| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | Cu CMP중 Citric Acid 기반의 Slurry에서 부식방지제(BTA)의 영향 |
| 초록 | 1. 서론 Cu는 낮은 electric resistivity와 높은 electromigration 특징 때문에 Al대신 배선재료로 대체되고 있다. Cu CMP 공정 후 dishing과 erosion이 발생하게 되는데 이를 방지하기 위해 CMP slurry내에 부식 방지제로 잘 알려진 BTA(benzotriazole, C6H4N3H)를 첨가시켜준다. Slurry내에 BTA를 첨가시켜줌으로써 Cu 표면에 Cu-BTA 층을 형성시켜 Cu가 etching되는 것을 막아준다. 이로 인해 Cu 표면의 높은 지역은 CMP중 pad와 abrasive particle에 의해 polyshing되어 제거되고 낮은 지역은 Cu-BTA passivation film에 의해 etching으로부터 보호되어 결국 dishing과 erosion을 방지할 수 있다. CMP공정중 BTA의 영향은 slurry내의 chemistry와 abrasive particle에 의해 영향을 받는다. 하지만, removal rate과 dissolution에 대한 연구는 많이 되어있지 않다. 본 연구에서는 pH, H2O2와 abrasive particle의 변화에 따른 polishing 거동을 살펴보았다. 2. 본론 이 실험에서는 Cu가 1.2㎛의 두께로 도금된 Cu wafer를 2.0ⅹ2.0cm2로 잘라 Cu 표면의 thickness와 contact angle을 각각 contact angle analyzer (Krüss G10)와 variable angle spectroscopic ellipsometer (VASE, J. A. Woollam Co.)을 이용하여 측정하였다. Cu CMP slurry 준비를 위해 alumina (Degussa, 99.99%, 13nm)와 and fumed silica particles (Degussa, 99.99%, 30 nm)을 abrasive particle로 사용하였다. Citric acid와 hydrogen peroxide는 각각 complexing agent와 oxidant로 사용하였고 BTA(99%)와 NH4OH는 각각 부식방지제와 pH 적정제로 사용하였다. Polishing test는 Cu disk(100mm)로 frictional polisher (G&P Tech., POLI-500, Korea)를 이용하여 실행하였다. AFM (PSIA)를 이용하여 각 조건에서 Cu의 표면특성을 평가하였다. 3. 결론 Cu CMP slurry내에 BTA를 첨가해 줌으로써 Cu 표면에 Cu-BTA passivation film을 형성하여 Cu의 dissolution rate이 감소하였다. BTA가 첨가되지 않았을때보다 첨가되었을 때 더 낮은 두께의 passivation layer를 형성하였고 contact angle도 증가하였다. Alumina based slurry의 경우 BTA가 첨가되었을때 removal rate이 감소하였다. Slurry가 pH4의 경우 pH2에서보다 removal rate이 약간 더 증가하였다. 하지만, pH6에서 H2O2 10vol%이상의 농도에서는 BTA가 첨가된 경우가 첨가되지 않았을 때보다 removal rate이 더 증가되었다. Fumed silica based slurry의 경우에는 BTA가 첨가되어도 removal rate에 큰 차이를 보이지 않았다. |
| 저자 | 유영삼, 김인권, 양희광, 강영재, 홍의관, 박진구 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | Cu; CMP; BTA; benzotriazole |
