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(특집) 증착공정 심화 정리 1편. 증착공정 소개

< (특집) 증착공정 심화 정리1편. 증착공정 소개 >[1] 증착공정이란?- 증착(Deposition) : 새로운 재료를 다른 재료위에 쌓거나 성장시키는 공정(Deposition or Growing)→ 배선층과 절연층의 조합을 어떻게 할 것인가?* 위에 사진은 반도체 소자의 수직적 구조형태입니다.(Vertical 사진)그 사진에 빨간색 원으로 표기한 부분이 Switch에 해당하는 부위입니다.?- 전자들이 이동하기 위한 배선층이 필요하고 전기가 통하는 길(배선층)과 그 전기가 다른 곳에 영향을 주지 않는(절연층) 이 2가지를 만들어내는 것이 증착공정입니다.?- 위에 그림을 보면 M1에 비해 M6 로 갈수록 Metal층이 두껍게 깔아야하는 이유는내 집 하수구에서 한강으로 물이 고이듯이 각각의 트랜지스터의 신호가 나중에 모이고 잘흐르게 하려면 metal층이 두꺼워야 합니다. Pipe의 직경이 두꺼워 진다. 라고 생각하면 쉽습니다.?- 반도체 소형화를 위해서는 Via 얘들끼리 간격이 좁아야 하는데 너무 근접하게 되면신호가 흐르지 않도록 명령된 부분에도 유도전류에 의해 신호가 흐르게 되는 오류동작이 발생할 수 있습니다.그래서 Design Rule이 존재합니다. 그래서 Via를 얇게 만들기 위해 CD를 작게 설계합니다.?- 증착공정은 눈이 쌓이는 원리와 유사합니다.위에 사진처럼 아래 하부 Pattern이 울퉁불퉁한거 상관없이 위에 울퉁불퉁한 형태를 그대로 유지하면서 쌓인다.?* 증착공정 = 제어를 통하여 반복적으로 동일한 특성을 가지는 막을 생성

공학/기술| 2021.11.02| 2페이지| 2,000원| 조회(140)

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(특집) 증착공정 심화 정리6편. Dual damascene 공정(듀얼 다마신 공정) 소개

< (특집) 증착공정 심화 정리6편. Dual damascene 공정(듀얼 다마신 공정) 소개 >이번 시간은 Dual damascene 공정(듀얼 다마신 공정)에 대해서 자세히 소개해드리겠습니다.?듀얼 다마신 공정 개략도(렛유인 강의자료 참조)* 증착 물질의 재료가 가져가야할 특성1. Conductivity(전도성) / 2. Adhesion(접착성)3. Deposition(증착성) / 4. Patterning/Planarization(패턴형성가능성, 평탄화 가능물질)5. Reliability(신뢰성) / 6. Corrosion(부식) / 7. Stress(응력)?듀얼 다마신 공정을 좀 더 자세히 설명드리도록 하겠습니다.??- Metal층 위에 SiO2(interlayer)를 증착시킨다.???- SiN layer를 증착시킨다.???- Photo + Etch 공정을 통해서 Patterning 시킵니다.첫번째 구역 만들어짐. (Etch stop layer 형성)??- SiO2 산화막을 다시 위에 쌓습니다.?- PR을 사용. Photo+Etch를 진행합니다.( 이 부분의 역할도 Etch stop layer입니다.)?- Etch를 해서 구리가 들어갈 영역을 확보합니다.왜 Dual이라는 단어가 들어갈까?그 이유는 나중에 구리가 들어가면 구리가 2개의 층이 있는 것처럼 보이기 때문입니다.( 접하는 면에 따라 미세하게 화확구성이 달라서 선 같은 층이 보여 Dual layer 형태처럼 보인다. )??- 구리는 확산과 산화로 부식 문제가 있기 때문에 바로 구리를 도금하면 안된다.그래서 Ta, TaN 두 개의 층을 깔아줍니다.?- Cu Seed Layer를 Sputtering을 해줍니다.( 얇게 Cu를 뿌려줍니다. )

공학/기술| 2021.11.02| 4페이지| 2,000원| 조회(293)

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(특집) 증착공정 심화 정리5편. CVD, PVD

< (특집) 증착공정 심화 정리5편. CVD / PVD >[ CVD : Chemical Vapor Deposition ]'CVD(Chemical Vapor deposition) '에 대해서 소개하겠습니다.?대표적으로 PECVD의 반응과정을 예시로 설명드리도록 하겠습니다.PECVD 반응과정(렛유인 강의참조)위에 그림은 PECVD의 반응과정입니다.(반응순서대로 설명드리겠습니다.)?1. Reactants enter chamber : 가스가 챔버에 들어옵니다.ex) SiH4 + H2O → SiO2?2. Dissociation of reactants by electric fields: 전기장에 의해서 가스가 분리된다. Power에 에너지가 가해지게 되면 전기장을 형성.전기에너지를 받은 전자들이 충돌한다.(전자의 이탈로 다른 전자를 때릴 것이다.)?3. Film precursors are formed: 전구체를 형성한다.( SiO2를 형성한다. 기판에 붙는 물질을 형성) → 전구체 형성하면서 불순물도 같이 형성된다.(SiON, SiH, SIC 등)따라서 요즘은 Precursor 상태의 gas를 주입시킨다.(에너지가 적어도 되고 불순물도 안생기므로)?4. Adsorption of precursors: 전구체의 흡착(기판에 달라붙는다.)?5. Precursor diffusion into surface: 표면 안쪽으로 확산?6. Surface reactions & continuous film: 표면에서 반응 & 연속적인 필름을 형성한다.?7. Desorption of products: 전구체가 Diffusion되면서 생기는 여분의 불순물들이 탈착된다.?8. By-product removal: 탈착된 물질을 제거?[ PVD : Physical Vapor Deposition ]PVD 반응 과정(렛유인 참고)PVD장비는 Sputter라고 부릅니다.?1. Electric fields create Ar+ ions: Gas Delivery를 통해서 반응 Gas가 들어오고 전기장에 의해 Ar+ 이온이 만들어진다.?2. High-energy Ar+ ions collide with metal target: Ar+이온을 metal target(ex. 구리, 텅스텐)에 충돌시킨다.?3. Metallic atoms are disloged from target: 금속원자들이 금속 target으로부터 분리된다.(금속 중성자들이 분리된다.)?4. Metal atoms migrate toward substrate: 금속원자들이 기판쪽으로 달려간다.(약 15%~20%)?5. Metal deposits on substrate: 금속들이 기판에 달라붙는다.?6. Excess matter is removed: 여분의 물질들은 제거한다.??* PVD는 CVD에 비해 고진공으로 잡는다.금속원자들의 에너지를 강하게 하기 위해 원자들 간의 거리(Mean process)를 넓게 해야하기 때문이다.

