반도체 제조공정 설명

[가이아]

1. LASER MARKING

각 W/F의 공정 내역 관리를 위해 일련번호 부여.

2. INITIAL OXIDATION

Si 와 NITRIDE의 열 팽창계수 차에 의한 Si의 STRESS 완화

1) 절차

① CLEAN B ( H2SO4 : H202=4:1 )

② CLEAN N ( NH4OH:H2O2:DI=1:2:10)

③ SCRUBBER

④ OXIDATION ( 300 Å )

반응식 : SI + 2H2 + 02 ---> SI02 + 2H2

3.. 1'ST NITRIDE DEPOSITION

NITRIDE의 비산화성을 이용하여 N-WELL MASK 작업.

1) 절차

① DEPOSITION ( 1000 Å )

② CLEAN N ( NH4OH:H2O2:DI=1:2:10)

③ 진공상태에서의 공정 진행: 상압 상태에서는 3SiH2CL2(디클로루실랜) 와 NH3(암모니아)

가 공기보다 무거워 TUBE밑에 남아 있게 되어 균일 DEPOSITION이 되지 않으므로

진공으로 흡입 하면서 공정 진행.

④ NITRIDE의 특징

조직이 치밀하고 단단하다.

PIN-HOLE이 적다.

가공성 우수

4. N-WELL MASK

N-WELL 지역의 NITRIDE제거 목적

1) 절차

① H.M.D.S(HexaMethylDiSiane) PRIMING

Si는 공기중 스스로 수화되어 친수성(HYDROPHILIC)이 되는데 HMDS를 W/F처리하여

친수성을 소수성(HYDROPHOBIC)으로 변환시켜 수분제거후 P/R COATING시 W/F와

RESIST와의 접촉을 용이하게 한다.

② COATING

③ ALIGN/EXPOSURE

④ DEVELOP

2) INSPECTION

MISALIGNMENT : MAIN DIE와 TEST DIE와의 ALIGN상태 검사

5. N-WELL ETCH

NITRIDE 상에서는 OXIDE가 성장할 수 없으므로 N-WELL OXIDE를 성장시킬 부분의 NITRIDE를 제거

1) PLASMA

고 진공중에 GAS를 넣어 전압을 걸면 내부에서 분해가 되어 활성화함과 동시에 특유한 빛을 발하는 상태

2) PLASMA ETCH

PLASMA 상태의 GAS가 물질과 반응하여 기체화시킴으로서 ETCHING이 됨.

6. N-WELL IMPLANT

P-REGION에서 N-WELL형성하기 위해 5가의 불순물인 P를 IMPLANT함.

M/C	IMP 2
SPECIES	P31
DOSE	9.5E 12/Cm2
ENERGE	150KeV
BEAM 1	25uA

7. P/R STRIP

P/R ( PHOTO RESIST ) 사용 목적.

1) SELECTIVE ETCHING 공정을 위한 MASK

2) ION IMPLANTATION위한 MASK

3) W/F 뒷면에 존재하는 OXIDE나 POLY등 STRIP할 때 앞면 보호목적.

* P/R은 원하는 목적 달성후 제거 *

- 고온도 공정(400℃ 이상)에서 BURING되어 P/T 발생원인이 됨.

4) 절차

① PLASMA STRIP : C( P/R ) + 02 ---> CO2

② CLEAN B ( H2SO4 : H2O2 = 4 : 1 ) PLASMA STRIP후 제거되지 않은 잔유물 제거

8. N-WELL DRIVE IN

N-WELL REGION에 IMPLANT된 PHOSPHORUS를 내부로 깊숙히 침투시켜 원하는

DOPING PROFILE을 얻기 위함( 고온에서 확산 ) 다음 공정에서 진행될

P-WELL MASK인 N-WELL OXIDE를 성장시킴. DRIVE IN 동안 N2를 흘리는 이유는

02나 다른 GAS등의 불순물 개입을 막아 안정된 DOPANT의 성장을 가져오게 하기위함.

