KR101107672B1 - Plating method for substrate - Google Patents
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Abstract
기판의 도금방법이 개시된다. 상기 기판 도금방법은, 기판에 금속을 도금하는 방법으로서, 상기 기판에 무전해 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 수세하는 단계; 및 상기 무전해 도금층 상에 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 수세하는 단계는, 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 오존수로 세정하는 단계를 포함함으로써, 무전해도금층 표면의 이물질을 효율적으로 세정할 수 있으며, 전해도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.A plating method of a substrate is disclosed. The substrate plating method is a method of plating a metal on a substrate, comprising: forming an electroless plating layer on the substrate; Washing the substrate on which the electroless plating layer is formed; And forming an electrolytic plating layer on the electroless plating layer, wherein the washing step includes cleaning the substrate on which the electroless plating layer is formed with ozone water, thereby efficiently cleaning foreign substances on the surface of the electroless plating layer. The adhesion with the electroplating layer can be improved.
도금, 수세, 오존수 Plating, flush, ozone water
Description
본 발명은 기판의 도금방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for plating a substrate.
IC의 고집적화에 따라, 미량의 불순물이 디바이스의 성능, 수율에 크게 영향을 미치기 때문에, 엄격한 오염 컨트롤이 요구되고 있다. 즉, 기판의 입자 오염 및 금속 오염을 엄격하게 컨트롤할 필요가 있고, 그 때문에 반도체 제조의 각 공정에서 각종 세정액에 의한 세정이 행해지고 있다.Due to the high integration of ICs, strict contamination control is required because trace impurities greatly affect device performance and yield. That is, it is necessary to strictly control particle contamination and metal contamination of the substrate, and therefore, cleaning with various cleaning liquids is performed in each step of semiconductor manufacturing.
특히 무전해도금 공정과 전해도금 공정을 통하여 회로를 패터닝하는 세미-에디티브 공법(semi-additive process)에 있어서, 전해도금층이 형성되는 무전해도금층의 표면에 대한 세정은 도금층 간의 밀착력 확보 및 이를 통한 회로의 신뢰도 확보에 매우 중요한 의미를 갖게 된다.In particular, in the semi-additive process of patterning a circuit through an electroless plating process and an electroplating process, cleaning of the surface of the electroless plating layer on which the electroplating layer is formed is performed by securing adhesion between the plating layers and thereby It is very important to secure the reliability of the circuit.
이러한 세정이 보다 효율적으로 이루어지기 위해서는 무전해도금층 표면의 젖음성이 확보될 필요가 있으며, 이를 위해 종래에는 별도의 플라즈마 공정을 수행하기도 하였다. 그러나 이러한 종래기술에 따르면, 습식 공정 진행 중에 별도의 플라즈마 설비를 이용한 플라즈마 공정을 수행하여야만 하기 때문에, 공정이 번잡해 지고 리드타임이 과도하게 증가되는 문제가 있었다.In order to perform such cleaning more efficiently, it is necessary to secure the wettability of the surface of the electroless plating layer. For this purpose, a separate plasma process has been conventionally performed. However, according to the prior art, since the plasma process using a separate plasma equipment must be performed during the wet process, the process becomes complicated and the lead time is excessively increased.
본 발명은 무전해도금층 표면의 이물질을 효율적으로 세정할 수 있으며, 전해도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있는 기판의 도금방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a plating method for a substrate that can efficiently clean foreign substances on the surface of the electroless plating layer and can improve adhesion to the electroplating layer.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 금속을 도금하는 방법으로서, 상기 기판에 무전해 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 수세하는 단계; 및 상기 무전해 도금층 상에 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 수세하는 단계는, 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 오존수로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 도금방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a method of plating a metal on a substrate, comprising: forming an electroless plating layer on the substrate; Washing the substrate on which the electroless plating layer is formed; And forming an electrolytic plating layer on the electroless plating layer, wherein the washing step comprises cleaning the substrate on which the electroless plating layer is formed with ozone water. .
