공학 좋아하세요? 전 별로

점점 반도체가 미세화 되면서 예전에는 그냥 우습게 여겨졌을지도 모를 cleaning 공정들이 많은 주목을 받고 있습니다. Cleaning 공정 모든 wafer 공정은 오염의 근원이 되는데요 이런 오염들의 형태로는 1) Contaminant films, 2) Discrete particles 3) Adsorbed gases(가스가 흡착되어서 생긴 부산물, 가스 이온 등) 등등 여러 형태로 존재합니다, Wafer 오염은 소자의 성능과 throughput에 직접적인 영향을 미치기에 세정 공정의 빈도 및 중요성은 현대에 증가했습니다. 또한 심지어 세정 횟수 뿐 아니라 각 공정에 적합한 다양한 세정공정이 요구되기도 합니다. 아래 표는 다양한 단위공정에서 생기는 오염들의 오염원을 담은 표입니다. 재밌는건 심지어 c..

현재 IC의 미세화에 따라서 DOF Margin이 한계에 도달했는데 이때 반도체의 표면이 평탄하지 않는다면 포토공정에서 빛이 일정하게 조사 되지 않기에 포토공정에서 불량이 유발이 됩니다. 그래서 현재 반도체 업계에선 평탄화(Planarization)의 필요성이 대두되고 있습니다. 원래 CMP는 웨이퍼를 제작할때 사용되던 기술인데 이전엔 그이후에는 사용되지 않고 있었습니다. 그렇지만 현재 평탄화가 중요시 되면서 CMP를 다른 공정들 중간 중간에도 사용해보자고 이야기가 된것이죠. 현재는 소자 isolation이라던지 mosfet gate 형성 등 여러가지 층에서 다양하게 사용되고 있습니다. CMP 단계 판단 평탄화 정도에 따라서 CMP공정의 진행단계를 판단합니다. 1) No planarization 2) S..

확산을 이용한 또다른 공정으로는 Oxidation이 있다고 했죠. Oxidation Oxidation이란 Furnace설비를 이용해서 Si 일부를 치환하여 SiO2를 성장시키는 방법입니다. 고온(600~1200도)에서 Si을 산소나 수증기에 노출시키면 얇고 균일한 SiO2를 성장 시킬 수 있습니다. 먼저Gas가 표면과 반응해서 점점 SiO2를 생성할 건데 어느정도 시간이 지나면 이 Gas는 SiO2와 만날겁니다. 이상태에서도 gas는 침투해서 Si와 만나 SiO2를 생성하는데 이렇게 점점점 SiO2막을 생성합니다. Oxidation 공정은 Diffusion에 의해서 Oxide를 형성하는데 그렇기에 아주 높은 밀도를 가지고 있고 또한 나중에 문제가 될 수도 있는 Si와의 계면 전하 밀도도 낮은 High q..

이번에 진행할 내용은 DNI와 Oxidation에 대한 내용인데요 여기서 말하는 DNI는 DIffusrion&Ion implantantion의 약자입니다. DNI와 Oxidation둘다 확산이라는 매커니즘을 사용하기 때문에 두 공정을 한번에 묶어서 진행하겠습니다. 먼저 Diffusion(확산)이 뭔지 대해서 정의하고 가야겠습니다. 확산이란 농도의 차이에 의한 원자의 이동을 말하는 물리적 현상입니다. 반도체에선 주로 반도체(Si) 내부로의 불순물(Dopant) 주입과 불순물의 움직임에 대해서 나타냅니다. 확산을 이용한 공정으로는 Doping 공정과 Oxidation 공정이 있고 Doping 공정안에는 확산 공정과 ion implantaion이 있습니다. 확산과 확산 공정을 좀 구별할 필요가 있겠습니다. 확..

저번 시간까지 Wet etching에 대해서 주로 다뤘다면 이번 시간은 Dry etching에 대해서 알아볼려고 합니다. Dry etching mechansim 먼저 Dry etching의 매커니즘에 대해서 대충 알고는 있어야겠죠? 1) 중성가스가 Plasma로 변해 Radical이 만들어 질텐데 이 radical이 확산에 의해서 기판으로 이동할 것입니다. 2) Radical들이 기판의 표면과 흡착을 진행할 겁니다. 3) Radical과 기판의 물질이 반응을 일으켜서 실질적인 식각을 진해하게 될겁니다. 이때 radical은 반응성이 좋은 etching gas에서 나와야 하기때문에 주로 Halogen 원소(17족)으로 이뤄진 gas가 사용될 겁니다. 4) 마지막으로 반응을해서 생성된 물질이 남아있으면 안되..

