KR100788279B1 - Leveling method in cu electroless plating - Google Patents
Leveling method in cu electroless plating Download PDFInfo
- Publication number
- KR100788279B1 KR100788279B1 KR1020060091238A KR20060091238A KR100788279B1 KR 100788279 B1 KR100788279 B1 KR 100788279B1 KR 1020060091238 A KR1020060091238 A KR 1020060091238A KR 20060091238 A KR20060091238 A KR 20060091238A KR 100788279 B1 KR100788279 B1 KR 100788279B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electroless plating
- accelerator
- copper
- copper electroless
- plating solution
- Prior art date
Links
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 73
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 30
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 3-sulfanylpropane-1-sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CCCS OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LMPMFQXUJXPWSL-UHFFFAOYSA-N 3-(3-sulfopropyldisulfanyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CCCSSCCCS(O)(=O)=O LMPMFQXUJXPWSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 14
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 abstract 2
- UGWKCNDTYUOTQZ-UHFFFAOYSA-N copper;sulfuric acid Chemical compound [Cu].OS(O)(=O)=O UGWKCNDTYUOTQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 5
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/7684—Smoothing; Planarisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명을 착안하게 된 계기가 되는 예비 실험 1 및 2를 설명하기 위한 것으로서, 도 1의 (a)는 다양한 크기의 패턴 구조, 예컨대 다양한 크기의 다마신 구조 내에서 SPS와 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)을 첨가제로 하여 무전해 도금만으로 구리를 채운 단면의 SEM 사진이며, 도 1의 (b)는 다양한 크기의 다마신 구조 내에서 DPS와 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)을 첨가제로 하여 무전해 도금만으로 구리를 채운 단면의 SEM사진;FIG. 1 illustrates preliminary experiments 1 and 2, which serve as an instrument of the present invention, and FIG. 1 (a) shows SPS and 2,2 in a pattern structure of various sizes, for example, a damascene structure of various sizes. SEM photograph of a cross-section of copper filled with only electroless plating using '-dipyridyl (2,2'-dipyridyl) as an additive, and FIG. 1 (b) shows DPS and 2,2 in the damascene structures of various sizes. SEM photograph of a cross-section of copper filled with electroless plating only with '-dipyridyl (2,2'-dipyridyl) as an additive;
도 2는 본 발명을 착안하게 된 계기가 되는 예비 실험 3을 설명하기 위한 것으로서, 도 2의 (a)는 저농도와 고농도의 가속제를 각각 사용했을 때 패턴 사이즈에 따라 나타나는 구리 무전해 채움 형상을 설명하기 위한 단면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)를 실제 패턴에서 적용한 SEM사진;Figure 2 is for explaining the preliminary experiment 3, the instrument that came to focus on the present invention, Figure 2 (a) is a copper electroless filling shape appearing according to the pattern size when using a low concentration and a high concentration of the accelerator, respectively It is sectional drawing for demonstrating, FIG. 2 (b) is the SEM photograph which applied FIG.
도 3은 본 발명의 개념에 따른 구리 무전해 도금에서의 단차평탄화 방법을 설명하기 위한 도면;3 is a view for explaining a step leveling method in copper electroless plating according to the concept of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따르되 이온제거 초순수로 가속제를 탈착시키는 공정을 적용한 결과를 나타낸 단면 SEM 사진; 및Figure 4 is a cross-sectional SEM image showing the result of applying the process of desorption of the accelerator with deionized ultrapure water according to Example 1 of the present invention; And
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따르되 암모니아 수로 가속제를 탈착시키는 공 정을 적용한 결과를 나타낸 단면 SEM 사진이다.Figure 5 is a cross-sectional SEM picture showing the results of applying a process for desorbing the accelerator with ammonia water in accordance with Example 2 of the present invention.
본 발명은 구리 무전해 도금에서 가속제를 사용하여 초등각 전착(superconformal deposition)을 수행할 때 패턴 크기에 따라 나타나는 단차를 줄이기 위한 평탄화 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 가속제의 농도가 다른 무전해 도금 용액에서 순차적으로 초등각 전착을 수행함으로써 크기가 다른 패턴에서도 단차가 생기지 않도록 하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a planarization method for reducing the step difference caused by the pattern size when performing superconformal deposition using an accelerator in copper electroless plating. More specifically, the present invention relates to a method for preventing stepping even in patterns having different sizes by performing isotropic electrodeposition sequentially in an electroless plating solution having different accelerator concentrations.
