는 애노드(62)로 전원 공급하는 스위치(178)를 OFF로 한 경우와, (2) 더미 기판(68)으로 전원 공급하는 스위치(176)는 OFF로 하고, 그 쌍이 되는 애노드(62)로 전원 공급하는 스위치(178)를 ON으로 한 경우에 대해, 도금 막두께의 균일성을 확인하였다. 그 결과, (1)의 경우, 3매의 각형 기판(S1)의 막두께의 균일성은 양호하였지만, (2)의 경우는, 3매의 각형 기판(S1)의 막두께의 균일성이 현저하게 저하되었다. 따라서, 더미 기판(68)에 대해서는, 더미 기판(68)으로의 전원 공급 및 애노드(62)로의 전원 공급을 행하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 형태의 예에 의하면, 단일 전해조 내에서, 복수의 각형 기판(S1)에 대해, 동시에 도금을 행할 수 있다. 동시에 도금을 행하는 각형 기판(S1)의 매수가 변화되더라도, 처리 대상의 모든 각형 기판(S1)에서 균일한 물리·화학적 성질의 금속막을 얻을 수 있다.

개구(106) 사이즈를, 도 9, 도 10에 도시한 바와 같이 조정함으로써, 이하의 것이 가능하다. 애노드 마스크(64)의 개구폭을 좁게 하면, 각형 기판(S1)의 중앙부로부터 주변부를 향해 막두께가 얇아진다. 즉, 중앙부를 산의 정상으로 하는 산형의 막두께 분포가 된다. 애노드 마스크(64)의 개구폭을 넓게 하면, 각형 기판(S1)의 중앙부로부터 주변부를 향해 막두께가 두꺼워진다. 즉, 중앙부를 골 바닥으로 하는 골형(valley shape)의 막두께 분포가 된다.

차폐판(70)의 개구폭을 좁게 하면, 각형 기판(S1)의 단부에서만, 국소적으로 막두께가 다른 부분보다 얇아진다. 차폐판(70)의 개구폭을 넓게 하면, 각형 기판(S1)의 단부에서만 국소적으로 막두께가 다른 부분보다 두꺼워진다. 따라서, 단일한 각형 기판(S1) 상의 각 영역마다 막두께 분포를 제어할 수 있다. 막두께가 기판 내에서 변화함으로써, 얻어진 금속막에 의해 각형 기판(S1) 자체의 응력을 제어할 수 있다. 이는 원형 등의 기판으로도 가능하다.

실시 형태에서는, 일면에 도금하는 예에 대해 설명해 왔지만, 양면에 도금하는 것도 가능하다. 접점 위치(CP1)는, 각형 기판(S1)의 좌우의 2변에 있다고 하였지만, 각형 기판(S1)의 1변으로부터 4변 사이에서, 접점 위치(CP1)를 마련할 수 있다.

실시 형태에 있어서, 도금되는 기판의 표면은 Co, Ru, Ti, Cr, Cu, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 이들 금속 상에 도금되는 금속은 동, SnAg 합금, Au 뿐만 아니라, Co, Ni, Ru, Sn, In, Pd, Ge, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다.

도금 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 상술한 각 부를 제어하도록 구성된 컨트롤러(175)를 갖는다. 컨트롤러(175)는 소정의 프로그램을 격납한 메모리(175B)와, 메모리(175B)의 프로그램을 실행하는 CPU(Central　Processing　Unit)(175A)와, CPU(175A)가 프로그램을 실행함으로써 실현되는 제어부(175C)를 갖는다. 제어부(175C)는, 예컨대, 기판 반송 장치(27)의 반송 제어, 기판 탈착 기구(29)에 있어서의 기판의 기판 홀더로의 착탈 제어, 기판 홀더 반송 장치(37)의 반송 제어, 각 도금조(39)에 있어서의 도금 전류 및 도금 시간의 제어, 및 각 도금조(39)에 배치되는 차폐판(70), 차폐판(74), 차폐판(76)의 개구 사이즈의 제어 등을 행할 수 있다. 또한, 컨트롤러(175)는 도금 장치 및 기타 관련 장치를 통괄 제어하는 상위 컨트롤러(미도시)와 통신 가능하게 구성되고, 상위 컨트롤러가 갖는 데이터 베이스와 데이터를 송수신할 수 있다.

