반도체인 Si는 부도체에 가까운 특성을 가집니다. 그래서 전기적 특성을 가지게 하기 위해 붕소(B), 인(P), 비소(As) 같은 불순물을 주입시켜서 n형, p형 반도체로 만드는데, 이렇게 불순물을 주입하는 과정을 도핑공정이라고 합니다. Doping에는 크게 확산공정(Diffusion)과 이온주입공정(Implantation)이 있습니다. - 확산공정(Diffusion) 확산공정은 크게 Pre-deposition, activation, drive-in, 후속 열처리과정 순으로 진행됩니다. 물질의 농도 차이로 인한 이동으로 농도의 차이와 온도, 그리고 물질 이동 시간에 의해 영향을 받습니다. 확산을 통한 도핑은 Si 결정에 손상 없이 도핑이 가능하다는 장점이 있지만 도핑 농도를 조절하기 어렵고 불순물이 침투..

Aligner에 대한 글은 이번으로 마무리하려고 하는데요, 장비 관리자로 일하면서 겪었던 이슈들에 대해 설명해 보겠습니다. - 램프 관리 1. intensity 변경 지난 글에서 저희 연구실에서는 350W 램프를 사용했고 CH mode를 사용할 시 사용자가 설정한 intensity를 맞추기 위해 적정 값보다 높은 power가 인가될 수 있다고 설명했습니다. 2023.08.21 - [etc./반도체 공정] - Aligner 이해 (2) 작동 모드 Aligner 이해 (2) 작동 모드 지난 글에서 Aligner의 구조와 작동방식에 대해 설명했습니다. 이 글을 읽으시기 전에 참고하시면 좋을 것 같네요. 2023.08.17 - [etc./반도체 공정] - Aligner 이해 (1) 구조와 작동방식 Aligner..

지난 글에서 Aligner의 구조와 작동방식에 대해 설명했습니다. 이 글을 읽으시기 전에 참고하시면 좋을 것 같네요. 2023.08.17 - [etc./반도체 공정] - Aligner 이해 (1) 구조와 작동방식 Aligner 이해 (1) 구조와 작동방식 제가 석사기간 동안 노광장비인 Aligner 담당자를 맡으면서 이 장비에 대해 여러 가지 알아보았는데요, 한번 정리해보고자 합니다. 저희 연구실은 SUSS MicroTec의 MA/BA6를 사용했습니다. - Aligner 구조 veriln-e.tistory.com 이번 글에서는 Aligner의 작동 모드에 대해 설명해 보겠습니다. 제가 사용했던 SUSS MicroTec의 MA/BA6는 Expose와 Contact에 여러 모드가 있었습니다. - Expose..

제가 석사기간 동안 노광장비인 Aligner 담당자를 맡으면서 이 장비에 대해 여러 가지 알아보았는데요, 한번 정리해보고자 합니다. 저희 연구실은 SUSS MicroTec의 MA/BA6를 사용했습니다. - Aligner 구조와 작동방식 먼저 구조를 설명드리자면 크게 램프, 내부 optics, mask & stage로 나눌 수 있습니다. 내부 optics는 사용자가 건드릴 수 없고 건드려서도 안됩니다. 왜냐하면 램프에서 나오는 자외선을 stage 전체적으로 일정하게 비취도록 optics에서 조절을 해주거든요. 만약에 stage의 spot 마다 자외선의 intensity가 다르면 기판 위치마다 포토공정의 resolution이 달라지기 때문에 optics는 사용자가 조절하지 않습니다. 참고로 장비 관리자로서 ..

