KR100475403B1 - 반도체 배선용 구리 박막 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 반도체 배선용 구리 박막 형성방법은: 구리염과, 착화제와, 환원제, 및 pH 조절제를 포함하는 구리 무전해 도금액에 피도금체를 침지하여 상기 피도금체 표면에 무전해 도금을 실시하는 데 있어서, 일예로서, 상기 환원제로서 포름알데히드를 이용하고, 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 무전해 도금을 실시하고, 다른 예로서, 환원제로서 포름알데히드를 이용하며, 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 실시한 다음에, 구리 무전해 도금액의 온도를 15℃∼28℃로 하여 무전해 도금을 실시하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 구리 무전해 도금액의 온도를 일정시간 동안 상승시켜 구리 박막의 내부에 구리 산화물이 존재하지 않고, 구리 박막의 비저항은 낮으며, 접합성도 뛰어난 반도체 배선용 구리 박막을 얻을 수 있기 때문에, 고품질의 반도체 소자를 제공할 수 있다. 또한, 기판을 회전시키면서 구리 무전해 도금을 실시하거나 구리 무전해 도금액의 용도를 증가시켜서 잠복기를 줄여 공정 전체 시간을 최소화할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 배선용 금속막 형성방법 관한 것으로서, 특히 무전해 도금을 이용하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 배선으로서 구리 박막은 알루미늄막을 대체하여 차세대 로직칩(logic chip)과 디램(DRAM) 반도체의 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 인식되고 있다. 구리는 알루미늄에 비해 비저항이 낮기 때문에 저항-축전 지연(RC delay)을 감소시켜 집적회로를 보다 빠르게 동작 가능하고 전기이동에 대한 저항성(electromigration resistance)이 좋기 때문에 소자 내에서의 금속 회로의 단락을 줄일 수 있어 알루미늄을 대신하여 0.18㎛이하의 반도체 소자에 있어서의 그 사용 가능성을 인정받고 있다.
이러한 구리 박막 형성하는 데 있어서, 간단한 습식법으로서 도금액을 이용하는 무전해 도금 방법을 이용하고 있다. 무전해 도금이란, 피도금체 표면에 외부로부터 전기 에너지를 공급받지 않고 제이구리이온을 포함하는 용액에 환원제를 첨가하여 자기 촉매적으로 구리를 환원시키는 것이다. 여기서, 반도체 소자의 배선 공정에서는 무전해 도금을 이용하여 상기 환원된 구리를 웨이퍼 표면에 증착시킨다.
종래에서는 환원제로서 포름알데히드(HCHO)를 이용하는 데, 포름알데히드의 산화 반응은 다음의 화학식 1과 같다.
이러한 포름알데히드의 산화 반응에서 발생한 전자는 화학식 2에서와 같이 착화제와 결합하고 있는 구리 이온이 받아서 구리로 환원된다.
이와 같이, 포름알데히드가 산화되어 수소 기체가 발생하게 되면, 수소 기체는 기판 표면 상에 흡착된 상태로 존재하여서 구리 무전해 도금을 방해하고, 또 일부는 구리의 내부에 존재하여 구리의 표면적을 넓게 형성함으로써, 배선용 구리 박막이 불균일하게 된다. 이러한 넓은 표면적을 가진 구리 박막은, 산소와 반응하여 산화되는 구리의 특성상 더 넓은 부분에서 산화물을 형성하게 되고 결과적으로 비저항 값이 커지는 문제점을 야기한다.