메모리(175B)의 프로그램에는, 도금 장치를 제어하기 위한 컴퓨터(CPU(175A))를 복수의 제1 전류 및/또는 복수의 제2 전류의 ON/OFF를 제어하는 제어 수단으로서 기능하게 하기 위한 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은 비일시적인 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체, 예컨대, 자기 기록 매체, 플래시 메모리 등에 기록되어 있다. 여기서, 메모리(175B)를 구성하는 기억 매체는 각종 설정 데이터나 후술하는 도금 처리 프로그램 등의 각종 프로그램을 격납하고 있다. 기억 매체로는, 컴퓨터로 독취 가능한 ROM이나 RAM 등의 메모리나, 하드 디스크, CD－ROM, DVD－ROM이나 플렉서블 디스크 등의 디스크상 기억 매체 등의 공지된 것이 사용될 수 있다.

본 발명은 컵형의 도금조 내에 도금액을 연속적으로 공급하고, 도금액과 웨이퍼를 접촉시키는 컵식 도금 장치에도 적용할 수 있다. 이 실시 형태에 대해 도 19, 도 20에 의해 설명한다. 도 19는, 기판 홀더(184)에 홀딩된 각형 기판(S1)과, 더미 기판(68)을 애노드측이 본 도면이다. 도 20은, 기판 홀더(184)와 애노드 사이에 배치되는 레귤레이션 플레이트(50)를 나타낸다. 컵형의 도금조에 있어서 기판 홀더(184)는, 예컨대 4매의 기판을 홀딩 가능한 구성이다. 4매의 기판 각각에 대해 독립적으로 전원 공급 가능하다. 4매의 기판 각각에 대향하는 도금조의 4개의 영역은 레귤레이션 플레이트(50)에서 분할되고, 구획되어 있다. 레귤레이션 플레이트(50)는 관통부(51)를 갖는데, 더미 기판(68)에 대향되는 위치에 있는 관통부(51)는 차폐판(70)에 의해 폐쇄되어 있다.

본 발명의 상술한 실시 형태에 의하면, 향후 요구될 것으로 상정되는 상술한 높은 도금 품질의 적어도 일부를 실현·달성하면서, 또한 복수의 기판을 도금하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 또한, 단일 전해조 내에서, 복수 기판에 대해, 동시에 도금을 행하고, 동시에 처리되는 처리 매수가 변화한 경우라도, 도금해야 할 모든 기판에 대해 균일한 물리적(막두께 등)·화학적 성질의 금속막을 형성하는 도금 장치를 제공할 수 있다. 또한, 단일 전해조 내에서 복수 기판에 대해 동시에 도금을 행하고, 각 기판마다 독립적으로 막두께 분포를 제어 가능한 도금 장치를 제공할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태의 예에 대해 설명하였지만, 상기한 발명의 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그러한 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량 가능함과 아울러, 본 발명에는 그 균등물이 포함됨은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에서 특허 청구의 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합 또는 생략이 가능하다.

11 기판 홀더
51 관통부
60 애노드 홀더
68 더미 기판
70 차폐판
74 차폐판
76 차폐판
82 폐쇄부
136 제1 관통공
148 제2 관통공

Claims (16)