공학/기술| 2021.11.02| 3페이지| 2,000원| 조회(207)

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(특집) 증착공정 심화 정리4편. 증착공정 中 화학적 반응 공정, 물리적 반응 공정

< (특집) 증착공정 심화 정리4편. 증착공정 中 화학적 반응 공정 / 물리적 반응 공정>네번째 시간은 '증착공정 중 화학적 반응 공정과 물리적 반응공정 '에 대해서개략적으로 소개하겠습니다.모든 반응공정들이 그렇듯 증착공정(Deposition)의 경우도 화학적 반응과 물리적 반응으로 이루어져 있습니다.화학적 반응 공정의 경우는 아래 그림처럼 주기율표 상 원소간의 반응을 통해서 이루어지는 공정을 말합니다.원소가 가지고 있는 전자를 몇개를 가지고 있느냐에 따라 O족 원소라고 부르며 전자의 이동을 통해 원소간에 반응이 일어납니다.??물리적 반응의 경우는 아래 풍선의 그림처럼 작용과 반작용 / 원심력과, 구심력 등의물리적인 힘에 의해서 반응이 일어나는 경우를 말합니다.?간단히 말해서 막질에 하늘에서 눈이 내려서 쌓이는 반응형태는화학적 공정 방법 CVD?눈을 집어 던져서 붙이는 물리적 공정 방법을 PVD라고 부릅니다.위에 표는 증착공정의 화학적 공정과 / 물리적 공정을 구분하여 정리한 표입니다.크게 주반응이 화학적 반응이면 Chemical process / 물리적 반응이면 Physical process 입니다.?(1) CVD(Chemical Vapor Deposition): Energy(열 에너지)를 가해서 Precursor(전구체)를 만들어서 SiW 기판 위에 증착되게 하는 방식. 보통 10000도 이상의 온도를 가해주면 됩니다.Precursor를 만드는 데 10000도의 온도가 필요한테 Si기판은 1500도만 넘어도 녹아내려서 한 공간에서 만들 수 없는 단점이 있습니다. 그래서 개발된 기술이 LPCVD입니다.?(2) LPCVD{Low Pressure CVD): 일반 기압 상태에서는 물질의 결합을 끊는게 너무 어렵습니다.(공유결합을 끊기 위해)전자가 와서 때려서 결합을 끊어야 합니다. 전자와 전자간의 거리가 멀어야 부딪힐 때 충돌에너지가 더 큽니다.진공상태를 해주면 전자간의 거리가 멀어집니다.(그래도 700도~ 1500도의 온도가 필요하다.)Si 기판은 안녹지만 Al같은 불순물이 녹는 현상이 발생하는 문제점이 있습니다.?{3) PECVD(Plasma Enhanced CVD): LPCVD에 비해 압력이 더 낮은 진공상태를 잡아줍니다. 열에너지가 필요없는 정도. PECVD는 Chamber 전체에

공학/기술| 2021.11.02| 3페이지| 2,000원| 조회(161)

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(특집) 증착공정 심화 정리3편. 증착공정에 사용되는 막질 소재의 주요 특성

< (특집) 증착공정 심화 정리3편. 증착공정에 사용되는 막질 소재의 주요 특성 >세번째 시간은 '증착공정에 사용되는 막질 소재의 주요 특성'에 대해서 소개하겠습니다.?증착공정에 사용되는 막질 소재의 주요 특성 4가지는 다음과 같습니다." Controlled stoichiometrics(화학보존량) / Stress(응력)/ Electrical properties(전기적특성) / Adhesion(접착력 "?하나씩 살펴보도록 하겠습니다.[1] Controlled stoichiometrics(화학보존량)?- 화학보존량이 맞지 않게 되면 비어있는 부분 Vacancy, 혹은 Substibitional lager atom(어느 부분에 붙어있는 형태), interstitial(빈공간에 있는 형태) 등 이상한 형태로 존재하게 됩니다.→ 화학보존량이 제어되어야 합니다.??[2] Stress(응력)?- 어느 Substrate 위에 Film이 증착되게 되면 접한 부분 면에 새로운 힘이 생겨납니다.그 힘이 심하게 되면 Crack이 생기거난 성질이 변하게 됩니다.→ 그래서 layer와 layer간의 응력방향 차이를 줄이기 위한 barrier layer가 존재합니다.(stress barrier layer)??[3] Electrical properties(전기적 특성)?* Dielectric constant(k) : 유전상수, 신호가 주어지면 전기를 잘 흐르는지 정도를 유전상수의 수치로 표현

공학/기술| 2021.11.02| 2페이지| 2,000원| 조회(126)

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