도 1a는 종래의 환원제로서 포름알데히드를 이용하여 무전해 도금한 구리 박막을 나타내기 위한 SEM(scanning electron microscope) 사진이며, 도 1b는 도 1a에 있어서의 구리 박막이 형성되는 과정을 나타내는 AES(Auger electron spectroscopy) 그래프이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 도 1b에서 나타낸 것과 같이, 기판에 구리 증착공정이 이루어지고, 증착된 구리 박막 내에는 산소가 상당량 존재하는 것을 볼 수 있다. 이렇게 증착 환원제로서 포름알데히드를 이용하여 상온에서 무전해 도금을 실시할 경우에, 3분 정도 실시하면, 도 1a에서 나타낸 것과 같은 표면이 불균일한 구리 박막이 증착됨을 볼 수 있다. 이때, 전체 비저항이 약 5.1μΩ·㎝로 나타나고, 이것은 실제 구리의 비저항이 1.7μΩ·㎝것에 비하여 3배나 높게 되는 것이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상술한 종래의 문제점을 해결하여 보다 균일하고 비저항이 낮은 반도체 배선용 구리 박막 형성방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 일예의 반도체 배선용 구리 박막 형성방법은: 구리염과, 구리이온과 리간드를 형성하여 액상반응을 억제하는 착화제와, 구리이온을 환원시키는 환원제, 상기 환원제가 산화되도록 적당한 pH를 유지시키는 pH 조절제를 포함하는 구리 무전해 도금액에 피도금체를 침지하여 상기 피도금체 표면에 무전해 도금을 실시하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법에 있어서, 상기 무전해 도금은 상기 환원제로서 포름알데히드를 이용하고, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 예의 반도체 배선용 구리 박막 형성방법은: 구리염과, 구리이온과 리간드를 형성하여 액상반응을 억제하는 착화제와, 구리이온을 환원시키는 환원제, 상기 환원제가 산화되도록 적당한 pH를 유지시키는 pH 조절제를 포함하는 구리 무전해 도금액에 피도금체를 침지하여 상기 피도금체 표면에 무전해 도금을 실시하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법에 있어서, 상기 무전해 도금은 상기 환원제로서 포름알데히드를 이용하며, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 실시한 다음에, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 15℃∼28℃로 하여 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일예 및 다른 예에 있어서, 나아가, 상기 무전해 도금은, 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 0.7∼1.1g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 2∼2.5g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 0.3∼0.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 3∼5g/L의 수산화칼륨으로 형성하여 실시하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체 표면에 구리 결정이 증착된 때부터 상기 피도금체 표면 전체에서 구리 결정의 성장이 이루어지기 전까지의 시간, 즉 잠복기에는 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 5∼8g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 14∼18g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 2∼3.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 20∼35g/L의 수산화칼륨으로 농도 증가시켜 실시하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체를 회전시키면서 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 무전해 도금은, 질소 분위기 또는 아르곤 분위기에서 실시하는 것이 바람직하다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 일예에 따른 반도체 배선용 구리 박막 형성 방법에 관하여 설명한다.
반도체 배선용 구리 박막 형성 방법은, 우선, 실리콘 웨이퍼로서 기판을 마련한 다음에, 구리 무전해 도금액에 웨이퍼를 침지시켜 웨이퍼 표면에 구리 박막을 형성하는 데, 이때 구리 무전해 도금액의 온도는 70℃로 일정하게 유지하면서 무전해 도금 공정이 이루어지게 된다.
여기서, 구리 무전해 도금액은 구리이온을 생성하는 구리염, 구리이온을 환원시키는 환원제, 구리이온과 리간드를 형성함으로써 구리가 액상에서 환원되어 용액이 불안정하게 되는 것을 방지하기 위한 착화제, 및 상기 환원제가 산화되도록 용액을 적당한 pH로 유지시키는 pH 조절제가 혼합된 것으로서, 구리염으로서 0.7∼1.1g/L의 황산구리, 착화제로서 2∼2.5g/L의 에틸렌디아민아세트산, 환원제로서 0.3∼0.5g/L의 포름알데히드, pH 조절제로서 3∼5g/L의 수산화칼륨으로 이루어지는 것이다.
이때, 구리 무전해 도금액의 온도는 70℃로 하였으나 이에 한하지 않는다. 그러나, 환원제로서 포름알데히드를 사용하므로 구리 무전해 도금액의 온도가 70℃보다 높을 경우에 화학식 3에서 나타내는 것과 같은 부반응을 일으키게 된다.
그러므로, 화학식 3에서와 같은 부반응이 일어나지 않도록 구리 무전해 도금액의 온도는 70℃이하로 이루어져야만 한다. 더불어, 상온 보다 높은 온도에서 이루어져서 산소 기체의 용해도를 감소시켜 구리 무전해 도금액 내에 산소의 양을 줄임으로써 산소로 인해 구리 박막에 산화물이 발생되는 것을 방지해야 한다. 그러므로, 상온 보다 높은 30℃∼70℃의 범위에서 이루지는 것이 보다 바람직한 것이다. 이때, 이러한 구리 무전해 도금액의 온도에서는 상술한 환원제로서 포름알데이드의 산화 반응에서 발생하는 수소 기체는 온도가 높을 수록 운동에너지가 증가하게 되어 구리 박막의 표면에서 쉽게 떨어져 박막의 균일성이 높아지며, 생성된 구리 산화물도 용해도가 증가하여 구리 박막 내에서 존재하기 어려워진다.
