세정공정(Cleaning)에 대하여

원래는 증착(Deposition)에 대해 쓰려고 했는데 세정공정에 대한 글을 먼저 쓰기로 했습니다. 포토 - 식각(Etch) - 세정(Cleaning)은 '포에클'이라고 묶어서 부르는데요, 관련 부서는 지인짜 빡세다고 합니다. 제가 연구실에서 포토장비인 얼라이너 담당자 역할을 했었는데요, 쉽지 않긴 했습니다 ㅠㅠ

 

Cleaning은 웨이퍼 표면의 파티클이나 유기오염물, 또는 금속불순물을 제거하는 과정입니다. 이를 통해 칩 불량을 줄이기 때문에 굉장히 중요한 공정이라고 할 수 있습니다.

 

반도체 오염 종류 < 출처 : 렛유인 >

 

- 습식세정

대부분의 습식세정은 1970년대에 소개된 RCA 세정을 기본으로 하고 있습니다. 이는 과산화수소 용액을 기본으로 하고 있는데요, SC-1 방법과 SC-2 방법이 있습니다.

 

 

염기성 용액을 사용하는 SC-1 세정은 APM(Ammonia Peroxide Mixture)라고도 하고 산화와 식각반응으로 세정을 하기 때문에 유기물이나 파티클을 제거하는데 용이합니다.

산성 용액을 사용하는 SC-2 세정은 HPM(Hydrochloric Acid and Peroxide Mixture)라고도 하고 금속불순물을 제거하는데 용이합니다.

이외에도 황산을 사용하는 Piranaha 세정, HF를 사용하는 DHF 세정, 오존 세정 등이 있습니다.

 

- 건식세정

건식세정은 용액을 사용하지 않아 폐기물 배출이 적고, 표면장력으로 인해 미세패턴에서 할 수 없는 습식세정의 단점을 보완할 수 있습니다. 그리고 진공분위기에서 진행되기 때문에 마찬가지로 진공분위기에서 진행되는 증착이나 식각장비에 연결하여 세정공정을 진행할 수 있습니다. 이럴 경우, 웨이퍼 오염을 방지할 수 있다는 장점이 있습니다.

다만 중금속은 가스와의 화학반응으로 제거하기 어렵고, 공정 재현성이 낮으며 공정 속도가 느리다는 단점이 있습니다.

 

현재 개발되고 있는 건식세정 방법은 HF vapor 세정(산화막 제거), UV/O₃ 세정(유기막 제거), UV/Cl₂ 세정(금속 불순물 제거), H₂/O₂ 플라즈마 세정(미세 유기물 제거) 등이 있습니다.

 

습식세정, 건식세정 비교 < 출처 : 렛유인 >