KR20170079522A - Etchant and manufacturing method for semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과산화수소 1 내지 10 중량%; 완충액 1 내지 10 중량%; 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%; 를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7 인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물 및 이를 이용하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogen peroxide composition comprising 1 to 10% by weight of hydrogen peroxide; 1 to 10% by weight buffer; And 0.3 to 1.0% by weight of an inorganic acid; Wherein the pH of the composition is 5 to 7, and a method of manufacturing a semiconductor device using the composition.
Description
본 발명은 식각액 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an etchant composition and a method of manufacturing a semiconductor device using the same, and more particularly, to an etchant composition of a metal containing copper and a method of manufacturing a semiconductor device using the same.
반도체 집적회로 장치나 광전자통신, 또는 마이크로 전기기계 시스템(MEMS: Micro Electro Mechanical System) 등의 반도체 장치를 제조하는 과정에서는 구리를 포함하는 금속의 선택적 식각이 요구되는 경우가 많다.In the process of manufacturing a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit device, an optoelectronic communication, or a micro electro mechanical system (MEMS), selective etching of a metal including copper is often required.
예를 들면, 반도체 장치의 범프(Bump) 형성 공정에서는 UBM(Under-bump Metalization)의 씨드 금속(Seed Metal)으로 구리(Cu)층이 존재할 수 있으며, 이러한 구리(Cu)층의 전부 또는 일부를 선택적으로 식각하는 기술이 요구되고 있다.For example, in a bump forming process of a semiconductor device, a copper (Cu) layer may be present as a seed metal of UBM (Under-bump Metalization), and all or part of the copper A technique of selectively etching is required.
한편, 반도체 장치의 박형화 및 경량화에 따라서 그 제조 공정이 점점 미세화 되고 있으며, 이에 따라서 구리(Cu)층의 선택적 식각 과정에서 발생하는 언더-컷(Under-cut)으로 인한 문제가 빈번하게 발생하고 있다.
On the other hand, as the semiconductor device is made thinner and lighter, the manufacturing process thereof is becoming finer and the problems caused by the under-cut occurring in the selective etching process of the copper (Cu) layer frequently occur .
본 발명의 여러 목적 중 하나는 최소한의 언더-컷으로 구리를 효과적으로 제거할 수 있는 식각액 조성물을 제공하는 것이다.One of the objects of the present invention is to provide an etchant composition capable of effectively removing copper with a minimum undercut.
본 발명의 여러 목적 중 다른 하나는 최소한의 언더-컷으로 구리를 선택적으로 제거할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of selectively removing copper by a minimum undercut.
한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
On the other hand, the object of the present invention is not limited to the above description. It will be understood by those of ordinary skill in the art that there is no difficulty in understanding the additional problems of the present invention.
일 측면에서, 본 발명은 과산화수소 1 내지 10 중량%, 완충액 1 내지 10 중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7 인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물을 제공한다.In one aspect, the present invention provides an etchant composition of a metal containing copper, wherein the pH of the composition is 5 to 7, comprising 1 to 10 wt% of hydrogen peroxide, 1 to 10 wt% of buffer, and 0.3 to 1.0 wt% to provide.
상기 무기산은 인산을 포함하는 것일 수 있다.The inorganic acid may include phosphoric acid.
상기 완충액은 구연산 염을 포함하는 것일 수 있다.The buffer solution may include a citrate salt.
상기 구연산 염은 구연산 칼륨 및 구연산 암모늄 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The citric acid salt may include at least one of potassium citrate and ammonium citrate.
상기 완충액은 수산화 이온 공급원 및 유기산을 포함하는 것일 수 있다.The buffer may comprise a hydroxide ion source and an organic acid.
상기 수산화 이온 공급원은 수산화 칼륨을 포함하는 것일 수 있다.The hydroxide ion source may comprise potassium hydroxide.
상기 유기산은 구연산을 포함하는 것일 수 있다.The organic acid may include citric acid.
상기 수산화 이온 공급원과 유기산의 중량비는 4:6 내지 6:4 정도일 수 있다.The weight ratio of the hydroxide ion source and the organic acid may be about 4: 6 to 6: 4.
상기 과산화수소, 완충액, 및 무기산의 총 함량은 15 중량% 이하일 수 있다.The total content of hydrogen peroxide, buffer, and inorganic acid may be up to 15% by weight.
상기 식각액 조성물은 탈이온수 85 중량% 이상을 더 포함할 수 있다.The etchant composition may further comprise at least 85% by weight of deionized water.
상기 식각액 조성물은 과산화수소 1 내지 5 중량%, 완충액 3 내지 10 중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%, 를 포함하는 것일 수 있다.The etchant composition may comprise 1 to 5% by weight of hydrogen peroxide, 3 to 10% by weight of buffer, and 0.3 to 1.0% by weight of inorganic acid.
상기 완충액은 구연산 칼륨 또는 구연산 암모늄일 수 있다,The buffer may be potassium citrate or ammonium citrate,
상기 완충액은 수산화 칼륨 및 유기산일 수 있다.The buffer may be potassium hydroxide and an organic acid.
상기 무기산으로 인산일 수 있다.
The inorganic acid may be phosphoric acid.
다른 측면에서, 본 발명은 기판 상에 제 1 및 제 2 금속 층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 제 2 금속 층 상에 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부를 노출시키는 식각 마스크를 형성하는 단계, 및 상기 기판에 식각액 조성물을 제공하여 상기 식각 마스크로부터 노출된 상기 제 2 금속 층을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하며, 상기 제 2 금속 층은 구리를 포함하며, 상기 식각액 조성물은 과산화수소 1 내지 10 중량%, 완충액 1 내지 10 중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7 인 식각액 조성물인, 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method comprising: sequentially forming a first and a second metal layer on a substrate; forming an etch mask that exposes at least a portion of the second metal layer on the second metal layer; And selectively removing the second metal layer exposed from the etch mask by providing the etchant composition to the substrate, wherein the second metal layer comprises copper, wherein the etchant composition comprises 1 to 10 wt% hydrogen peroxide, 1 to 10% by weight of a buffer solution, and 0.3 to 1.0% by weight of an inorganic acid, wherein the pH of the composition is 5 to 7. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device.
