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KR101268661B1 - Apparatus to plate substrate - Google Patents

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KR101268661B1
KR101268661B1 KR1020110135293A KR20110135293A KR101268661B1 KR 101268661 B1 KR101268661 B1 KR 101268661B1 KR 1020110135293 A KR1020110135293 A KR 1020110135293A KR 20110135293 A KR20110135293 A KR 20110135293A KR 101268661 B1 KR101268661 B1 KR 101268661B1
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KR
South Korea
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sealing
electrolyte
contact
ring
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최영태
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주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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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 설치되는 프로세스 챔버; 및 프로세스 챔버의 내측 상부에 승강 및 회전 가능하게 배치되며, 플러스 금속 이온에 의해 도금되는 기판을 파지하는 로딩척;을 포함하며, 로딩척은, 기판에 접촉 지지되며, 기판으로 음극 전압을 인가하는 링 형상의 콘택트 링; 기판의 도금 공정 시 전해액에 대한 콘택트 링의 접촉이 저지되도록 콘택트 링의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되며, 전해액에 적어도 일부분이 침지되는 실링부; 및 실링부의 외면에 표면 처리되며 소수성 재질로 마련되는 표면처리부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기판 도금 공정 시 로딩척에서 기판이 접촉되는 콘택트 링을 불소 고무 또는 실리콘 재질로 마련되는 실링부로 보호할 수 있을 뿐만 아니라 실링부를 패럴린 코팅과 같은 방법으로 코팅 처리함으로써 실링부가 변형되거나 고화되는 것을 방지할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a substrate plating apparatus, including: a process chamber in which an electrolyte is accommodated and a target part is installed at an inner lower part to generate positive metal ions when an anode voltage is applied; And a loading chuck rotatably disposed on an inner upper portion of the process chamber and holding a substrate plated by plus metal ions, the loading chuck being in contact with the substrate and applying a negative voltage to the substrate. Ring shaped contact rings; A sealing part provided to surround at least a portion of the contact ring to prevent contact of the contact ring with the electrolyte during the plating process of the substrate, wherein at least a portion of the sealing ring is immersed in the electrolyte; And a surface treatment part which is surface-treated on the outer surface of the sealing part and is made of a hydrophobic material. According to an embodiment of the present invention, not only the contact ring contacted by the substrate in the loading chuck during the substrate plating process can be protected by a sealing portion made of fluorine rubber or silicon material, but also by coating the sealing portion by a method such as a parallel coating. It is possible to prevent the sealing portion from being deformed or solidified.

Description

기판 도금 장치{Apparatus to plate substrate}Apparatus to plate substrate

기판 도금 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 기판과 접촉되는 콘택트 링을 감싸는 실링부를 표면 처리함으로써 실링부가 전해액에 의해 변형 또는 고화되는 것을 저지할 수 있는 기판 도금 장치가 개시된다.
A substrate plating apparatus is disclosed. More specifically, a substrate plating apparatus is disclosed which can prevent the sealing portion from being deformed or solidified by the electrolyte by surface-treating the sealing portion surrounding the contact ring in contact with the substrate.

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.In general, a metal film is patterned on the entire surface of a substrate in order to form a metal wiring on a silicon wafer constituting a semiconductor device. At this time, the metal film formed on the entire surface of the substrate is formed of aluminum, copper, or the like.

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.Among them, the metal film formed of copper has a high melting point compared to the metal film formed of aluminum, and thus may have a large resistance to electrical mobility. As a result, the reliability of the semiconductor device may be improved and the signal resistance is low. There is an advantage to increase the delivery speed. Therefore, a metal film formed of copper is mainly used.

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.The thin film deposition method is largely classified into physical vapor deposition (PVD) using physical collisions and chemical vapor deposition (CVD) using chemical reactions. Physical vapor deposition methods include sputtering methods, and chemical vapor deposition methods include thermal CVD using heat and plasma enhanced CVD using plasma. .

그러나 기판 상에 금속막을 패터닝하기 위해서는 증착 방법에 비해 전기 이동도에 대한 내성이 우수하고 제조 비용이 상대적으로 저렴한 전기도금 방법이 선호된다.However, in order to pattern a metal film on a substrate, an electroplating method, which is more resistant to electric mobility and relatively low in manufacturing cost, is preferred to the deposition method.

