일반기술

70나노 이하 나노소자의 고신뢰성 배선형성기술

최근 이용되기 시작한 구리배선의 경우 절연체로 쉽게 확산이 되고 산화가 잘 되는 등의 문제점이 있다. 현재는 이러한 문제를 해결하기 위하여 확산방지막 등을 이용하고 있으나 100nm급 이하의 소자에서는 저유전 절연막에 매우 얇은 확산방지막이 입혀질 경우 방지막으로서의 역할을 제대로 하지 못하는 문제가 발생한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로서 구리에 미량의 합금원소를 첨가하여 확산방지막이 필요가 없으면서도 전기저항이 순수구리와 거의 비슷한 배선을 개발한다. 이러한 합금구리를 이용한 반도체 배선의 경우 확산방지막이 없어도 되므로 70nm급 이하의 소자에도 적용이 가능하다.순수구리 배선의 경우 대기중에서 쉽게 산화가 일어나며 절연체와의 접착력이 좋지 않으며 특히 절연체 내부로 쉽헤 확산이 된다는 문제점이 존재한다. 순수구리에 Mg, Al 등의 산소와의 반응성이 좋은 합금원소를 첨가할 경우 열처리 과정을 통하여 합금원소가 구리의 표면 및 절연체와의 계면으로 이동하여 치밀한 산화막을 형성하게 된다. 이렇게 구리의 표면 및 계면에 형성된 자연산화막은 구리의 산화를 막을뿐만 아니라 구리가 절연체로 확산하는 것도 방지할 수가 있다. 따라서 확산방지막이 필요가 없게되므로 제조공정이 간단해지고 훨씬 더 얇은 선폭의 배선을 제작 가능하게 한다. 즉 70nm급 이하의 반도체 소자에 적용할 수 있는 확산방지막이 없는 배선의 제조에 응용될 수 있다.