다층배선을 위한 구리박막 형성기술 = Deposition Technology of Copper Thin films for Multi-level Metallizations

국문 초록 (Abstract)

CVD 기술에 의하여 구리박막을 준비하였으며, TEM 관찰과 비저항 측정을 실시하였다. 구리 박막은 증착 시와 후 열처리의 온도에 따라 전기적 성질에 많은 변화를 관찰하였다. 증착된 구리박막을 진공 열처리한 후 비저항 값의 변화를 살펴보면 10%∼50% 향상되었으며, 180℃에서 증착된 구리박막의 비저항 값은 2.5mW·cm에서 2.OμΩ·cm로 감소함을 알 수 있다 열처리 전후의 비저항 값 변화를 통해 알 수 있는 것은 낮은 온도에서 증착한 구리막박은 진공 열처리를 통하여 비저항을 감소하는 데에는 한계가 있으며, 진공 열처리 후의 비저항 값 역시 180℃에서 증착된 시편에 대하여 가장 양호한 결과를 보여 준다는 것이다. 구리박막의 전기적 성질은 나노구조의 크기와 결정성에 의해 달라짐을 관찰하였다. 구리박막의 나노구조는 증착시 열처리온도에 크게 좌우되는데, 온도 증가에 따라 그레인의 크기도 증가하였으며, 그레인 간의 막치밀성이 관찰되었다. 구리박막의 전자회절 패턴에서 알 수 있는 것은 기판 온도의 증가에 따라 결정성의 증가가 관찰된 반면 이러한 결정성이 박막의 전기 전도도와 비례하여 이해할 수 없었고, 이는 구리박막 그레인 경계면의 불순물의 함유량에 의해서도 영향을 받음을 알 수 있었다 층간 절연 물질과의 조합 공정을 감안할 때, 구리박막의 저온 형성 기술은 다층배선 공정에 이용 될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A low temperature process technology of copper thin films has been developed by a chemical vapor deposition technology for multi-level metallzations in ULSI fabrication. The copper films were deposited on TiN/Si Substrates in helium atmosphere with the substrate temperature between 130℃ and 250℃. In order to get more reliable metalllizations., effects on the post-annealing treatment to the electrical properties of the copper films have been investigated. The Cu films were annealed at the 5×10^(-6)Torr vacuum condition and the electrical resistivity and the nano-structures were measured for the Cu films. The resistivity of Cu films shown to be reduced by the post-annealing. The electrical resistivity of 2.0μΩ·cm was obtained for the sample deposited at the substrate temperature of 180℃ after vacuum annealed at 300℃. The resistivity variations of the films was not exactly matched with the size of the nano-structures of the copper grains, but more depended on the contamination of the copper films.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 2. 실험방법
• 3. 실험결과 및 논의
• 참고문헌