초록 ▼

반도체 소자의 불순물 측정 기술의 개발이 소자 제조 공정의 수율과 공정 변수 사이의 관계를 밝히기 위해 요구되며 방사광을 사용하는 TXRF 방법이 미래의 반도체 산업에서 요구되는 측정한계를 만족시킬 것으로 예측되고 있다. 또한 구리 도선 기술은 반도체의 고속, 저전력화의 핵심기술로서 신뢰성 문제에 대한 기술 확보와 구리배선의 미세화에 따라 전자이동저항 특성 변화에 대한 분석 기술의 개발을 통해 배선의 파괴 기구, 수명 예측을 가능케 해야한다. 형광강도의 입사각 의존성을 이용하여 불순물 농도의 깊이 분포 분석이 가능하고 이러한 불순물

반도체 소자의 불순물 측정 기술의 개발이 소자 제조 공정의 수율과 공정 변수 사이의 관계를 밝히기 위해 요구되며 방사광을 사용하는 TXRF 방법이 미래의 반도체 산업에서 요구되는 측정한계를 만족시킬 것으로 예측되고 있다. 또한 구리 도선 기술은 반도체의 고속, 저전력화의 핵심기술로서 신뢰성 문제에 대한 기술 확보와 구리배선의 미세화에 따라 전자이동저항 특성 변화에 대한 분석 기술의 개발을 통해 배선의 파괴 기구, 수명 예측을 가능케 해야한다. 형광강도의 입사각 의존성을 이용하여 불순물 농도의 깊이 분포 분석이 가능하고 이러한 불순물 농도의 깊이 분포 분석을 통해서만 웨이퍼 내부의 불순물에 대한 정착한 정량 분석이 가능하다. 본 연구에서 밝혀낸 형광강도의 입사각 의존성을 측정하여 맞춤계산과 이론적 형광강도 계산을 통한 불순물 농도의 깊이 분포 측정은 SR-TXRF 방법으로만 측정이 가능하다. 또한 방사광 x-선 미세회절 방법을 통한 electromigration 연구는 passivation layer에 묻혀있는 소자의 금속 배선에서의 방위와 응력 변화를 비파괴적으로 추적하여 파괴기구 연구에 이용될수 있는 새로운 방법으로 적용된다.

Abstract ▼

As the device size of today′s most advanced integrated circuits is diminished, it is known that the transition metal impurities such as Fe, Ni and Cu give the detrimental effect on the process yields and performance of integrated circuits.
Although the ultra cleaning process is improved, the dete

As the device size of today′s most advanced integrated circuits is diminished, it is known that the transition metal impurities such as Fe, Ni and Cu give the detrimental effect on the process yields and performance of integrated circuits.
Although the ultra cleaning process is improved, the detection of transition metal impurities is important in wafer manufacture. In this regards, total reflection x-ray fluorescence(TXRF) methods is widely used for identification and quantification of metal impurities In Si wafer because of it′s non-destructiveness, sensitivity to trace metal contamination, multi­element detection and the short time for measurement. Quantification is done by the use of standards or by the theoretical calculation of absolute fluorescence intensity. But when the metal impurities are detected in the wafer, the using of standards are difficult for exact quantification because the amount of impurity to be detected is more and more decrease and the fluorescence intensity from the impurities depend on depth distribution of impurities concentration.In these experiments, the depth profile of impurity concentration was measured by angle scan of SR-TXRF
Ni and Fe spin coated Si wafers and their annealed wafers have been measured by SR-TXRF. The glancing angle dependence of Fe and Ni fluorescence intensity was measured from each specimenand the models whose calculated glancing angle dependence has same profile with measured data were chosen. These experiments are the applications of SR - TXRF angle scan for auantitative depth profiling of impurity concentration in the range of a few hundred angstrom depth without using any destructive method
X-ray microbeam measurements will be carried out on the 1B2 beamline microprobe at the Pohang Light Source. Focused x-ray microbeams are produced using elliptically-figured Kirkpatrick- Baez (KB) mirrors.
The sample was mounted on a 0.05 m resolution x-y piezo translation stage, and x-ray microbeam measurements were made by translating along interconnect lines. At each location, white-beam Laue patterns were taken using a CCD x-ray detector in order to determine the orientation of individual grains and to extract the strain. In addition, energy scans were performed on selected Bragg reflections using the monochromatic beam mode. The orientation, indexing, the extraction of deviatoric strain from Laue patterns, and of the determination of dilatational strain from energy measurement are analyze.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...11
• 제 1절 연구 개발의 범위...11
• 제 2절 연구개발의 목적 및 필요성...11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...17
• 제 1절 SR-TXRF를 이용한 초미량 불순물 측정 기술의 기술개발 현황...17
• 제 2절 반도체 칩 미세화에 따른 EM(electromigration) 신뢰성 평가 기술 개발 현황...18
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...20
• 제 1절 이론적 배경...20
• 제 2절 실험 방법...35
• 제 3절 연구내용 및 결과...47
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...66
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...69
• 제 6 장 참고문헌...72