| 초록 |
반도체 소자의 크기가 작아짐에 따라 형성된 구리 배선의 크기 역시 줄어들고 있다. 그 결과, 배선의 저항과 전기적 이동(electromigration)에 의한 결함 발생 가능성이 증가하고 있다. 따라서 소자의 성능과 신뢰성 향상을 위해 구리 배선의 비저항과 결정성 향상이 필요하다. 본 연구에서는 펄스 도금법(pulse electrodeposition)을 이용하여 구리 박막의 비저항을 낮추고 결정성을 높이는 방안에 대하여 연구하였다. 펄스 도금법은 정전류 도금법(direct current deposition)과 달리 도금 동안에 휴지기(off-time)가 존재하여 고갈된 구리 이온의 보충을 돕는다. 이전 연구는 휴지기 동안의 구리 이온의 보충을 이용하여 좀 더 높은 전류를 인가하고 이를 통한 특성 향상에 집중되었다. 하지만 상대적으로 높은 인가전류에 의한 영향뿐 만 아니라 휴지기 동안의 박막 변화 역시 특성 향상에 중요한 역할을 한다. 핵생성에 따른 도금막의 특성 변화를 배제하기 위해 동일한 접압을 인가한 후 펄스 도금법의 휴지기에 따른 구리 박막 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과, 휴지기 동안 그레인(grain)의 성장이 일어나며, 이는 박막의 비저항감소와 결정성 증가에 큰 역할을 하는 것으로 확인되었다. 또한 휴지기 길이의 최적 조건에서 형성된 구리 박막이 정전압 도금법으로 형성된 것에 비해 20% 낮은 비저항과 50% 높은 결정성을 나타내었다. |
