딴딴's 반도체사관학교

[심화 9-1] CMP 공정에서 Dishing과 Erosion의 발생 조건은 어떻게 다른지 알고 있나요.Dishing과 Erosion 모두 Over Polishing 기인 불량 유형이지만, 발생하는 Pattern 조건에서 차이가 있습니다. Dishing의 경우 Iso. Pattern (넓은 Pattern) 영역에서 발생합니다. 예를 들어, Cu 배선 공정 과정에서 CMP 공정을 진행할 경우, Pad가 Cu 위를 눌러 Cu와 Pad 사이에 국소적으로 높은 압력이 발생합니다. 단단한 주변 SiO2 대비 연마속도가 더 빨라지기 때문에, Over-Polishing이 진행되고, 절연막 대비 Cu가 더 많이 연마 되면서 막질이 움푹 파이는 Dishing 현상이 발생합니다. 그로 인해 Cu 배선의 두께가 감소 기인 ..

CVD 박막의 품질은 몇 가지 핵심 물성으로 결정됩니다.그 중에서도 굴절률(RI), Step Coverage, Film Stress는 절연막의 광학적, 기계적 특성을 각각 대표하는 지표라고 할 수 있죠. 이 3가지를 CVD 공정에서 어떤 Parameter를 왜 관리 해야 하는지 한 번 이해해봅시다.[기초 2-1] 굴절률이 무엇이고, 왜 CVD 공정 박막에서 이 굴절률 특성이 중요한 지 알고 있나요?굴절률(Refractive Index)이 CVD 박막에서 중요한 이유는 막질의 밀도와 조성을 반영하기 때문입니다. 타겟팅 한 화학 조성이 실제로 구현됐는지 간접적으로 확인할 수 있는 지표가 됩니다. 굴절률이 타겟값에서 벗어나게 되면 박막의 절연 특성이나 Etch 속도가 달라지게 됩니다. 또한, ARC(Anti-..

Session 2.에서는 Thin Film 공정에 대해서 다루어보도록 하겠습니다.기초부터 실무역량까지 준비 되셨나요![기초 1-1] Thin Film 공정이 반도체 제조 공정에서 어떤 역할을 하나요? 반도체 소자 제조 시 CVD와 PVD가 각각 어떤 Layer를 담당하는 지 알고 계신가요.반도체 소자의 단면을 보면 약 2/3이 절연막으로 채워져 있습니다. 이때 절연막과 배선을 만드는 두 가지 방법이 있는데, 그것이 CVD와 PVD 공정입니다. CVD 공정은 주로 절연막을 형성할 때, 사용됩니다. MOSFET 소자의 Gate Oxide, STI, ILD, IMD 등의 층간 절연막부터 최종 Passivation까지, 배선과 배선 사이, 층과 층 사이를 구분해주는 SiO2 산화막 계열은 모두 CVD로 형성된다..

이번 게시글에서는 CMP 공정의 설비엔지니어 관점에서 한 번 설명드려보겠습니다.설비 엔지니어라고는 했지만, 실제로는 설비 자체에서 발생할 수 있는 이슈와 구성품들에 대해서 다루는 내용이라 중복되는 내용이 있는 점 참고 부탁드립니다.[기초 8-1] CMP 소모성 부품에 대해서 설명해주시고 관리의 중요성도 함께 설명해주세요.CMP 공정의 품질은 장비 설계 만큼이나 소모성 파츠의 관리에 달려 있습니다. 특히 타공정 대비 소모성 파츠가 많은 CMP 공정의 경우 소모성 파츠를 관리하는 것이 중요하다고 생각됩니다. CMP 공정의 주요 소모품 Parts는 Pad, Disk, 멤브레인(Membrane), 리테이너 링, 브러시, 필터가 있으며 모두 시간이 지나면서 성능이 저하되는 소모품으로 적절한 시점에 교체하지 않으면..

이번엔 CMP 공정에서 정말 중요한 Slurry에 대해서 한 번 다루어보도록 하겠습니다.화학 관련 전공 지원자 분들 중 특히 CMP 공정을 희망하신다면Slurry 내용은 꼭 숙지하셔야겠죠![기초 7-1] Slurry의 구성 성분과 각각의 기능을 간략하게 설명해주세요.CMP Slurry는 연마제, 첨가제, 분산제, 산화제, pH조절제 그리고 Slurry의 매질인 물로 구성되어 있는 콜로이드 용액입니다.① 연마제(Abrasive)는 수십~수백 nm 크기의 고체 입자로 주로 Silica(SiO2), 세리아(CeO2), 알루미나(Al2O3)가 대표적이며, 화학 반응으로 약해진 Target 막질 표면을 기계적으로 연마하는 역할을 합니다. ② 첨가제(Additive)는 막질 표면에 선택적으로 흡착하여 특정 막질의 ..