상기 무기산은 인산을 포함하는 것일 수 있다.The inorganic acid may include phosphoric acid.
상기 완충액은 구연산 염을 포함하는 것일 수 있다.The buffer solution may include a citrate salt.
상기 구연산 염은 구연산 칼륨 및 구연산 암모늄 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The citric acid salt may include at least one of potassium citrate and ammonium citrate.
상기 완충액은 수산화 이온 공급원 및 유기산을 포함하는 것일 수 있다.The buffer may comprise a hydroxide ion source and an organic acid.
상기 수산화 이온 공급원은 수산화 칼륨을 포함하는 것일 수 있다.The hydroxide ion source may comprise potassium hydroxide.
상기 유기산은 구연산을 포함하는 것일 수 있다.The organic acid may include citric acid.
상기 수산화 이온 공급원과 유기산의 중량비는 4:6 내지 6:4 정도일 수 있다.The weight ratio of the hydroxide ion source and the organic acid may be about 4: 6 to 6: 4.
상기 과산화수소, 완충액, 및 무기산의 총 함량은 15 중량% 이하일 수 있다.The total content of hydrogen peroxide, buffer, and inorganic acid may be up to 15% by weight.
상기 식각액 조성물은 탈이온수 85 중량% 이상; 을 더 포함할 수 있다.The etchant composition comprises at least 85% by weight of deionized water; As shown in FIG.
상기 식각액 조성물은 과산화수소 1 내지 5 중량%, 완충액 3 내지 10 중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%, 를 포함하는 것일 수 있다.The etchant composition may comprise 1 to 5% by weight of hydrogen peroxide, 3 to 10% by weight of buffer, and 0.3 to 1.0% by weight of inorganic acid.
상기 완충액은 구연산 칼륨 또는 구연산 암모늄일 수 있다,The buffer may be potassium citrate or ammonium citrate,
상기 완충액은 수산화 칼륨 및 구연산일 수 있다.The buffer may be potassium hydroxide and citric acid.
상기 무기산으로 인산일 수 있다.
The inorganic acid may be phosphoric acid.
한편, 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
On the other hand, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. The various features of the present invention and the advantages and effects thereof will be more fully understood by reference to the following specific embodiments.
본 발명의 여러 효과 중 일 효과로서 최소한의 언더-컷으로 구리를 효과적으로 제거할 수 있는 식각액 조성물을 제공할 수 있다.As an effect of the various effects of the present invention, it is possible to provide an etchant composition capable of effectively removing copper by a minimum undercut.
본 발명의 여러 효과 중 다른 일 효과로서 최소한의 언더-컷으로 구리를 선택적으로 제거할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
As another effect of the various effects of the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of selectively removing copper with a minimum undercut.
한편, 본 발명의 효과가 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 효과는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있다.
On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned contents. The effects of the present invention can be understood from the entire contents of this specification.
도 1 및 도 2는 일례에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도다.
도 3은 반도체 장치에서 언더-컷이 발생된 씨드 패턴을 나타낸 단면도다.1 and 2 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an example.
3 is a sectional view showing a seed pattern in which an under-cut is generated in a semiconductor device.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면의 형상들은 설명의 편의상 과장되거나 축소될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. The shapes of the drawings may be exaggerated or reduced for convenience of explanation.
1. One.
식각액Etchant
조성물 Composition
본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 과산화수소, 완충액, 및 무기산을 특정 함량으로 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7 정도인 식각액 조성물을 사용하여 구리를 함유하는 금속을 식각하는 경우, 최소한의 언더-컷으로 효과적으로 구리를 식각할 수 있으며, 여러 가지 우수한 장점을 가지는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above problems, and as a result, they have found that a composition containing a specific amount of hydrogen peroxide, a buffer, and an inorganic acid, and using the etchant composition having a pH of the composition of 5 to 7, It is possible to effectively etch copper by etching with a minimum of undercuts, and it has various excellent advantages, thus completing the present invention.
보다 구체적으로, 일례에 따른 식각액 조성물은 과산화수소 1 내지 10중량%, 완충액 1 내지 10중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물이다.More specifically, the etchant composition according to an example comprises 1 to 10% by weight of hydrogen peroxide, 1 to 10% by weight of buffer, and 0.3 to 1.0% by weight of inorganic acid, wherein the pH of the composition is 5 to 7, Lt; / RTI >
보다 바람직하게는, 일례에 따른 식각액 조성물은 과산화수소 1 내지 5중량%, 완충액 3 내지 10중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물일 수 있다.More preferably, the etchant composition according to an example comprises 1 to 5% by weight of hydrogen peroxide, 3 to 10% by weight of buffer, and 0.3 to 1.0% by weight of inorganic acid, wherein the pH of the composition is 5 to 7, Metal etchant composition.
보다 바람직하게는, 일례에 따른 식각액 조성물은 과산화수소 2 내지 3.5중량%, 완충액 5 내지 7.5중량%, 및 무기산 0.3 내지 0.7중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5.8 내지 6.8인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물일 수 있다.More preferably, the etchant composition according to an example comprises between 2 and 3.5% by weight of hydrogen peroxide, between 5 and 7.5% by weight of buffer, and between 0.3 and 0.7% by weight of inorganic acid, wherein the pH of the composition is between 5.8 and 6.8 Metal etchant composition.
보다 바람직하게는, 일례에 따른 식각액 조성물은 과산화수소, 완충액, 및 무기산의 총 함량이 15 중량% 이하, 예를 들면, 8 내지 12 중량% 정도일 수 있으며, 탈이온수 85중량% 이상, 예를 들면, 88 내지 92 중량% 정도를 더 포함할 수 있다.
More preferably, the etchant composition according to an example may have a total content of hydrogen peroxide, buffer, and inorganic acid of up to 15% by weight, such as from 8 to 12% by weight, and more than 85% by weight of deionized water, 88 to 92% by weight.
