차세대 금속 성막장치

전문가 제언

□ 반도체산업은 대략 2000~2001년을 기해 삼대 공정 기술의 혁신을 이룩하였다. 웨이퍼의 300mm화, 노광기술(Photo Lithography)에서 약 0.21㎛ 파장의 Deep UV화, 그리고 구리 배선 기술이었다.

□ 반도체 공정 기술에서 금속 성막 기술(Metallization: 일명 배선 기술)은 소자에 전력을 공급하고, 디바이스 사이의 상호접속과 배선을 제공하는 것으로, 제조공정 중 약 35%를 점하는 중요한 부분이다.

□ 구리 배선은 알루미늄 배선과 비교하여, 전기저항이 알루미늄의 2.65μΩ-cm에 비해 1.678μΩ-cm로 적어 발열과 전력 소모량이 크게 줄고, 신호 전송능력이 알루미늄보다 약 40%나 향상되며, 전자 이탈현상에 대한 저항이 크다. 상감(象嵌: Damascene) 기술의 경우, 공정수가 약 20~30% 적어지는 장점이 있어 미국의 Novellus사가 최초로 개발하여 현재 100nm 이하 선폭의 반도체를 거의 모든 제조사가 개발 사용하고 있다.

□ 구리는 기존의 식각(Etching) 적용이 힘들어 처음에는 밀링(milling)으로 남는 부분을 제거한 적도 있으나, CMP로 해결한 것은 큰 혁신이었다. 즉 구리와 Si 사이의 확산을 막기 위해 Ta 등의 확산 방지막과 구리의 종자막을 함께 BM-SIS과 같은 개선된 일종의 스퍼터를 사용하여 가로 세로비가 높은 미세구멍에 먼저 박막으로 고르게 채운 후, 전해도금에 의해 구리를 채우고, 남는 구리를 CMP로 제거하는 방법이다.

□ 구리의 이 기술을 상감공정 기술이라 한다. 연마제가 없는 CMP 슬러리와 구리합금의 사용으로 65nm 및 차세대의 45nm 이하의 미세선폭이 가능해졌고, ALD로 더욱 미세한 선폭이 기대된다.

□ 32nm 선폭의 유연성 있는 ULVAC의 ENTRON-EX W 300 시리즈에 대해, Novellus의 INOVA xT 시스템은 구리배선과 Al용 양산설비이다.

□ 구리와 더 낮은 유전율의 유전체와의 통합, 금속선의 더 낮은 전기저항, 알루미늄과 대등한 수율 달성 등 금속 성막 기술 경쟁도 뜨겁다.

저자

Kondo Tomoyasu

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

44(3)

잡지명

전자재료(A124)

과학기술
표준분류

재료

페이지

49~53

분석자

변*호

분석물

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