다마신 공정이란 무엇입니까?

반도체 배선공정에서, 쓰이는 물질이 기존에는 값이 싸고 특성이 좋은 알루미늄을 사용했다. 하지만 반도체소자의 더 빠른 신호전달 속도를 얻기 위해 배선물질을 구리로 대체했다. 구리는 알루미늄보다 더 낮은 비저항 값을 가지고 있고 높은 일렉트로 마이그레이션 저항을 갖기 때문이다. 높은 일렉트로 마이그레이션 저항을 간단히 설명하면 아래와 같다.

전류는 전자의 흐름이다. 이러한 전자의 흐름이 배선물질 즉 알루미늄을 타고 이동하다가 알루미늄 원자들을 한쪽 방향으로 밀어내는 것이다. 결국 한쪽 방향으로 이동한 알루미늄은 단락이 되어버리는 것이다. 그렇게 되면 반도체소자는 제대로 작동하지 않는다. 이것은 소자의 안정성 및 내구성을 표현하는 특성이다. 그러므로 저항이 클수록 이런 전자의 흐름에 움직이지 않고 단단히 고정되어 있을 수 있다. 이런 두 가지 측면에서 구리가 알루미늄보다 우수한 특성을 가져서 배선물질로서 구리가 등장하게 되었다. 낮은 비저항 값은 빠른 신호전달을 의미한다. 하지만 구리는 건식식각으로서 에칭이 매우 어렵기 때문에 다마신 공정을 사용하게 되었다. 알루미늄은 에칭이 비교적 잘 되므로 패턴을 형성하기가 쉽다. 하지만 구리는 그렇지 않다.

다마신공정(상감기법)이란 구리처럼 건식식각이 불가능한 물질을 특정 패턴에 채워넣기 위하여 도입한 공정으로 미리 실리콘 웨이퍼에 패턴을 형성해 놓고 전해도금법 등을 이용하여 구리를 증착시키고 필요 없는 부분은 CMP공정으로 제거하는 공정이다. 듀얼 다마신 공정도 같은 의미로 생각하면 된다.