• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제13권2호
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• pp.78-84
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• 2012

An in-situ optical monitoring method for real-time process monitoring of electrochemical copper deposition (CED) is presented. Process variables to be controlled in achieving desired process results are numerous in the CED process, and the importance of the chemical bath conditions cannot be overemphasized for a successful process. Conventional monitoring of the chemical solution for CED relies on the pH value of the solution, electrical voltage level for the reduction of metal cations, and gravity measurement by immersing sensors into a plating bath. We propose a nonintrusive optical monitoring technique using three types of optical sensors such as chromatic sensors and UV/VIS spectroscopy sensors as potential candidates as a feasible optical monitoring method. By monitoring the color of the plating solution in the bath, we revealed that optically acquired information is strongly related to the thickness of the deposited copper on the wafers, and that the chromatic information is inversely proportional to the ratio of $Cu$ (111) and {$Cu$ (111)+$Cu$ (200)}, which can used to measure the quality of the chemical solution for electrochemical copper deposition in advanced interconnection technology.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.34-36
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• 2005

Copper wire bonding is an alternative interconnection technology that serves as a viable and cost saving alternative to gold wire bonding. In this paper, ultrasonic wedge bonding with $25{\mu}m$ copper wire on Au/Ni/Cu metallization of a PCB substrate was performed at ambient temperature. The central composite design of experiment (DOE) approach was applied to optimize the copper wire wedge bonding process parameters. After that, pull test of the wedge bond was performed to study the bond strength and to find the optimum bonding parameters. SEM was used to observe the cross section of the wedge bond. The pull test results show good performance of the wedge bond. Additionally, DOE results gave the optimized parameter for both the first bond and the second bond. Cross section analysis shows a continuous interconnection between the copper wire and Au/Ni/Cu metallization. The diffusion of Cu into the Au layer was also observed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.632-638
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• 2021

반도체 공정에서 구리 배선 공정의 도입에 따라 플라즈마 식각에 의해 배선의 형성과정에서 구리 산화물, 불화물 및 불화탄소 등을 포함한 복합 잔류물을 형성하게 된다. 본 연구에서는 아민기(-NH₂)와 카르복실기(-COOH)를 갖는 성분으로 세정액을 제조하여 구리 배선 공정에서의 식각 잔류물 제거 특성을 분석하였다. 아민기를 포함한 세정액은 질소에 치환된 성분 및 탄소결합의 길이에 따라 세정효과에 차이를 보이며, 세정액의 pH가 증가함에 따라 구리 산화물의 식각 속도가 증가하는 경향성을 보였다. 아민기의 활성은 염기성 영역에서, 카르복실기의 활성은 산성 영역에서 이루어지며, 각각의 영역에서 구리 또는 구리 산화물과의 complex 형성을 통하여 세정공정이 진행되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.26-39
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• 2014

전자 소자의 구리 금속 배선은 전해 도금을 포함한 다마신 공정을 통해 형성한다. 본 총설에서는 배선 형성을 위한 구리 전해 도금 및 수퍼필링 메카니즘에 대해 다루고자 한다. 수퍼필링 기술은 전해 도금의 전해질에 포함된 유기 첨가제의 영향에 의한 결과이며, 이는 유기 첨가제의 표면 덮임율을 조절하여 웨이퍼 위에 형성된 패턴의 바닥 면에서의 전해 도금 속도를 선택적으로 높임으로써 가능하다. 소자의 집적도를 높이기 위해 금속 배선의 크기는 계속적으로 감소하여 현재 그 폭이 수십 nm 수준으로 줄어들었다. 이러한 배선 폭의 감소는 구리 배선의 전기적 특성 감소, 신뢰성의 저하, 그리고 수퍼필링의 어려움 등 여러 가지 문제를 야기하고 있다. 본 총설에서는 상기 기술한 문제점을 해결하기 위해 구리의 미세 구조 개선을 위한 첨가제의 개발, 펄스 및 펄스-리벌스 전해 도금의 적용, 고 신뢰성 배선 형성을 위한 구리 기반 합금의 수퍼필링, 그리고 수퍼필링 특성 향상에 관한 다양한 연구를 소개한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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• pp.34-37
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• 2004

Recently advancing mobile communication tools and I.T industry, semiconductor device is requested more integrated, faster operation time and more scaled-down. Because of these reasons semiconductor device is requested multilayer interconnection. For the multilayer interconnection chemical mechanical polishing (CMP) becomes one of the most useful process in semiconductor manufacturing process. In this experiment, we focus on understand the characterize and improve the CMP technology by control of slurry flow rate. Consequently, we obtain that optimal flow rate of slurry is 170ml/min, since optimal conditions are less chemical flow and performance high with good selectivity to Ta. If we apply this results to copper CMP process. it is thought that we will be able to obtain better yield.

