반도체 직무 공부 #5 (반도체 제조공정 장비운영 : 포토공정_(1))

이번 시간에는 포토공정에 대해 알아보겠습니다.

미세화 및 집적화되는 반도체 산업에서 포토 공정의 정밀도 요구는 높아지고 있습니다.

 

 

반도체 제조공정 장비운영

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Photo 공정 & Track설비

 

• Photo 공정 : 미세하고 복잡한 전자회로를 반도체 기판에 그려서 집적회로를 만드는 기술 = Photolithography

 " 적층식으로 필요한 회로를 웨이퍼 위에 전사 - Lay by Layer "

 

<포토 공정의 과정>

박막 증착 -> 감광제 도포 -> 노광 -> 현상 -> 식각

출처 : 한국기술교육대학교 온라인평생교육원

 

마스크 상의 패턴을 웨이퍼 상에서 원하는 모양, 크기, 정렬자리를 구현하며,

이후 식각으로 기하학적 구조를 얻음

 

<포토 공정의 흐름>

표면 화학처리 -> 쿨링1 -> 감광액 도포 -> 소프트 베이크 -> 쿨링2 -> 노광 -> PEB -> 쿨링3 -> 현상 -> 하드 베이크

*노광은 노광기 이용(현재 노광기 설비는 최첨단 기술 요함 feat.2500억 넘는 장비)

• 열처리 : 표면 화학처리, 베이크, PEB
• 열처리 이후는 쿨링공정 : 표면 화학처리와 3단계 베이크 공정 후 실온까지 온도를 하강하는 과정(후속 공정 진행 시 열적 손상 예방)
• 표면 화학처리 공정 : 기판 웨이퍼의 소수성 유지 목적 ---> 감광액과 웨이퍼 간의 접착력 증대  / 화학제 : HMDS / 플레이트 온도 : 130도 

 베이크 공정

1. 소프트 베이크

 - 플레이트 온도 : 130도 이하

 - 목적 : 감광액 성분 중 용매 제거

 - 효과 : 원심력에 의한 긴장 완화

2. PEB

 - 플레이트 온도 : 130도 이하

 - 목적 : 웨이퍼 끝단 정상파 패턴 프로파일 제거

3. 하드 베이크

 - 플레이트 온도 : 110~120도

 - 목적 : 감광액의 고형화(PR을 견고하게 유지하여 다음 스텝인 Etch에서 견딜 수 있도록), 잔여 용매 및 수분 제거

 

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Track 설비의 각 공정 담당 모듈에 대해 상세히 알아보겠습니다.

 

스핀코팅

코팅할 물질의 용액이나 액체 물질을 기질 위에 떨어뜨리고

고속으로 회전시켜 얇게 퍼지게 하는 코팅 방법

(사용 : 감광액 도포, 현상액 분사)

출처 : 한국기술교육대학교 온라인평생교육원

이때, 

- 감광액을 노즐로 분사하고 스핀 모터의 회전수(RPM)를 조정하여

감광액의 두께 및 웨이퍼 전체에 감광액을 균일하게 도포함

- 웨이퍼 가장자리와 웨이퍼 후면에 도포된 불필요한 감광액 제거 : 시너 린스(Thinner Rinse) 처리

 

- 감광액의 도포 두께 : 모터 회전수, 감광액의 점성도에 의존

- 감광액의 도포 균일도 : 쿨링 온도, 감광액 온도, 도포 환경의 배기압, 온/습도 등에 의존

 

 

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오늘은 포토공정 중에서도 Track 장비에서 진행되는 공정에 대해 알아봤습니다.

다음 시간에는 Track 장비의 세부 모듈에 대해 알아보겠습니다.