• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.115-115
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• 2008

본 논문에서는 최적화된 ECMP 공정을 위하여 I-V 특성 곡선과 CV법을 이용하여 패시베이션 막의 active, passive, transient, trans-passive 영역의 전기화학적 특성을 알아보았으며, Cu막의 표면 형상을 Scanning Electron Microscopy (SEM) 측정과 금속 화학적 조성을 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) 분석을 통해 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.164-164
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• 2008

금속배선공정에서 높은 전도율과 재료의 값이 싸다는 이유로 최근 Cu를 사용하였으나, 디바이스의 구조적 특성을 유지하기 위해 높은 압력으로 인한 새로운 다공성 막(low-k)의 파괴와, 디싱과 에로젼 현상으로 인한 문제점이 발생하게 되었다. 이러한 문제점을 해결하고자, 본 논문에서는 Cu 표면에 Passivation layer를 형성 및 제거하는 개념으로 공정시 연마제를 사용하지 않으며, 낮은 압력조건에서 공정을 수행하기 위해, 전해질의 농도 변화에 따른 Liner sweep voltammetry 법을 사용하여 전압활성화에 의한 전기화학적 반응이 Cu전극에 어떤 영향을 미치는지 연구하였으며, 표면 조성을 알아보기 위하여 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) 분석을 하였고, Cu disk의 결정성과 배향성 관찰을 위해 X-Ray diffraction (XRD)로 금속 표면을 비교하여 실험 결과로 얻어진 데이터를 통하여 ECMP 공정에 적합한 전해액 선정과 농도를 선택하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제31권3호
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• pp.79-85
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• 2015

RC delay is a critical issue for achieving high performance of ULSI devices. In order to minimize the RC delay time, we uses the CMP process to introduce high-conductivity Cu and low-k materials on the damascene. The low-k materials are generally soft and fragile, resulting in structure collapse during the conventional high-pressure CMP process. One troubleshooting method is electrochemical mechanical polishing (ECMP) which has the advantages of high removal rate, and low polishing pressure, resulting in a well-polished surface because of high removal rate, low polishing pressure, and well-polished surface, due to the electrochemical acceleration of the copper dissolution. This study analyzes an electrochemical state (active, passive, transpassive state) on a potentiodynamic curve using a three-electrode cell consisting of a working electrode (WE), counter electrode (CE), and reference electrode (RE) in a potentiostat to verify an electrochemical removal mechanism. This study also tries to find optimum conditions for ECMP through experimentation. Furthermore, during the low-pressure ECMP process, we investigate the effect of current density on surface roughness and removal rate through anodic oxidation, dissolution, and reaction with a chelating agent. In addition, according to the Faraday’s law, as the current density increases, the amount of oxidized and dissolved copper increases. Finally, we confirm that the surface roughness improves with polishing time, and the current decreases in this process.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.116-116
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• 2008

Cu CMP 공정시 높은 압력으로 인하여 low-k 유전체막에 손실을 주며, 디싱과 에로젼 같은 문제점을 해결하기 위하여 기존의 CMP에 전기화학을 결합시킴으로서 낮은 하력에서의 Cu 평탄화를 달성 할 수 있는 ECMP(Electrochemical Mechanical Polishing)기술이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 $NaNO_3$ 전해액이 Cu 표면에 미치는 영향을 SEM (Scanning electron microscopy), EDS (Energy Dispersive Spectroscopy), XRD(X-ray Diffraction)를 통하여 전기화학적 특성을 비교 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.486-486
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• 2009

In this paper, the current-voltage (I-V) curves, such as linear sweep voltammetry (LSV) and cyclic voltammetry (CV), were employed to evaluate the effect of electrolyte concentration on the electrochemical reaction trend. From the I-V curve, the electrochemical states of active, passive, transient and trans-passive could be characterized. And then, we investigated that how this chemical affect the process of voltage-induced material removal in electrochemical mechanical polishing (ECMP) of Copper. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy EDS) analyses were used to observe the surface profile. Finally, we monitored the oxidation and reduction process of the Cu surface by the repetition of anodic and cathodic potential from cyclic voltammetry (CV) method in acid- and alkali-based electrolyte. From these analyses, it was important to understand the electrochemical mechanisms of the ECMP technology.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.123-123
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• 2008