• 전기화학회지
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• 제10권2호
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• pp.94-103
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• 2007

반도체 소자의 고속화, 고집적화, 고신뢰성화에 대한 요구는 알루미늄 합금으로부터 구리로의 배선 물질의 변화를 유도하였다. 낮은 비저항과 높은 내열화성을 특징으로 하는 구리는 그 전기적, 재료적 특성이 알루미늄과 상이하여 배선 형성에 있어 새로운 주변 재료와 공법을 필요로 한다. 본 총설에서는 상감공정(damascene process)을 사용하는 다층 구리 배선 공정에 있어 핵심이 되는 구리 전해 도금(electrodeposition) 공정을 중심으로 확산 방지막(diffusion barrier) 및 도전층(seed layer), 바닥 차오름(bottom-up filling)을 위한 전해/무전해 도금용 유기 첨가제, 화학적 기계적 평탄화(chemical mechanical polishing) 및 표면 보호막(capping layer) 기술 등의 금속화 공정에 대한 개요와 개발 이슈를 소개하고 최근의 연구 결과를 통해 구리 배선 공정의 최신 연구 동향을 소개하였다.

• 한국진공학회지
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• 제6권3호
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• pp.206-212
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• 1997

차세대 반도체 소자의 배선재료로 사용될 것으로 예상되는 구리의 reflow 특성을 조 사하였다. 구리박막을 hole 및 trench 패턴 위에 금속유기화학증착법으로 증착하고 $350^{\circ}C$에 서 $550^{\circ}C$까지의 열처리 온도 범위 및 질소, 산소 분위기에서 열처리하였다. 질소 분위기에서 열처리 한 경우에는 구리가 패턴을 채우지 못하였고 열처리 온도 $450^{\circ}C$ 이상의 산소 분위기 에서 열처리 한 경우에는 reflow에 의하여 구리가 패턴을 채웠다. 이러한 현상은 구리의 산 화시 발생되는 열에 의하여 부분적으로 액상화된 구리가 표면에너지 및 위치에너지를 감소 시키기 위하여 패턴을 채우면서 발생하는 것으로 생각된다. 산소 분위기에서 열처리한 경우 에는 응집물 표면에 300$\AA$이하의 구리 산화물이 형성되었으며 열처리 온도 $550^{\circ}C$에서 구리 의 응집에 의하여 비저항이 급격하게 증가하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 1999년도 제3회 총회 및 추계학술발표회
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• pp.43-43
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• 1999

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.178-178
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• 2010

With the scaling down of ULSI(Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)based electronic devices, the electronic devices become more faster and smaller size that are promising field of semiconductor market. However, very narrow line width has some disadvantages. For example, because of narrow line width, deposition of conformal and thin barrier is difficult. Besides, proportion of barrier width is large, thus resistance is high. Conventional PVD(Physical Vapor Deposition) thin films are not able to gain a good quality and conformal layer. Hence, in order to get over these side effects, deposition of thin layer used of ALD(Atomic Layer Deposition) is important factor. Furthermore, it is essential that copper atomic diffusion into dielectric layer such as silicon oxide and hafnium oxide. If copper line is not surrounded by diffusion barrier, it cause the leakage current and devices degradation. There are some possible methods for improving the these secondary effects. In this study, TaNx, is used of Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT), was deposited on the 24nm sized trench silicon oxide/silicon bi-layer substrate with good step coverage and high quality film using plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). And then copper was deposited on TaNx barrier using same deposition method. The thickness of TaNx was 4~5 nm. TaNx film was deposited the condition of under $300^{\circ}C$ and copper deposition temperature was under $120^{\circ}C$, and feeding time of TaNx and copper were 5 seconds and 5 seconds, relatively. Purge time of TaNx and copper films were 10 seconds and 6 seconds, relatively. XRD, TEM, AFM, I-V measurement(for testing leakage current and stability) were used to analyze this work. With this work, thin barrier layer(4~5nm) with deposited PEALD has good step coverage and good thermal stability. So the barrier properties of PEALD TaNx film are desirable for copper interconnection.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.125-126
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• 2005

Recently semiconductor devices are required more smaller scale and more powerful performance. For smaller scale of device, multilayer structure is proposed. And, for the higher performance, interconnection material is change to copper, because copper has high EM(Electro-migration)and low resistivity. Then copper CMP process is a great role in a multilayer formation of semiconductor. Copper process is different from aluminum process. ECP process is one of the copper processes. In this paper, we focused on the defects tendency by copper thickness which filled using ECP process. we observed hump high and dishing. Conclusively, hump hight reduced at copper thickness increased Also dishing reduced.