다마신 공정과 식각 방식 배선의 차이점 정리

정답: B. 절연막에 트렌치를 형성하고 Cu를 매립한 뒤, 여분의 Cu를 CMP로 제거한다

다마신법에서는 먼저 절연막에 배선 모양의 트렌치를 파고, 배리어층과 Cu 시드층을 스퍼터로 성막한 뒤 전해 도금으로 Cu를 매립합니다. 마지막으로 CMP로 표면의 여분의 Cu와 배리어를 깎아내면 트렌치 안에만 배선이 남습니다. 이름은 금속에 홈을 파서 금이나 은을 끼워 넣는 고대 다마스쿠스의 상감 세공에서 유래했습니다. 트렌치와 비아를 한 번에 매립하는 방법을 듀얼 다마신법이라고 합니다.

정답: C. 듀얼 다마신법

듀얼 다마신법에서는 절연막에 비아 홀과 배선 트렌치를 모두 리소그래피와 식각으로 형성한 뒤, 배리어층, 시드층, Cu 도금으로 한꺼번에 매립하고 1회의 CMP로 마무리합니다. 비아와 배선을 따로 만드는 싱글 다마신법보다 성막, 도금, CMP가 각각 한 번씩 줄고, 비아와 배선 사이에 배리어 계면도 생기지 않아 저항과 신뢰성 면에서도 유리합니다. 홀과 트렌치 중 어느 쪽을 먼저 여는지에 따라 방식이 나뉩니다.

정답: A. 저항률이 낮고 일렉트로마이그레이션 내성도 높기 때문

Cu는 저항률이 약 1.7 µΩ·cm로 Al(약 2.7 µΩ·cm)의 약 60% 수준이어서 배선 지연과 전력을 줄일 수 있고, 융점이 높아 원자가 움직이기 어려우므로 일렉트로마이그레이션 내성도 한 자릿수 이상 높습니다. 1997년 IBM이 양산을 발표했고 0.13 µm 세대 무렵부터 주류가 되었습니다. 한편 Cu는 휘발성 화합물을 만들기 어려워 건식 식각이 힘들고 절연막 속으로 확산되기 쉬우므로, 다마신법으로 형성하고 Ta나 TaN 등의 배리어층으로 둘러싸서 사용합니다.