KR101048235B1 - Corrosion measuring device and corrosion measuring method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부식 측정 장치 및 이를 이용한 부식 측정 방법에 관한 것으로, 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 CMP) 또는 전기화학적기계적연마(Electro Chemical Mechanical Polishing; 이하 ECMP)용 용액이 담긴 용기에 Ag/AgCl로 이루어진 기준전극(Reference electrode), 백금 거즈 형태로 이루어진 카운터전극(Counter electrode) 및 시편으로 이루어진 작업전극(Working electrode)을 침지시키고, 상기 카운터전극, 상기 기준전극 및 상기 작업전극에 각각 전압을 인가하면서 개회로 전위와 상기 시편의 부식정도를 측정하는 전기화학 분석기를 포함하는 부식 측정 장치를 이용하여, CMP에 사용되는 구연산 또는 세정 용액에 사용되는 Triton X-100이 구리층, 티타늄층 및 구리-티타늄 패턴에 미치는 영향을 파악하고 이를 실제 공정에 용이하게 적용할 수 있도록 하는 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a corrosion measuring apparatus and a method for measuring corrosion using the same, wherein the Ag / AgCl in a container containing a solution for Chemical Mechanical Polishing (CMP) or Electro Chemical Mechanical Polishing (ECMP) A reference electrode made of a reference electrode, a counter electrode made of platinum gauze, and a working electrode made of a specimen are immersed, and a voltage is applied to the counter electrode, the reference electrode, and the working electrode, respectively. The Triton X-100 used for the citric acid or cleaning solution used in the CMP is a copper layer, a titanium layer, and a copper --- using a corrosion measurement device that includes an electrochemical analyzer that measures the open circuit potential and the degree of corrosion of the specimen. To understand the effects on titanium patterns and to easily apply them to actual processes. will be.

구리, 티타늄, 화학적 부식, 갈바닉 부식, 개회로 전위 Copper, Titanium, Chemical Corrosion, Galvanic Corrosion, Open Circuit Potential

Description

부식 측정 장치 및 이를 이용한 부식 측정 방법{APPARATUS FOR MEASURING CORROSION AND METHOD FOR MEASURING CORROSION USING THE SAME}Corrosion measuring apparatus and corrosion measuring method using the same {APPARATUS FOR MEASURING CORROSION AND METHOD FOR MEASURING CORROSION USING THE SAME}

본 발명은 부식 측정 장치 및 이를 이용한 부식 측정 방법에 관한 것으로, 반도체 직접회로에 사용되는 공정 중에서 웨이퍼 상부에 형성된 금속층 또는 금속 패턴을 화학적기계적연마 후 웨이퍼의 표면을 세정하는 과정에서 일어날 수 있는 결함을 방지하기 위한 기술이다.The present invention relates to a corrosion measurement apparatus and a corrosion measurement method using the same, and to detect defects that may occur in the process of cleaning the surface of the wafer after chemical mechanical polishing of a metal layer or a metal pattern formed on the wafer during a process used in a semiconductor integrated circuit. It is a technique to prevent.

반도체 제조 공정에서 다층 금속화(Mentalization)는 차세대 초대규모 집적(ULSI)분야에서의 핵심 기술 중 하나이다. 이러한 기술의 중심에 있는 다층 인터커넥트(Interconnect)는 콘택트(Contact), 비아(Via), 트렌치 및 기타 패턴(Pattern)을 포함하는 높은 종횡비 구간 내에 형성된 인터커넥트 패턴의 평탄화를 필요로 한다. 이러한 인터커넥트 패턴을 신뢰할 수 있게 형성하는 것은 ULSI의 달성 및 각 기판과 다이(Die)에서 회로 밀도 및 품질을 높이려는 계속되는 노력에 있어서 매우 중요하다.In the semiconductor manufacturing process, multilayer metallization is one of the key technologies in the next generation of ultra-large scale integration (ULSI). Multilayer interconnects at the heart of this technology require planarization of interconnect patterns formed in high aspect ratio sections including contacts, vias, trenches, and other patterns. Reliable formation of such interconnect patterns is critical to achieving ULSI and continuing efforts to increase circuit density and quality at each substrate and die.

집적 회로 및 기타 전자 소자의 제조에서, 전도체, 반도체, 및 유전체 재료로 이루어진 복수의 층이 기판의 표면상에 부착되거나 그 표면으로부터 제거된다. 전도체, 반도체, 및 유전체 재료의 얇은 층들은 수많은 부착 방법으로 부착될 수 있다. 최근 공정에서의 일반적인 부착 방법은 스퍼터링으로도 알려진 물리 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 및 전기화학적 도금(ECP)을 포함한다.In the manufacture of integrated circuits and other electronic devices, a plurality of layers of conductors, semiconductors, and dielectric materials are attached or removed from the surface of the substrate. Thin layers of conductors, semiconductors, and dielectric materials can be attached by a number of attachment methods. Common methods of attachment in recent processes include physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma chemical vapor deposition (PECVD), and electrochemical plating (ECP), also known as sputtering.

재료층들이 연속적으로 부착되고 제거됨에 따라, 기판의 최상부 표면은 그 표면에 걸쳐 비-평면이 되고 그에 따라 평탄화가 요구된다. 비-평면 공정의 예는 ECP 공정으로 구리 필름을 부착하는 것으로서, 그러한 공정에서, 특히 10 미크론 보다 넓은 라인의 경우에, 구리 토포그래피(topography)는 웨이퍼 표면의 기존 비-평면적 토포그래피를 따라간다. 이러한 표면의 '평탄화' 또는 표면의 '연마'는 기판의 표면으로부터 재료를 제거하여 대체적으로 평탄한 평면형 표면을 형성하는 공정이다. 평탄화는 거친 표면, 응집된 재료, 결정 격자 손상, 스크래치 및 오염 층 또는 재료와 같은 표면 결함 및 바람직하지 않은 표면 토포그래피를 제거하는데 유용하다. 평탄화는 또한 금속화 및 공정의 후속 레벨을 위한 균일한 표면을 제공하고 패턴을 형성하기 위해 사용된 과다 부착 재료를 제거함으로써 기판상에 패턴을 형성하는데 유용하다.As the layers of material are continuously attached and removed, the top surface of the substrate becomes non-planar across the surface and hence planarization is required. An example of a non-planar process is the deposition of a copper film in an ECP process, in which, in particular for lines wider than 10 microns, copper topography follows the existing non-planar topography of the wafer surface. . This 'flattening' or 'polishing' of the surface is the process of removing material from the surface of the substrate to form a generally flat planar surface. Planarization is useful for removing undesired surface topography and surface defects such as rough surfaces, aggregated materials, crystal lattice damage, scratches and contaminating layers or materials. Planarization is also useful for forming a pattern on a substrate by providing a uniform surface for metallization and subsequent levels of processing and by removing excess adhesion material used to form the pattern.

