KR100522824B1 - Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating - Google Patents

Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating Download PDF

Info

Publication number
KR100522824B1
KR100522824B1 KR10-2003-0070288A KR20030070288A KR100522824B1 KR 100522824 B1 KR100522824 B1 KR 100522824B1 KR 20030070288 A KR20030070288 A KR 20030070288A KR 100522824 B1 KR100522824 B1 KR 100522824B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electroless plating
metal
pattern
accelerator
copper
Prior art date
Application number
KR10-2003-0070288A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20050034387A (en
Inventor
김재정
이창화
이상철
차승환
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR10-2003-0070288A priority Critical patent/KR100522824B1/en
Publication of KR20050034387A publication Critical patent/KR20050034387A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100522824B1 publication Critical patent/KR100522824B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76898Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics formed through a semiconductor substrate

Abstract

본 발명은 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속제로서 디시아옥탄디술폰산 (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) 또는 멀캡토프로판술포네이트 (3-mercapto-1-propanesulfonate)를 함유하는 금속 무전해 도금용액 내에서 금속 무전해 도금을 실시하여 패턴 내 금속배선을 형성하는 방법에 관한 것이며, 본 발명에 의한 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법은 패턴 내에 보이드(void)나 씸(seam)같은 결점이 없는 금속배선을 형성할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method for forming metal wirings in a pattern using electroless plating, and more particularly, to diacoctaoctadisulfonic acid (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) or mercaptopropanesulfonate as an accelerator. The present invention relates to a method for forming metal wiring in a pattern by performing metal electroless plating in a metal electroless plating solution containing (3-mercapto-1-propanesulfonate), and the metal in the pattern using the electroless plating according to the present invention. The wiring forming method has an effect of forming a metal wiring without defects such as voids or seams in the pattern.

Description

무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법{Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating}Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating}

본 발명은 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 가속제로서 디시아옥탄디술폰산 (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) 또는 멀캡토프로판술포네이트 (3-mercapto-1-propanesulfonate)를 함유하는 금속 무전해 도금용액 내에서 금속 무전해 도금을 실시하여 패턴 내 금속배선을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming metal wiring in a pattern using electroless plating. More specifically, the present invention relates to a metal electroless containing dithiaoctane disulfonic acid (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) or mercaptopropanesulfonate (3-mercapto-1-propanesulfonate) as an accelerator. The present invention relates to a method of forming metal wiring in a pattern by performing metal electroless plating in a plating solution.

무전해 도금은 용액 내에서 환원제의 산화에 의해 발생한 전자를 이용해 금속 이온을 환원시켜 전착시키는 방법이다. 무전해 도금을 실시하기 위해서는 우선 전착하고자 하는 표면을 활성화시켜 환원제가 산화할 수 있도록 해야 한다. 표면을 활성화시키는 재료로는 팔라듐, 구리, 은, 금 등이 있다. 무전해 도금 용액은 금속 이온, 환원제, 착화제, pH 조절제 및 계면활성제나 안정제와 같은 첨가제로 구성된다. 계면활성제나 안정제는 금속 이온과의 결합을 통해 착화합물을 형성시켜 용액 내에서 금속 이온이 안정하게 한다. 또한, 일부 계면활성제는 환원제의 산화에 의해 발생하는 부산물의 제거를 용이하게 하여 전착되는 금속 막질을 개선하는 데 사용된다. 일례로, 구리 무전해 도금에서 포름 알데히드를 환원제로 사용하는 경우 부산물로 수소 기체가 발생하는데 RE-610이라는 계면활성제를 사용하여 구리 표면에서 수소 기체가 빨리 제거되도록 한다.Electroless plating is a method in which metal ions are reduced and electrodeposited using electrons generated by oxidation of a reducing agent in a solution. In order to perform electroless plating, first, the surface to be electrodeposited must be activated so that the reducing agent can be oxidized. Materials for activating the surface include palladium, copper, silver, and gold. Electroless plating solutions consist of metal ions, reducing agents, complexing agents, pH adjusting agents and additives such as surfactants or stabilizers. Surfactants or stabilizers form complexes through the binding of metal ions to stabilize metal ions in solution. In addition, some surfactants are used to facilitate the removal of by-products caused by oxidation of the reducing agent to improve the electrodeposited metal film. For example, in the case of copper electroless plating, formaldehyde is used as a reducing agent to generate hydrogen gas as a by-product, and a surfactant called RE-610 is used to quickly remove hydrogen gas from the copper surface.

패턴에서 금속 박막을 전착하여 배선으로 사용하기 위해서는 패턴의 옆면이나 윗면보다 패턴 바닥에서의 금속 전착 속도가 더 빨라 패턴 내에 보이드(void)나 씸(seam)과 같은 결점이 없어야 한다. 이에 대한 모식도는 도 1과 같다.In order to use the metal thin film as a wiring in the pattern, the metal electrodeposition speed is faster at the bottom of the pattern than the side or top of the pattern, so there must be no defects such as voids or seams in the pattern. A schematic diagram thereof is shown in FIG. 1.

한편, 무전해 도금 방식은 표면 위에서 화학적인 방법에 의해 금속막이 형성되는 것이기 때문에, 표면이 동일하게 활성화된 경우 균일한 금속 박막을 얻을 수 있다. 그러나, 패턴에서 무전해 도금을 실시하는 경우 패턴 내 옆면과 바닥면에서의 전착 속도가 같기 때문에, 도 3과 같이 씸(seam)과 같은 문제점이 발생한다. 따라서, 무전해 도금은 단지 전기 도금을 위한 시드층 형성에 대해 주로 연구되어 왔다. 하지만, 패턴내 무전해 도금을 이용하여 금속을 결점없이 채우기 위해서는 선택적인 속도 조절, 즉 바닥면에서 전착속도를 상대적으로 올릴 수 있는 가속제의 연구가 중요하다.On the other hand, in the electroless plating method, since the metal film is formed on the surface by a chemical method, a uniform metal thin film can be obtained when the surface is activated in the same manner. However, when the electroless plating is performed on the pattern, the electrodeposition speeds on the side and the bottom surface in the pattern are the same, so that a problem such as seam occurs as shown in FIG. 3. Thus, electroless plating has been mainly studied for seed layer formation only for electroplating. However, in order to fill the metal without defect using the electroless plating in the pattern, it is important to study the accelerator which can increase the electrodeposition speed at the selective speed control, that is, the bottom surface.

상기에서 밝힌 바와 같이 무전해 도금을 이용하여 패턴내에 seam과 같은 결점이 없이 금속을 채우기 위해, 본 발명은 가속제가 함유된 금속 무전해 도금용액 내에서 금속 무전해 도금을 실시하여 패턴 내에 금속배선을 형성하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, in order to fill the metal without defects such as seam in the pattern by using electroless plating, the present invention performs metal electroless plating in a metal electroless plating solution containing an accelerator, thereby forming metal wiring in the pattern. It is an object to provide a method for forming.

본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 패턴이 형성된 기판을 가속제가 함유되지 않은 금속 무전해 도금 용액에 잠복기 동안 침지하여 1차 금속 무전해 도금시키는 단계; 및 1차 금속 무전해 도금시킨 기판을 가속제가 함유된 금속 무전해 도금 용액에 침지하여 금속을 전착시키는 2차 금속 무전해 도금을 실시하여 기판의 패턴 내에 금속배선을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of immersing the patterned substrate in a metal electroless plating solution containing no accelerator during the incubating period of the primary metal electroless plating; And immersing the first metal electroless plated substrate in a metal electroless plating solution containing an accelerator to perform secondary metal electroless plating to electrodeposit the metal to form metal wiring in a pattern of the substrate. Provided is a method for forming metal wiring in a pattern using sea plating.

상기 금속은 구리 또는 은일 수 있다.The metal may be copper or silver.

상기 가속제는 디시아옥탄디술폰산 (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) 또는 멀캡토프로판술포네이트 (3-mercapto-1-propanesulfonate)가 될 수 있다.The accelerator may be diciaoctane disulfonic acid (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) or mercaptopropanesulfonate (3-mercapto-1-propanesulfonate).

상기 잠복기는 30초 내지 120초일 수 있다.The incubation period may be 30 seconds to 120 seconds.

상기 금속 무전해 도금용액은 황산구리 5∼8 g/L, 포름알데히드 2∼3.5 g/L, 에틸렌디아민사아세트산 14∼18 g/L, 및 수산화칼륨 20∼35 g/L를 포함하여 이루어질 수 있다.The metal electroless plating solution may include 5 to 8 g / L copper sulfate, 2 to 3.5 g / L formaldehyde, 14 to 18 g / L ethylenediaminetetraacetic acid, and 20 to 35 g / L potassium hydroxide. .

상기 금속 무전해 도금용액은 질산은 1∼2 g/L, 황산코발트칠수화물 30∼40 g/L, 황산암모늄 50∼70 g/L, 암모니아수(28%) 500∼600 mL/L, 및 에틸렌디아민 2∼4 mL/L를 포함하여 이루어질 수 있다.The metal electroless plating solution contains silver nitrate 1-2 g / L, cobalt sulfate heptahydrate 30-40 g / L, ammonium sulfate 50-70 g / L, aqueous ammonia (28%) 500-600 mL / L, and ethylenediamine It may comprise 2 to 4 mL / L.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 무전해 도금만 이용하여 기판에 형성된 패턴에 금속 배선을 완벽하게 형성하고자 하는 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해 무전해 도금 용액 내에 가속제로 디시아옥탄디술폰산 (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid)(이하 ‘SPS’이라 함)이나 멀캡토프로판술포네이트 (3-mercapto-1-propanesulfonate)(이하 ‘MPSA’이라 함)를 사용한다. 상기 SPS와 MPSA는 전기도금에서 가속제로 널리 사용되고 있다. 전기 도금에서는 이러한 가속제 뿐만 아니라 표면의 전착을 억제하기 위해 PEG(Poly ethyleneglycol)+Cl이온과 같은 억제제를 사용하여 패턴 내 배선을 형성한다. 그러나, 무전해 도금에서는 첨가제로 SPS나 MPSA와 같은 가속제만 사용해도 패턴 내에 금속 배선이 완벽하게 형성된다. 이는 동일한 가속제를 전해도금에서 사용했을 때와 달리, SPS나 MPSA가 확산에 의해 패턴 위 표면 부분과 바닥부분의 농도차가 발생하여 이와 같은 효과가 나타난다. 즉, 상대적으로 농도가 높은 표면에서는 표면에 강하게 흡착하여 구리의 환원을 오히려 방해를 하게 되는 것이다.In the present invention, only the electroless plating is intended to form a metal wiring perfectly in the pattern formed on the substrate. In order to achieve this purpose, an accelerator in the electroless plating solution (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) (hereinafter referred to as 'SPS') or mercaptopropanesulfonate (3- mercapto-1-propanesulfonate) (hereinafter referred to as 'MPSA'). The SPS and MPSA are widely used as accelerators in electroplating. In electroplating, not only these accelerators but also inhibitors such as PEG (Poly ethyleneglycol) + Cl ions are used to form the interconnects in the pattern to suppress surface electrodeposition. However, in electroless plating, the use of an accelerator, such as SPS or MPSA, as an additive, forms a complete metal interconnect in the pattern. Unlike the case where the same accelerator is used in electroplating, SPS or MPSA diffuses to cause a difference in concentration between the surface portion and the bottom portion of the pattern. In other words, the surface of the relatively high concentration is strongly adsorbed on the surface to interfere with the reduction of copper.

무전해 도금에서 이러한 가속제를 효과적으로 사용하기 위해서는 우선 잠복기 동안 가속제가 포함되지 않은 용액에서 무전해 도금을 하여 활성화된 기판 위에 가속제가 흡착되지 않도록 해야 한다. 그리고 가속제가 포함된 용액에서 무전해 도금을 실시하면 패턴 내 배선을 완벽하게 구현할 수 있다.In order to effectively use these accelerators in electroless plating, they must first be electroless plated in a solution that does not contain accelerators during the incubation period to prevent the accelerators from adsorbing onto the activated substrate. In addition, electroless plating in a solution containing an accelerator can completely realize wiring in the pattern.

다시 말해서, 일반적으로 패턴 내에 무전해 도금을 하면 모든 표면에 대해 동일한 두께로 전착이 되기 때문에 패턴 내에서는 씸(seam)과 같은 결점이 생긴다. 그러나, 본 발명과 같이 SPS나 MPSA와 같은 가속제를 사용하여 전착하면 패턴 바닥면에서의 전착속도가 상대적으로 빨라지기 때문에 이러한 결점 없이 완벽하게 금속 배선을 형성할 수 있다.In other words, electroless plating in the pattern generally leads to electrodeposition of the same thickness on all surfaces, resulting in defects such as seams in the pattern. However, when the electrodeposition using an accelerator such as SPS or MPSA as in the present invention, the electrodeposition speed on the pattern bottom surface is relatively high, and thus the metal wiring can be completely formed without such a defect.

이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited to the examples.

[실시예 1]Example 1

구리 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for copper electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 잠복기 90초 동안 가속제가 포함되지 않은 구리 무전해 도금 용액을 사용하여 구리를 전착하였다. 이때 구리 무전해 도금액은 0.9 g/L 황산구리, 0.41 g/L 포름알데히드, 2.3 g/L 에틸렌디아민사아세트산 (ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA), 3.9 g/L 수산화칼륨 등이 포함된다. 이후 10-2 g/L SPS를 첨가하고 잠복기 이후의 시간 동안 구리 무전해 도금을 실시한 결과 도 2와 같이 패턴 내에 완벽한 구리 도금이 형성되었다.Copper was electrodeposited on this substrate using a copper electroless plating solution containing no accelerator for 90 seconds of incubation. In this case, the copper electroless plating solution includes 0.9 g / L copper sulfate, 0.41 g / L formaldehyde, 2.3 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 3.9 g / L potassium hydroxide, and the like. Thereafter, 10-2 g / L SPS was added and copper electroless plating was performed for a time after the incubation period, thereby forming a perfect copper plating in the pattern as shown in FIG. 2.

[실시예 2]Example 2

구리 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for copper electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 잠복기 90초 동안 가속제가 포함되지 않은 구리 무전해 도금 용액을 사용하여 구리를 전착하였다. 이때 구리 무전해 도금액은 0.9 g/L 황산구리, 0.41 g/L 포름알데히드, 2.3 g/L 에틸렌디아민사아세트산 (ethylenediaminetetraacetic acid ; EDTA), 3.9 g/L 수산화칼륨 등이 포함된다. 이후 10-2 g/L MPSA를 첨가하고 잠복기 이후의 시간 동안 구리 무전해 도금을 실시한 결과 도 4와 같이 패턴 내에 완벽한 구리 도금이 형성되었다.Copper was electrodeposited on this substrate using a copper electroless plating solution containing no accelerator for 90 seconds of incubation. At this time, the copper electroless plating solution includes 0.9 g / L copper sulfate, 0.41 g / L formaldehyde, 2.3 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 3.9 g / L potassium hydroxide, and the like. Thereafter, 10-2 g / L MPSA was added and copper electroless plating was performed for a time after the incubation period, thereby forming a perfect copper plating in the pattern as shown in FIG. 4.

