[증착 공정] 증착 공정 용어

Deposition

박막 증착 공정, 박막(Thin Film)이란 특정한 목적을 위해 추가하는 1 μm이하의 얇은 층. As Deposition: 박막을 최초로 증착한 상태

 

용어

Quality: 전기적 물리적 특성의 품질

 

Thickness Uniformity: Wafer의 균일도, Wafer-to-Wafer 균일도

 

Step Coverage: 단차에서 일정한 두께를 유지하는지 여부. (산화막 공정에서도 중요)

기준이 되는 박막과 증착 된 박막을 비교. 균일도와 연관. 100%에 가까울수록 우수함.

나쁠 경우 튀어나오거나 들어간 부분이 발생할 수 있음. 압력에 따라 SC가 낮아지는 지점이 달라짐

1. Side SC: 상부와 사이드 두께 비율

2. Bottom SC: 상부와 패턴 하부 두께 비율

3. Conformality: 패턴의 입구 쪽과 깊은 쪽의 두께 비율

Step Coverage

+압력(Pressure)과의 관계: MFP(Mean Free Path)와 관계 있음. 클수록 MFP가 짧다.

낮은 압력을 걸어 MFP를 길게 해 깊은 Gap에 Gas가 잘 도달하도록 해야 함. 즉, 너무 길면 안됨

+Sticking Coefficient - Ideal Step Coverage가 어려운 이유.

반응 Gas가 외부로부터 주입되어 표면에 얼마나 움직이지 않고 붙어 있는지에 대한 지표. 높으면 Diffusion과 migration이 제대로 이루어지지 않아 내부까지 Etch/Depo가 제대로 이루어지지 않음.

Sticking Coefficient

 

Aspect Ratio: 박막 단차의 Width와 Height의 비율. AR=Height / Width

미세화 됨에 따라 값이 커지고 있으며, 높은 AR을 구현하기 위한 Etching 및 Deposition 기술이 필요. 클수록 Hole이 깊고 Narrow 함.

 

Filling: 단차 사이의 공간을 채우는 능력. 미세화 할수록 Step Coverage가 나빠지고, AR이 커지면서 중간에 빈 공간이 발생. (Void, Seam)

즉, 패턴이 작아지고 간격이 줄어들수록 Void, Seam이 커짐

 

Deposition Rate (박막 증착 속도): 보통 분당 증착량을 표시. Pressure, Plasma Density, Gas Type, Gas amount… 등으로 제어.

높을수록 Throughput이 좋지만 막질과의 연관성도 중요.

 

Stress: Wafer와 Film 간의 재료의 기계적 물성 차이에 의해 발생함. (열팽창 계수 등의 차이)

휘는 정도를 측정. 증착 전 후의Film 두께와 Wafer의 곡률반경 차이를 측정해 계산 -Stoney Equation 이용

1. Intrinsic: Film의 성장과정에서 발생

2. Extrinsic: 재료 간의 열팽창

- Tensile Stress(+): 늘어나는 힘. (Film>Si) 기쁘게 웃는 모양

- Compressive Stress(-): 줄어드는 힘 (Film<Si) 슬프게 우는 모양

=>열팽창 계수가 큰 만큼 더 많이 줄어들려고 함. 즉, Tensile의 경우 박막이 더 빨리 줄어들고, Wafer는 이 속도를 따라가지 못해 위로 휨.

Stress