오늘은 CMP 공정의 성능 지표인 Uniformity에 대해서 다루어 보겠습니다.[중급 6-1] CMP 공정의 Uniformity에 대해서 설명하고, Uniformity가 수율 저하에 미치는 영향을 말씀해주세요.CMP Uniformity는 Wafer 전체 영역에서의 얼마나 균일한 양을 연마했는지에 대한 지표입니다. Wafer 영역을 크게 Center, Edge, Extreme Edge 세 구역으로 나누고, 세 영역 모두 균일한 양의 연마가 이루어지면 Uniformity가 우수하다고 판단할 수 있습니다. Pad 상태 불량, Slurry 공급 및 유량 불균일 등의 요인으로 CMP Uniformity가 저하될 경우, 후속 공정의 이슈로 이어지게 됩니다. 예를 들어, Center 대비 Edge의 연마량이 클 경..

공정 엔지니어라면 공정 중 발생하는 주요 Defect 이슈 사항에 대해서는 숙지하고 계셔야겠죠. 오늘은 CMP 공정 주요 Defect 요소에 대해서 다루어보도록 하겠습니다.[기초 5] CMP 공정에서 발생하는 대표적인 Defect 2가지는 무엇인지 알고 있나요.네. 말씀드리겠습니다. CMP 공정에서 발생하는 2가지의 주요 Defect은 Residue와 Scratch 입니다. Slurry 입자나 CMP 공정 이후 부산물이 Wafer 표면에 흡착되면서 발생하는 불량입니다. CMP 공정 중 많은 부산물들이 발생하는데, 세정 공정의 조건이나 시간이 충분하지 않아 이 Residue가 탈착되지 않고 표면에 남아 있는 문제입니다. 두 번째는 이러한 Particle들이 Wafer와 Pad 접촉 계면에 개입되었을 때, ..

CMP 공정이 끝난 직후 Wafer 표면에는 슬러리 잔유물, 연마 부산물, 금속성 이물질 등이 남아있죠. 이를 충분히 제거하지 않을 경우 후속 공정에서 심각한 불량한 이슈로 이어질 수 있습니다. 이번 게시글에서는 세정 순서와 각 Chemical의 역할, 그리고 Brush 관리 방법 등 공정과 설비 관점에서 CMP Cleaning 공정을 파헤쳐 봅시다.[기초 5-1] CMP 공정 이후 Cleaning 공정이 반드시 필요한 이유를 설명해주세요.CMP는 Slurry와 Pad의 기계적 연마가 동시에 작용하는 공정이기 때문에 CMP 공정 이후 다량의 부산물과 Slurry 잔여물들이 필연적으로 표면에 발생합니다. Slurry 입자와 반응 부산물이 Wafer 표면에 잔류하게 될 경우, Scratch 불량의 소스로 ..

모두 아시다시피 반도체 공정도 중요하지만 설비 또한 중요하죠.CMP 공정 설비의 구성이 어떻게 되는지, 어떤 시스템이 탑재되어 공정을 안정적으로 제어하는지 한 번 살펴보아요.[기초 4-1] CMP Polisher Unit의 전체 구성과 각 부품의 역할에 대해서 알고 있나요?CMP Polisher Unit은 Head, Platen, Slurry Arm, Pad Conditioner 등으로 구성되어 있습니다. ① 먼저, Head는 Wafer를 고정하고 Pad 방향으로 압력을 가하는 Polishing의 핵심 부품입니다. 내부에 고무 재질의 멤브레인이 장착되어 Wafer에 압력을 가할 합니다. Wafer의 Pattern 면이 Platen 방향을 향하도록 부착하고 멤브레인의 Zone 별 압력을 조절하여 원하는 ..

CMP 공정에서 가장 중요한 기능은 평탄화와 Isolation입니다. 두 공정은 서로 목적이 다르고 공정에 요구되는 슬러리 특성도 다르죠. 평탄화의 경우 고단차를 얼마나 효율적으로 제거하느냐가 관건이고, 소자를 분리하는 Isolation은 어떤 막질에서 정확히 공정을 Stop하는지가 핵심이라 할 수 있죠.[기초 3] 반도체 제조 공정에서 단차는 왜 발생하며, 왜 제거를 해야 하는지 그 필요성에 대해서 말씀해주세요.반도체 제조 공정에서 단차가 발생하는 이유는 바로 하부막에 패턴 막질의 존재 여부 입니다. 반도체는 전기적 성질이 서로 다른 막질 패턴을 적층하여 반도체 Chip의 특정 Function을 구현한 것이죠. 하부에 패턴이 형성된 Wafer 위에 막질을 증착하면 패턴이 있는 곳과 없는 영역과의 높이 ..