최근 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 발생하는 신호지연을 감소시킬 뿐 아니라 전자이동현상(Electromigration)에 대한 저항성을 향상시키기 위해 전기적 신호를 전달하는 배선재를 알루미늄에서 구리로 대체하려는 노력이 활발해지고 있다. 구리 배선 형성을 위해 주로 사용되는 구리전해도금을 이용한 다마신공정(Damascene process) 에서는 유기 첨가제를 이용하여 보이드(void)나 씸(seam)과 같은 결함없이 패턴 내 구리를 채우는 이른바 초등각 전착(superconformal or superfilling deposition)이 핵심 기술이라 할 수 있다. 구리 전해도금과 달리, 외부의 전원 공급 없이 환원제를 이용하여 촉매 표면위에서 구리 이온을 환원시켜 구리 배선을 형성하는 무전해 도금 방법은 전류를 흘려주는 씨앗층(seed layer)이 필요 없다는 장점을 가지고 있어서, 구리 전해 도금에서 씨앗층에 의한 배선 폭의 마 진 감소를 막을 수 있다. 이러한 구리 무전해 도금 방법은 물리기상증착법(PVD)이나 화학기상증착법(CVD)과 비교해 단차피복성(step-coverage)이 우수하여, CVD 또는 PVD 방법으로 형성된 씨앗층의 개선, 또는 자체적으로 구리 전해 도금을 위한 씨앗층 형성하는 방법의 응용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 특히, 최근에는 3-mercapto-1-propanesulfonate(MPSA), bis-(3-sulfopropyl)-disulfide(SPS), 3-N,N-Dimethylaminodithiocarbamoyl-1-propanesulfonic acid (DPS) 등과 같은 가속제를 사용하여 전해도금에서 가능했던 초등각 전착을 무전해 도금만으로도 할 수 있게 되었다. 하지만, 다양한 패턴 크기를 가지고 있는 기판에서 초등각 전착을 수행함에 있어 각 패턴들의 크기나 밀도 등에 따라서 전착량이 달라 그 편차를 줄이려는 연구가 중요해지고 있다. 가속제의 영향으로 표면에 생성된 범프(bump)는 패턴 밀도가 높은 곳에서는 전착이 진행됨에 따라 서로 밀집되어 과전착(overplating)이 일어나게 되고, 이는 주변지역과 단차를 형성시켜 후속의 화학기계적 평탄화공정(CMP)에서 공정시간의 증가와 더불어 배선의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. 따라서, 구리 전해 도금에서는 이를 최소화하기 위해 분자량이 큰 유기 화합물이나 아미노기와 같은 특정한 작용기를 가진 단차 평탄제(Leveler)를 주로 사용하게 된다. 하지만, 구리 무전해 도금에서는 이러한 단차 평탄제 또는 단차 평단화 공정에 관한 연구가 부족한 실정이다. 또한, 구리 무전해 도금에서는 전해 도금과 달리 가속제가 농도 의존적인 특성을 보이기 때문에 패턴 사이즈에 따라 그 효과가 달라 단차 평탄제를 사용하는 것이 쉽지 않다. 즉, 가속제의 농도가 낮은 경우에 급격한 가속효과로 인해 상대적으로 큰 크기의 패턴에서는 초등각전착이 일어나지만, 작은 크 기의 패턴에서는 빠른 전착으로 인해 내부에 보이드(void)와 같은 결함이 발생한다. 반면, 고농도의 가속제에서는 감속효과가 나타나 초등각 전착이 느리게 일어난다. 따라서 좁은 패턴이 채워짐에도 불구하고 큰 크기의 패턴은 전착이 거의 일어나지 않아 패턴을 채우기가 힘들게 된다. Recently, efforts have been made to replace wiring materials that transfer electrical signals from aluminum to copper in order to reduce signal delay caused by the increase in the degree of integration of semiconductor devices and to improve resistance to electromigration. In the damascene process using copper electroplating, which is mainly used to form copper wiring, the so-called superconformal or electrodeposition of organic copper is used to fill copper in a pattern without defects such as voids and seams. Superfilling deposition is a key technology. Unlike copper electroplating, the electroless plating method that forms copper wiring by reducing copper ions on the catalyst surface using a reducing agent without external power supply has the advantage of not requiring a seed layer for flowing current. In copper electroplating, margin reduction of wiring width by seed layer can be prevented. The copper electroless plating method has superior step-coverage compared to physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD), and thus improves the seed layer formed by the CVD or PVD method, or in itself copper electrolysis. Research has been made on the application of the method of forming a seed layer for plating. In particular, accelerators such as 3-mercapto-1-propanesulfonate (MPSA), bis- (3-sulfopropyl) -disulfide (SPS) and 3-N, N-dimethylaminodithiocarbamoyl-1-propanesulfonic acid (DPS) have recently been used. Electrode plating, which was possible in electroplating, can now be achieved by electroless plating. However, in carrying out elementary electrodeposition on a substrate having a variety of pattern sizes, researches to reduce the variation in electrodeposition amount vary according to the size or density of each pattern. The bumps generated on the surface under the influence of the accelerator are densified with each other as the electrodeposition proceeds at high pattern densities, resulting in overplating, which leads to subsequent chemical and mechanical planarization. In the process (CMP), along with the increase of the processing time, the reliability of the wiring is reduced. Therefore, in order to minimize this, copper electroplating mainly uses a leveler having a specific functional group such as an organic compound having a high molecular weight or an amino group. However, in the copper electroless plating, there is a lack of research on the step leveling agent or the step leveling process. In addition, in the electroless plating, unlike the electrolytic plating, since the accelerator shows a concentration-dependent characteristic, the effect varies depending on the pattern size, and thus it is not easy to use a leveling flattener. That is, when the concentration of the accelerator is low, the elemental electrodeposition occurs in the relatively large size pattern due to the rapid acceleration effect, but in the small size pattern, defects such as voids are generated due to the rapid electrodeposition. do. On the other hand, at high concentrations of accelerators, deceleration effects occur, resulting in slow isoelectric deposition. Therefore, although the narrow pattern is filled, it is difficult to fill the pattern because the pattern of the large size hardly occurs electrodeposition.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 반도체 소자 제조공정 중의 구리 무전해도금 공정에서 MPSA, SPS, DPS와 같은 가속제를 사용하여 초등각 전착을 수행함에 있어서, 가속제의 농도가 서로 다른 무전해 도금 용액에서 다단계로 전착함으로써 다양한 크기의 패턴에서 전착량의 단차를 줄이는 방식의 평탄화 공정을 이루는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to perform electroless electrodeposition using accelerators such as MPSA, SPS, and DPS in a copper electroless plating process in a semiconductor device manufacturing process. Electrodeposition in multiple stages in solution results in a planarization process that reduces the steps of electrodeposition in various size patterns.
