초록
본 논문은 구리와 탄탈 박막내에 불순물로써 함유되기 쉬운 수소와 탄소, 그리고 산소 원소에 대해 이차이온 질량분석기(secondary ion mass spectrometry)와 글로우방전 질량분석기(glow discharge mass spectrometry)를 이용하여 분석하였고, 이들의 분석결과에 대해서 고찰하였다. 구리와 탄탈 박막은 실리콘 기판 위에 비질량 분리형 이온빔 증착장비를 이용하여 기판 바이어스를 걸지 않은 경우와 -50 V(구리 박막) 또는 -125 V(탄탈 박막)의 기판바이어스를 걸은 상태에서 증착하였다. 세슘 이온빔을 이용하여 분석한 SIMS 결과에서, 기판 바이어스를 걸지 않은 경우, 상당히 많은 피크들이 강하게 관찰되었는데 이는 위의 주요불순물들의 결합에 의한 상태로 검출된 것으로 이들 주요불순물들의 조합에 의해 가능한 질량번호를 산출하여 SIMS 결과의 모든 피크들을 해석할 수 있었다. 또한, 박막 내의 주요불순물들의 정량적인 GDMS 분석에 의해 SIMS 결과와의 일치성을 확인할 수 있었다.
Secondary ion mass spectrometry(SIMS) and glow discharge mass spectrometry(GDMS) were used to determine the impurity concentrations of hydrogen, carbon, and oxygen elements in the Cu and Ta films, and the results of SIMS and GDMS analysis were carefully considered. The Cu and Ta films were deposited on Si (100) substrates at zero substrate bias voltage and a substrate bias voltage of -50 V(Cu films) or -125 V(Ta films) using a non-mass separated ion beam deposition method. As a result of SIMS with Cs+ ion beam, in the case of the Cu and Ta films deposited without the substrate bias voltage, many strong peaks were observed, which is considered to be detected as a the cluster state such as CxHx, OxHx, CxOxHx. All the peaks of SIMS results could be interpreted by the combination of these dominant impurities. Moreover, it was confirmed that the quantitative results of GDMS analysis were accordant to the SIMS results.
