KR20060012019A - 도금 장치 및 도금 방법 - Google Patents

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다카시 다케무라
노부토시 사이토
후미오 구리야마
준이치로 요시오카
구니아키 호리에
요시오 미나미
겐지 가모다
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Abstract

도금 장치는 기판(W)에 형성된 시드층(500)의 표면에 도포된 레지스트(502)상에 에싱 공정을 수행하도록 구성된 에싱 유닛(300) 및 에싱 공정 후에 기판의 표면에 친수성을 제공하도록 구성된 예비-습윤 영역(26)을 포함한다. 도금 장치는 기판에 형성된 시드층의 표면을 세정하거나 활성화시키도록 처리액과 기판의 표면을 접촉시키도록 구성된 예비침적 영역(28)을 포함한다. 도금 장치는 또한 기판에 형성된 시드층의 표면에 도금 막(504)을 형성하기 위하여 마스크로서 레지스트가 사용되는 상태로 도금 탱크내의 도금액과 기판의 표면을 접촉시키도록 구성된 도금 유닛(34)을 포함한다.

Description

도금 장치 및 도금 방법 {PLATING APPARATUS AND PLATING METHOD}
본 발명은 기판의 표면을 도금하는 도금 장치 및 도금 방법에 관한 것으로서, 특히 레지스트가 마스크로 사용되는 동안 반도체의 표면상에 패키지 전극 또는 반도체 칩과의 전기적 접속을 제공하는 범프(bump; 돌출 전극)를 형성하기 위한 도금 장치 및 도금 방법에 관한 것이다.
테이프 오토메이션 본딩(tape automated bonding; TAB) 또는 플립 칩(flip chip)에서, 예를 들어, 그 위에 배선을 구비한 반도체 칩의 표면상의 사전 설정된 부분에 금, 구리, 땜납 또는 니켈 또는 이들 금속의 다층 라미네이트의 돌출 접속 전극(범프)을 형성하고, 패키지 전극 또는 TAB 전극을 이용하여 범프를 통해 배선을 전기적으로 접속하는 것이 일반적이다. 범프를 형성하기 위하여, 전기 도금, 증착, 프린팅 및 볼 범핑(ball bumping)을 포함하는 다양한 방법이 사용되어 왔다. 반도체 칩내의 I/O 단자의 수가 최근 증가하고 있고, 피치들이 더 미세해지고 있는 추세를 것을 고려하여, 전기 도금 공정이 미세한 처리를 수행할 수 있고 비교적 안정적인 성능을 가지기 때문에, 전기 도금 공정이 더 빈번하게 채택되고 있다.
전기 도금 공정에서, 범프는 배선을 구비한 기판의 표면의 사전 설정된 부분에 이하의 방식으로 형성된다. 이러한 공정에서, 레지스트는 마스크로 널리 사용 되어 왔다. 우선, 도 1A를 참조하면, 시드층(500)이 스퍼터링 또는 증착에 의해 기판(W)의 표면상에 피딩층(feeding layer)으로 증착된다. 그런 다음, 레지스트(502)가 시드층(500)의 전체 표면상에 도포되어, 예를 들어, 20 내지 120 ㎛의 높이(H)를 가진다. 그 후, 레지스트(502)의 사전 설정된 부분에 대략 20 내지 200 ㎛의 직경(D)을 가지는 개구부(502a)를 형성하기 위하여 레지스트(502)의 표면상에 노광 및 현상이 수행된다. 그런 다음, 도 1B에 도시된 바와 같이, 범프 재료인 Au 또는 Cu와 같은 금속이 전기 도금 공정에 의해 개구부(502a)에 증착되어, 개구부(502a)에 도금 막(504)를 형성시키고 성장시킨다. 도 1C에 도시된 바와 같이, 레지스트(502)는 기판(W)의 표면으로부터 스트립되고 제거된다. 그런 다음, 도 1D에 도시된 바와 같이, 시드층(500)의 불필요한 부분이 기판(W)의 표면으로부터 에칭 및 제거된다. 그런 다음, 필요에 따라 리플로잉 공정(reflowing process)이 수행되어, 도 1E에 도시된 바와 같이 구형 범프(506)를 형성한다.
전기 도금 공정은, 도금될 기판의 표면이 아래쪽으로 향하는 상태로 수평하게 위치된 반도체 웨이퍼와 같은 기판에 도금액이 위쪽으로 내뿜어지는 제트식 또는 컵식 전기 도금 공정 및 도금 탱크가 넘치도록 도금 탱크의 바닥부로부터 도금액이 공급되면서, 도금 탱크내의 도금액에 기판이 수직으로 침지되는 디핑식(dipping-type) 전기 도금 공정으로 분류될 수 있다. 디핑식 전기 도금 공정에 따르면, 도금된 기판의 품질에 악영향을 미칠 수 있는 버블이 용이하게 제거되고, 도금 장치의 풋프린트(footprint)가 감소될 수 있다. 또한, 디핑식 전기 도금 공정은 웨이퍼 크기의 변화에 쉽게 적응할 수 있다. 따라서, 디핑식 전기 도금 공정은 비교적 큰 홀들을 채우고, 도금 공정을 완료하는데 상당히 긴 시간 기간이 소요되는 범프 형성 공정에 적절한 것으로 생각된다.
반도체 웨이퍼와 같은 기판의 표면상에 범프를 형성하기 위해 도금 막이 레지스트의 개구부에 형성되면, 레지스트는 일반적으로 습윤성이 낮은 소수성 재료로 만들어지기 때문에, 도금액은 레지스터의 개구부에 들어가기 쉽지 않다. 따라서, 도 1A에 도시된 바와 같이, 기포(508)가 도금액에 생성될 수 있다. 기포(508)는 개구부(502a)내에 잔류하여 불충분한 도금과 같은 도금 결함을 일으키는 경향이 있다.
이러한 도금 결함을 방지하기 위하여, 레지스트의 개구부에 도금액이 용이하게 들어갈 수 있도록 도금액의 표면 장력을 낮추도록 도금액에 계면 활성제가 첨가될 수 있다. 그러나, 도금액의 표면 장력이 낮아지면, 도금액이 순환될 때 기포가 도금액에 더 쉽게 생성될 수 있다. 또한, 새로운 계면 활성제가 도금액에 첨가되면, 도금 막에 트래핑된 유기물의 양을 증가시키기 위하여 도금 이상이 발생할 수 있다. 따라서, 계면 활성제가 도금 막의 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
디핑식 전기 도금 공정을 이용하는 종래의 전기 도금 장치에 따르면, 기포가 레지스트의 개구부로부터 쉽게 제거된다. 이러한 전기 도금 장치는, 기판의 둘레 에지 및 뒷면을 밀봉하면서, 도금될 기판의 표면(앞면)이 노출되도록 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 유지하는 기판 홀더를 채택한다. 기판 홀더는 기판의 표면을 도금하기 위하여 기판과 함께 도금액에 침지된다. 따라서, 디핑식 전기 도금 공정을 이용하는 종래의 전기 도금 장치에 따르면, 기판의 로딩으로부터 도금 공정 후의 기판의 언로딩 까지의 전체 도금 공정을 자동화시키는 것이 어렵다.
또한, 일반적으로 범프 형성을 위한 종래의 도금 장치는 도금 공정을 수행하기 위한 도금 영역, 세정 공정 및 전처리 공정과 같은 도금 공정에 부수적으로 일어나는 추가 공정을 수행하는 추가 공정 영역 및 도금 영역과 추가 공정 영역 사이에서 기판을 이송하는 이송 로봇을 가진다. 개구부는 기판상의 레지스트에 사전 설정된 부분에 형성된다. 기판은 기판 카세트에 수용된다. 기판 중에 하나가 기판 카세트로부터 빼내진다. 그런 다음, 범프용 재료인 Au 또는 Cu와 같은 금속이 기판상의 레지스트의 개구부에 증착되고 성장된다. 그 후, 기판은 세정 및 건조 공정과 같은 후처리 공정을 받게 되고, 기판 카세트로 복귀된다.
도금 장치에 의해 도금되고 기판 카세트로 복귀된 기판은 기판이 기판 카세트에 수용되는 동안 연이은 레지스트 스트리핑 유닛, 에칭 유닛 등으로 이송된다. 레지스트 스트리핑 유닛에서, 레지스트는 기판의 표면으로부터 스트리핑 및 제거된다. 에칭 유닛에서, 시드층의 불필요한 부분이 기판의 표면으로부터 제거된다.
그러나, 범프 형성을 위한 종래의 도금 장치는 제한된 다양한 물건의 대량 생산에 적절한 제조 리드 타임(lead-time)을 고려하여, 도금이 처리될 때까지는 공정을 수행하지만, 도금이 처리된 후에는 공정을 수행하지 않도록 설계되었다. 따라서, 범프 형성을 위한 종래의 도금 장치는 범프 형성을 완료하기 위한 일련의 공정을 연속적으로 수행할 수 없다. 또한, 범프 형성을 위한 종래의 도금 장치는 레지스트 스트리핑 유닛 및 에칭 유닛과 같은 추가 공정 유닛을 위한 큰 공간을 필요로 하며, 구조의 융통성이 낮다.
본 발명은 상기 단점을 고려하여 만들어졌다. 따라서, 본 발명의 제1목적은, 도금액에 어떤 계면 활성제도 첨가하지 않고 기판의 표면에 도포된 레지스트의 개구부로 도금액을 용이하게 들어갈 수 있게 하고, 불충분한 도금과 같은 어떠한 도금 결함도 없이 도금 공정을 달성할 수 있는 도금 장치 및 도금 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2목적은, 기포를 쉽게 제거할 수 있는 디핑식 공정으로 범프와 같은 돌출 전극에 적절한 도금 막을 자동으로 형성할 수 있는 도금 장치 및 도금 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3목적은, 범프 형성 공정과 같은 도금 공정을 포함하는 공정을 연속적으로 수행할 수 있고, 전체 장치의 공간을 감소시킬 수 있으며 다양한 물건의 제한된 생산에 적절한 도금 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1형태에 따르면, 기판상에 형성된 시드층의 표면에 도포된 레지스트상에 에싱 공정을 수행하도록 구성된 에싱 유닛 및 상기 에싱 공정 후에 기판의 표면에 친수성을 제공하도록 구성된 예비-습윤 영역을 가지는 도금 장치가 제공된다. 도금 장치는, 기판에 형성된 시드층의 표면을 세정하거나 활성화시키기 위하여 기판의 표면을 처리액과 접촉하게 하도록 구성된 예비침적 영역(pre-soaking section)을 포함한다. 도금 장치는 또한, 기판에 형성된 시드층의 표면상에 도금층을 형성하기 위하여 레지스트가 마스크로 사용되는 동안에 기판의 표면을 도금 탱크의 도금액과 접촉하도록 구성된 도금 유닛을 포함한다.
레지스트가 마스크로 사용되는 동안에, 기판이 도금되면, 기판의 표면을 소수성으로 만들기 때문에, 기판의 표면이 도금액과 쉽게 접촉하지 않으므로, 불충분한 도금과 같은 도금 결함이 발생한다. 에싱 유닛은 도금 공정에 앞서 기판의 표면에 도포된 레지스트상에 에싱 공정을 수행한다. 에싱 공정은 레지스트의 소수성 표면을 친수성 표면으로 개선시킬 수 있다. 따라서, 기판의 표면이 도금액과 쉽게 접촉하게 된다. 또한, 레지스트에 형성된 개구부내의 가스를 물로 교체하고 물을 도금액으로 교체하도록 에싱 공정 후에 예비 습윤 영역에서 기판의 표면상에 친수성 공정이 수행될 수도 있다. 따라서, 불충분한 도금과 같은 도금 결함이 방지될 수 있다.
에싱 유닛은 레지스트에 에싱 공정을 수행하기 위하여 플라즈마, 광 및 전자기파 중에 1이상을 레지스트에 가하도록 구성될 수 있다. 에싱 유닛이 플라즈마, 자외선 및 극자외선(far ultraviolet ray)을 포함하는 전자기파 또는 고에너지 광을 가하도록 구성되면, 고에너지 이온, 광자 또는 전자들이 레지스트와 충돌하여 활성 가스를 생성한다. 이온, 광자 또는 전자 및 활성 가스는 레지스트 잔여물과 같은 유기물을 분해 및 제거할 수 있다. 수소가 레지스트의 유기물로부터 분리되거나 레지스트(502)의 유기물의 주사슬(principal chain) 또는 부사슬(side chain)이 커팅되어, 기판의 표면으로부터 오염물을 제거하고 기판의 표면을 개선한다. 에싱 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
예비 습윤 영역은 순수에 기판을 침지시키도록 구성된 예비 습윤 탱크 또는 스프레이를 통해 순수를 기판의 표면에 내뿜도록 구성된 예비 습윤 디바이스로 이루어질 수 있다. 예비 습윤 영역은 실질적으로 대기압보다 낮은 압력 또는 진공 하에 놓여질 수 있다. 예비 습윤 영역은 순수의 기포를 제거하는 기포 제거기(deaeration)를 포함할 수 있다.
예비 습윤 영역은 상이한 기능을 가지는 복수의 예비 습윤부로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도금 장치는 기포가 제거된 물을 이용하는 디핑식 예비 습윤부, 스프레이식 예비 습윤부 등을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 적절한 예비 습윤부가 방법에 따라 선택될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 예비 습윤 영역의 종류로 인한 공정의 제한이 없어질 수 있고, 도금 장치가 다양한 종류의 공정을 수행할 수 있다.
예비침적 영역은 오존수, 산성 용액, 염기성 용액, 산성 탈지제(acid degreasing agent), 현상액을 포함하는 용액, 레지스트 스트리핑 용액을 포함하는 용액 및 전해질 용액의 환원수(reduced water of an electrolytic solution) 중에 적어도 하나를 포함하는 처리 용액을 유지하는 예비침적 탱크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판의 표면이 황산 또는 염산 용액과 같은 처리 용액(산성 용액)과 접촉하게 되면, 시드층의 표면에 형성된 높은 전기 저항을 가지는 산화물 막이 산화물 막을 제거하고 시드층의 깨끗한 금속면을 노출시키도록 에칭될 수 있다. 또한, 기판은 오존수로 처리된 다음, 산성 용액으로 처리될 수 있다.
대안적으로, 예비침적 영역은 기판이 음극으로 작용하는 상태에서 처리 용액에서 기판의 전기 분해 공정을 수행하도록 산성 용액 또는 산성 탈지제를 포함하는 처리 용액을 유지하는 예비침적 탱크를 포함할 수도 있다.
