KR20210130466A

KR20210130466A - 연속 전해 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210130466A
Application number: KR1020200048710A
Authority: KR
Inventors: 유봉영; 이진현
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2021-11-01

Abstract

연속 전해 장치 및 방법에 대한 것으로 연속 전해 장치는 웨이퍼(Wafer)를 수용하는 본체 챔버(Chamber), 웨이퍼를 전해도금 처리하는 적어도 하나의 도금 챔버, 웨이퍼를 세척 처리하는 적어도 하나의 세척 챔버, 웨이퍼를 전해폴리싱 처리하는 적어도 하나의 폴리싱 챔버, 도금 챔버에 제1 전원을 공급하고, 폴리싱 챔버에 제2 전원을 공급하는 적어도 하나의 전원공급기 및 본체 챔버 내에 형성되어 있고, 도금 챔버, 세척 챔버 및 폴리싱 챔버에 웨이퍼를 전달하는 전달수단을 포함한다.

Description

연속 전해 장치 및 방법{Continuous Electrolytic Apparatus And Method}

연속적인 전해도금 및 전해폴리싱 공정을 위한 연속 전해 장치 및 방법에 관한 것이다.

기존의 반도체 도금 공정은 도금 후에 발생하는 과증착막을 제거하기 위해 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정이 필요로 하고 있다. 좀 더 구체적으로 도금 공정을 통해 웨이퍼 패턴을 채우고 나면, 패턴 내부 및 기판 표면 이상의 증착막이 형성되는데 이를 CMP 공정을 이용하여 제거하는 과정이 필요한 것이다.

또한, 연마 기법 중 하나인 전해폴리싱 공법을 통해 과증착막을 제거하는 기술도 존재하고 있다. 전해폴리싱(Electropolishing) 이란 전기 및 화학적 반응을 이용한 연마법으로, 특정한 전해액에 연마하고자 하는 제품을 양극으로 연결하고 양극 표면의 돌출부를 용해시켜 연마하는 공정이다.

현재 반도체 도금 및 과증착막 제거 공정을 위한 기술은 이상에서 설명한 CMP 공정 및 전해폴리싱 공정이 일반적이지만, 이를 보완하기 위한 연구 또한 최근 활발히 진행되고 있다.

대한민국등록특허공보 제10-0822651호(반도체 제조 장치 및 반도체 장치의 제조 방법, 소니 가부시끼 가이샤, 2008.04.10) 대한민국공개특허공보 제10-2000-0043056호(반도체 소자의 구리 배선 형성 방법, 현대전자산업 주식회사, 2000.07.15) 대한민국등록특허공보 제10-0839973호(배선 형성을 위한 방법과 장치 및 폴리싱액과 폴리싱 방법, 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼, 2008.06.13)

CMP 장치를 전해 폴리싱 장치로 대체하여, 별도의 장비 추가 없이 기존의 도금 장치를 통해 전해도금 및 전해폴리싱 공정이 연속적으로 가능하게 하는 연속 전해 장치 및 방법을 제공한다.