본 논문에서는 Cu의 ECMP 적용을 위해 $HNO_3$ 전해액의 active, passive, transient, trans-passive 영역을 I-V 특성 곡선을 통해 알아보았고, LSV (Linear sweep voltammetry)와 CV (Cyclic voltammetry)법을 통하여 전기화학적 특성을 비교 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.484-484
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• 2009

반도체 소자가 차세대 초미세 공정 기술 도입의 가속화를 통해 고속화 및 고집적화 되어 감에 따라 나노 (nano) 크기의 회로 선폭 미세화를 극복하고자 최적의 CMP (chemical mechanical polishing) 공정이 요구되어지고 있다. 최근, 금속배선공정에서 높은 전도율과 재료의 값이 싸다는 이유로 Cu를 사용하였으나, 디바이스의 구조적 특성을 유지하기 위해 높은 압력으로 인한 새로운 다공성 막(low-k)의 파괴와, 디싱과 에로젼 현상으로 인한 문제점이 발생하게 되었다. 이러한 문제점을 해결 하고자 본 논문에서는 Cu의 ECMP 적용을 위해 LSV (Linear sweep voltammetry)법을 통하여 알칼리 성문인 $NaNO_3$ 전해액과 산성성분인 $HNO_3$ 전해액의 전압 활성화에 의한 active, passive, transient, trans-passive 영역을 I-V 특성 곡선을 통해 알아보았고, 알칼리와 산성 성분의 전해액이 Cu 표면에 미치는 영향을 SEM (Scanning electron microscopy), EDS (Energy Dispersive Spectroscopy), XRD(X-ray Diffraction)를 통하여 전기화학적 특성을 비교 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.82-82
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• 2007

The chemical mechanical polishing (CMP) process has been widely used to obtain global planarization of multilevel interconnection process for ultra large scale. integrated circuit applications. Especially, the application of copper CMP has become an integral part of several semiconductor device and materials manufacturers. However, the low-k materials at 65nm and below device structures because of fragile property, requires low down-pressure mechanical polishing for maintaining the structural integrity of under layer during their fabrication. In this paper, we studied electrochemical mechanical polishing (ECMP) as a new planarization technology that uses electrolyte chemistry instead of abrasive slurry for copper CMP process. The current-voltage (I-V) curves were employed we investigated that how this chemical affect the process of voltage induced material removal in ECMP of Copper. This work was supported by grant No. (R01-2006-000-11275-0) from the Basic Research Program of the Korea Science.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.49-49
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• 2007

최근 반도체 소자의 고집적화와 나노 (nano) 크기의 회로 선폭으로 인해 기존에 사용되었던 텅스텐이나 알루미늄 금속배선보다, 낮은 전기저항과 높은 electro-migration resistance가 필요한 Cu 금속배선이 주목받게 되었다. 하지만, Cu CMP 공정 시 높은 압력으로 인하여 low-k 유전체막의 손상과 디싱과 에로젼 현상으로 인한 문제점이 발생하게 되었다. 본 논문에서는, $KNO_3$ 전해액의 농도가 Cu 표면에 미치는 영향을 알아보기 위해 Tafel Curve와 CV (cyclic voltammograms)법을 사용하여 전기화학적 특징을 알아보았고 scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Diffraction (XRD) 분석을 통해 금속표면을 비교 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.81-81
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• 2007

Chemical mechanical polishing (CMP) 공정은 deep 서브마이크론 집적회로의 다층배선구조률 실현하기 위해 inter-metal dielectric (IMD), inter-layer dielectric layers (ILD), pre-metal dielectric (PMD) 층과 같은 절연막 외에도 W, Al, Cu와 같은 금속층을 평탄화 하는데 효과적으로 사용되고 있으며, 다양한 소자 제작 및 새로운 물질 등에도 광범위하게 응용되고 있다. 하지만 Cu damascene 구조 제작으로 인한 CMP 응용 과정에서, 기계적으로 깨지기 쉬운 65 nm의 소자 이하의 구조에서 새로운 저유전상수인 low-k 물질의 도입으로 인해 낮은 하력의 기계적 연마가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 전기화학적 기계적 연마 적용을 위해, I-V 특성 곡선을 이용하여 active, passive, transient, trans-passive 영역의 전기화학적 특성을 알아보았으며, Cu 막의 표면 형상을 알아보기 위해 scanning electron microscopy (SEM) 측정과 energy dispersive spectroscopy (EDS) 분석을 통해 금속 화학적 조성을 조사하였다.