가속제의 농도가 낮은 경우에 급격한 가속효과로 인해 상대적으로 큰 크기의 패턴에서는 초등각전착이 일어나지만, 작은 크기의 패턴에서는 빠른 전착으로 인해 내부에 보이드(void)와 같은 결함이 발생한다. 반면, 고농도의 가속제에서는 감속효과가 나타나 초등각 전착이 느리게 일어난다. 즉, 좁은 패턴이 채워짐에도 불구하고 큰 크기의 패턴은 전착이 거의 일어나지 않아 패턴을 채우기가 힘들게 된다. 따라서 이 두 방법을 연속적으로 적용하여, 가속효과가 억제되는 고농도의 가속제가 첨가된 용액에서 좁은 영역의 패턴을 채운 뒤, 가속효과가 증대되는 낮은 농도의 가속제가 포함된 용액에서 큰 크기의 패턴을 채움으로써 전체적인 단차 평탄화를 이루는 것이다.When the concentration of the accelerator is low, isotropic electrodeposition occurs in a relatively large sized pattern due to the rapid acceleration effect, but a void-like defect occurs in the small sized pattern due to rapid electrodeposition. On the other hand, at high concentrations of accelerators, deceleration effects occur, resulting in slow isoelectric deposition. That is, even though the narrow pattern is filled, it is difficult to fill the pattern because the pattern of the large size hardly occurs electrodeposition. Therefore, by applying these two methods in succession, a small area pattern is filled in a solution containing a high concentration of accelerator which suppresses the acceleration effect, and then a large size pattern is obtained in a solution containing a low concentration of accelerator which increases the acceleration effect. Filling achieves an overall step leveling.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 구리 무전해 도금에서 단차가 평탄하게 도금을 하는 방법으로서,The present invention for solving the above technical problem is a method of plating the step is flat in copper electroless plating,
다양한 크기의 패턴영역들을 가지는 기판에서 구리 무전해 도금에 의해 상기 패턴영역이 평탄한 단차를 갖도록 채우는 방법에 있어서,In the method of filling the pattern region to have a flat step by copper electroless plating on a substrate having a pattern region of various sizes,
(a) 고농도의 가속제를 포함하는 구리 무전해 도금 용액을 사용하여 상기 기판에 초등각 전착을 수행하는 단계와;(a) performing elemental electrodeposition on the substrate using a copper electroless plating solution comprising a high concentration of accelerator;
(b) 상기 가속제를 제거하는 단계와;(b) removing the accelerator;
(c) 상기 고농도의 가속제보다 낮은 농도의 가속제를 포함하는 구리 무전해 도금 용액을 사용하여 추가적으로 초등각 전착을 수행하는 단계;(c) further performing elemental electrodeposition using a copper electroless plating solution comprising an accelerator of a lower concentration than the accelerator of high concentration;
를 구비하는 것을 특징으로 한다.Characterized in having a.
여기서, 상기 (a) 및 (c) 단계에서의 구리 무전해 도금 용액에, 황산구리, 에틸렌디아민사아세트산(EDTA), 포름알데히드(HCHO), pH 조절제로서 수산화칼슘 및 2,2'-디피리딜이 포함되는 것이 바람직하다.Here, in the copper electroless plating solution in steps (a) and (c), copper sulfate, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), formaldehyde (HCHO), calcium hydroxide and 2,2'-dipyridyl as pH adjusting agents are It is preferred to be included.
더욱 구체적으로는, 상기 구리 무전해 도금 용액이 구리염으로서 5 내지 8 g/L의 황산구리, 착화제로 14 내지 18 g/L 에틸렌디아민사아세트산(EDTA), 환원제로서 2 내지 3.5 g/L 포름알데히드, pH 조절제로서 수산화칼슘 20 내지 35 g/L를 포함하여 이루어지며, 구리 무전해 도금용액의 pH는 12 내지 14 일 수 있다.More specifically, the copper electroless plating solution is 5 to 8 g / L copper sulfate as the copper salt, 14 to 18 g / L ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) as the complexing agent, and 2 to 3.5 g / L formaldehyde as the reducing agent. , 20 to 35 g / L calcium hydroxide as a pH adjusting agent, the pH of the copper electroless plating solution may be 12 to 14.