[실시예 1]
본 실시예는 본 발명의 일예에 따라 구리 무전해 도금액을 0.9g/L의 황산구리, 2.3g/L의 에틸렌디아민아세트산, 0.41g/L의 포름알데히드, 3.9g/L의 수산화칼륨으로 혼합한다. 여기서, 구리 무전해 도금은 상기 구리 무전해 도금액을 70℃로 유지하여 40분 동안 실시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 증착된 구리 박막을 나타낸 SEM사진이고, 도 2b는 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 증착된 구리 박막을 나타낸 AES 그래프이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명 일예의 실시예 1에 따른 결과, 도 2a에서 나타낸 것 같이, 전체 구리 박막의 두체는 약 5000Å이며, 비저항은 약 2μΩ·㎝인 것을 알 수 있다. 또한, 도 2b에서 나타내는 것 같이, 구리 박막의 내부에 구리 산화물이 존재하지 않고, 구리 박막의 비저항은 거의 실제 구리의 비저항에 근접한 값으로 이루어지는 것을 알 수 있다.
도 3은 본 발명에 있어서의 반도체 배선용 구리 박막 형성 방법에 따라 증착되는 구리 박막의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일예에 따라 구리 무전해 도금을 실시하면 구리 박막의 결정 성장, 즉 구리 박막의 두께를 형성하는 시간은 공정 실시의 약 18분 후 이다. 이는 구리 결정이 기판 표면에 형성된 때부터 구리 결정이 기판 표면 전체에 형성되어 구리 결정이 성장하기 전까지의 시간 간격(이하에서는, '잠복기'라 한다)은 구리 결정이 성장하기 시작하여 구리 박막의 두께가 형성되는 시간과 거의 비슷한 것을 알 수 있다. 이렇게 공정 시간의 반을 차지할 정도의 잠복기가 나타나는 이유는, 기판 표면 상에 팔라듐과 같은 비저항이 상대적으로 높은 촉매가 존재하여 환원제의 산화에 의해 발생한 전자를 구리 이온에 전달하지 못하기 때문이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에서의 기판의 표면 상태를 나타내기 위한 SEM 사진들이다. 이때, 도 4a는 잠복기 전의 기판 표면을 나타낸 SEM 사진이고, 도 4b는 잠복기 동안의 기판 표면을 나타낸 SEM 사진이며, 도 4c는 잠복기 후의 기판 표면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명에서의 구리 박막 증착은 도 4a에서와 같이 잠복기 전에는 구리 결정이 약간 보이다가 도 4b에서와 같이, 잠복기 동안에는 기판 표면 전체에 결정들이 형성되는 것을 볼 수 있는 데, 기판 표면 전체에 결정들이 다 형성되면 그 다음부터, 즉 잠복기 이후에는, 도 4c에서와 같이 결정 성장이 이루어지는 것을 볼 수 있다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 실시예 1에서와 같은 구리 무전해 도금액에 기판을 침지시켜 무전해 도금 공정을 실시한다. 이때, 본 실시예에서는 기판을 회전시키면서 무전해 도금 공정을 실시하여 잠복기를 줄인다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 2에서의 무전해 도금의 잠복기의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명 일예에 따른 실시예 2에서와 같이 무전해 도금을 실시할 때 기판을 회전시키면, 기판의 회전 속도가 증가할수록 잠복기가 짧아지다가 50rpm일 때부터 약 3분으로 일정해 지는 것을 알 수 있다.
도 6a는 본 발명에 따른 실시예 2에 있어서의 구리 박막 증착에 따른 면저항의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6b는 도 6a에서의 면저항에 따라 증착된 구리 박막의 두께를 나타낸 SEM 사진이다. 이때, 기판의 회전 속도를 50rpm로 일정하게 유지한다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 실시예 2에서와 같이 기판을 회전시키면서 무전해 도금 공정을 실시할 경우, 도 6a에서와 같이, 구리 박막 증착 시간에 따른 1/면저항 값이 커지므로, 면저항이 줄어들고 결국, 잠복기가 감소하여 구리 박막 증착이 빨리 이루어지게 되는 것이다. 또한, 구리 박막 두께는 면저항과 반비례 관계이므로 1/면저항 값을 통해서 유추할 수 있다. 여기서, 기판의 회전 속도를 50rpm으로 유지하여 무전해 도금 공정을 10분 동안 실시하면, 도 6b에서와 같이, 두께가 1900Å이고, 비저항이 약 2.6μΩ·㎝으로 이루어진 구리 박막을 얻을 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예에서는 실시예 1에서와 같은 구리 무전해 도금액에 기판을 침지시켜 무전해 도금 공정을 실시한다. 이때, 잠복기에서는 구리 무전해 도금액의 농도를 7배 정도로 증가시켜 실시한다.
여기서, 잠복기의 구리 무전해 도금액은 5∼8g/L의 황산구리, 14∼18g/L의 에틸렌디아민아세트산, 2∼3.5g/L의 포름알데히드, 및 20∼35g/L의 수산화칼륨으로 농도를 증가시킨다.