도금 유닛은 도금액에 배치된 양극 및 양극의 무게를 측정할 수 있는 양극 무게 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 양극 무게 측정 디바이스는 로드 셀(load cell)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 이전까지는 양극에 공급된 전류의 양을 토대로, 양극의 무게가 간접적으로 추정되었던 경우에서 보다 더 정확하게 양극의 소비량이 측정될 수 있다. 따라서, 양극이 교체되어야 하는 시점을 더 정확히 판정할 수 있다. 양극의 무게는 도근 공정 동안에도 측정될 수 있다. 따라서, 연속적인 도금 공정 동안에도, 양극이 교체되어야 하는 시기를 정확하게 판정할 수 있다. 따라서, 도금 장치가 계획적으로 작동될 수 있다.
도금 탱크는 도금액에 배치된 양극, 도금 탱크에 제공된 모조 양극 및 실제 도금 공정을 위한 양극 및 모조 도금 공정을 위한 모조 양극에 전압을 선택적으로 인가하도록 구성된 단일 전원 공급 장치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 도금액의 교체 시에 모조 도금용으로 사용되는 전원 공급 장치는 도금 공정 동안에는 사용되지 않는다. 따라서, 모조 도금을 위한 전원 공급 장치는 오랜 기간 동안 사용되지 않고 비경제적으로 제공된다. 상기 구성에 따르면, 모조 도금 공정 및 실제 도금 공정을 수행하도록 단일 전원 공급 장치가 스위칭될 수 있다. 따라서, 모조 도금을 위한 별도의 전원 공급 장치를 없앨 수 있고, 전원 공급 장치의 수를 감소시킬 수 있다. 단일 전원 공급 장치는 모조 도금 공정의 완료 후에 실제 도금 공정을 수행하도록 전압의 인가를 자동으로 스위칭하도록 구성될 수 있다.
도금 장치는 도금 유닛에 공급될 도금액의 성분을 관리하도록 구성된 도금액 관리 유닛을 포함할 수 있다. 도금액 관리 유닛은 이제까지는 수동으로 수행되었던, 도금액내의 성분 분석 및 도금액에 불충분한 성분의 추가를 자동으로 수행할 수 있다. 따라서, 도금액 관리 유닛은 도금액의 성분을 사전 설정된 범위내로 유지시킬 수 있다. 도금 공정이 상기와 같이 관리된 도금액으로 수행되기 때문에, 기판상에 형성된 도금 막의 양호한 균일성, 양호한 특성(성분), 양호한 외관을 유지할 수 있다. 도금액 관리 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금액 관리 유닛은 도금액의 성분을 분석 및/또는 추정하고 피드백제어 및/또는 피드포워드제어(feedforward control)를 통하여 도금액에 불충분한 성분을 추가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도금액 관리 유닛은 도금 탱크로부터 샘플로서 도금액의 일부를 추출하고 이를 분석한다. 사전 설정된 양보다 불충분한 성분은 도금액 관리 유닛에 의한 분석을 토대로 하는 피드백 제어, 도금 시간 또는 도금된 기판의 수를 포함하는 외란(disturbance)을 추정하는 피드포워드제어 또는 피드백제어 및 피드포워드제어의 조합을 통하여 도금액에 추가된다. 따라서, 도금액내의 각각의 성분이 사전 설정된 범위내에서 유지될 수 있다.
도금 장치는 컴퓨터를 이용하는 통신 네트워크를 통해 정보를 통신할 수 있도록 구성된 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 통신 디바이스는 예를 들어, 컴퓨터를 이용하는 통신 네트워크를 통하여 적절한 유닛 또는 디바이스에 도금 결과에 대한 정보를 송신할 수 있다. 따라서, 전자동 도금 공정을 달성하기 위한 정보를 토대로 유닛 또는 디바이스들을 제어하기 위하여 필요한 정보가 통신 디바이스를 통해 수동으로 송신된다. 통신 디바이스는 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금 장치는 기판에 형성된 시드층의 표면으로부터 마스크에 사용된 레지스트를 스트리핑 및 제거하도록 구성된 레지스트 스트리핑 유닛을 포함할 수 있다. 레지스트 스트리핑 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 연속적인 공정의 관점에서, 기판이 기판 홀더에 의해 유지되는 동안, 레지스트 스트리핑 유닛이 기판상의 레지스트를 스트리핑하는 것이 바람직하다. 레지스트를 스트리핑 한 후에, 기판이 기판 카세트로 복귀될 수 있다.
도금 장치는 기판에 형성된 시드층의 불필요한 부분을 제거하도록 구성된 시드층 제거 유닛을 포함할 수 있다. 시드층 제거 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 연속적인 공정의 관점에서, 기판이 기판 홀더에 의해 유지되는 동안 시드층 제거 유닛이 기판상의 시드층의 불필요한 부분을 제거하는 것이 바람직하다. 시드층을 제거한 후에 기판은 기판 카세트로 복귀될 수 있다.
도금 장치는 기판의 표면상에 형성된 도금 막을 어닐링하도록 구성된 어닐링 유닛을 포함할 수 있다. 어닐링 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금 장치는 기판의 표면상에 형성된 도금 막을 리플로우하도록 구성된 리플로잉 유닛을 포함할 수 있다. 리플로잉 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금 장치는 기판 표면상에 중화 처리를 수행하도록 구성된 중화 유닛을 포함할 수 있다. 기판이 도금 및 세정된 후에, 도금액에 포함된 산성 또는 알칼리성 성분이 기판상에 남아있을 수 있다. 중화 유닛을 구비하면, 도금 공정 후에 기판상에 중화 처리가 수행되기 때문에, 도금 공정 후에 수행되는 레지스트 스트리핑 공정 및 시드층 제거 공정에 대한 산성 또는 알칼리성으로부터의 악영향을 없앨 수 있다. 예를 들어, 중화 처리 용액은 트리소디움 포스페이트(trisodium phosphate)를 포함하는 약알칼리성 용액을 포함할 수 있다. 중화 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금 장치는 기판의 표면에 형성된 도금 막의 외관을 검사하도록 구성된 비주얼 검사 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 기판은 도금액, 기판 및 도금 장치의 이상을 포함하는 다양한 이유로 인하여 결함이 있는 도금 막 외간을 가질 수 있다. 결함이 있는 기판이 생성되는 경우에 도금 장치를 정지시키기 않고 도금 공정이 계속되면, 결함이 있는 기판의 수가 증가된다. 비주얼 검사 유닛은 도금 막이 결함이 있는 외관을 가질 때 도금 막의 비주얼 검사를 수행하고 작업자에게 알린다. 이때, 도금 장치가 정지되고, 결함이 있는 기판이 기판 처리 데이터에 기록된다. 따라서, 결함이 있는 기판의 수가 감소될 수 있고, 기판 처리 데이터를 토대로 결함이 있는 기판이 제거될 수 있다. 비주얼 검사 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 비주얼 검사 유닛은 접촉 또는 비접촉 방식으로 도금 막의 외관을 검사하도록 구성될 수 있다.
도금 장치는 기판의 표면에 형성된 도금 막의 막 두께를 측정하도록 구성된 막 두께 측정 유닛을 포함할 수 있다. 기판에 형성된 도금 막의 막 두께는 장치, 도금액 및 기판의 조건 및 기판에 형성된 패턴으로부터의 영향에 따라 변할 수 있다. 어떤 경우에는, 특정 제한과 마주치지 않도록 도금 막의 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성(within wafer uniformity)이 심하게 낮아질 수 있다. 도금 장치가 기판을 연속적으로 도금하기 위해 작동되면, 결함이 있는 기판의 수가 증가할 수 있다. 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성이 검사 제한내에 있더라도, 연이은 폴리싱 공정이 도금 공정에 따라 필요할 수도 있다. 이러한 경우에, 필요한 폴리싱 양을 설정할 필요가 있다. 막 두께 측정 유닛은 기판의 전체 표면에 걸쳐 기판에 형성된 도금 막의 막 두께의 분포를 측정하도록 구성될 수 있다. 측정 결과를 토대로, 막 두께 측정 유닛은, 기판의 양호한 품질을 가지고 있는지의 여부를 판정한다. 기판이 양호한 품질을 가지지 못한 경우에, 기판은 기판 처리 데이터에 기록된다. 기판 처리 데이터에 기록된 결함이 있는 기판의 비율을 토대로, 도금 장치가 정지되고, 작업자에게 이상을 알린다. 따라서, 도금 막의 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성이 낮은, 결함이 있는 기판이 제거될 수 있고, 연이은 공정으로 폴리싱 공정이 수행되는 경우에는 폴리싱될 도금 막의 필요한 폴리싱 양이 설정될 수 있다. 막 두께 측정 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 막 두께 측정 유닛은 접촉 또는 비접촉 방식으로 도금 막의 막 두께를 측정하도록 구성될 수 있다.
도금 장치는 도금 막이 기판의 표면에 형성되는 실제 면적을 측정하도록 구성된 도금 면적 측정 유닛을 포함할 수 있다. 도금 면적은 도금 조건을 결정하기 위해 필요하다. 그러나, 어떤 경우에는 도금 면적이 공지되지 않거나 또는 정확히 공지되지 않을 수 있다. 도금 면적 측정 유닛은 도금 막이 형성되는 실제 면적을 측정할 수 있다. 이에 따라, 도금 조건을 결정하는 전류값(current value)이 정확히 결정될 수 있다. 따라서, 사전 설정된 도금 시간에 사전 설정된 막 두께를 가지는 도금 막을 정확히 획득할 수 있다. 특히, 단일 기판이 한번에 하나씩 도금되는 경우에, 전류 밀도 및 도금 시간 기간을 설정함으로써 사전 설정된 막 두께를 가지도록 상이한 도금 면적을 가지는 기판이 도금될 수 있다. 따라서, 방법의 설정을 빠르게 할 수 있다.
도금 면적 측정 유닛은 도금 장치의 프레인의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 도금 면적 측정 유닛은 실제 면적을 측정하기 위해 기판에 전류를 공급하도록 구성될 수 있다. 도금 면적 측정 유닛은 실제 면적을 측정하도록 기판의 표면을 광학적으로 스캐닝하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판이 둘레부가 밀봉되고 도금될 기판의 표면이 외부에 노출되는 상태로 기판 홀더에 의해 탈착가능하게 유지되는 경우에는, 기판의 표면이 도금 면적을 측정하기 위해 광학적으로 스캐닝된다.
도금 장치는 도금 막의 막 두께를 조정하기 위해 도금 막의 표면을 폴리싱하도록 구성된 폴리싱 유닛을 포함할 수 있다. 폴리싱 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 폴리싱 유닛은 도금 막의 표면을 폴리싱하기 위하여 화학적 폴리싱 또는 기계적 폴리싱을 수행하도록 구성될 수 있다.
도금 장치는 도금액에 혼합된 금속 불순물 또는 유기 불순물 또는 생성된 분해 생성물을 제거하도록 구성된 화학액 조정 유닛을 포함할 수 있다. 증착된 막의 평가 특성을 유지하기 위하여, 도금 공정에 사용된 도금액이 도금액에 혼합된 불순물 또는 축적된 분해 생성물의 레벨에 따라 주기적으로 보충되어야 한다. 금 도금액과 같은 특정 도금액을 제외하고 오래된 도금액은 폐기되어, 비용 및 환경의 부담을 발생시킨다. 화학액 조정 유닛은 도금액의 보충 주기를 길게 하도록 오래된 도금액에 포함된 불순물 및 분해 생성물을 제거할 수 있다. 따라서, 비용 및 환경의 부담을 감소시킬 수 있다. 화학액 조정 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 화학액 조정 유닛은 전기 분해 공정 영역, 이온 교환 영역, 활성 탄소 공정 영역 및 응고 및 안정(coagulation and settlement) 영역 중의 1이상을 포함할 수 있다.
도금 장치는 도금 탱크에 화학액을 공급하고 도금 탱크로부터 화학액을 회수하도록 구성된 화학액 공급 및 회수 유닛을 포함할 수 있다. 화학액 공급 및 회수 유닛을 구비하면, 작업자가 화학액을 자주 다룰 필요가 없기 때문에, 장치나 유닛뿐만 아니라 인체에도 악영향을 줄 수 있는 부식이 잘 되거나 매우 유해한 화학액이 안전하게 다룰 수 있다. 화학액 공급 및 회수 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
화학액 공급 및 회수 유닛은 교체가능한 방식으로 부착된 화학액 컨테이너를 포함할 수 있다. 화학액 공급 및 회수 유닛은 화학액 컨테이너로부터 도금 탱크로 화학액을 공급하고 도금 탱크로부터 화학액 컨테이너로 화학액을 회수하도록 구성된다. 시판되는 화학액 탱크 또는 병이 화학액 컨테이너로 사용될 수 있고 교체가능한 방식으로 부착될 수 있다. 따라서, 화학액이 시판되는 화학액 탱크 또는 병으로부터 도금 탱크로 직접 공급되고 도금 탱크로부터 시판되는 화학액 탱크 또는 병으로 직접 회수된다. 화학액 탱크 또는 병이 화학액의 공급시에 비어 있는 경우에는, 작업자에게 화학액 탱크 또는 병이 보충되거나 가득찬 화학액 탱크 또는 병으로 교체되어야 함을 나타내는 신호를 알린다. 이때, 화학액의 공급은 차단된다. 화학액 탱크 또는 병이 보충되거나 가득찬 화학액 탱크 또는 병으로 교체된 후에, 화학액의 공급이 재개된다. 화학액 탱크 또는 병이 화학액의 회수시에 꽉 차 있으면, 화학액 탱크 또는 병이 빈 화학액 탱크 또는 병으로 교체되거나 화학액이 화학액 탱크 또는 병으로부터 배출되어야 함을 나타내는 신호를 작업자에게 알린다. 이때, 화학액의 회수가 차단된다. 화학액 탱크 또는 병이 빈 화학액 탱크 또는 병으로 교체되거나 비워진 후에, 화학액의 회수가 재개된다.
도금 장치는 도금액에 포함된 유기물을 제거하여 도금액을 재생시키도록 구성된 도금액 재생 유닛을 포함할 수 있다. 도금 공정 동안에, 예를 들어, 유기 성분 또는 계면 활성제와 같은 성분의 비율이 사전 설정된 범위를 넘어서 과도하게 증가한 도금액 또는 첨가제 또는 계면 활성제가 분해되지만 폐기물이 잔류하는 도금액은 도금액을 교체하지 않고 도금액 재생 유닛에 의해 재생될 수 있어, 새로운 도금액으로 교체하는 비용 및 작업이 현저하게 감소될 수 있다. 특히, 도금액 관리 유닛과 함께 사용하면, 도금액이 새로운 도금액과 실질적으로 동일한 수준으로 재생될 수 있다. 도금액 재생 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
도금액 재생 유닛은 활성 탄소 필터를 통해 유기물을 제거하도록 구성될 수 있다. 도금 장치는 교체가능한 활성 탄소 필터를 포함하는 도금액 재생 유닛 및 도금 탱크를 통해 도금액을 흐르게 하는 도금액 순환 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 도금액 순환 시스템을 구비하면, 도금액이 도금액 재생 유닛내의 활성 탄소 필터를 통과하여, 도금액내의 첨가물과 같은 유기물 및 유기물이 분해된 폐기물을 제거할 수 있다. 이에 따라, 첨가물 성분(유기물)이 제거되는 도금액이 도금 탱크로 복귀될 수 있다.