1) 절차

① CLEAN B ( H2SO4 : H2O2 = 4 : 1 )

② DRIVE IN ( 6000Å)

9. PAD OXIIDE

FIELD OXIDE시 발생하는 NITRIDE STRESS 가 SILICON SURFACE 에 미치는.

DAMAGE 를 완충하여 DEFECT 발생을 제거하기 위한 공정이다 .

1) 절차

① CLEAN FN ( HF10:1,NH4OH )

② CLEAN N ( NH4OH:H2O2:DI=1:2:10)

③ SCRUBBER

④ OXIDATION

10. 2'ND NITRIDE DEP

양질의 NITRIDE FILM을 DEPOSITION 시켜 선택 산화막용 MASK로

사용하여 CELL AREA를 향상시켜 주는데 목적이 있다.

1) 절차

① DEPOSITION

② SCRUBBER

11. ISO MASK

FIELD OXIDE가 자라날 부분을 구별하기 위하여 NITRIDE를 선택적으로 식각하기 위한 공정

1) 절차

1. COATING

① H.M.D.S(HexaMethylDiSiane) PRIMING

② COATING

2. ALIGN/EXPOSURE

3. DEVELOP ( Develop 공정은 Top side rinse 과정이 없음)

4. CD CHECK

5. OVERLAY CHECK & INSPECTION

ISO MASK의 DEFECT를 측정하고 앞 MASK 공정 N-WELL 과의 OVERLAY,

MISALIGNMENT정도를 CHECK한다.

12. ISO ETCH

FIELD OXIDE를 성장시킬 부분의 NITRIDE를 제거하기 위한 공정이다.

이때 NITRIDE가 남아 있으면 OXIDE가 성장하지 않기 때문에 NITRIDE를 완전히 제거 하기위해

OVERETCH한다.

1) PLASMA ETCH

PLASMA ETCH는 WET ETCH와 반대로 용액대신 GAS를 사용하여 PLASMA 라는 물질의 제 4상태로 만든 다음 이 PLASMA중의 한 성분이 ETCH 시키려는 물질과 화학반응 및 물리적인반응을 일으켜 기체상태로 변화한 후 CHAMBER 의 뒷면의 장착된 진공 펌프를 이용하여 이를물질과 ETCH GAS 가 반응하기 위해서는 충분한 ENNERGE가 필요한데 그 ENERGY인 RF POWER를 주입하여 PLASMA 를 형성한다.

13. P/R STRIP

장비와 WET STATION을 사용하여 PHOTORESIST를 제거 하기위한 공정이다.

ETCH가 완전히 끝난후 필요 없게된 P/R을 제거해 주기위해 건식으로 STRIP시키는 것을

말하며 O2를 사용하여 P/R을 태워서 제거한다. 때때로 이것을 ASHING이라고 한다.

1) 절차

① PLASMA STRIP(PSC)

② CLEAN B ( H2SO4:H2O2=4:1)

③ CD CHECK & INSPECTION

ETCH와 P/R STRIP이 끝난후 ETCH되지 않은 부분(SPACE BAR)의 LINE WIDTH를 측정하여

CD(CRITICAL DIMENSION)을 측정하고, WAFER 5 POINT를 WAFER 의 두께를 측정한다.

QC INSPECTION : 3WAFER 10 DIE/WF

14. N-CH FIELD IMP MASK

FIELD OXIDE의 THRESHOLD VOLTAGE을 높여, 인접 ACTIVE AREA 사이의

CURRENT LEAKAGE을 감소시키는 N-CH IMPLANTOR AREA를 형성시키기 위한 공정이다.

1) HMDS PRIMING

2) COATING

3) ALIGN/EXPOSE

4) DEVELOP

5) OVERLAY CHECK & INSPECTION

ISO PATTERN 에 중첩된 OVERLAY값을 INSPECTION하여 OVERLAY, MISALIGNMENT정도를 CHECK 한다.

