선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 나노급 두께의 니켈코발트 실리사이드 배선층을 고려하여 실제 0.5 例 선폭으로 제조한 후, FIB를 이용하여 국부적인 가공을 통하여 실리사이드 배선 층의 퓨즈 응용 가능성을 확인하였다.
제안 방법
- 7)의 합금박막을 증착하고 쾌속열처리기로 700°C와 1000C에서 40초간 열처리하여 성공적으로 니켈코발트 복합 실리사이드 패턴 어레이를 제작할 수 있었다. 30 kV-0.1 nA의 빔 에너지 조건과 나노급 백금층의 증착을 이용하여 주변부 손상이 없는 FIB 밀링 공정을 제시하였다. FIB를 이용한 30 kV -10 pA-2 sec조건에서 선택적으로 상부 패턴의 밀링가공은 실리사이드를 생성하기 위한 초기박막의 조성과 실리사이드 처리온도에 크게 영향을 받았다.
- Dual beam FIB (FEI사, Dual Beam Nanolab 200)를 이용하여 0.5 伽 선폭의 패턴 어레이 중앙부를 트렌치 가공하여 실리사이드 공정 이후 패턴의 높이 변화나 이온 빔에 의한 선폭 영향을 확인하였다. 가공시 주변부의 손상 정도를 확인하기 위해서 30 kV로 고정하고 전류 범위를 1 pA 〜10 nA 범위에서 변화시켜 진행하였다.
- 5 伽 선폭의 패턴 어레이 중앙부를 트렌치 가공하여 실리사이드 공정 이후 패턴의 높이 변화나 이온 빔에 의한 선폭 영향을 확인하였다. 가공시 주변부의 손상 정도를 확인하기 위해서 30 kV로 고정하고 전류 범위를 1 pA 〜10 nA 범위에서 변화시켜 진행하였다. 이때 Ga+ 이온을 써서 빔 전압은 30 kV-10 pA의 저에너지로 게이트 패턴부가 손상을 입지 않도록 수직방향으로 식각하고회전시켜 이때의 실리사이드 패턴 높이와 형상을 확인하였다.
- 그림에 나타난 바와 같이 트렌치 가공 중의 손상에 의해 패턴 선단이 변형되어 정확한 형상 확인이 불가능하였다. 따라서 이러한 관찰에서 빔 전류를 작게 하여 손상이 적은 0.1 nA 조건으로 후속 공정을 진행하기로 하였다.
- 5 伽의 선폭을 가진 패턴 어레이 요소를 가진 마스크를 사용하여 사진 식각법으로 패턴을 구현하였다. 완성된 패턴 어레이의 양단에 스페이서를 만들기 위해 70 丽의 실리콘 산화막을 기판 전면에 만들고 마스크 없이 건식식각하여 패턴 양단에 폭 50 mn의 스페이서를 완성하였다. 최종적으로 그림 2(b)와 같은 구조의 70 nm 높이의 패턴 어레이를 완성하였다.
- 완성된 패턴시편 전면에 열증착기를 이용하여 10 nm 두께 Nii.xCox(x = 0.2, 0.6, and 0.7)의 조성별 NiCo-alloy 를 기판 전면에 증착하고 주어진 조성에서 쾌속열처리기 (rapid thermal annealing, RTA)를 이용, 각각 700°C와 1000 °C 로 40초간 실리사이드화 처리하여 최종적으로 70 nm 실리콘 패턴 상부에 실리사이드가 형성되도록 하였다. 열처리가 완료된 시편들은 잉여 미반응 금속을 제거하기 위해 80°C-30% 황산용액에 10분간 담가 처리하였다.
- 가공시 주변부의 손상 정도를 확인하기 위해서 30 kV로 고정하고 전류 범위를 1 pA 〜10 nA 범위에서 변화시켜 진행하였다. 이때 Ga+ 이온을 써서 빔 전압은 30 kV-10 pA의 저에너지로 게이트 패턴부가 손상을 입지 않도록 수직방향으로 식각하고회전시켜 이때의 실리사이드 패턴 높이와 형상을 확인하였다.
- 이후에 LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) 장비로 70 nm 높이의 폴리실리콘 게이트 층을 만들고 0.25〜 1.5 伽의 선폭을 가진 패턴 어레이 요소를 가진 마스크를 사용하여 사진 식각법으로 패턴을 구현하였다. 완성된 패턴 어레이의 양단에 스페이서를 만들기 위해 70 丽의 실리콘 산화막을 기판 전면에 만들고 마스크 없이 건식식각하여 패턴 양단에 폭 50 mn의 스페이서를 완성하였다.
- 일반적인 수직단면 TEM (JEOL, 200 kV)을 활용하여 준비된 시편의 패턴 어레이 부분을 실리콘 층의 높이와 형상을 확인하고 이후의 공정을 진행하였다.
- 형상을 확인한 후 선폭 0.5 例의 패턴을 30 kV-10 pA-2 sec의 조건으로 국부적으로 밀링하여 이때의 실리사이드 배선 충 상부의 형상 변화를 확인하였다.
성능/효과
- 70 nm 높이를 가진 선폭 0.5 例 폴리실리콘 패턴에 10 nm두께의 NkxCOx(x = 0.2, 0.6 and 0.7)의 합금박막을 증착하고 쾌속열처리기로 700°C와 1000C에서 40초간 열처리하여 성공적으로 니켈코발트 복합 실리사이드 패턴 어레이를 제작할 수 있었다. 30 kV-0.
- 1 nA의 빔 에너지 조건과 나노급 백금층의 증착을 이용하여 주변부 손상이 없는 FIB 밀링 공정을 제시하였다. FIB를 이용한 30 kV -10 pA-2 sec조건에서 선택적으로 상부 패턴의 밀링가공은 실리사이드를 생성하기 위한 초기박막의 조성과 실리사이드 처리온도에 크게 영향을 받았다. 그러나 대부분의 실리사이드 형성 조건에서 제안된 FIB 밀링 조건으로 선택적인 미세 밀링 가공이 가능하였고 퓨즈 공정 등에 응용이 기대되었다.
- 1000°C 에서 제조된 (b)에서도 비슷하게 FIB가 조사되지 않은 부분과 비교하여 상부가 제거됨을 나타내고 있다. 그러나 이경우에는 Ni의 상대조성이 큰 부분에서는 스페이서 부분이 더욱 쉽게 제거되어 최종적으로 패턴 선폭이 축소되는 문제가 있음을 확인하였다.
- 그러나 선폭은 목표치로 유지되고 게이트의 높이변화를 L5배 이내로 정량화하여 확인할 수 있음을 보이고 있다. 따라서 수직단면을 관찰하기 위해서 국부적인 백금 충을 보호막으로 도포하여 관찰하는 것이 매우 유리함을 확인하였다.
- 보였다. 따라서 점선 박스 이미지 상부의 트렌치와 같이 빔 전류를 낮추어 30 kV-0.1 nA 조건으로 8x4x3 //『의 크기로 빔 손상을 줄이면서 가공하면 그림과 같이 빔 전류 조건을 낮추어 주면 주변 패턴의 선폭 손상을 방지할 수 있음을 확인하였다
- 이들의 성분을 정량적으로 분석할 수 없었지만 패턴 전체가 다른 경우에 비해 높은 절연성을 나타내고 있어서 전자빔의 초점을 맞추기 힘든 점, FIB 가공 시 부도체에서 나타나는 이온빔의 왜곡 현상 때문에 가공위치가 변형되는 문제점에 근거하여 내식성이 우수한 코발트 잔여물이 하부의 절연 충과 반응하여 CoOx의 웅집체를 형성한 것이라고 판단되었다.
- 이상에서 살펴본 바와 같이 FIB를 이용하여 복합실리사이드 층을 선택적으로 에칭하여 밀링을 시도한 결과, Co의 상대조성이 클수록 식각속도가 빠른 것을 확인하였으며 복합실리사이드의 내부에는 공정조건에 따라 기포가 이미 생성되었거나 FIB 공정 중 생성될 가능성이 있었다. 그러나 실리사이드 패턴에 대해 이온 빔에 의한 주변부 손상을 방지하기 위해 30 kV-0.
- 특히 이온빔의 왜곡에 의해 같은 에너지이지만 FIB 가공부피 패턴이 모두 소실되고 하부 기판이 보이는 점에 비추어 Co의 상대조성이 큰 경우의 실리사이드는 상대적으로 다른 경우에 비해 결합력이 작고 패턴과 반응성이 큰 불리한 조건을 가지고 있음을 알 수 있었다.
후속연구
- FIB를 이용한 30 kV -10 pA-2 sec조건에서 선택적으로 상부 패턴의 밀링가공은 실리사이드를 생성하기 위한 초기박막의 조성과 실리사이드 처리온도에 크게 영향을 받았다. 그러나 대부분의 실리사이드 형성 조건에서 제안된 FIB 밀링 조건으로 선택적인 미세 밀링 가공이 가능하였고 퓨즈 공정 등에 응용이 기대되었다. 그러나 복합 실리사이드를 위한 NiCo 합금박막의 Co의 상대조성이 많아질수록 패턴 내부의 기포 생성이 가능하였고, CoOx 잔류물의 생성과 응집 현상이 발생하여 밀링 가공에 불리하였다
- 그러나 실리사이드 패턴에 대해 이온 빔에 의한 주변부 손상을 방지하기 위해 30 kV-0.1 pA 조건으로 밀링조건을 제시하였고, FIB의 특성을 이용하여 미리 입력된 패턴 이미지에 따라 선택적으로 밀링하여 가공하면 전기적인 신호조절이 가능한 e-퓨즈(fhse)와 같은 소자와 게이트 전체가 실리사이드화 된 fully silicide gate와 같은 소자의 제작에 효과적으로 응용될 수 있을 것으로 예상되었다
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.