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오늘은 도핑 공정 중에서 확산 공정을 알아보겠습니다. source를 흘려보내서 도핑해주는 공정입니다. 이 source는 기체, 액체, 고체일 수 있습니다. 기체원이 거의 90%입니다. carrier gas(Ar, N2)에 source를 실어서 보내게 됩니다. 액체의 경우 spin-on 방식으로 진행하기도 합니다. 도핑이 잘 되게 하기 위해 고온(500~700°c)에서 흘려주게 됩니다. Furnace(용광로) 설비에서 고온으로 올려주게 되는데 요즘 Furnace 공정이 포토공정 많큼 업무량이 많다고 합니다. 확산 공정은 Two step process로 진행됩니다. 1. Predeposition 2. Drive-in 1. 뿌려 놓고 2. 침투 시키는 것입니다. 이렇게 진행하게 되면 전체 doping양을 조절..

doping 공정은에는 확산 공정, Ion implantation, plasma doping이 있습니다. doping은 원하는 불순물 profile을 만들어주는 것입니다. 가장 많은 소자인 mosfet에 필요한 도핑을 해주기도 하고 PN junction을 만들어주기도 하고 Threshold voltage를 조절하기도 하고 비저항을 조절하기도하고 Ohmic을 형성하기도 합니다. 5족인 donor를 넣어주면 n-type 반도체 3족인 accpetor를 넣어주면 p-type 반도체 입니다. 도핑 농도를 높여 Threshold voltage의 크기를 더욱 크게 할 수 있습니다. 도핑 농도를 높여서 비저항을 낮춰줄 수 있습니다. 도핑 농도에 따라서 원하는 profile을 만들 수 있습니다.

확산과 확산 공정의 차이 확산과 확산 공정은 다릅니다. 확산은 현상인 것이고 이를 이용한 공정은 DNI와 Oxidation 공정이 있습니다. DNI (diffusion & Ion implantation) DNI 공정은 도핑을 해주는 공정입니다. 확산 공정과 이온주입공정을 합쳐서 DNI 공정이라고 말합니다. 두 공정 모두 확산을 통해 도핑을 해줍니다. 도핑을 해주는 방법으로 플라즈마 도핑도 있습니다. Oxidation 공정 (산화 공정) SiO2를 성장하여 절연막을 형성하는 공정입니다. 산화 공정도 확산을 이용한 공정입니다.

CMP 공정 후 얼마나 평탄화 되었는지에 따라 나눌 수 있습니다. Local planarization 정도는 되어야 CMP 공정이 되었다고 볼 수 있고 평탄화가 목적이기 때문에 현재 Global planarization을 목표로 하고 있습니다. Slurry는 연마 입자(Nanoparticle)과 용매로 이루어져 있습니다. 용매는 연마 입자를 가지고 있는 캐리어 역할을 하면서 표면 반응을 일으킵니다. Polishing pad는 웨이퍼를 누르는 압력, 돌리는 속도, 현재 패드의 상태등을 고려해야 합니다. 물질이 얼마나 빨리 제거 되었는지, 평탄화는 잘 되었는지, 표면이 올바르게 갈렸는지를 보고 공정 결과를 판단합니다.

CMP : Chemical Mechanical Polishing Chemical : Slurry Mechanical : Pressure, Pad, Velocity Polishing : 갈아낸다 울툴불퉁한 곳을 일부 갈기도 하고 층 자체를 갈아버리기도 합니다. 포토 공정의 초점을 맞춰주기 위한 공정입니다. 점점 미세화 됨에 따라 DOF(Depth of focus) 마진이 한계에 도달하게 되면서 평탄화가 필요해졌습니다. 하지만, 무언가를 없애기 위한 공정이라기 보다는 Planarization 평탄화해주기 위한 공정입니다.

RCA Clean : Radio Corporation of America Clean RCA라는 회사에서 썼던 클리닝 방법입니다. 클리닝 공정 중 가장 대표적인 방법입니다. 이 방법으로 부터 다양한 클리닝 공정이 파생됩니다. 1. SPM (=Piranha(피라냐)) Sulfuric acid Peroxide Mixture(과산화물) H2SO4 + H2O2 1:1 ~ 4:1 140°c 10min 유기물 제거, 금속성 제거, 친수화 처리, 포토공정 현상, 남은 PR 제거 2. QDR Quick Dump Rinse UPW rinse (Ultrapure water) DI H2O (Deionized) 3. DHF Dilute HF HF + H2O 1:10 ~ 1:50 25°c 1min 화학 산화막 제거 4. QDR ..

https://news.naver.com/main/clusterArticles.naver?id=c_202302011110_00000059&mode=LSD&mid=shm&sid1=101&oid=008&aid=0004846497

https://news.naver.com/main/clusterArticles.naver?id=c_202302010750_00000001&mode=LSD&mid=shm&sid1=101&oid=629&aid=0000198316