2019 패터닝 결과보고서 (74.5/80)

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본 실험에서는 패턴이 형성된 웨이퍼에 gas ratio, RF power, Pressure 중 하나를 공정변수로 선택하여 식각속도 변화를 관찰한다. 식각공정은 반도체 제조과정의 핵심 단계 중 하나로서 실험을 통해 식각공정, 전반적인 반도체 제조공정을 이해할 수 있다. 반도체 산업은 전자, 통신 부문과 함께 성장하고 있는 산업으로 정보화 사회를 주도하고 있는 핵심요소이자 고부가 가치화를 위한 필수적임 공업으로서 현재 우리나라를 이끌어가고 있는 산업 분야 중 하나이다. 따라서 반도체 관련 엔지니어뿐만 아니라 그 외의 엔지니어들에게 또한 반도체산업의 기본적인 지식이 요구된다.

(1) SiO2 wafer
실리콘은 독성이 없을 뿐만 아니라 지각에 존재하는 원소 중 산소 다음으로 많은 원소로서 공급이 안정적인 재료이다. 또한 실리콘 웨이퍼는 에너지갭이 넓어 고온에서도 소자가 움직일 수 있다는 장점 때문에 반도체 소자 제조용 재료로서 광범위하게 사용되고 있다.

(2) Ar
Ar 플라즈마의 경우 전기장에 의해 가속된 전자가 Ar과 충돌하여 Ar+와 전자를 형성하게 되면서 만들어지게 되는데 이 때 전자가 충돌한 에너지가 이온화 시킬만큼 충분하지 않게되면 들뜬상태의 에너지가 다시 바닥상태로 되돌아오게 되면서 hv를 방출하게 되고 이는 플라즈마에서 빛이 나는 원인이 된다.

(3) C2F6
C2F6 플라즈마도 마찬가지로 RF power를 가해줌으로써 생성된 전기장이 전자를 가속시켜 C2F6와 충돌하면 C2CF3라디칼과 F라디칼이 형성되면서 만들어진다.
이 두 기체는 식각에 사용되며 C2F6 화학적 식각을 Ar은 물리적 식각을 하게된다. 두 기체를 동시에 넣어주게 되면 식각공정에서 시너지 효과를 얻을 수 있다.

(1) O2
O2플라즈마의 부산물인 산소 라디컬이 PR과 반응하면 CO2 기체가 되기 때문에 PR을 제거할 수 있다. 즉, O2플라즈마는 ashing 공정을 위해 넣어준다고 할 수 있다.

참고 자료

인하대학교 화학공학과/ 공업화학, 화학공학 실험교재/ 인하대학교 화학공학과/2019/19~32p
월간전자기술 편집위원회/ 전자용어사전/ 성안당/ 1995
백운기, 박수문 / 전기화학, 계면과 전극과정의 과학 기술/ 청문각/ 2012/ 77~84p
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한국공업화학회/ 무기공업화학/ 청문각/ 2003/ 186~203p