지난 시간에 이어, 웨이퍼 크기가 증가함에 따라 변화하는 장치 구조에 대하여 알아보겠습니다. 사용하는 웨이퍼 크기가 300mm로 커짐에 따라 트레이에 가해지는 무게가 커져 열산화 공정을 진행할 때 석영 튜브의 변형이 우려됩니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 석영 대신 SiC 튜브 및 트레이를 사용하고 장비 구조도 수직 방식의 열산화장치(Furnace)로 변경되었습니다. 수직형의 경우에는 트레이 자체가 회전이 가능하기 때문에 온도 및 가스의 공급이 균일하여 산화막의 균일도 역시 수평형 대비 유리하고, 가스의 공급 측면에서도 노즐을 여러 개 사용하여(Multi-nozzle) 상부, 중부, 하부에 개별적으로 공급이 가능해 상부에서부터 하부까지 모든 공정이 진행된 웨이퍼에서 균일한 두께의 산화막 확보가 가능합니..

지난 시간에 이어 열 산화막 성장에 실리콘 결정 방향이 영향을 미치는 이유에 대하여 알아보겠습니다. 실리콘의 경우 (100) 면 대비 (111) 면이 산화 속도가 더 빠릅니다. 그 이유는 면밀도의 개념으로 설명할 수 있는데, (100) 면의 밀도 6.8 * 10^11 /cm^2보다 (111) 면의 밀도 11.8 * 10^14 /cm^2가 두 배 가까이 높습니다 따라서 반응이 일어날 확률이 (111) 면에서 더 높게 되어 성장 속도가 더 높습니다. 실리콘 결정 방향에 따른 산화 속도는 평면 형태의 소자 구조에서는 크게 문제가 되지 않지만, 실리콘의 다른 방향의 면이 드러난 상태에서 산화 공정을 진행할 경우 두께의 차이를 초래하게 됩니다. 예를 들어 트렌치 구조로 만든 후 벽면과 바닥면 등 방향이 다른 실리..

지난 시간에는 구리 전해 도금 공정의 첨가제 중 accelerator(촉진제)까지 알아보았습니다. accelerator는 via의 바닥면 쪽에서 농도가 높고 빠른 반응이 일어날 수 있도록 하는 역할을 합니다. 반면에 ㅇ반면에 inhibitor(leveler)는 의도적으로 trench의 개구부보다 크게 물질을 설계하여 웨이퍼의 표면에서 농도가 높도 전하의 이동이 잘 일어나지 않도록 방해하는 역할을 합니다. 즉, trench의 안쪽에서는 accelerator에 의해 환원 반응이 빨리 일어나고 웨이퍼의 표면에서는 환원 반응이 느리게 일어나면서 bottom-up으로 구리의 성장이 일어나게 되어 트렌치의 입구가 먼저 막히게 되는 현상이 일어나지 않게 됩니다. 공정 시간이 증가하면서 구리가 아래쪽부터 차올라가면서 ..

이번 시간에는 금속 배선 공정의 Cu 전해 도금 (Electroplating) 공정에 대하여 알아보겠습니다. 구리는 전기전도도가 매우 높은 물질로, 전기적인 특성이 우수합니다. 반도체에서도 소자와 소자 간 연결을 위해 도선이 필요한데, 과거에는 알루미늄(비저항 2.66)을 사용하였으나 소자가 미세화되고 scale down이 진행되면서, 배선의 저항이 증가됨에 따라 신호의 지연 현상이 나타나게 되어 구리(비저항 1.67) 공정으로의 전환이 필요하게 되었습니다. 하지만 구리 배선공정에서 기존의 방법으로 증착 후 패턴을 에치하는 경우 물질이 잘 제거되지 않는 특성을 보입니다. 식각은 챔버 내에서 반응에 의해 반응물과 부산물이 형성되고 이것들이 휘발되어 제거되는 것을 이용하는 것인데, 식각 공정 시 반응을 위해..

오늘은 지난 시간에 이어 MOL 공정의 실리사이드(Silicide) 공정에 대하여 자세히 알아보겠습니다. 실리사이드 공정 1. 산화물 절연막을 증착한 후 컨택트가 만들어질 공간에 패턴을 형성하고 에치 공정으로 트렌치를 만들어줍니다. 2. 메탈 - 반도체 접합을 위해 티타늄을 PVD 방법으로 증착시킵니다. 경우에 따라서는 실리콘 기판의 자연산화막을 제거하기 위해 RF에치(스퍼터링 에치) 공정을 진행한 후 in-situ(in-situation, 진공 상태를 유지한 상태에서 다음 공정을 바로 진행하는 것)로 티타늄을 증착시킵니다. 금속을 PVD 방법으로 증착하는 이유는 순수한 금속이 증착되어야 접촉 저항을 낮게 형성할 수 있기 때문인데, 최근에는 컨택트 트렌치 사이즈가 급격히 작아지면서 PVD로 적용하면 ov..

반도체 8대 공정 (1)에서는 Etch 공정까지 알아보았습니다. 오늘은 박막 공정부터 알아보겠습니다. 박막 공정 정의 박막을 웨이퍼 상에 증착하는 공정 종류 1. 물리적 기상 증착 (PVD, Physical Vapor Deposition) 1) 증발법 (Evaporation) 2) 스퍼터링 (Sputtering) 2. 화학 기상 증착 (CVD, Chemical Vapor Deposition) 1) APCVD(Atmospheric Pressure CVD), LPCVD(Low Pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD) 2) ALD (Atomic Layer Deposition) (1) 장점 : 정밀한 두께 제어 가능, 우수한 단차 피복성 (2) 단점 : 증착 속도가 다른 공정에..