Texture Analysis of Cu Interconnects Using X-ray Microdiffraction

X-ray Microdiffraction 을 이용한 구리 Interconnect의 Texture 분석

X-ray microdiffraction which uses x-ray beam focused down to a micron size from synchrotron radiation sources allow precision measurements of local orientation and strain variations in polycrystalline materials. Using x-ray microdiffraction setup at Pohang Light Source, we investigated the tex-ture of Cu interconnects with various widths on Si wafer by collecting Laue images and focused to about 2×3㎛ ² in size. Our results show that 1㎛ wide Cu interconnect had grains in rather ran- dom orientation. On the other hand the 20㎛ wide interconnects showed a 〈111〉fiber texture near the center. The grains were 2∼5㎛ long at the 1㎛ wide interconnect and 6∼8㎛ in size at the 20㎛ wide interconnect.

1㎛ 이하로 집속된 방사광원으로부터의 x-선을 이용하여 새로운 분석법인 x-선 미세회절(x-ray microdiffraction)을 사용하면 다결정시료 내 grain들의 방위나 strain의 국지적 분포를 정밀하게 측정할 수 있다. 포항가속기연구소 방사광원의 x-ray microbeam 실험 장치를 사용하여 찍은 Laue 사진을 측별히 쓰여진 분석 software를 이용하여 분석함으로써 고집적회로에 쓰이는것과 같은 방법으로 제작된 Si wafer 상의 다른 선폭의 구리 도선들이 가지는 texture 를 밝혀내었다. 실험시 x-ray빔의 크기는 2×3㎛²정도이었으며, 분석 결과에의하면 선폭 1㎛도선에서는 grain들이 방위가 특정한 방향성이 없는 반면, 선폭 20㎛도선의 중앙부분에서는 〈111〉fiber texture 가 관측되었다. Grain들의 크기는 선폭 1㎛의도선에서 2∼5㎛, 선폭 20㎛의도선에서는 6∼8㎛로 측정되었다.