상기와 같은 평탄화 공정을 화학적기계적 평탄화 또는 화학적기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 CMP)라고 한다.Such a planarization process is referred to as chemical mechanical planarization or chemical mechanical polishing (CMP).

CMP는 기판으로부터 재료를 선택적으로 제거하기 위해 화학적 조성물, 통상 적으로 슬러리 또는 기타 유체 매체를 사용한다. 통상적인 CMP 기술에서, 기판 캐리어 또는 연마 헤드는 캐리어 조립체상에 장착되고 CMP 장치내에서 연마 패드와 접촉하도록 위치된다. 캐리어 조립체는 기판에 제어가능한 압력을 제공하며, 그에 따라 기판을 연마 패드에 대해 가압한다. 패드는 외부 구동력에 의해 기판에 대해 상대적으로 이동한다. CMP 장치는 연마 조성물을 분산시키면서 기판 표면과 연마 패드 사이의 연마 또는 마찰 운동을 유발하여, 화학적 작용 및 기계적 작용 그리고 기판 표면으로부터의 재료의 결과적인 제거를 일으킨다.CMP uses a chemical composition, typically a slurry or other fluid medium, to selectively remove material from the substrate. In conventional CMP technology, the substrate carrier or polishing head is mounted on the carrier assembly and positioned to contact the polishing pad within the CMP apparatus. The carrier assembly provides a controllable pressure on the substrate, thereby pressing the substrate against the polishing pad. The pad is moved relative to the substrate by an external driving force. The CMP apparatus causes polishing or frictional motion between the substrate surface and the polishing pad while dispersing the polishing composition, resulting in chemical and mechanical actions and the resulting removal of material from the substrate surface.

다른 평탄화 기술로는 전기화학적기계적연마(Electro Chemical Mechanical Polishing; 이하 ECMP)가 있다. ECMP 기술은 전기화학적 용해에 의해 기판 표면으로부터 금속층 또는 금속 패턴을 제거하면서, 동시에 통상적인 CMP 공정에 비해 적은 기계적 마모로 기판을 연마한다. 전기화학적 용해는 음극과 기판 표면 사이에 바이어스(bias)를 인가하여 기판 표면으로부터 주변 전해액으로 금속층 또는 금속 패턴을 제거함으로써 실시된다. 통상적으로, 바이어스는 전도성 콘택트의 링에 의해 기판 캐리어 헤드와 같은 기판 지지 장치내의 기판 표면에 인가된다. 기판을 통상적인 연마 패드와 접촉되게 위치시키고 그들 사이에 상대적인 운동을 부여함으로써, 기계적 마모가 이루어지도록 한다.Another planarization technique is Electro Chemical Mechanical Polishing (ECMP). ECMP technology removes metal layers or metal patterns from the substrate surface by electrochemical dissolution while simultaneously polishing the substrate with less mechanical wear compared to conventional CMP processes. Electrochemical dissolution is carried out by applying a bias between the cathode and the substrate surface to remove the metal layer or metal pattern from the substrate surface to the surrounding electrolyte. Typically, the bias is applied to the substrate surface in a substrate support device such as a substrate carrier head by a ring of conductive contacts. By placing the substrate in contact with a conventional polishing pad and imparting relative motion therebetween, mechanical wear is achieved.

이러한 ECMP 기술은 주로 구리를 연마하는데 주로 사용된다. ECMP 기술은 종래의 CMP 프로세스에 비해 기계적 마찰이 감소된 상태에서 기판을 연마하는 동시에 전기화학적 용해에 의해 기판 표면으로부터 금속층 또는 금속 패턴을 제거한다. This ECMP technique is mainly used to polish copper. ECMP technology removes metal layers or metal patterns from the substrate surface by electrochemical dissolution while polishing the substrate with reduced mechanical friction compared to conventional CMP processes.

금속층 또는 금속 패턴의 제거는 전해질 용액 내에서 바이어스를 인가함으로 써, 금속층 또는 금속 패턴의 표면을 산화시키고, 산화층을 연마하는 방식으로 수행된다.Removal of the metal layer or metal pattern is performed by applying a bias in the electrolyte solution to oxidize the surface of the metal layer or metal pattern and to polish the oxide layer.

그 다음으로는, 연마 공정에 의해 오염된 표면을 세척하는 세정 공정이 수행된다.Next, a cleaning process is performed to clean the surfaces contaminated by the polishing process.

이러한 과정에서, 특히 구리와 같은 금속층 또는 금속 패턴들은 산화에 매우 취약하므로 결함이 발생할 확률이 높다. 따라서, 결함 방지를 위한 연구가 필요하지만 아직까지 뚜렷한 연구 결과가 나타나지 않고 있는 실정이다.In this process, metal layers or metal patterns, in particular copper, are very susceptible to oxidation, so defects are likely to occur. Therefore, research for preventing defects is required, but no clear research results have been shown.

또한, 전기화학적기계적 연마 공정 후 세척 과정에서 발생할 수 있는 결함에 대한 연구는 거의 없기 때문에 ECMP 공정 제어에 어려움이 있고, 그에 따라 반도체 제조 수율이나 생산성이 저하되는 문제가 있다.In addition, since there are few studies on defects that may occur in the cleaning process after the electrochemical mechanical polishing process, there is a difficulty in controlling the ECMP process, and thus there is a problem in that the yield or productivity of semiconductors are deteriorated.

본 발명은 웨이퍼 상부에 형성된 금속층 또는 금속 패턴을 화학적기계적 연마 또는 전기화학적기계적 연마 공정 후 세정하는 도중에 발생하는 부식 정도를 화학적 부식과 갈바닉 부식으로 나누어서 비교 분석하고 그 결과를 실제 공정에 적용하여 생산 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 부식 측정 장치 및 이를 이용한 부식 측정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.According to the present invention, the degree of corrosion generated during the cleaning of the metal layer or the metal pattern formed on the wafer after the chemical mechanical polishing or the electrochemical mechanical polishing process is divided into chemical corrosion and galvanic corrosion, and the results are applied to the actual process to produce efficiency. It is an object of the present invention to provide a corrosion measuring apparatus and a corrosion measuring method using the same.

본 발명에 따른 부식 측정 장치는 용액이 담긴 용기와, 상기 용액에 각각 침지되며, Ag/AgCl로 이루어진 기준전극(Reference electrode), 백금 거즈 형태로 이루어진 카운터전극(Counter electrode) 및 시편으로 이루어진 작업전극(Working electrode) 및 상기 카운터전극, 상기 기준전극 및 상기 작업전극에 각각 전압을 인가하면서 개회로 전위와 상기 시편의 부식정도를 측정하는 전기화학 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Corrosion measuring apparatus according to the present invention is a container containing a solution, each of which is immersed in the solution, a reference electrode made of Ag / AgCl, a counter electrode made of platinum gauze and a working electrode made of a specimen (Working electrode) and an electrochemical analyzer for measuring the open circuit potential and the degree of corrosion of the specimen while applying a voltage to the counter electrode, the reference electrode and the working electrode, respectively.

