반도체 다층 배선 공정의 세정·클린화 기술 : Cu/Low-k 세정 기술

전문가 제언

□ 오늘의 반도체 디바이스는 계속 대형화·고집적화·미세화 및 고속화 되어, 다층 화된300㎜, 90㎚가 양산되고 있으며, 이미 25㎚도 개발이 완료된 상태로 알려져 있다. 데이터들을 아주 빠르게 처리하기위해서는 배선 내를 통과하는 원자속도가 빨라야 하므로, 저항이 적은 배선재료와 도전율이 적은 층간재료를 사용해야 한다. 현재 90㎚디바이스에서는 Cu배선과 3이하의 저 도전 절연물질(Low-K)을 사용하고 있다. 유보를 향상시키기 위하여 클린 룸의 청결도 중요하지만 제조공정(장치)에서의 세정청정화기술의 역할이 매우 중요하다.

□ Cu/Low-K 다층 Cu배선공정에서 Cu오염으로 인한 결함은, 건조 식각( Dry Etching)후의 폴리머 제거를 위한 Ashing공정에서 Low-K물질을 변질시키고, 중간층 막들의 평탄도 향상을 위한 물리화학연마(CMP)과정에서 Cu입자의 확산으로 인한 접합누전과 다층배선형성과정에서 Cu는 Si기판내로 쉽게 확산되어 Life time을 단축시키고 게이트 절연 막의 절연파괴 시간을 열화 한다. Cu배선은 Al배선과 같이 표면에 안정된 산화 막을 형성시키지 못하여 쉽게 부식되며, 또 광 부식과 이종 금속접척부식 되는 것으로 알려져 있다. 또 웨이퍼 이송기구 등에 접촉되어 교차오염을 일으킨다. 이러한 Cu오염을 방지하기위한 세정기술을 향상시켜야 유보 율을 높일 수 있다.

□ 확산을 방지하기위하여 구리배선위에 SiCN 또는 SiN막을 이용하는 경우는 소수성이므로 구리입자오염을 고려해야한다. Ashing공정에서 변질 층 형성을 막기 위해서는 산소를 사용하지 말고 H2/N2또는 H2/He를 사용하고, 특히 폴리머제거 액의 개발이 요망된다.

□ Low-K막을 어느 정도로 CMP할 것을 결정하여 가능한 LOW-K막이 노출되지 않게 하는 것이 바람직하며, 어느 정도의 노출은 불가피하므로 Low-K막 종류에 따라 계면활성제를 사용하고, 세정액 적하의 접촉각을 30도 이하로 해야 한다. 이송용기(FOUP)와 같이 국제적으로 CMP표준과 LOW-K막 표준이 하루 속히 제정되기를 기대한다.

□ 앞으로 디바이스는 소량․ 다품종화가 예상되며, 제조방식도 Batch Type에서 매엽 처리방식으로 변할 것이므로, 매엽 처리방식의 단점인 단위 시간의 처리량(Through Put) 을 높이고 ,세정시의 대전문제도 하루속히 해결해야할 과제들이다. 이송용기(FOUP)와 같이 국제적으로 매엽 처리, CMP, 및 LOW-K막 표준 등 90㎚이하의 디바이스 제조를 위하여 하루 속히 국제적인 표준이 제정되기를 기대한다.

저자

Aoki

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

환경·건설

연도

2003

권(호)

13(12)

잡지명

Clean technology(N272)

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

1~6

분석자

박*서

분석물

• 반도체 다층배선CuL공정의 청정화.pdf [211,205 byte]

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