이하에서는, 일례에 따른 식각액 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, each component constituting the etchant composition according to one example will be described in more detail.
(과산화수소)(Hydrogen peroxide)
일례에 따른 식각액 조성물에 포함되는 과산화수소는 구리의 산화제로서 작용할 수 있다. 예를 들면, 과산화수소에 의하여 구리는 구리 산화막(CuO)으로 산화될 수 있다. 이를 위해서, 과산화수소는 식각액 조성물에 있어서 1 내지 10 중량% 정도, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량% 정도, 더욱 바람직하게는 2 내지 3.5 중량% 정도로 포함될 수 있다. 과산화수소의 함량이 제안하는 함량보다 작은 경우에는 산화막 형성이 늦어 식각속도 불량 및 언더-컷 불량이 발생할 수 있으며, 과산화수소의 함량이 제안하는 함량보다 많은 경우에는 산화막의 과형성으로 식각속도 불량이 발생할 수 있다.
The hydrogen peroxide contained in the etchant composition according to one example can act as an oxidizing agent for copper. For example, copper peroxide can be oxidized to copper oxide (CuO) by hydrogen peroxide. To this end, the hydrogen peroxide may be contained in the etching solution composition in an amount of about 1 to 10% by weight, more preferably about 1 to 5% by weight, and still more preferably about 2 to 3.5% by weight. If the content of hydrogen peroxide is smaller than the content of hydrogen peroxide, the formation of the oxide film is delayed, so that the etch rate may be poor and the undercut defect may occur. If the content of hydrogen peroxide is larger than the content of hydrogen peroxide, .
(( 완충액Buffer ))
일례에 따른 식각액 조성물에 포함되는 완충액은 조성물의 pH 를 최적의 상태로 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 통하여 구리를 포함하는 금속의 식각 과정에서 발생하는 부식 문제, 예를 들면, 갈바닉 부식(galvanic corrosion) 등을 억제할 수 있다. 갈바니 부식은 두 이종금속(dissimilar metal) 사이에서 일어나는 부식을 말한다. 이를 위해서, 완충액은 식각액 조성물에 있어서 1 내지 10 중량% 정도, 보다 바람직하게는 3 내지 10 중량% 정도, 더욱 바람직하게는 5 내지 7.5 중량% 정도로 포함될 수 있다. 완충액의 함량이 제안하는 함량보다 작은 경우에는 언더-컷 불량이 발생할 수 있으며, 완충액의 함량이 제안하는 함량보다 많은 경우에는 식각속도 불량이 발생할 수 있다.The buffer solution included in the etchant composition according to an exemplary embodiment may serve to control the pH of the composition to an optimum state. Thus, it is possible to suppress corrosion problems such as galvanic corrosion occurring in the etching process of the metal including copper. Galvanic corrosion refers to corrosion occurring between two dissimilar metals. For this purpose, the buffer solution may be contained in the etching solution composition in an amount of about 1 to 10% by weight, more preferably about 3 to 10% by weight, and even more preferably about 5 to 7.5% by weight. If the content of the buffer solution is smaller than the content of the buffer solution, an undercut defect may occur. If the content of the buffer solution is larger than the content of the buffer solution, an etching rate failure may occur.
완충액은 구연산 염을 포함하는 것일 수 있다. 완충액으로 구연산 염이 사용되는 경우 언더-컷을 최소화하면서 구리를 포함하는 금속을 선택적으로 식각하는데 특히 용이하다. 예를 들면, 초산 암모늄을 사용하는 경우 대비 제안되는 pH 범위 내에서 식각속도가 보다 우수하며, 젖산 암모늄을 사용하는 경우 대비 언더-컷 불량을 최소화할 수 있다. 구연산 염은, 예를 들면, 구연산 칼륨, 구연산 암모늄 등일 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 혼합되어 완충액으로 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The buffer may be one comprising a citrate salt. It is particularly easy to selectively etch metals including copper while minimizing undercuts when citrates are used as buffers. For example, when using ammonium acetate, the etch rate is better within the proposed pH range and the contrast under-cut defects can be minimized when using ammonium lactate. The citric acid salt may be, for example, potassium citrate, ammonium citrate, etc. These may be used alone or in combination as a buffer solution, but are not limited thereto.
완충액은 수산화 이온 공급원 및 유기산을 포함하는 것일 수도 있다. 이 경우 식각액 조성물이 구리를 선택적 식각하고, 언더-컷 최소화하는 것에 보다 효과적일 수 있다. 수산화 이온 공급원과 유기산은 유사한 중량비로 포함될 수 있다. 예를 들면, 중량비가 4:6 내지 6:4 정도일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 총 중량의 합은 상술한 범위를 만족함이 바람직하다. The buffer may be one comprising a hydroxide ion source and an organic acid. In this case, the etchant composition may be more effective in selectively etching copper and minimizing undercuts. The hydroxide ion source and the organic acid may be included at similar weight ratios. For example, the weight ratio may be about 4: 6 to 6: 4, but is not limited thereto. The sum of the total weights preferably satisfies the above-mentioned range.
수산화 이온 공급원은 수산화기(OH-)와 결합된 알칼리 금속이온을 포함하는 화합물일 수 있으며, 예를 들면, 수산화 칼륨(KOH), 수산화 나트륨(NaOH) 등일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합되어 수산화 이온 공급원으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 수산화 이온 공급원은 수산화 칼륨(KOH)일 수 있으며, 이 경우 식각액 조성물이 구리를 선택적 식각하고, 언더-컷 최소화하는 것에 보다 효과적일 수 있다.Hydroxide ion source is a hydroxyl group (OH -) can be a compound containing an alkali metal ion in combination with, for example, potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH) or the like, but, is not limited thereto. These may be used alone or in combination as a hydroxide ion source. Preferably, the hydroxide ion source may be potassium hydroxide (KOH), in which case the etchant composition may be more effective at selectively etching copper and minimizing undercuts.
