| 초록 |
미세 반도체 소자 제작 시 Cu의 패턴을 형성하기 위해 Cu CMP(chemical mechanical planarization)공정이 사용되고 있다. 최근 패턴은 더욱 고집적화 되고 요구되는 선폭도 더욱 미세화 되고 있다. 기존의 CMP공정의 높은 공정압력은 65 nm 이하의 패턴 형성 시에 다공성의 Low-k 물질에 손상을 입히며 Cu-CMP 슬러리에는 연마제가 첨가되며 이것들은 연마 중 웨이퍼에 스크래치와 같은 defect와 오염물을 발생시키기도 한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근에 새로운 개념의 planarization 기술인 ECMP (electro-chemical mechanical planarization)가 대두되고 있다. ECMP 기술은 전기화학적 반응을 이용하여 Cu 표면에 passivation layer를 형성하고 부드러운 pad를 사용하여 제거하는 개념으로 공정 시 연마제 및 딱딱한 패드를 사용하지 않을 뿐만 아니라 낮은 압력조건에서 공정을 수행하기 때문에 표면에 스크래치나 입자 오염을 최소화 시키는 장점이 있다. 또한 과도한 연마에 의한 dishing이나 erosion도 최소화할 수 있다. 본 실험에서는 기존의 polishing 장비를 개조하여 electrolyte 내에서 Cu를 working electrode, Pt를 counter electrode로 사용하여 ECMP 장비를 구현하였다. 개조한 ECMP장비를 사용하여 특정 전해질에서 Cu의 potentiodynamic curve를 측정하여 voltage의 변화에 따른 current의 변화를 관찰하였다. 이를 통해 passivation layer가 생성되는 영역을 확인하고 이 영역에서의 Cu의 removal Rate과 Cu의 표면 분석을 통하여 최적의 공정 voltage를 선정하였다. 그리고 첨가제에 따른 removal rate의 변화와 Cu 표면에 미치는 영향을 관찰하였다. |
