| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료(Electronic and Semiconductor Materials) |
| 제목 | 펄스전류활성소결법을 이용한 반도체 배선용 Cu-Mg 합금 스퍼터링 타겟의 제조 및 기계적 특성평가 |
| 초록 | 반도체 공정제조기술 분야에서 현재까지는 배선공정 재료로써 낮은 비저항, 공정의 간략화, 유전물질과의 좋은 접착성, 산화에 대한 저항성이 좋은 알루미늄을 사용하여 왔다. 그러나 고집적회로 설계에서 소자의 크기가 감소하면서, 반도체의 배선선폭이 줄어들고 그로 인하여 Electromigration 현상으로 인한 배선 단락 및 특성 저하등의 문제점이 속출하고 있어 반도체 제조공정에 사용되고 있는 알루미늄 금속배선 형성 기술은 고집적 반도체 제조에 적용하는데는 한계가 있어 이에 대한 대체 재료가 필요한 상태이다. 구리는 현재 금속배선으로 사용하고 있는 알루미늄보다 상대적으로 낮은 비저항값을 보이며, 알루미늄 보다 높은 전기 전도도 및 융점을 가지고 있어 EM에 대한 저항성이 높아 차세대 배선재료로써 각광받고 있는 실정이다. 그러나 Cu는 낮은 비저항값을 갖고 Electromigration 저항성이 높은 장점을 가지고 있으나 내산화성이 낮고 공정이 복잡하며, 회로와 접착력이 안좋은 문제점을 가지고 있다. Cu배선의 단점을 보완하고자 Mg를 첨가하였을 경우 self-passivation 층을 만들어 산화저항성이 향상되며 Electromigration의 저항성이 더 증가하며 공정의 간소화 또한 얻을 수 있는 장점이 있다. 이 논문에서는 Cu-Mg 스퍼터링 타겟을 제조하였다. 먼저 High energy ball milling을 이용하여 Mg의 함량을 조절하여 분말을 제조한 후 분말 입도 분석을 실시한 후 미세조직을 관찰하였다. 그 후 XRD를 이용하여 상분석을 진행하였다. 분말 분석을 완료한 뒤 1000A SPS 소결 장비를 이용하여 타겟을 제조하였다. 타겟은 ∅20, 4T로 제조하였으며 온도는 800도까지 상승시켰고 승온속도는 80도로 진행하였다. 압력은 10~60MPa로 변수를 주었고 진공은 6Pa로 소결을 진행하였다. 제조된 타겟은 Archimedes 법을 이용하여 밀도를 측정한 후 FE-SEM을 이용하여 미세조직을 분석하였다. 그리고 XRD를 이용하여 결정립 크기 분석 및 상분석을 진행한 다음 EDAX를 이용하여 조성비 분석 및 타겟 성분 분석을 진행하여 타겟의 기계적 특성에 대해 분석하였다. |
| 저자 | 장준호1, 박현국2, 유정한1, 오익현1, 우기도1 |
| 소속 | 1한국생산기술(연), 2전북대 |
| 키워드 | sputtering target; PCAS; Cu alloy; sintering |
