RF Power Dependence of Stresses in Plasma Deposited Low Resistive Tungsten Films for VLSI Devices

고집적 소자에 적용되는 저저항 텅스텐 박막에서 응력의 RF power 의존성

  • 이창우 (국민대학교 물리학과) ;
  • 고민경 (국민대학교 물리학과) ;
  • 오환원 (국민대학교 물리학과) ;
  • 우상록 (국민대학교 물리학과) ;
  • 윤성로 (국민대학교 물리학과) ;
  • 김용태 (한국과학기술연구원 반도체소자연구실) ;
  • 박영균 (한국과학기술연구원 반도체소자연구실) ;
  • 고석중 (한국과학기술연구원 반도체소자연구실)
  • Published : 1998.11.01

Abstract

Controlling the wafer temperatures from 200 to$500^{\circ}C$, low resistive tungsten thin films used for VLSI metallization are deposited by PECVD method. Resistivities of plasma deposited tungsten thin films are very sensitive to the $H_2/WF_6 $ partial pressure ratios. Residual stress behaviors of the films as a function of plasma power density were also studied. At the power density under the $0.7W/\textrm{cm}^2$, residual stress of W film is about $2.4\times10^9dyne/\textrm{cm}^2$. When the power density is. however, increased from 1.8 to $2.7W/\textrm{cm}^2$, residual stress is suddenly increased from $8.1\times10^9$ to $1.24\times10^{10}dyne/\textrm{cm}^2$ ue to the ion or radical bombardment at high power density.

Si 기판의 온도를 200에서 $500^{\circ}C$까지 변화시켜가면서 고집저 소자의 금속배선으로 응용되고 있는 저저항의 텅스텐 박막을 플라즈마 화학증착 방법에 의해 제작하였다. 이렇게 증착된 텅스텐 박막의 비저항은 $H_2/WF_6 $ 가스의 분압비에 따라 매우 민감하게 작용하는 것을 알 수있다. 플라즈마 밀도가 $0.7W/\textrm{cm}^2$ 이하에서는 박막내에 존재하는 잔류응력이 $2.4\times10^9dyne/\textrm{cm}^2$ 이하이다. 그러나 1.8에서 $2.7W/\textrm{cm}^2$로 증가함에 따라 잔류응력은 $8.1\times10^9$에서 $1.24\times10^{10}dyne/\textrm{cm}^2$로 갑자기 증가하는데 이는 박막을 증착할 때에 플라즈마 밀도가 증가하면 이온이나 radical bombardment 의 영향 때문이다.

Keywords

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