(hfac)Cu(1,5-DMCOD) 전구체를 이용한 MOCVD Cu 증착 특성에 미치는 환원기체와 첨가제의 영향에 관한 연구 = Reduction Gas and Chemical Additive Effects on the MOCVD Copper Films Deposited From (hfac)Cu(1,5-DMCOD) as a Precursor

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

(hfac)Cu(1, 5-DMCOD)(1, 1, 1, 5, 5, 5-Hexafluoro-2, 4-pentanedionato Cu(I) 1, 5-dimethyl-cyclooctadine) 전구체와 He 운반기체를 이용하여 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방법으로 Cu 박막을 형성하였으며, He 운반기체와 함께 $H_2$ gas 및 H(hfac) Ligand의 첨가가 Cu 박막 형성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. He운반기체만을 사용한 경우, Cu 박막의 증착율은 기판온도 180~$230^{\circ}C$에서 20~$125{\AA}/min$ 정도로 낮은 값을 보였으며, 특히 기판온도 $190^{\circ}C$에서는 매우 얇은 두께 ($700{\AA}$)이면서 낮은 비저항($2.8{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 Cu 박막이 형성됨을 알 수 있었다 He 운반기체와 함께 환원가스(H$_2$) 및 화학첨가제 (H (hfac) ligand)의 첨가 실험에서는 낮은 기판온도 ($180~190^{\circ}C$) 구간에서 현저하게 증착율이 증가하였으며 얇은 두께 (~$500{\AA}$)의 Cu 박막이 낮은 비저항(3.6~$2.86{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 것으로 나타났다. 또한 얇은 두께의 MOCVD Cu박막들의 표면 반사도(reflectance)는 $300^{\circ}C$에서 열처리한 sputter Cu의 반사도에 근접하는 우수한 surface morphology를 보였다 결국, (hfac)Cu(1,6-DMCOD) 전구체를 이용하여 얻어진 MOCVD Cu박막은 얇은 두께에서 낮은 비저항을 갖는 우수한 막질을 보였으며, Electrochemical deposition공정에서 conformal seed layer로써의 적용이 가능할 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The deposition characteristics of MOCVO Cu using the (hfac)Cu(I) (1,5-DMCOD)(1,1,1,5,5,5-hexafluoro-2,4-pentanedionato Cu(I) 1,5-dimethyl-cyclooctadine) as a precursor have been investigated in terms of the effects of hydrogen and H(hfac) ligand addition with He carrier gas. MOCVD Cu using a Helium carrier gas showed a low deposition rate (20~$125{\AA}/min$) at the substrate temperature range of 180~$230^{\circ}C$. Moreover, the Cu film deposited at 19$0^{\circ}C$ was very thin (~$700{\AA}$) and showed the lowest resistivity value of $2.8{\mu}{\Omega}-cm$. The deposition rate of MOCVD Cu using $H_2$or H(hfac) addition was significantly enhanced especially at the low temperature region (180~$190^{\circ}C$). Furthermore, thinner Cu films (~$500{\AA}$) provided low resistivity (3.6~$2.86{\mu}{\Omega}-cm$). From surface reflectance measurement, very thin films deposited by using different gas system revealed good surface morphology comparable with sputtered Cu film ($300^{\circ}C$, vacuum-anneal). Hence, Cu film using (hfac)Cu(1,5-DMCOD) as a precursor is expected as a good seed layer in the electrochemical deposition process for Cu metallization.