상기 수세하는 단계는, 상기 기판을 오존수 배스와, 린스 배스, 및 순수 배스(DI water bath)에 순차적으로 디핑(dipping)하는 단계를 포함할 수 있다.The washing may include dipping the substrate sequentially into an ozone water bath, a rinse bath, and a DI water bath.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 무전해도금층 표면의 이물질을 효율적으로 세정할 수 있으며, 전해도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, foreign matter on the surface of the electroless plating layer can be efficiently washed, and adhesion to the electroplating layer can be improved.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 기판 도금방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 도금방법을 나타내는 순서도이다.Hereinafter, a preferred embodiment of the substrate plating method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and duplicated thereto The description will be omitted. 1 is a flow chart showing a substrate plating method according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 기판 도금방법은 기판에 회로패턴, 패드 등과 같은 금속을 도금하는 방법으로서, 상기 기판에 무전해 도금층을 형성하는 단계; 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 수세하는 단계; 및 상기 무전해 도금층 상에 전해 도금층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 수세하는 단계는, 상기 무전해 도금층이 형성된 기판을 오존수로 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A substrate plating method according to the present embodiment is a method of plating a metal, such as a circuit pattern, a pad, on a substrate, comprising: forming an electroless plating layer on the substrate; Washing the substrate on which the electroless plating layer is formed; And forming an electrolytic plating layer on the electroless plating layer, wherein the washing step includes washing the substrate on which the electroless plating layer is formed with ozone water.
이와 같이 무전해 도금층을 오존수로 세정함으로써, 무전해 도금층 표면의 젖음성을 향상시켜 표면의 이물 불량을 감소시키고, 표면의 유기 오염물의 분해가 용이하게 이루어지도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 후속 공정인 전해 도금을 통해 형성되는 전해 도금층과의 밀착력을 확보할 수 있어, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.By cleaning the electroless plating layer with ozone water in this way, the wettability of the surface of the electroless plating layer can be improved to reduce the defect of foreign substances on the surface, and the decomposition of organic contaminants on the surface can be easily performed. It is possible to secure the adhesion with the electroplating layer formed through, it is possible to improve the reliability of the product.
이하에서는 본 실시예에 따른 기판 도금방법에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the substrate plating method according to the present embodiment will be described in more detail.
기판의 표면에 전해도금을 위한 시드층으로서의 무전해 도금층을 형성하기에 앞서, (1) 클리닝 & 컨디셔닝 → (2) 소프트에칭 → (3) 프리 딥 → (4) 촉매 활성화 처리 → (5) 환원 등과 같은 다양한 전처리 공정이 수행될 수 있는데, 이러한 전처리 공정에 대해 간략히 설명하면 다음과 같다.Prior to forming the electroless plating layer as a seed layer for electroplating on the surface of the substrate, (1) cleaning & conditioning → (2) soft etching → (3) free dip → (4) catalyst activation treatment → (5) reduction Various pretreatment processes, such as, may be performed. Briefly, the pretreatment process will be described below.
(1) 클리닝 & 컨디셔닝 과정에서는 기판에 잔존할 수 있는 유기물을 제거하여 습윤성을 좋게 하고, 계면활성제를 사용하여 표면장력을 낮춤으로써 수용성 약품이 홀 표면에 잘 묻도록 돕는다. 또한, 유리섬유의 (-)극성을 제거하여 (+)극 또는 무극성으로 전환시키며, 특히 콜로이드 형태의 촉매를 사용하는 경우 유리섬유에 촉매가 용이하게 부착되도록 조건을 부여한다.(1) In the cleaning and conditioning process, water-soluble chemicals are well adhered to the hole surface by removing organic substances remaining on the substrate to improve wettability and lowering surface tension by using a surfactant. In addition, by removing the (-) polarity of the glass fiber is converted to a (+) pole or a non-polar, in particular when using a catalyst in the colloidal form is given a condition to easily attach the catalyst to the glass fiber.
(2) 소프트-에칭 과정에서는 기판 표면을 약 1㎛ 정도 에칭함으로써 이물질을 제거하여 동박 면과 도금 구리간의 밀착력을 향상시키는데, 일반적으로 황산과 과산화수소 또는 황산과 과황산을 사용하여 수행된다.(2) In the soft-etching process, the surface of the substrate is etched by about 1 μm to remove foreign substances to improve the adhesion between the copper foil surface and the plated copper. Generally, sulfuric acid and hydrogen peroxide or sulfuric acid and persulfuric acid are used.
