반도체 제조 공정에서 플라즈마 분광법 사용

손톱 크기의 폼 팩터에도 불구하고 일반적인 반도체 칩에는 트랜지스터, 다이오드, 저항기, 커패시터 등 수십억 개의 전기 부품이 포함되어 있습니다.

1 단계: 실리콘 웨이퍼 제작 및 보호

미세한 회로 설계는 여러 층의 서로 다른 재료로 구성되며 이 공정은 칩을 만들기 위해 적어도 수백 번 수행됩니다. 칩, 웨이퍼의 "캔버스"처럼. 특정 치수로 조각된 좁고 반짝이는 디스크입니다. 이 단계에서 표면은 열 산화 절차에 의해 매끄러운 이산화규소 코팅으로 덮일 것입니다. 이는 전도성을 변경하고 회로의 전기적 품질을 손상시킬 수 있는 화학적 오염 물질로부터 디스크 표면을 보호합니다.

그림 1: 반도체 공정

2 단계: 표면 세척

플라즈마 세정은 기판 표면에 부착된 오일 등의 유기물을 플라즈마로 분해, 기화시키는 세정 기술입니다. 물이나 세정액을 사용하지 않는 건식 클린 방식일 뿐만 아니라 잔여물이 남지 않는 높은 수준의 세정력을 제공합니다. 세척 공정은 종종 산소 플라즈마를 사용합니다. 웨이퍼의 전체 직경에 걸쳐 모든 개별 칩에 대해 공정이 예상대로 수행되도록 챔버의 플라즈마 가스를 정밀하게 제어하는 것이 중요합니다. 플라즈마 기반 표면 세정은 반도체 산업에서 클러스터 처리를 가능하게 하는 기술이 될 수도 있습니다.

그림 2: 플라즈마 분광법을 사용하여 표면 세척

3 단계: 에칭 공정

에칭은 기판 표면에 홈과 패턴을 새기는 과정입니다. 플라즈마 식각은 반도체 표면에 패턴을 만드는 데 사용되는 프로세스입니다. 이 공정에서 플라즈마는 반도체 표면에서 물질을 선택적으로 제거하는 데 사용됩니다. 플라스마 측정은 플라스마 밀도, 이온 에너지, 이온 플럭스와 같은 플라스마 매개변수를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 플라스마 매개변수는 에칭 프로세스를 제어하고 원하는 패턴이 생성되도록 하는 데 중요합니다.

4 단계: 박막 공정

웨이퍼 위에 박막을 형성하여 배선 및 트랜지스터 소재로 사용합니다. 이 시점에서 박막에는 회로나 다른 패턴이 없습니다. 박막 증착은 주로 PVD(Physical Vapor Deposition) 및 플라즈마 CVD 기술에 의해 이루어집니다. PVD에는 스퍼터링 및 진공 증착과 같은 기술이 포함됩니다. 스퍼터링에 플라즈마 측정을 적용하면 스퍼터링 공정의 가장 실용적인 변형 중 하나인 반응성 스퍼터링뿐만 아니라 스퍼터링의 정의와 관련된 깊은 지식을 얻을 수 있습니다.

5 단계: 금속 상호 연결 프로세스

신호가 적절한 위치로 이동할 수 있도록 보장하기 위해 금속 상호 연결 기술은 금속 회로를 사용하여 전자 부품을 연결합니다. 플라즈마 증착은 반도체 장치의 표면에 물질의 박막을 증착하는 데 사용되는 프로세스입니다. 플라즈마 측정은 증착 공정을 제어하고 원하는 필름 특성이 달성되도록 하는 데 중요한 가스 조성, 압력 및 전력과 같은 플라즈마 매개변수를 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.

6 단계: 테스트 및 패키징

전기 다이 정렬(EDS) 테스트를 포함한 일련의 테스트가 반도체 칩에서 수행됩니다. 시설을 떠나는 모든 칩은 제조업체의 요구 사항을 준수하는지 확인하기 위해 EDS 절차에 의해 검사됩니다. 요소로부터 보호하는 것과 함께 포장은 진동, 충격, 습기 및 화학 물질로부터 보호합니다. 패키징 후 칩의 기능을 테스트해야 합니다. 칩은 다양한 전압, 전기 신호 및 온도 테스트를 거칩니다. 이 접근 방식에서는 구성 요소의 전기적 및 기능적 속성과 성능을 평가하여 결함을 찾을 수 있습니다.

분광기는 반도체 공정에서 플라즈마 모니터링에 사용됩니다

위에서 언급한 반도체 제조의 8단계를 통해 식각, 증착, 세정, 진단 단계에 사용되는 이 공정에서 플라즈마 모니터링이 정말 필요하다는 것을 분명히 알 수 있습니다. 실시간 측정, 다양한 공정을 위한 유연한 설정, 공정 환경에서 안정적인 성능을 위한 높은 안정성 등의 이점으로 Ocean Optics(ocean Insight)의 이러한 제품 라인은 반도체의 품질뿐만 아니라 출력을 최적화하도록 지원할 수 있습니다: Ocean HR4pro, Ocean SR 및 Ocean ST, QE Pro-Raman. 빠른 데이터 수집 속도와 함께 고해상도 및 열 안정성, 빠른 수집 속도 및 높은 SNR, 고감도와 같은 사양으로 반도체 공정에서 고객의 요구를 충족시킬 것으로 기대됩니다.

게다가 다음을 포함하는 Bundle-HR-Plasma, Bundle-Flame-Plasma와 같은 플라즈마 측정 패키지도 제공합니다.
- 분광기: HR4PRO 분광기, FLAME 분광기
- Fiber 및 Probe: 사용할 측정 환경에 맞는 사양의 Fiber
- 샘플링 액세서리 : 74 Collimating Lens
- 소프트웨어: 운영 소프트웨어