리모트 수소 플라즈마에 의한 Si 웨이퍼 표면 위의 Fe 불순물의 제거효과를 조사하였다. 세정시간 10분 이하와 rf-power 100W이하의 범위에서 최적 공정조건은 각각 1분과 100W이였으며, 플라즈마 노출시간이 짧을수록, rf-power가 증가할수록 Fe제거 효과가 더 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 고압보다는 저압 하에서 Fe 제거효과가 더 우수하였는데, 저압 하에서는 h2 유량이 20sccm, 고압 하에서는 60sccm일 때 Fe 제거효과가 가장 우수하였다. 플라즈마 세정 직후의 열처리는 금속오염의 제거효과를 향상시켰으며, 600˚C에서 최상의 효과를 얻을 수 있었다. AFM 분석결과에 의하면 표면 거칠기는 플라즈마 세정에 의하여 30-50% 향상되었는데, 이것은 Fe 오염물과 더불어 Si 표면의 particle이 제거된 데 기인하는 것으로 생각된다. 또한 본 논문에서는 수소 플라즈마에 의한 Si 웨이퍼 표면의 Fe 제거기구에 관해서도 자세히 고찰하였다.

SiO2 기판과 dimethylethylamine alane(DMEAA)을 반응소스로 하여 알루미늄을 증착시켜 증착전 전처리 가스 종류와 수소 플라즈마 처리에 따른 증착속도의 차이와 미세구조에 대하여 연구하였다. TiN기판에 증착된 알루미늄의 증착속도는 증착전 수소 가스에 의한 전처리한 경우 아르곤이나 헬륨에 의한 전처리에 비해 빠른 증착속도를 나타내었다. 이르곤 플라즈마 전처리나 플라즈마 전처리 하지 않고 SiO2기판에 알루미늄을 증착하였을 경우에 비해 수소 플라즈마 전처리에 의해 알루미튬증착시 잠복기(incubation time)가 감소하였으며 치밀한 미세조직을 얻을 수 있었다.

본 연구에서는 BPSG(borophosphosilicate glass)/SiO2/Si 기판상에 5000Å의 구리박막을 화학증착한 후 Ar 분위기하 250-550˚C, 5-90초 급속열처리하여 열처리 전후의 결정구조, 면저항, 미세구조의 박막특성 변화를 분석하였다. 후열처리된 구리박막에서는 결정성 및 (111) 배향의개선과 함께 결정립 성장이 확인되었으나, 구리의 표면산화반응과 BPSG 내로의 급속한 확산에 의해 전기적 특성의 개선은 미미하였다. 그리고 열처리 박막내에는 구리 실리사이드상의 형성이 발견되지 않았으며, 250˚C/90초의 저온 장시간 또는 550˚C/20초의 고온 단시간 조건에서 전형적으로 나타나는 Cu2O 상이 시편의 전기비저항 증가와 표면열화에 직접적으로 영향을 미쳤다. 또한, 이들 결과로부터 급속열처리법에 의한 Cu/BPSG 열처리의 공정범위를 규명할 수 있었다.

p-type(100) 실리콘 기판과 TiN(50nm)/Si 기판에 dimethylethylamine alane(DMEAA)을 반응소스로 하여 알루미늄을 증착시켜 증착온도와 유량, 반송가스 종류에 따른 방향성, 증착속도, 미세구조 변화에 대해 연구하였다. 알루미늄의 증착속도는 기판온도, 반송가스 종류 및 유량에 따라 100-650mn/min으로 다양하게 조절되었다. DMEAA의 증착 활성화에너지는 TiN 기판에서는 약 0.leV이었고 Si와 SiO2 기판에서는 각각 약 0.23eV, 0.24eV이었다. 알루미늄 박막의 방향성은 증착속도의 감소에 따라 (200)에서 (111)방향으로 변하였다. 증착된 알루미늄 박막의 불순물 함량은 산소의 경우 0.2at%, 탄소의 경우 1.8at.%이었다. DMEAA 소스에 의한 알루미늄의 증착속도는 반송가스가 Ar 일 때 보다 H2 가스를 사용하면 증착속도가 크게 증가하였으며 이는 반송가스에 의해 SiO2표면의 흡착 H 농도가 증가하고 흡착 H가 소스 가스와 반응하여 핵생성 site 로 작용하는 것으로 생각된다. 알루미늄 박막의 비저항은 표면 미세조직에 크게 영향을 받으며 그 값은 약 3-7μΩcm이었다.

Cu(hfac)2,(Cu(II) hexafluoroacetylacetonate)를 프리커서로 하는 구리 화학증착에 대해 자유에너지 최소화법으로 열역학적 평형조성 계산을 수행하였다. Cu(hfac)2-Ar계의 경우Cu(hfac)2 프리커서 자체의 열분해로부터 모든 공정조건에서 증착박막내로의 탄소 출입이 관찰되었다. Cu(hfac)2-H2,계에서는 Cu(hfac)2-Ar계보다 낮은 온도에서 구리박막이 증착되며, H2입력비 및 반응온도의 증가에 따라 응축상의 석출형태는 C(s)+CuF(s)로부터 C(s)+CuF(s)+Cu(s), C(s)+Cu(s), Cu(s), C(s)의 순으로 변화되는 것으로 나타났다.

콘택 홀 패턴의 미세화가 HF 용액의 침투에 미치는 영향을 파악하고자, 미세 채널 패턴에서의 산화막 습식 식각 특성을 조사하였다. LPCVD로 증착된 산화막을 두께 0.1~1μm, 선폭 0.1~20μm, 그리고 초기 깊이 ~1.2μm 범위의 질화막으로 둘러 쌓인 미세 채널 패터으로 제작한 후, HF용액에 의한 산화막의 식각속도를 관찰하였다. 실험 결과로써, 크기가 0.1 × 0.1 μ m2 초기 깊이가 1.2μm인 고종횡비(~12)의 초미세 패턴에서도 식각 속도가 일정함을 볼 수 있어서, 콘택 홀 패턴의 미세화에 관계없이 반응액의 침투가 원활하게 이루어짐을 알 수 있었다.