1. 하나의 기판을 각각이 홀딩 가능하도록 구성된 복수의 기판 홀더와,
   하나의 애노드를 각각이 홀딩 가능하도록 구성된 복수의 애노드 홀더로서, 상기 복수의 애노드와 상기 복수의 기판은 1 대 1로 대응하고 있고, 상기 복수의 애노드 각각은 대응하는 상기 기판과 대향하여 배치되도록 구성된 애노드 홀더와,
   대응하는 상기 애노드와 상기 기판 사이에 하나씩 설치되는 복수의 제1 차폐부로서, 상기 제1 차폐부 각각은 대응하는 상기 애노드와 대응하는 상기 기판 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부를 가지며, 상기 관통부가 대응하는 상기 애노드와 대응하는 상기 기판 사이의 전기장을 조정하도록 구성된 제1 차폐부를 갖는 도금 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 제1 차폐부 중 적어도 하나는 상기 관통부를 폐쇄하기 위한 제2 차폐부를 가지며, 상기 제2 차폐부에 의해, 홀딩 가능한 상기 애노드와 홀딩 가능한 상기 기판 사이에 형성되는 상기 전기력선이 통과할 수 없게 구성된 폐쇄부이고,
   상기 복수의 제1 차폐부 중 다른 적어도 하나는 상기 제2 차폐부를 갖지 않는 도금 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2 차폐부는, 상기 관통부의, 상기 기판 홀더측과 상기 애노드 홀더측에 각각 배치된 제3 차폐부를 갖는 도금 장치.
4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
   상기 제2 차폐부는 상기 폐쇄부에 대해 탈착 가능한 도금 장치.
5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
   상기 제2 차폐부는, 상기 제2 차폐부에 개구부를 형성할 수 있는 개구 형성 기구를 가지며, 상기 관통부를 폐쇄할 때는 상기 개구 형성 기구에 의해 상기 개구부를 폐쇄하는 도금 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 차폐부는 상기 관통부의 개구 면적을 조정하는 조정 기구를 가지며, 상기 조정 기구는 상기 관통부를 폐쇄할 수 있는 도금 장치.
7. 청구항 2 또는 3에 있어서,
   상기 폐쇄부가 설치되어 있는 상기 애노드 홀더는, 그 애노드 홀더가 홀딩 가능한 상기 애노드와 상기 폐쇄부 사이에 설치된 제4 차폐부를 가지며, 상기 제4 차폐부는 상기 애노드와 상기 기판 사이에 형성되는 상기 전기력선이 통과할 수 없게 구성되고, 및/또는 상기 폐쇄부가 설치되어 있는 상기 기판 홀더는, 그 기판 홀더가 홀딩 가능한 상기 기판과 상기 폐쇄부 사이에 설치된 제5 차폐부를 가지며, 상기 제5 차폐부는 상기 애노드와 상기 기판 사이로 흐를 수 있는 상기 전기력선이 통과할 수 없도록 구성되는 도금 장치.
8. 하나의 기판을 각각이 홀딩하도록 구성된 복수의 기판 홀더와,
   하나의 애노드를 각각이 홀딩하도록 구성된 복수의 애노드 홀더로서, 상기 복수의 애노드와 상기 복수의 기판은 1 대 1로 대응하고 있고, 상기 복수의 애노드 각각은 대응하는 하나의 상기 기판과 대향하여 배치되도록 구성된 애노드 홀더와,
   상기 애노드 홀더의 각각에 대해 1개 설치되는 복수의 차폐부로서, 상기 차폐부 각각은 대응하는 상기 애노드 홀더와 상기 기판 홀더의 사이에 설치되고, 상기 애노드와 상기 기판 사이에 형성되는 전기력선이 통과할 수 있는 통형의 관통부를 갖도록 구성된 복수의 차폐부를 가지며,
   상기 관통부의 각각을 형성하는 상기 차폐부의 벽부의 상기 애노드 홀더측은 대응하는 상기 애노드의 외주 근방에서 상기 애노드 홀더 상에 배치되고, 상기 관통부 각각에 의해 형성되는 관통 공간이 서로 따로따로 독립된 도금 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 벽부는 상기 관통부 내의 기체를 상기 관통부로부터 제거하기 위한 제1 관통공을 갖는 도금 장치.
10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 벽부는 도금액의 첨가제를 상기 관통부 내에 공급하기 위한 제2 관통공을 갖는 도금 장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 첨가제의 공급량을 조정하는 공급량 조정 기구를 갖는 도금 장치.
12. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 기판 홀더는 일체화되어 있고, 및/또는 상기 복수의 애노드 홀더는 일체화되어 있으며, 및/또는 상기 복수의 제1 차폐부는 일체화되어 있는 도금 장치.
13. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 복수의 기판 홀더는 일체화되어 있고, 및/또는 상기 복수의 애노드 홀더는 일체화되어 있으며, 및/또는 상기 복수의 차폐부는 일체화되어 있는 도금 장치.
14. 청구항 1 또는 9에 있어서,
    상기 복수의 기판 각각은, 제1 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제1 배선으로부터 따로따로 독립하여 제1 전류를 공급받고, 및/또는 상기 복수의 애노드 각각은, 제2 직류 전원으로부터 분기된 복수의 제2 배선으로부터 따로따로 독립하여 제2 전류를 공급받는 도금 장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 복수의 제1 배선 각각을 흐르는 상기 제1 전류는, 따로따로 독립하여 제어 가능하고, 및/또는 상기 복수의 제2 배선 각각을 흐르는 상기 제2 전류는 따로따로 독립하여 제어 가능한 도금 장치.
16. 청구항 14에 기재된 도금 장치를 제어하기 위한 컴퓨터를, 상기 복수의 제1 전류 및/또는 상기 복수의 제2 전류의 ON/OFF를 제어하는 제어 수단으로서 기능하게 하기 위한 프로그램이 기록된 비일시적인 컴퓨터 독취 가능한 기억 매체.

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