(hfac)Cu(VTMOS)를 이용한 Thermal CVD Cu 박막의 제조 및 그 특성

Fabrication and Charactreistics of MOCVD Cu Thin Films Using (hfac)Cu(VTMOS)

본 연구에서는 열 안정성이 우수한 (hfac)Cu(VTMOS) 전구체를 사용하여 구리 박막으로의 사용 가능성을 조사하여 보았다. 실험에 사용된 기판은 Si 웨이퍼 위에 스펏터링으로 형성한 TiN 웨이퍼다. 실험 조건은 기판온도 140 ∼ 220℃, 챔버내 증기압 1.5torr, 버블러 온도 50℃, 캐리어 가스의 유량 50 sccm, 열선과 항온조 온도 65℃이다. 각각의 성장조건에 대해 얻어진 Cu 박막을 성장률, 결정성, 표면 미세구조, 비저항 및 조성분포에 대해 분석하였다. 성장된 Cu 박막의 순도는 매우 높았으며, (111) 피크가 주 피크로 나타났다. 또한 성장온도에 따라서 Cu 박막의 성장률은 두 구간으로 분리되어 200℃미만의 영역에서는 표면반응 제한구역, 200℃이상에서는 물질전달 제한구역으로 나타났다. 기판온도가 180 ∼ 200℃의 영역에서는 Cu 박막의 비저항의 2.5μΩ ·㎝로 나타났다. 따라서, 다른 전구체를 사용하는 Cu 박막과의 특성 차이는 거의 나타나지 않았다.

In this paper, we had studied the possibility of application as Cu thin films from (hfac)Cu(VTMOS) which is very stable. Cu thin films had been studied as a function of deposition temperature. Substrates used in the experiment were PVD TiN on Si wafer. Deposition conditions were as follow : deposition temperature $50^{\circ}C$. Cu thin films were analyzed by AES, four point probe, XRD and SEM. All of deposited films were very pure and some favoring of <111> planes perpendicular to the substrate surface were observed. Cu thin films had two distinct growth rates at various deposition temperature. One is the surface reaction limited region below $200^{\circ}C$, and the other is the mass transport limited region above $200^{\circ}C$. The resistivity of deposited Cu thin films under the optimum deposition condition is $2.5mu\Omega.cm$ Thus, properties of deposited Cu thin films using (hfac)Cu(VTMOS) didn't show difference with Cu thin films from other precursors.