| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2007년 봄 (05/10 ~ 05/11, 무주리조트) |
| 권호 | 13권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | Ru CMP(chemical mechanical planarization) 에서 pH 변화가 Ru의 연마거동에 미치는 영향 |
| 초록 | 최근 DRAM 소자 내에서 캐패시터의 하부전극으로써 금속막이 널리 사용되어지고 있다. 기존의 하부전극으로 사용되던 poly-Si의 경우 고유전재료와의 계면특성이 양호하지 않아 누설 전류가 발생할 수 있으며 전극 계면에 실리콘 산화막을 형성하여 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 화학적으로 매우 안정하고 높은 일함수를 가짐으로써 누설 전류를 감소시킬 수 있는 귀금속 재료들이 하부전극으로 주목받고 있다. 이러한 귀금속들 중에서 고유전막과의 우수한 계면 안정성을 가지며 건식식각이 상대적으로 용이한 Ru이 하부전극으로 가장 주목받고 있다. 하지만 각 캐패시터의 분리를 위해 Ru을 건식식각할 경우, 유독한 RuO4 가스가 발생할 수 있으며 Ru 하부전극의 불균일한 표면과 몰드 산화막의 손실을 유발할 수 있다. 이로 인해 Ru을 하부전극으로 사용한 캐패시터들의 분리와 평탄화를 위해 Ru CMP 공정이 필요하게 되었다. 하지만, Ru은 화학적으로 매우 안정하기 때문에 Ru CMP 공정에 적용하기 위한 슬러리 개발은 매우 중요하며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Ru CMP 공정에서 chemical A가 산화제 및 에칭제로 사용된 슬러리의 pH 변화에 따른 영향을 살펴보았다. Ru wafer를 이용하여 pH에 따른 static etch rate, passivation film thickness와 wettability를 비교해 보았다. 그리고 CMP공정을 실시하여 pH에 따른 removal rate와 TEOS에 대한 selectivity를 측정해 보았다. 그 결과 pH6 에서 약 130nm/min 의 높은 removal rate을 얻을 수 있었다. 또한 실제 Ru patterned wafer를 CMP 공정에 적용하여 pH 9에서 각 capacitor의 성공적인 분리와 우수한 평탄도를 얻을 수 있었다. |
| 저자 | 조병권1, 김인권1, 권태영1, 강봉균1, 박진구1, 박형순2 |
| 소속 | 1한양대, 2하이닉스 반도체 |
| 키워드 | Ruthenium; Ru CMP; 슬러리; 하부전극 |
