BEOL 공정 - Dual Damascene / Single Damascene

안녕하세요

오늘은 BEOL 공정에 대해서 한번 알아보려고 합니다.

일단 BEOL 공정이란

Back End Of Line의 줄임말입니다!

 

역할은, 각 소자들이 서로 연결 될 수 있게

라우팅(Routing) 해주는 것이 큰 목표라고 생각하시면 됩니다!

 

따라서 각 Layer는 Metal로 이루어져 있어야 하고

비저항이 낮은 Cu가 많이 쓰입니다.

 

다만, Cu의 경우 Dry Etch가 안되기 때문에

Damascene 공정을 해야 하는데, 이는 빈 공간을 먼저 만들고

이 공간에 Cu를 전기도금하여 채워 넣는 것을 말합니다.

전기 도금 - EP

그리고 이렇게 다마신 하는 공정에는 Dual Damascene과 Single Damascene이 있습니다.

Dual Damascene과 Single Damascene의 차이는 한번에 Trench와 Via를 전기 도금 할 것인지,

따로따로 전기 도금 할 것인지에 따라 나뉘게 됩니다.

Single Damascene

Dual Damascene

그렇다면 언제 single Damascene을 쓰고, 언제 Dual Damascnene을 쓸까요?

일단 당연히 Dual Damascene을 쓰면 한번에 두 레이어를 전기 도금 할 수 있기에

공정 STEP수도 줄어들고 비용도 줄일 수 있습니다.

 

하지만 공정적으로 High A/R 구조가 되면 GAP FILL이 어려워 지게 됩니다.

특히 Metal Routing에서 Void가 생기거나 SEAM이 생기면

저항에 바로 큰 영향이 가기 때문에 엄청 Risk 한 영역입니다.

 

그래서 High A/R 구조를 잘 채우기 위해서는 보통 SIngle Damascene을 선택하게 됩니다.

 

하지만.. 안그래도 Metal 쪽에 엄청나게 MASK를 많이 쓰고 있는 터라...

최대한 공정 수를 줄이는게 수익과도 연결 되고...

또한 Single Damascnen으로 진행할 경우에

Via와 Metal 사이에 또 Barrier Metal이 들어가야 합니다 ㅠㅠ

그러면 또 저항이 늘어나겠죠...

 

이러한 이유로 최근 대세는..

Dual Damascene을 쓰는 것 같고

대신에 High A/R 구조의 한계는 기술적으로 채우게 됩니다.

 

다음에는 이렇게 High A/R 구조를 함에도 Dual Damascene으로 공정이 진행 가능 한

이유에 대해서 한번 알아보도록 하겠습니다.