상기 가속제로는 MPSA, SPS 및 DPS로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.The accelerator may be any one selected from the group consisting of MPSA, SPS, and DPS.
또한, 상기 (a) 단계에서의 가속제의 농도는 1.5 내지 10 mg/L의 범위에서 선택할 수 있으며, 상기 (c) 단계에서 가속제의 농도는 0.001 내지 1.5 mg/L의 범위에서 선택할 수 있다.In addition, the concentration of the accelerator in step (a) may be selected from the range of 1.5 to 10 mg / L, the concentration of the accelerator in step (c) may be selected from the range of 0.001 to 1.5 mg / L. .
한편, 상기 (a) 및 (c) 단계들에서의 상기 2,2'-디피리딜의 농도는 0.01 내지 1.0 g/L인 것이 바람직하다.On the other hand, the concentration of the 2,2'- dipyridyl in the steps (a) and (c) is preferably 0.01 to 1.0 g / L.
그리고, 상기 (a) 및 (c) 단계들에서의 상기 구리 무전해 도금 용액의 온도가 15 내지 80℃인 것이 바람직하다.The temperature of the copper electroless plating solution in the steps (a) and (c) is preferably 15 to 80 ° C.
또한, 상기 가속제를 제거하는 (b) 단계는, 15 내지 100℃의 이온 제거수에서 10초 내지 10분 동안 이루어지게 할 수도 있고, 희석된 암모니아수 또는 시트르산 계열의 용액을 단독 또는 과산화수소와 함께 사용하여 10 초 내지 10분 동안 이루어지게 할 수도 있다.In addition, the step (b) of removing the accelerator may be made for 10 seconds to 10 minutes in deionized water of 15 to 100 ℃, using diluted ammonia water or citric acid-based solution alone or in combination with hydrogen peroxide To 10 seconds to 10 minutes.
상기 다양한 크기의 패턴영역들을 가지는 기판은, Ta, TaN, Ti, TiN 및 Ru로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 막이 확산 방지막으로서 형성되어 있는 다양한 크기의 트랜치(trench), 비아(via), 및 다마신 구조를 갖는 것으로 선택할 수 있다. 여기에 사용되는 다마신 구조의 패턴은 Ta, TaN 또는 그들의 이중층(bilayer)이나 TiN, Ti 또는 그들의 이중층의 확산 방지막 층을 가진 기판일 수 있다.The substrate having pattern regions of various sizes includes trenches, vias, and of various sizes in which at least one film selected from the group consisting of Ta, TaN, Ti, TiN, and Ru is formed as a diffusion barrier film, and It can be chosen to have a damascene structure. The pattern of the damascene structure used herein may be a substrate having Ta, TaN or their bilayers or a diffusion barrier layer of TiN, Ti or their bilayers.
기판에 형성된 패턴의 크기와 밀도에 따라, 단차 평탄도를 높이기 위해 상기 (a) 내지 (c) 단계를 적어도 2회 이상 반복할 수도 있다.Depending on the size and density of the pattern formed on the substrate, the steps (a) to (c) may be repeated at least two times to increase the level flatness.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
[기판의 선택][Selection of substrate]
구리 무전해도금을 하기 위한 기판으로는 다양한 크기의 패턴영역들을 갖는 실리콘 웨이퍼 상에 7.5 nm 두께의 탄탈륨(Ta) 및 7.5 nm 두께의 질화탄탈륨(TaN)을 확산방지막으로 형성한 탄탈륨/질화탄탈륨/실리콘 구조를 사용하였다. 본 발명에서의 예비 실험들 및 실시예들에서는 상기한 기판을 사용하였지만, 그 외에도 Ta, TaN, Ti, TiN, Ru가 확산 방지막으로 형성되어 있는 다양한 크기의 트랜치(trench), 비아(via), 및 다마신 구조를 가지는 기판에도 본 발명의 방법이 당연히 적용될 수 있다.As a substrate for copper electroplating, tantalum / tantalum nitride / formed with a diffusion barrier of 7.5 nm thick tantalum (Ta) and 7.5 nm thick tantalum nitride (TaN) on a silicon wafer having pattern regions of various sizes. Silicon structure was used. Preliminary experiments and embodiments in the present invention used the substrate described above, but in addition, trenches, vias, of various sizes in which Ta, TaN, Ti, TiN, and Ru are formed as diffusion barriers. And the method of the present invention can naturally be applied to a substrate having a damascene structure.
