| 초록 |
최근 반도체 부품의 고집적화 및 고기능화에 따라 배선소재는 기존의 Al에서 Cu로 변하고 있으며, 배선 폭은 점차 줄어들고 있다. 이러한 추세에 따라 Cu 배선용 확산방지막으로 사용되는 Ta 스퍼터링 타깃의 미세조직 제어에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 냉간압연과 재결정열처리를 통해 고순도 Ta 잉곳의 미세조직과 집합조직을 제어하여 스퍼터링 타깃을 제조하고 이를 8인치 Si 웨이퍼에 스퍼터링하여 성막속도, 성막균일성 등의 성막특성에 미치는 미세조직 및 집합조직의 영향에 대해 조사하였다. 4N급의 Ta 잉곳을 사용하여 두께감소율 93.3%로 냉간압연 후 1150도에서 1시간 어닐링하여 직경 4인치의 스퍼터링 타깃을 제조하였고, 이렇게 제조된 타깃의 평균 결정립도는 약 20micron이며, //ND 집합조직의 분율이 50% 이상으로 나타났다. 상기 제조된 스퍼터링 타깃과 상용 스퍼터링 타깃을 8인치의 //ND 단결정 Si 웨이퍼에 스퍼터링하여 각각의 스퍼터링 특성을 비교 분석하였다. 스퍼터링 시 출력은 300~1500W로 변화시켜가며 실험하였고, 기판과 타깃 간 거리는 15cm, 회전속도는 10rpm, 작업압력은 0.62Pa, 주입가스는 Ar가스로 유량은 50sccm의 조건으로 실시하였다. 출력이 증가할수록 성막속도는 빨라지고 면저항은 감소하나 성막균일성이 저하된다. 또한 성막균일성은 기판온도가 높을수록, 타깃의 결정립 크기가 클수록 저하된다. 스퍼터링 후 타깃 표면을 관찰한 결과, 결정립 크기가 미세하고 //ND 집합조직이 잘 발달된 경우 균일하게 스퍼터링 되었으며, 따라서 사용수명이 향상될 것으로 판단된다. |