- CVD, Chemical Vapor Deposition CVD는 고진공에서 증착을 진행하는 PVD와 달리 대기압이나 중진공(100~10-1Pa)에서 증착을 진행합니다. 챔버에 반응성 가스를 주입하면 기판에 붙고, 열과 플라즈마 등을 통해 에너지를 통해 화학반응을 일으켜 박막을 형성합니다. 반응성 가스가 챔버 내에서 기판 표면 위에 일정한 속도로 흐른다. 기판 표면에서 마찰로 인해 가스가 흐르는 속도가 0으로 줄어드는데 이를 정체층(boundary layer)이라고 한다. 정체층의 가스는 웨이퍼에 흡착되어 가스 농도가 낮아지고 농도가 높은 주변에서 가스가 계속 정체층으로 유입되어 기판 표면에 공급된다. 기판 표면의 화학반응으로 인해 박막이 증착되고 생성물은 챔버 밖으로 배출된다. CVD 공정의 장단점 ..

- PVD, Phisical Vapor Deposition PVD에는 다음과 같은 장점이 있습니다. 고진공 상태에서 화학반응 없이 증착하기 때문에 다양한 물질을 소스로 사용할 수 있음 기판 온도를 자유롭게 조절할 수 있음. 이외에도 진공도나 전압등의 조절 가능한 변수가 많음 고진공 환경에서 증착하기 때문에 particle 같은 오염이 적음 다만 CVD 대비 step coverage나 박막 균일도가 좋지 못하다는 단점이 있습니다. Evaporation Evaporation에는 크게 열을 이용하는 Thermal evapoator와 전자빔을 사용하는 e-beam evaporator가 있습니다. 고진공(~10-6 torr)분위기에서 진행되는 thermal evaporation 증착은 소스 물질이 열에 의해 기화..

박막공정이라고도 하는 증착공정은 웨이퍼 위에 얇고 균일한 박막(1um 이하 두께의 막)을 증착하는 과정으로, 크게 물리적 기상증착인 PVD(Phisical Vapor Deposition)와 화학기상증착인 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 나뉩니다. PVD는 고진공 상태에서 증착하려는 물질 소스에 에너지를 가해 기화시켜 기판에 증착시키는 Evaporation 방법과 소스 타겟에 플라즈마 이온을 강하게 충돌시켜 소스 원자가 튀어나와 기판에 증착시키는 Sputtering 방법을 주로 사용합니다. CVD는 기체 상태의 소스 물질을 기판으로 이동시켜 박막에 증착하는 방법입니다. 주로 열과 플라즈마 등의 에너지를 가해 화학반응을 일으킵니다. PVD CVD 장점 저온, 안전한 공정 고진공 환경..

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. - 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 ..

- Lift off 과정Lift-off 공정은 다음과 같은 순서로 진행됩니다.포토공정을 통한 패터닝패터닝 된 substrate 위에 증착PR 제거 (lift-off) 저희는 증착까지 완료된 substrate를 아세톤 용액에 담가 PR을 날리는 방식을 lift-off를 진행했습니다. Lift-off 과정에서는 Negative PR을 사용하는 것이 좋은데요, 그 이유는 PR profile 때문입니다. 그러면 lift-off 방식으로 패터닝을 할 때 profile에 어떤 문제가 발생할 수 있는지 알아보겠습니다. - Lift off 이슈 아세톤으로 PR을 날리기 전 상황인데요, PR의 종류에 따라 포토공정 후 위와 같은 profile을 보입니다. Positive PR의 경우 PR 벽면에도 증착이 되어 실제 wa..

Expose 후 Develop 전에 baking 처리를 하는데 이를 Post-expose baking(PEB)라고 합니다. 포토공정 과정 중에 있는 3번의 baking 중에 제 경험상 PEB가 가장 민감했는데 그 이유는 PR profile에 영향을 주기 때문입니다. 위 사진은 포토공정 후 Profile을 SEM으로 찍은 사진입니다. 왼쪽의 경우 패터닝 된 1um PR 위에 TiN 60nm를 증착한 사진입니다. 벽면이 매우 불규칙한 것을 확인할 수 있는데요, 여러 가지 원인이 있지만 그중 하나가 PR 벽면이 안정하지 않았기 때문입니다. 오른쪽 사진은 PEB 처리를 제대로 하지 않았을 때의 PR Profile입니다. 굉장히 울퉁불퉁한데요, 그 이유는 standing wave 때문입니다. - Standing ..