도 7은 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서 무전해 도금 공정 전체의 면저항변화를 나타내기 위한 그래프이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따라 무전해 도금의 잠복기에 초기 구리 무전해 도금액의 농도를 7배 정도로 증가시켜 실시하면, 구리 박막 증착 시간에 따른 1/면저항 값은 크게 증가한다. 그러므로, 잠복기는 35초로 크게 감소하게 된다. 그러나, 이러한 증가된 농도에서 계속 무전해 도금을 실시하면 구리 박막의 접합성이 떨어지므로, 잠복기를 지난 후에는 초기 농도로 무전해 도금을 실시해야한다.
도 8은 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서 잠복기 이후의 면저항 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 잠복기 동안에 구리 무전해 도금액의 농도를 7배 증가시켜 잠복기를 줄인 후에, 다시 초기의 구리 무전해 도금액의 농도로 무전해 도금을 할 경우에는, 용액의 농도 증가로 감소했던 접합성이 증가하여 일정한 두께의 구리 박막이 형성되는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 실시예 3에 의하여 형성된 구리 박막을 나타낸 SEM 사진이다.
도 9를 참조하면, 실시예 3에 따라 15분간 무전해 도금을 실시하여 증착하면, 두께는 1500Å이고, 비저항이 약 2.1μΩ·㎝으로 이루어진 구리 박막을 얻을 수 있다.
다음에는, 본 발명의 다른 예에 따른 반도체 배선용 구리 박막 형성 방법에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
다른 예에 따른 반도체 배선용 구리 박막 형성 방법은, 실리콘 웨이퍼로서 기판을 마련한 다음에, 구리 무전해 도금액에 웨이퍼를 침지시켜 웨이퍼 표면에 구리 박막을 형성한다. 이때 구리 무전해 도금액의 온도는 30℃∼70℃로 증가시킨 다음에, 15℃∼28℃로 다시 식힌 후에 무전해 도금을 실시한다. 또한, 온도를 증가시킬 때에는 부반응이 일어나지 않도록 구리 무전해 도금액의 온도는 70℃이하로 이루어져야만 한다.
[실시예 4]
본 실시예에서는 실시예 1에서와 같은 구리 무전해 도금액을 이용하며, 구리 무전해 도금액의 온도를 70℃로 증가시킨 후, 상온으로 감소시킨 다음에 약 3분 동안 구리 무전해 도금을 실시한다. 이때, 온도 증가는 질소 또는 아르곤 분위기에서 이루어진다.
여기서, 구리 무전해 도금 용액의 온도를 증가시키면 실시예 1에서와 같이 산소의 용해도가 감소하여 구리 무전해 도금 용액 내에 산소를 감소시킨다. 이로 인해, 구리 박막 내의 산화물이 형성되지 않게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 실시예 4에 의해 형성된 구리 박막을 나타내는 SEM사진이다.
도 10을 참조하면, 구리 무전해 도금액을 70℃로 증가한 다음, 상온으로 식혀서 3분 동안 구리 무전해 도금을 실시하면, 두께는 약 1300Å이고, 비저항이 약 2.3μΩ·㎝으로 이루어진 구리 박막을 얻을 수 있다.
[실시예 5]
본 실시예에서는 실시예 1에서와 같은 구리 무전해 도금액을 이용하며, 구리 무전해 도금액의 온도를 70℃로 증가시킨 후, 상온으로 감소시킨 다음에 약 3분 동안 구리 무전해 도금을 실시한다
이때, 실시예 2에서와 같이 기판을 회전시키면서 무전해 도금 공정을 실시하는 것이다.
[실시예 6]
본 실시예에서는 실시예 1에서와 같은 구리 무전해 도금액에 기판을 침지시켜 무전해 도금 공정을 실시한다.
이때, 실시예 3에서와 같이, 잠복기에서는 구리 무전해 도금액의 농도를 7배 정도로 증가시켜 실시한다.
본 발명에 있어서의 이러한 구리 무전해 도금액에는 계면활성제와 같은 첨가제를 더 넣어도 좋다.
또한, 본 발명의 무전해 도금 공정은 질소 분위기 또는 아르곤 분위기에서 실시되면 더욱 박막 증착이 잘 이루어진다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 구리 박막 배선 방법에 있어서는 접착도가 더욱 향상될 뿐아니라 비저항도 감소하므로 고품질의 반도체 배선용 구리 박막을 형성할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구리 무전해 도금액의 온도를 일정시간 동안 상승시켜 구리 박막의 내부에 구리 산화물이 존재하지 않고, 구리 박막의 비저항은 낮으며, 접합성 또한 뛰어난 반도체 배선용 구리 박막을 얻을 수 있기 때문에, 고품질의 반도체 소자를 제공할 수 있다.