(3) 프리-딥 과정에서는 Cu 표면의 얇은 산화막을 제거하여 촉매로 Cu 이온의 유입을 방지함으로써 촉매제를 보호하며, 촉매약품에 따라 목적 및 약품이 달라진다. 예를 들어, 콜로이드(Sn-Pd 타입) 촉매를 사용하는 경우에는 pH 1 이하에서 안정하므로 물의 유입으로도 불안정해진다. 따라서, 촉매 전 pH가 조정된 약품으로 처리하여 기판에 묻어 들어가는 수용액의 액성을 관리하여, 즉 액성이 강산으로 관 리되어 촉매제의 급격한 pH 변화를 방지한다. 한편, Pd 착화합물을 사용하는 경우에는 산화구리가 존재하면 흡착이 안되므로 황산으로 pH를 4 미만으로 유지시키고, 계면활성제를 소량 사용하여 촉매의 부착성을 향상시킨다.(3) In the pre-dip process, the thin oxide film on the surface of Cu is removed to prevent the inflow of Cu ions into the catalyst to protect the catalyst, and the purpose and chemicals vary depending on the catalyst chemicals. For example, in the case of using a colloidal (Sn-Pd type) catalyst, since it is stable at pH 1 or less, it becomes unstable even when water is introduced. Therefore, the liquid before the catalyst is treated with a chemical adjusted to manage the liquidity of the aqueous solution buried in the substrate, that is, the liquidity is managed as a strong acid to prevent a sudden pH change of the catalyst. On the other hand, in the case of using a Pd complex, the adsorption is not possible if copper oxide is present, so the pH is maintained at less than 4 with sulfuric acid, and a small amount of surfactant is used to improve the adhesion of the catalyst.
(4) 촉매를 이용한 활성화 처리 과정에서는 수지 상의 화학동 석출반응을 활성화시키기 위하여 필요한 촉매로 절연층에 촉매제를 흡착시키는데, 촉매제로서 Pd-Sn 콜로이드(산성) 또는 Pd 이온 착화합물(알칼리: 9.5≤pH≤10.5)을 사용한다. 이 과정에서 Pd 이온을 부착시키는데, 이를 후속 공정인 환원 과정에서 금속으로 환원시킨다.(4) In the activation process using a catalyst, a catalyst is adsorbed on the insulating layer as a catalyst necessary for activating the chemical copper precipitation reaction on the resin, and as a catalyst, Pd-Sn colloid (acidic) or Pd ion complex compound (alkali: 9.5≤pH) ≤ 10.5). In this process, Pd ions are attached, which are reduced to metal in the subsequent process of reduction.
(5) 환원 과정에서는 실제 촉매로 작용하는 Pd 금속을 얻어내기 위한 공정으로서, Pd-Sn 콜로이드를 사용하는 경우에는 과량의 Sn을 용해 제거하여 Sn2+가 산화되면서 Pd2+가 환원되어 금속 Pd가 노출되고, Pd 착화합물을 사용하는 경우에는 Pd(2+)가 환원되어 금속 석출된다.(5) In the reduction process, as a process for obtaining a Pd metal that actually acts as a catalyst, in the case of using a Pd-Sn colloid, an excess of Sn is dissolved and removed, and Sn2 + is oxidized to reduce Pd2 + to expose metal Pd. In the case of using a Pd complex, Pd (2+) is reduced to precipitate a metal.
이상에서 무전해 도금층을 형성하기 이전에 수행될 수 있는 전처리 공정에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 공정/조건을 이용한 전처리 공정이 적용될 수도 있음은 물론이다.Although the pretreatment process that can be performed before forming the electroless plating layer has been described above, the present invention is not limited thereto, and the pretreatment process using various processes / conditions may be applied.
이 후 기판의 표면에 무전해 도금층을 형성한다. 무전해 도금층은 무전해 화학 도금 등과 같은 방법을 통해 대략 0.2∼1.2㎛의 두께로, 기판의 표면 및/또는 기판에 가공된 홀의 내벽 등에 형성된다. 이렇게 형성된 무전해 도금층은 추후 전해 도금층을 형성하기 위한 시드층으로서의 기능을 수행하게 된다.Thereafter, an electroless plating layer is formed on the surface of the substrate. The electroless plating layer is formed on the surface of the substrate and / or the inner wall of the hole processed in the substrate to a thickness of about 0.2 to 1.2 탆 through a method such as electroless chemical plating or the like. The electroless plating layer thus formed serves as a seed layer for forming an electrolytic plating layer later.
