엔지닉 반도체 책으로 반도체 8대공정 뿌시기 - CMP공정 &세정공정

<CMP공정>
CMP(화학적 기계적 연마)공정 
: 연마 대상 물질의 표면에 화학적 변화를 주어
기계적 연마용이하게 함으로써, 웨이퍼 상의 다양한 박막을 연마하여 웨이퍼 표면을 평탄화 하거나 제거하는 공정이다.
CMP공정의 목적
->반도체 소자의 고집적화, 반도체 소자의 고속화를 위해서이다.
*반도체소자의 고집적화
(소자격리기술, 포토공정한계극복(DOF 여유도), 다층 배선화
*반도체 소자의 고속화
(Cu다마신 공정)

CMP공정장비구조
-플래튼 :전체장비시스템의 지지대역할->웨이퍼 캐리어와 함께 연마 시 회전한다
-연마패드 :웨이퍼의 굴곡에 대응할 수 있는 부드럽고도 단단한 재료이다
-캐리어:웨이퍼가 장착되어 회전하는 장치로서 연마 시 수직으로 누르는 힘이 작용한다
-컨디셔너: 패드의 기공에 낀 가공 잔류물 등의 제거 및 조도 회복가능하다
-슬러리:초순수, 연마용 미립자 및 화학약품으로 구성 된 연마제이다.

<세정공정>
:웨이퍼 표면의 이물질을 비롯하여, 금속불순물, 유기 오염물 및 불필요한 박막 등
->원하지 않는 모든 불순물을 물리 ,화학적 방법을 사용하여 제거하는 공정
세정공정의 요건
- 클리닝 화공약품 및 가스등의 자체오염이 없어야한다.
- 웨이퍼 표면 모든 형태의 오염원을 효과적으로 제거할 수 있어야 한다.
- 하부 구조 또는 박막을 식각하거나 손상을 주지 말아야한다.
- 안전하고 경제적이며 친환경적이어야 한다.

[세정공정의 분류]
(요즘은 습식세정에서 건식세정으로 넘어가고있는 추세다)
- 습식세정
ex)RCA세정, Ohmic 세정, IMEC 세정
- 건식세정
- Plasm 세정, UV-O3세정, 기상(Vapor) 세정

습식세정의 대표 RCA세정 과정
SC1클리닝->QDR과정 -> SC2클리닝-> DHF



느낀점: 이번에는 반도체 8대공정중 CMP공정과 세정공정에 대해 배워봤다. CMP공정과 세정공정의 정의를 알게되었으며, 현재는 어떤 방식으로 공정을 진행하는지(트렌드), 이유에 대해서도 알 수 있었다. 각 과정에 대해서도 세세하게 어떤물질이나 어떤 용액을 사용해서 진행되는지를 배웠다. 또한 화학적 습식세정 방식중 Single type방식에 대해 자세히 배울 수 있었으며, 그 중 RCA세정의 과정에 대해 자세히 배울 수 있었다. 오늘이 빡공스터디 마지막날이였는데 2주동안 대략적으로 알았던 반도체8대공정에대해 세세하게 알게되어 좋았으며, 혼자하는것이아니라 사람들과 같이 스터디를 하다보니(온라인이지만) 더 원동력으로 열심히 할 수 있었던것같다. 또한 공정설계엔지니어들이 어떤점을 초점을잡고 연구하며 공부할지에 대해서도 관점을 배울 수 있고, 현재 공정의 트렌드도 익힐 수 있어서 좋은 스터디였다. 앞으로는 이제까지 배웠던 공정의 복습뿐만 아니라 반도체소자의 원리, 특성과 회로설계의 초점을 맞춰서 열심히 취업준비를 해야겠다.!


<데일리미션>

1. CMP공정도입배경과 장단점 정리
=>반도체 소자의 고집적화, 고속화에 따라 공정을 진행하기 전, 웨이퍼의 완벽한 평탄화가 요구되었다. 이에 따라 다양한 방식의 CMP공정이 도입되었다.
종류->
① 얇은 트렌치 소자격리기술 도입
② 포토공정의 초점심도(DOF) 여유 확보
③ 구리 다마신 공정도입
④ 다층배선 공정도입에 의한 층간절연막 평탄화 및 텅스텐 콘택 플러그 형성
CMP공정으로 인해 다층배선 및 광역 평탄화가 가능하고, 공정단계를 단순화할 수 있으며 막 표면에 존재하는 이물질의 제거가 가능하다는 장점이 있다. 하지만 패턴밀도나 형상을 설계단계에서 고려해야하며, 공정 특성 상 이물질이나 긁힘등의 불량발생 가능성이 높다는 단점이있다. (이에대한 개선 및 보완이 이루어지고있다.)

2. 화학적 습식 세정 방법들 설명하기 
습식세정장비에는 일괄처리방식(Batch type)과 매엽식(Single type)방식이 있다.
최근에는 일괄처리방식에서 매엽식 방식으로 바뀌는 추세이다. (일괄처리방식:세정액을 재사용하지않고 낱장씩 처리하는 방법)
화학적습식세정 방식 중 대표적인 방식으로는 RCA세정이있다. 이는 세정 후 공기 노출을 최소화하여, 산화막 성장 및 오염물 재부착을 방지할 수 있다는 장점이있다.
RCA세정은 암모니아를 사용하는 SC-1과 염산을 사용하는 SC-2 세정으로 구성되어있다.