유기산은 카르복시기(-COOH)를 갖는 유기 화합물일 수 있으며, 예를 들면, 포름산, 초산, 프로피온산, 부티르산, 카프로산, 카프릴산, 카프릭산, 라우르산, 스테아르산, 글루콘산, 구연산, 주석산, 사과산, 호박산, 옥살산, 말레산 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합되어 유기산으로 사용될 수 있다. 바람직하게는 유기산은 구연산일 수 있으며, 이 경우 식각액 조성물이 구리의 선택적 식각 및 언더-컷 최소화하는 것에 특히 효과적이다. 예를 들면, 초산을 사용하는 경우 대비 제안되는 pH 범위 내에서 식각속도가 보다 우수하며, 젖산을 사용하는 경우 대비 언더-컷 불량을 최소화할 수 있다.
The organic acid may be an organic compound having a carboxyl group (-COOH), for example, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, stearic acid, Tartaric acid, malic acid, succinic acid, oxalic acid, maleic acid, and the like, but is not limited thereto. These may be used alone or in combination as organic acids. Preferably the organic acid may be citric acid, in which case the etchant composition is particularly effective in minimizing the selective etching and undercutting of copper. For example, in the case of using acetic acid, the etch rate is better within the proposed pH range, and the contrast under-cut defects can be minimized when using lactic acid.
(무기산)(Inorganic acid)
일례에 따른 식각액 조성물에 포함되는 무기산은 산화제에 의하여 산화된 구리 산화막을 선택적으로 식각하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해서, 무기산은 식각액 조성물에 있어서 0.3 내지 1 중량% 정도, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.7중량% 정도로 포함될 수 있다. 무기산의 함량이 제안하는 함량보다 작은 경우에는 식각속도 불량이 발생할 수 있으며, 무기산의 함량이 제안하는 함량보다 많은 경우에는 언더-컷 불량이 발생할 수 있다.The inorganic acid included in the etchant composition according to an exemplary embodiment may selectively etch the copper oxide layer oxidized by the oxidizing agent. For this purpose, the inorganic acid may be contained in the etchant composition in an amount of about 0.3 to 1% by weight, more preferably about 0.3 to 0.7% by weight. When the content of the inorganic acid is smaller than the content proposed, the etching rate may be poor. If the content of the inorganic acid is higher than the content of the acid, the undercut defect may occur.
무기산은, 예를 들면, 황산, 질산, 인산, 염산 등일 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 무기산은 인산일 수 있으며, 이 경우 식각액 조성물이 구리를 선택적 식각하고, 언더-컷 최소화하는 것에 특히 효과적이다.
The inorganic acid may be, for example, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, and the like, and these may be used singly or in combination, but are not limited thereto. Preferably, the inorganic acid may be phosphoric acid, in which case the etchant composition is particularly effective in selectively etching copper and minimizing undercuts.
(기타 조성)(Other composition)
일례에 따른 식각액 조성물은 탈이온수를 더 포함할 수 있다. 탈이온수는 상술한 필수 조성들을 위한 용매로 사용될 수 있다. 이를 위해서, 탈이온수는 식각액 조성물에 있어서 85 중량% 이상, 예를 들면, 88 내지 92 중량% 정도로 포함될 수 있다. 탈이온수의 함량이 제안하는 함량보다 많은 경우에는 상술한 필수 조성들의 함량이 미달될 수 있으며, 탈이온수의 함량이 제안하는 ?t량보다 적은 경우에는 상술한 필수 조성들의 함량이 초과될 수 있다.
The etchant composition according to one example may further comprise deionized water. Deionized water can be used as a solvent for the essential components described above. For this purpose, the deionized water may be contained in the etchant composition in an amount of 85 wt% or more, for example, about 88 to 92 wt%. When the deionized water content is higher than the proposed content, the content of the above essential ingredients may be lowered, and when the deionized water content is lower than the proposed amount, the content of the above essential ingredients may be exceeded.
(조성물의 (Composition pHpH ))
일례에 따른 식각액 조성물은 pH 값이 5 내지 7 정도이다. 식각액 조성물의 pH 범위를 5 내지 7 정도, 바람직하게는 5.8 내지 6.8 정도로 제어해야만 구리의 선택적 식각이 가능하며, 언더-컷을 최소화할 수 있다. 식각액 조성물의 pH 값이 이보다 작은 경우에는 언더-컷 불량이 발생할 수 있으며, 식각액 조성물의 pH 값이 이보다 큰 경우에는 식각속도 불량이 발생할 수 있다.
The etchant composition according to an example has a pH value of about 5 to 7. The pH range of the etchant composition should be controlled to about 5 to 7, preferably about 5.8 to 6.8, so that copper can be selectively etched and the undercut can be minimized. If the pH value of the etchant composition is less than this range, an undercut defect may occur. If the pH value of the etchant composition is larger than this range, an etch rate failure may occur.
2. 반도체 장치의 제조 방법2. Manufacturing Method of Semiconductor Device
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated or reduced for clarity.
도 1 및 도 2는 일례에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도다.1 and 2 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an example.
도 3은 반도체 장치에서 언더-컷이 발생된 씨드 패턴을 나타낸 단면도다.3 is a sectional view showing a seed pattern in which an under-cut is generated in a semiconductor device.
