박막재료의 표면 처리 및 PR제거

목차

실험제목

실험목적

실험내용

실험절차

실험이론

참고자료

본문내용

각(플라즈마 식각)-
습식식각은 여러 가지 장점을 가지고 있음에도 불구하고 식각이 등방성을 가지고 진행된다는 큰 단점을 가지고 있기 때문에 식각하고자하는 형상의 폭이 1㎛이하로 작아지게 되면 언더컷 현상 때문에 정확한 형상을 구현할 수 없게 된다. 고밀도 집적회로에 사용되는 박막의 두께가 약 0.5~1.0㎛인 점을 감안한다면 더더욱 이러한 등방성 식각방법으로는 1㎛ 이하의 형상을 식각하기 어렵다고 할 수 있다. 이러한 이유로 인해 비등방성(anisotrophic) 식각 방법이 고밀도 집적회로의 구현을 위해 반드시 필요하게 되었으며 이러한 미세 형상의 식각은 건식식각에 의해 가능하게 되었다.
장 점
단 점
1. 마스크와 하부층에 대한 선택도가 높다.
2. 비등방성 식각을 통하여 정확한 패턴의
형성이 가능하다.
3. 자동화가 가능하여 수율과 생산고가
높다.
4. 공해가 적고 작업자의 안전도가 높다.
1. 공정 변수가 많다.
2. 복잡한 물리, 화학반응을 수반하므로 공 정의 이해가 어렵다.
3. 플라즈마 내의 이온 충격이나 라디칼에
의한 손상 및 오염의 문제가 있다.
4. 선택도가 습식식각에 비해 떨어진다.
플라즈마는 열 플라즈마(thermal plasma)와 저온 플라즈마(cold plasma)로 구분되는데 열 플라즈마의 경우는 핵융합과 같은 특수 목적을 위해 이용되고 있으며 저온 플라즈마가 반도체 공정의 건식식각에 이용되고 있다.
일반적으로 건식식각이 일어나는 과정은 물리적 작용에 의한 스퍼터링(sputtering) 효과, 화학적 작용에 의한 라디칼 반응 그리고 물리적 작용과 화학적 작용의 혼합효과로 나누어 생각해 볼 수 있다. 현재 반도체 공정에서 사용되고 있는 플라즈마 식각은 물리적, 화학적 작용이 혼합된 형태인 반응성 식각(RIE ; Reactive Ion Etching)이 주로 활용되고 있다.
비등방성 식각을 위해 가장 처음 부각된 방법은 물리적 작용에 의한 스퍼터링으로서 순간적으로 매우큰 에너지를 가진 방향성 있는 이온들을 사용하여 기판 표면을 타격하여 물리적으로 기판의 구성물을 탈락시키는 방법이다. 이러한 이유 때문에 필연적으로 매우 수직한 식각이 가능하다. 그러나 이러한 식각 방법은 구성성분의 물리적 탈락과정이므로 식각되는 층 아래에 놓여 있는 물질, 그리고 마스크 역할을 하는 물질에 대한 선택도가 결여되어 있다는 크나 큰 단점이 있다. 물리적인 스퍼터링을 사용하는 식각의 또 다른 매우 중요한 문제점은 비휘발성 물질들이 식각된 측벽에 재결합될 수 있다는 점이다. 이러한 단점 때문에 물리적인 스퍼터링에 의한 식각 방법은 반도체 소자공정에서 패턴을 형성하는 공정으로서 널리 보급되지 못하고 있다.
반면에 화학반응을 수반하는 건식식각 방법은 마스크와 식각되는 층 하부의 물질에 대해서 매우 높은 선택성을 가지고 있다는 장점이 있다. 그러나 순수하게 화학적 방법, 즉 라디칼과 식각되는 물질 사이의 화학반응에 의존한 식각은 라디칼 움직임의 등방성으로 인해 등방성 식각이 이루어진다는 특징을 가지고 있어 종횡비(aspect ratio)가 큰 형상의 식각을 구현하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 따라서 라디칼에 의한 순수한 화학적 식각에 방향성이 있는 이온에 의한 물리적인 스퍼터링의 효과를 동시에 가진 건식식각 방법이 주로 활용되고 있다. 물리화학적인 과정을 기초로 한 이러한 건식식각 공정을 통해 적절한 식각 선택성과 함께 비등방성 식각이 가능하게 되었다.
(5) Flash memory의 원리와 구조
플래시메모리는 지속적으로 전원이 공급되는 비휘발성 메모리로서 블록단위로 내용을 지울 수도 있고, 다시 프로그램 할 수도 있다. 플래시메모리는 EEPROM의 변형 중 하나인데, 바이트 레벨에서 지울 수도 있고 수정할 수도 있는 EEPROM과는 달리 블록 단위로 수정되기 때문에 속도가 빠르다. 플래시메모리는 종종 PC의 바이오스와 같은 제어코드를 저장하는데 사용된다. 바이오스를 수정해야할 필요가 있을 때, 플래시메모리는 바이트 단위가 아닌 블록 단위로 기록되므로 수정이 쉽다. 한편, 플래시메모리가 일반 램처럼 유용하지는 못한 이유는, 램은 블록이 아닌 바이트 단위의 주소 지정이 가능해야하기 때문이다.
플래시메모리는 메모리 셀들의 한 부분이 섬광(flash)처럼 단 한번의 동작으로 지워질 수 있도록 마이크로칩이 조직화되었기 때문에 이런 이름을 얻었다. 삭제는 Fowler-Nordheim 터널효과에 의해 일어나는데, 전자들이 얇은 유전체(誘電體) 물질을 관통하여 각 메모리 셀과 결합되어 있는 부유 게이트로부터 전하를 제거한다. 인텔은 각 메모리 셀 내에 두 비트씩 저장시킴으로써 가격상승 요인 없이도 메모리의 용량을 두 배로 늘릴 수 있는 플래시메모리의 한 형태를 제공한다.
플래시메모리는 디지털 휴대전화, 디지털 카메라, 랜스위치, 노트북 컴퓨터의 PC 카드, 디지털 셋톱박스, 내장 컨트롤러 등과 같은 다양한 장치들에 사용된다.
(6)화학공학전공자가 반도체 산업에서 필요한 이유
반도체를 전자공학자들이 거의 다 만든다고 생각하지만 반도체 제조에는 전자, 기계, 화공, 화학, 재료 공학 등 많은 전공들을 필요로 한다. 특히 화학공학전공이 필요한 이유는 무슨 재료를 쓰며 어떤 프로세스를 사용해야 하는지 또한 반도체 제조 공정 중 CVD, Sputtering, Thermal Evaporation, Sol-Gel Spin Coating, Etching 과 같이 화학적 공정이 들어가기 때문이다. 그렇기 때문에 반도체 사업에서 화학공학전공자를 필요로 하게 된다.
6. 참고자료
반도체공정개론 이상렬 (교보문고)
반도체물리학 쇽클리윌리암 (길감서점)
류장렬 외 2인, (집적회로설계를 위한)반도체 공학(형설출판사, 2003), p 76~82
한국공업화학회 편, 무기공업화학,(청문각), p215~225
http://www.semipark.co.kr/images/
http://home.megapass.co.kr/~snareeyes/frame_1.htm
http://www.kdns.co.kr/
http://www.lgphilips-lcd.com:8888/Korean/tech/d2_1.html

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