Cu는 AI보다 비저항이 더 낮고, 일렉트로마이그레이션 내성이 더 강하기 때문에 AI을 대체하여 사용될 새로운 상부배선 재료로 널리 연구되고 있다. 그러나 Cu는 SiO2층을 통해 Si기판 속으로 확산하는 것과 같은 열적불안정성을 갖고 있으므로 Cu 배선을 위해서는 barrier금속을 함께 사용해야 한다. 지금까지 알려진 가장 우수한 재료는 TaSixNy이다. TasixNy는 900˚C에서 불량이 발생하는 것으로 보고된 바 있으나, 그것의 barrier특성과 관련하여 확인하고 또 새로 조사되어야 할 내용들이 많이 있다. 본 연구에서는 반응성 스퍼터링 테크닉을 사용하여 (100)Si 웨이퍼상에 TaSixNy막을 증착하고, Cu에 대한 barrier재료로서 반드시 갖추어야 할 열적 안정성을 면저항의측정, X선 회절 및 AES 깊이분석 등에 의하여 조사하였다. 스퍼터링 공정에서 N2/Ar기체의 유량비가 15%일때 열적 안정성이 가장 우수한 TaSixNy막이 얻어졌다. Ta와 TaN은 각각 600˚C와 650˚C에서 불량이 발생하는 반면, TaSixNy는 900˚C에서 불량이 발생하였다. TaSixNy의 불량기구는 다음과 같다:Cu는 TaSixNy막을 통과하여 TaSixNy/Si계면으로 이동한 다음 Si기판내의 Si원자들과 반응한다. 그 결과 TaSixNySi가 생성된다.

• 신영훈 | Sin, Yeong-Hun
• 김종철 | 김종철
• 이종무 | 이종무