도 1을 참조하면, 먼저, 반도체 기판(100) 상에 전극패드(105)와 패시베이션 층(107)을 형성한다. 반도체 기판(100)은 실리콘 기판, 실리콘 게르마늄 기판, 실리콘 카바이드 기판, 또는 갈륨 비소등과 같은 반도체 재료를 포함하는 기판일 수 있다. 반도체 기판(100) 표면에 트랜지스터와 같은 반도체 소자(미도시)가 형성될 수 있다. 반도체 소자는 층간 절연막(미도시)으로 덮일 수 있다. 층간 절연막(미도시) 내에 상기 반도체 소자와 전기적으로 연결되는 금속 라인들 및 비아가 포함될 수 있다. 전극패드(105)는 반도체 소자와 칩 외부간의 전기적인 콘택을 수행할 수 있다. 전극패드(105)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 또는 이들의 합금들을 포함할 수 있다. 패시베이션 층(107)은 상기 전극패드(105)의 일부분을 덮는다. 상세하게는, 패시베이션 층(107)은 상기 층간 절연막(미도시)의 상면과 전극패드(105)의 가장자리 상면을 덮을 수 있다. 이에 따라, 패시베이션 층(107)은 전극패드(105)의 일부분을 노출시킬 수 있다. 패시베이션 층(107)은 폴리이미드, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 포함하는 단층 또는 이들을 포함하는 다층들일 수 있다.Referring to FIG. 1, an
다음으로, 패시베이션 층(107)이 형성된 상기 반도체 기판(100) 상에 전극막(110)을 형성한다. 전극막(110)은 패시베이션 층(107)에 노출된 전극패드(105)의 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 전극막(110)은 베리어층(110a) 및 씨드층(110b)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전극막(110)은 상기 패시베이션 층(107) 상에 차례로 형성된 상기 베리어층(110a) 및 상기 씨드층(110b)을 포함할 수 있다. 전극막(110)은 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition)공정 또는 다른 적용 가능한 방법들을 이용하여 형성될 수 있다. 베리어층(110a)은 티티늄(Ti), 티타늄 질화물(TiN), 탄탈륨(Ta), 또는 탄탈륨 질화물(TaN)을 포함할 수 있다. 씨드층(110b)은 구리(Cu) 또는 구리합금을 포함할 수 있다.Next, an
다음으로, 전극막(110) 상에 포토레지스트 패턴(113)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(113)은 상기 전극막(110) 상에 포토레지스트막(미도시)을 형성하고 포토리소그래피 공정(photolithography process)으로 상기 포토레지스트막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 포토레지스트 패턴(113)은 상기 전극막(110)의 일부분을 노출시키는 개구부(115)를 포함할 수 있다. 개구부(115)는 전극패드(105)와 접촉하는 전극막(110)의 상기 씨드층(110b)이 노출되도록 형성될 수 있다. 개구부(115)에 의해 노출되지 않은 상기 씨드층(110b)의 상면은 상기 포토레지스트 패턴(113)으로 덮일 수 있다.Next, a
다음으로, 개구부(115) 내에 기초전극(121)을 형성한다. 그 후, 기초전극(121) 상에 개구부(115)를 채우는 범프전극(123)을 형성한다. 기초전극(121)는 개구부(115)에 의해 노출된 상기 씨드층(110b)을 덮으며 개구부(115)의 일부를 채울 수 있다. 기초전극(121)는 전기도금(electroplating)법으로 형성될 수 있다. 기초전극(121)는 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 범프전극(123)은 전기도금(electroplating)법으로 형성될 수 있다. 범프전극(123)은 구리(Cu), 금(Au), Sn-Ag 합금, 또는 Sn-Ag-Cu 합금을 포함할 수 있다.
Next, the
도 2를 참조하면, 다음으로, 범프전극(123)을 형성한 후에 포토레지스트 패턴(113)을 제거한다. 이에 따라, 포토레지스트 패턴(113)에 의해 덮인 씨드층(110b)의 표면이 노출될 수 있다. 포토레지스트 패턴(113)은 애싱(ashing)공정 또는 스트리핑(stripping)공정을 수행하여 제거될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
다음으로, 포토레지스트 패턴(113)의 제거로 인하여 노출된 씨드층(110b)을 선택적으로 제거하여 씨드 패턴(130b)을 형성한다. 상세하게, 기초전극(121) 및 범프전극(123)을 식각 마스크로 이용하고, 식각 마스크에 노출된 씨드층(110b)의 일부분을 선택적으로 제거하기 위하여 반도체 기판(100) 상에 구리를 함유하는 금속의 식각에 사용되는 식각 조성물을 제공할 수 있다. 씨드층(110b)을 제거하는 것은 식각 조성물 안에 반도체 기판(100)을 침지하고 회전함으로써 노출된 씨드층(110b)이 제거될 수 있다. 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물을 사용하여 씨드층(110b)을 선택적으로 제거한 후에, 반도체 기판(100)을 약 1분 내지 약 5분 동안 침지하고 회전시킬 수 있다. 그리고 아르곤이나 질소가스 같은 불활성 가스를 이용하여 건조공정을 진행할 수 있다.Next, the exposed
씨드층(110b)의 식각에 적용할 수 있는 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물은, 과산화수소 1 내지 10중량%, 완충액 1 내지 10중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물일 수 있다. 보다 바람직하게는, 과산화수소 1 내지 5 중량%, 완충액 3 내지 10 중량%, 및 무기산 0.3 내지 1.0 중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5 내지 7인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물일 수 있다. 보다 바람직하게는, 과산화수소 2 내지 3.5 중량%, 완충액 5 내지 7 중량%, 및 무기산 0.3 내지 0.7 중량%, 를 포함하며, 조성물의 pH가 5.8 내지 6.8 인, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물일 수 있다. 보다 바람직하게는, 과산화수소, 완충액, 및 무기산의 총 함량이 15 중량% 이하, 예를 들면, 8 내지 12 중량% 정도일 수 있으며, 탈이온수 85중량% 이상, 예를 들면, 88 내지 92 중량% 정도를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물에 대한 설명 중 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.The etchant composition of the copper containing metal that can be applied to the etching of the
노출된 씨드층(110b)의 식각 공정 시 상기 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물은 약 20°C 내지 약 80°C의 온도로 유지될 수 있다. 이때, 과산화수소, 완충액, 무기산의 총 함량은 15 중량% 를 초과하지 않도록 한다. 초과하는 경우 씨드층(110b)의 언더컷이 심하게 발생할 수 있으며, 이를 위하여 많은 양의 완충액을 사용할 경우, 추후 공정인 상기 베리어막(110a)의 제거공정에서 베리어막(110a)의 제거가 어려워지기 때문이다.During the etching process of the exposed
과산화수소는 산화제로써 상기 마스크에 노출된 씨드층(110b)을 산화시킬 수 있다. 씨드층(110b)은 구리 산화막(CuO)으로 산화될 수 있다. 무기산은 실질적으로 씨드층(110b)을 제거하는 과산화수소로 산화된 씨드층(110b)을 제거시킬 수 있다. 완충액은 pH 조절제로써, 식각액 조성물의 pH를 조절하여 씨드층(110b)이 제거될 때 베리어층(110a) 및 씨드층(110b) 사이에 일어나는 갈바닉 부식(galvanic corrosion)을 억제할 수 있다. 완충액은 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물의 pH를 약 5 내지 약 7 정도로 유지시킬 수 있다. 갈바닉 부식은 두 이종금속(dissimilar metal) 사이에서 일어나는 부식으로써, 베리어층(110a)과 씨드층(110b)에서 일어날 수 있다. 완충액은 기초전극(121)과 접촉하는 씨드층(110b)의 산화반응을 억제시키며, 베리어층(110a)의 산화반응을 일으킴으로써 베리어층(110a)에 형성된 전자가 씨드층(110b)으로 공급될 수 있다.Hydrogen peroxide can oxidize the
본 발명에 따르면, 씨드층(110b)은 식각 마스크에 노출된 영역만 식각되어 베리어층(110a)의 표면과 대략 수직인 측면을 갖는 씨드 패턴(130b)을 형성할 수 있다. 결과적으로, 식각 마스크에 노출된 씨드층(110b)이 완충액이 포함된 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물에 의하여 식각될 때, 기초전극(121)과 접촉하는 씨드층(110b)의 언더-컷을 최소화할 수 있다. 더불어, 씨드층(110b)의 언더-컷 되는 것을 최소화시킴으로써 최종적으로 형성된 씨드 패턴(130b)과 기초전극(121)의 접촉면적이 증가되어 신뢰성이 보다 향상된 반도체 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, the
다음으로, 이후, 패시베이션 층(107) 상에 노출된 베리어막(110a)을 제거하여 베리어 패턴(130a)을 형성할 수 있다. 상세하게, 베리어막(110a)은 씨드 패턴(130b)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 식각액을 제공하여 이방성 식각될 수 있다. 식각액은 불산(HF)일 수 있다. 베리어막(110a)이 선택적으로 제거된 영역은 패시베이션 층(107)의 상면이 노출될 수 있다. 에칭액이 제공되어 베리어막(110a)을 선택적으로 제거한 후에, 반도체 기판(100)을 약 1분 내지 약 5분 동안 침지하고 회전시킬 수 있다. 그리고 아르곤이나 질소가스 같은 불활성 가스를 이용하여 건조공정을 진행할 수 있다. 반도체 기판(100)의 건조공정을 수행한 후에, 범프전극(123)에 리플로우(reflow)공정을 수행하고 용융 및 응고시켜 솔더범프(123a)를 형성할 수 있다.
Next, after the
도 3을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 식각액 조성물이 아닌 다른 식각액 조성물, 예를 들면, 조성의 함량 범위를 만족하지 못하거나, 조성의 일부를 포함하지 않거나, pH 범위가 제안하는 범위를 벗어나는 식각액 조성물로 씨드층(110b)을 식각할 경우, 베리어층(110a)과 씨드층(110b) 사이에 갈바닉 부식이 일어날 수 있다. 식각 마스크에 노출되지 않은 씨드층(110b)의 일부 영역은 갈바닉 부식에 의하여 구리를 함유하는 금속의 식각에 사용되는 액체 조성물에 식각되어 측면이 오목한 씨드 패턴(230b)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 씨드 패턴(230b)과 기초전극(121)의 접촉면적이 줄어들 수 있다.
Referring to FIG. 3, an etchant composition other than the etchant composition proposed in the present invention, for example, an etchant composition that does not satisfy the content range of the composition, does not contain a part of the composition, When the
3. 3.
실시예Example
이하에서는, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
(구리를 함유하는 금속의 (Copper-containing metal 식각액Etchant 조성물의 제조) Preparation of the composition)
과산화수소(H2O2), 완충액, 및 무기산을 하기 [표 1]에서 기재한 조성으로 혼합하여 실시예 1~13의 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물들을 형성하였다. 또한, 과산화수소(H2O2), 완충액, 및 무기산을 하기 [표 2]에서 기재한 조성으로 혼합하여 비교예 1~12의 구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물들을 형성하였다. [표 1] 및 [표 2]에 기재한 조성에 있어서 잔부는 탈이온수(D.I Water)이다.
The etching solution compositions of the copper containing metals of Examples 1 to 13 were formed by mixing hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), buffers, and inorganic acids in the compositions described in Table 1 below. In addition, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), buffers, and inorganic acids were mixed in the compositions described in Table 2 below to form etchant compositions of the copper containing metals of Comparative Examples 1 to 12. The remainder in the compositions shown in [Table 1] and [Table 2] is deionized water (DI Water).
(구리 (Copper 씨드층의Seed layer 언더-컷 측정) Under-cut measurement)
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물을 사용한 구리 씨드층의 언더-컷 측정을 위하여 동일한 웨이퍼들을 준비하였다. 웨이퍼들 상에는 도 1과 같이 티타늄을 포함하는 베리어막(110a)과 구리를 포함하는 씨드막(110b)을 차례로 형성하였다. 구리 씨드층의 일부분을 노출시키기 위하여 구리 씨드층 상에 기초전극(121)과 같은 마스크를 형성하였다.The same wafers were prepared for the undercut measurement of the copper seed layer using the etchant composition of the copper containing metal. 1, a
웨이퍼들을 구리를 함유하는 금속의 식각에 사용되는 액체 조성물에 약 30°C 내지 약 40°C의 온도에서 약 1분 내지 약 5분 동안 침지하고, 초순수에 약 5분 동안 침지하여 식각 및 린스공정을 진행하였다. 이어서, 아르곤(Ar) 가스나 질소(N2) 가스를 주입하여 웨이퍼들을 건조하였다.The wafers are immersed in a liquid composition used for etching copper containing metals at a temperature of about 30 DEG C. to about 40 DEG C. for about 1 minute to about 5 minutes and immersed in ultrapure water for about 5 minutes for etching and rinsing . Then, argon (Ar) gas or nitrogen (N2) gas was injected to dry the wafers.
구리 씨드층의 언더컷은 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 측정하였으며 그 결과를 하기의 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다. 씨드 구리 전량 제거시간 + 50% 추가 처리기준으로 실험을 수행하였으며, 실험 결과 언더-컷이 0.4㎛ 이하인 경우를 우수, 0.4㎛ 초과인 경우를 불량으로 판단하였다. 또한, 처리시간이 2분 이상인 경우는 식각속도 불량으로 판단하였다.
The undercut of the copper seed layer was measured using a scanning electron microscope (SEM), and the results are shown in [Table 1] and [Table 2] below. Experiments were conducted on the basis of the total removal time of the seed copper + 50%. As a result of the experiment, it was judged that the under-cut was excellent in the case of 0.4 μm or less and bad in the case of exceeding 0.4 μm. When the treatment time was more than 2 minutes, it was judged that the etching rate was bad.
(wt%)Hydrogen peroxide
(wt%)
(wt%)Phosphoric acid
(wt%)
(25℃)pH
(25 DEG C)
J/T x 1.5Under-cut (占 퐉)
J / T x 1.5
칼륨Citric acid
potassium
암모늄Citric acid
ammonium
칼륨Hydroxide
potassium
[표 1]을 참조하면, 실시예 1~12는 완충액으로 구연산 칼륨 또는 구연산 암모늄을 사용하며, 무기산으로 인산을 사용하고, 이들 조성이 모두 본 발명이 제안하는 함량 범위를 만족하며, pH 값 역시 제안하는 범위 내인 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, in Examples 1 to 12, potassium citrate or ammonium citrate was used as a buffer solution, phosphoric acid was used as an inorganic acid, all of these compositions satisfied the content range proposed by the present invention, It can be seen that it is within the range proposed.
또한, 실시예 13은 완충액으로 수산화 칼륨 및 구연산을 사용하며, 무기산으로 인산을 사용하고, 이들 조성이 모두 본 발명이 제안하는 함량 범위를 만족하며, pH 값 역시 제안하는 범위 내인 것을 알 수 있다.In Example 13, potassium hydroxide and citric acid were used as buffers, and phosphoric acid was used as a mineral acid. All of these compositions satisfied the content range proposed by the present invention, and the pH value was also within the suggested range.
이들 조성을 사용하여 구리 씨드층을 식각하는 경우 언더-컷이 0.4㎛ 이하가 되도록 구리 씨드층을 식각할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 특별히 식각속도 불량 등의 문제가 발생하지 않음을 알 수 있다.
It can be seen that when the copper seed layer is etched using these compositions, the copper seed layer can be etched so that the undercut is 0.4 탆 or less. In addition, it can be seen that the problem such as the etching speed failure does not particularly occur.
(wt%)Hydrogen peroxide
(wt%)
(wt%)Phosphoric acid
(wt%)
(25℃)pH
(25 DEG C)
J/T x 1.5Under-cut (占 퐉)
J / T x 1.5
칼륨Citric acid
potassium
칼륨Pyrophosphoric acid
potassium
나트륨Sulfuric acid
salt
[표 2]를 참조하면, 비교예 1은 과산화수소의 함량이 제안하는 범위보다 작은 것을 알 수 있으며, 비교예 2는 과산화수소의 함량이 제안하는 범위보다 많은 것을 알 수 있다. 이들은 제안하는 나머지 조건들을 모두 만족함에 불구하고 식각속도 불량이 발생하였다. 이를 통해서 본 발명에서 제안하는 식각액 조성물은 목적 달성을 위하여 과산화수소의 함량 범위가 중요함을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the content of hydrogen peroxide in Comparative Example 1 is smaller than the range proposed, and the content of hydrogen peroxide in Comparative Example 2 is larger than the range proposed. These etch rates were unsatisfactory despite satisfying all of the other proposed conditions. From this, it can be seen that the content range of hydrogen peroxide is important for achieving the object of the etchant composition proposed in the present invention.
또한, 비교예 3은 인산의 함량이 제안하는 범위보다 작은 것을 알 수 있으며, 비교예 4는 인산의 함량이 제안하는 범위보다 많은 것을 알 수 있다. 이들은 본 발명에서 제안하는 나머지 조건들을 모두 만족함에도 불구하고, 식각속도에 불량이 있거나, 또는 언더-컷이 0.4㎛을 초과하였다. 이를 통해서 본 발명에서 제안하는 식각액 조성물은 목적 달성을 위하여 인산의 함량 범위 역시 중요함을 알 수 있다.Further, it can be seen that the content of phosphoric acid in Comparative Example 3 is smaller than the range proposed, and that in Comparative Example 4, the content of phosphoric acid is larger than the suggested range. Although they satisfied all of the remaining conditions proposed in the present invention, the etching rate was poor, or the undercut exceeded 0.4 탆. As a result, it can be seen that the range of the content of phosphoric acid is also important for the purpose of the etchant composition proposed in the present invention.
또한, 비교예 5는 완충액을 사용하지 않은 것을 알 수 있다. 이 경우 조성물의 pH 값이 2.0으로, 제안하는 범위를 벗어나는 것을 알 수 있다. 그 결과 언더-컷이 0.4㎛을 초과하였다. 또한, 부가적으로, 구리 외에 니켈 등 원하지 않는 식각이 발생할 수 있다.In addition, it can be seen that Comparative Example 5 does not use a buffer solution. In this case, the pH value of the composition is 2.0, which is outside the range suggested. As a result, the undercut exceeded 0.4 탆. Additionally, in addition to copper, unwanted etching such as nickel may occur.
또한, 비교예 6은 완충액의 함량이 제안하는 범위보다 작은 것을 알 수 있으며, 비교예 7는 완충액의 함량이 제안하는 범위보다 많은 것을 알 수 있다. 이들의 경우 pH가 본 발명에서 제안하는 범위를 넘어서며, 이로 인하여 식각속도에 불량이 있거나, 언더-컷이 0.4㎛을 초과하였다. 이를 통해서 본 발명에서 제안하는 식각액 조성물은 목적 달성을 위하여 완충액의 함량 범위 역시 중요함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the content of the buffer solution in Comparative Example 6 is smaller than the range proposed, and that in Comparative Example 7, the content of the buffer solution is larger than the suggested range. In these cases, the pH exceeded the range proposed by the present invention, and thus the etching rate was poor or the undercut exceeded 0.4 탆. It can be seen from the results that the range of the content of the buffer solution is also important for achieving the object of the etchant composition proposed in the present invention.
또한, 비교예 8 및 9는 완충액으로 인산이온이 포함된 피로인산 칼륨을 사용하였으며, 비교예 10 및 11은 완충액으로 황산이온이 포함된 과황산나트륨을 사용한 것을 알 수 있다. 이들을 사용하여 금속 씨드층을 식각하는 경우 모두 언더-컷이 0.4㎛을 초과하였다. 비교예 8 내지 11의 결과를 통하여 완충액으로 바람직한 조성은 구연산 염이거나, 또는 수산화칼륨 공급원 및 유기산인 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 9 내지 12의 결과를 통하여 조성물의 pH 값이 제안하는 범위를 벗어나는 경우 원하는 언더-컷 제어가 어렵다는 것을 알 수 있다.
In Comparative Examples 8 and 9, potassium pyrophosphate containing phosphate ions was used as the buffer solution, and Comparative Examples 10 and 11 were found to use sodium persulfate containing sulfate ion as the buffer solution. When the metal seed layer was etched using these, the undercuts exceeded 0.4 탆. From the results of Comparative Examples 8 to 11, it can be seen that the preferred composition as the buffer solution is a citrate salt or a potassium hydroxide source and an organic acid. In addition, it can be seen from the results of Comparative Examples 9 to 12 that the desired under-cut control is difficult when the pH value of the composition deviates from the suggested range.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
100: 반도체 기판
105: 전극패드
107: 패시베이션 층
110a: 베리어막
110b: 씨드층
110: 전극막
113: 포토레지스트 패턴
115: 개구부
121: 기초전극
123: 범프전극
130a: 베리어 패턴
130b: 씨드 패턴
123a: 솔더범프100: semiconductor substrate
105: Electrode pad
107: Passivation layer
110a:
110b: seed layer
110: electrode film
113: photoresist pattern
115: opening
121: base electrode
123: bump electrode
130a: barrier pattern
130b: seed pattern
123a: solder bump
Claims (13)
완충액 1 내지 10 중량%; 및
무기산 0.3 내지 1.0 중량%; 를 포함하며,
조성물의 pH가 5 내지 7 인,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
1 to 10% by weight hydrogen peroxide;
1 to 10% by weight buffer; And
From 0.3 to 1.0% by weight of an inorganic acid; / RTI >
Wherein the pH of the composition is between 5 and 7,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 무기산은 인산을 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the inorganic acid comprises phosphoric acid,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 완충액은 구연산 염을 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein said buffer comprises citrate,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 구연산 염은 구연산 칼륨 및 구연산 암모늄 중 적어도 하나를 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method of claim 3,
Wherein the citrate salt comprises at least one of potassium citrate and ammonium citrate.
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 완충액은 수산화 이온 공급원 및 유기산을 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the buffer comprises a hydroxide ion source and an organic acid.
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 수산화 이온 공급원은 수산화 칼륨을 포함하고,
상기 유기산은 구연산을 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the hydroxide ion source comprises potassium hydroxide,
Wherein the organic acid comprises citric acid,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 수산화 이온 공급원 및 유기산의 중량비는 4:6 내지 6:4인,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
6. The method of claim 5,
Wherein the weight ratio of the hydroxide ion source and the organic acid is from 4: 6 to 6: 4,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 과산화수소, 완충액, 및 무기산의 총 함량은 15 중량% 이하(단, 0 중량%는 제외함)인,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the total content of the hydrogen peroxide, the buffer, and the inorganic acid is 15 wt% or less (however, 0 wt% is excluded)
The etchant composition of a metal containing copper.
탈이온수 85 중량% 이상(단, 100 중량%는 제외함); 을 더 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
9. The method of claim 8,
Deionized water not less than 85% by weight (excluding 100% by weight); ≪ / RTI >
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 과산화수소 1 내지 5 중량%;
상기 완충액 3 내지 10 중량%; 및
상기 무기산 0.3 내지 1.0 중량%; 를 포함하는,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
The method according to claim 1,
1 to 5% by weight of the hydrogen peroxide;
3 to 10% by weight of the buffer solution; And
0.3 to 1.0 wt% of the inorganic acid; / RTI >
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 완충액은 구연산 칼륨 또는 구연산 암모늄이고,
상기 무기산은 인산인,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
11. The method of claim 10,
Wherein said buffer is potassium citrate or ammonium citrate,
Wherein the inorganic acid is phosphoric acid,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 완충액은 수산화 칼륨 및 구연산이고,
상기 무기산은 인산인,
구리를 함유하는 금속의 식각액 조성물.
11. The method of claim 10,
The buffers are potassium hydroxide and citric acid,
Wherein the inorganic acid is phosphoric acid,
The etchant composition of a metal containing copper.
상기 제 2 금속 층 상에 상기 제 2 금속 층의 적어도 일부를 노출시키는 식각 마스크를 형성하는 단계; 및
상기 기판에 식각액 조성물을 제공하여 상기 식각 마스크로부터 노출된 상기 제 2 금속 층을 선택적으로 제거하는 단계; 를 포함하며,
상기 제 2 금속 층은 구리를 포함하며, 상기 식각액 조성물은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 식각액 조성물인,
반도체 장치의 제조 방법.Sequentially forming first and second metal layers on a substrate;
Forming an etch mask that exposes at least a portion of the second metal layer on the second metal layer; And
Providing an etchant composition to the substrate to selectively remove the second metal layer exposed from the etch mask; / RTI >
Wherein the second metal layer comprises copper and the etchant composition is the etchant composition of any one of claims 1 to 12,
A method of manufacturing a semiconductor device.
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