Q. 반도체 포토 및 에칭 공정 실험

답변 4

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  방산러LIG넥스원

  코부장 ∙ 채택률 97%

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  안녕하세요. 질문하신 내용에 대해 답변드리겠습니다. 1번은 Exposure Time에 따른 CD 변화를 확인하는 목적이라면 ADI CD를 기준으로 분석하는 것이 적절합니다. ACI는 에칭 영향까지 포함되므로 노광 조건만의 영향을 보기에는 ADI가 더 적합합니다. 2번의 결과도 충분히 가능한 결과입니다. 일반적으로 O₂가 증가하면 Polymer 제거 효과로 균일도가 개선될 수 있지만, O₂가 과도하면 F 라디칼 농도가 감소하여 에치 속도가 오히려 감소할 수 있습니다. 따라서 15:20에서 균일도가 가장 좋고, O₂가 더 증가하면서 에치 속도가 감소한 결과도 공정 특성상 충분히 설명 가능합니다. 실제 플라즈마 조건이나 챔버 환경에 따라 이론과 다른 경향이 나타나는 경우도 많습니다. 3번도 일반적으로 맞는 이해입니다. Dry Etch는 방향성이 우수하여 CD 변화(ΔCD)가 Wet Etch보다 작은 경우가 많습니다. 다만 ΔCD는 공정 조건, 식각 선택비, 오버에치 시간 등에 따라서도 달라질 수 있으므로 이를 함께 고려해 해석하는 것이 좋습니다. 실험 결과와 이론이 완전히 일치하지 않더라도, 그 원인을 논리적으로 분석하는 과정이 더 중요합니다. 좋은 결과 있으시길 응원합니다.

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  합격 메이트삼성전자

  코부사장 ∙ 채택률 80% ∙

  회사

  일치

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  채택된 답변

  멘티님. 안녕하세요. ​노광 시간에 변화를 주어 CD의 순수한 경향을 파악하고 싶다면 후속 식각 공정의 변수가 섞이지 않은 ADI CD를 선택하는 것이 타당합니다. CF4 혼합 가스에서 산소 농도가 높아지면 초기에는 식각 속도가 오르다가 특정 임계점을 넘으면 라디칼 소모와 챔버 내 희석 효과로 인해 오히려 속도가 저하됩니다. ​제시해주신 결과는 이미 산소의 비율이 최적 범위를 초과하여 주입된 상태이며 폴리머 제거 효율이 극대화된 15:20 조건에서 균일도가 가장 좋게 형성된 것입니다. 그리고 수직 방향으로만 식각이 진행되는 건식 공정은 수평으로도 넓게 깎이는 습식 방식보다 ADI와 ACI의 차이값인 델타 CD가 확연히 작게 도출되는 것이 정상입니다. ​응원하겠습니다.

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• 흰

  흰수염치킨삼성전자

  코전무 ∙ 채택률 57% ∙

  회사

  직무

  일치

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  안녕하세요. 멘토 흰수염치킨입니다. 1)둘다 중요해요 동일 변수로만 정해서 비교하면 뭘하든 괜찮을거 같네요 2)그래서 최적의 비율을 찾는거에요 반응을 위한 라디칼 양을 최적으로 유지하고 다른 반응들이 최소로 일어나게 하는 비율을 찾아야해요 3)일반적으로는 그렇죠 도움이 되었으면 좋겠네요. ^_^

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• P

  PRO액티브현대트랜시스

  코전무 ∙ 채택률 100%

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  질문하신 내용은 실제 반도체 공정 실험 데이터를 해석할 때 많이 헷갈리는 부분입니다. 하나씩 보면 방향은 대부분 맞지만 몇 가지 보완이 필요합니다. 첫 번째로 Exposure Time에 따른 CD 감소 경향성을 볼 때 ADI와 ACI 중 무엇을 Y축으로 볼지는 목적에 따라 다릅니다. 만약 노광 조건 변화에 따른 현상 자체를 보고 싶은 것이라면 ADI CD를 보는 것이 맞습니다. ADI는 After Develop Inspection으로 현상 후의 PR 패턴 크기를 의미하기 때문에 Exposure Time 변화에 따른 광학 노광 반응과 Dose 변화에 따른 CD 변화 경향성을 직접적으로 보여줍니다. 반면 ACI는 After Clean Inspection 또는 After Coating Inspection 등 공정에 따라 의미가 다를 수 있지만 일반적으로 식각이나 후속 공정을 거친 이후의 CD입니다. 따라서 ACI CD는 노광 조건뿐만 아니라 식각 Bias, PR Loss, Polymer 영향 등이 포함됩니다. 따라서 "노광 시간이 증가할수록 CD가 어떻게 변하는가"를 분석하는 목적이면 ADI CD가 적절합니다. 두 번째 O2와 CF4 식각 실험은 생각하신 메커니즘이 맞지만, 실제 결과가 다르게 나오는 것도 충분히 가능합니다. CF4 플라즈마 식각에서는 CFx 라디칼이 생성되고, 이들이 Polymer를 형성하면서 식각 선택비와 방향성을 결정합니다. O2를 추가하면 O 라디칼이 CF 계열 Polymer와 반응하여 CO, CO2 형태로 제거하기 때문에 Polymer 제거 효과가 발생합니다. 따라서 일반적으로 O2 첨가는 식각 속도 증가와 균일도 개선 효과를 가져올 수 있습니다. 하지만 O2가 너무 많아지면 말씀하신 것처럼 문제가 발생합니다. O2가 CF 계열 라디칼과 반응하면서 실제 식각에 필요한 F 라디칼 농도를 감소시키고, Polymer 제거 효과보다 F 감소 효과가 커지면서 식각 속도가 감소할 수 있습니다. 그래서 이론적으로는 O2 증가에 따라 Etch Rate가 증가하다가 특정 지점 이후 감소하는 형태의 Peak 형태가 나타나는 경우가 많습니다. 다만 실험에서 0:20, 15:20, 30:15 조건이라면 단순히 O2 양만 증가한 실험이 아닙니다. CF4 유량도 같이 변했습니다. 0:20은 CF4 20, O2 0이고 15:20은 O2 15, CF4 20, 30:15는 O2 30, CF4 15 조건이므로 세 번째 조건에서는 O2 증가뿐 아니라 CF4 감소 효과까지 같이 들어갑니다.

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