15. N-CH FIELD IMPLANT

TR과 TR, WELL과 WELL 간의 절연성을 높이기 위해 FIELD OXIDE가 성장될 부분에

SUBSTATE와 같은 종류의 이온을 주입 하기 위한 공정이다.

1) 절차

① HARD BAKE

② IMPLANT

16. P/R STRIP

IMPLANT하기 위해 씌웠던 N-WELL지역의 P/R을 제거하기 위한 공정이다.

1) 절차

① PLASMA STRIP(PSC)

② CLEAN B(WET SINK)

****** THICKNESS MEASUREMENT *******

# NANOSPEC( SPECTROPHOTOMETER)

① 정의

빛의 간섭 효과를 이용해 입사광의 파장 변화에 따른 반사광의 INTENSITY를 측정

해서 두께를 구하는 장치

② 원리

그림1에서 보는 바와 같이 빛이 FILM에 입사하게 되면 일부는 표면에서 반사되고

일부는 FILM 속으로 굴절되어 들어가 SUBTRATE와 계면에서 반사된다.

경로가 서로 다른 두 빛은 서로 보강 및 상쇄 간섭을 일으키게 되는데 입사광의

파장을 점차적으로 변화시키면 이러한 간섭효과에 의해 빛의 강도가 주기적으로

변하게 되어 그림2와 같은 결과를 얻을 수 있다.

17. FIELD OXIDATION

CELL과 CELL를 격리 시키기 위하여 두꺼운 산화막을 성장 시키기 위함.

1) 절차

① CLEAN BFN(50:1)HF, H2SO4,NH4OH

② OXIDATION

18. 2'ND NITRIDE STRIP

ACTIVE AREA에 남아 있는 NITRIDE LAYER를 제거하기 위함.

1) 절차

① BOE(100:1) DIP

BOE란 BUFFERED OXIDE ETCHANT의 준말로 100:1 BOE 불화암모늄:불산을

100:1 비율로 섞어 만든 산화막 식각용액이다. NITRIDE STRIP STEP에서 100:1

BOE는 질화막 위에 성장한 NITROX를 제거하기 위하여 사용한다.

② REMAIN OXIDE CHECK

SAC( SACRIFICS) OXIDATION

NITRIDE 제거시 완전히 제거되지 않은 미세한 Si3N4가 OXIDE형성시 NH3(암모니아)로

되고 NH3가 SI와 다시 반응하여 SI3N4입사(WHITE RIBBON)를 형성하게 된다. 이러한 현상을

방지 하기 위하여 희생산화를 한다.

1) 절차

① CLEAN BFN HF(50:1),(H2SO4, NH4OH)

② OXIDATION( TEL VERTICAL )

19. BLANKET VT ADJUST IMPLANT

V TH 조절을 위해 IMPLANT함. P- CHANEL, N-CHANEL V TH를 동시에 SHIFT 시켜준다.

1) 절차

① M/C : IM01 (MEDIUM IMPLANTER)

20. P-CH IMP MASK

N-WELL REGION의 TR의 THRESHOLD VOLTAGE를 감소시켜 적당한

OPERATING VOLTAGE를 얻기 위해 BORON DOPANT IMPLANTOR REGION을 형성시키는

공정 중 PHOTO PROCESS이다.

1) 절차

①COATING

HMDS- 친수성의 W/F의 표면에 도포하여 소수성의 성질로 변화 시키고

다음 공정에서 진행될 P/R COATING공정에서 P/R과 W/F와의

접착력을 향상시키기 위함이다.

( HMDS->N2 PURGE->P/C EXHAUST->BUBBLING->EJECTOR AIR)

COOLING- HMDS후 고온의 W/F를 냉각시키는 공정

COATING- RESIST 1.2.3 --> BACK RINSE --> TOP SIDE RINSE

-->AUTO DAMPER

LOW OVEN - W/F 상에 도포된 P/R을 표면상에 견고히 부착시키기 위한 공정

② ALIGN/EXPOSE

③ DEVELOP

④ OVERLAY CHECK & INSPECTION