[기판 전처리][Substrate pretreatment]
구리 무전해 도금을 수행하기 위하여 먼저, 표면의 자연산화막인 산화 탄탈륨막을 불산과 질산 및 이온제거수(De-Ionized Water)로 이루어진 희석된 불산 용액에 10분간 침지시킨 후, 이온제거수에서 잔류물을 제거했다. 그 다음, 기판 표면을 이온제거수 100 mL에 염화주석(SnCl2) 0.7 g, 염산(HCl) 6 mL의 용액에서 2분간 Sn 감응화처리(sensitization)를 수행하였다. 팔라듐 활성화를 위해 초순수 200 mL에 염화팔라듐 (PdCl2) 0.02 g, 50%의 불산 1 mL, 및 35%의 염산(HCl) 0.6 mL가 혼합된 용액에서 20초간 침지시킨다. In order to perform copper electroless plating, first, a tantalum oxide film, which is a natural oxide film on the surface, is immersed in a dilute hydrofluoric acid solution consisting of hydrofluoric acid, nitric acid, and de-ionized water for 10 minutes, and then a residue in deionized water. Removed. Subsequently, the substrate surface was subjected to Sn sensitization in a solution of 0.7 g of tin chloride (SnCl 2) and 6 mL of hydrochloric acid (HCl) in 100 mL of deionized water. For palladium activation, immerse in 200 mL of ultrapure water for 20 seconds in a solution mixed with 0.02 g of palladium chloride (PdCl2), 1 mL of 50% hydrofluoric acid, and 0.6 mL of 35% hydrochloric acid (HCl).
[예비 실험 1][Preliminary Experiment 1]
팔라듐으로 활성화된 기판을 0.5 mg/L의 SPS와 0.1 g/L의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)이 포함된 구리 무전해 도금용액에서 패턴 채움을 70℃에서 3분간 실시하였다. 이때 구리 무전해 도금액은 6.3 g/L 황산구리, 2.9 g/L 포름알데히 드, 15.8 g/L 에틸렌디아민사아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA), 27 g/L 수산화칼륨 등으로 구성하였으며, 1단계만으로 구리 무전해 채움 도금을 실시하여 도 1의 (a)와 같이 나타내었다. Palladium-activated substrates were pattern filled in a copper electroless plating solution containing 0.5 mg / L SPS and 0.1 g / L 2,2'-dipyridyl. It was carried out for a minute. The copper electroless plating solution consisted of 6.3 g / L copper sulfate, 2.9 g / L formaldehyde, 15.8 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and 27 g / L potassium hydroxide. Copper electroless fill plating was performed and shown as (a) of FIG. 1.
그 결과, 도 1의 (a)에서 보는 바와 같이 바닥부터 구리가 차 오르는 이른바 초등각 전착(superfilling)이 나타났지만, 작은 크기의 패턴과 큰 크기의 패턴 간에 전착량의 차이가 큼을 알 수 있다. As a result, as shown in (a) of FIG. 1, so-called superfilling, in which copper rises from the bottom, appeared, but it can be seen that the difference in the amount of electrodeposition between the small size pattern and the large size pattern is large.
[예비 실험 2][Preliminary Experiment 2]
팔라듐으로 활성화된 기판을 0.5 mg/L의 DPS와 0.1 g/L의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)이 포함된 구리 무전해 도금용액에서 패턴 채움을 70℃에서 3분간 실시하였다. 이때 구리 무전해 도금액은 6.3 g/L 황산구리, 2.9 g/L 포름알데히드, 15.8 g/L 에틸렌디아민사아세트산 (ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA), 27 g/L 수산화칼륨 등으로 구성하였으며, 1단계만으로 구리 무전해 채움 도금을 실시하여 도 1의 (b)와 같이 나타내었다. Palladium-activated substrates were pattern-filled in a copper electroless plating solution containing 0.5 mg / L DPS and 0.1 g / L 2,2'-dipyridyl. It was carried out for a minute. The copper electroless plating solution consisted of 6.3 g / L copper sulfate, 2.9 g / L formaldehyde, 15.8 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and 27 g / L potassium hydroxide. The filling plating was performed and shown as (b) of FIG. 1.
그 결과, 도 1의 (b)에서 보는 바와 같이 DPS를 사용했을 경우에도 바닥부터 구리가 차 오르는 초등각 전착이 나타났으며, 표면 거칠기가 SPS에 비해 향상되었지만, 이 역시 좁은 패턴 영역과 넓은 패턴 영역의 전착량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 도 1의 (b)에서 각 사진의 상부에 적힌 숫자는 패턴 사이즈를 나타낸다.As a result, as shown in (b) of FIG. 1, even in the case of using the DPS, copper electrode rises from the bottom of the elementary electrodeposition, and the surface roughness is improved compared to the SPS, but this also has a narrow pattern area and a wide pattern. The difference in electrodeposition amount in the region was found to be large. In FIG. 1B, the numbers written on the upper portions of the photographs indicate the pattern sizes.
[예비 실험 3][Preliminary Experiment 3]
상기한 기판의 선택 및 기판 전처리 공정을 거쳐서 팔라듐으로 활성화된 기판(10)을 0.5 mg/L의 DPS와 0.1 g/L의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)이 포함된 구 리 무전해 도금용액과 2.0 mg/L의 DPS와 0.1 g/L의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)이 포함된 구리 무전해 도금용액에서 각각 별도로 무전해 도금을 수행하여 그 결과를 도 2의 (b)에 나타내었다. 도 2의 (a)에 나타내었듯이 저농도의 DPS(0.5 mg/L DPS)를 사용했을 때는 빠른 가속효과로 인해 큰 패턴영역(L1)에서는 초등각 전착을 보이는 전착층(12)이 형성되었지만, 작은 패턴영역(S1)에서는 빠른 가속효과로 인해 보이드(void; 14)가 발생하였으며, 고농도의 DPS(2.0 mg/L DPS)를 사용했을 때는 가속효과가 억제되어 좁은 패턴 영역(S2)에서는 초등각 전착을 보였으나, 큰 패턴 영역(L2)에서는 전착속도가 지나치게 느려 전착시간을 증가시켜도 패턴을 채울 수 없었다.The
[실시예 1]Example 1
예비 실험 3에서 보인 특성에 착안하여, 본 발명자들은 먼저 고농도의 DPS 를 포함한 구리 무전해 도금용액에서 좁은 영역의 패턴을 채운 뒤, 표면에 흡착된 DPS를 제거한 후, 다시 저농도의 DPS를 포함한 구리 무전해 도금용액에서 나머지 채워지지 않은 부분을 구리로 채우면 각기 다른 크기의 패턴을 적은 단차로 전착할 수 있음을 알아내었다. 구리 무전해 도금용액에서 가속제인 DPS를 제외한 나머지 성분은 예비 실험 1에서와 마찬가지로 6.3 g/L 황산구리, 2.9 g/L 포름알데히드, 15.8 g/L 에틸렌디아민사아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA), 27 g/L 수산화칼륨, 0.1 g/L의 2,2'-디피리딜(2,2'-dipyridyl)이 포함되도록 하였다. 위에서 첨가된 2,2'-디피리딜은 무전해 도금 용액을 안정화시키고 막 내 산화를 방지하며 전착속도를 조절함으로써 표면의 거칠기를 줄여주는 역할을 하는 것으로 PEG, RE-610, Triton X-100 등도 사용할 수 있으나 2,2'-디피리딜이 더욱 바람직하다. In view of the properties shown in Preliminary Experiment 3, the present inventors first filled a narrow area pattern in a copper electroless plating solution containing a high concentration of DPS, and then removed the DPS adsorbed on the surface, and then again a copper radio containing a low concentration of DPS. It was found that by filling the remaining unfilled portions of the plating solution with copper, different size patterns could be electrodeposited with a small step. In the copper electroless plating solution, the remaining components except for the accelerator DPS were 6.3 g / L copper sulfate, 2.9 g / L formaldehyde, 15.8 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 27 g as in the preliminary experiment 1. / L potassium hydroxide, 0.1 g / L 2,2'-dipyridyl (2,2'-dipyridyl) was to be included. The 2,2'-dipyridyl added above serves to reduce surface roughness by stabilizing the electroless plating solution, preventing oxidation in the film, and controlling the electrodeposition rate. PEG, RE-610, Triton X-100 And the like, but 2,2'-dipyridyl is more preferable.
따라서, 다음과 같은 단계로 본 발명의 실시예 1을 진행하였다. 상기한 기판의 선택 및 기판 전처리 공정을 거쳐서 팔라듐으로 활성화된 기판(10)에 대해 먼저 고농도의 DPS (2.0mg/L)가 포함된 구리 무전해 도금용액으로 좁은 영역의 패턴을 채우는 1차 도금을 한 뒤, 표면에 흡착된 DPS를 이온제거수에서 탈착시킨 후, 저농도의 DPS (0.5mg/L)가 포함된 구리 무전해 도금용액으로 나머지 채워지지 않은 부분을 구리로 채우는 2차 도금을 하였다. 표면에 흡착된 DPS를 이온제거수에서 탈착시키는 공정은, 이온 제거수의 온도를 15 내지 100℃로 유지하면서 10초 내지 10분 동안 진행하면 된다. 한편, 1차 도금 및 2차 도금 시에 도금 용액의 온도는 15 내지 80℃로 하는 것이 좋다. 상기 무전해 도금은 15 ~ 80℃에서 수행되는 것이 바람직하며, 만일 상기 온도범위를 미달하는 경우에는 막 내부에 불순물이 포함되며, 상기 온도 범위를 초과하는 경우에는 용액의 안정성이 떨어지게 된다. 또한, 가속제의 사용시 농도에 따라 무전해 도금을 가속 또는 감속시키는 효과를 나타내므로 무전해 도금시 교반을 수행하지 않는 것이 바람직하다.Therefore, Example 1 of the present invention was carried out in the following steps. Through the selection of the substrate and the substrate pretreatment process, the palladium-activated
이와 같은 과정을 도 3에 나타내었다. 본 실시예 1에서는 표면에 흡착된 DPS를 탈착시키기 위해 이온 제거수를 사용하였으나, 암모니아수로 구리 표면을 극미량 식각하는 방법을 사용하는 것이 좋다.This process is shown in FIG. 3. In Example 1, ion removal water was used to desorb the DPS adsorbed on the surface, but it is preferable to use a method of etching a very small amount of copper surface with ammonia water.
1차 무전해 채움 도금 시 표면에 흡착된 가속제를 효과적으로 탈착 또는 제거 하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 상온 또는 고온의 초순수에서 세척하거나 암모니아 수에서 구리 표면을 식각함으로써 제거하는 것이 바람직하다. 만약 완전한 제거가 안될 경우 2차 무전해 도금 채움 시 가속제의 흡착이 추가되어 더 이상 전착이 이루어지지 않을 수도 있다. 이때, 암모니아 수에 미량의 과산화수소를 첨가하거나 암모니아 수가 아닌 시트르산(citric acid)용액을 사용하여 가속제의 탈착을 용이하게 할 수도 있다.It is very important to effectively desorb or remove the accelerator adsorbed on the surface during the first electroless fill plating. For this purpose it is desirable to remove it by washing in ultrapure water at room temperature or high temperature or by etching the copper surface in ammonia water. If the removal is not complete, the secondary electroless plating fill may add the adsorption of the accelerator to prevent further electrodeposition. In this case, a small amount of hydrogen peroxide may be added to the ammonia water or a citric acid solution other than the ammonia water may be used to facilitate desorption of the accelerator.
실시예 1이 적용된 결과를 도 4에 나타내었다. 도 1의 (b)에서 1단계로 채운 것과 비교해 볼 때 작은 패턴에도 보이드(void)가 발생하지 않고 단차의 평탄화가 개선된 것을 알 수 있다. Example 1 is applied to the results are shown in FIG. Compared with the one-step filling in FIG. 1B, it can be seen that voids do not occur even in a small pattern and the flatness of the step is improved.
[실시예 2]Example 2
실시예 2는 실시예 1의 과정과 기본적으로 동일하게 진행하였으나, 표면에 흡착된 DPS를 제거하는 데에 있어서 이온 제거수가 아닌 희석된 암모니아 수만을 사용하였다. 즉, 도 3에서 보인 바와 같이 먼저 고농도의 DPS(2.0mg/L)를 포함한 구리 무전해 도금용액에서 좁은 영역의 패턴을 채운 뒤, 표면에 흡착된 DPS를 희석된 암모니아 수에서 구리 표면을 식각함으로써 함께 제거한 뒤, 저농도의 DPS(0.5mg/L)를 포함한 구리 무전해 도금용액에서 나머지 채워지지 않은 부분을 구리로 채웠다. 그 결과를 도 5와 같이 나타내었다. 도 5를 참조하면, 모든 크기의 패턴이 전착량의 단차없이 함께 전착되었음을 확인할 수 있으며, 이는 무전해 도금에서 가속제의 농도 의존적 특성을 이용한 새로운 단차 평탄화 공정이라고 할 수 있다. 본 실시예에서는 표면에 흡착된 DPS를 희석된 암모니아 수에서 구리 표면을 식각함으로써 함께 제거하였지만, 시트르산(citric acid) 계열의 용액을 단독 또는 과산화수소와 사용하여 10 초 내지 10분 동안 이를 제거하거나 구리 표면의 식각과 함께 제거할 수도 있다.Example 2 proceeded basically in the same manner as in Example 1, but only diluted ammonia water, not ion removal water, was used to remove DPS adsorbed on the surface. That is, as shown in FIG. 3, first, by filling a narrow pattern in a copper electroless plating solution containing a high concentration of DPS (2.0 mg / L), and then etching the copper surface by diluting DPS adsorbed on the surface in dilute ammonia water. After removal together, the remaining unfilled portion of the copper electroless plating solution containing low concentration of DPS (0.5 mg / L) was filled with copper. The results are shown in FIG. Referring to FIG. 5, it can be seen that patterns of all sizes were electrodeposited together without a step of electrodeposition amount, which can be referred to as a new step planarization process using concentration-dependent characteristics of an accelerator in electroless plating. In this embodiment, the DPS adsorbed on the surface was removed together by etching the copper surface in dilute ammonia water, but the citric acid solution was removed for 10 seconds to 10 minutes alone or using hydrogen peroxide or the copper surface It can also be removed with etching.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 대해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않고, 이와 관련된 모든 분야에서의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상적 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.Although the embodiments of the present invention have been described as described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical spirit of all the related fields. Do.
따라서, 본 실시예들에서는 가속제로서 DPS만을 적용하였으나, 그 외에도 MPSA나 SPS를 적용할 수도 있다. 그리고, 본 실시예들에서는 도금의 횟수를 2차에 한하였으나, 패턴의 크기와 밀도에 따라 3차 이상의 도금을 하여도 좋다. 다만 도금의 횟수가 증가할 때마다 더 낮은 농도의 가속제를 포함하는 구리 무전해 도금용액을 사용하여야 한다.Therefore, in the present embodiments, only DPS is applied as an accelerator, but in addition, MPSA or SPS may be applied. In the present embodiments, the number of plating is limited to the second, but three or more plating may be performed according to the size and density of the pattern. Whenever the number of plating increases, a copper electroless plating solution containing a lower concentration of accelerator should be used.
