| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2019년 봄 (05/15 ~ 05/17, 평창 알펜시아 리조트) |
| 권호 |
25권 1호 |
| 발표분야 |
A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 |
Co CMP를 위한 Co-BTA Complex Layer 특성 연구 |
| 초록 |
반도체 소자의 금속 배선 재료로 기존에는 Cu가 사용되어 왔으나, 최근 10 nm 이하의 반도체 소자 제작 시 배선의 면적 감소 및 sidewall/grain boundary scattering으로 인해 Cu 배선의 비저항이 증가하는 문제가 발생하게 되었다. 이를 해결하기 위해 10 nm 이하에서 Cu보다 전기적 특성이 우수한 Co를 배선 재료로 사용하려는 연구가 진행되고 있다. Co는 Cu보다 부식(corrosion)에 취약한 특성을 가지고 있어, 배선 형성에 필수적인 CMP(chemical mechanical planarization) 공정 적용 시 발생하는 부식 결함을 제어하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 CMP 슬러리 및 CMP 후 세정액에 사용되는 부식방지제의 역할이 중요하며, Co 표면에 대한 부식방지제의 흡착 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 Cu CMP 공정에 사용되어 널리 알려진 BTA(benzotriazole)을 이용하여 다양한 Co 표면 상태에 따른 BTA의 흡착 특성을 보는 실험을 진행하였다. 각기 다른 표면 처리 후 표면 접촉각과 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석을 통하여 표면의 산화 상태와 BTA 흡착 정도를 정성적으로 알 수 있었다. Co 산화막과 BTA에 의한 passivation 정도를 정량적으로 평가하기 위해 전기화학 임피던스 분광법(EIS, Electrochemical Impedance Spectroscopy)을 이용하였다. 그 결과 BTA에 노출된 in-situ 조건에서는 모든 Co 표면에 대해 BTA가 높은 수준으로 흡착되는 것이 확인되었으며, 초순수를 이용한 표면 세정 후에는 BTA 흡착 수준이 매우 낮은 수준으로 감소하였다. 이를 통해 Co는 BTA 흡착이 매우 강한 Cu와 다른 특성을 보이는 것을 알 수 있었으며, CMP 공정 후 Co 표면에서 쉽게 제거되어 유기 오염물 발생 가능성을 낮출 수 있음을 알 수 있었다 |
| 저자 |
이찬희, 류헌열, 황준길, 정연아, 조휘원, Nagendra Prasad Yerriboina, 박진구
|
| 소속 |
한양대 |
| 키워드 |
Cobalt; Co-BTA complex; Chemical mechanical planarization; Corrosion; Benzotriazole
|
| E-Mail |
|