도금 장치는 도금 장치에 생성된 가스 또는 연무로부터 유해 성분을 제거하고 덕트를 통해 도금 장치의 외부로 유해 가스를 배출시키도록 구성된 배기 가스 처리 유닛을 포함할 수 있다. 일반적으로, 도금 장치에 생성된 가스 또는 연무는 다른 장치 또는 설비에 유해하다. 도금 장치로부터의 배기 덕트는 일반적으로 집단 배기 덕트에 연결되어 합류된다. 따라서, 도금 장치에서 처리되지 않은 배기 가스가 다른 장치로부터의 배기 가스와 반응하여 다른 장치 또는 설비에 악영향을 미칠 수 있다. 배기 가스 처리 유닛은 다른 장치 또는 설비에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 배기 가스로부터의 유해 가스 및 먼지를 제거하고 배기 가스를 집합 배기 덕트로 안내할 수 있다. 이에 따라, 다른 장치 또는 설비에 유해한 성분을 제거하는 부하를 감소시킬 수 있다. 배기 가스 처리 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
배기 가스 처리 유닛은 흡수 액체를 이용하는 습식 공정, 흡수제를 이용하는 건식 공정 또는 냉각에 의한 응축 액화 공정(condensation liquefaction process)을 통해 유해 성분을 제거하도록 구성될 수 있다. 도금 장치는 산성 도금액을 유지하는 제1챔버, 시안기(cyanic) 도금액을 유지하는 제2챔버 및 제1챔버와 제2챔버를 분리하는 파티션을 가질 수 있다. 제1챔버는 제1챔버의 산성 도금액으로부터 생성된 산성 가스를 배출하도록 배기 덕트를 포함할 수 있다. 제2챔버는 제2챔버의 시안기 도금액으로부터 생성된 시안 가스를 배출하도록 배기 덕트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산성 도금액을 이용하는 도금 공정 및 시안기 도금액을 이용하는 도금 공정이 동일한 도금 장치에서 수행되면, 도금액 또는 가스가 혼합되어 시안 가스를 생성할 수 있다. 이러한 단점을 방지하기 위하여, 이제까지는 이들 공정이 별도의 도금 장치에서 수행되었다. 상기 구성을 구비하면, 산성 도금액으로부터 생성된 산성 가스 및 시안기 도금액으로부터 생성된 시안 가스가 별도로 배출되어, 도금액 또는 가스가 혼합되어, 시안 가스를 생성하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 산성 도금액을 이용하는 도금 공정 및 시안기 도금액을 이용하는 도금 공정이 동일한 도금 장치에서 연속적으로 수행될 수 있다. 시안기 도금액은 금 도금액 또는 은 도금액을 포함할 수 있다.
도금 장치는 도금 유닛에 사용되고 도금 유닛으로부터 배출된 폐수를 재생시켜, 나머지 폐수를 도금 장치의 외부로 배출시키면서 도금 장치가 재생된 폐수의 적어도 일부를 재사용하도록 구성된 폐수 재생 유닛을 포함할 수 있다. 도금 공정의 세정 공정은 다량의 세정수를 필요로 한다. 높은 청정도를 가지는 다량의 세정수 및 도금 공정에 사용된 폐수의 처리가 기존의 설비에 큰 부하를 지운다. 폐수 재생 유닛을 구비하면, 도금 장치는 그 안에 사용된 폐수를 재생시키기 위하여 전체적으로 또는 부분적으로 폐쇄된 시스템을 가진다. 따라서, 높은 청정도를 가지는 세정수의 양 및 설비에 필요한 폐수 처리에 대한 부하를 감소시킬 수 있다. 폐수 재생 유닛은 도금 장치의 프레임의 내부 또는 외부에 제공될 수 있다.
폐수 재생 유닛은 마이크로필트레이션(microfiltration), 자외선 조사, 이온 교환기, 울트라필트레이션 및 역삼투 중의 1이상에 의해 폐수를 재생시키도록 구성될 수 있다. 도금 유닛에 사용된 세정수의 일부 또는 전부가 폐수 재생 유닛의 탱크에 저장되고 그 안에 회수될 수 있다. 그런 다음, 재생된 물의 일부 또는 전부가 세정수로 사용될 수 있고, 재생된 물의 나머지는 설비 또는 물탱크에 배출될 수 있다.
본 발명의 제2형태에 따르면, 카세트 하우징 기판을 로딩 및 언로딩하도록 구성된 로딩/언로딩 영역을 가지는 도금 장치, 카세트에 수용된 기판의 크기를 검출하기 위하여 로딩/언로딩 영역에 제공된 센서 및 도금될 기판의 크기에 대응하는 복수의 툴이 제공된다. 도금 장치는 복수의 툴을 저장하는 툴 스토커(tool stocker) 및 적어도 도금 공정을 수행하도록 구성된 도금 영역을 포함한다. 도금 장치는 또한 복수의 툴로부터 센서에 의해 검출된 크기에 대응하는 툴을 선택하도록 구성된 컨트롤러 및 컨트롤러에 의해 검출된 툴을 유지하고 도금 영역으로 이송되도록 구성된 이송 디바이스를 포함한다.
도금 장치가 도금될 기판의 크기에 대응하도록 설계되면, 복수의 도금 장치가 기판의 다양한 크기에 대응할 필요가 있다. 따라서, 전원 공급 장치와 같은 설비를 위한 넓은 공간이 세정실에 필요하다. 상기 구성에 따르면, 단일 도금 장치가 다양한 크기를 가지는 기판상에 도금 공정을 수행할 수 있어, 상이한 크기를 가지는 기판이 도금되면서, 고가인 세정실내의 소요 공간, 소요 에너지 및 소요 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 제3형태에 따르면, 도금액을 각각 가지는 복수의 도금 탱크 및 그 안에 양극을 가지는 도금 장치가 제공된다. 도금 장치는, 순차적인 도금 공정을 수행하도록 복수의 도금 탱크내의 기판과 양극 사이에 전압을 선택적으로 인가하도록 구성된 단일 전원 공급 장치를 포함한다.
따라서, 단일 도금 전원 공급 장치를 이용하면 도금 전원 공급 장치의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 도금 장치의 크기가 컴팩트해질 수 있다. 또한, 도금 전원 공급 장치에 문제가 발생하면, 기판이 도금되기 전에 또는 기판이 도금되는 동안에 도금 공정이 차단될 수 있다. 따라서, 기판을 폐기할 필요가 없으며, 기판이 수리된 도금 전원 공급 장치에 의해 도금될 수 있다.
복수의 도금 탱크는 다양한 종류의 금속을 포함할 수 있다. 도금 장치는 기판이 복수의 도금 탱크의 도금액에 침지될 때를 검출하는 센서 및 센서로부터의 신호를 토대로 단일 전원 공급 장치를 스위칭할 수 있는 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 제4형태에 따르면, 기판의 표면에 도금 막을 형성하는 도금 방법이 제공된다. 레지스트는 기판에 형성된 시드층의 표면에 도포된다. 레지스트의 에싱 공정 후에, 친수성 공정이 기판의 표면에 수행되어, 기판의 표면에 친수성을 제공한다. 친수성 공정 후에, 기판의 표면이 세정 또는 활성화된다. 기판의 표면은 기판의 표면상에 도금 막을 형성하도록 도금 공정을 수행하기 위해 레지스트가 마스크로 사용되는 동안 도금액과 접촉한다.
친수성 공정은 연속적으로 수행하는 2이상 종류의 친수성 공정을 포함할 수 있다. 레지스트는 도금 공정 후에 기판의 표면으로부터 스트리핑 및 제거될 수 있다. 기판의 표면상에 형성된 시드층의 불필요한 부분이 제거될 수 있다. 기판의 표면에 형성된 도금 막이 어닐링 될 수 있다. 기판의 표면상에 형성된 도금 막이 리플로우된다. 도금 공정 후에 기판의 표면상에 중화 처리가 수행된다. 기판의 표면상에 형성된 도금 막의 외관이 검사될 수 있다. 기판의 표면에 형성된 도금 막의 막 두께가 측정될 수 있다. 도금 막이 기판의 표면에 형성되는 실제 면적이 측정될 수도 있다. 기판의 표면에 형성된 도금 막은 도금 막의 막 두께를 조정하도록 폴리싱될 수 있다.
상기 배열에 따르면, 어떠한 계면 활성제도 첨가하지 않고 기판의 표면상의 레지스트의 개구부로 도금액이 용이하게 도입될 수 있어, 불충분한 도금과 같은 어떠한 도금 결함도 없이 도금 공정을 달성할 수 있다. 또한, 범프와 같은 돌출 전극에 적절한 도금 막이 기포를 쉽게 제거할 수 있는 디핑식 공정으로 자동으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제5형태에 따르면, 기판에 형성된 시드층의 표면상에 마스크로서 레지스트가 도포된 채로, 기판의 표면에 도금 막을 형성하도록 구성된 도금 유닛을 포함하는 도금 장치가 제공된다. 도금 장치는 시드층의 표면으로부터 레지스트를 스트리핑하고 제거하도록 구성된 레지스트 스트리핑 유닛 및 기판의 표면에 형성된 시드층의 불필요한 부분을 제거하도록 구성된 에칭 유닛을 포함한다. 도금 유닛, 레지스트 스트리핑 유닛 및 에칭 유닛은 서로 일체로 합쳐진다.
도금 유닛, 레지스트 스트리핑 유닛 및 에칭 유닛이 서로 일체로 합쳐지기 때문에, 도금 공정, 레지스트 제거 공정 및 시드층 제거 공정이 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 도금 장치가 소정의 도금 공정을 쉽게 수행할 수 있다.
도금 장치는 기판을 세정하도록 구성된 세정 유닛 및 도금 전에 전-처리 공정을 수행하도록 구성된 전-처리 유닛을 포함할 수 있다. 도금 장치는 기판의 표면에 형성된 도금 막을 리플로우하도록 구성된 리플로잉 유닛을 포함할 수 있다. 도금 막이 범프를 형성할 수도 있다.
상기 구성에 따르면, 도금 공정을 포함하는 범프 형성 공정은 장치에 대한 공간을 감소시키도록 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 도금 장치는 다양한 상품의 제한된 생산에 적절한 소정의 도금 공정을 달성할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 이점은 예로서 본 발명의 바람직한 형태를 예시하는 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1A 내지 도 1E는 기판상에 범프(돌출 전극)를 형성하는 공정을 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 도금 장치에서 도금 영역을 나타내는 개략적인 평면도;
도 3은 도 2에 도시된 도금 영역에서 기판 홀더를 나타내는 평면도;
도 4는 도 2에 도시된 도금 영역에서 도금 유닛의 확대 단면도;
도 5는 도 2에 도시된 도금 영역 및 다른 다양한 유닛을 포함하는 도금 장치 를 나타내는 평면도;
도 6은 도 5에 도시된 도금 장치에서 기판 홀더로부터 기판이 제거되기 전의 공정을 나타내는 흐름도;
도 7은 도 5에 도시된 도금 장치에서 기판 홀더로부터 기판이 제거된 후의 공정을 나타내는 흐름도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 개략적인 평면도;
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 개략적인 평면도.
본 발명의 실시예에 따른 도금 장치가 도 1A 내지 도 9를 참조하여 후술된다. 도면에서 동일하거나 대응하는 부분은 동일하거나 대응하는 참조 부호로 표시되고, 이하에 반복적으로 설명하지 않는다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 도금 장치에서 도금 영역(1)을 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 도금 영역(1)은 직사각형 프레임(2), 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 수용하는 카세트(10)를 각각 위치시키는 2개의 카세트 테이블(12), 기판의 방위 플랫 또는 노치를 사전 설정된 방향으로 정력하는 정렬기(14) 및 도금된 기판을 세정하고 기판을 건조하도록 고속으로 기판을 회전시키는 세정 및 건조 디바이스(16)를 포함한다. 카세트 테이블(12), 정렬기(14) 및 세정 및 건조 디바이스(16)는 프레임(2)에서 동일한 원을 따라 배치된다. 도금 영역(1)은 기판 홀더(18)에 대하여 기판을 로딩 및 언로딩하기 위하여 원에 대하여 탄젠트 라인을 따라 배치된 기판 로딩/언로딩 유닛(20)을 포함한다. 도금 영역(1) 은 또한 카세트 테이블(12), 정렬기(14), 세정 및 건조 디바이스(16) 및 기판 로딩/언로딩 유닛(20) 사이에서 기판을 이송하기 위하여 원의 중심에 배치된 기판 이송 디바이스(이송 로봇; 22)을 또한 가진다.
도금 영역(1)은 기판 홀더(18)를 저정하거나 일시적으로 수용하기 위한 스토커(24), 예비-습윤 탱크(예비-습윤 영역; 26), 예비침적 탱크(예비침적 영역; 28), 기판의 표면을 순수로 세정하기 위한 제1세정 탱크(30a), 세정된 기판으로부터 물을 제겅하기 위한 블로잉 탱크(32), 기판의 표면을 세정하기 위한 제2세정 탱크(30b) 및 도금 탱크(34)를 포함한다. 스토커(24), 예비-습윤 탱크(26), 예비침적 탱크(28), 제1세정 탱크(30a), 블로잉 탱크(32), 제2세정 탱크(30b) 및 도금 탱크(34)는 프레임(2)의 기판 로딩/언로딩 유닛(20)으로부터 순서대로 정렬된다. 예비-습윤 탱크(26)는 기판의 표면에 친수성을 제공하기 위해 기판을 순수에 담그도록 구성된다. 예를 들어, 예비침적 탱크(28)는 산화물 막을 제거하기 위하여 황산 또는 염산과 같은 처리 용액으로 시드층의 표면에 형성된 전기 저항이 높은 산화물 막을 에칭하고 노출된 시드층의 표면을 세정하거나 활성화시키도록 구성된다. 도금 탱크(34)는 오버플로우 탱크(36) 및 오버플로우 탱크(36)내에 배치된 복수의 도금 유닛(38)을 가진다. 각각의 도금 유닛(38)은 기판을 구리로 도금하기 위해 그 안에 하나의 기판을 유지하도록 구성된다. 본 실시예에서, 구리 도금 공정은 도금 탱크(34)에서 기판상에 수행된다. 그러나, 본 발명은 니켈, 땜납 또는 금 도금에도 이용가능하다.
본 실시예에서, 예비-습윤 영역은 기판을 순수에 담그기 위한 예비-습윤 탱 크(26)를 포함한다. 그러나, 예비-습윤 영역은 기판의 표면에 스프레이를 통해 순수를 내뿜는 예비-습윤 디바이스를 포함할 수 있다. 예비-습윤 영역은 실질적으로 대기압보다 낮은 압력 또는 진공 하에 있는 것이 바람직하다. 대안적으로, 예비-습윤 영역에 공급될 순수는 기포 제거기에 의해 기포가 제거될 수 있다.
또한, 도금 영역(1)은 도시된 예에서 하나의 예비-습윤 탱크(예비-습윤 영역; 26)을 가진다. 그러나, 도금 영역(1)은 상이한 구성을 가지는 복수의 예비-습윤부를 가질 수도 있다. 상세하게는, 도금 영역(1)은 상술된 바와 같이 기포가 제거된 물을 이용하는 디핑식 예비-습윤부, 스프레이식 예비-습윤부 등을 포함하는 복수의 예비-습윤부를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 방법에 따라 적절한 예비-습윤부가 선택될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 예비-습윤부의 종류로 인한 공정의 제한을 없앨 수 있고, 도금 장치가 다양한 종류의 공정을 수행할 수 있다.
예비침적 탱크(28)에는 황산 또는 염산 용액과 같은 산성 용액, 오존수, 알칼리성 용액, 산성 탈지제, 현상액을 포함하는 용액, 레지스트 스트리핑 용액을 포함하는 용액, 전해질 용액의 환원수 등이 공급된다. 사용되는 용액의 종류는 도금 목적에 따라 선택된다. 또한, 기판은 오존수로 처리된 다음, 산성 용액으로 처리된다. 대안적으로, 기판이 음극으로 작용하는 상태로 산성 용액 또는 산성 탈지제에서 기판상에 전기 분해 공정이 수행될 수 있다.
도금 영역(1)은 유닛들(20, 24, 26, 28, 30a, 32, 30b, 34)을 따라 배치되는 기판 홀더 이송 디바이스(기판 이송 디바이스; 40)를 가진다. 기판 홀더 이송 디바이스(40)는 기판 로딩/언로딩 유닛(20)과 스토커(24) 사이에 기판 홀더(18)를 이 송하는 제1운반기(42) 및 스토커(24), 예비-습윤 탱크(26), 예비침적 탱크(28), 세정 탱크(30a, 30b), 블로잉 탱크(32) 및 도금 탱크(34) 사이에서 기판 홀더(18)를 이송시키는 제2운반기(44)를 포함한다.
도금 영역(1)은 기판 홀더 이송 디바이스(40)에 대하여 오버플로우 탱크(36)의 반대쪽에 복수의 패들 구동 유닛(paddle driving unit; 46)을 포함한다. 각각의 패틀 구동 유닛(46)은 각각의 도금 유닛(38)에 제공된 패들(202, 도 4 참조)을 구동시킨다. 패들(202)은 도금액을 교반시키기 위하여 스터링 로드(stirring rod)로서 작용한다.
기판 로딩/언로딩 유닛(20)은 레일(50) 및 레일(50)을 따라 수평으로 슬라이딩가능한 평평한 로딩 플레이트(52)를 가진다. 로딩 플레이트(52)는 서로 평행하게 위치된 2개의 기판 홀더(18)를 수평한 상태로 지지한다. 기판은 기판 홀더(18) 중에 하나와 기판 이송 디바이스(22) 사이로 이송된 다음, 또 다른 기판이 기판 홀더(18)와 기판 이송 디바이스(22) 사이로 이송된다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 홀더(18)를 나타내는 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 기판 홀더(18)는 평평한 직사각형 플레이트의 형태로 정지 지지 부재(54) 및 링의 형태로 가동 지지 부재(58)를 가진다. 가동 지지 부재(58)는 이것이 힌지(56)를 통해 개폐될 수 있도록 정지 지지 부재(54)에 부착된다. 클램프 링(62)은 정지 지지 부재(54)에 대하여 가동 지지 부재(58)의 반대쪽상의 가동 지지 부재(58)에 부착된다. 클램프 링(62)은 클램프 링(62)내에 둘레 방향을 따라 형성된 가늘고 긴 구멍들(62a)을 통해 가동 지지 부재(58)로부터 연장하는 볼 트(64)에 의해 지지된다. 따라서, 클램프 링(62)이 가동 지지 부재(58)로부터 회전가능하고 탈착불가능하게 구성된다.
정지 지지 부재(54)는 가동 지지 부재(58)의 둘레부 주위에 위치된 L형상 폴(66)을 가진다. 폴(66)은 동일한 간격으로 둘레 방향을 따라 배열된다. 클램프 링(62)은 반경 방향으로 바깥쪽으로 돌출하는 복수의 돌출부(68)를 가진다. 돌출부(68)는 클램프 링(62)과 일체로 형성되고 동일한 간격으로 배열된다. 클램프 링(62)은 또한 돌출부(68)를 회전시키기 위하여 가늘고 긴 구멍(62b; 도 3에 3개의 홀)을 가진다. 각각의 돌출부(68)는 회전 방향을 따라 기울어지도록 테이퍼진 상면을 가진다. 각각의 폴(66)은 회전 방향을 따라 기울어지고 대응하는 돌출부(68)의 상면에 대향하도록 테이퍼진 하면을 가진다.
가동 지지 부재(58)가 개방 상태에 있으면, 기판은 정지 지지 부재(54)이 중심 영역에 적절하게 삽입되어 위치된다. 그런 다음, 가동 지지 부재(58)가 힌지(56)를 통해 폐쇄된다. 따라서, 클램프 링(62)이 L형상의 폴(66)의 하부로 클램프 링(62)의 돌출부(68)를 슬라이드시키도록 시계방향으로 회전된다. 이에 따라, 가동 지지 부재(58)가 정지 지지 부재(54)에 체결되어 잠긴다. 클램프 링(62)이 시계 반대 방향으로 회전하면, 클램프 링(62)의 돌출부(68)가 L형상의 폴(66)로부터 슬라이딩되어, 정지 지지 부재(54)로부터 가동 지지 부재(58)를 해제한다.
가동 지지 부재(58)가 상술된 바와 같이 정지 지지 부재(54)에 잠기는 경우에, 정지 지지 부재(54)를 향하는 가동 지지 부재(58)의 표면에 제공된 밀봉 패킹(도시되지 않음; seal packing)은 신뢰할만한 밀봉을 제공하도록 기판의 표면에 대 하여 가압된다. 동시에, 기판은 밀봉 패킹에 의해 밀봉된 위치에서 정지 지지 부재(54)에 제공되는 외부 전극(도시되지 않음)과 전기적으로 접촉하게 된다.
가동 지지 부재(58)는 실린더(도시되지 않음) 및 가동 지지 부재(58)의 무게에 의해 개폐된다. 상세하게는, 정지 지지 부재(54)는 그 안에 관통구멍(54a)이 형성된다. 로딩 플레이트(52)는, 기판 홀더(18)가 로딩 플레이트(52)상에 장착될 때 관통구멍(54a)을 향하는 위치에 제공된 실린더를 가진다. 가동 지지 부재(58)는 가동 지지 부재(58)가 실린더 로드(도시되지 않음)에 의해 관통구멍(54a)을 통해 위쪽으로 떠밀릴 때 개방된다. 가동 지지 부재(58)는 실린더 로드가 후퇴될 때 그 자신의 무게에 의해 폐쇄된다.
본 실시예에서, 가동 지지 부재(58)는 클램프 링(62)을 회전시켜 잠기고 해제된다. 로딩 플레이트(62)는 천장쪽에 제공된 잠금/해제 기구를 가진다. 잠금/해제 기구는 로딩 플레이트(52)에 위치되고, 로딩 플레이트(52)의 중심 근처에 놓여지는 기판 홀더(18)의 클램프 링(62)내의 홀(62b)에 대응하는 위치에 배치된 핀을 구비한다. 로딩 플레이트(52)가 핀을 홀(62b) 에 삽입시키도록 상승되면, 핀이 클램프 링(62)의 중심에 대하여 회전되어 클램프 링(62)을 회전시킨다. 로딩 플레이트(52)는 하나의 잠금/해제 기구만 가진다. 로딩 플레이트(52)상에 위치된 2개의 기판 홀더(18) 중의 하나가 잠금/해제 기구에 의해 잠기거나 해제된 후에, 로딩 플레이트(52)가 나머지 기판 홀더(18)를 잠그거나 해제하기 위하여 수평으로 슬라이딩된다.
각각의 기판 홀더(18)는 기판이 기판 홀더(18)로 로딩될 때, 기판이 접점과 접촉하게 되는지의 여부를 검출하는 센서를 가진다. 센서는 컨트롤러(도시되지 않음)에 신호를 출력한다. 각각의 기판 홀더(18)는 또한 정지 지지 부재(54)의 끝단부에 제공된 한 쌍의 핸드(76)를 가진다. 핸드(76)는 실질적으로 T형상을 가지며, 기판 홀더(18)가 이송되거나 현수될 때 기판 홀더(18)를 지지하는 지지부로서 작용한다. 핸드(76)의 돌출 끝단부는 기판 홀더(18)가 수직으로 현수된 상태로 유지되도록 스토커(24)의 둘레 상부 벽과 맞물린다. 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)는 수직으로 현수된 상태로 유지되는 기판 홀더(18)의 핸드(76)를 꽉 잡고, 기판 홀더(18)를 이송한다. 핸드(76)의 돌출 끝단부는 또한 예비-습윤 탱크(26), 예비침적 탱크(28), 세정 탱크(30a, 30b), 블로잉 탱크(32) 및 도금 탱크(34)의 둘레 상부 벽과 맞물리셔, 기판 홀더(18)가 수직으로 현수된 상태로 유지된다.
도 4는 도금 유닛들(38) 중의 하나의 단면도를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도금 유닛(38)은 양극(200)과 패들(스터링 로드; 202)를 가진다. 양극(200)은 기판 홀더(18)가 사전 설정된 위치에 놓여질 때 기판(W)의 표면을 향하는 위치에서 도금 유닛(38)내에 배치된다. 패들(202)은 양극(200)과 기판(W) 사이의 도금 유닛(38)에 실질적으로 수직으로 배치된다. 패들(202)은 패들 구동 유닛(46)에 의해 왕복 운동 방식으로 기판(W)에 평행하게 이동가능하게 구성된다.
따라서, 패들(202)은 기판(W)과 양극(200) 사이에 배치되고, 기판(W)에 평행하게 왕복운동한다. 따라서, 도금액의 흐름이 기판(W)의 표면을 따라 균일해질 수 있어, 기판(W)의 전체 표면에 걸쳐 균일한 도금 막을 형성한다.
본 실시예에서, 도금 유닛(38)은 또한 패들(202)과 양극(200) 사이에 중심홀(204a)을 가지는 정규 플레이트(regulation plate)를 가진다. 중심홀(204a)의 크기는 기판(W)의 크기에 대응한다. 정규 플레이트(204)는 도금 막의 두께를 균일하게 하도록 기판의 둘레부의 전위를 낮춘다.
양극(200)은 양극 홀더(206)에 의해 유지된다. 양극 홀더(206)는 현수된 상태로 도금 유닛(38)의 둘레 상부벽에 유지되는 상단부를 가진다. 도금 유닛(38)은 도금 유닛(38)의 둘레 상부벽에 제공된, 도 4에 도시된 가상선으로 표시되는 현수부(212)를 가진다. 로드 셀(load cell; 208)은 양극 무게 측정 디바이스로서 현수부(212)에 부착된다. 양극(200)의 무게는 로드 셀(208)에 의해 양극 홀더(206)와 함께 측정된다.
따라서, 양극(200)의 무게가 로드 셀(208)에 의해 직접 측정될 수 있다. 따라서, 이전에 양극(200)의 무게가 양극(200)에 공급된 전류량을 토대로 간접적으로 추정되었던 경우보다 양극(200)의 소비량이 더 정확하게 측정될 수 있다. 따라서, 양극(200)이 교체되어야 할 때는 정확하게 판정할 수 있다. 양극(200)의 무게는 도금 공정 동안에도 측정될 수 있다. 이에 따라, 연속적인 도금 공정 동안에도, 양극(200)이 교체되어야 하는 때를 정확히 판정할 수 있다. 따라서, 도금 장치가 계획적으로 작동될 수 있다.
도금 유닛(38)은 양극(200)과 기판(W) 사이에 전압을 인가하는 전원 공급 장치(210)를 포함한다. 양극(200)은 전원 공급 장치(210)의 양극에 연결된다. 기판 홀더(18)에 의해 유지되는 기판(W)의 시드층(500; 도 1A 참조)은 기판 홀더(18)를 통해 전원 공급 장치(210)의 음극에 연결된다. 전원 공급 장치(210)는 또한, 도금 탱크(34)에 제공된 모조 양극(도시되지 않음)과 음극 사이에 전압을 인가하는 작용을 하므로, 예를 들어, 도금액의 교체시에 모조 도금 공정을 수행할 수 있다. 상세하게는, 전원 공급 장치(210)는 기판(W)의 양극(200)과 시드층(500) 사이에 전압을 인가하고, 모조 도금 공정을 수행하기 위하여 모조 양극과 음극 사이에 전압을 인가하도록 전압 적용(application)을 바꾼다.
일반적으로, 도금액의 교체시에 모조 도금에 사용되는 전원 공급 장치는 실제 도금 공정시에는 사용되지 않는다. 따라서, 더미 도금을 위한 전원 공급 장치가 오랜 시간 동안 사용되지 않고, 비경제적으로 제공된다. 본 실시예에서는, 단일 전원 공급 장치(210)가 스위칭되어, 모조 도금 공정 및 실제 도금 공정을 수행한다. 이에 따라, 모조 도금용 전원 공급 장치가 제거될 수 있고, 전원 공급 장치의 수를 감소시킬 수 있다.
전원 공급 장치(210)의 스위칭을 돕기 위하여, 전원 공급 장치(210)가 자동으로 스위칭되어, 모조 도금 공정을 완료한 후에 실제 도금 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
도 5는 도 2에 도시된 도금 영역(1) 및 다른 다양한 유닛을 포함하는 도금 장치를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도금 영역(1)의 프레임(2)의 외부에 다양한 유닛이 제공되는 것을 나타내지만, 다양한 유닛들이 도금 영역(1)의 프레임(2)내에 제공될 수도 있다. 다양한 유닛의 일부 또는 전부가 도금 영역(1)의 프레임(2)의 외부에 배치될 수 있다.
도금 장치는 기판의 시드층(500)의 표면에 도포된 레지스트(502)상에 에싱 공정을 수행하도록 에싱 유닛(300)을 포함한다(도 1 참조). 에싱 유닛(300)은 플라즈마, 자외선 및 극자외선을 포함하는 전지기파 또는 고에너지 광을 가하도록 구성된다. 따라서, 고에너지 이온, 광자 또는 전자가 레지스트(502)와 충돌하여 활성 가스를 생성하고, 이는 레지스트(502)내의 유기물로부터 수소를 분리시키거나 레지스트(502)내의 유기물의 주사슬 또는 부사슬을 커팅한다.
