일반기술

무전해도금방식을 이용한 반도체 소자의 구리배선형성방법

*원리 및 구성무전해도금방식을 이용한 반도체 소자의 구리배선 형성방법에 대해 개시한다. 본 기술의 무전해도금방식을 이용한 반도체 소자의 구리배선 형성방법은, 오염원 제거 및 구리의 균일증착을 위해 세정공정을 진행하는 제1 단계; 상기 구리가 증착되는 영역에서 자발적인 촉매 활성화 경향을 뛰도록 금속촉매로 전처리함과 동시에 공정온도를 변화시켜 웨이퍼 표면과 배선이 형성될 영역에서 서로 다른 결합력과 크기를 갖는 금속촉매 전처리용액으로 촉매입자를 성장시키는 제2 단계; 상기 웨이퍼 표면에서 금속촉매를 제거하기 위해 세정하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계의 결과물에 구리 무전해도금 용액에 의해 금속촉매가 형성된 영역에서 구리를 성장시키는 제4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 진공장비를 이용한 전처리공정을 습식공정으로 대체함으로써 공정이 비교적 간단하고 공정비용이 상당히 절감되는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 배선 내에만 선택적으로 구리를 성장시킴으로서 후속공정인 웨이퍼 평탄화공정을 생략할 수 있는 효과를 가지고 있다. 그리고, 기존에 제시되어왔던 자외선 사진공정(Ultra-violet radiation photo-process)을 이용한 선택적인 구리성장방법들과 비교해서도 공정이 단순하다는 장점을 가지고 있다*기술의 장점본 기술은 반도체 디바이스의 금속배선공정에 적용이 되는 공정으로서 현재는 Logic device에 적용이 우선 시 되고 있지만 앞으로 Memory device의 금속배선 공정에도 쉽게 적용될 수 있다. 또한 앞으로 소자의 케이트 부분의 금속도 구리로 전환될 수 있음으로서 본 발명의 선택적 구리성장 기술이 이용될 수 있다.또한, 현재 Logic device생산에 있어서 구리습식공정 중 하나인 전해도금이 실제 적용이 되고 있다. 본 발명이 실제 공정에 적용이 되면 디바이스 공정수의 획기적인 축소와 공정비용을 상당히 줄일 수 있으며 보다 우수한 성질의 구리 배선을 할 수가 있다. 앞으로 디바이스의 금속 배선이 절대적으로 구리로 전환되는 추세이므로 시장성은 상당히 높다