연속 전해 장치의 일 실시예는 웨이퍼(Wafer)를 수용하는 본체 챔버(Chamber), 웨이퍼를 전해도금 처리하는 적어도 하나의 도금 챔버, 웨이퍼를 세척 처리하는 적어도 하나의 세척 챔버, 웨이퍼를 전해폴리싱 처리하는 적어도 하나의 폴리싱 챔버, 도금 챔버에 제1 전원을 공급하고, 폴리싱 챔버에 제2 전원을 공급하는 적어도 하나의 전원공급기 및 본체 챔버 내에 형성되어 있고, 도금 챔버, 세척 챔버 및 폴리싱 챔버에 웨이퍼를 전달하는 전달수단을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 본체 챔버 내부 일면에 형성되어 있는 레일을 더 포함하고, 전달수단은 레일의 길이방향으로 이동하며, 상하좌우 360도 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 도금 챔버에서 전해도금 처리된 웨이퍼의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여, 웨이퍼가 과도금 수준 이상일 경우, 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 제1 전원을 제2 전원으로 변환하며, 웨이퍼가 최소도금 수준 미만일 경우, 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 폴리싱액을 배수한 뒤 도금액을 저수하고, 제2전원을 제1 전원으로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 변환부는 사용자가 복수의 상황을 입력하면, 미리 설정된 복수의 상황에 기초한 챔버 모드에 따라 장치의 구조를 변환할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 도금 챔버는, 도금액 및 제1 양극판이 저장되어 있는 도금전해조, 도금전해조 상부에 형성되어 있는 제1 음극판 및 제1 음극판 일면에 배치되어 있는 제1 웨이퍼 고정부재를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 전달수단으로부터 전달된 웨이퍼가 제1 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 전달수단이 제1 음극판을 회전하여, 웨이퍼의 일면이 도금전해조에 담기도록 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 제1 전원은, 제1 양극판에 양극을 인가하고, 제1 음극판에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 세척 챔버는, 세척조, 세척조 내부에 배치되어 있는 세척액 분무기, 세척조 상부에 형성되어 있는 기판 및 기판 일면에 배치되어 있는 제3 웨이퍼 고정부재를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 도금 챔버로부터 전해도금 처리된 웨이퍼가 전달수단을 통해 전달되어 제3 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 전달수단이 기판을 회전하여, 웨이퍼의 일면이 세척조에 담기도록 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 폴리싱 챔버는, 폴리싱액 및 제2 음극판이 저장되어 있는 폴리싱전해조, 폴리싱전해조 상부에 형성되어 있는 제2 양극판 및 제2 양극판 일면에 배치되어 있는 제2 웨이퍼 고정부재를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 세척 챔버로부터 세척 처리된 웨이퍼가 전달수단을 통해 전달되어 제2 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 전달수단이 제2 양극판을 회전하여, 웨이퍼의 일면이 폴리싱전해조에 담기도록 할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 제2 전원은, 제2 양극판에 양극을 인가하고, 제2 음극판에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다.

연속 전해 방법의 일 실시예는 웨이퍼(Wafer)를 수용하는 단계, 웨이퍼를 적어도 하나의 도금 챔버(Chamber)로 전달하는 단계, 도금 챔버에 제1 전원을 공급하여 웨이퍼를 전해도금 처리하는 단계, 웨이퍼를 적어도 하나의 세척 챔버로 전달하여 세척 처리하는 단계 및 웨이퍼를 적어도 하나의 폴리싱 챔버로 전달하고, 폴리싱 챔버에 제2 전원을 공급하여 전해폴리싱 처리하는 단계를 포함할 수 있고, 전해폴리싱 처리된 웨어퍼를 세척 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 도금 챔버에서 전해도금 처리된 웨이퍼의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여, 웨이퍼가 과도금 수준 이상일 경우, 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 제1 전원을 제2 전원으로 변환하며, 웨이퍼가 최소도금 수준 미만일 경우, 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 폴리싱액을 배수한 뒤 도금액을 저수하고, 제2전원을 제1 전원으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따라 변환하는 단계는 사용자가 복수의 상황을 입력하면, 미리 설정된 복수의 상황에 기초한 챔버 모드에 따라 장치의 구조를 변환할 수 있다.

기존 평탄화 장치 중 하나인 CMP 장치를 대체할 수 있고, 기존에 사용되는 전해도금 장치에서 도금액을 폴리싱액으로 바꿔주어 전해폴리싱 공정을 진행하는 연속 전해 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 연속 전해 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 구조가 변환된 연속 전해 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전해도금 처리하는 도금 챔버를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 세척 처리하는 세척 챔버를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전해폴리싱 처리하는 폴리싱 챔버를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 순서대로 배치되어 있는 챔버가 전달수단을 통해 웨이퍼를 전달받아, 연속 전해 처리하는 과정을 보여주는 작동도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 과도금 수준 판단에 기초한 연속 전해 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 최소도금 수준 판단에 기초한 연속 전해 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연속 전해 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속 전해 장치를 나타내는 도면이다.

도 1에 대한 상세한 설명을 하기 전, 연속 전해에 대한 과정을 우선적으로 설명하도록 한다.

먼저 전해도금 처리하는 과정을 설명하자면, 도금전해조(11) 내에 도금액 및 제1 양극판(17)이 저장되어 있고, 도금전해조(11) 상부에는 제1 음극판(13)이 형성되어 있으며, 제1 음극판(13) 일면에 제1 웨이퍼 고정부재(15)가 배치되어 있을 수 있다. 제1 웨이퍼 고정부재(15)에 웨이퍼(3)가 고정되면, 전원공급기(40) 중 제1 전원은 제1 양극판(17)에 양극을 인가하고, 제1 음극판(13)에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다. 이 때, 전류를 공급함으로써 제1 음극판(13) 및 제1 양극판(17)은 산화환원 반응을 하여 웨이퍼(3) 표면에 제1 양극판(17) 피막을 입혀 전해도금 처리할 수 있다.

전해도금 처리가 완료되면 웨이퍼(3)를 세척 처리한 후, 전해폴리싱 공정으로 넘어가게 된다. 폴리싱전해조(31) 내에 폴리싱액 및 제2 음극판(37)이 저장되어 있고, 폴리싱전해조(31) 상부에는 제2 양극판(33)이 형성되어 있으며, 제2 양극판(33) 일면에 제2 웨이퍼 고정부재(35)가 배치되어 있을 수 있다. 제2 웨이퍼 고정부재(35)에 전해도금 및 세척 처리된 웨이퍼(3)가 고정되면, 전원공급기(40) 중 제2 전원은 제2 양극판(33)에 양극을 인가하고, 제2 음극판(37)에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다. 이 때, 전류를 공급함으로써 제2 양극판 및 제2 음극판(37)은 산화환원 반응을 하여 웨이퍼(3) 표면에 생성된 과도금막을 용해시켜 전해폴리싱 처리할 수 있다.

도 1을 참조하면, 연속 전해 장치는 웨이퍼(3)를 수용하는 본체 챔버(1), 웨이퍼(3)를 전해도금 처리하는 적어도 하나의 도금 챔버(10), 웨이퍼(3)를 세척 처리하는 적어도 하나의 세척 챔버(20), 웨이퍼(3)를 전해폴리싱 처리하는 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30), 도금 챔버(10)에 제1 전원을 공급하고, 폴리싱 챔버(30)에 제2 전원을 공급하는 적어도 하나의 전원공급기(40) 및 본체 챔버(1) 내에 형성되어 있고, 도금 챔버(10), 세척 챔버(20) 및 폴리싱 챔버(30)에 웨이퍼(3)를 전달하는 전달수단(50)을 포함할 수 있다.

또한, 본체 챔버(1) 내부 일면에 형성되어 있는 레일(51)을 더 포함할 수 있다.

또한, 전달수단(50)은 레일(51)의 길이방향으로 이동할 수 있으며, 상하좌우 360도 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다만, 본 발명에서는 전달수단(50)이 연속 전해 장치 내에서 이동할 수 있도록 레일(51)이 배치되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 레일(51) 이외에 특정 물체를 이동하게끔 하는 장치가 배치될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 전달수단(50)을 로봇암 형태로 도시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니며 다른 형태로도 전달수단(50)을 도시할 수 있다. 예를 들어, 본체 챔버(1) 내부 상면에 컨베이어 벨트 및 레일(51)이 배치되어 웨이퍼(3)를 이동시키고, 상이한 형태의 전달수단(50)을 통해 도금 챔버(10), 세척 챔버(20) 및 폴리싱 챔버(30)에 웨이퍼(3)를 전달하는 구조로 도시할 수 있다.

또한, 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여, 웨이퍼(3)가 과도금 수준 이상일 경우, 적어도 하나의 도금 챔버(10) 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 제1 전원을 제2 전원으로 변환하며, 웨이퍼(3)가 최소도금 수준 미만일 경우, 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 폴리싱액을 배수한 뒤 도금액을 저수하고, 제2전원을 제1 전원으로 변환하는 변환부를 더 포함할 수 있다.

또한, 변환부는 사용자가 복수의 상황을 입력하면, 미리 설정된 복수의 상황에 기초한 챔버 모드에 따라 장치의 구조를 변환할 수 있다.

이상에서 변환부를 통해 변환된 장치의 구조에 대한 설명은 도 2를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조가 변환된 연속 전해 장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 도 1에서는 4개의 도금 챔버(10), 2개의 세척 챔버(20) 및 2개의 폴리싱 챔버(30)를 순서대로 도시한 반면, 도 2에서는 2개의 도금 챔버(10), 2개의 세척 챔버(20) 및 4개의 폴리싱 챔버(30)를 순서대로 도시하고 있다.

이상에서 설명한 과도금 수준 및 최소도금 수준을 참조하면, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)가 사용자가 미리 설정한 과도금 수준 이상일 경우, 두번째 챔버를 세척 챔버(20)로 변환하고, 세번째 챔버를 폴리싱 챔버(30)로 변환함으로써 전해폴리싱 공정을 1회 더 추가할 수 있다.

또한, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)가 사용자가 미리 설정한 최소도금 수준 미만일 경우, 두번째 챔버를 도금 챔버(10)로 변환하고, 이후 세척 챔버(20) 및 폴리싱 챔버(30)를 배치함으로써 전해도금 공정을 1회 더 추가할 수 있다.

또한, 과도금 수준 및 최소도금 수준은 웨이퍼(3)의 상태 및 성질에 따라 사용자가 조정할 수 있다.

또한, 복수의 상황은 웨이퍼(3), 사용자 및 장치와 관련된 상황을 의미하며, 장치를 사용하는 사용자에 따라 입력하는 복수의 상황은 상이할 수 있다. 이에 따라 복수의 상황에 대응하는 장치의 구조 또한 본 발명과 상이할 수 있다. 상기에서 명시한 복수의 상황이라 함은 예를 들어, 웨이퍼(3)가 전해도금 처리가 원만하게 적용되지 않는 재료적 특성을 가지고 있다면, 사용자는 전해도금 처리 1회 추가라는 상황을 입력하여 세척 처리 후의 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30)를 도금 챔버(10)로 변환하게 할 수 있다. 또한, 예를 들어 연속 전해 처리 공정 중 하나의 라인에 이상이 생길 시, 사용자는 해당 라인의 공정 진행 중지라는 상황을 입력하여 다른 라인만을 이용하여 전해 처리를 진행할 수 있다. 다만, 상기의 예시는 통상의 기술자가 이해하기 용이하게 하기 위해 설명한 것이며, 복수의 상황은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후술되는 복수의 상황은 상기의 예시와 동일하기 때문에 생략하기로 한다.

또한, 구조가 변형되는 과정 및 챔버 변환 과정은 연속 전해 방법의 실시예와 함께 구체적으로 설명하도록 한다.

이상에서 설명한 과도금 수준 및 최소도금 수준에 따른 장치 구조의 변화를 예시를 통해 부가적으로 설명한다.

우선, 사용자는 웨이퍼(3)의 과도금 수준 및 최소도금 수준을 사용자 정의에 따른 특정 값으로 미리 설정할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 과도금 수준을 Xμm(미크론)으로 설정하고, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 도금 두께가 X+aμm이라면 과도금 수준 이상으로 전해도금 처리되었다고 판단하며, 세척 처리 후 전해폴리싱 처리를 1회 추가하여 총 2회에 걸쳐 진행하도록 구조를 변형할 수 있다.

또한, 사용자가 최소도금 수준은 Yμm으로 설정하고, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 도금 두께가 Y-bμm이라면 최소도금 수준 미만으로 전해도금 처리되었다고 판단하며, 세척 처리 전 전해도금 처리를 1회 추가(총 2회에 걸친 전해도금 처리)한 후 세척 및 전해폴리싱 처리를 하도록 구조를 변형할 수 있다.

다만, 상기에서 명시한 X, a, Y, b는 웨이퍼(3)의 재료 및 성질, 도금액의 혼합 비율, 전류의 세기와 같은 가변적 환경에 따라 상이할 수 있음을 고려해야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해도금 처리하는 도금 챔버(10)를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 도금 챔버는 도금액 및 제1 양극판(17)이 저장되어 있는 도금전해조(11), 도금전해조(11) 상부에 형성되어 있는 제1 음극판(13) 및 제1 음극판(13) 일면에 배치되어 있는 제1 웨이퍼 고정부재(15)를 포함할 수 있다.

또한, 전달수단(50)으로부터 전달된 웨이퍼(3)가 제1 웨이퍼 고정부재(15)에 고정되면, 전달수단(50)이 제1 음극판(13)을 회전하여 웨이퍼(3)의 일면이 도금전해조(11)에 담기도록 할 수 있다. 본 발명에서 전달수단(50)이 제1 음극판(13)을 회전할 시, 제1 음극판(13) 일측에 형성되어 있는 손잡이 형태를 그립하여 회전하는 것으로 도시하였지만, 제1 음극판(13) 전체를 그립하여 회전할 수도 있고 볼트 및 너트의 결합 형태로 회전할 수 있으며, 이 이외의 상이한 방식으로도 회전할 수 있다.

또한, 도금전해조(11)에 담길 시, 적어도 제1 웨이퍼 고정부재(15)의 길이만큼 담기는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 전원공급기(40)에서 공급하는 제1 전원은 제1 양극판(17)에 양극을 인가하고, 제1 음극판(13)에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세척 처리하는 세척 챔버(20)를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 세척 챔버(20)는 세척조(21), 세척조(21) 내부에 배치되어 있는 세척액 분무기(27), 세척조(21) 상부에 형성되어 있는 기판(23) 및 기판(23) 일면에 배치되어 있는 제3 웨이퍼 고정부재(25)를 포함할 수 있다.

또한, 도금 챔버(10)로부터 전해도금 처리된 웨이퍼(3)가 전달수단(50)을 통해 전달되어 제3 웨이퍼 고정부재(25)에 고정되면, 전달수단(50)이 기판(23)을 회전하여 웨이퍼(3)의 일면이 세척조(21)에 담기도록 할 수 있다.

또한, 세척액 분무기(27)를 통해 세척액이 분사되어 전해도금 처리된 웨이퍼(3)를 세척할 수 있고, 세척액 분무기(27)는 고정되어 있거나 회전하면서 세척 처리를 할 수 있다.

또한, 기판(23)을 회전하는 것과 웨이퍼(3)가 세척조(21)에 담기는 것에 대한 설명은 도 3의 제1 음극판(13) 및 도금전해조(11)를 참조하여 충분하게 설명하였으므로 생략하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해폴리싱 처리하는 폴리싱 챔버(30)를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 폴리싱 챔버(30)는 폴리싱액 및 제2 음극판(37)이 저장되어 있는 폴리싱전해조(31), 폴리싱전해조(31) 상부에 형성되어 있는 제2 양극판(33) 및 제2 양극판(33) 일면에 배치되어 있는 제2 웨이퍼 고정부재(35)를 포함할 수 있다.

또한, 폴리싱 챔버(30)는 세척 챔버(20)로부터 세척 처리된 웨이퍼(3)가 전달수단(50)을 통해 전달되어 제2 웨이퍼 고정부재(35)에 고정되면, 전달수단(50)이 제2 양극판(33)을 회전하여 웨이퍼(3)의 일면이 폴리싱전해조(31)에 담기도록 할 수 있다.

또한, 제2 양극판(33)을 회전하는 것과 웨이퍼(3)가 폴리싱전해조(31)에 담기는 것에 대한 설명은 도 3의 제1 음극판(13) 및 도금전해조(11)를 참조하여 충분하게 설명하였으므로 생략하기로 한다.

또한, 전원공급기(40) 중 제2 전원은 제2 양극판(33)에 양극을 인가하고, 제2 음극판(37)에 음극을 인가하여 전류를 공급할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 순서대로 배치되어 있는 챔버(10,20,30)가 전달수단(50)을 통해 웨이퍼(3)를 전달받아 연속 전해 처리하는 과정을 보여주는 작동도이다.

도 6을 참조하면, 전달수단(50)이 웨이퍼(3)을 수용하면 레일(51)의 길이방향으로 이동하여 적어도 하나의 도금 챔버(10)로 전달하고, 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리가 완료되면 전달수단(50)은 전해도금 처리 완료된 웨이퍼(3)를 적어도 하나의 세척 챔버(20)로 전달하며, 세척 챔버(20)에서 세척 처리가 완료되면 전달수단(50)은 세척 처리 완료된 웨이퍼(3)를 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30)로 전달하여 전해폴리싱 처리함으로써 연속 전해 처리가 완료될 수 있다.

다만, 도 6은 연속 전해 장치의 개략적인 연속 전해 처리 과정을 보여주는 작동도로써, 전달수단(50)이 회전하거나 전해 처리하는 과정은 도시화되지 않았지만, 이상에서 일 실시예를 통해 구체적으로 설명하였으므로 본 발명분야의 통상의 기술자라면 충분히 이해할 것이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 과도금 수준 및 최소도금 수준 판단에 기초한 연속 전해 방법을 나타내는 순서도이다.

먼저 도 7 및 도 8의 구체적 실시예를 설명하기 전에, 공통적으로 포함되는 연속 전해 방법에 대해 설명하고자 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 연속 전해 방법은 웨이퍼(3)를 수용하는 단계(S100), 웨이퍼(3)를 적어도 하나의 도금 챔버(10)로 전달하는 단계(S110), 도금 챔버(10)에 제1 전원을 공급하여 전해도금 처리하는 단계(S120), 웨이퍼(3)를 적어도 하나의 세척 챔버(20)로 전달하여 세척 처리하는 단계(S140), 웨이퍼(3)를 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30)로 전달하고, 폴리싱 챔버(30)에 제2 전원을 공급하여 전해폴리싱 처리하는 단계(S150) 및 전해폴리싱 처리된 웨이퍼(3)를 세척 처리하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.

또한, 연속 전해 방법은 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여, 웨이퍼(3)가 과도금 수준 이상일 경우, 적어도 하나의 도금 챔버(3) 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 제1 전원을 제2 전원으로 변환하며, 웨이퍼(3)가 최소도금 수준 미만일 경우, 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30) 내에 저수된 폴리싱액을 배수한 뒤 도금액을 저수하고, 제2전원을 제1 전원으로 변환하는 단계(S131,S133)를 더 포함할 수 있다.

또한, 변환하는 단계(S131,S133)는 사용자가 복수의 상황을 입력하면, 미리 설정된 복수의 상황에 기초한 챔버 모드에 따라 장치의 구조를 변환할 수 있다.

또한, 도 7을 참조하면 전해도금 처리가 완료된 웨이퍼(3)가 미리 설정된 과도금 수준 이상일 경우, 도금 챔버(10)를 폴리싱 챔버(30)로 변환하여 세척 처리 후 폴리싱 공정을 추가(S131)함으로써 평탄화 작업을 추가 진행할 수 있다. 이를 통해, 순서대로 전해도금 처리 1회, 세척 처리 1회, 전해폴리싱 처리 2회, 세척 처리 1회를 갖는 공정으로 변환할 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면 전해도금 처리가 완료된 웨이퍼(3)가 미리 설정된 최소도금 수준 미만일 경우, 폴리싱 챔버(30)를 도금 챔버(10)로 변환하여 세척 처리 전 도금 공정을 추가(S133)함으로써 도금 작업을 추가 진행할 수 있다. 이를 통해, 순서대로 전해도금 처리 2회, 세척 처리 1회, 전해폴리싱 처리 1회, 세척 처리 1회를 갖는 공정으로 변환할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 과도금 수준을 Xμm(미크론)으로 설정하고, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 도금 두께가 X+aμm이라면 과도금 수준 이상으로 전해도금 처리되었다고 판단하며, 적어도 하나의 도금 챔버(3) 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 제1 전원을 제2 전원으로 변환함으로써, 세척 처리 후 전해폴리싱 처리를 1회 추가하여 총 2회에 걸쳐 진행하도록 구조를 변형할 수 있다.

또한, 사용자가 최소도금 수준은 Yμm으로 설정하고, 첫번째 도금 챔버(10)에서 전해도금 처리된 웨이퍼(3)의 도금 두께가 Y-bμm이라면 최소도금 수준 미만으로 전해도금 처리되었다고 판단하며, 적어도 하나의 폴리싱 챔버(30) 내에 저수된 폴리싱액을 배수한 뒤 도금액을 저수하고, 제2전원을 제1 전원으로 변환함으로써, 세척 처리 전 전해도금 처리를 1회 추가(총 2회에 걸친 전해도금 처리)한 후 세척 및 전해폴리싱 처리를 하도록 구조를 변형할 수 있다.

1: 본체 챔버
3: 웨이퍼
10: 도금 챔버
11: 도금전해조
13: 제1 음극판
15: 제1 웨이퍼 고정부재
17: 제1 양극판
20: 세척 챔버
21: 세척조
23: 기판
25: 제3 웨이퍼 고정부재
27: 세척액 분무기
30: 폴리싱 챔버
31: 폴리싱전해조
33: 제2 양극판
35: 제2 웨이퍼 고정부재
37: 제2 음극판
40: 전원공급기
50: 전달수단
51: 레일

Claims

웨이퍼(Wafer)를 수용하는 본체 챔버(Chamber);
상기 웨이퍼를 전해도금 처리하는 적어도 하나의 도금 챔버;
상기 웨이퍼를 세척 처리하는 적어도 하나의 세척 챔버;
상기 웨이퍼를 전해폴리싱 처리하는 적어도 하나의 폴리싱 챔버;
상기 도금 챔버에 제1 전원을 공급하고, 상기 폴리싱 챔버에 제2 전원을 공급하는 적어도 하나의 전원공급기; 및
상기 본체 챔버 내에 형성되어 있고, 상기 도금 챔버, 상기 세척 챔버 및 상기 폴리싱 챔버에 상기 웨이퍼를 전달하는 전달수단;
을 포함하는 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 본체 챔버 내부 일면에 형성되어 있는 레일을 더 포함하고,
상기 전달수단은 상기 레일의 길이방향으로 이동하며, 상하좌우 360도 회전하는 것을 특징으로 하는 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 도금 챔버에서 전해도금 처리된 상기 웨이퍼의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여,
상기 웨이퍼가 상기 과도금 수준 이상일 경우, 상기 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 상기 제1 전원을 상기 제2 전원으로 변환하며,
상기 웨이퍼가 상기 최소도금 수준 미만일 경우, 상기 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 상기 폴리싱액을 배수한 뒤 상기 도금액을 저수하고, 상기 제2전원을 상기 제1 전원으로 변환하는 변환부
를 더 포함하는 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 변환부는,
사용자가 입력하는 복수의 상황에 기초하여,
상기 웨이퍼가 상기 과도금 수준 이상일 경우, 상기 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 상기 제1 전원을 상기 제2 전원으로 변환하며,
상기 웨이퍼가 상기 최소도금 수준 미만일 경우, 상기 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 상기 폴리싱액을 배수한 뒤 상기 도금액을 저수하고, 상기 제2전원을 상기 제1 전원으로 변환하는 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 도금 챔버는,
도금액 및 제1 양극판이 저장되어 있는 도금전해조,
상기 도금전해조 상부에 형성되어 있는 제1 음극판 및
상기 제1 음극판 일면에 배치되어 있는 제1 웨이퍼 고정부재
를 포함하는 연속 전해 장치.
제5항에 있어서,
상기 전달수단으로부터 전달된 상기 웨이퍼가 상기 제1 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 상기 전달수단이 상기 제1 음극판을 회전하여, 상기 웨이퍼의 일면이 상기 도금전해조에 담기도록 하는 연속 전해 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 전원은,
상기 제1 양극판에 양극을 인가하고, 상기 제1 음극판에 음극을 인가하여 전류를 공급하는, 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 세척 챔버는,
세척조,
상기 세척조 내부에 배치되어 있는 세척액 분무기,
상기 세척조 상부에 형성되어 있는 기판 및
상기 기판 일면에 배치되어 있는 제3 웨이퍼 고정부재
를 포함하는 연속 전해 장치.
제8항에 있어서,
상기 도금 챔버로부터 전해도금 처리된 상기 웨이퍼가 상기 전달수단을 통해 전달되어 상기 제3 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 상기 전달수단이 상기 기판을 회전하여, 상기 웨이퍼의 일면이 상기 세척조에 담기도록 하는 연속 전해 장치.
제1항에 있어서,
상기 폴리싱 챔버는,
상기 폴리싱액 및 제2 음극판이 저장되어 있는 폴리싱전해조,
상기 폴리싱전해조 상부에 형성되어 있는 제2 양극판 및
상기 제2 양극판 일면에 배치되어 있는 제2 웨이퍼 고정부재
를 포함하는 연속 전해 장치.
제10항에 있어서,
상기 세척 챔버로부터 세척 처리된 상기 웨이퍼가 상기 전달수단을 통해 전달되어 상기 제2 웨이퍼 고정부재에 고정되면, 상기 전달수단이 상기 제2 양극판을 회전하여, 상기 웨이퍼의 일면이 상기 폴리싱전해조에 담기도록 하는 연속 전해 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 전원은,
상기 제2 양극판에 양극을 인가하고, 상기 제2 음극판에 음극을 인가하여 전류를 공급하는 연속 전해 장치.
웨이퍼(Wafer)를 수용하는 단계;
상기 웨이퍼를 적어도 하나의 도금 챔버(Chamber)로 전달하는 단계;
상기 도금 챔버에 제1 전원을 공급하여 상기 웨이퍼를 전해도금 처리하는 단계;
상기 웨이퍼를 적어도 하나의 세척 챔버로 전달하여 세척 처리하는 단계; 및
상기 웨이퍼를 적어도 하나의 폴리싱 챔버로 전달하고, 상기 폴리싱 챔버에 제2 전원을 공급하여 전해폴리싱 처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 전해폴리싱 처리된 웨어퍼를 세척 처리하는 단계를 더 포함하는 연속 전해 방법.
제13항에 있어서,
상기 도금 챔버에서 전해도금 처리된 상기 웨이퍼의 미리 설정된 과도금(Over-plating) 수준 및 최소도금(Minimum-plating) 수준에 기초하여,
상기 웨이퍼가 상기 과도금 수준 이상일 경우, 상기 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 상기 제1 전원을 상기 제2 전원으로 변환하며,
상기 웨이퍼가 상기 최소도금 수준 미만일 경우, 상기 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 상기 폴리싱액을 배수한 뒤 상기 도금액을 저수하고, 상기 제2전원을 상기 제1 전원으로 변환하는 단계
를 더 포함하는 연속 전해 방법.
제14항에 있어서,
상기 변환하는 단계는,
사용자가 입력하는 복수의 상황에 기초하여,
상기 웨이퍼가 상기 과도금 수준 이상일 경우, 상기 적어도 하나의 도금 챔버 내에 저수된 도금액을 배수한 뒤 폴리싱액을 저수하고, 상기 제1 전원을 상기 제2 전원으로 변환하며,
상기 웨이퍼가 상기 최소도금 수준 미만일 경우, 상기 적어도 하나의 폴리싱 챔버 내에 저수된 상기 폴리싱액을 배수한 뒤 상기 도금액을 저수하고, 상기 제2전원을 상기 제1 전원으로 변환하는 연속 전해 방법.