여기서, 상기 용액은 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing) 또는 전기화학적기계적연마(Electro Chemical Mechanical Polishing)용 용액인 것을 특징으로 하고, 상기 용액은 구연산 또는 Triton X-100을 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 시편은 구리층이 형성된 실리콘 기판, 티타늄층이 형성된 실리콘 기판 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 실리콘 기판 순서로 교차 장착되는 것을 특징으로 하고, 상기 시편은 10 × 15 mm의 크기인 것을 사용하는 것을 특징으로 하고, 상기 시편은 부식 반응부 및 전극 연결부로 구획되며, 상기 부식 반응부 및 전극 연결부를 제외한 전면에 액상실리콘이 코팅된 것을 특징으로 한다.Here, the solution is characterized in that the solution for chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) or electrochemical mechanical polishing (Electro Chemical Mechanical Polishing), the solution further comprises citric acid or Triton X-100, The specimen is characterized in that the cross-mounted in the order of a silicon substrate with a copper layer, a silicon substrate with a titanium layer and a silicon substrate with a copper-titanium pattern, characterized in that the specimen is 10 × 15 mm in size. The test piece is partitioned into a corrosion reaction part and an electrode connection part, and is characterized in that the liquid silicon is coated on the entire surface except the corrosion reaction part and the electrode connection part.

아울러, 본 발명에 따른 부식 측정 방법은 3개의 실리콘 기판 상부에 각각 구리층, 티타늄층 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편을 마련하는 단계와, 상술한 부식 측정 장치의 용액에 구연산을 첨가하고, 작업 전극에 상기 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편을 순서로 교차 장착하면서 상기 구연산의 농도에 따른 상기 각 시편의 개회로 전위 및 부식 정도를 각각 측정하는 제 1 측정 단계와, 상술한 부식 측정 장치의 용액에 Triton X-100을 첨가하고, 작업전극에 상기 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편을 순서로 교차 장착하면서 상기 Triton X-100의 농도에 따른 상기 각 시편의 개회로 전위 및 부식 정도를 측정하는 제 2 측정 단계 및 제 1 측정 결과 및 제 2 측정 결과를 비교 분석하여 화학적 부식(Chemical Corrosion) 및 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)을 측정하는 단계를 포함한다.In addition, the corrosion measurement method according to the present invention comprises the steps of preparing a first specimen, a second specimen and a third specimen having a copper layer, a titanium layer, and a copper-titanium pattern respectively formed on three silicon substrates, and the above-described corrosion measurement Adding citric acid to the solution of the device and measuring the open circuit potential and the degree of corrosion of each of the specimens according to the concentration of the citric acid while cross-mounting the first specimen, the second specimen and the third specimen to the working electrode in order. The Triton X-100 was added to the first measuring step and the solution of the above-mentioned corrosion measuring apparatus, and the concentration of the Triton X-100 was cross-mounted on the working electrode in the order of the first specimen, the second specimen and the third specimen. The second measurement step and the first measurement result and the second measurement result for measuring the open circuit potential and the degree of corrosion of each specimen according to the chemical corrosion (Chemical Corrosion) and galvanic corrosion (Galvanic Corr osion).

여기서, 상기 제 3 시편의 구리-티타늄 패턴은 라인타입의 구리패턴 양측벽에 티타늄 배리어층이 형성된 형태로 이루어지며, 상기 구리패턴 및 티타늄 배리어층을 포함하는 총 선폭은 10㎛의 크기로 형성하는 것을 특징으로 하고, 상기 구리-티타늄 패턴의 전극 연결부에는 은(Ag) 전극층을 더 형성하는 것을 특징으로 하고, 상기 구연산의 농도는 상기 용액 총 중량의 0.1 ~ 3 wt%로 첨가하는 것을 특징으로 하고, 상기 Triton X-100의 농도는 1CMC(Critical Micelle Concentration) 미만 구간, 1 ~ 2 CMC 구간 및 2 CMC 초과 구간을 설정하여 각각 측정하는 것을 특징으로 한다.Here, the copper-titanium pattern of the third specimen is formed in the form of a titanium barrier layer formed on both side walls of the line-type copper pattern, the total line width including the copper pattern and the titanium barrier layer is formed to a size of 10㎛ And a silver (Ag) electrode layer is further formed on the electrode connection portion of the copper-titanium pattern, and the concentration of citric acid is added at 0.1 to 3 wt% of the total weight of the solution. The concentration of the Triton X-100 is characterized by setting the sections below 1CMC (Critical Micelle Concentration), the sections 1 to 2 CMC and the sections above 2 CMC, respectively.

아울러, 본 발명에 따른 부식 측정 장치용 작업전극 시편은 실리콘 기판 상부에 형성되는 금속층 또는 금속 패턴을 포함하며, 상기 금속층 또는 상기 금속 패턴을 노출시키되, 노출된 영역이 부식 반응부 및 전극 연결부로 각각 구획되도록 상기 실리콘 기판 전면에 코팅된 액상실리콘을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the working electrode specimen for the corrosion measurement apparatus according to the present invention includes a metal layer or a metal pattern formed on the silicon substrate, and the metal layer or the metal pattern is exposed, the exposed area is a corrosion reaction portion and the electrode connection, respectively It characterized in that it comprises a liquid silicon coated on the entire surface of the silicon substrate to be partitioned.

여기서, 상기 금속층 또는 금속 패턴은 구리 또는 티타늄으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 전극 연결부의 금속층 또는 금속 패턴 상부에는 은(Ag) 전극층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The metal layer or the metal pattern may be formed of copper or titanium, and the silver (Ag) electrode layer may be further formed on the metal layer or the metal pattern of the electrode connection part.

본 발명에 따른 전기화학 부식 측정 장치는 반도체 제조 공정 중 화학기계적 연마 또는 전기화학기계적 연마 공정 이후 세정과정에서 발생할 수 있는 다양한 전기화학반응을 확인할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 부식 정도 측정 결과를 화학적 반응과 갈바닉 반응으로 나누어 분석하고 이를 실제 공정에 적용함으로써, 제조 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다. The electrochemical corrosion measuring apparatus according to the present invention enables to identify various electrochemical reactions that may occur during the cleaning process after the chemical mechanical polishing or the electrochemical mechanical polishing process in the semiconductor manufacturing process. Therefore, by analyzing the corrosion degree measurement results according to the present invention divided into chemical reactions and galvanic reactions and applying them to the actual process, it is possible to improve the production yield and productivity.