또한, 기판을 회전시키면서 구리 무전해 도금을 실시하거나 구리 무전해 도금액의 용도를 증가시켜서 잠복기를 줄여 공정 전체 시간을 최소화 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1a는 종래의 환원제로서 포름알데히드를 이용하여 무전해 도금한 구리 박막을 나타내기 위한 SEM(scanning electron microscope) 사진이며;
도 1b는 도 1a에 있어서의 구리 박막이 형성되는 과정을 나타내는 AES(Auger electron spectroscopy) 그래프;
도 2a는 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 증착된 구리 박막을 나타낸 SEM사진이고;
도 2b는 본 발명에 따른 실시예 1에 의해 증착된 구리 박막을 나타낸 AES 그래프;
도 3은 본 발명에 있어서의 반도체 배선용 구리 박막 형성 방법에 따라 증착되는 구리 박막의 두께를 나타낸 그래프;
도 4a 내지 도 4c는 도 3에서의 기판의 표면 상태를 나타내기 위한 SEM 사진들;
도 5는 본 발명에 따른 실시예 2에서의 무전해 도금의 잠복기의 변화를 나타낸 그래프;
도 6a는 본 발명에 따른 실시예 2에 있어서의 구리 박막 증착에 따른 면저항의 변화를 나타낸 그래프;
도 6b는 도 6a에서의 면저항에 따라 증착된 구리 박막의 두께를 나타낸 SEM 사진;
도 7은 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서 무전해 도금 공정 전체의 면저항변화를 나타내기 위한 그래프;
도 8은 본 발명에 따른 실시예 3에 있어서 잠복기 이후의 면저항 변화를 설명하기 위한 그래프;
도 9는 본 발명에 따른 실시예 3에 의하여 형성된 구리 박막을 나타낸 SEM 사진; 및
도 10은 본 발명에 따른 실시예 4에 의해 형성된 구리 박막을 나타내는 SEM사진이다.
Claims (10)
- 구리염과, 구리이온과 리간드를 형성하여 액상반응을 억제하는 착화제와, 구리이온을 환원시키는 환원제, 상기 환원제가 산화되도록 적당한 pH를 유지시키는 pH 조절제를 포함하는 구리 무전해 도금액에 피도금체를 침지하여 상기 피도금체 표면에 무전해 도금을 실시하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법에 있어서,상기 무전해 도금은 상기 환원제로서 포름알데히드를 이용하고, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 0.7∼1.1g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 2∼2.5g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 0.3∼0.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 3∼5g/L의 수산화칼륨으로 형성하여 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체 표면에 구리 결정이 증착된 때부터 상기 피도금체 표면 전체에서 구리 결정의 성장이 이루어지기 전까지의 시간, 즉 잠복기에는 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 5∼8g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 14∼18g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 2∼3.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 20∼35g/L의 수산화칼륨으로 농도 증가시켜 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체를 회전시키면서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 질소 분위기 또는 아르곤 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 구리염과, 구리이온과 리간드를 형성하여 액상반응을 억제하는 착화제와, 구리이온을 환원시키는 환원제, 상기 환원제가 산화되도록 적당한 pH를 유지시키는 pH 조절제를 포함하는 구리 무전해 도금액에 피도금체를 침지하여 상기 피도금체 표면에 무전해 도금을 실시하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법에 있어서,상기 무전해 도금은 상기 환원제로서 포름알데히드를 이용하며, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 30℃∼70℃으로 하여 실시한 다음에, 상기 구리 무전해 도금액의 온도를 15℃∼28℃로 하여 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 0.7∼1.1g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 2∼2.5g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 0.3∼0.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 3∼5g/L의 수산화칼륨으로 형성하여 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체 표면에 구리 결정이 증착된 때부터 상기 피도금체 표면 전체에서 구리 결정의 성장이 이루어지기 전까지의 시간, 즉 잠복기에는 상기 구리 무전해 도금액을 상기 구리염으로서 5∼8g/L의 황산구리, 상기 착화제로서 14∼18g/L의 에틸렌디아민아세트산, 상기 환원제로서 2∼3.5g/L의 포름알데히드, 및 상기 pH 조절제로서 20∼35g/L의 수산화칼륨으로 농도 증가시켜 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 상기 피도금체를 회전시키면서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 무전해 도금은, 질소 분위기 또는 아르곤 분위기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 배선용 구리 박막 형성방법.
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