1장 - 반도체 디바이스의 제조공정

<기본 프로세스 기술>

1. 세정기술(Cleaning)
▷ 세정은 리소그래피를 처음으로 하는 각 공정 사이에서 반드시 행해야 하는 것으로, 표면 정화를 위한 공정이다.
 또한, 열처리, 산화 등의 공정 전에 행하여지는 것으로, "후처리","전처리"라 불리기도 한다.
 세정에 의한 제거 대상물은 유기물 잔사, 산화물 잔사, 금속오염, 파티클 등이다. 초음파, 브러시 등의 물리적 수법도 필요에 따라 추가된다.

2. 열처리 (Thermal Treatment)
▷ 실리콘 기판을 800도 이상의 고온 산화분위기 속에서 처리하면 표면에 실리콘 자체 산화막(SiO2)이 형성된다. 이 막은 절연막으로서, 실리콘을 사용하는 반도체 디바이스 제조의 출발점이다. 실리콘 플레이너 방식의 기본이며, MOS 구조에 있어서는 게이트 절연막이 된다.
 이들 산화막의 형성에는 청정한 분위기의 확산로가 쓰여지며, 철저하게 세정을 실시한 웨이퍼가 사용된다.

3. 불순물 도입 (Impurity Doping)
▷ Si 기판 중에 B, As, P 등의 3가 및 5가 족 원소를 불순물로서 도입, pn 접합 형성과 불순물 농도제어를 행해는 기술이다. 열적인 확산법과 이온주입법이 있는데 현재로서는 이온주입법이 주류를 이루고 있다.
 이온 주입법에서는 진공 상태에서 분리되어진 B, As, P 등의 이온에 고전압을 가해 가속시킴으로써 기판 안에 주입한다. 불순물의 양은 이온전류에 의해 모니터 되고, 열처리에 의해 활성화된다.

4. 박막 형성(Thin Film Deposition)
▷ 기판상에 절연막, 실리콘막, 금속막을 형성(퇴적)시키는 막으로 CVD(Chemicl Vapor Deposition), PVD(Physical Vapor Deposition) 이 있다.

5. 리소그래피 기술(Lithography)
▷ 리소그래피는 포토레지스트를 도포하는 공정으로 시작해, 노광, 현상, 에칭, 포토레지스트제거에 이르는 일련의 프로세스이다. 현재, 패턴 노광은 레티클이라 불리는 마스크 기판에 의해 축소 투영 전사시킴으로써 행해지고 있다. 이 공정은 모든 프로세스 기술의 중심이며, 반도체 공장에서도, 가장 많은 금액의 투자를 필요로 하는 장치이다. 패턴 형성 후에는 반드시 에칭 공정이 수반되며, 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 처리할 수 있다.

6. 평탄화 기술(Planarization)
▷ 디바이스의 미세화와 고밀도화가 진행되면서 표면의 구조가 복잡, 심화되어지고, 특히 다층 배선공정에 있어서 단선이나 쇼트의 원인이 되기가 쉽다. 평탄화 기술은 그러한 이유때문에 필요로 하게 된다.

- 출처 : 반도체 제조장치 입문, 성안당