본 발명은 웨이퍼 상부에 금속층으로 구리층, 티타늄층 및 구리-티타늄 패턴을 형성한 후 화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; 이하 CMP) 공정이나 전기화학적기계적연마(Electro Chemical Mechanical Polishing; 이하 ECMP) 공정을 수행 하는 과정과 이후 세정하는 공정에서 구리와 티타늄 표면에서 일어나는 화학적 부식(Chemical Corrosion)과 갈바닉 부식 (Galvanic Corrosion)을 측정하는 과정으로 이루어진다.The present invention forms a copper layer, a titanium layer, and a copper-titanium pattern on a wafer, followed by a chemical mechanical polishing (CMP) process or an electrochemical mechanical polishing (ECMP) process. This process consists of measuring chemical and galvanic corrosion on the copper and titanium surfaces during subsequent cleaning.

이하에서는, 본 발명에 따른 부식 측정 장치 및 이를 이용한 부식 측정 방법에 대해 상세히 설명하는 것으로 한다.Hereinafter, the corrosion measuring apparatus and the corrosion measuring method using the same according to the present invention will be described in detail.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 총 3가지 시편을 제작하고 3극 전기화학 부식 측정 장치를 제작한다.As described above, in the present invention, a total of three specimens are manufactured, and a three-pole electrochemical corrosion measuring apparatus is manufactured.

도 1은 본 발명에 따른 제 1 시편을 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제 2 시편을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing a first specimen according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing a second specimen according to the present invention.

도 1은 웨이퍼(미도시) 상부에 구리층(100)을 형성한 제 1 시편(150)이고, 도 2는 웨이퍼 상부에 티타늄층(200)을 형성한 제 2 시편(250)이다.1 illustrates a first specimen 150 having a copper layer 100 formed on a wafer (not shown), and FIG. 2 illustrates a second specimen 250 having a titanium layer 200 formed on a wafer.

이와 같이 구리와 티타늄이 증착된 실리콘 웨이퍼를 10 × 15 mm의 크기로 잘라낸다. 그리고 전극이 연결될 부분과 용액에 들어가서 전기화학반응을 일으킬 부분을 제외한 다른 모든 부분은 상온에서 경화되는 액상실리콘(110, 210)으로 각각 코팅한다. 이때, 전극이 연결될 전극 연결부의 폭이 3 × 7 mm 정도가 되도록 하고, 부식 반응부는 7 × 7 mm 의 크기가 되도록 액상실리콘(110, 210)으로 각각 코팅하는 것이 바람직하다. 여기서, 액상실리콘(110, 210)은 상온에서 고체 상태로 존재하므로, 코팅된 부분에서는 부식된 반응이 나타나지 않는다. 따라서, 상기 본발명에 따른 사이즈를 유지하면 정해진 사이즈 내에서의 변화만을 용이하게 측정할 수 있게 되므로, 정량적인 분석이 가능해진다.Thus, the silicon wafer deposited with copper and titanium is cut out to a size of 10 x 15 mm. And all other parts except the part to be connected to the electrode and the portion to cause the electrochemical reaction into the solution is coated with liquid silicon (110, 210), respectively, which is cured at room temperature. At this time, it is preferable that the width of the electrode connection portion to be connected to the electrode is about 3 × 7 mm, and the corrosion reaction portion is coated with liquid silicon (110, 210) so as to have a size of 7 × 7 mm, respectively. Here, since the liquid silicon (110, 210) is present in a solid state at room temperature, the corrosion of the coating portion does not appear. Therefore, if the size according to the present invention is maintained, only a change in the predetermined size can be easily measured, thereby enabling quantitative analysis.

도 3은 본 발명에 따른 제 3 시편을 제조하기 위한 웨이퍼 레이아웃도이다.3 is a wafer layout diagram for manufacturing a third specimen according to the present invention.

도 3은 웨이퍼(300) 상부에 구리-티타늄 패턴을 형성한 후 상기 시편 사이즈인 10 × 15 mm의 크기로 절단할 라인을 도시한 레이아웃 이다.3 is a layout illustrating a line to be cut to a size of 10 × 15 mm, which is the specimen size after forming a copper-titanium pattern on the wafer 300.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 제 3 시편을 제조하는 방법을 도시한 단면도들이다.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a third specimen according to the present invention.

도 4a를 참조하면, 실리콘 기판(400) 상부에 구리-티타늄 패턴을 형성하기 위해 다마신공정을 이용한다. 이를 위하여 실리콘 기판(400) 상부에 산화막(SiO2, 410)을 형성한다. 이때, 산화막(410)은 1㎛의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4A, a damascene process is used to form a copper-titanium pattern on the silicon substrate 400. To this end, oxide layers SiO 2 and 410 are formed on the silicon substrate 400. At this time, the oxide film 410 is preferably formed to a thickness of 1㎛.

도 4b를 참조하면, 산화막(410) 상부에 라인 타입의 마스크를 이용하여 구리-티타늄 패턴이 형성될 영역을 일부 식각한다.Referring to FIG. 4B, the region where the copper-titanium pattern is to be formed is partially etched by using a line-type mask on the oxide layer 410.

도 4c를 참조하면, 일부 식각된 영역을 형성될 구리-티타늄 패턴의 높이까지 식각하여 트렌치를 갖는 산화막 패턴(420)이 형성되도록 한다.Referring to FIG. 4C, an oxide pattern 420 having a trench is formed by etching some of the etched regions to the height of the copper-titanium pattern to be formed.

도 4d를 참조하면, 트렌치를 포함하는 산화막 패턴(420)의 표면에 배리어막으로 티타늄층(430)을 형성하고, 티타늄층(430) 상부에 구리 시드층(440)을 형성한다. 이때, 티타늄층(430)은 500Å의 두께로 형성하고, 구리 시드층(440)은 1000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4D, the titanium layer 430 is formed on the surface of the oxide layer pattern 420 including the trench, and the copper seed layer 440 is formed on the titanium layer 430. At this time, the titanium layer 430 is formed to a thickness of 500 kPa, and the copper seed layer 440 is preferably formed to a thickness of 1000 kPa.

도 4e를 참조하면, 구리 시드층(440) 상부에 구리층(450)을 증착하여 트렌치가 완전히 매립되도록 한다. 이때, 구리층(450)은 전기도금 공정을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4E, a copper layer 450 is deposited on the copper seed layer 440 to completely fill the trench. At this time, the copper layer 450 is preferably formed using an electroplating process.

도 4f를 참조하면, 산화막 패턴(420)이 노출될 수 있도록 구리층(450) 상부를 평탄화 하는 공정을 수행한다. 이때, 평탄화 공정은 CMP 공정 또는 ECMP 공정을 이용하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4F, a process of planarizing the upper portion of the copper layer 450 is performed to expose the oxide layer pattern 420. At this time, it is preferable that the planarization process uses a CMP process or an ECMP process.