[실시예 3]Example 3

은 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for silver electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 잠복기 90초 동안 가속제가 포함되지 않은 은 무전해 도금 용액을 사용하여 은을 전착하였다. 이때 은 무전해 도금액은 1.5 g/L 질산은, 33.5 g/L 황산코발트칠수화물, 59 g/L 황산암모늄, 570 mL/L 암모니아수(28%), 2.7 mL/L 에틸렌디아민 등이 포함된다. 이후 10-2 g/L SPS를 첨가하고 잠복기 이후의 시간 동안 은 무전해 도금을 실시 한 결과 패턴 내에 완벽한 은 도금이 형성되었다.Silver was electrodeposited on this substrate using a silver electroless plating solution that did not contain an accelerator for 90 seconds of incubation. The silver electroless plating solution includes 1.5 g / L silver nitrate, 33.5 g / L cobalt sulfate hydrate, 59 g / L ammonium sulfate, 570 mL / L ammonia water (28%), 2.7 mL / L ethylenediamine, and the like. After the addition of 10-2 g / L SPS and silver electroless plating for the time after incubation, perfect silver plating was formed in the pattern.

[실시예 4]Example 4

은 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for silver electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 잠복기 90초 동안 가속제가 포함되지 않은 은 무전해 도금 용액을 사용하여 구리를 전착하였다. 이때 은 무전해 도금액은 1.5 g/L 질산은, 33.5 g/L 황산코발트칠수화물, 59 g/L 황산암모늄, 570 mL/L 암모니아수(28%), 2.7 mL/L 에틸렌디아민 등이 포함된다. 이후 10-2 g/L MPSA를 첨가하고 잠복기 이후의 시간 동안 은 무전해 도금을 실시한 결과 패턴 내에 완벽한 은 도금이 형성되었다.Copper was electrodeposited on this substrate using a silver electroless plating solution containing no accelerator for 90 seconds of incubation. The silver electroless plating solution includes 1.5 g / L silver nitrate, 33.5 g / L cobalt sulfate hydrate, 59 g / L ammonium sulfate, 570 mL / L ammonia water (28%), 2.7 mL / L ethylenediamine, and the like. After the addition of 10-2 g / L MPSA and silver electroless plating for the time after incubation, perfect silver plating was formed in the pattern.

[비교예 1]Comparative Example 1

구리 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for copper electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 가속제가 포함되지 않은 구리 무전해 도금 용액을 사용하여 구리를 전착하였다. 이때 구리 무전해 도금액은 0.9 g/L 황산구리, 0.41 g/L 포름알데히드, 2.3 g/L 에틸렌디아민사아세트산 (ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA), 3.9 g/L 수산화칼륨 등이 포함된다. 가속제를 사용하지 않고 구리 무전해 도금을 실시한 결과 도 3과 같이 패턴 내에 구리가 도금 되었다. 그러나 씸(seam)과 같은 문제점이 발생하였다.Copper was electrodeposited on this substrate using a copper electroless plating solution containing no accelerator. In this case, the copper electroless plating solution includes 0.9 g / L copper sulfate, 0.41 g / L formaldehyde, 2.3 g / L ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), 3.9 g / L potassium hydroxide, and the like. As a result of copper electroless plating without using an accelerator, copper was plated in the pattern as shown in FIG. 3. However, problems such as seams occurred.

[비교예 2]Comparative Example 2

은 무전해 도금을 하기 위한 기판으로는 실리콘 위에 티타늄과 질화티타늄이 각각 15 ㎚, 10 ㎚이 증착된 기판을 사용하였다. 기판 표면을 활성화시키기 위해 팔라듐을 전착하였다.As a substrate for silver electroless plating, a substrate in which titanium and titanium nitride were deposited at 15 nm and 10 nm, respectively, was used on silicon. Palladium was electrodeposited to activate the substrate surface.

이러한 기판 위에 가속제가 포함되지 않은 은 무전해 도금 용액을 사용하여 은을 전착하였다. 이때 은 무전해 도금액은 1.5 g/L 질산은, 33.5 g/L 황산코발트칠수화물, 59 g/L 황산암모늄, 570 mL/L 암모니아수(28%), 2.7 mL/L 에틸렌디아민 등이 포함된다. 가속제를 사용하지 않고 은 무전해 도금을 실시한 결과 패턴 내에 은이 도금되었다. 그러나 씸(seam)과 같은 문제점이 발생하였다.Silver was electrodeposited on this substrate using a silver electroless plating solution containing no accelerator. The silver electroless plating solution includes 1.5 g / L silver nitrate, 33.5 g / L cobalt sulfate hydrate, 59 g / L ammonium sulfate, 570 mL / L ammonia water (28%), 2.7 mL / L ethylenediamine, and the like. Silver electroless plating was performed without using an accelerator, and silver was plated in the pattern. However, problems such as seams occurred.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속 배선 형성 방법은 SPS나 MPSA와 같은 가속제를 사용함으로써 패턴 내에 보이드(void)나 씸(seam)같은 결점이 없는 금속배선을 형성할 수 있는 효과가 있는 유용한 발명인 것이다.As described above, the method for forming the metal wiring in the pattern using the electroless plating according to the present invention uses an accelerator such as SPS or MPSA to eliminate metal defects such as voids or seams in the pattern. It is a useful invention with the effect that can be formed.

상기에서 본 발명은 기재된 구체예를 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 above with reference to the described embodiments, 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.

도 1은 패턴 내 금속 전착의 이상적인 과정을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing an ideal process of electrodeposition of metal in a pattern.

도 2는 본 발명에 따라 잠복기 동안 SPS를 첨가하지 않은 구리 무전해 도금 용액에서 처리한 후, 나머지 시간 동안 SPS가 첨가된 구리 무전해 도금 용액에서 무전해 도금을 실시하여 패턴 내 구리 전착 결과를 나타낸 사진이다.FIG. 2 shows the results of electrodeposition of copper in a pattern by treating the copper electroless plating solution without adding SPS during the incubation period and performing electroless plating in the copper electroless plating solution with SPS remaining for the rest of the present invention. It is a photograph.

도 3은 본 발명과 달리 가속제를 사용하지 않고 구리 무전해 도금을 실시한 패턴 내 구리 전착 결과를 나타낸 사진이다.       3 is a photograph showing a result of electrodeposition of copper in a pattern in which copper electroless plating was performed without using an accelerator unlike the present invention.

도 4는 본 발명에 따라 잠복기 동안 MPSA를 첨가하지 않은 구리 무전해 도금 용액에서 처리한 후, 나머지 시간 동안 MPSA가 첨가된 구리 무전해 도금 용액에서 무전해 도금을 실시하여 패턴 내 구리 전착 결과를 나타낸 사진이다.       FIG. 4 shows the results of electrodeposition of copper in the pattern by performing electroless plating on the copper electroless plating solution without addition of MPSA during the incubation period and then performing the electroless plating on the MPSA-added copper electroless plating solution according to the present invention. It is a photograph.

Claims (6)