레지스트가 마스크로 사용되는 동안, 기판이 도금되면, 레지스트가 기판의 표면을 소수성으로 만들기 때문에, 기판의 표면이 도금액과 쉽게 접촉하지 못하여, 불완전 도금과 같은 도금 결함이 발생한다. 본 실시예에서, 에싱 유닛(300)은 도금 공정 이전에 기판의 표면에 도포된 레지스트(502)상에 에싱 공정을 수행한다. 에싱 공정은 레지스트(502)의 소수성 표면을 친수성 표면으로 개선시킬 수 있다. 이에 따라, 기판의 표면이 쉽게 도금액과 접촉하게 된다. 또한, 에싱 공정에서, 레지스트(502)에 형성된 개구부(502a)내의 가스(도 1A 참조)를 물로 교체하고 물을 도금액으로 교체한 후에, 예비-습윤 탱크(26)내의 기판의 표면상에 친수성 공정이 수행될 수 있다. 이에 따라, 불충분한 도금과 같은 도금 결함을 방지할 수 있다.
도금 장치는 또한, 도금 탱크(34)에 공급될 도금액의 구성 성분을 관리하기 위하여 도금액 관리 유닛(302)을 포함한다. 도금액 관리 유닛(302)은 도금 탱크로부터 샘플로서 도금액의 일부를 추출하고 이를 분석한다. 사전 설정된 양보다 불충분한 성분은 도금액 관리 유닛(302)에 의한 분석을 통해 피드백 제어, 도금 시간 또는 도금된 기판의 수를 포함하는 외란을 추정하는 피드포워드제어 또는 피드백 제어 및 피드포워드제어의 조합을 통해 도금액으로 첨가된다. 이에 따라, 도금액의 각 성분이 사전 설정된 범위내에 유지될 수 있다.
도금액 관리 유닛(302)은 이전까지는 수동으로 수행되었던 도금액에 불충분한 성분의 추가 및 도금액의 성분의 해석을 자동으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 도금액 관리 유닛(302)은 사전 설정된 범위내에서 도금액의 각 성분을 유지할 수 있다. 이에 따라 관리된 도금액으로 도금 공정이 수행되기 때문에, 기판에 형성된 도금 막의 두께의 양호한 균일성, 양호한 특성(성분), 양호한 외관을 유지할 수 있다.
도금 장치는, 컴퓨터를 이용하는 통신 네트워크를 통하여 정보를 통신하도록 통신 디바이스(304)를 포함한다. 통신 디바이스(304)는 도금 영역(1)내의 유닛들 또는 디바이스들, 에싱 유닛(300), 도금액 관리 유닛(302) 및 도 5에 도시된 다른 유닛들을 상호연결하는 통신 네트워크를 통해 도금 결과 등에 대한 정보를 적절한 유닛들 또는 디바이스들에 전달한다. 이에 따라, 필요 정보가 통신 디바이스(304)를 통해 수동으로 전달되어, 전자동 도금 공정을 달성하기 위해 정보를 토대로 유닛들 또는 디바이스들을 제어한다.
도금 장치는 레지스트 스트리핑 유닛(306), 시드층 제거 유닛(308), 어닐링 유닛(310) 및 리플로잉 유닛(312)을 포함한다. 레지스트 스트리핑 유닛(306)은 도금 공정 후에 레지스트(502)를 스트립시키고 제거하기 위하여 예를 들어, 50 내지 60℃의 온도를 가지는, 아세톤과 같은 용매에 기판상의 마스크로 형성된 레지스트(502)를 침지시킨다. 시드층 제거 유닛(308)은 기판의 표면에 형성된 부분 중에 도금 공정 후에 불필요해진 시드층(500; 도 1C 참조)의 일부를 제거한다. 어닐링 유닛(310)은 기판의 표면상에 형성된 도금 막(504; 도 1D 참조)을 어닐링한다. 리플로잉 유닛(312)은 기판의 표면에 형성된 도금 막(504)을 리플로잉한다.
본 실시예에서, 도금 장치는 어닐링 유닛(310)과 리플로잉 유닛(312)을 가진다. 도금 막(504)은 표면 장력에 의해 둥글려진 범프(506; 도 1E 참조)를 형성하도록 리플로잉 유닛(312)에 의해 리플로잉된다. 대안적으로, 도금 막(504)은 범프(506)내의 잔여 응력을 제거하기 위하여 어닐링 유닛(310)에 의해 100℃이상에서 어닐링된다. 리플로잉 및 어닐링은 열 처리 유닛에 의해 동시에 또는 개별적으로 수행될 수 있다.
연속적인 공정의 관점에서, 기판이 기판 홀더에 의해 유지되는 동안 레지스트 스트리핑 유닛(306)이 기판상의 레지스트를 스트리핑하고, 기판이 기판 홀더에 의해 유지되는 동안 시드층 제거 유닛(308)이 기판상의 시드층의 불필요한 부분을 제거하는 것이 바람직하다. 레지스트를 스트리핑한 후의 기판 또는 시드층을 제거한 후의 기판은 기판 카세트로 복귀될 것이다.
도금 장치는 도금 공정 직후에 기판의 표면에 중화 처리를 수행하기 위하여 중화 탱크를 가지는 중화 유닛(314)을 포함한다. 중화 유닛(중화 탱크; 314)은 기판상에 중화 처리를 수행하기 위하여 중화 처리액내에 도금되고 물로 세정된 기판을 침지시키도록 구성된다. 중화 처리액은 도금액과 반대 특성을 가지도록 신맛이 나는 약알칼리성으로 설정된다.
기판이 도금 및 세정된 후에, 도금액에 포함된 산성 또는 알칼리성 성분이 기판상에 잔류할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 도금 공정 직후에 기판상에 중화 처리가 수행되기 때문에, 도금 공정 후에 수행되는 레지스트 스트리핑 공정 및 시드층 제거 공정에 대한 산성 또는 알칼리성의 악영향을 없앨 수 있다. 예를 들어, 중화 처리액은 트리소디움을 포함하는 약알칼리성 용액을 포함할 수 있다.
도금 장치는 또한, 접촉 또는 비접촉 방식으로 기판의 표면에 형성된 도금 막(504)의 외관을 검사하는 비주얼 검사 유닛(316)을 포함한다. 비주얼 검사 유닛(316)은 도금 막(504)의 비주얼 검사를 수행하고, 도금 막(504)이 결함이 있는 외관을 가질 때 통신 디바이스(304)를 통해 작업자에게 통보한다. 이때, 도금 장치가 정지되고, 결함이 있는 기판이 기판 처리 데이터에 기록된다. 이에 따라, 결함이 있는 기판의 수가 감소될 수 있고, 기판 처리 데이터를 토대로 결함이 있는 기판이 제거될 수 있다.
도금액, 기판의 이상 및 도금 장치의 이상을 포함하는 다양한 이유로 일부 기판이 결함이 있는 외관의 도금 막(504)을 가질 수도 있다. 결함이 있는 기판이 생산된 경우에 도금 장치를 정지시키지 않고 도금 공정이 계속되면, 결함이 있는 기판의 수가 증가한다. 본 실시예의 도금 장치는 이러한 단점을 방지할 수 있다.
도금 장치는 접촉 또는 비접촉 방식으로 기판의 표면에 형성된 도금 막(504)의 막 두께를 측정하는 막 두께 측정 유닛(318)을 포함한다. 막 두께 측정 유닛(318)은 기판의 전체 표면에 걸쳐 기판에 형성된 도금 막(504)의 막 두께 분포를 측정하도록 구성된다. 측정 결과를 토대로, 막 두께 측정 유닛(318)은 기판이 우수한 품질을 가지는지의 여부를 판정한다. 기판이 우수한 품질을 가지지 못한 경 우에, 기판은 기판 처리 데이터에 기록된다. 기판 처리 데이터에 기록된 결함이 있는 기판의 비율을 토대로, 도금 장치가 정지되고, 통신 디바이스(304)를 통해 이상을 작업자에게 알린다.
기판에 형성된 도금 막의 막 두께는 기판에 형성된 패턴 및 장치, 도금액 및 기판의 조건으로부터의 영향에 따라 달라질 수 있다. 어떤 경우에, 도금 막의 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성이 과도하게 낮아서 특정 제한을 충족시키지 못할 수도 있다. 도금액이 기판을 연속적으로 도금시키도록 작동되면, 결함이 있는 기판의 수가 증가할 수 있다. 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성이 특정 제한내에 있더라도, 도금 공정에 따라 연이은 폴리싱 공정이 필요할 수 있다. 이러한 경우에, 필요한 폴리싱양을 설정할 필요가 있다. 본 실시예에서, 막 두께 측정 유닛(318)은 도금 막(504)의 막 두께를 측정하여, 도금 막의 막 두께의 내부 웨이퍼 균일성이 낮은, 결함이 있는 기판을 제거하고 폴리싱 유닛(322)에서 폴리싱될 필요가 있는 도금 막의 양을 설정한다.
도금 장치는 도금 막(504)이 형성되는 실제 면적을 측정하는 도금 면적 측정 유닛(320)을 포함한다. 예를 들어, 기판에 전류를 공급함으로써 도금 공정에 앞서 측정이 수행된다. 도금 면적은 도금 조건을 결정하는데 필요하다. 그러나, 도금 면적은 공지되지 않거나 어떤 경우에는 정확하지 않다. 본 실시예에서, 도금 막(504)이 형성되는 실제 면적(도금 면적)이 도금 공정에 앞서 측정된다. 이에 따라, 도금 조건을 결정하는 전류값이 정확히 결정될 수 있다. 따라서, 사전 설정된 도금 시간내에 사전 설정된 막 두께를 가지는 도금 막을 정확히 획득할 수 있다. 특히, 하나의 기판이 한번에 하나씩 도금되는 경우에, 상이한 도금 면적을 가지는 기판이 전류 밀도 및 도금 시간 기간을 설정하는 것만으로 사전 설정된 막 두께를 가지도록 도금될 수 있다. 따라서, 방법의 설정이 크게 촉진될 수 있다.
도금 면적 측정 유닛은 도금 면적을 측정하기 위하여 도금 공정에 앞서 기판의 표면을 광학적으로 스캐닝하기 위한 측정 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 기판은 도금될 기판의 표면이 외부에 노출된 상태로 둘레부에서 밀봉되고 기판 홀더에 의해 탈착가능하게 유지된다. 이러한 경우에, 기판의 표면이 광학적으로 스캐닝되면, 도금 면적이 용이하고 신속하게 측정될 수 있다.
도금 장치는 또한 도금 막(504)의 막 두께를 조정하기 위하여 화학적 기계적 폴리싱(CMP) 또는 기계적 폴리싱(MP)에 의해 기판의 도금 막(504; 도 1E 참조)의 표면을 폴리싱하는 폴리싱 유닛(322)을 더 포함한다.
도금 장치는 도금 탱크(34)에 화학액을 공급하고, 도금 탱크(34)로부터 화학액을 회수하는 화학액 공급 및 회수 유닛을 포함한다. 이에 따라, 화학액 공급 및 회수 유닛(324)이 도금 탱크(34)에 화학액을 공급하고, 도금 탱크(34)로부터 화학액을 회수한다. 따라서, 작업자가 화학액 등을 다룰 필요가 없기 때문에, 장치나 유닛들뿐 아니라, 인체에도 악영향을 미칠 수 있는 고부식성 유해 화학액이 안전하게 다루어질 수 있다.
화학액 공급 및 회수 유닛(324)은 교체가능한 방식으로 부착되는 화학액 컨테이너로부터 도금 탱크(34)로 화학액을 공급하고, 도금 탱크(34)로부터 화학액 컨테이너로 화학액을 회수하도록 구성된다. 상세하게는, 상용 화학액 탱크 또는 병 이 화학액 컨테이너로 사용될 수 있고 교체가능한 방식으로 부착될 수 있다. 이에 따라, 화학액이 이용가능한 화학액 탱크 또는 병으로부터 도금 탱크(34)로 직접 공급되고 도금 탱크(34)로부터 이용가능한 화학액 탱크 또는 병으로 회수된다.
화학액 탱크 또는 병이 화학액의 공급시에 비어 있으면, 화학액 탱크 또는 병이 보충되거나 가득 찬 화학액 탱크 또는 병으로 교체되어야 함을 나타내는 신호를 통신 디바이스(304)를 통해 작업자에게 알린다. 이때, 화학액의 공급은 중단된다. 화학액 탱크 또는 병이 보충되거나 가득 찬 화학액 탱크 또는 병으로 교체되면, 화학액의 공급이 재개된다.
화학액의 회수시에 화학액 탱크 또는 병이 가득차 있는 경우에는, 화학액 탱크 또는 병이 비어 있는 화학액 탱크 또는 병으로 교체되거나 화학액이 화학액 탱크 또는 병으로부터 배출되어야 함을 나타내는 신호를 통신 디바이스(304)를 통해 작업자에게 알린다. 이때, 화학액의 회수는 중단된다. 화학액 탱크 또는 병이 비어 있는 화학액 탱크 또는 병으로 교체되거나 비어진 후에, 화학액의 회수가 재개된다.
도금 장치는 도금액을 재생시키기 위하여 활성 탄소 필터를 통해 도금액에 포함된 유기물을 제거하는 도금액 재생 유닛(326)을 포함한다. 도금 장치는, 교체가능한 활성 탄소 섬유 도금액 재생 유닛(326)을 통해 도금액을 흐르게 하는 도금액 순환 시스템(도시되지 않음) 및 도금 탱크(34)를 가진다. 이러한 도금액 순환 시스템을 구비하면, 도금액이 도금액 재생 유닛(326)내의 활성 탄소 섬유를 통과하여, 도금액내의 첨가물인 유기물을 제거할 수 있다. 이에 따라, 첨가물(유기물)이 제거되는 도금액이 도금 탱크(34)로 복귀될 수 있다.
도금 공정시에, 예를 들어, 유기물과 같은 첨가물 또는 계면 활성제의 성분비가 사전 설정된 범위를 넘어서서 과도하게 증가되는 도금액 또는 첨가물 또는 계면 활성제가 분해되지만 폐기물이 잔류하는 도금액은 도금액을 교체하지 않고 도금액 재생 유닛(326)에 의해 재생될 수 있어, 새로운 도금액으로 교체하는 비용 및 작업이 현저하게 감소할 수 있다. 특히, 도금액 관리 유닛(302)과 함께 사용하면, 도금액이 새로운 도금액과 실질적으로 같은 수준으로 재생될 수 있다.
도금 장치는 도금 장치에서 생성된 가스 또는 연무로부터 유해 성분을 제거하고 덕트를 통해 무해한 가스를 장치의 외부로 배출시키는 배기 가스 처리 유닛(328)을 포함한다. 예를 들어, 배기 가스 처리 유닛(328)은 흡수액을 이용하는 습식 공정, 흡수제를 이용하는 건식 공정 또는 냉각에 의해 응축 액화 공정을 통해 유해 성분을 제거한다.
일반적으로, 도금 장치에 생성된 가스 또는 연무는 다른 장치 또는 설비에 유해하다. 도금 장치로부터의 배기 덕트는 일반적으로 집단 배기 덕트에 연결되어 합류된다. 따라서, 도금 장치에서 처리되지 않은 배기 가스가 다른 장치로부터의 배기 가스와 반응하여 다른 장치 또는 설비에 악영향을 미칠 수 있다. 다른 장치 또는 설비에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 배기 가스 처리 유닛에 의해 배기 가스로부터의 유해 가스 및 연무가 제거된 배기 가스가 집합 배기 덕트로 안내된다. 이에 따라, 다른 장치 또는 설비에 유해한 성분을 제거하는 부하를 감소시킬 수 있다.
산성 도금액을 이용하는 도금 공정 및 시안기 도금액을 이용하는 도금 공정의 조합의 경우에, 도금 탱크는 파티션에 의해 분리되는 산성 도금액을 유지하는 제1챔버 및 시안기 도금액을 유지하는 제2챔버를 가지는 것이 바람직하다. 제1챔버는 산성 도금액에서 생성된 산성 가스를 배출시키는 배기 덕트를 포함하고, 제2챔버는 시안기 도금액에서 생성된 시안 가스를 배출시키는 배기 덕트를 포함한다.
예를 들어, 산성액을 이용하는 도금 공정 및 시안기 도금액을 이용하는 도금 공정이 동일한 도금 장치에서 수행되는 경우에, 도금액 또는 가스가 혼합되어 시안 가스를 생성할 수 있다. 이러한 단점을 방지하기 위하여, 이전까지는 이들 공정이 별도의 도금 장치에서 수행되었다. 본 실시예에서는, 산성 도금액에서 생성된 산성 가스 및 시안기 도금액에서 생성된 시안 가스가 별도로 배출되어, 도금액 또는 가스가 혼합되어 시안 가스를 생성하는 것이 방지된다. 이에 따라, 산성 도금액을 이용하는 도금 공정 및 시안기 도금액을 이용하는 도금 공정이 동일한 도금 장치에서 연속적으로 수행될 수 있다. 시안기 도금액은 금 도금액 또는 은 도금액을 포함할 수 있다.
도금 장치는 도금 공정에 사용되고 배출된 폐수를 재생하여, 재생된 폐수의 일부 또는 전부를 도금 공정에 재사용하고 나머지 폐수를 장치의 외부로 배출시키는 폐수 재생 유닛(330)을 포함한다.
도금 공정의 세정 공정은 다량의 세정수를 필요로 한다. 높은 청정도를 가지는 다량의 세정수 및 도금 공정에 사용된 폐수의 처리는 기존의 설비에 큰 부하를 지운다. 본 실시예에서, 도금 장치는 그 안에 사용된 폐수를 재생시키기 위한 완전하게 또는 부분적으로 폐쇄된 시스템을 가진다. 이에 따라, 높은 청정도의 세정수의 양과 설비에 필요한 폐수 처리 부하를 감소시킬 수 있다. 폐수 재생 유닛은 마이크로필트레이션, 자외선 조사, 이온 교환기, 울트라필트레이션 및 역삼투 중의 1이상에 의해 폐수를 재생시키도록 구성될 수 있다.
도금 장치는 도금액에 혼합된 금속 불순물 또는 유기불순물 또는 발생된 분해 생성물을 제거하기 위한 화학액 조정 유닛(332)을 포함한다. 화학액 조정 유닛(332)은 전기분해 공정 영역, 이온 교환 영역, 활성 탄소 공정 영역 및 응고 및 안정 영역 중의 1이상을 포함한다.
도금 막의 평가 특성을 유지하기 위하여, 도금 공정에 사용된 도금액이 도금액에 혼합된 불순물의 레벨 또는 축적된 분해 생성물의 레벨에 따라 주기적으로 보충되어야 한다. 금 도금액과 같은 특정 도금액을 제외하고는 오래된 도금액이 배출되어 비용 및 환경에 큰 부하를 준다. 본 실시예에서는, 오래된 도금액에 포함된 불순물 및 분해 생성물이 화학액 조정 유닛(332)에 의해 제거되어, 도금액의 보충 주기를 길게할 수 있다.
도금 장치를 이용하는 범프 도금 공정이 도 6 및 도 7을 참조하여 후술된다. 먼저, 시드층(500)이 도 1A에 도시된 바와 같이 기판의 표면에 공급층으로 증착된다. 그런 다음, 레지스트(502)가 시드층(500)의 전체 표면에 예를 들어, 20 내지 120 ㎛의 높이(H)를 가지도록 도포된다. 그 후, 대략 20 내지 200㎛의 직경(D)을 가지는 개구부(502a)가 레지스트(502)내의 사전 설정된 위치에 형성된다. 이러한 개구부(502a)를 가지는 기판은 도금될 기판의 표면이 위쪽으로 향하는 상태로 카세 트(10)에 수용된다. 카세트(10)는 카세트 테이블(12)에 로딩된다.
기판 이송 디바이스(22)는 카세트 테이블(12)상의 카세트(10)로부터 기판들 중의 하나를 들어 올리고 이를 정렬기(14)에 배치하여 기판의 방위 플랫 또는 노치를 사전 설정된 방향으로 정렬시킨다. 정렬기(14)에 의해 정렬된 기판은 에싱 유닛(300)으로 이송되어, 에싱 공정에 의해 기판의 표면의 레지스트(502)에 친수성을 제공한다. 그런 다음, 에싱 공정 후에 기판 이송 디바이스(22)에 의해 기판 로딩/언로딩 유닛(20)으로 이송된다.
스토커(24)에 저장된 2개의 기판 홀더는 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)에 의해 기판 로딩/언로딩 유닛(20)으로 상승되어 이송된다. 기판 홀더(18)는 수평으로 위치되도록 기판 홀더 이송 디바이스(40) 위에서 90°로 회전된다. 그런 다음, 기판 홀더(18)가 동시에 기판 로딩/언로딩 유닛(20)내의 로딩 플레이트(52)상으로 2개의 기판 홀더(18)를 위치시키도록 하강된다. 이때, 실린더가 작동되어, 기판 로딩/언로딩 유닛(20)의 중심부 근처에 위치된 기판 홀더(18)의 가동 지지 부재(58)를 개방시킨다.
기판 이송 디바이스(22)는 기판을 이송시키고 기판 홀더로 삽입시킨다. 그런 다음, 실린더가 반대 방법으로 작동되어 가동 지지 부재(58)를 폐쇄시킨다. 그 후, 가동 지지 부재(58)가 로딩/언로딩 기구에 의해 잠긴다. 기판이 기판 홀더(18)에 로딩된 후에, 로딩 플레이트(52)가 기판 로딩/언로딩 유닛(20)의 중심부에 다른 기판 홀더(18)를 위치시키도록 수평으로 슬라이딩된다. 또 다른 기판이상술된 바와 동일한 방식으로 다른 기판 홀더(18)에 로딩된 다음, 로딩 플레이트(52)가 원래 위치로 복귀된다.
기판 홀더(18)에서, 도금될 기판이 표면은 기판 홀더(18)의 개구부를 통해 노출된다. 기판은 도금액이 기판의 둘레부에 들어가는 것을 방지하도록 밀봉 패킹(도시되지 않음)에 의해 그 둘레부에서 밀봉된다. 기판은 도금액과 접촉하지 않는 부분에서 복수의 전기적 콘택트(contact)에 전기적으로 연결된다. 기판 홀더(18)의 핸드(76)는 전기적 콘택트에 전기적으로 연결된다. 핸드(76)는 기판의 시드층(500)에 전력을 공급하도록 전원 공급 장치에 연결된다.
그런 다음, 각각 기판이 로딩된 2개의 기판 홀더(18)가 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)에 의해 유지되어 상승된다. 기판 홀더(18)는 스토커(24)로 이송되고 수직으로 위치되도록 스토커(24) 위에서 90°로 회전된다. 그런 다음, 기판 홀더(18)는 기판 홀더(18)가 스토커(24)에 현수 방식으로 유지되도록 하강되어, 일시적으로 스토커(24)에 수용된다. 기판 이송 디바이스(22), 기판 로딩/언로딩 유닛(20) 및 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)는 스토커(24)에 저장된 기판 홀더(18)로 기판을 로딩하고 스토커(24)내의 사전 설정된 위치에 현수 방식으로 기판 홀더(18)를 유지하도록(일시적으로 수용하도록) 상기 공정을 반복한다.
기판 홀더(18)는 기판과 전기적 콘택트 사이에서 접속 상태를 검출하는 센서를 가진다. 센서가 기판이 전기적 콘택트와 충분히 접촉되지 않은 것으로 검출하면, 컨트롤러(도시되지 않음)에 불충분한 접촉을 나타내는 신호를 출력한다.
기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(44)는 스토커(24)에 일시적으로 수용된 2개의 기판 홀더(18)를 유지한다. 2개의 기판 홀더(18)는 운반기(44)에 의해 예비-습윤 탱크(26)로 상승 및 이송된다. 그런 다음, 2개의 기판 홀더(18)가 하강되고 예비-습윤 탱크(26)에 유지된 순수에 침지되어, 기판의 표면에 친수성을 제공하도록 기판의 표면을 순수로 적신다. 기판의 표면의 친수성을 향상시키기 위하여 기판의 표면을 적실 수 있고 액체로 시드층의 개구부의 기포를 대체할 수 있는 한 예비-습윤 탱크(26)의 예비-습윤 액체로서 여하한의 액체가 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 도금 장치는 예비-습윤부에서 2이상의 종류의 예비-습윤 공정을 연속적으로 수행하도록 다양한 종류의 예비-습윤부를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 도금 장치는 다양한 종류의 도금 공정을 달성할 수 있다.
기판이 기판 홀더(18)에 제공된 센서에 의해 전기적 콘택트와 충분히 접촉하지 않은 상태로 유지되는 것이 검출되면, 그 안에 기판이 로딩된 기판 홀더(18)는 상승되어 일시적으로 스토커(24)에 수용된다. 이에 따라, 기판이 기판 홀더(18)에 로딩될 때 기판이 전기적 콘택트와 충분히 접촉하여 유지되지 않더라도, 도금 장치의 작동이 중단되지 않고 도금 공정이 계속될 수 있다. 전기적 콘택트와 충분히 접촉하여 유지되지 않은 기판이 도금되지 않더라도, 도금되지 않은 기판은 카세트가 복귀된 후에 카세트로부터 제거될 수 있다.
그런 다음, 기판을 가지고 있는 기판 홀더(18)가 상술된 바와 동일한 방식으로 예비침적 탱크(28)로 이송된다. 기판은 예비침적 탱크(28)에 유지된 황산염산 용액과 같은 처리 용액에 침지되어, 전-처리 공정으로 청정 금속 표면을 노출시키도록 시드층(500)의 표면에 형성된 전기 저항이 높은 산화물 막을 에칭시킨다. 이에 따라 예비-처리된 기판이 도금 면적 측정 유닛(320)으로 이송되어, 도금 막 (504)이 형성될 실제 면적을 측정한다. 측정은 예를 들어, 기판의 시드층(500)에 전류를 공급함으로써 수행된다. 그런 다음, 기판을 가지고 있는 기판 홀더(18)가 세정 탱크(30a)로 이송되고, 여기서 기판의 표면이 세정 탱크(30a)에 유지된 순수로 세정된다.
세정된 기판을 구비한 기판 홀더(18)는 도금액을 유지하는 도금 탱크(34)로 이송되고 각각의 도금 유닛(38)에 현수 방식으로 유지된다. 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(44)는 기판을 구비한 기판 홀더(18)를 도금 탱크(34)내의 도금 유닛(38)으로 이송하고 기판 홀더(18)를 현수 방식으로 사전 설정된 위치에 유지하도록 사익 공정을 반복한다. 모든 기판 홀더(18)가 현수 방식으로 유지된 후에, 도금액이 오버플로우 탱크(36)로 넘치는 동시에 도금 전압이 양극(200)과 기판의 시드층(500) 사이에 인가된다. 동시에, 도금 유닛(38)내의 패들(202)이 패들 구동 유닛(46)에 의해 기판의 표면에 평행하게 왕복운동 한다. 이에 따라, 기판의 표면이 도금된다. 이때, 기판 홀더(18)가 도금 유닛(38)의 상부의 핸드(76)에 현수 방식으로 지지된다. 핸드 지지부, 핸드(76) 및 전기적 콘택트를 통해 도금 전력이 기판의 시드층(500)으로 공급된다.
도금 전원 공급 장치로부터의 도금 전압의 인가, 도금액의 공급 및 패들의 왕복 운동은 도금 공정이 완료된 후에 정지된다. 도금된 기판을 구비한 2개의 기판 홀더(18)가 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(44)에 의해 유지되고 동시에 세정 탱크(30b)로 이송된다. 기판 홀더(18)는 세정 탱크(30b)에 유지된 순수에 침지되어, 순수로 기판의 표면을 세정한다. 기판을 구비한 기판 홀더(18)는 중화 유 닛(중화 탱크; 314)로 이송되고, 중화 처리액에 침지되어 중화 공정을 수행한다. 기판 및 기판 홀더(18)는 중화 공정 후에 순수로 세정된다. 그런 다음, 기판을 구비한 기판 홀더(18)는 기판 홀더(18) 및 기판을 건조시키기 위하여 공기를 불어넣음으로써 기판 홀더(18) 및 기판에 부착된 물방울을 제거하는 블로잉 탱크(32)로 이송된다. 건조된 기판을 구비한 기판 홀더(18)는 스토커(24)로 복귀되고, 현수 방식으로 사전 설정된 위치에 유지된다.
기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(44)는 도금된 기판을 구비한 기판 홀더(18)를 스토커(24)로 복귀시키고 기판 홀더(18)를 사전 설정된 위치에 현수 방식으로 유지하도록 상기 공정을 반복한다.
스토커(24)로 복귀된 도금된 기판을 구비한 2개의 기판 홀더(18)는 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)에 의해 기판 로딩/언로딩 유닛(20)의 로딩 플레이트(52)상에 유지되고 위치된다. 이때, 기판 홀더(18)에 제공된 센서에 의해 기판 홀더(18)에 유지된 기판이 전기적 콘택트와 충분히 접촉하여 유지되지 않는 것으로 검출되기 때문에 스토커(24)에 일시적으로 수용된 기판 홀더(18)가 기판 로딩/언로딩 유닛(20)으로 이송되어 위치된다.
그런 다음, 기판 로딩/언로딩 유닛(20)의 중심부에 위치된 기판 홀더(18)의 가동 지지 부재(58)가 잠금/해제 기구에 의해 해제된다. 실린더가 작동되어 가동 지지 부재(58)를 개방시킨다. 이러한 방식으로, 기판 홀더(18)의 도금된 기판이 빼내지고 기판 이송 디바이스(22)에 의해 세정 및 건조 디바이스(16)로 이송된다. 세정 및 건조 디바이스(16)에서, 기판이 세정되고 고속으로 회전되어 기판을 스핀 건조시킨다. 그런 다음, 로딩 플레이트(52)가 수평으로 슬라이딩된다. 다른 기판 홀더(18)에 의해 유지된 기판은 상술된 바와 동일한 방식으로 세정 및 건조된다.