이와 같은 공정으로 산화막 패턴(420)의 사이에는 티타늄 패턴(435) 및 구리 패턴(455)으로 이루어지는 구리-티타늄 패턴(460)이 형성된다. 이때, 구리-티타늄 패턴(460)은 10 × 15,000 ㎛인 것이 바람직하다.In this process, a copper-titanium pattern 460 including a titanium pattern 435 and a copper pattern 455 is formed between the oxide layer patterns 420. At this time, the copper-titanium pattern 460 is preferably 10 × 15,000 ㎛.

다음에는, 상기 도 3의 레이아웃에 따라 실리콘 기판(400)을 절단하여 부식 반응을 측정하기 위한 시편을 제작한다.Next, the silicon substrate 400 is cut according to the layout of FIG. 3 to prepare a specimen for measuring the corrosion reaction.

도 5는 본 발명에 따른 제 3 시편을 나타낸 평면도이다.5 is a plan view showing a third specimen according to the present invention.

도 5는 실리콘 산화막 패턴(420) 사이에 구리-티타늄 패턴(460)을 갖는 제 3 시편(500)이다. 상기 제 1 및 제 2 시편과 동일한 사이즈로 형성되는 것이 바람직하며, 전극 연결부 및 부식 반응부를 제외한 모든 영역은 액상실리콘(470)으로 코팅된다.5 is a third specimen 500 having a copper-titanium pattern 460 between the silicon oxide layer patterns 420. It is preferable to form the same size as the first and second specimens, and all regions except the electrode connection part and the corrosion reaction part are coated with the liquid silicon 470.

그리고, 전극 연결부에는 은 전극(480)을 더 형성하여 산화막 패턴(420)으로 인하여 전극 접속이 잘 이루어지지 않는 문제를 방지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to form a silver electrode 480 in the electrode connection part to prevent the problem of poor electrode connection due to the oxide film pattern 420.

도 6은 본 발명에 따른 부식 측정 장치를 도시한 개략도이다.6 is a schematic view showing a corrosion measurement apparatus according to the present invention.

도 6을 참조하면, 3전극 전기화학 부식 측정 장치를 나타낸 것으로 CMP 또는 ECMP에서 사용될 수 있는 용액(640)을 용기(600)에 담아 놓고, Ag/AgCl을 기준전극(Reference electrode, 610)으로 사용하고 백금 거즈(Pt Mesh)를 카운터 전극(Counter electrode, 630)으로 사용한다. 그리고 구리층이 형성된 실리콘 기판, 티타늄층이 형성된 실리콘 기판 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 실리콘 기판 순서로 교차 장착되는 각각의 시편은 작업전극(Working electrode, 620)전극이 된다.Referring to FIG. 6, a three-electrode electrochemical corrosion measurement apparatus is shown. A solution 640 that can be used in CMP or ECMP is contained in a container 600, and Ag / AgCl is used as a reference electrode 610. The platinum gauze (Pt Mesh) is used as a counter electrode (630). Each of the specimens cross-mounted in the order of the silicon substrate having the copper layer, the silicon substrate having the titanium layer, and the silicon substrate having the copper-titanium pattern is a working electrode 620.

다음에는, 용기(600)에 움직이지 않게 고정된 형태로 제작이 되며 백금 전극과 시편이 용액에 담가지는 면적은 항상 일정하게 유지하고, 각각의 작업전극 시편의 경우 반응에 필요 없는 면적은 액상실리콘으로 코팅되어 있어서 반응하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 부식 반응 영역의 크기를 일정하게 조절함으로써, 후속 공정에서 정량적인 분석이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.Next, the container 600 is manufactured in a fixed form so as not to move and the area in which the platinum electrode and the specimen are immersed in the solution is always kept constant. For each working electrode specimen, the area that is not required for the reaction is liquid silicone. It is preferably coated so as not to react. By adjusting the size of the corrosion reaction zone in this way, the quantitative analysis can be easily performed in a subsequent process.

그 다음에는, 기준전극(610), 작업전극(620) 및 카운터 전극(630)에 각각 전압을 인가하면서 개회로 전위와 상기 시편의 부식정도를 측정하는 전기화학 분석기(650)가 구비된다. 여기서, 각 작업전극(620)은 구리층이 형성된 실리콘 기판, 티타늄층이 형성된 실리콘 기판 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 실리콘 기판 순서로 교차 장착하고, 전기화학 분석기(650)는 각 전극들(610, 620, 630)에 전압을 인가하면서 각 전극들(610, 620, 630) 사이에 발생하는 전위차를 측정한다. 전위차가 증가되면 부식 정도도 증가되는 것이므로 이러한 결과를 기록하고 비교하여 분석이 수행될 수 있도록 한다. Next, an electrochemical analyzer 650 for measuring the open circuit potential and the degree of corrosion of the specimen while applying a voltage to the reference electrode 610, the working electrode 620, and the counter electrode 630 is provided. Here, each working electrode 620 is cross-mounted in the order of a silicon substrate having a copper layer, a silicon substrate having a titanium layer, and a silicon substrate having a copper-titanium pattern, and the electrochemical analyzer 650 is provided with the electrodes 610, respectively. The potential difference generated between the electrodes 610, 620, and 630 is measured while applying a voltage to the 620 and 630. As the potential difference increases, the degree of corrosion increases, so record and compare these results so that the analysis can be performed.

이때, 전압은 -1V 내지 1V까지 가하는 것이 바람직하다. 전기화학 분석기(650)는 전압을 인가하면서 변화하는 전류를 측정하고, 그것의 log 값을 취하여 전류밀도와 전위의 그래프로 출력해주는 역할을 한다. 따라서, 이와 같이 출력된 그래프의 기울기를 이용하여 부식 정도를 산정할 수 있다. 그래프의 기울기가 일정한 부분을 정하여 부식정도를 측정하는데, 부식정도는 부식속도로 표현될 수도 있으며 이때 부식속도는 타펠 방정식(Tafel's equation)을 이용하여 구할 수 있으나, 여기서는 구체적인 계산 과정은 생략하는 것으로 한다.At this time, the voltage is preferably added to -1V to 1V. The electrochemical analyzer 650 measures a current that changes while applying a voltage, takes a log value thereof, and outputs a graph of current density and potential. Therefore, the degree of corrosion can be calculated using the slope of the graph output in this way. Corrosion degree can be expressed by the rate of corrosion, and the rate of corrosion can be obtained using the Tafel's equation, but the detailed calculation process is omitted here. .

도 7은 구연산 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄 및 두 금속사이의 개회로 전위 그래프이다.7 is a graph of open circuit potential between copper, titanium and two metals with increasing citric acid concentration.

도 7은 구연산 농도(Citri acid Concentration, wt%)의 증가에 따른 구리(Cu), 티타늄(Ti)과 두 금속사이(Difference Between)의 개회로 전위(Potential) 그래프로 나타낸 것이다. 구연산의 농도가 증가함에 따라 구리와 티타늄의 개회로 전위도 증가함을 알 수 있다.FIG. 7 is a graph illustrating an open circuit potential of copper (Cu), titanium (Ti) and two metals (Difference Between) with increasing citric acid concentration (wt%). As the concentration of citric acid increases, the open-circuit potential of copper and titanium also increases.

