Search Thermo Fisher Scientific
반도체 제조 개요
칩은 끊임 없는 테스트를 통해 정밀한 제조 공정을 거쳐 제조됩니다. 실리콘 웨이퍼는 가스, 화학물질, 용제 및 자외선을 사용하는 반복된 공정 단계를 거쳐 층층이 제작됩니다. 공정 과정에는 에피택시얼 층 및 유전체 필름의 성장/증착, 패턴화(리소그래피 및 식각), 주입(도핑) 및 확산, 및 상호 연결 금속의 증착(알루미늄, 구리)이 포함됩니다. 각 층은 미크론, 심지어 나노미터 크기의 극도로 미세한 구조로 패턴화되어 수백만에서 수십억 개의 상호 연결된 트랜지스터를 만드는 집적회로(IC)를 형성합니다. 이 작업이 완료되면 단일 웨이퍼에는 혹독한 테스트를 통과한 후 웨이퍼로부터 절단되는 수백 개의 동일한 다이(칩)가 포함되게 됩니다. 그 다음 각 칩은 금속 또는 플라스틱 패키지에 장착됩니다. 장착된 칩이 최종 테스트를 거치면 최종 제품으로 조립될 준비가 된 것입니다.
페이지 내용
반도체 웨이퍼 제조 과정에서 직면하는 품질 관리 문제
| 제조 단계 | 품질 관리 문제 |
|---|---|
| 웨이퍼/기판 준비(웨이퍼 세척) | 웨이퍼가 청결하고 실리콘 클리스탈 결함과 불순물이 없는지 확인합니다. 습식 세척에는 초순수 화학물질, 초순수(희석, 헹굼) 및 초순수 유기 용제(예: IPA, 마란고니 웨이퍼 건조에 사용됨)가 필요합니다. |
| 이온 주입 | 이온 용량과 임플란트 프로필을 적절하게 통제해야 하며 이온 주입 후 최적화된 온도 어닐링 단계를 사용하는 등의 방법으로 크리스탈 손상 및 비정질화를 최소화해야 합니다. 이온 소스 가스(AsH3, PH3, BF3, B2H6 등)는 스퓨리어스 코임플란트를 방지하기 위해 불순물을 통제해야 합니다. |
| 열 처리 공정 | 어닐링(이온 주입, 구리(Cu) 증착 후) 또는 산화 규소 또는 규화물과 같은 층의 성장에 사용됩니다. 성장한 층에 불순물이 포함되거나 웨이퍼에 존재하는 물질과 원하지 않는 반응이 일어나지 않도록 하려면 반응기의 청결 상태와 가스의 순도가 중요합니다. |
| 필름 증착 | 얇은 등각 유전체 또는 금속 필름의 증착에 사용됩니다. 유전체 필름은 대부분 저압화학기상증착(LPCVD), 플라즈마강화화학증기증착(PECVD) 또는 원자층증착(ALD) 공정을 사용하여 형성됩니다. 유전체 필름은 두께, 구성 및 열-기계적 속성 면에서 적절하게 통제해야 합니다.
|
| CMP(화학적 기계 연마) | 토포그래피를 최소화하기 위해 CMP를 사용하여 물질을 제거하고 웨이퍼 표면을 평평하게 합니다. CMP는 기계/화학적 공정으로, 원하는 결과를 얻고 웨이퍼 손상 및 오염을 방지하려면 적절하게 통제해야 합니다. 사용되는 화학적 슬러리는 입자 크기 분포 및 화학적 구성 면에서 적절하게 통제되어야 합니다. |
| 포토리소그래피 | UV 광학 리소그래피는 웨이퍼에 장치 구조를 패턴화하기 위해 사용합니다. 레지스트를 웨이퍼에 증착한 다음 스캐너의 마스크를 통해 레지스트에 빛을 비추면 현상액 트랙에 현상됩니다. 활성화된 장치의 가장 작은 크기가 이 단계에서 정의되므로 리소그래피 단계를 통제하는 일은 매우 중요합니다. CD, 레지스트 프로필, 라인 에지 러프니스 등을 측정해야 합니다. 리소그래피 공정의 신뢰성을 유지하려면 클린룸 공기도 적절하게 통제해야 합니다. 최소 수준의 내화물 탄화수소 오염도 리소그래피 공정에 유해할 수 있으며(렌즈 오염), 미량의 산, 베이스 및 PGMEA와 같은 레지스트 용제, CR 공기 내의 에틸 락테이트 역시 웨이퍼에 결함을 만들어 부정적 영향을 줄 수 있습니다. |
| 습식 또는 건식 식각 | 식각을 통해 레지스트 레이아웃 또는 이전 리소그래피 단계에서 웨이퍼에 생성된 딱딱한 마스크에 따라 장치 구조에서 필름과 층을 패턴화합니다. 식각 공정은 식각 속도, 비등방성 및 선택성 면에서 통제되어야 합니다. 이러한 지표는 패턴화된 구조의 최종 형태와 크기를 결정하기 때문입니다(컨택트, 비아, 라인 등). 식각 공정은 다양한 반응성 및 불활성 가스(또는 습식 식각의 경우 화학물질)를 기반으로 하므로 이러한 가스 및 액체의 순도를 통제하는 일은 매우 중요합니다. |
반도체 웨이퍼 팹 분석용 솔루션
Thermo Fisher Scientific은 반도체 산업에 여러 가지 물리적, 화학적 테스트 솔루션을 제공합니다.
Click to enlarge