본 발명에 따르면, 구리 무전해 도금만을 이용해 시드층 없이 초등각 구리 전착을 수행할 때, 패턴 크기에 따라 나타나는 전착량의 차이를 줄일 수 있어서 유용하다. 이는 기존의 전해 도금에서와 같이 단차 평탄제(Leveler)를 사용하지 않고 공정 변화를 통해 단차를 줄이는 새로운 단차 평탄화 방법이라 할 수 있다.According to the present invention, when performing isotropic copper electrodeposition without a seed layer using only copper electroless plating, it is useful because the difference in the amount of electrodeposition depending on the pattern size can be reduced. This is a new step planarization method that reduces the step by process change without using a leveler as in the existing electroplating.
상기에서 본 발명은 기재된 구체적인 예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.While the invention has been described in detail with reference to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the scope and spirit of the invention, and such modifications and variations fall within the scope of the appended claims. It is also natural.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060091238A KR100788279B1 (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Leveling method in cu electroless plating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060091238A KR100788279B1 (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Leveling method in cu electroless plating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100788279B1 true KR100788279B1 (en) | 2008-01-02 |
Family
ID=39215927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060091238A KR100788279B1 (en) | 2006-09-20 | 2006-09-20 | Leveling method in cu electroless plating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100788279B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101034089B1 (en) * | 2008-10-21 | 2011-05-13 | 엘지이노텍 주식회사 | core substrate and method for fabricating the same |
| KR101124784B1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-03-23 | 엘지이노텍 주식회사 | core substrate and method for fabricating the same |
| KR101605811B1 (en) * | 2014-04-16 | 2016-03-24 | 서울시립대학교 산학협력단 | Cu plating solution for filling through silicon via and method for filling through silicon via using the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR880006380A (en) * | 1986-11-06 | 1988-07-22 | 오까베 다까시 | Manufacturing method of electroless copper plating solution and electroless plating copper |
| JP2002053971A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-19 | Sony Corp | Plating method, plating structure, method for producing semiconductor device, and semiconductor device |
| KR20020060716A (en) | 1999-10-20 | 2002-07-18 | 바누치 유진 지. | Method and apparatus for determination of additives in metal plating baths |
-
2006
- 2006-09-20 KR KR1020060091238A patent/KR100788279B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR880006380A (en) * | 1986-11-06 | 1988-07-22 | 오까베 다까시 | Manufacturing method of electroless copper plating solution and electroless plating copper |
| KR20020060716A (en) | 1999-10-20 | 2002-07-18 | 바누치 유진 지. | Method and apparatus for determination of additives in metal plating baths |
| JP2002053971A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-19 | Sony Corp | Plating method, plating structure, method for producing semiconductor device, and semiconductor device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101034089B1 (en) * | 2008-10-21 | 2011-05-13 | 엘지이노텍 주식회사 | core substrate and method for fabricating the same |
| KR101124784B1 (en) * | 2011-03-03 | 2012-03-23 | 엘지이노텍 주식회사 | core substrate and method for fabricating the same |
| KR101605811B1 (en) * | 2014-04-16 | 2016-03-24 | 서울시립대학교 산학협력단 | Cu plating solution for filling through silicon via and method for filling through silicon via using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7694413B2 (en) | Method of making a bottomless via | |
| US6605874B2 (en) | Method of making semiconductor device using an interconnect | |
| JP5203602B2 (en) | Method for direct electroplating of copper onto a non-copper plateable layer | |
| US7968455B2 (en) | Copper deposition for filling features in manufacture of microelectronic devices | |
| US9786604B2 (en) | Metal cap apparatus and method | |
| US20070284746A1 (en) | Nano-electrode-array for integrated circuit interconnects | |
| US7064065B2 (en) | Silver under-layers for electroless cobalt alloys | |
| WO2015172089A1 (en) | Super conformal plating | |
| KR101170560B1 (en) | Compositions for the currentless depoisition of ternary materials for use in the semiconductor industry | |
| US20110057316A1 (en) | Copper wiring line of semiconductor device and method for forming the same | |
| US7879218B1 (en) | Deposit morphology of electroplated copper | |
| KR20020004826A (en) | Method for depositing copper onto a barrier layer | |
| US20050170650A1 (en) | Electroless palladium nitrate activation prior to cobalt-alloy deposition | |
| KR100788279B1 (en) | Leveling method in cu electroless plating | |
| KR101069630B1 (en) | Method for fabricating metal line using adsorption inhibitor in semiconductor device | |
| CN102683270A (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
| JPWO2005038088A1 (en) | Electroless copper plating solution and method of manufacturing wiring board using the same | |
| US6875260B2 (en) | Copper activator solution and method for semiconductor seed layer enhancement | |
| US7198662B2 (en) | Electroless plating pre-treatment solution and electroles plating method | |
| US20150322587A1 (en) | Super conformal plating | |
| KR20070059616A (en) | Superconformal cu electroless-plating by using additives | |
| KR100752504B1 (en) | Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating | |
| KR20090102464A (en) | Electroless plating solution and plating method using the same | |
| TWI853334B (en) | Composition for plating copper and method of forming conductors including copper using the same | |
| Inoue et al. | Study of low resistance TSV using electroless plated copper and tungsten-alloy barrier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120618 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |