| 초록 |
Cu 배선을 사용할 경우, 기존의 Al 배선을 사용한 사용한 경우보다 저항률, RC time delay, electro-migration 등에서 우수한 성능을 가지게 되기 때문에, 차세대 디바이스의 배선 재료로서 각광을 받고있다. 하지만 Cu는 실리콘 내에서 확산이 매우 빠르기 때문에 확산 방지막이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 확산 방지막으로는 탄탈(Ta) 또는 질화탄탈(TaN)을 주로 사용하게 된다. 따라서 Chemical Mechanical Polishing(CMP) 공정에 있어 Cu film과 TaN film 사이에 일정 수준 이상의 선택비가 요구된다. 또한 연마 목표치 보다 더 많이 연마되는 디싱(dishing)과 에로젼(erosion) 문제를 해결하기 위해서는 Cu와 TaN 간의 고 선택비를 가지는 CMP용 슬러리가 필요하다. 본 연구에서는 Cu film과 확산 방지막으로 사용되는 TaN film이 부착된 8인치 실리콘 웨이퍼를 사용하여 Cu와 TaN 간의 selectivity를 연구하였다. 실험내용은 alanine이 첨가된 슬러리가 Cu film과 TaN film의 연마 제거율과 선택비에 미치는 영향에 대해서 살펴보고, pH 의존성을 알아보기 위해 pH를 산성과 중성 그리고 염기성 영역으로 각각 제조하여 실험하였다. pH 변화에 따른 Cu film의 연마 제거율은 염기성 영역에서 가장 높은 연마 제거율을 보였다. Alanine이 첨가된 중성 영역과 산성 영역에서는 Cu film의 연마 제거율은 큰 차이가 없으며, 오히려 alanine이 첨가되지 않은 슬러리보다 더 낮은 연마 제거율을 보여준다. 이는 산성과 중성 슬러리에 alanine이 첨가되었지만 alanine이 연마 제거율을 높이는 작용을 하지 못하고, pH의 영향이 더 크다는 것을 알 수 있다. 그리고 alanine이 첨가되었을 경우 연마 입자에 의해 TaN film이 직접 연마되기 때문에 높은 연마제거율이 나타난다. Alanine이 첨가된 염기성 슬러리의 경우, Cu film 연마제거율과 TaN film 연마제거율의 선택비가 100:1 이상의 우수한 선택비 특성을 나타냈다. 실험 결과에서 알 수 있듯이 alanine이 첨가된 슬러리는 Cu film의 제거율을 높여 주고, Cu film과 TaN film 사이의 선택비를 높여주는 기능을 수행하는 것을 알 수 있다. 본 연구는 정보통신기초기술연구지원사업의 지원 아래 진행되었습니다. |