이번 시간부터는 etching에 대해서 진행할 예정인데요. 이번 시간도 열심히 달려봅시다. Etching이란 말 그대로 깎아 낸다는 의미인데요. 포토 공정 이후에 패턴을 형성하는 공정이라고 생각하시면 되겠습니다. Etching 기초 Etching이란 Bulk 혹은 증착된 박막의 전부 혹은 일부를 제거하는 공정인데요 특히 일부를 제거하는 공정이 포토공정 이후에 진행하는 etching 공정이라고 하겠습니다. Etching을 분류하는 기준은 2가지가 있습니다. 1) Ethcing profile에 따른 분류 우리가 식각을 할 때는 식각 물질을 한 방향으로만 식각 하고 싶을 때도 있고 좀 퍼트리면서 식각 하고 싶을 때가 있을 겁니다. -등방성 식각(Isotropic etching) : 모든 방향으로 같은 속도로 ..

Chemical 한 증착 방식에는 CVD 방식뿐 아니라 ALD라는 방식도 존재하는데요. 한번 알아봅시다. ALD( Atomic Layer Deposition) ALD도 Gas를 쓰긴 하지만 CVD와는 조금 다른 설비입니다. Gas들 간의 화학반응 후에 증착이 이뤄지는 CVD와 달리(AX+BY=> AB+XY), 원자층 한 층씩 번갈아가면서 증착을 하는 방식인데요. AX라는 가스가 웨이퍼와 반응을 하고 그 뒤에 BY라는 가스가 웨이퍼와 반응을 하면서 한층 한 층 씩 번갈아가면서 증착을 한다는 것이죠. 즉 wafer 표면에 반응물질의 '자기 제한적 반응'(표면 포화 반응)에 의한 화학적 흡착/탈착을 이용한 박막 기술입니다. 아래 그림을 보시면 ALD의 메커니즘에 대해서 좀더 잘 이해할 수 있을 것 같습니다. ..

CVD( Chemical Vapor Deposition ) 저번 시간에 Physical 방식 중 PVD에 대해서 알아봤으니 이번엔 Chemical 방식중 하나인 CVD를 알아봅시다. CVD 방식은 화학적 기상 증착이라고 불립니다. 이 방식은 기체 상태의 source를 공급해서 기상 또는 표면에서의 화학반응에 의해여 박막을 형성하는 기술입니다. 일반적으로 우리가 사용하는 gas는 안정된 gas일겁니다. 그런데 일반적으론 안정된 gas들 끼리는 반응하지 않을 겁니다. 즉 적어도 어느 정도의 에너지를 가지게 하는 무언가가 필요 합니다. 그래서 대체로 열을 인가하거나 plasma를 형성하여서 중성 gas에서 높은 반응성의 Radical을 생성하고 이 Radical들이 기판에서 화학 반응을 일으켜서 박먹을 형성할..

이번 시간엔 여러 증착 공정 중에서 Physical 방식에 대해서 한번 알아볼려고 합니다. PVD( Physical Vapor Deposition) Physical 방식 중 PVD 방식에 대해서 먼저 알아 봅시다. 물리적 기상 증착이라고 불리기도 합니다. PVD 방식은 증착하고자 하는 대상 물질에 에너지를 직접 인가를 해서 가해진 에너지가 운동에너지로 변하여 증착하고자 하는 물질의 이동이 발생해서 기판에 쌓여 박막을 형성하는 방식입니다. PVD의 종류로는 Evaporation 과 Sputtering이 있다고 했었죠? 1) Evaporation -열 인가를 통한 물질 기화에 의한 증착하는 방식입니다. -기화를 이용하기에 고진공 상태가 필요합니다. -다른 물질들에 대한 영향이 적어서 낮은 불순물 농도를 가지..

이번 챕터에서는 Deposition(증착 공정)과 Metallization(금속 공정)에 대해서 다룰 겁니다. 두 공정은 엄밀히 말하면 구분되는 공정이지만 두 공정 모두 흔히 '박막'이라고 부르는 Thin film을 만드는 박막 공정에 속하기 때문에 같이 다룰 예정입니다. 박막(Thin film) 먼저 '박막'이 뭔지 알아야겠죠? 박막이란 보통 1um 이햐의 얇은 막을 통칭합니다(1um 이상을 '후막'이라고 부릅니다) 박막공정(Thin film process) 박막공정은 Wafer 위에 원하는 원자/분자 단위의 물질을 입혀 원하는 전기적 특성을 가지도록 하는 일련의 과정인데요 이때 원하는 전기적 특성을 갖는다가 중요합니다. contact/배선을 위해서 도체로 박막을 형성하면 전기가 잘 통할 것이고 SiO..