J's 공부방

Wet Etch (습식 식각) 습식식각은 현대 반도체 공정에서 다양한 분야에 사용되고 있다. 크게 두가지로 나누어 보자면 1. 세척 (Cleaning) 2. 패턴 형성 ex) 잉곳 절단 후 웨이퍼 제조, 래핑&폴리싱, 열적 산화, 웨이퍼의 보관이나 이동에서 발생하는 오염물 제거 등. - 주로 다결정 실리콘, 산화물, 진화물, 3~5족 화합물의 전반적인 식각에서 사용된다. 습식식각의 메커니즘은 반응을 하는 주체가 화학 용액이라는 점만 제외하고 습식 식각의 과정과 대동소이하다. 1. 식각할 기판을 식각용액에 담군다. (혹은 뿌린다) 2. 식각 용액은 확산에 의해 표면으로 이동한다. 3. 표면에서 PR에 보호받지 못하는 Layer 층은 화학반응이 일어난다. 4. 새롭게 만들어진 화학물질은 원래의 Layer에서..

식각공정의 구분 식각공정인 Etching 공정은 어떠한 방식으로 식각이 진행되는지에 따라서 구분이 가능하다. 큰 틀에서 볼 때 식각방법/식각반응/식각형태 세가지 방식으로 구분하고 그 안에서 각 두가지로 나뉘어진다. 식각방법에 따른 구분 습식식각 Wet Etch 건식식각 Dry Etch 식각반응에 따른 구분 화학적 식각 Chemical Etch 물리적 식각 Physical Etch 식각형태에 따른 구분 등방성 식각 Isotropic Etch 이방성 식각 Anisotropic Etch 건식식각 Dry Etch 건식식각은 반응 방식에 따라서 크게 Chemical/Physical/Reactive Ion Etch(RIE) 의 3가지 종류로 분류할 수 있다. 1) Chemical Etch (High Pressure..

0. Etching 이라고 불리는 식각 공정은 노광공정인 Photolithography 공정 이후 진행되는 공정이다. 웨이퍼의 관점에서 반도체 공정의 전반적인 흐름은 '조각'하는 과정이라고 비유할 수 있다. 조각할 재료를 덮어씌우고, 그 위에 그림을 그리고, 파낼부분, 남겨질 부분을 구분하여 조각하는 과정이 유사하다. 그 중에서도 증착은 재료를 덮어씌우는, 포토는 그림을 그리는 단계라면 이번에 알아볼 식각 Etch 공정은 '파내는' 단계이다. 앞선 노광 공정에서 PR을 코팅하고 그 위에 빛으로 회로의 그림을 그려냈다. 이후 현상의 단계를 거치면서 노광된 부분을 남겨내거나 (Positive) 노광되지 않은 부분을 남겨냈고 (Negative) 이후 철저한 검사까지 마쳤다. 이러한 단계는 모두 PR이 없는 부..

노광공정의 세부 단계 중 빛을 직접적으로 받는 alignment / exposure 단계를 거쳤다면. 뒤의 PEB/Develop/Hard Bake/Inspection 의 단계를 거쳐야 비로소 노광공정이 끝이 난다. 정상파 효과 (Standing wave effect) 현상공정으로 들어가기 전, 앞서 했던 sofe bake와 비슷하게 열처리를 가해주어야 한다. 이 단계는 말 그대로 Post Exposure Bake. 즉 노광후 열처리 공정이라는 뜻으로 PEB로 줄여쓴다. PEB 공정의 필요성을 알기 위해선 '정상파 효과'가 무엇인지 먼저 간단하게 이해할 필요가 있다. 정상파란 실제로 보기에 멈춰있는것 처럼 보이는. 즉 진폭의 크기와 진동의 마디, 배의 위치가 시간적, 공간적으로 이동하지 않는 파장을 말한다..

빛과 렌즈를 이용한 '투사 노광법'에서 가장 중요하게 생각해야 할 지표가 두가지. 빛을 분해할 수 있는 능력을 나타내는 Resolution 해상도와. 이번 포스트에서 알아볼 DoF (Depth of Focus) '초점심도' 라는 지표이다. 초점심도를 말로 먼저 설명해 보자면. "렌즈의 초점으로부터 얼마만큼 떨어져서도 유효한 상을 얻을 수 있는가" 이다. 가장 쉽게 생각해볼 수 있는 실생활의 예시는 카메라이다. 카메라에서 우리가 찍고자 하는 물체를 선명하게 하기 위해서 렌즈값을 조절한다. 만약 이때 DoF의 여유가 넓지 않은 카메라거나 렌즈라면. 우리가 찍고자 하는 물체에 포커스를 맞추는 시간 자체도 오래 걸릴 뿐 아니라(미세하게 조정해야 하기 때문) 어렵게 맞춘 그 포커스에 있는 물체만 선명하고, 나머지..

