KR102445575B1 - 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법 - Google Patents

도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102445575B1
KR102445575B1 KR1020170160270A KR20170160270A KR102445575B1 KR 102445575 B1 KR102445575 B1 KR 102445575B1 KR 1020170160270 A KR1020170160270 A KR 1020170160270A KR 20170160270 A KR20170160270 A KR 20170160270A KR 102445575 B1 KR102445575 B1 KR 102445575B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plating
electroplating
composition
smoothing agent
formula
Prior art date
Application number
KR1020170160270A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190061658A (ko
Inventor
장민정
김완중
윤종철
Original Assignee
솔브레인 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔브레인 주식회사 filed Critical 솔브레인 주식회사
Priority to KR1020170160270A priority Critical patent/KR102445575B1/ko
Publication of KR20190061658A publication Critical patent/KR20190061658A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102445575B1 publication Critical patent/KR102445575B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C275/00—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도금용 평활제로 아조디카르보닐 화합물을 포함하고, 상기 평활제를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 미세 패턴된 트렌치 및 비아 홀을 보이드 또는 심 같은 결함이 없으면서 과전착이 억제되어 이를 제거하기 위한 화학적 기계적 연마 공정(CMP)이 단축되고 표면 평활성이 우수한 도금층이 형성됨으로써 배선의 신뢰성이 우수한 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법{LEVELLER FOR PLATING, COMPOSITION FOR PLATING COMPRISING THE SAME AND METHOD OF FORMING COPPER WIRE}
본 발명은 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세 패턴된 트렌치 및 비아 홀을 보이드(void) 또는 심(seam) 같은 결함이 없으면서 과전착을 억제하고 균일한 도금층을 형성하여 배선의 신뢰성을 높이고 빠른 도금 형성 시간을 달성할 수 있는 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법을 제공하는 것이다.
최근 전자기기의 경량화, 박형화, 소형화 경향에 따라 이를 구성하는 반도체 소자, PCB 등 전자부품의 고밀도, 고집적화가 요구되고 있다. 이에 반도체 소자의 크기를 줄이는 동시에 실장 밀도를 높이며 그 성능을 향상시키기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다.
반도체 메모리, 전력소자 및 센서 등의 다양한 칩들을 하나로 패키징 하는 3차원 적층 기술로 관통 실리콘 비아 홀(through silicon via(TSV))를 이용한 구조가 제안되었으며, 이는 웨이퍼 단계에서 각 칩에 비아 홀(via hole)을 형성한 후 내부를 전도성 물질로 충전하여 칩들 사이의 물리적 및 전기적 연결이 이루어지도록 한 구조이다.
TSV 기술은 동일한 패키지 면적에 수직으로 집적함으로써 크기는 줄이고 성능은 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래에 비해 배선 거리를 크게 단축시키고, 와이어 본딩 없이 복수의 칩을 연결하는 것이 가능하게 된다.
반도체 소자의 고속화를 위해 배선 재료로 알루미늄 대신 구리를 도입하였는데 구리는 식각 공정 시 발생하는 비휘발성의 구리-할로겐 화합물로 인해 적용에 제한이 있었다. 그러나, TSV 기술을 통해 일정 형상을 지닌 트렌치(trench)를 준비하고 상기 트렌치에 구리를 채움으로써 구리를 다양한 도전성 구조물을 형성하게 되었다. 또한, 다마신 공정은 증착과 같은 다른 방법들에 비해 공정이 간단하며 높은 수율을 제공하기 때문에 많이 사용된다.
반도체 소자의 초고밀도집적회로 형성에 따라 비아 홀 및 트렌치와 같은 특징부(feature)의 소형화가 요구되고, 공정 중 구리 전기 도금에 의하여 충전하는 것은 상호 접속(Interconnection)을 위한 필수 부분이다. 전기 도금조 내에 첨가제는 구리 전착 속도를 국부적으로 조절함으로써 바닥 차오름과 결함없이 균일한 금속 침착을 얻도록 하는데 있어 중요한 역할을 한다. 구리 전기 도금을 이용한 특징부 채움시 비등각(subconformal), 등각(conformal), 초등각(superconformal) 혹은 수퍼필링(superfilling) 3가지 전착 형태가 나타난다. 비등각 형태는 구리 전착이 트렌치 입구 부분에 집중되어 내부에 보이드(void)가 형성된 것을 말하며, 보이드는 배선의 신뢰성을 크게 떨어뜨린다. 등각 형태는 모든 곳에서 전착 속도가 동일한 경우 얻을 수 있으며, 트렌치의 옆면에서 자라나온 구리가 만나면서 심(seam)이 형성된다. 심의 형성 역시 보이드와 마찬가지로 배선의 신뢰성을 떨어뜨리는 결과를 가져온다. 보이드나 심 같은 결함은 구리 배선의 수명을 단축시키므로, 가능한 한 이를 억제하여야 한다. 초등각 형태 혹은 수퍼필링은 트렌치 내부에 어떠한 결함도 존재하지 않으며, 트렌치 입구 부분에 볼록한 형태인 범프(bump)를 형성하는 것이 특징이다.
이러한 범프는 트렌치(trench)의 종횡비가 크고 밀도가 높은 부분일수록 더욱 커지게 되며, 이러한 현상을 과전착(overplanting)이라고 한다. 과전착은 주변과 단차를 형성하는데, 형성된 단차를 제거하기 위한 화학적 기계적 연마 공정(CMP)이 길어지고 폐기되는 금속의 양이 증가 할 뿐만 아니라 표면의 평활성을 떨어뜨리기 때문에 반도체 소자의 결함을 야기하게 된다.
따라서, 보이드나 심 같은 결함없이 도금층을 형성하면서 과전착 같은 형상을 억제하여 균일한 도금층을 형성할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
특허문헌 1: 한국 공개 특허 제2003-0040697호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 미세 패턴된 트렌치 및 비아 홀을 보이드나 심 같은 결함없이 도금층을 형성하면서 과전착되어 범프가 형성되는 것을 억제하여 표면 평활성이 우수한 도금층이 형성되도록 하여 배선의 신뢰성을 향상시키고 화학적 기계적 연마 공정을 단축시킬 수 있는 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아조디카르보닐 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도금용 평활제를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 도금용 평활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도금용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 도금용 평활제를 포함하는 도금용 조성물을 이용하여 기판상에 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 구리 배선의 형성방법을 제공한다.
본 발명에 따른 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법은 미세 패턴된 트렌치 및 비아 홀을 보이드나 심 같은 결함이 없으면서 과전착되어 범프가 형성되는 것을 억제하여 화학적 기계적 연마 공정(CMP)을 단축시키고 폐기되는 금속의 양을 감소시켜 생산성 및 경제성이 향상되고, 도금층의 표면 평활성이 우수하여 배선의 신뢰성이 우수한 효과가 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에 따라 도금된 웨이퍼의 단면을 SEM(Scanning Electron Microscope, 배율 1.5K)으로 촬영한 사진이다.
이하 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 도금 공정에서 평활제로 아조디카르보닐 그룹이 함유된 화합물을 사용하는 경우 보이드나 심 같은 결합 없이 균일한 도금층을 빠르게 형성하는 것을 확인하고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 도금용 평활제는 아조디카르보닐 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 아조디카르보닐 화합물은 비아 홀 또는 트렌치가 금속으로 먼저 막히는 것을 방지하는 평활제(leveler) 역할을 한다. 구체적으로, 금속 충전 시 비아 홀 또는 트렌치의 입구에는 전계의 집중으로 인하여 입구에 도금층이 더 빨리 성장하여 입구가 막혀 보이드가 형성될 수 있는데 이를 상기 화합물을 통해 해소할 수 있다. 또한 상기 화합물은 충전이 다 된 금속이 위쪽으로 올라와 과전착 되는 범프 현상을 방지하여 주변과의 단차를 감소시켜 화학적 기계적 연마 공정에서 시간을 감소시키고 폐기되는 금속의 양을 감소시킴으로써 생산성 및 경제적인 효과가 우수하고, 균일한 도금층을 형성시키는 효과가 있다.
상기 아조디카르보닐 화합물은 일례로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이고, 이 경우에 트렌치 및 비아 홀을 보이드나 심 같은 결함이 없으면서 과전착을 억제하여 균일한 도금막이 형성되어 배선의 신뢰성을 높이며, 표면 성장을 억제하여 빠른 도금 형성 시간을 달성하는 효과가 있다.
[화학식 1]
Figure 112017118415732-pat00001
상기 X, Y는 독립적으로 N 또는 O이고, R1, R2, R3, R4는 독립적으로 수소, 알킬기, 시클로알킬, 아릴기 또는 헤테로시클로알킬이며, 상기 a, b는 상기 X, Y가 N인 경우 1이고, 상기 X, Y가 O인 경우 0이다.
상기 a, b는 R1, R3의 개수를 나타낸다.
상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, R4는 또 다른 예로 각각 독립적으로 또는 동시에 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로시클로알킬이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 구체적인 예로 하기 화학식 2 내지 7로 표시되는 화합물 중 1종 이상일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112017118415732-pat00002
[화학식 3]
Figure 112017118415732-pat00003
[화학식 4]
Figure 112017118415732-pat00004
[화학식 5]
Figure 112017118415732-pat00005
[화학식 6]
Figure 112017118415732-pat00006
[화학식 7]
Figure 112017118415732-pat00007
상기 도금용 평활제는 일례로 구리 도금에 사용될 수 있고, 이 경우에 보이드나 심 같은 결합 없으면서 범프가 형성되지 않아 균일한 도금층을 형성하는 효과가 우수하다.
또한, 본 발명의 도금용 조성물은 상기 도금용 평활제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도금용 평활제는 일례로 1 내지 700 ppm, 3 내지 500 ppm, 5 내지 300 ppm 또는 5 내지 90 ppm으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 트렌치 및 비아 홀을 보이드나 심 같은 결함없이 충진하여 균일한 도금막을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 기재에서 농도는 별도의 정의가 없는 한 용액 속에 존재하는 용질의 중량% 비율을 의미한다.
상기 도금용 조성물은 일례로 상기 도금용 평활제와 함께 금속염, 산 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 금속염은 일례로 구리염일 수 있고, 이 경우에 도금 용액의 표면장력을 감소시켜 도금이 균일하게 되도록 하는 효과가 있다.
상기 구리염은 전기화학적인 반응을 통해 구리 금속으로 환원되어 석출되어 기판상에 다마신 및 TSV용의 금속 배선, 비아 홀과 트렌치를 형성할 수 있다. 상기 구리염은 조성물 내에서 해리되어 구리 이온을 제공할 수 있는 가용성 구리염이면 제한이 없으며, 예를 들면, 황산구리, 탄산구리, 산화구리, 염화구리, 불화붕소산구리, 질산구리, 인산구리, 메탄술폰산구리, 에탄술폰산구리, 프로판올술폰산구리, 아세트산구리 및 시트르산구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 황산구리를 포함할 수 있으며, 이 경우에 구리 도금 용액의 표면장력을 감소시켜 도금이 균일하게 되도록 하는 효과가 있다.
상기 금속염은 일례로 12 내지 30 중량%, 14 내지 28 중량% 또는 16 내지 24 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 도금 용액의 표면장력을 감소시켜 도금이 균일하게 되도록 하는 효과가 있다.
또 다른 예로, 상기 금속염은 0.5 내지 2 몰, 0.7 내지 1.5 몰, 또는 1.0 내지 1.2 몰로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 도금 용액의 표면장력을 감소시켜 도금이 균일하게 되도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 도금용 조성물은 상기 금속염으로부터 용해된 금속 이온과 조성물에 전기 전도성을 부여하기 위해 산을 포함할 수 있다. 이때 상기 산은 용액에 녹아 도금용 조성물의 전해도를 증가시킬 수 있다.
상기 산은 일례로 황산, 염산, 아세트산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 붕소산 및 불화 붕소산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 황산, 염산 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 이 경우에 전기 전도성이 높아 효율이 상승되며 도금 품질이 우수한 효과가 있다.
상기 산은 일례로 0.001 내지 8 중량%, 1 내지 8 중량%, 2 내지 6 중량% 또는 0.01 내지 3 중량%로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 전기 전도성이 높아 효율이 상승되며 도금 품질이 우수한 효과가 있다.
또 다른 예로, 산은 0.001 내지 0.9 몰, 0.1 내지 0.9 몰, 0.2 내지 0.6 몰 또는 0.001 내지 0.3 몰로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 전기 전도성이 높아 효율이 상승되며 도금 품질이 우수한 효과가 있다.
본 발명에 따른 도금용 조성물은 상기 성분 외에 나머지 성분으로서 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 성분과 상용성을 가지며 가공 용이성, 보존 안정성을 위해 사용될 수 있다. 상기 용매는 일례로 물일 수 있고, 바람직하게는 초순수, 탈이온수 또는 증류수를 포함할 수 있으며, 이 경우에 작업성, 안정성 등이 우수한 효과가 있다.
상기 용매의 함량은 앞서 설명된 도금용 구성 성분의 함량 범위를 만족시킬 수 있는 양으로 조절될 수 있다.
상기 도금용 조성물은 일례로 억제제, 가속제 또는 이들의 혼합을 더 포함할 수 있다.
상기 억제제는 금속 이온의 이동을 억제하여 금속 환원 속도를 조절함을 통해 금속이 채워지는 속도를 제어하는 역할을 한다. 이를 통해 트렌치 및 비아 홀에 금속 충전시 보이드 또는 심의 형성을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 억제제는 일례로 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol(PEG)), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol(PPG)) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 이 경우 금속 환원 속도 조절 효과가 우수하다.
상기 폴리에틸렌 글리콜과 폴리프로필렌 글리콜의 공중합체의 예로는 PEG-PPG-PEG 삼블록 공중합체, PEG-PPG 이블록 공중합체, PPG-PEG-PPG 삼블록 공중합체, PEG-PPG-PEGPPG 사블록 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 억제제는 일례로 수평균 분자량이 100 내지 10,000 g/mol 또는 3,000 내지 7,000 g/mol이며, 이 범위 내에서 구리 환원 속도 조절 효과가 우수하다.
본 발명에서 수평균 분자량은 40℃ 조건하에서 GPC 분석으로 측정한다.
상기 억제제는 일례로 10 내지 50,000 ppm, 100 내지 40,000 ppm, 1,000 내지 3,000 ppm 또는 100 내지 500 ppm으로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 트렌치 및 비아 홀에 금속 충전시 보이드 또는 심의 형성을 방지하는 효과가 우수하다.
상기 가속제는 술폰(Sulfonate) 계열의 치환기를 가지는 화합물로 금속이 환원되는 속도를 증가시켜 금속 충전 속도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 가속제는 일례로 비스-(3-설퍼프로필) 디설파이드(bis(3-sulfopropyl) disulfide (SPS)), 메르캡토에탄 황산(mercaptoethane sulfonic acid), 3-메르캡토-1-프로판 황산(3-mercapto-1-propanesulfonic acid (MPSA)) 및 3-N,N-디메틸아미노디티오카바모일-1-프로판 황산(3-N,N-dimethlyaminodithiocarbamoyl-1-propanesulfonic acid(DPS))으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 이 경우 금속 충전속도가 증가되는 효과가 우수하다.
상기 가속제는 일례로 1 내지 1,000 ppm, 10 내지 700 ppm, 100 내지 500 ppm 또는 10 내지 100 ppm으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 금속 충전 속도가 증가되는 효과가 우수하다.
또한, 상기 도금용 조성물은 상기 첨가제 이외에도 환원제, 염소 이온, 소포제 등의 통상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 도금용 평활제를 포함하는 도금용 조성물을 이용하여 기판상에 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판은 일례로 실리콘 기판, 실리콘-게르마늄 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, GOI(germanium on insulator) 기판, 금속 산화물 단결정 기판 등을 포함할 수 있다.
상기 배선은 일례로 다마신 및 TSV 용 금속 배선, 비아 홀 또는 트렌치를 포함할 수 있다. 상기 비아 홀 또는 트렌치는 소정의 깊이와 폭을 가지며 이들 사이의 비율로 정의되는 종횡비를 갖게 된다. 일례로, 상기 비아 홀 또는 트렌치는 깊이가 40 내지 500 ㎛이고, 폭은 5 내지 50 ㎛이며 종횡비는 약 2:1 이상일 수 있고, 이 범위 내에서 초고밀도집적회로가 형성되는 효과가 있다.
상기 충전은 일례로 전기도금 공정으로 수행될 수 있다. 상기 전기도금 공정은 도금용 조성물을 수용하는 도금조, 음극으로 작용하는 기판을 지지하는 기판 홀더, 기판 홀더에 대하여 반대 전극을 가지는 양극 및 전류를 공급하기 위한 전류 소스를 구비하는 도금 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 이때 도금 공정의 전류 밀도는 0.1 내지 300 mA/cm2의 범위에서 조절될 수 있다. 또한, 도금 공정이 수행되는 동안 기판은 소정의 속도로 회전될 수 있다.
예를 들어, 기판은 도금 시 0.1 내지 3000 rpm, 100 내지 2500 rpm, 또는 1000 내지 2000 rpm의 속도로 회전될 수 있고, 이 범위 내에서 균일한 도금층을 빠른 시간에 형성하는 효과가 있다.
본 기재에서 본 발명에 대한, 기술적 특징들을 개별적으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이들의 모든 조합을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
직경 30mm X 30mm의 전처리된 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 구리 도금액에 실리콘 웨이퍼를 침지하고, 전류밀도 1.0 ASD 의 전류를 인가하여 도금을 실시하였다. 도금액의 온도를 25 ℃로 유지하였으며, 도금 과정 내내 지속적으로 교반을 실시하였다. VMS(Virgin Makeup Solution) 용액으로 CuSO4 1.0 M, H2SO4 0.5 M, Cl- 1.37 mM을 사용했으며 평활제로 화학식 2로 표시되는 화합물을 농도 10 ppm, 가속제로 SPS(Sodium 3,3'-dithiodipropane sulfonate)를 20 ppm, 억제제로 PEG-PPG(Poly ethylene glycol- Poly propylene glycol)를 200 ppm으로 포함하였다.
실시예 2
실시예 1에 있어서 평활제로 화학식 2로 표시되는 화합물을 화학식 5로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 실리콘 웨이퍼에 구리 도금 처리를 수행하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에 있어서 평활제로 화학식 2로 표시되는 화합물을 30 ppm으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 실리콘 웨이퍼에 구리 도금 처리를 수행하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에 있어서 평활제로 화학식 2로 표시되는 화합물을 5 ppm으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 실리콘 웨이퍼에 구리 도금 처리를 수행하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에 있어서 평활제로 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 실리콘 웨이퍼에 구리 도금 처리를 수행하였다.
시험예
실시예 1 내지 4 및 비교예 1로 제조된 기판에 대하여 하기 물성을 측정하였다.
* SEM 촬영: 실시예 1, 2 및 비교예 1로 제조된 기판의 단면을 SEM으로 촬영하여 각각 도 1 내지 도 3에 나타내었다.
* 레벨링: 전해 도금을 실시한 후, 패턴 웨이퍼의 레벨링을 평가하였다. 이때, 홀(패턴)의 내부를 (H1), 외부를 (bulk 영역, H2)라 지칭하였을 때, H1/H2의 수치를 하기 표 1에 나타내었다. H1/H2의 수치가 1에 가까울수록 평활한 레벨링을 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
레벨링 1.12 0.98 0.72 0.79 0.11
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 해당하는 실시예 1 내지 4는 비교예 1에 비해 도금층의 표면 평활성이 우수하여 배선의 신뢰도가 향상되고 화학 기계적 평면화 공정이 감소되는 효과가 있었다.
또한, 하기 도 1 내지 3은 실시예 1, 2 및 비교예 1로 제조된 기판의 단면을 SEM으로 촬영한 것으로, 도 1과 2는 기판에 보이드나 심 같은 결함이 없으면서도 범프가 생성되지 않아 균일한 도금막이 형성되었으나, 비교예 3은 보이드와 같은 결합이 발생된 것을 확인할 수 있었다.

Claims (14)

  1. 아조디카르보닐 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용 평활제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아조디카르보닐 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 전기도금용 평활제.
    [화학식 1]
    Figure 112022031284590-pat00008

    상기 X, Y는 독립적으로 N 또는 O이고, R1, R2, R3, R4는 독립적으로 수소, 알킬기, 시클로알킬, 아릴기 또는 헤테로시클로알킬이며, 상기 a, b는 각각 상기 X 또는 Y가 N인 경우 1이고, 상기 X 또는 Y가 O인 경우 0이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기도금용 평활제는 구리 도금에 사용되는 것을 특징으로 하는 전기도금용 평활제.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 내지 7로 표시되는 화합물 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전기도금용 평활제.
    [화학식 2]
    Figure 112022031284590-pat00009

    [화학식 3]
    Figure 112022031284590-pat00010

    [화학식 4]
    Figure 112022031284590-pat00011

    [화학식 5]
    Figure 112022031284590-pat00012

    [화학식 6]
    Figure 112022031284590-pat00013

    [화학식 7]
    Figure 112022031284590-pat00014

  5. 제1항에 따른 전기도금용 평활제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전기도금용 평활제는 1 내지 700 ppm으로 포함된 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전기도금용 조성물은 상기 전기도금용 평활제; 금속염; 산; 및 용매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속염은 구리염인 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 금속염은 12 내지 30 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 산은 황산, 염산, 아세트산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, 붕소산 및 불화 붕소산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 산은 0.001 내지 8 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 전기도금용 조성물은 억제제, 가속제 또는 이들의 혼합을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기도금용 조성물.
  14. 제1항에 따른 전기도금용 평활제를 포함하는 전기도금용 조성물을 이용하여 기판상에 배선을 형성하는 것을 특징으로 구리 배선의 형성방법.
KR1020170160270A 2017-11-28 2017-11-28 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법 KR102445575B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170160270A KR102445575B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170160270A KR102445575B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190061658A KR20190061658A (ko) 2019-06-05
KR102445575B1 true KR102445575B1 (ko) 2022-09-22

Family

ID=66845136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170160270A KR102445575B1 (ko) 2017-11-28 2017-11-28 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102445575B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776180B1 (ko) 2006-08-07 2007-11-16 주식회사 잉크테크 금속적층판의 제조방법
KR100825468B1 (ko) 2008-02-26 2008-04-28 (주)한국환경종합건축사사무소 스티커 부착 방지용 분체도료 조성물

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429770B1 (ko) 2001-11-15 2004-05-03 한국과학기술연구원 구리 전기 도금 용액
TW201311938A (zh) * 2011-04-28 2013-03-16 Otsuka Chemical Co Ltd 偶氮二甲醯胺之新穎製造法
US8454815B2 (en) * 2011-10-24 2013-06-04 Rohm And Haas Electronics Materials Llc Plating bath and method
KR20170049245A (ko) * 2015-10-28 2017-05-10 주식회사 동진쎄미켐 가열분해 화합물 및 이를 이용한 가스 발생 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100776180B1 (ko) 2006-08-07 2007-11-16 주식회사 잉크테크 금속적층판의 제조방법
KR100825468B1 (ko) 2008-02-26 2008-04-28 (주)한국환경종합건축사사무소 스티커 부착 방지용 분체도료 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190061658A (ko) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100514251B1 (ko) 전해 구리 도금액
EP3195708B1 (en) Levelers for copper deposition in microelectronics
JP4116781B2 (ja) シ−ド修復及び電解めっき浴
JP6012723B2 (ja) 銅めっきする方法
KR101105485B1 (ko) 관통전극형 채움 장치 및 방법
US6679983B2 (en) Method of electrodepositing copper
US9856572B2 (en) Additive for reducing voids after annealing of copper plating with through silicon via
TWI619853B (zh) 自酸性銅電鍍浴液向基板上之通孔中電鍍銅之方法
US20140238868A1 (en) Electroplating bath
JP2004169188A (ja) 電気めっき槽
US20060183328A1 (en) Electrolytic copper plating solutions
KR101698405B1 (ko) 도금 방법
KR20080100223A (ko) 마이크로 전자공학에서의 구리 전착
TW201823520A (zh) 包含用於無空隙次微米特徵填充的抑制劑之金屬電鍍用組成物
KR100971267B1 (ko) 전해질
US20080087549A1 (en) Additive For Copper Plating And Process For Producing Electronic Circiut Substrate Therewith
US6649038B2 (en) Electroplating method
KR101818655B1 (ko) 실리콘 관통전극의 무결함 충전방법 및 충전방법에 사용되는 구리 도금액
JP2004250791A (ja) 電気めっき組成物
US20120175744A1 (en) Copper electroplating composition
TWI802603B (zh) 單一金屬之多浴電鍍
KR102445575B1 (ko) 도금용 평활제, 이를 포함하는 도금용 조성물 및 구리 배선의 형성방법
JP2017503929A (ja) 銅の電析
KR102445636B1 (ko) 평탄화제 및 이를 포함하는 구리 도금 조성물
WO2024046395A1 (zh) 一种整平剂、组合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right