이러한 전기도금 방법이 적용되는 종래의 기판 도금 장치의 구성에 대해 개략적으로 설명하면, 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압이 인가되는 경우 플러스 금속 이온, 예를 들면 구리 이온(Cu2 +)을 배출하는 타겟부와, 프로세스 챔버의 내측 상부에서 승강 및 회전 가능하게 배치되며 기판을 파지할 수 있는 척(chuck)을 포함한다.Referring to the configuration of a conventional substrate plating apparatus to which such an electroplating method is applied, the substrate plating apparatus includes positive metal ions, for example, copper ions (Cu) when an electrolytic solution is received and an anode voltage is applied to an inner lower side thereof. possibly arranged 2+) lifting and rotating on the inner upper part of the target portion and the process chamber to discharge, and comprises a chuck (chuck) to grip the board.

여기서, 척은 음극 전압을 전달하는 음극 인가부 및 음극 인가부에 전기적으로 연결되며 기판을 접촉 지지하는 콘택트 링을 포함한다. 따라서 외부의 전원 인가부로부터 음극 전압이 인가되는 경우, 음극 인가부 및 콘택트 링을 거쳐 기판에 음극 전압이 인가될 수 있으며, 타겟부로부터 발생된 구리 이온이 기판 상에 패터닝될 수 있다.Here, the chuck includes a cathode applying portion for delivering a cathode voltage and a contact ring electrically connected to and supporting the substrate. Therefore, when a negative voltage is applied from an external power supply unit, a negative voltage may be applied to the substrate via the negative electrode application unit and the contact ring, and copper ions generated from the target unit may be patterned on the substrate.

그런데, 이러한 종래의 기판 도금 장치에 있어서는, 콘택트 링 보호를 위해 콘택트 링을 실링부재가 싸고 있는데, 이러한 실링부재가 도금 공정 시 황산구리 용액에 잠김으로써 고화될 수 있으며 따라서 콘택트 링이 실링부재에 의해 제대로 보호받지 못하여 기판에 대한 음극 인가의 신뢰성이 저하될 수 있다.
By the way, in the conventional substrate plating apparatus, the sealing member is wrapped around the contact ring to protect the contact ring. The sealing member may be solidified by being immersed in the copper sulfate solution during the plating process, and thus the contact ring is properly secured by the sealing member. Not protected, the reliability of applying the cathode to the substrate may be degraded.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 기판 도금 공정 시 로딩척에서 기판이 접촉되는 콘택트 링을 불소 고무 또는 실리콘 재질로 마련되는 실링부로 보호할 수 있을 뿐만 아니라 실링부를 패럴린 코팅과 같은 방법으로 코팅 처리함으로써 실링부가 변형되거나 고화되는 것을 방지할 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment of the present invention, not only can protect the contact ring contacted with the substrate in the loading chuck during the substrate plating process with a sealing portion made of fluorine rubber or silicon, but also coating the sealing portion in the same manner as a paraline coating. It is to provide a substrate plating apparatus which can prevent the sealing portion from being deformed or solidified by the treatment.

또한 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 실링부의 변형을 방지함으로써 실링부가 감싸는 콘택트 링으로부터 기판으로 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어질 수 있으며 이로 인해 기판 도금 공정의 정확성을 향상시킬 수 있는 기판 도금 장치를 제공하는 것이다.
In addition, another object according to an embodiment of the present invention, by preventing the deformation of the sealing portion, the application of the negative voltage from the contact ring wrapped around the sealing portion to the substrate can be made reliably, thereby improving the accuracy of the substrate plating process To provide.

본 발명의 실시예에 따른 기판 도금 장치는, 전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 설치되는 프로세스 챔버; 및 상기 프로세스 챔버의 내측 상부에 승강 및 회전 가능하게 배치되며, 상기 플러스 금속 이온에 의해 도금되는 기판을 파지하는 로딩척;을 포함하며, 상기 로딩척은, 상기 기판에 접촉 지지되며, 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 링 형상의 콘택트 링; 상기 기판의 도금 공정 시 상기 전해액에 대한 상기 콘택트 링의 접촉이 저지되도록 상기 콘택트 링의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되며, 상기 전해액에 적어도 일부분이 침지되는 실링부; 및 상기 실링부의 외면에 표면 처리되며 소수성 재질로 마련되는 표면처리부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 기판 도금 공정 시 로딩척에서 기판이 접촉되는 콘택트 링을 불소 고무 또는 실리콘 재질로 마련되는 실링부로 보호할 수 있을 뿐만 아니라 실링부를 패럴린 코팅과 같은 방법으로 코팅 처리함으로써 실링부가 변형되거나 고화되는 것을 방지할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a substrate plating apparatus, including: a process chamber in which an electrolyte is accommodated and a target part is installed at an inner lower part to generate positive metal ions when an anode voltage is applied; And a loading chuck rotatably disposed on an inner upper portion of the process chamber and holding a substrate plated by the plus metal ions, wherein the loading chuck is in contact with and supported by the substrate. A ring-shaped contact ring for applying a cathode voltage; A sealing part provided to enclose at least a portion of the contact ring to prevent contact of the contact ring with the electrolyte during the plating process of the substrate, wherein at least a portion of the sealing ring is immersed in the electrolyte; And a surface treatment part which is surface-treated on the outer surface of the sealing part and is made of a hydrophobic material. By such a configuration, a contact ring in which the substrate contacts the loading chuck during the substrate plating process is made of fluorine rubber or silicone material. In addition to protecting the sealing portion, it is possible to prevent the sealing portion from being deformed or solidified by coating the sealing portion in the same manner as the parallel coating.

상기 표면처리부는 패럴린 코팅(parylene coating)에 의해 상기 실링부에 표면 처리될 수 있다. The surface treatment part may be surface treated by the parylene coating.

상기 표면처리부는 막(film) 형태로 상기 실링부의 외면에 마이크로미터 단위로 코팅 처리될 수 있다.The surface treatment unit may be coated in micrometer units on the outer surface of the sealing unit in the form of a film.

상기 표면처리부는 상기 실링부의 외면에 화학기상증착법에 의해 표면 처리될 수 있다.The surface treatment part may be surface treated by chemical vapor deposition on the outer surface of the sealing part.

상기 실링부는 불소 고무(fluorocarbon rubber) 재질로 제작될 수 있다.The sealing part may be made of a fluorocarbon rubber material.

상기 실링부는 실리콘 재질로 제작될 수 있다.
The sealing part may be made of a silicon material.

본 발명의 실시예에 따르면, 기판 도금 공정 시 로딩척에서 기판이 접촉되는 콘택트 링을 불소 고무 또는 실리콘 재질로 마련되는 실링부로 보호할 수 있을 뿐만 아니라 실링부를 패럴린 코팅과 같은 방법으로 코팅 처리함으로써 실링부가 변형되거나 고화되는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, not only the contact ring contacted by the substrate in the loading chuck during the substrate plating process can be protected by a sealing portion made of fluorine rubber or silicon material, but also by coating the sealing portion by a method such as a parallel coating. It is possible to prevent the sealing portion from being deformed or solidified.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 실링부의 변형을 방지함으로써 실링부가 감싸는 콘택트 링으로부터 기판으로 음극 전압 인가가 신뢰성 있게 이루어질 수 있으며 이로 인해 기판 도금 공정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, by applying a negative voltage to the substrate from the contact ring surrounding the sealing portion by preventing the deformation of the sealing portion can be made reliably, thereby improving the accuracy of the substrate plating process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 로딩척에서 기판으로 음극 전압이 인가되는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ 부분을 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a view schematically showing the configuration of a substrate plating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically illustrating that a cathode voltage is applied to a substrate in the loading chuck shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a view schematically illustrating a part III shown in FIG. 2.

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. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of several aspects of the patentable invention and the following description forms part of the detailed description of the invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

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.Hereinafter, the substrate will be described as a wafer made of silicon, but the type of the substrate is not limited thereto, and it is obvious that the substrate can be a flat panel display such as an LCD or a PDP. Further, the shape and size of the substrate are not limited to the drawings or description, and it is natural that the substrate can be manufactured in various shapes and sizes such as circular and square.

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.Hereinafter, would be a metal ion which is generated from the target portion, described as a copper ion (Cu 2 +) is not limited to this, it is no wonder is that to proceed the plating process on the substrate by the different kinds of metal ions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 로딩척에서 기판으로 음극 전압이 인가되는 것을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 Ⅲ 부분을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a substrate plating apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view schematically showing that the negative voltage is applied to the substrate in the loading chuck shown in FIG. FIG. 3 is a view schematically illustrating a part III shown in FIG. 2.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 전해액(103)이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온, 즉 본 실시예의 구리 이온(Cu2 +)을 발생시키는 타겟부(120)가 배치되는 프로세스 챔버(110)와, 프로세스 챔버(110)의 내측 상부에 승강 및 회전 가능하게 마련되어 구리 이온(Cu2 +)에 의해 도금되는 기판(W)을 파지하는 로딩척(150, loading chuck)을 포함할 수 있다. As shown in these figures, the substrate plating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the electrolyte 103 is accommodated in the inner lower portion of the positive metal ions when the anode voltage is applied, that is, the copper ion (Cu of the present embodiment) 2 +) generating a target portion 120 to the process chamber 110 is arranged, the process chamber 110 is provided to enable the lifting and rotating the inner upper copper ion (Cu 2+), the substrate to be plated by the (W in which the It may include a loading chuck (150, gripping).

또한, 본 실시예에 따른 기판 도금 장치(100)는, 도 1에 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.Moreover, copper ion (Cu 2 +) on the electrolyte 103 is provided in the substrate plating apparatus 100, the process chamber 110 so as to surround a target part 120 as shown in Figure 1 according to this embodiment It may further include a filtration unit 130 for filtering.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 프로세스 챔버(110)는, 도 1에 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. Referring to each configuration, first, the process chamber 110 of the present embodiment, as shown in Figure 1, the inner chamber 111 and the outer chamber 115, which can be detachably assembled together, the outer chamber 115, outer chamber). In the inner chamber 111 of the present embodiment, the electrolyte 103 is filled up to the upper end, and the lower end is equipped with the target unit 120 and the filtration unit 130 surrounding the target unit 120.

이러한 이너 챔버(111)는 아우터 챔버(115)의 내측에 착탈 가능하게 결합되며, 이러한 결합 구조에 의해 외부 환경으로부터 보다 확실하게 보호받을 수 있다.The inner chamber 111 is detachably coupled to the inner side of the outer chamber 115 and can be more reliably protected from the external environment by this coupling structure.

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.As such, the process chamber 110 of the present embodiment includes an inner chamber 111 and an outer chamber 115 that are easily assembled and separated from each other. However, the structure of the process chamber 110 is not limited to this, and it is natural that the inner chamber 111 and the outer chamber 115 can be integrally formed.

한편, 이너 챔버(111)의 내부에는, 도 1에 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.On the other hand, inside the inner chamber 111, as shown in Figure 1, the target portion 120 for forming an anode (anode) is provided. Target portion 120 is a portion is completely immersed in the electrolyte (103) for generating a positive metal ions, i.e. in this embodiment a copper ion (Cu + 2) by an oxidation reaction when applied to the positive voltage by the power supply.

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.In this embodiment, the upper surface of the target portion 120 may be provided irregularly. This, is to enlarge the substantial surface area of the upper surface of the target portion 120 to be a large amount of copper ion (Cu + 2) occurs when a positive voltage is applied to the target portion 120.

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.Thus, when copper ions (Cu 2 + ) are generated from the target portion 120, the generated copper ions (Cu 2 + ) must be transferred to the substrate W to be plated. This is accomplished by the electrolyte 103 which is accommodated in the inner chamber 111 up to a line. Therefore, the electrolytic solution 103 is applied as a copper sulfate solution suitable for conducting copper ions (Cu 2 + ). However, the present invention is not limited thereto, and it is needless to say that other kinds of electrolytic solution 103 can be applied.

한편, 여과부(130)는, 도 1에 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.On the other hand, filtering unit 130, a, provided on the inside of the inner chamber 111 to surround the target portion 120 of the copper ion (Cu 2 +) moving through the electrolyte solution 103, as shown in Figure 1 Filtered. The filtration unit 130 may include a filtration hole (not shown) that is provided substantially parallel to the target portion 120 at an upper portion of the target portion 120 and has a diameter of 1 to 10 micrometers (μm) And may be provided with a membrane filter.

따라서, 전해액(103) 상의 구리 이온(Cu2 +)을 제외한 물질, 예를 들면 기포 등이 기판(W)에 도달하는 것을 차단할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent such a matter, for example, except for copper ion (Cu + 2) on the electrolyte 103, such as air bubbles to reach the substrate (W).

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.On the other hand, the substrate plating apparatus 100 of the present embodiment is connected to the electrolyte supply unit (not shown) to supply the electrolyte solution 103 into the inner chamber 111 as well as to form a flow of the electrolyte solution 103 140 may further include.

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.Not only the electrolyte 103 may be supplied to the inner chamber 111 through the electrolyte supply line 140, but also the flow of the electrolyte 103 may be formed to be transferred from the target part 120 to the substrate W. It can activate the movement of copper ions (Cu 2 + ).

한편, 전술한 바와 같이, 본 실시예의 기판 도금 장치(100)는 기판(W)을 파지할 수 있는 로딩척(150)을 구비하며, 이러한 로딩척(150)의 승강 및 회전 동작에 따라 기판(W) 대한 도금 공정 및 로딩/언로딩 공정을 수행할 수 있다.On the other hand, as described above, the substrate plating apparatus 100 of the present embodiment has a loading chuck 150 that can hold the substrate (W), according to the lifting and rotating operation of the loading chuck 150 W) a plating process and a loading / unloading process can be performed.

본 실시예의 로딩척(150)은, 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 승강 구동부(1153)에 의해 프로세스 챔버(110)에 대해 승강 가능하게 마련되는 승강부(151)와, 승강부(151)에 회전 가능하게 결합되고 기판(W)을 파지하는 회전부(155)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the loading chuck 150 of the present embodiment includes a lifting unit 151 and a lifting unit 151 provided to be capable of lifting and lowering the process chamber 110 by the lifting driving unit 1153. ) May be rotatably coupled to the rotating unit 155 to hold the substrate (W).

즉, 기판(W)에 대한 도금 공정을 실행할 때 승강부(151)의 승강 동작에 의해 기판(W)이 전해액(103)의 상단부에 침지되도록 기판(W)을 하강시킬 수 있고, 기판(W)에 대한 도금 공정 시 승강부(151)에 대해 회전부(155)를 상대 회전 시킴으로써 기판(W)의 도금 공정을 수행할 수 있다.That is, when the plating process for the substrate W is performed, the substrate W can be lowered so that the substrate W is immersed in the upper end portion of the electrolyte 103 by the elevating operation of the elevating portion 151. ), The plating process of the substrate W may be performed by relatively rotating the rotating unit 155 with respect to the lifting unit 151.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 로딩척(150)은, 전술한 구성 이외에도, 승강부(151) 및 회전부(155)에 전기적으로 연결 가능하게 내장되어 외부의 전원 인가부(152)로부터 인가된 음극 전압을 전달하는 음극 인가부(157)와, 회전부(155)의 하단부를 형성하며 링 형상을 가짐으로써 도금 공정 시 기판(W)의 테두리 부분과 접촉 지지되는 콘택트 링(160)과, 콘택트 링(160)의 일부 외면을 감싸도록 마련되어 콘택트 링(160)이 전해액(103)과 접촉되는 것을 저지하는 실링부(170)와, 실링부(170)의 외면에 표면 처리되어 실링부(170)를 보호하는 표면처리부(171)를 포함할 수 있다.2 and 3, the loading chuck 150 of the present embodiment, in addition to the above-described configuration, the built-in electrically connected to the lifting unit 151 and the rotating unit 155 so that the external power supply unit 152 A cathode applying portion 157 which transfers the cathode voltage applied from the cathode, a contact ring 160 formed in contact with the edge of the substrate W during the plating process by forming a lower end of the rotating part 155 and having a ring shape; In order to cover the outer surface of the contact ring 160, the sealing unit 170 may be prevented from contacting the contact ring 160 with the electrolyte 103, and the outer surface of the sealing unit 170 may be surface treated to seal the sealing unit ( It may include a surface treatment unit 171 to protect the 170.

이러한 구성에 의해서, 외부의 전원 인가부(152)로부터 음극 전압이 인가되는 경우, 음극 전압은 음극 인가부(157) 및 전도성을 구비한 콘택트 링(160)을 거쳐 기판(W)으로 전달될 수 있으며, 따라서 기판(W)은 음극을 띨 수 있다.With this configuration, when the negative voltage is applied from the external power applying unit 152, the negative voltage can be transferred to the substrate W via the negative applying unit 157 and the contact ring 160 having conductivity. Therefore, the substrate W may chew the cathode.

본 실시예의 콘택트 링(160)은, 자세히 도시하지는 않았지만, 링 형상을 가지며, 내측면의 둘레 방향을 따라 요철 형상을 갖는 복수 개의 기판 접촉 부분(161)이 구비될 수 있다. 이러한 콘택트 링(160)은 전도성이 있는 금속 재질로 마련되어 음극 인가부(157)로부터 전달된 음극 전압을 기판 접촉 부분(161)을 통해 기판(W)으로 전달할 수 있다.Although not shown in detail, the contact ring 160 of the present exemplary embodiment may be provided with a plurality of substrate contact portions 161 having a ring shape and having an uneven shape along the circumferential direction of the inner surface. The contact ring 160 may be made of a conductive metal material to transfer the cathode voltage transferred from the cathode applying unit 157 to the substrate W through the substrate contact portion 161.

한편, 전술한 콘택트 링(160)은 금속 재질로 마련되기 때문에 일반적으로 황산구리액으로 제조되는 전해액(103)과 접촉되는 경우 부식과 같은 변형이 발생될 수 있다.On the other hand, since the above-described contact ring 160 is made of a metal material, deformation such as corrosion may occur when contacted with the electrolyte solution 103, which is generally made of copper sulfate.

이를 위해, 콘택트 링(160)은, 도 3에 개략적으로 도시된 것처럼, 실링부(170)로 감싸진다. 보다 상세하게는, 콘택트 링(160)의 하단면 및 양 측면에 해당하는 일부분이 링 형상을 갖는 실링부(170)로 감싸져 보호되는 것이다.For this purpose, the contact ring 160 is wrapped with a sealing portion 170, as schematically shown in FIG. More specifically, a portion corresponding to the bottom surface and both side surfaces of the contact ring 160 is wrapped and protected by a sealing portion 170 having a ring shape.

이러한 실링부(170)는 기판(W)의 도금 공정 시 전해액(103)에 침지되어 전해액(103)과 직접 접촉할 수 있기 때문에, 우수한 내식성 및 내열성을 갖는 불소 고무(fluorocarbon rubber)로 제조될 수 있다. 이 때, 실링부(170)의 재질인 불소 고무로 바이톤(viton)이 사용될 수 있다. 다만, 바이톤이 아닌 다른 종류의 불소 고무가 적용될 수 있음은 당연하다.The sealing part 170 may be made of fluorocarbon rubber having excellent corrosion resistance and heat resistance because the sealing part 170 may be directly immersed in the electrolyte solution 103 during the plating process of the substrate W. have. In this case, a viton may be used as fluorine rubber, which is a material of the sealing unit 170. Of course, other types of fluorine rubber other than Viton may be applied.

이와 같이 실링부(170)는 불소 고무로 제작됨으로써, 합성 고무 재질에 비해 화학약품에 대해 우수한 내약품성을 가질 수 있으며, 또한 내열성 및 내유성을 갖기 때문에, 가령 전해액(103)과 접촉하는 경우가 발생되더라도 전해액(103)에 의해 고화되거나 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 콘택트 링(160) 보호를 신뢰성 있게 수행할 수 있다.Thus, since the sealing unit 170 is made of fluorine rubber, it may have excellent chemical resistance to chemicals compared to synthetic rubber materials, and also has heat resistance and oil resistance, and thus may come into contact with the electrolyte solution 103, for example. Even if it is possible to prevent the solidified or deformed by the electrolyte 103, it is possible to reliably protect the contact ring 160.

한편, 이러한 실링부(170)는 전술한 불소 고무 외에도 제조 비용이 적게 소요되는 실리콘 재질로 마련될 수 있다. 다만, 실리콘 재질은 전술한 불소 고무에 비해 내약품성이 상대적으로 낮기 때문에, 전해액(103)과 접촉하는 경우 변형이 발생될 수 있다. On the other hand, the sealing unit 170 may be provided with a silicon material that requires less manufacturing cost in addition to the above-described fluororubber. However, since the silicon material has a relatively low chemical resistance compared to the fluorine rubber described above, deformation may occur when the silicon material is in contact with the electrolyte solution 103.

