Cu Void를 막는 방법 - Bottom Up Fill / Super Fill / Reflow

안녕하세요

저번 포스팅에 이어 오늘은 Damascene과 관련된 내용을 말씀드리려고 합니다.

저번에 말씀 드렸듯이 VIa와 Metal을 한번에 채우는 걸 Dual Damascene이라고 부르고

Via를 채우고, Metal을 전기도금으로 각각 채우는 것을 Single Damascene이라고 부른다고 했었죠

 

그리고 Single의 경우 비용이 많이 드는 단점,

Dual의 경우에는 High A/R구조를 채울 수 없는 단점이 있다고도 말씀드렸습니다.

 

오늘은 이 내용에 이어서 Dual Damascene을 사용함에도 Void를 막는 방법에 대해서 말씀드리도록 하겠습니다.

Cu Void

 

1. Bottom Up Fill

High A/R 구조에서 Void를 막기 위해서는 아래부터 쭉쭉 차 올라야 합니다.

어떻게 보면 Aspect Ratio가 좋은 방식은 Void가 생기기 좋아지게 되죠

따라서 아래와 같이 Bottom Up FIll 방식이 필요합니다.

전기 도금 EP

Bottom Up Fill 방식에는 Accelerators와 Suppressors가 쓰입니다.

여기서 Accerlerators는 전기 도금을 더 활성화 시켜주는 활성제 역할이라고 생각하시면 되고

Suppressors는 전기 도금을 막아주는 억제제 역할이라고 생각하시면 됩니다.

전기 도금을 하기 전에 이러한 물질들은 Fill 해야 하는 표면에 골고루 퍼져 있습니다.

따라서 Sterp Coverage가 좋게 전체적으로 Fill이 되기 시작합니다.

 

하지만 점점 Fill 되면서 입구가 작아지게 되면 분자 크기에 의해서

분자 크기가 작은 Accelerators는 아래쪽에 많이 남게 되고

분자 크기가 큰 Suppressors는 점점 위쪽으로 가게 됩니다.

 

이렇게 되면 입구쪽은 Suppressors가 EP가 되는 것을 점점 막고

Bottom쪽에서는 Accelerators가 Bottom Up Fill을 달성하게 하죠

결국 이러한 방식으로 Bottom up FIll을 달성하여 Void를 막을 수 있게 됩니다.

 

2. Reflow

두번째 방법은 Reflow 방식이 있습니다.

정확하게 어떠한 방식으로 이루어지는지는 모르겠지만

Cu를 전체적으로 Depo하고 나서 Cu를 Reflow하면 Bottom에만 Cu가 찰 수 있게 됩니다

그 뒤로 또 Depo를 하고 또 Reflow한다는 것 같습니다.

아마 느낌상 Cu를 액체로 녹여서 아래쪽에 위치하게 한다는 것 같은데

여기서 의문인건, Metal 공정이 하나의 Layer에서만 쓰이는게 아니라

여러층으로 되어 있는데, 한 층의 Cu만 녹는게 아니라 

다른 층의 Cu도 같이 녹지 않을까 싶네요.

 

아마 신뢰성 항목에 좋지 않아보이는데..

그래도 Cu Void를 피할 수 있는 기술 중 하나로 보입니다

자세한 내용은 추가적으로 공부가 필요할 것 같습니다.

Cu Relfow