SPV 기반 표면 수명 기술을 적용한 표면 Cu 오염의 인라인 모니터링

실리콘 집적 회로(IC)에 구리(Cu) 인터커넥트를 도입한 것은 IC 장치 성능의 지속적인 향상에 중요한 역할을 해왔습니다. 잘 알려진 게이트 산화막 신뢰성 저해 요인[1, 2]인 구리는 교차 오염 가능성을 최소화하기 위해 엄격한 관리 절차가 요구됩니다. 이러한 관리 절차에도 불구하고 교차 오염의 위험은 여전히 존재하므로, 인라인 Cu 교차 오염 검출을 위한 계측이 필요합니다. 이상적으로는 해당 계측이 비파괴적이며, 신속하고, 제품 웨이퍼 전면에 대한 매핑이 가능해야 합니다. 지금까지 IC 제조 라인에서 Cu 오염을 모니터링하기 위한 가장 일반적인 접근법은 벌크 Si에서 Cu를 측정하는 방식이었습니다. 그러나 라인 후단 공정(Back-End-of-the-Line, BEOL)의 열 예산 제약으로 인해 표면 Cu를 벌크 Si로 충분히 확산시키기 어렵기 때문에, 이러한 방법은 Cu 교차 오염 모니터링에 적합하지 않습니다. 또한 기존 기술은 파괴적이거나 시간 소모적이거나 비용이 높아 인라인 모니터링에 적합하지 않은 경우가 많습니다. 본 연구에서는 낮은 수준(<1E9cm-2)의 표면 Cu 오염에 대해 교류 표면 광전압(ac‐Surface Photo Voltage, ac‐SPV) 표면 수명 접근 방식[3]을 인라인 전면 웨이퍼 매핑에 적용한 사례를 처음으로 제시합니다. 낮은 수준의 감도는 새로운 우선 표면 Cu 활성화 공정을 생산 적용이 가능한 계측 시스템에 통합함으로써 달성됩니다. 또한 해당 계측은 비접촉식(에지 그립 핸들링 활용)이자 비파괴적이므로, 생산 웨이퍼 측정에 직접 적용할 수 있습니다. 본 계측을 통해 획득한 인라인 Fab 데이터가 제시되며, 이는 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP‐MS)의 데이터와 비교됩니다.

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