KR20110022467A - 기판의 도금방법 - Google Patents

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.

도금, 수세, 오존수

Description

기판의 도금방법{Plating method for substrate}

본 발명은 기판의 도금방법에 관한 것이다.

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.

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.

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.

본 발명은 무전해도금층 표면의 이물질을 효율적으로 세정할 수 있으며, 전해도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있는 기판의 도금방법을 제공하는 것이다.

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.

상기 수세하는 단계는, 상기 기판을 오존수 배스와, 린스 배스, 및 순수 배스(DI water bath)에 순차적으로 디핑(dipping)하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 무전해도금층 표면의 이물질을 효율적으로 세정할 수 있으며, 전해도금층과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.

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.

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.

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.

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.

이하에서는 본 실시예에 따른 기판 도금방법에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

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.

(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.

(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.

(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.

(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.

(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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 도금방법을 나타내는 순서도.

도 2는 무전해 도금층 표면에 대한 젖음성을 측정한 그래프

Claims (2)

1. 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 도금방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수세하는 단계는,

   상기 기판을 오존수 배스와, 린스 배스, 및 순수 배스(DI water bath)에 순차적으로 디핑(dipping)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 도금방법.

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