너~~~무 글 쓰기 귀찮다. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
원래는 하루에 한 번 정리해서 저번주에 서울대 공정실습 모든 포스팅을 마무리 할려고 했는데 귀찮아서 안 하게 되었다.
그래도 내 것으로 만들어야 하니깐... 꾸역꾸역 이번주안에 정리는 하자:)
3일차에서는 산화이론, 산화실습, 이온이론을 배웠다.
산화이론에서 조교님이 수업을 시작하기 전에 산화를 왜 하는 지? 어떻게 하는 지? 생각하면서 수업을 들으면 좋겠다고 하셨다.
산화공정은 실리콘 기판위에 산화제와 열E를 공급해 자연성장을 하도록 하여 산화막을 형성 시키도록 해준다.
산화 반응 단계는
1.Reaction process(실리콘과 직접 화학반응했을 때)
2. Diffusion process(성장중인 상태라 확산을 통해 화학반응을 할 때) 로 나뉜다
1번은 산화막 성장속도가 일정함에 반해 2번은 성장중에 확산을 하니깐 두께에 따라 성장속도가 감소하게 된다.
공정변수로는
산화제, 웨이퍼 결정방향, 더미웨이퍼, 도핑 농도, 압력, 온도, 시간, 기판결함이 있다.
산화제는 습식산화로는 H2o를 사용하고, 건식산화로는 O2를 사용한다.
건식 산화는 o2가 H2o보다 용해도가 낮기 때문에 반응속도가 느려 두께가 얇다
습식산화는 비교적 용해도가 높기 때문에 반응속도가 빠르고 두꺼운 산화막을 형성할 수 있다.
웨이퍼 결정방향은 100 110 111이 있는데 보통 100, 111을 주로 사용한다.
더미웨이퍼는 공정을 할 때 열E가 골고루 확산되지 않기 때문에 이를 위해서 양 옆에 더미웨이퍼를 놓는다
공정의 유니포미티를 위해 중앙에만 메인 웨이퍼를 놓기로 한다.
도핑농도는 증가할 수록 산화막 성장률이 증가한다 그 이유가 불순물 농도가 높아질 수록 Si결합단자 사이에 침투하여 반응하기 쉬워지기 때문이다.
산화공정VS증착공정
산화공정은 고온에서 산화막을 만든다. Breakdown filed 가 압도적으로 높아 소자간의 고립을 위해 사용된다.
증착공정은 저온공정에서 소자들이 영향이 안 가도록 산화막을 만든다. 식각률이 높다.
산화막의 용도는
STI, , ILD, IMD, Passivation -증착공정
Gate oxide, PSG-산화공정 이렇게 사용된다.
실험 순서는
Wafer Cleaning-->Oxidation--->Inspection 다.
Cleaning은 Wet Station 장비를 사용했다.
SPM-황산을 이용해 120도에서 60초간 유기물을 제거한다. 이 클리닝을 한 후 DI 워터로 세척한다
APM-암모니아를 이용해 먼지, 불순물을 제거한다. 위와 같다.
HPM-염산을 이용해 금속이온들을 제거한다. 산화막에 Na2, K+가 존재하면 전자 이동에 디팩이 발생하기 때문에 꼭 제거 해야 한다.
DHF- 불산을 이용해 자연 산화막을 제거 한다. 산화 반응을 통해 자연적으로 생기는데 공정중에 전기적 특성이 문제가 되기 때문에 제거해야 한다.
3번째 사진을 보면 자연 산화막을 제거 했는지 확인 하는 작업이다.
산화막은 친수성이기 때문에 워터로 세척하면 젖어서 무지개빛이 나온다.
Oxidation은 퍼니스 장비를 사용했다.
로딩작업을 하고 퍼니스장비 튜브 안으로 투입되면 공정이 됨
고온상태에서 산화제 가스가 공급이 돼 산화막 두께 조절 방법은 온도나 시간
레시피(조절)
DRIVE IN
CMOS공정을 할 때 사용하는 기법 Well 형성
(도펀트 들이 엑티베이션 될 수 있는 곳-->열E공급///-임플란트 작업후 drive in)
DRY OXIDATION-사용하지 않지만 평상시에도 온도 유지
O2가스 이용
P+ ANNEAL
-소스 드레인에 자주 사용-임플란트 작업 후 열처리를 해줌 이유는?
1.도펀트를 가속화 시켜 넣었기 때문에 실리콘에 결함이 생기는데
열 처리를 하면 상쇄 가능
2.도펀트들이 확산되고 엑티베이션 되도록 열E공급
==>> 최신 장비로 퍼니스 장비보다는 RTA, RTP 작업을 함
H2
실리콘에 H2를 침투시켜 Dangling bond를 메워주는 작업
열처리 과정중에 주입돼 -->분자크기가 작고 디퓨전이 잘 하기 때문
REFLOW
박막위에 표면이 울퉁불퉁 할 때 공정중에 영향을 주기 때문에 열처리를 하여
평평하게 해주는 작업
POCL3 도핑
임플란트 장비를 사용하기 때문에 잘 사용안함
Inspection은
엘립소미터, 나노스펙
엘리소미터로
웨이퍼에 편광빛을 쏘면 두께에 따라 반사되는 정도에 따라 달라짐 /산화속도는
다섯 곳 정도 측정해 평균을 냄
박막 두께 측정
100방향 웨이퍼 드라이 옥시데이션 30분 21나노
111방향이었다면? 면밀도가 커지다 보니깐 성장속도가 빨라 1.7배 정도 빠르게 성장 34나노정도
111방향 갈 수록 파라볼릭하게 성장속도가 느려짐 같은 공정변수조건으로 60분 진행해보면 52나노 두께가 나온다.
100방향 웨이퍼 웻 옥시데이션 30분 124나노~125나노
111 방향 웨이퍼 웻 옥시데이션 30분이 나온다.