도 8은 구연산 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄, 구리-티타늄 패턴 및 구리와 구리-티타늄 패턴 사이의 부식정도 그래프이다.8 is a graph showing the degree of corrosion between copper, titanium, copper-titanium patterns and copper and copper-titanium patterns with increasing citric acid concentration.

도 8은 제 1 측정 단계로서 구연산 농도(Citri acid Concentration, wt%)의 증가에 따른 구리(Cu)와 티타늄(Ti)과 구리-티타늄 패턴(Pattern)에 대한 부식정도(Corrosion Rate) 그래프로 나타낸 것이다. 티타늄(Ti)은 농도에 관계없이 거의 반응하지 않는 반면, 구리(Cu)와 구리-티타늄 패턴(Pattern)은 구연산의 농도가 증가함에 따라 부식정도(Corrosion Rate) 가 증가하는 경향을 보인다. 이때, 부식정도는 동일 면적에 대한 것으로 구리(Cu)와 구리-티타늄 패턴(Pattern) 사이에 서로 차이(Difference between Cu and Pattern)가 나는 것은 갈바닉 부식의 영향으로 볼 수 있다. FIG. 8 is a graph illustrating corrosion rates of copper (Cu), titanium (Ti), and copper-titanium patterns (Pattern) with increasing citric acid concentration (wt%) as a first measurement step. will be. Titanium (Ti) hardly reacts regardless of concentration, whereas copper (Cu) and copper-titanium pattern (Pattern) tend to increase the corrosion rate as the concentration of citric acid increases. At this time, the degree of corrosion is about the same area, and the difference between Cu and Pattern between the copper and the copper-titanium pattern may be regarded as the effect of galvanic corrosion.

도 8의 결과를 비교하면 구연산의 농도가 증가할수록 화학적 부식정도는 구리(Cu)와 구리-티타늄 패턴(Pattern) 모두에서 커지는 것을 알 수 있고 도 7에서 구리(Cu) 및 티타늄(Ti)의 개회로 전위가 점점 증가했음을 보건데 갈바닉 부식 역시 농도가 증가할수록 커짐을 알 수 있다.Comparing the results of FIG. 8, it can be seen that as the concentration of citric acid increases, the degree of chemical corrosion increases in both copper (Cu) and copper-titanium pattern (Pattern), and the opening of copper (Cu) and titanium (Ti) in FIG. As the furnace potential increased, galvanic corrosion also increased with increasing concentration.

도 9는 Triton X-100 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄 및 두 금속사이의 개회로 전위 그래프이다.9 is a graph of open circuit potential between copper, titanium and two metals with increasing Triton X-100 concentration.

도 9를 참조하면, Triton X-100 농도(Triton X-100 concentration)의 증가에 따른 구리(Cu)와 티타늄(Ti)과 두 금속사이(Difference between Ti and Cu)의 개 회로 전위(Potential) 그래프로 Triton X-100는 구리(Cu)에는 거의 변화를 주지 않고 티타늄(Ti)에는 큰 영향을 주는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, a graph of the open circuit potential of copper (Cu), titanium (Ti) and two metals (Difference between Ti and Cu) with increasing Triton X-100 concentration As a result, Triton X-100 has little effect on copper (Cu) and has a big effect on titanium (Ti).

도 10은 Triton X-100 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄, 구리-티타늄 패턴 및 구리와 구리-티타늄 패턴 사이의 부식정도 그래프이다.10 is a graph of corrosion degree between copper, titanium, copper-titanium pattern and copper and copper-titanium pattern with increasing Triton X-100 concentration.

도 10을 참조하면, 제 2 측정 단계로서 Triton X-100 농도(Triton X-100 concentration)의 증가에 따른 구리(Cu)와 티타늄(Ti)과 구리-티타늄 패턴(Pattern)의 부식정도(Corrosion Rate) 그래프 나타낸 것이다. 도 9의 결과와는 다르게 구리-티타늄 패턴(Pattern)이 티타늄(Ti)의 그래프와 비슷한 모양을 가지고 있음을 알 수 있다. 이는 티타늄(Ti)의 면적이 구리(Cu)에 비해 대단히 작지만 구리 보다 더 심하게 부식이 되어 구리-티타늄 패턴(Pattern)의 전체 경향에 영향을 미친다는 것을 뜻한다. Referring to FIG. 10, the corrosion rate of copper (Cu), titanium (Ti), and copper-titanium pattern (Pattern) according to an increase of Triton X-100 concentration as a second measurement step (Corrosion Rate) A graph is shown. Unlike the results of FIG. 9, it can be seen that the copper-titanium pattern (Pattern) has a shape similar to that of the graph of titanium (Ti). This means that the area of titanium (Ti) is very small compared to copper (Cu) but is more severely corroded than copper, affecting the overall tendency of the copper-titanium pattern (Pattern).

이는 상대적으로 접촉되어 있는 금속보다 개회로 전위가 낮은 금속이 더 이온화하려는 현상 때문이며, Triton X-100이 이 갈바닉 부식을 촉진시킨다고 할 수 있다.This is due to the tendency of metals with lower open circuit potential to ionize more than the metals in contact, and Triton X-100 promotes this galvanic corrosion.

도 11 내지 도 13은 Triton X-100 농도가 부식 정도에 미치는 영향을 나타내는 개략도들이다.11 to 13 are schematic views showing the effect of Triton X-100 concentration on the degree of corrosion.

도 11은 Triton X-100 농도 1 CMC (critical micelle concentration) 미만, 도 12는 1 CMC와 2 CMC 사이, 도 13은 2 CMC 초과에서 Triton X-100가 부식 정도에 미치는 영향을 구조적인 관점에서 그림으로 나타낸 것이다. Figure 11 shows the effect of Triton X-100 on the degree of corrosion at Triton X-100 concentration below 1 CMC (critical micelle concentration), Figure 12 between 1 CMC and 2 CMC, and Figure 13 above 2 CMC. It is shown as.

도 11의 Triton X-100(730)가 모노머(monomer)로만 존재하므로 구리(720) 및 티타늄(710) 표면에 용이하게 부착되어 부식을 방지하는 것을 나타낸 것이다. 그 외의 산화막(700)에는 Triton X-100(730)이 잘 부착되지 않으며, 모노머들이 결합되면 금속 표면에 잘 부착되지 않고, 용액 내에서 부유하게 된다. Since Triton X-100 730 of FIG. 11 exists only as a monomer, it is easily attached to the surface of copper 720 and titanium 710 to prevent corrosion. Triton X-100 730 is hardly attached to the other oxide film 700. When the monomers are combined, the Triton X-100 730 is hardly adhered to the metal surface, and floats in the solution.

