차세대반도체연구회

[발명의 명칭]

반도체 소자의 스캘롭 제거 방법 및 그 반도체 소자

[출원인]

포항공과대학교 산학협력단

[발명자]

최경근

[출원번호]

10-2013-0080130

[출원일]

2013.7.09.

[IPC]

H01L 21/3065

[기술분야]

본 발명은 반도체 소자의 스캘롭 제거 방법 및 그 반도체 소자에 관한 것으로서, 다욱 상세하게는 오존을 이용하여 플라즈마를 형성시캐 Si 기판의 산화 속도를 증대시키고, 펄스 피딩 방식과 기판 바이어스 조합을 통한 방향성 산화 기술을 활용하여 스캘롭 특성의 개선을 통해 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 스캘롭 제거방법 및 그 반도체 소자에 관한 것임

[종래기술 및 그 문제점]

관통형 실리콘 비아를 이용한 3D 패키지 기술은 소형화와 저비용화를 위하여 최근 활발하게 기술 개발이 진행되고 있음. 이 때 관통형 실리콘 비아를 형성하기 위해서는 Si 식각과 보호층 형성 공정이 반복적으로 수행되는 것이 필수적임. 이러한 종래기술은 관통형 실리콘 비아를 형성하는 경우에 필연적으로 비아 홀의 측벽이 매끄럽지 못하고 울퉁불퉁한 모양으로 형성되는 스캘롭이 발생하게 됨. 따라서 홀의 측벽에 형성되는 스캘롭에 의하여 유전체의 증착, 확산 방지층의 증착, 그리고 시드층의 증착 공정에서 증착되는 박막 두께가 균일하지 못하게 되며, 그 결과 Cu 등의 금속을 채울 때 보이드 또는 심과 같은 결함이 발생하게 되고, Cu 원자가 소자 내부로 확산되어 소자의 특성을 저하시켜 신뢰성 열화의 원인이 됨

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 오존을 이용하여 플라즈마를 형성시켜 Si 기판의 산화 속도를 증대시키고, 펄스 피딩 방식과 기판 바이어스 조합을 통한 방향성 산화 기술을 활용하여 측벽 스캘롭 특성의 개선체 소자의 스캘롭 제거방법 및 그 반도체 소자를 제공하는데 목적이 있음. 상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 깊은 홀을 수직으로 깊게 형성할 때 발생하는 초기 홀 측벽 스캘롭의 산과 골간 높이 차이값을 최소화하여 후속으로 연속되는 절연층 증착, 확산 방지층 증착, 시드층 증착, 금속층 증착 등의 후속 공정에 공정 마진을 넓혀주고 생산성을 향상시키며 궁극적으로는 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있음