| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 반도체I(실리콘) |
| 제목 | 기계적, 전기화학적 방법을 통한 slurry에 첨가되는 pH 적정제가 Cu CMP에 미치는 영향 분석 |
| 초록 | 1. 서 론 Cu는 낮은 저항과 높은 electro-migration 저항을 가지므로 차세대 배선 재료로서 활발히 연구 되고 있다. Chemical Mechanical Planarization (CMP) 공정은 Cu를 적용하기 위한 필수 공정이다. 하지만 고집적화를 위한 패턴의 미세화로 인해 Cu CMP 공정은 다른 공정 조건이 요구 된다. 예를 들어 낮은 down force에서 높은 removal rate을 요구 하고 있으므로 Cu CMP 공정 시 사용 되어 지는 Cu slurry의 특성 평가는 더욱 더 중요하게 되었다. 이 실험에서는 Cu slurry의 pH 적정 시 특성을 비교하기 위하여 일반적으로 널리 사용 되고 있는 NH4OH와 KOH를 이용 하여 산성, 중성, 염기성으로 제조 후 기계적인 성질과 전기 화학적인 성질을 서로 비교 분석 하였다. 그리고 이 실험에서의 목적은 각각의 pH 적정제에 따른 기계적, 전기화학적 결과를 분석하여 Cu CMP의 pH 적정제에 따른 메카니즘을 규명하려 한다. 2. 실험 방법 실험을 위해 많은 양의 소모를 필요로 하는 Cu wafer를 대신 하여 순도 99%인 Cu 4인치 disc를 사용 하였다. 기계적인 분석을 위하여 Cu polishing 장비로는 G&P technology에서 제작한 poli-500장비를 이용 하여 slurry의 pH의 변화와 H2O2의 농도에 따라서 Cu의 removal rate와 friction force를 동시에 측정 하였고, 연마공정 시간은 1분 동안 하였다. Cu disc의 removal rate의 측정은 Shimadzu AY 200장비를 이용 하여 무게변화에 따라서 removal rate를 측정 하였다. 사용된 slurry의 complex agent로는 Citric acid (Sigma aldrich co.)를 사용 하였고, abrasive particle로는 Degussa Alumina particle (primary size 16 nm), 산화제로는 H2O2를 사용 하였으며, pH 적정은 NH4OH와 KOH를 사용 하였다. 전기화학적인 분석 장비는 EG&G-273A (Ametek co.)를 이용 하여 각각의 pH 적정제를 변화 시켰을 때, H2O2의 농도에 따라서 corrosion potential, current와 polarization resistance를 측정 하였다. 3. 실험 결과 전기화학적인 분석 결과 같은 pH 영역에서는 corrosion potential, current와 polarization resistance의 변화는 거의 없었으나 다른 pH 영역에서는 차이를 보임을 알 수 있었다. 기계적인 분석에서는 Cu removal rate의 경향성은 비슷하였으나, pH 적정을 NH4OH를 이용 하여 한 것 보다 KOH를 이용 하여 연마를 한 경우 연마율이 낮았으며, pH 6과 8에서는 H2O2의 농도를 올릴수록 어느 한 지점 까지는 제거 효율이 증가하였으나 그 지점을 벗어나게 되면 연마율이 감소함을 알 수 있었다. 그러나 pH4에서는 연마율이 계속 증가 하는데, 이러한 이유는 산화층의 형성 두께가 pH에 따라서 서로 다르게 형성되기 때문이라고 사료 된다. |
| 저자 | 강영재, 박진구 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | CMP; pH adjustor; slurry |