도 12의 Triton X-100(730)은 다이머(dimer)로 존재하는 계면활성제의 모습인데, 구리(720)에서는 역시 부식을 방지하는 역할을 하는 반면, 티타늄(710)과는 친화성이 떨어져서 부식을 방지하는 역할을 수행하지 못함을 알 수 있다. The Triton X-100 730 of FIG. 12 shows a surfactant present as a dimer, which also serves to prevent corrosion in copper 720, whereas corrosion is inferior to titanium 710. It can be seen that it does not play a role to prevent the problem.

도 13에서는 단단한 구형모양을 형성한 Triton X-100(730)의 미셀 구조들이 더 이상 금속 표면에 부착되지 않고 용액 속에서 움직이고 있음을 표현한 그림이다.In Figure 13, the micelle structures of the Triton X-100 (730), which form a solid spherical shape, are no longer attached to the metal surface and are moving in the solution.

이와 같이, Triton X-100의 첨가량이 2CMC를 초과하는 경우 부식 발생이 증가되므로 세정 공정에서의 Triton X-100 농도를 2CMC 이하로 조절하는 것이 바람직하다.As such, since the occurrence of corrosion is increased when the amount of the Triton X-100 added exceeds 2CMC, it is preferable to adjust the Triton X-100 concentration in the cleaning process to 2CMC or less.

도 14 및 도 15는 Triton X-100의 포함 여부에 따른 부식 정도를 나타내는 평면 사진들이다.14 and 15 are planar photographs showing the degree of corrosion according to whether Triton X-100 is included.

도 14는 세정용액에 Triton X-100이 포함되지 않은 경우의 사진이고, 도 15는 Triton X-100이 포함되지 않은 경우의 사진이다.14 is a photograph when Triton X-100 is not included in the cleaning solution, and FIG. 15 is a photograph when Triton X-100 is not included.

여기서 나타나는 패턴은 상술한 구리-티타늄 패턴이 부식된 후 찍은 사진으 로서, 도 14는 화학적 부식 효과(Chemical corrosion effect)를 나타내고, 도 15는 갈바닉 부식 효과(Galvanic corrosion effect)를 나타낸다. 도 15의 패턴에 손상이 뚜렷하게 나타나는 것으로 보아 Triton X-100이 갈바닉 부식을 촉진시켰음을 확인할 수 있다.The pattern shown here is a photograph taken after the above-described copper-titanium pattern is corroded. FIG. 14 shows a chemical corrosion effect, and FIG. 15 shows a galvanic corrosion effect. It can be seen that the Triton X-100 promoted galvanic corrosion by clearly showing damage in the pattern of FIG. 15.

상술한 바와 같이, 제1측정 단계로서, CMP용 용액에 구연산의 농도를 증가시키면서 개회로 전위 측정결과 두 금속 사이의 개회로 전위(Open circuit potential) 차이는 점점 커진다. 그에 따라 갈바닉 부식이 가속화되는 정도는 전체 부식 정도에서 화학적 부식정도를 제외한 부분으로 확인할 수 있다. As described above, as a first measurement step, the open circuit potential difference between the two metals becomes larger as a result of the open circuit potential measurement while increasing the concentration of citric acid in the solution for CMP. As a result, the degree of galvanic corrosion acceleration can be confirmed by subtracting chemical corrosion from the total corrosion.

다음으로, 제2측정 단계로서, 비이온 계면활성제인 Triton X-100이 시편에 미치는 영향이 조사된다. 개회로 측정결과는 계면활성제의 증가에 따라 구리는 미미하게 감소하는 반면 티타늄은 크게 증가한다. 각각의 시편은 계면활성제의 농도에 따라 부식 정도가 변화하는데 그 메커니즘은 농도에 따른 미셀(micelle) 구조의 변화의 관점에서 설명될 수 있다. 최종적으로, Triton X-100의 유무에 따른 구리의 부식의 차이를 광학현미경 사진을 통해 비교 분석한 후 이를 실제 공정에 적용하면 CMP 또는 ECMP 공정을 정확하게 제어할 수 있고, 생산 효율을 증대시킬 수 있다. Next, as a second measurement step, the effect of Triton X-100, a nonionic surfactant, on the specimen is investigated. Open-circuit measurement results show that copper decreases slightly with increasing surfactant, while titanium increases significantly. Each specimen changes its degree of corrosion depending on the concentration of the surfactant and its mechanism can be explained in terms of the change in the micelle structure with concentration. Finally, by comparing and analyzing the difference in corrosion of copper with or without Triton X-100 through optical micrographs and applying it to the actual process, it is possible to accurately control the CMP or ECMP process and increase the production efficiency. .

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다 는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

도 1은 본 발명에 따른 제 1 시편을 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a first specimen according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 제 2 시편을 나타낸 평면도.2 is a plan view showing a second specimen according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 제 3 시편을 제조하기 위한 웨이퍼 레이아웃도.Figure 3 is a wafer layout for producing a third specimen according to the present invention.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 제 3 시편을 제조하는 방법을 도시한 단면도들.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a third specimen according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 제 3 시편을 나타낸 평면도.5 is a plan view showing a third specimen according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 부식 측정 장치를 도시한 개략도.6 is a schematic view showing a corrosion measurement apparatus according to the present invention.

도 7은 구연산 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄 및 두 금속사이의 개회로 전위 그래프.7 is a graph of open circuit potential between copper, titanium and two metals with increasing citric acid concentration.

도 8은 구연산 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄, 구리-티타늄 패턴 및 구리와 구리-티타늄 패턴 사이의 부식정도 그래프.8 is a graph of corrosion degree between copper, titanium, copper-titanium pattern and copper and copper-titanium pattern with increasing citric acid concentration.

도 9는 Triton X-100 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄 및 두 금속사이의 개회로 전위 그래프.9 is a graph of open circuit potential between copper, titanium and two metals with increasing Triton X-100 concentration.

도 10은 Triton X-100 농도의 증가에 따른 구리, 티타늄, 구리-티타늄 패턴 및 구리와 구리-티타늄 패턴 사이의 부식정도 그래프.10 is a graph of corrosion degree between copper, titanium, copper-titanium pattern and copper and copper-titanium pattern with increasing Triton X-100 concentration.

도 11 내지 도 13은 Triton X-100 농도가 부식 정도에 미치는 영향을 나타내는 개략도들.11 to 13 are schematic views showing the effect of Triton X-100 concentration on the degree of corrosion.

도 14 및 도 15는 Triton X-100의 포함 여부에 따른 부식 정도를 나타내는 평면 사진들.14 and 15 are planar photographs showing the degree of corrosion in accordance with the inclusion of Triton X-100.

Claims (13)

구연산 또는 Triton X-100을 포함하는 용액을 담는 용기;A container containing a solution comprising citric acid or Triton X-100; 상기 용액에 각각 침지되며, Ag/AgCl로 이루어진 기준전극(Reference electrode), 백금 거즈 형태로 이루어진 카운터전극(Counter electrode) 및 시편으로 이루어진 작업전극(Working electrode); 및A working electrode immersed in the solution and made of Ag / AgCl, a reference electrode made of Ag / AgCl, a counter electrode made of platinum gauze, and a specimen; And 상기 카운터전극, 상기 기준전극 및 상기 작업전극에 각각 전압을 인가하면서 개회로 전위와 상기 시편의 부식정도를 측정하는 전기화학 분석기를 포함하되,Including an electrochemical analyzer for measuring the open circuit potential and the corrosion degree of the specimen while applying a voltage to the counter electrode, the reference electrode and the working electrode, respectively, 상기 시편은 부식 반응부 및 전극 연결부로 구획되며, 상기 부식 반응부 및 전극 연결부를 제외한 전면에 액상실리콘이 코팅된 것;을 특징으로 하는 부식 측정 장치.The specimen is divided into a corrosion reaction unit and an electrode connection unit, the liquid crystal coating on the front surface except the corrosion reaction unit and the electrode connection; Corrosion measuring apparatus characterized in that the. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용액은 화학기계적연마(Chemical Mechanical Polishing) 또는 전기화학적기계적연마(Electro Chemical Mechanical Polishing)용 용액인 것을 특징으로 하는 부식 측정 장치.The solution is a corrosion measuring apparatus, characterized in that the solution for chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) or electrochemical mechanical polishing (Electro Chemical Mechanical Polishing). 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시편은 The specimen is 구리층이 형성된 실리콘 기판, 티타늄층이 형성된 실리콘 기판 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 실리콘 기판 순서로 교차 장착되는 것을 특징으로 하는 부식 측정 장치.And a silicon substrate having a copper layer, a silicon substrate having a titanium layer, and a silicon substrate having a copper-titanium pattern. 삭제delete (a) 3개의 실리콘 기판 상부에 각각 구리층, 티타늄층 및 구리-티타늄 패턴이 형성된 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편을 마련하는 단계;(a) preparing a first specimen, a second specimen, and a third specimen, each having a copper layer, a titanium layer, and a copper-titanium pattern formed on three silicon substrates; (b) 제1항에 기재된 부식 측정 장치의 용액에 구연산을 첨가하고, 작업 전극에 상기 (a) 단계의 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편 순서로 교차 장착하면서 상기 구연산의 농도에 따른 상기 각 시편의 개회로 전위 및 부식 정도를 각각 측정하는 제 1 측정 단계;(b) adding citric acid to the solution of the corrosion measuring apparatus according to claim 1, and cross-mounting the working electrode in the order of the first specimen, the second specimen and the third specimen of step (a) according to the concentration of the citric acid; A first measuring step of measuring an open circuit potential and a degree of corrosion of each specimen; (c) 제1항에 기재된 부식 측정 장치의 용액에 Triton X-100을 첨가하고, 작업 전극에 상기 (a) 단계의 제 1 시편, 제 2 시편 및 제 3 시편을 순서로 교차 장착하면서 상기 Triton X-100의 농도에 따른 상기 각 시편의 개회로 전위 및 부식 정도를 측정하는 제 2 측정 단계; 및(c) Triton X-100 is added to the solution of the corrosion measuring apparatus according to claim 1, and the Triton is cross-mounted in the order of the first specimen, the second specimen and the third specimen of step (a) to the working electrode. A second measurement step of measuring an open circuit potential and a degree of corrosion of each specimen according to the concentration of X-100; And (d) 상기 제 1 측정 단계의 결과 및 상기 제 2 측정 단계의 결과를 비교 분석하여 화학적 부식(Chemical Corrosion) 및 갈바닉 부식(Galvanic Corrosion)을 측정하는 단계를 포함하는 부식 측정 방법. (d) comparing the results of the first measurement step with the results of the second measurement step to measure chemical corrosion and galvanic corrosion. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 제 3 시편의 구리-티타늄 패턴은 라인타입의 구리패턴 양측벽에 티타늄 배리어층이 형성된 형태로 이루어지며, 상기 구리패턴 및 티타늄 배리어층을 포함하는 총 선폭은 10㎛의 크기로 형성하는 것을 특징으로 하는 부식 측정 방법.The copper-titanium pattern of the third specimen is formed in the form of a titanium barrier layer formed on both side walls of the line-type copper pattern, the total line width including the copper pattern and the titanium barrier layer is formed to a size of 10㎛. Corrosion measurement method. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 구리-티타늄 패턴의 전극 연결부에는 은(Ag) 전극층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 부식 측정 방법.Corrosion measuring method, characterized in that further forming a silver (Ag) electrode layer on the electrode connection portion of the copper-titanium pattern. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 구연산의 농도는 상기 용액 총 중량의 0.1 ~ 3 wt%로 첨가하는 것을 특징으로 하는 부식 측정 방법.The concentration of the citric acid is a corrosion measurement method, characterized in that added to 0.1 to 3 wt% of the total weight of the solution. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 Triton X-100의 농도는 1CMC(Critical Micelle Concentration) 미만 구간, 1 ~ 2 CMC 구간 및 2 CMC 초과 구간을 설정하여 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 부식 측정 방법.The concentration of the Triton X-100 is measured by setting the section below 1CMC (Critical Micelle Concentration), 1 ~ 2 CMC section and more than 2 CMC section, respectively. 제1항의 부식 측정 장치에 사용되는 시편으로서, 실리콘 기판 상부에 형성되는 금속층 또는 금속 패턴을 포함하며, 상기 금속층 또는 상기 금속 패턴을 노출시키되, 노출된 영역이 부식 반응부 및 전극 연결부로 각각 구획되도록 상기 실리콘 기판 전면에 코팅된 액상실리콘을 포함하는 부식 측정 장치용 작업 전극 시편.A test piece used in the corrosion measuring apparatus of claim 1, comprising a metal layer or a metal pattern formed on an upper surface of a silicon substrate, and exposing the metal layer or the metal pattern, wherein the exposed area is divided into a corrosion reaction part and an electrode connection part, respectively. Work electrode specimen for a corrosion measurement device comprising a liquid silicon coated on the entire surface of the silicon substrate. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 금속층 또는 금속 패턴은 구리 또는 티타늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부식 측정 장치용 작업 전극 시편.The metal layer or metal pattern is a working electrode specimen for a corrosion measurement device, characterized in that formed of copper or titanium. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 전극 연결부의 금속층 또는 금속 패턴 상부에는 은(Ag) 전극층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 부식 측정 장치용 작업 전극 시편.The working electrode specimen for corrosion measurement apparatus, characterized in that the silver (Ag) electrode layer is further formed on the metal layer or the metal pattern of the electrode connection portion.
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