빛과 랜즈를 이용하는 '투사 노광법'은 사진기에 적용되는 기술들과 흡사하다. 카메라의 성능을 나타내는 DoF(Depth of Focus/field)나 Resolution(해상도)같은 것들이 노광장비에서도 동일하다. 여기서는 먼저 Resolution 즉 해상도의 노광공정상에서 의미와 그 값을 작게 할 수 있는 것들을 먼저 알아보겠다. Resolution (해상도) 해상도는 말 그대로 '빛을 분해하는 능력'이다. 우리가 흔히 해상도라고 하는 말은 디스플레이가 얼마나 더 고품질 패널인지에 대해서 말할 때 자주 사용한다. 그 디스플레이 패널에서도 해상도가 좋다는 것은, 픽셀이 작아 더 촘촘하게 색을 표현할 수 있다는 의미이다. 노광공정에서의 해상도의 의미도 동일하다. 분해를 더 잘게 할 수 있으면, Wafer ..

Wafer cleaning, HMDS 표면처리, PR 도포 ,Soft Bake 까지의 전처리 과정을 무사히 마쳤다면. 드디어 우리가 원하는 회로 패턴을 빛을 이용해 Wafer 위에 그려낼 순간이다. 이 빛을 노출시키는 것을 '노광'이라고 부르고. 이것이 곧 Photo 공정의 핵심이다. 각 노광기의 이론적 배경이나 핵심 지표들은 엄청나게 많지만. 먼저 노광을 어떻게 실시하는지 부터 살펴보자. 접촉 노광법 (Contact Exposure) 노광 공정의 초창기에 대부분의 노광 장비는 '접촉 노광법'을 사용했다. 위의 그림과 같이 Mask를 도포된 PR 바로 위에 붙여서 빛을 쬐어주는 방식이다. 그려내고자 하는 패턴이 새겨진 Mask 바로 아래에 PR이 있어 즉시 노광이 되기 때문에 Mask를 통과한 빛이 회절..

이번 포스트에서는 노광 세부 과정중 노광 직전에 실시하는 Soft Bake 라고 하는 과정을 살펴볼 것이다. Soft Bake Bake 공정은 단어 뜻 그대로 '구워준다'라는 뜻으로 열을 가해준다는 의미이다. 모든 공정 단계에서 이유가 없는 과정은 없듯이 Bake 공정도 아무런 이유없이 열을 가해주는 것이 아니다. Soft Bake 과정은 PR이 웨이퍼 위에 도포하는 단계 바로 뒤에 이루어 지는데. 앞선 포스트에서 알아봤듯이 PR에는 Solvent 라고 하는 유기용매가 97%를 이루고 있다. 이는 곧 PR이 액체의 성질을 가지고 있어 물과 같이 흘러내리는 상태라는 것이다. 이 때 노광 공정을 그대로 진행하게 되면 물처럼 묽은 PR이 찰랑거리거나 흔들릴 수 있으므로. 유기용매를 제거해줄 수 있는 과정이 필..

이번엔 노광 과정의 세부 항목 중 HMDS (Hexa Methy Di Silazane) 이라는 표면처리 방식에 대해서 알아 볼 것이다. HMDS 표면처리 공정은 앞서 알아본 PR 이라는 감광제를 도포하기 전. PR이 더 얇고 균질하게, 또 잘 붙어 코팅될 수 있도록 표면을 친수성에서 소수성으로 바꾸어주는 과정을 말한다. 공정 원리에 대해 알아보기 전. 친수성과 소수성이라는 말의 뜻과 이론을 잘 알아둬야 할 필요가 있다. 친수성과 소수성 물이 무언가의 표면에 떨어지게 되면 접시같은 그릇에서 평평하게 퍼지거나, 혹은 기능성 외투나 바람막이에 동글동글하게 방울 형태로 모이게 되는것을 볼 수 있다. 여기서 넓고 평평하게 퍼져 물에 대한 특별한 친화도를 가지는 특징을 친수성. 표면에서 물에 반발하여 구처럼 방울모..

0. Photo(사진/빛) + lithogrphy(석판 인쇄)의 뜻을 가진 단어로. 직역하면 돌판 위에 빛을 이용하여 인쇄한다는 뜻이다. 반도체 8대 공정 중 포토공정인 Photolithography 공정은 단연코 가장 중요한 공정으로 손꼽힌다. 그 이유는 처음으로 원하는 회로의 모양을 wafer위에 그려넣는 단계이기 때문이다. 반도체의 집적화와 초미세화 등 최신 반도체의 흐름에는 다른 반도체 8대 공정도 영향을 미치지만 '노광 공정'만큼 큰 영향력을 갖고있지는 않다. 왜냐하면 일단 노광공정이 제대로 되지 않는다면 미세한 패턴을 그려넣는 것 부터 실패하기 때문이다. 증착이던 식각이던, 일단 우리가 아주 작게 회로를 그려낼 수 있어야 그 다음 문제로 넘어가는 것이다. 이번 포스트에서는 반도체 8대 공정중 ..