로딩 플레이트(52)가 원래 위치로 복귀된 후에, 기판이 언로딩된 2개의 기판 홀더(18)가 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)에 의해 유지되고 스토커(24)내의 사전 설정된 위치로 복귀된다. 그런 다음, 스토커(24)로 복귀된 도금된 기판을 구비한 2개의 기판 홀더(18)가 기판 홀더 이송 디바이스(40)의 운반기(42)에 의해 기판 로딩/언로딩 유닛(20)의 로딩 플레이트(52)상에 유지되고 위치된다. 이에 따라, 상술된 바와 같이 공정이 반복된다. 스토커(24)로 복귀되고 세정 및 건조된 도금된 기판을 구비한 기판 홀더(18)로부터 모든 기판이 언로딩된다. 이에 따라, 도 1B에 도시된 바와 같이, 레지스트(502)에 형성된 개구부(502a)에 도금 막(504)이 성장된 기판(W)을 얻을 수 있다.
다음으로, 세정 및 건조된 기판은 기판의 표면에 형성된 도금 막(504)의 외관을 검사하는 비주얼 검사 유닛(316)으로 이송된다. 검사된 기판은 레지스트 스트리핑 유닛(306)으로 이송되고, 여기서 기판은 예를 들어, 50 내지 60℃의 온도를 가지는 아세톤과 같은 용매에 침지되어, 도 1C에 도시된 바와 같이 기판상의 레지스트(502)를 스트리핑시키고 제거한다. 그런 다음, 레지스트(502)가 제거된 기판이 세정 및 건조된다.
세정된 기판은 막 두께 측정 유닛(318)으로 이송되어, 도금 막(504)의 막 두께의 분포를 측정한다. 측정된 기판은 시드층 제거 유닛(308)으로 이송되고, 여기서 도금 공정 후에, 노출되는 시드층(500)의 불필요한 부분이 제거된다. 그런 다 음, 시드층(500)의 불필요한 부분이 제거된 기판이 세정 및 건조된다.
기판은, 도 1E에 도시된 바와 같이 표면 장력으로 인해 둥글려진 범프(506)를 형성하도록 도금 막(504)을 리플로우하도록 확산노(diffusion furnace)를 포함하는 리플로잉 유닛(312)으로 이송된다. 대안적으로, 기판은 범프(506)의 잔류 응력을 제거하도록 100℃ 이상의 온도에서 기판을 어닐링하는 어닐링 유닛(310)으로 이송될 수 있다. 그런 다음, 리플로잉 또는 어닐링된 기판이 세정 및 건조된다.
세정된 기판은 폴리싱 유닛(322)으로 이송되어, 기판의 막 두께를 조정하기 위해 범프(506 또는 도금 막(504))의 표면을 폴리싱한다. 폴리싱된 기판은 세정 및 건조된다. 그런 다음, 기판이 카세트(10)로 복귀되거나 언로딩된다. 이에 따라, 일련의 공정이 완료된다.
본 실시예에서, 기판 이송 디바이스(22)는 건식 핸드 및 습식 핸드를 가진다. 습식 핸드는 도금된 기판이 기판 홀더(18)로부터 빼내질 때만 사용된다. 건식 핸드는 도금된 기판이 기판 홀더(18)로부터 빼내질 때는 제외하고 사용된다. 기판 홀더(18)는 기판의 뒷면이 도금액과 접촉하지 않도록 기판의 뒷면을 밀봉하기 때문에, 기판을 다루기 위해 습식 핸드를 사용할 필요가 없다. 그러나, 건식 핸드 및 습식 핸드가 별도로 사용되기 때문에, 헹굼수의 흐름 또는 불충분한 밀봉으로 인해 도금액이 기판을 오염시키더라도, 이러한 오염이 또 다른 기판의 뒷면을 오염시키지 않는다.
다중층 도금에 의해 형성된 범프는 Ni-Cu-땜납, Cu-Au-땜납, Cu-Ni-땜납, Cu-Ni-Au, Cu-Sn, Cu-Pd, Cu-Ni-Pd-Au, Cu-Ni-Pd, Ni-땜납, Ni-Au 등을 포함한다. 땜납(solder)은 용융점 땜납 또는 공정 땜납으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 범프는 Sn-Ag 다중층 도금 또는 Sn-Ag-Cu 다중층 도금에 의해 형성될 수 있고 다중층을 섞도록 리플로잉될 수 있다(reflowed to alloy the multilayer). 이러한 공정은 종래의 Sn-Pb 땜납과 달리 Pb를 사용하지 않기 때문에, 납에 의해 발생될 수 있는 환경 문제들을 없앨 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 실시예의 도금 장치는 기판상의 디핑식 전기 도금 공정을 자동으로 수행할 수 있고, 카세트 하우징 기판이 카세트 테이블에 로딩된 후에 장치가 작동되면 기판의 표면에 범프를 형성하기 적절한 도금된 금속 막을 형성한다.
본 실시예에서, 기판은 기판 홀더에 의해 둘레부 및 뒷면이 밀봉 방식으로 유지되지만, 기판은 다양한 공정을 위해 기판 홀더와 함께 이송된다. 그러나, 기판은 래크(rack)를 구비한 기판 이송 디바이스로 수용되고 이송된다. 이러한 경우에, 열로 산화된 층, 접착성 테이프 막 등이 기판의 뒷면에 도포되어 기판의 뒷면이 도금되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 디핑식 전기 도금 공정은 기판상에 범프를 형성하도록 자동으로 수행된다. 그러나, 도금액이 위쪽으로 내뿜어지는 제트식 또는 컵식 전기 도금 공정이 기판상에 범프를 형성하기 위해 자동으로 수행될 수도 있다. 이것은 다음의 실시예에서 사실로 간주된다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 평면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도금 장치는 그 안에 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 수용하 는 카세트(400)를 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩/언로딩 영역(402), 도금될 기판의 크기에 대응하는 복수의 종류의 툴(기판 홀더)을 저장하는 툴 스토커(404), 기판을 유지하는 툴과 함께 기판을 이송하는 이송 디바이스(406) 및 도금 영역(408)을 포함한다.
로딩/언로딩 영역(402)은 카세트(400)가 장착되는 카세트 유지부에 제공된 센서(410)를 구비한다. 센서(410)는 카세트 홀딩부상의 카세트(400)에 수용된 기판의 크기를 검출한다. 또한, 로딩/언로딩 영역(402)은 툴에 기판을 로딩하고 툴로부터 기판을 언로딩하기 위해 툴 스토커(404) 근처에 배치된 기판 로딩/언로딩 유닛(412)을 가진다. 기판은 이송 로봇(도시되지 않음)에 의해 카세트(400)로부터 기판 로딩/언로딩 유닛(412)으로 이송된다.
툴 스토커(404)는 도금될 기판의 크기에 대응하는 복수의 종류의 툴(기판 홀더)을 저장한다. 툴은 도 3에 도시된 바와 동일한 구조 및 형상을 가지지만 예를 들어, 200 mm 또는 300 mm의 직경을 가지는 기판을 탈착가능하게 유지할 수 있는 기판 홀더를 포함한다.
도금 영역(408)은 다양한 도금 공정을 수행하도록 복수의 종류의 도금 탱크를 포함한다. 본 실시예에서, 도금 탱크는 구리 도금 공정을 수행하기 위한 구리 도금 탱크(414a), 니켈 도금 공정을 수행하기 위한 니켈 도금 탱크(414b) 및 금 도금 공정을 수행하기 위한 금 도금 탱크(414c)를 포함한다. 기판은 이송 디바이스(406)에 의해 도금 탱크(414a, 414b, 414c)로 순차적으로 이송된다. 이에 따라, 다양한 도금 공정이 순차적으로 수행되어, Cu-Ni-Au 다중층을 가지는 범프를 형성 할 수 있다. 도금 탱크는 상술된 바와 같은 도금 탱크에 제한되지 않는다.
본 실시예에서, 도금 영역(408)은 단일 도금 전원 공급 장치(416)를 가진다. 전원 공급 장치(416)는 기판이 침지되는 도금 탱크의 양극과 기판 사이에서 스위치(418)를 통해 전력을 선택적으로 공급하여, 기판이 구리 도금 탱크(414a), 니켈 도금 탱크(414b) 및 금 도금 탱크(414c)에서 순차적으로 도금된다. 도금 장치는 기판이 상기 복수의 도금 탱크의 도금액에 침지될 때를 검출하는 센서(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 이러한 경우에, 스위치(418)는 센서로부터의 신호를 토대로 전원 공급 장치(416)를 스위칭한다.
이에 따라, 단일 전원 공급 장치(408)의 사용은 도근 전원 공급 장치의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 도금 장치의 크기가 컴팩트해진다. 또한, 도금 전원 공급 장치에 문제가 발생하면, 기판이 도금되기 전에 또는 기판이 도금되면서 도금 공정이 차단될 수 있다. 따라서, 기판을 폐기시킬 필요가 없고, 기판이 수리된 도금 전원 공급 장치에 의해 도금될 수 있다.
도금 장치내의 도금 공정이 후술된다. 먼저, 시드층(500)이 도 1A에 도시된 바와 같이 기판의 표면에 증착된다. 그런 다음, 레지스트(502)가 시드층(500)의 전체 표면상에 도포된다. 그 후, 개구부(502a)가 레지스트(502)내의 사전 설정된 위치에 형성된다. 이러한 개구부(502a)를 가지는 기판은 카세트(400)에 수용된다. 카세트(400)는 로딩/언로딩 영역(402)으로 도입되고, 로딩/언로딩 영역(402)의 카세트 유지부상에 로딩된다. 이때, 카세트 유지부에 제공된 센서(410)가 카세트(400)에 수용된 기판의 크기를 검출하고, 신호를 컨트롤러(도시되지 않음)에 보낸 다.
컨트롤러는 로딩/언로딩 영역(402)으로 도입된 카세트(400)에 수용된 기판에 적절한 크기를 가지는 툴을 선택하는 신호를 이송 디바이스(406)에 보내고, 툴 스토커(404)로부터 툴을 빼내서, 툴을 기판 로딩/언로딩 유닛(412)으로 이송한다. 기판은 기판 로딩/언로딩 유닛(412)에 툴에 의해 유지된다.
이송 디바이스(406)는 툴과 함께 기판을 유지하고 기판의 표면상에 전처리와 같은 필요한 공정을 수행한다. 그런 다음, 이송 디바이스(406)는 구리 도금 탱크(414A)에 기판을 이송하고, 기판을 구리 도금 탱크(414A)의 도금액에 침지시켜 시드층(500)의 표면에 도금된 구리막을 형성한다. 이송 디바이스(406)는 툴과 함께 기판을 니켈 도금 탱크(414b)로 이송하고, 기판을 니켈 도금 탱크(414b)의 도금액에 침지시켜 도금된 구리막의 표면에 도그된 니켈막을 형성한다. 이송 디바이스(406)는 툴과 함께 기판을 금 도금 탱크(414c)로 이송하고, 금 도금 탱크(414c)의 도금액에 기판을 침시키겨 도금된 니켈막의 표면에 도금된 금 막을 형성한다. 이에 따라, Cu-Ni-Au 합금의 범프가 기판의 표면에 형성된다. 범프가 형성된 기판은 기판 로딩/언로딩 유닛(412)으로부터 카세트(400)로 복귀된다. 제1실시예에서와 같이, 세정과 같이 필요한 공정이 도금 공정들 사이 또는 이들 도금 공정 후에 수행된다.
도금 장치가 도금될 기판의 크기에 대응하도록 설계되면, 복수의 도금 장치가 기판의 다양한 크기에 대응할 필요가 있다. 따라서, 전원 공급 장치와 같은 설비를 위한 넓은 공간이 세정실에 필요하다. 본 실시예에 따르면, 단일 도금 장치 가 상이한 크기를 가지는 기판상에 도금 공정을 수행할 수 있어, 비싼 세정실내에 소요 공간, 소요 에너지 및 소요 비용이 감소될 수 있는 동시에, 상이한 크기를 가지는 기판이 도금될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 도금 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 도금 장치는 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 수용하는 기판 카세트를 각각 로딩 및 언로딩시키기 위하여 1이상의 카세트 테이블(610), 2개의 세정 유닛(612), 2개의 전처리 유닛(614), 2개의 도금 유닛(616), 2개의 레지스트 스트리핑 유닛(618), 2개의 에칭 유닛(620) 및 2개의 리플로잉 유닛(622)을 포함한다. 도시된 예시에서, 도금 장치는 카세트 테이블(610)을 가진다. 세정 유닛(612), 전처리 유닛(614), 도금 유닛(616), 레지스트 스트리핑 유닛(618), 에칭 유닛(620) 및 리플로잉 유닛(622)은 서로 독립적이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이들 유닛들은 상이한 종류의 유닛들을 각각 포함하는 2개의 라인을 형성하도록 서로 일체로 통합된다.
도금 장치는 또한, 카세트 테이블(610)과 세정 유닛(612) 사이에서 기판을 이송하기 위하여 카세트 테이블(610)과 세정 유닛(612) 사이에 배치된 제1이송 로봇(624) 및 이들 유닛들 사이에서 기판을 이송하기 위하여 2개의 라인들의 유닛들 사이에 배치된 제2이송 로봇(626)을 포함한다.
예를 들어, 세정 유닛(612)은 기판을 세정시킨(또는 헹군) 다음 기판을 스핀 건조시키기 위해 기판의 표면을 순수와 접촉시키도록 순수에 기판을 침지시킬 수 있다. 예를 들어, 전처리 유닛(614)은 청정 금속 표면을 노출시키기 위하여 기판 의 표면에 형성된 전기 저항이 높은 산화물 막을 에칭시키기 위해 황산 또는 염산 용액과 같은 처리 용액에 기판을 침시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 전-처리 유닛(614)은 도금액이 기판의 표면에 잘 부착될 수 있도록 도금액의 일부를 구성하는 전처리 용액(예비-디핑 용액)을 기판의 표면상에 균일하게 도포할 수 있다.
예를 들어, 도금 유닛(616)은 기판의 표면에 형성된 개구부에 전기 도금 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레지스트 스트리핑 유닛(618)은 기판의 표면상에 남아있는 레지스트 막을 스트리핑하고 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 에칭 유닛(620)은 기판의 표면에 형성된 범프를 제외한 시드층의 불필요한 부분을 에칭 및 제거할 수 있다. 예를 들어, 리플로잉 유닛(622)은 도금 막을 용융시키도록 가열 및 리플로잉하고 기판의 표면상의 반구형 범프를 형성하도록 구성될 수 있다.
도금 장치내의 도금 공정이 후술된다. 먼저, 시드층(500)이 도 1A에 도시된 바와 같이 스퍼터링 또는 증착에 의해 기판의 표면상에 공급층으로 증착된다. 그런 다음, 레지스트(502)가 예를 들어, 20 내지 200㎛의 높이(H)를 가지도록 시드층(500)의 전체 표면상에 도포된다. 그 후, 대략 20 내지 200 ㎛의 직경(D)을 가지는 개구부(502a)가 레지스트(502)내의 사전 설정된 위치에 형성된다. 이러한 개구부(502a)를 가지는 기판은 기판 카세트에 수용된다. 기판 카세트는 카세트 테이블(610)상에 로딩된다.
제1이송 로봇(624)은 카세트 테이블(610)상의 기판 카세트로부터 기판들 중의 하나를 빼내고, 이를 세정 유닛들(612) 중의 하나로 이송하여 기판의 표면을 순 수로 세정한다. 세정된 기판은 제2이송 로봇(626)에 의해 전처리 유닛들(614) 중의 하나로 이송되어, 기판상에 전처리 공정을 수행한다. 전처리 유닛(614)에서, 기판은 황산 또는 염산 용액과 같은 처리 용액에 침지되거나 도금액의 일부를 구성하는 전처리 용액(예비-디핑 용액)이 기판의 표면상으로 균일하게 도포된다.
전처리된 기판은 필요에 따라 세정 유닛(612)들 중의 하나에 의해 세정된다. 그런 다음, 기판이 제2이송 로봇(626)에 의해 도금 유닛(616)들 중의 하나로 이송되어, 기판의 표면상에 전기 도금 공정을 수행한다. 이에 따라, 도 1B에 도시된 바와 같이, 레지스트(502)에 형성된 개구부(502a)에 도금 막(504)이 형성된 기판(W)을 얻을 수 있다.
도금된 기판(W)은 필요에 따라 세정 유닛들(612) 중의 하나에 의해 세정된다. 그런 다음, 기판이 제2이송 로봇(626)에 의해 레지스트 스트리핑 유닛(618)들 중의 하나로 이송되어, 50 내지 60℃의 온도를 가지는 아세톤과 같은 용매에 기판을 침지시켜서 도 1C에 도시된 바와 같이 기판상의 레지스트(502)를 스트리핑 및 제거한다.
레지스트(502)가 제거된 기판은 필요에 따라 세정된다. 그런 다음, 기판이 제2이송 로봇(626)에 의해 에칭 유닛(620)들 중의 하나로 이송되어, 도 1D에 도시된 바와 같이, 도금 공정 후에 노출되는 시드층(500)의 불필요한 부분을 에칭 및 제거한다.
에칭된 기판은 필요에 따라 세정 유닛들(612) 중의 하나에 의해 세정된다. 그런 다음, 기판이 제2이송 로봇(626)에 의해 리플로잉 유닛들(622) 중의 하나로 이송되어, 기판의 도금 막(504)을 가열 및 리플로잉하여 도 1E에 도시된 바와 같이 표면 장력에 의해 둥글려진 범프를 형성한다. 또한, 기판은 범프(506)내의 잔여 응력을 제거하기 위하여 100℃ 이상의 온도에서 어닐링된다.
리플로잉된 기판은 제2이송 로봇(626)에 의해 세정 유닛(612)들 중의 하나로 이송된다. 세정 유닛(612)에서, 기판은 순수로 세정되고 스핀건조된다. 스핀 건조된 기판은 제1이송 로봇(624)에 의해 카세트 테이블(610)상에 장착된 기판 카세트로 복귀된다.
상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 도금 공정을 포함하는 범프 형성 공정이 연속적으로 수행될 수 있어, 장치의 공간을 감소시킬 수 있다. 도금 장치는 다양한 공정을 수행하기 위한 독립된 유닛들을 포함하기 때문에, 도금 장치가 소요 도금 공정을 쉽게 달성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 도시되고 상세히 기술되었지만, 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 마스크로서 레지스트를 이용하여 반도체 웨이퍼의 표면상에 패키지 전극 또는 반도체 칩으로 전기적 접속을 제공하는 범프(돌출 전극)를 형성하는 도금 장치에 이용하기 적절하다.

Claims (60)

  1. 도금 장치에 있어서,
    기판에 형성된 시드층의 표면에 도포된 레지스트상에 에싱 공정을 수행하도록 구성된 에싱 유닛;
    상기 에싱 공정 후에 상기 기판의 표면에 친수성을 제공하도록 형성된 예비습윤영역;
    상기 기판에 형성된 상기 시드층의 표면을 세정하거나 활성화시키기 위하여 상기 기판의 표면을 처리액과 접촉시키도록 형성된 예비침적영역; 및
    상기 기판에 형성된 상기 시드층의 표면상에 도금 막을 형성하기 위하여 상기 레지스트가 마스크로 사용되는 동안 도금 탱크내의 도금액과 상기 기판의 표면을 접촉시키도록 구성된 도금 유닛을 포함하는 도금 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에싱 유닛은, 상기 레지스트상에 상기 에싱 공정을 수행하도록 플라즈마, 광 및 전자기파 중의 1 이상을 상기 레지스트에 가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예비-습윤 영역은 기판을 순수에 담그도록 구성된 예비-습윤 탱크 및 상기 기판의 표면에 스프레이를 통해 순수를 내뿜도록 구성된 예비-습윤 디바이스 중의 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 예비-습윤 영역은 실질적으로 대기압보다 낮은 압력 또는 진공하에 있는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 예비-습윤 영역은 상기 순수의 기포를 제거하기 위한 기포 제거기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 예비-습윤 영역은 상이한 기능을 가지는 복수의 예비-습윤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 예비침적 영역은, 오존수, 산성 용액, 알칼리성 용액, 산성 탈지제, 현상액을 포함하는 용액, 레지스트 스트리핑 용액을 포함하는 용액 및 전해질 용액의 환원수 중의 1 이상을 포함하는 처리 용액을 유지하는 예비침적 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 예비침적 영역은, 상기 기판이 음극으로 작용하는 상태에서 상기 처리 용액내의 상기 기판의 전기 분해 공정을 수행하도록 산성 용액 또는 산성 탈지제를 포함하는 상기 처리 용액을 유지하는 예비침적 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도금 유닛은,
    상기 도금액에 배치된 양극; 및
    상기 양극의 무게를 측정할 수 있는 양극 무게 측정 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양극 무게 측정 디바이스는 로드 셀(load cell)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도금 탱크는,
    상기 도금액에 배치된 양극;
    상기 도금 탱크에 제공된 모조 양극; 및
    셀지 도금 공정을 위한 상기 양극 및 모조 도금 공정을 위한 상기 모조 양극에 전압을 선택적으로 인가하도록 구성된 단일 전원 공급 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단일 전원 공급 장치는, 상기 모조 도금 공정의 완료 후에 상기 실제 도금 공정을 수행하도록 상기 전압의 인가를 자동으로 스위칭하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도금액의 성분을 관리하도록 구성된 도금액 관리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 도금액 관리 유닛은 상기 도금액의 성분을 분석 및/또는 추정하고 피드백 제어 및/또는 피드포워드제어를 통해 상기 도금액에 불충분한 성분을 첨가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    컴퓨터를 이용하여 통신 네트워크를 통해 정보를 통신하도록 구성된 통신 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 상기 시드층의 표면으로부터 마스크로 사용된 상기 레지스트를 스트리핑하고 제거하도록 구성된 레지스트 스트리핑 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 형성된 시드층의 불필요한 부분을 제거하도록 구성된 시드층 제거 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 어닐링하도록 구성된 어닐링 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 리플로잉하도록 구성된 리플로잉 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면상에 중화 처리를 수행하도록 구성된 중화 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막의 외관을 검사하도록 구성된 비주얼 검사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 비주얼 검사 유닛은 접촉 또는 비접촉 방식으로 상기 도금 막의 외관을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막의 막 두께를 측정하도록 구성된 막 두께 측정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 막 두께 측정 유닛은 접촉 또는 비접촉 방식으로 상기 도금 막의 막 두께를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 도금 막이 상기 기판의 표면에 형성되는 실제 면적을 측정하도록 구성된 도금 면적 측정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 도금 면적 측정 유닛은 상기 실제 면적을 측정하기 위하여 상기 기판에 전류를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 도금 면적 측정 유닛은 상기 실제 면적을 측정하기 위하여 상기 기판의 표면을 광학적으로 스캐닝하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 도금 막의 막 두께를 조정하기 위하여 상기 도금 막의 표면을 폴리싱하도록 구성된 폴리싱 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 폴리싱 유닛은 상기 도금 막의 표면을 폴리싱하기 위하여 화학적 기계적 폴리싱 또는 기계적 폴리싱을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 도금액에 혼합된 금속 불순물 또는 유기 불순물이나 발생된 분해 생성물을 제거하도록 구성된 화학액 조정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 화학액 조정 유닛은 전기 분해 공정 영역, 이온 교환 영역, 활성 탄소 공정 영역 및 응고 및 안정 영역 중의 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 도금 탱크에 화학액을 공급하고 상기 도금 탱크로부터 상기 화학액을 회수하도록 구성된 화학액 공급 및 회수 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 화학액 공급 및 회수 유닛은, 상기 화학액 컨테이너로부터 상기 도금 탱크로 화학액을 공급하고, 상기 도금 탱크로부터 상기 화학액 컨테이너로 상기 화학액을 회수하는 상기 화학액 공급 및 회수 유닛에 교체가능한 방식으로 부착된 화 학액 컨테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 도금액을 재생하기 위하여 상기 도금액에 포함된 유기물을 제거하도록 구성된 도금액 재생 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 도금액 재생 유닛은 활성 탄소 섬유를 통하여 상기 유기물을 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  36. 제1항에 있어서,
    상기 도금 장치에 생성된 가스 또는 연무로부터 유해 성분을 제거하고 덕트를 통하여 상기 도금 장치의 외부로 무해한 가스를 배출시키도록 구성된 배기 가스 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 배기 가스 처리 유닛은 흡수액을 이용하는 습식 공정, 흡수제를 이용하는 건식 공정 또는 냉각에 의한 응축 액화 공정을 통해 상기 유해 성분을 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 도금 탱크는 산성 도금액을 유지하는 제1챔버, 시안기 도금액을 유지하는 제2도금 챔버 및 상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 분리하는 파티션을 포함하고,
    상기 제1챔버는 상기 제1챔버내의 상기 산성 도금액으로부터 생성된 산성 가스를 배출시키도록 배기 덕트를 포함하고,
    상기 제2챔버는 상기 제2챔버내의 상기 시안기 도금액으로부터 생성된 시안 가스를 배출시키도록 배기 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 시안기 도금액은, 금 도금액 또는 은 도금액을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  40. 제1항에 있어서,
    상기 도금 유닛에서 사용되어 배출된 폐수를 재생하여, 상기 도금 유닛에서 재생된 폐수의 적어도 일부를 재사용하는 한편 나머지 폐수는 상기 도금 장치의 외부로 배출시키도록 구성된 폐수 재생 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 폐수 재생 유닛은 마이크로필트레이션(microfiltration), 자외선 조사, 이온 교환기, 울트라필트레이션 및 역삼투 중의 1이상에 의해 상기 폐수를 재생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  42. 도금 장치에 있어서,
    기판을 수용하는 카세트를 로딩 및 언로딩하도록 구성된 로딩/언로딩 영역;
    상기 카세트에 수용된 상기 기판의 크기를 검출하기 위하여 상기 로딩/언로딩 영역에 제공된 센서;
    도금될 기판의 크기에 대응하는 복수의 툴;
    상기 복수의 툴을 저장하는 툴 스토커;
    적어도 도금 공정을 수행하도록 구성된 도금 영역;
    상기 복수의 툴로부터 상기 센서에 의해 검출된 크기에 대응하는 툴을 선택하도록 구성된 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러에 의해 선택된 상기 툴을 상기 도금 영역으로 유지 및 이송하도록 구성된 이송 디바이스를 포함하는 도금 장치.
  43. 도금 장치에 있어서,
    그 안에 도금액 및 양극을 각각 구비하는 복수의 도금 탱크; 및
    순차적인 도금 공정을 수행하기 위하여 상기 복수의 도금 탱크내의 기판과 양극 사이에 전압을 선택적으로 인가하도록 구성된 단일 전원 공급 장치를 포함하는 도금 장치.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 복수의 도금 탱크는 상이한 종류의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 복수의 도금 탱크의 상기 도금액에 기판이 침지될 때를 검출하는 센서; 및
    상기 센서로부터의 신호를 토대로 상기 단일 전원 공급 장치를 스위칭할 수 있는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  46. 도금 방법에 있어서,
    기판에 형성된 시드층의 표면에 레지스트를 도포하는 단계;
    상기 레지스트를 에싱하는 단계;
    상기 기판의 표면에 친수성 공정을 수행하기 위하여 상기 에싱 공정 후에 상기 기판의 표면에 친수성을 제공하는 단계;
    상기 친수성 공정 후에 상기 기판의 표면을 세정시키거나 활성화시키는 단계; 및
    상기 기판의 표면상에 도금 막을 형성하기 위해 도금 공정을 수행하도록 레지스트가 마스크로 사용되는 동안에 상기 기판의 표면이 도금액과 접촉시키는 단계 를 포함하는 도금 방법.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 친수성 공정은 2이상의 종류의 친수성 공정을 연속적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 도금 공정 후에 상기 시드층으 표면으로부터 상기 레지스트를 스트리핑 및 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 시드층의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  50. 제46항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 어닐링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  51. 제46항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 리플로잉하는 단계를 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  52. 제46항에 있어서,
    상기 도금 공정 후에 상기 기판의 표면상에 중화 처리를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  53. 제46항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막의 외관을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  54. 제46항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막의 막 두께를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  55. 제46항에 있어서,
    상기 도금 막이 상기 기판의 표면에 형성되는 실제 면적을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  56. 상기 도금 막의 막 두께를 조정하기 위하여 상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 폴리싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.
  57. 도금 장치에 있어서,
    기판에 형성된 시드층의 표면상에 레지스트가 마스크로서 도포된 상태로 기판의 표면에 도금 막을 형성하도록 구성된 도금 유닛;
    상기 시드층의 상기 표면으로부터 상기 레지스트를 스트리핑하고 제거하도록 구성된 레지스트 스트리핑 유닛; 및
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 시드층의 불필요한 부분을 제거하도록 구성된 에칭 유닛을 포함하고,
    상기 도금 유닛, 상기 레지스트 스트리핑 유닛 및 상기 에칭 유닛은 서로 일체로 통합되는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 기판을 세정하도록 구성된 세정 유닛; 및
    도금 전에 전-처리 공정을 수행하도록 구성된 전-처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  59. 제57항에 있어서,
    상기 기판의 표면에 형성된 상기 도금 막을 리플로잉하도록 구성된 리플로잉 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
  60. 제57항에 있어서,
    상기 도금 막은 범프를 형성하는 것을 특징으로 하는 도금 장치.
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