이렇게 무전해 도금층을 형성한 다음, 전해 도금층을 형성하기에 앞서 무전 해 도금층에 대해 수세 공정을 진행한다. 무전해 도금층을 형성하는 과정 또는 무전해 도금층이 형성된 기판을 핸들링하는 과정에서 무전해 도금층의 표면에 각종 유기 오염물 또는 각종 파티클 등이 형성될 수 있는데, 이러한 오염물질이 잔존하는 상태에서 전해 도금 공정을 진행하게 되면, 무전해 도금층과 전해 도금층 사이에 밀착력이 확보되지 못해 패턴 불량이 발생할 염려가 있게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해 도금 공정에 앞서 무전해 도금층에 대한 수세 공정을 진행하는 것이다.After forming the electroless plating layer as described above, the electroless plating layer is washed with water prior to forming the electrolytic plating layer. Various organic contaminants or particles may be formed on the surface of the electroless plating layer in the process of forming the electroless plating layer or handling the substrate on which the electroless plating layer is formed. If it proceeds, the adhesion between the electroless plating layer and the electrolytic plating layer is not secured, and there is a fear that a pattern defect may occur. In order to solve this problem, prior to the electroplating process, the electroless plating layer is washed with water.
이러한 수세 공정을 진행함에 있어, 오염물질의 제거가 보다 효율적으로 수행되기 위해서는 무전해 도금층 표면의 젖음성이 충분히 확보되는 것이 좋으며, 이를 위해 본 실시예에서는 알칼리성 또는 산성 린스 용액을 이용하기에 앞서, 오존수를 이용하여 무전해 도금층에 대해 세정을 수행함으로써, 무전해 도금층 표면에 대한 젖음성을 향상시킨다.In the process of washing with water, it is preferable to ensure sufficient wettability of the surface of the electroless plating layer in order to more efficiently remove contaminants. For this purpose, in this embodiment, before using an alkaline or acid rinse solution, ozone water is used. By performing the cleaning on the electroless plating layer using the, the wettability on the surface of the electroless plating layer is improved.
도 2는 무전해 도금층 표면에 대한 젖음성을 측정한 그래프이다. 젖음성은 대상물의 표면에 순수 1cc를 떨어뜨린 다음, 접촉각을 측정함으로써 판정할 수 있는데, 접촉각이 낮을수록 젖음성이 좋은 것으로 판정할 수 있다. 본 실시예의 경우와 같이 오존수를 이용하여 세정을 수행하게 되면, 도 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 종래기술과 같이 플라즈마 처리를 수행하는 경우보다도 젖음성이 향상될 수 있게 되어, 그 결과 무전해 도금층에 대한 보다 완벽한 수세를 진행할 수 있게 된다. 2 is a graph measuring wettability of the surface of an electroless plating layer. The wettability can be determined by dropping 1cc of pure water on the surface of the object, and then measuring the contact angle. The lower the contact angle, the better the wettability can be determined. When the cleaning is performed using ozone water as in the present embodiment, as can be seen from FIG. 2, the wettability can be improved as compared with the case of performing the plasma treatment as in the prior art, and as a result, the electroless plating layer You will be able to proceed with a more complete defensive.
본 실시예에 따른 수세 공정은, 먼저 기판을 오존수 배스에 약 5분 정도 디 핑하여 젖음성을 향상시킨 다음, 알칼리성 또는 산성 린스 용액이 담긴 린스 배스에 디핑하여 각종 이물질을 제거하고, 순수 배스(DI water bath)에 디핑하여 기판을 헹구는 순서로 이루어질 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따르면, 젖음성 향상을 위한 공정이 수세 공정에 포함되어 순차적으로 진행될 수 있어, 별도의 플라즈마 장비를 이용하던 종래기술과 비교하여 리드타임을 현저히 줄일 수 있게 된다.In the washing process according to the present embodiment, the substrate is first dipped in an ozone water bath for about 5 minutes to improve wettability, and then, by dipping in a rinse bath containing an alkaline or acid rinse solution to remove various foreign matters, and a pure bath (DI dipping in a water bath) to rinse the substrate. As described above, according to the present embodiment, the process for improving the wettability may be sequentially included in the washing process, thereby significantly reducing the lead time as compared with the conventional technology using a separate plasma apparatus.
이상의 과정을 거쳐 세정이 완료된 무전해 도금층의 표면에 전해 도금층을 형성하게 되면, 무전해 도금층과 전해 도금층 사이의 높은 밀착력이 확보된 패턴이 얻어질 수 있게 된다.When the electrolytic plating layer is formed on the surface of the electroless plating layer which has been cleaned through the above process, a pattern having a high adhesion between the electroless plating layer and the electrolytic plating layer can be obtained.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 도금방법을 나타내는 순서도.1 is a flow chart showing a plating method of a substrate according to an embodiment of the present invention.
도 2는 무전해 도금층 표면에 대한 젖음성을 측정한 그래프Figure 2 is a graph measuring the wettability on the surface of the electroless plating layer
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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 | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |