KR20090060903A - 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파를 진동시켜 멤브레인에 발생된 버블을 제거함으로써 수율 저하를 방지함과 동시에 시간적 손실을 줄이도록 한 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법에 관한 것으로, 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버와, 상기 챔버 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극과, 상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 상기 애노드 전극과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인과, 및 상기 전기도금 챔버의 내측면에 구성되고 초음파를 진동하여 상기 멤브레인에 발생된 버블 트랩을 제거하는 초음파 진동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
전기도금, 구리, 초음파, 멤브레인, 챔버
Description
본 발명은 반도체 제조 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 구리 도금시 발생하는 버블(bubble)을 효과적으로 제거하도록 한 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속배선의 재료로서는 알루미늄(Al)이 주로 이용되어 왔다. 이것은 알루미늄이 전기전도도가 양호할 뿐만 아니라, 가공성이 우수하고, 그 리고, 비교적 가격이 저렴하기 때문이다. 그런데, 반도체 소자의 고집적 및 고성능화가 진행되면서, 상기한 알루미늄 재질의 금속배선으로는 고속 소자에서 요구되는 배선 저항을 구현하는데 한계를 보이고 있다.
따라서, 최근의 금속배선 공정은 배선 재료로서 알루미늄(Al)을 대신하여 구리(Cu)를 이용하려는 노력이 진행되고 있으며, 실지로 반도체 제조 공정에 일부 적용하고 있다.
한편, 구리 배선을 형성함에 있어서, 구리막의 증착은 CVD(Chemical Vapor Deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 또는, 전기도금(Electroplating) 방식으로 증착할 수 있으며, 이 중에서 전기도금 방식은 CVD 및 PVD 방식에 비해 공정상의 이점이 있고, 그리고, CVD 방식에 비해 비용측면에서 유리하기 때문에 상기 CVD 및 PVD 방식에 비해 많이 이용되고 있다.
이와 같이 구리 전기도금법은 도금액을 이용하기 때문에 기존의 스퍼터(sputter) 방식과는 다른 문제점이 발생한다.
도 1은 종래 기술에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도이고, 도 2는 종래 기술에서 버블 트랩된 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도이다.
종래의 구리 전기도금 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 챔버(10)와, 상기 챔버(10) 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극(20)과, 상기 챔버(10) 내부에 구성되고 상기 애노드 전극(20)과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인(membrane)(30)으로 나누어져 있다.
여기서, 상기 멤브레인(30)은 애노드 전극(20)이 황산구리 용액에 녹으면서 불순물이 발생하는데 이를 웨이퍼 증착영역으로 들어가지 못하도록 하는 필터(filter) 역할을 한다. 이로 인해서 고순도 구리를 증착 할 수 있지만 멤브레인(30)의 국부영역이 이물질 또는 버블(bubble)에 의해서 막혔을 때는 웨이퍼 내에 구리가 비정상적으로 성장하여 버블에 의한 구리 미싱(Cu missing), 트렌치 구리 보이드(trench Cu void)를 형성하여 수율을 감소시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 멤브레인(30)의 국부영역이 버블 트랩(bubble trap)(40)에 의해서 막히고, 기포 존재시 웨이퍼 내의 구리 성장이 불균일하게 이 루어져 후속 공정 진행시 구리 잔류(residue)가 남아 금속배선을 숏트(short)시킨다.
이와 같은 발생된 버블 트랩(40)을 제거하기 위한 종래의 방법으로 도금액 플로우(flow)를 강하게 하여 보블의 제거를 시도 하지만 제거율이 낮아 엔지니어가 직접 멤브레인(30)을 툭툭 치면서 제거해주기 때문에 시간적 손실(loss)이가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 초음파를 진동시켜 멤브레인에 발생된 버블을 제거함으로써 수율 저하를 방지함과 동시에 시간적 손실을 줄이도록 한 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 구리 전기도금 장치는 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버와, 상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극과, 상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 상기 애노드 전극과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인과, 및 상기 전기도금 챔버의 내측면에 구성되고 초음파를 진동하여 상기 멤브레인에 발생된 버블 트랩을 제거하는 초음파 진동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 구리 전기도금 방법은 전기도금 챔버의 내측 또는 외측면에 초음파 진동부를 장착하는 단계; 상기 전기도금 챔버 내로 웨이퍼를 로딩하기 전에 초음파 진동부로부터 초음파를 진동하여 멤브레인에 형성된 버블 트랩을 제거하는 단계; 및 상기 전기도금 챔버 내부에 웨이퍼를 로딩하고 상기 웨이퍼 위에 구리를 성장하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 구리 전기도금 장치를 이용하여 구리막을 성장시키면, 버블 트랩에 인한 트랜치내의 구리 보이드 및 구리 미싱을 제거할 수가 있다.
둘째, 트랜치 영역에 구리를 성장할 때 구리 보이드의 생성을 억제함으로써로 구리의 전자이동(electomigration)을 억제하여 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 별도의 버블 트랩을 제거하는 작업의 필요없이 버블 트랩 제거와 구리 성장을 연속적으로 진행할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 구리 전기도금 장치 및 구리 도금방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도이다.
본 발명에 의한 구리 전기도금 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버(110)와, 상기 전기도금 챔버(110) 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극(120)과, 상기 전기도금 챔버(110) 내부에 구성되고 상기 애노드 전극(120)과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인(membrane)(130)과, 상기 전기도금 챔버(110)의 내측면에 구성되고 상기 멤브레인(130)에 발생된 버블 트랩을 제거하는 초음파를 진동하는 초음파 진동부(140)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 멤브레인(130)은 애노드 전극(120)이 황산구리 용액에 녹으면서 불순물이 발생하는데 이를 웨이퍼 증착영역으로 들어가지 못하도록 하는 필터(filter) 역할을 한다.
한편, 본 발명은 구리 전기도금 장치로 구리를 성장시키는 전기도금 챔버(110)의 오염 및 버블에 의해 유발할 수 있는 비정상적인 구리의 성장을 방지하는데 있다.
상기 전기도금 챔버(110)에서 구리 성장공정을 진행할 때 발생하여 멤브레인(130)에 버블 트랩이 되어 있는 기포를 공정 진행 전 초음파 진동부(140)로부터 초음파를 진동하여 버블 트랩을 제거하여 기포 형성으로 인한 디펙트(defect) 및 구리 잔류를 방지할 수 있고, 버블 제거와 전기 도금방법에 의한 구리 성정을 거의 동시에 진행함으로써 버블 제거를 엔지니어의 별도 작업이 필요없어 시간적 손실을 줄일 수 있다.
또한, 주기적으로 세정 및 교체를 해야 하는 멤브레인(130)을 초음파 진동부(140)의 초음파 진동에 의해 셀프(self) 세정을 할 수 있기 때문에 교체 주기를 늘려 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 구리 전기도금 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버(210)와, 상기 전기도금 챔버(210) 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성 된 애노드 전극(220)과, 상기 전기도금 챔버(210) 내부에 구성되고 상기 애노드 전극(220)과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인(membrane)(230)과, 상기 전기도금 챔버(210)의 외측면에 구성되고 상기 멤브레인(230)에 발생된 버블 트랩을 제거하는는 초음파를 진동하는 초음파 진동부(240)를 포함하여 구성되어 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 구리 전기도금 장치는 도 3에 기재된 구리 전기도금 장치와 동일한 동작을 하게 되고, 상기 전기도금 챔버(210)에 구성되는 초음파 진동부(240)가 외측면에 구성되는 것에 차이만 있다.
도 5a 및 도 5b는 종래와 본 발명에서 각각 버블 트랩의 유무의 차이점을 나타낸 모식도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 버블 트랩(40)을 제거하기 위한 종래의 방법으로 도금액 플로우(flow)를 강하게 하여 보블의 제거를 시도 하지만, 상기 버블 트랩(40)이 완전히 제거되지 못하고 잔류하여 수율의 저하를 초래한다.
반면에 본 발명은 도 5b에서와 같이, 초음파를 진동시켜 멤브레인(140)에 발생된 버블 트랩이 완전히 제거됨을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 구리 도금방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 도 6에서와 같이, 초음파 진동부(140)를 전기도금 챔버(110)의 내측 또는 외측에 장착한다(S100).
이어서, 상기 전기도금 챔버(110)내로 웨이퍼를 로딩하기 전에 초음파 진동부(140)를 진동시켜 멤브레인(130) 내의 버블 트랩을 제거한다(S200).
그리고 웨이퍼를 멤브레인(130)에 로딩하고 웨이퍼 위에 구리를 증착한다(S300).
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 의한 구리 전기도금 장치를 이용한 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(111)(또는 유전체막)상에 제 1 구리 박막을 형성하고, 포토 및 식각 공정을 통해 상기 제 1 구리 박막을 선택적으로 제거하여 제 1 구리배선(112)을 형성한다.
이어, 상기 제 1 구리배선(112)을 포함한 반도체 기판(111)의 전면에 질화막(113)을 형성하고, 상기 질화막(113)상에 층간 절연막(114)을 형성한다.
여기서, 상기 질화막(113)은 식각 정지막으로 사용되고, 상기 층간 절연막(113)은 FSG로 이루어져 있다.
이어, 상기 층간 절연막(114)상에 제 1 포토레지스트(115)를 도포한 후, 노광 및 현상 공정으로 상기 제 1 포토레지스트(115)를 패터닝하여 콘택 영역을 정의한다.
그리고 상기 패터닝된 제 1 포토레지스트(115)를 마스크로 이용하여 상기 질화막(113)을 식각 앤드 포인트로하여 상기 층간 절연막(114)을 선택적으로 제거하여 비아홀(116)을 형성한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 포토레지스트(115)를 제거하고, 상기 비아홀(116)을 포함한 반도체 기판(111)의 전면에 제 2 포토레지스트(117)를 도포한 후 노광 및 현상 공정으로 상기 제 2 포토레지스트(117)를 패터닝한다.
이어, 상기 패터닝된 제 2 포토레지스트(117)를 마스크로 이용하여 상기 층간 절연막(114)을 표면으로부터 소정두께만큼 선택적으로 제거하여 트렌치(118)를 형성한다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 포토레지스트(117)를 제거하고, 상기 비아홀(116)의 하부에 잔류하는 질화막(113)을 에치 오프(etch off)시킨다.
여기서, 상기 질화막(113)을 에치 오프할 때 상기 제 2 포토레지스트(117)를 마스크로 이용하여 에치 오프하거나, 상기 층간 절연막(114)을 마스크로 이용하여 에치 오프한다.
이어서, 상기 트렌치(118) 및 비아홀(116)을 포함한 반도체 기판(111)의 전면에 전도성 물질로 금속확산 방지막(119)을 형성한다.
여기서, 상기 금속확산 방지막(119)은 물리기상증착법이나 화학기상증착법으로 TiN, Ta, TaN, WNX, TiAl(N) 등을 10 내지 1000Å의 두께로 증착하여 형성하며, 상기 금속확산 방지막(119)은 후에 형성되는 구리 박막으로부터의 구리 원자가 층간 절연막(34)으로 확산하는 것을 방지하는 역할을 한다.
이어, 상기 금속확산 방지막(119)이 형성된 반도체 기판(111)을 도 3 또는 도 4에 기재된 구리 전기도금 장치를 이용하여 제 2 구리 박막(120a)을 성장한다.
여기서, 상기 구리 전기도금법으로 구리 박막을 성장할 경우, 구리 시드층을 형성한 후에 진공파괴 없이 -20 내지 150℃의 저온에서 구리를 증착한다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 구리 박막(120a)의 전면에 상기 층간 절연막(114)의 상부 표면을 폴리싱 스톱으로 하여 CMP 공정을 실시하여 상기 제 2 구리 박막(120a) 및 금속확산 방지막(119)을 선택적으로 연마하여 상기 트렌치(118) 및 비아홀(116)의 내부에 제 2 구리배선(120)을 형성한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도
도 2는 종래 기술에서 버블 트랩된 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도
도 3은 본 발명에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 구리 전기도금 장치를 나타낸 모식도
도 5a 및 도 5b는 종래와 본 발명에서 각각 버블 트랩의 유무의 차이점을 나타낸 모식도
도 6은 본 발명에 의한 구리 도금방법을 설명하기 위한 순서도
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 의한 반도체 소자의 금속배선 형성방법을 나타낸 공정 단면도
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : 전기도금 챔버 120 : 애노드 전극
130 : 멤브레인 140 : 초음파 진동부
Claims (3)
- 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버와,상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극과,상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 상기 애노드 전극과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인과, 및상기 전기도금 챔버의 내측면에 구성되고 초음파를 진동하여 상기 멤브레인에 발생된 버블 트랩을 제거하는 초음파 진동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 구리 전기도금 장치.
- 구리의 증착공정이 이루어지고 황산구리 용액이 담겨진 전기도금 챔버와,상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 구리를 증착하기 위한 소스 물질이 형성된 애노드 전극과,상기 전기도금 챔버 내부에 구성되고 상기 애노드 전극과 일정한 간격을 갖고 웨이퍼가 증착되는 멤브레인과, 및상기 전기도금 챔버의 외측면에 구성되고 초음파를 진동하여 상기 멤브레인에 발생된 버블 트랩을 제거하는 초음파 진동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 구리 전기도금 장치.
- 전기도금 챔버의 내측 또는 외측면에 초음파 진동부를 장착하는 단계;상기 전기도금 챔버 내로 웨이퍼를 로딩하기 전에 초음파 진동부로부터 초음파를 진동하여 멤브레인에 형성된 버블 트랩을 제거하는 단계; 및상기 전기도금 챔버 내부에 웨이퍼를 로딩하고 상기 웨이퍼 위에 구리막을 성장하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 구리 전기도금 방법.
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101381633B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2014-04-04 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 도금 시스템 및 그의 기판 이송 방법 |
| KR101381632B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2014-04-07 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 도금 장치 |
| CN107419320A (zh) * | 2012-05-10 | 2017-12-01 | 应用材料公司 | 具有几何电解液流动路径的电镀处理器 |
| CN110552048A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-10 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 电镀腔体以及包括其的ecp设备 |
| CN112239878A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-19 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 消泡电镀设备 |
| CN114540929A (zh) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | 长鑫存储技术有限公司 | 电镀方法以及电镀装置 |
| US11697887B2 (en) * | 2020-10-23 | 2023-07-11 | Applied Materials, Inc. | Multi-compartment electrochemical replenishment cell |
| CN116536736A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 广东捷盟智能装备有限公司 | 一种防导电辊反镀装置 |
| CN117721511A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 苏州智程半导体科技股份有限公司 | 一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备 |
| US11959186B2 (en) | 2020-11-26 | 2024-04-16 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Electroplating method and electroplating apparatus |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4245713B2 (ja) * | 1998-12-21 | 2009-04-02 | 東京エレクトロン株式会社 | めっき装置、めっきシステム及びこれを用いためっき処理方法 |
| JP2004250747A (ja) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法 |
| KR100744417B1 (ko) * | 2006-08-11 | 2007-07-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자 제조 장치 |
| KR100827481B1 (ko) * | 2006-08-24 | 2008-05-06 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 웨이퍼의 도금장치 |
-
2007
- 2007-12-10 KR KR1020070127891A patent/KR100967256B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101381633B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2014-04-04 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 도금 시스템 및 그의 기판 이송 방법 |
| KR101381632B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2014-04-07 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 도금 장치 |
| CN107419320A (zh) * | 2012-05-10 | 2017-12-01 | 应用材料公司 | 具有几何电解液流动路径的电镀处理器 |
| CN107419320B (zh) * | 2012-05-10 | 2019-08-13 | 应用材料公司 | 具有几何电解液流动路径的电镀处理器 |
| CN110552048B (zh) * | 2019-09-30 | 2021-10-15 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 电镀腔体以及包括其的ecp设备 |
| CN110552048A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-10 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 电镀腔体以及包括其的ecp设备 |
| CN112239878A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-19 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 消泡电镀设备 |
| US11697887B2 (en) * | 2020-10-23 | 2023-07-11 | Applied Materials, Inc. | Multi-compartment electrochemical replenishment cell |
| CN114540929A (zh) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | 长鑫存储技术有限公司 | 电镀方法以及电镀装置 |
| WO2022110845A1 (zh) * | 2020-11-26 | 2022-06-02 | 长鑫存储技术有限公司 | 电镀方法以及电镀装置 |
| CN114540929B (zh) * | 2020-11-26 | 2023-09-08 | 长鑫存储技术有限公司 | 电镀方法以及电镀装置 |
| US11959186B2 (en) | 2020-11-26 | 2024-04-16 | Changxin Memory Technologies, Inc. | Electroplating method and electroplating apparatus |
| CN116536736A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-08-04 | 广东捷盟智能装备有限公司 | 一种防导电辊反镀装置 |
| CN116536736B (zh) * | 2023-05-16 | 2024-03-22 | 广东捷盟智能装备股份有限公司 | 一种防导电辊反镀装置 |
| CN117721511A (zh) * | 2024-02-07 | 2024-03-19 | 苏州智程半导体科技股份有限公司 | 一种快速补充金属离子的半导体晶圆电化学沉积设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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