따라서, 본 실시예의 경우, 실링부(170)가 전해액(103)에 접촉됨으로써 발생 가능한 변형 또는 고화 등을 방지하기 위해, 실링부(170)에 소수성 재질로 마련되는 표면처리부(171)가 코팅 처리될 수 있다. 다만, 전술한 것처럼 실링부(170)가 실리콘 재질로 마련되는 경우 표면처리부(171)로 표면 처리할 수 있을 것이나, 이에 한정되는 것은 아니며, 불소 고무로 제작되는 경우, 그리고 다른 재질로 제작되는 경우에도 실링부(170)를 표면 처리함으로써 실링부(170)를 전해액(103)으로부터 보호할 수 있음은 당연하다.Therefore, in the present exemplary embodiment, in order to prevent deformation or solidification that may occur when the sealing unit 170 contacts the electrolyte 103, the surface treatment unit 171 provided with the hydrophobic material in the sealing unit 170 may be coated. Can be. However, as described above, when the sealing unit 170 is made of a silicon material, the surface treatment unit 171 may be surface treated, but is not limited thereto. When the sealing unit 170 is made of fluorine rubber, and made of another material, Naturally, the sealing portion 170 can be protected from the electrolyte 103 by surface treatment of the sealing portion 170.

본 실시예의 표면 처리부(171)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전해액(103)과 접촉 가능한 외면에서 막(film) 형태로 코팅 처리될 수 있다. 이 때 패럴린 코팅(parylene coating)이 적용될 수 있는데, 패럴린 코팅은 상온의 진공 상태에서 패럴린으로 구성된 가스를 마이크로미터 두께 단위로 실링부(170)에 증착시키는 화학기상증착법이 적용된 고분자 코팅을 가리키며, 이러한 패럴린 코팅이 적용됨으로써 우수한 소수성을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 3, the surface treatment unit 171 of the present embodiment may be coated in a film form on the outer surface of the surface treatment unit 171. In this case, a parylene coating may be applied. The parylene coating is a polymer coating applied with a chemical vapor deposition method which deposits a gas composed of parylene on the sealing unit 170 in units of micrometer thickness in a vacuum at room temperature. It is noted that such a paraline coating can be applied to provide excellent hydrophobicity.

부연 설명하면, 패럴린 코팅을 통해 표면처리부(171)를 실링부(170)에 코팅시키는 경우, 소수성 및 방수성을 얻을 수 있으며, 완벽한 절연성, 내식성/내화학성을 얻을 수 있다.In detail, when the surface treatment unit 171 is coated on the sealing unit 170 through a paraline coating, hydrophobicity and waterproofness may be obtained, and perfect insulation and corrosion resistance / chemical resistance may be obtained.

이는 패럴린 코팅에 의해 실링부(170)에 코팅되는 표면처리부(171)는 미세한 핀홀이 없어 전해액(103)이 표면처리부(171)를 통해 실링부(170)에 접촉되는 것을 저지할 수 있으며, 이로써 실링부(170)의 보호를 확실히 할 수 있는 것이다.This is because the surface treatment unit 171 coated on the sealing unit 170 by the parallel coating does not have a fine pinhole may prevent the electrolyte 103 from contacting the sealing unit 170 through the surface treatment unit 171, Thereby, the protection of the sealing part 170 can be ensured.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 로딩척(150)에서 기판(W)이 접촉되는 콘택트 링(160)을 불소 고무 또는 실리콘 재질로 마련되는 실링부(170)로 보호할 수 있을 뿐만 아니라 패럴린 코팅에 의해 실링부(170)에 표면처리부(171)를 코팅 처리함으로써 실링부(170)가 변형되거나 굳어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판(W)이 파지되는 부분 및 음극 전압을 기판(W)으로 전달하는 콘택트 링(160)이 실링부(170)에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있어 기판(W)에 대한 도금 공정을 신뢰성 있게 수행할 수 있다.As such, according to the exemplary embodiment of the present invention, the contact ring 160 contacting the substrate W in the loading chuck 150 may not only be protected by the sealing unit 170 formed of fluororubber or silicon. It is possible to prevent the sealing portion 170 from being deformed or hardened by coating the surface treatment portion 171 on the sealing portion 170 by the paraline coating. Therefore, it is possible to prevent the contact ring 160 which transfers the portion where the substrate W is held and the cathode voltage to the substrate W from being deformed by the sealing unit 170, thereby preventing the plating process for the substrate W. Can be reliably performed.

전술한 실시예에서는, 실링부(170)의 표면 처리를 위한 코팅 방법으로 패럴린 코팅이 적용된다고 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 소수성을 구비하면서도 내약품성, 내식성 및 내열성을 구현할 수 있는 코팅 방법이라면 다른 코팅 처리가 적용될 수 있음은 당연하다.In the above-described embodiment, the above-described paralin coating is applied as a coating method for the surface treatment of the sealing unit 170, but is not limited to this, coating method that can implement a chemical resistance, corrosion resistance and heat resistance while having a hydrophobicity Of course, other coating treatments may be applied.

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.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.

100 : 기판 도금 장치 103 : 전해액
110 : 프로세스 챔버 120 : 타겟부
130 : 여과부 140 : 전해액 공급라인
150 : 로딩척 160 : 콘택트 링
170 : 실링부 171 : 표면처리부 100: substrate plating apparatus 103: electrolyte solution
110: process chamber 120: target portion
130: filtration unit 140: electrolyte solution supply line
150: loading chuck 160: contact ring
170: sealing part 171: surface treatment part

Claims (6)

전해액이 수용되며 내측 하부에는 양극 전압 인가 시 플러스 금속 이온을 발생시키는 타겟부가 설치되는 프로세스 챔버; 및
상기 프로세스 챔버의 내측 상부에 승강 및 회전 가능하게 배치되며, 상기 플러스 금속 이온에 의해 도금되는 기판을 파지하는 로딩척;
을 포함하며,
상기 로딩척은,
상기 기판에 접촉 지지되며, 상기 기판으로 음극 전압을 인가하는 링 형상의 콘택트 링;
상기 기판의 도금 공정 시 상기 전해액에 대한 상기 콘택트 링의 접촉이 저지되도록 상기 콘택트 링의 적어도 일부분을 감싸도록 마련되며, 상기 전해액에 적어도 일부분이 침지되는 실링부; 및
상기 실링부의 외면에 표면 처리되며 소수성 재질로 마련되는 표면처리부;
를 포함하며,
상기 표면처리부는 막(film) 형태로 상기 실링부의 외면에 코팅 처리되는 기판 도금 장치.
A process chamber in which an electrolyte is accommodated and a target part is installed at an inner lower part to generate positive metal ions when an anode voltage is applied; And
A loading chuck disposed to be elevated and rotatable on an inner upper portion of the process chamber, and holding a substrate plated by the plus metal ions;
/ RTI >
The loading chuck,
A ring-shaped contact ring which is in contact with the substrate and applies a cathode voltage to the substrate;
A sealing part provided to surround at least a portion of the contact ring to prevent contact of the contact ring with the electrolyte during the plating process of the substrate, and at least a portion of the sealing ring being immersed in the electrolyte; And
A surface treatment portion which is surface treated on the outer surface of the sealing portion and is made of a hydrophobic material;
Including;
And the surface treatment part is coated on an outer surface of the sealing part in a film form.
제1항에 있어서,
상기 표면처리부는 패럴린 코팅(parylene coating)에 의해 상기 실링부에 표면 처리되는 기판 도금 장치.
The method of claim 1,
And the surface treatment part is surface-treated with the sealing part by parylene coating.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 표면처리부는 상기 실링부의 외면에 화학기상증착법에 의해 표면 처리되는 기판 도금 장치.
The method of claim 2,
And the surface treatment portion is surface treated by chemical vapor deposition on the outer surface of the sealing portion.
제1항에 있어서,
상기 실링부는 불소 고무(fluorocarbon rubber) 재질로 제작되는 기판 도금 장치.
The method of claim 1,
The sealing unit is a substrate plating apparatus made of a fluorocarbon rubber material.
제1항에 있어서,
상기 실링부는 실리콘 재질로 제작되는 기판 도금 장치.The method of claim 1,
Substrate plating apparatus that the sealing portion is made of a silicon material.
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