패턴이 형성된 기판을 가속제가 함유되지 않은 금속 무전해 도금 용액에 잠복기 동안 침지하여 1차 금속 무전해 도금시키는 단계; 및Immersing the patterned substrate in an accelerator-free metal electroless plating solution during the incubation period to perform primary metal electroless plating; And 1차 금속 무전해 도금시킨 기판을 가속제가 함유된 금속 무전해 도금 용액에 침지하여 금속을 전착시키는 2차 금속 무전해 도금을 실시하여 기판의 패턴 내에 금속배선을 형성하는 단계;Immersing the first metal electroless plated substrate in a metal electroless plating solution containing an accelerator to perform secondary metal electroless plating for electrodeposition of metal to form metal wiring in a pattern of the substrate; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.Forming a metal wiring in a pattern using the electroless plating, characterized in that comprises a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가속제는 디시아옥탄디술폰산 (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) 또는 멀캡토프로판술포네이트 (3-mercapto-1-propanesulfonate) 임을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.The accelerator is a metal in a pattern using electroless plating, wherein the accelerator is dithiaoctane disulfonic acid (4,5-dithiaoctane-1,8-disulfonic acid) or mercaptopropanesulfonate (3-mercapto-1-propanesulfonate). Wiring formation method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 잠복기는 30초 내지 120초 임을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.The incubation period is 30 seconds to 120 seconds, the method of forming a metal wiring in the pattern using the electroless plating, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속 무전해 도금용액은 황산구리 5∼8 g/L, 포름알데히드 2∼3.5 g/L, 에틸렌디아민사아세트산 14∼18 g/L, 및 수산화칼륨 20∼35 g/L를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.The metal electroless plating solution comprises 5 to 8 g / L of copper sulfate, 2 to 3.5 g / L of formaldehyde, 14 to 18 g / L of ethylenediaminetetraacetic acid, and 20 to 35 g / L of potassium hydroxide. Method for forming metal wiring in a pattern using an electroless plating. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속 무전해 도금용액은 질산은 1∼2 g/L, 황산코발트칠수화물 30∼40 g/L, 황산암모늄 50∼70 g/L, 암모니아수(28%) 500∼600 mL/L, 및 에틸렌디아민 2∼4 mL/L를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.The metal electroless plating solution contains silver nitrate 1-2 g / L, cobalt sulfate heptahydrate 30-40 g / L, ammonium sulfate 50-70 g / L, aqueous ammonia (28%) 500-600 mL / L, and ethylenediamine A method for forming metal wiring in a pattern using electroless plating, comprising 2 to 4 mL / L. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속은 구리 또는 은 임을 특징으로 하는 무전해 도금을 이용한 패턴 내 금속배선 형성방법.The metal wiring pattern forming method using the electroless plating, characterized in that the copper or silver.
KR10-2003-0070288A 2003-10-09 2003-10-09 Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating KR100522824B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0070288A KR100522824B1 (en) 2003-10-09 2003-10-09 Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0070288A KR100522824B1 (en) 2003-10-09 2003-10-09 Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050034387A KR20050034387A (en) 2005-04-14
KR100522824B1 true KR100522824B1 (en) 2005-10-18

Family

ID=37238272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0070288A KR100522824B1 (en) 2003-10-09 2003-10-09 Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100522824B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050034387A (en) 2005-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101089616B1 (en) Method for Manufacturing Copper-Resin Composite Material
US6824665B2 (en) Seed layer deposition
JP2005336614A (en) Method for metallizing plastic surface
JP2005097736A (en) Semiconductor process and composition for forming barrier material for covering copper
US6336962B1 (en) Method and solution for producing gold coating
JP2003293193A (en) Method for forming fine circuit wiring and apparatus used for the same
EP1201790A1 (en) Seed layer
KR100859259B1 (en) Cobalt-base alloy electroless-plating solution and electroless-plating by using the same
KR100522824B1 (en) Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating
US7198662B2 (en) Electroless plating pre-treatment solution and electroles plating method
KR20090075571A (en) Autocatalytic-type electroless ni-p-co plating solution and method for producing thereof
KR100788279B1 (en) Leveling method in cu electroless plating
JP4842620B2 (en) Method for manufacturing printed wiring board having high-density copper pattern
US4436595A (en) Electroplating bath and method
JPH11124680A (en) Catalytic solution for electroless plating
KR100535977B1 (en) Electroless Plating Method Using Additive for Electroplating
KR100752504B1 (en) Fabrication Method of Metal Interconnection by Electroless Plating
KR20090102464A (en) Electroless plating solution and plating method using the same
US6046107A (en) Electroless copper employing hypophosphite as a reducing agent
JP2003041376A (en) Tab tape and plating method
KR101375291B1 (en) Autocatalytic-type electroless Ni-P-Co plating solution comprising dimethylamine borane in extremely small quantities and method for producing thereof
TW202106927A (en) Pretreatment method for electroless plating, and pretreatment solution for electroless plating
JPH1161425A (en) Improvement of conductivity of palladium-tin film
KR101224206B1 (en) Electroless silver plating solution with high stability, electroless plating method using the same and silver coating layer prepared by the same
KR101224205B1 (en) Electroless silver plating solution for semiconductor interconnects, electroless plating method using the same and silver coating layer prepared by the same

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: 20111007

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130124

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee