서울대학교 반도체 공정실습 - 실습편 (1)

서울대학교 반도체 공정실습 - 실습편 (1)

서울대학교 반도체 공동연구소에서 11월 16일 ~ 19일간 반도체 공정실습을 진행했다. 

월화 실습 / 수목 실습 진행했던 것을 나눠서 올리려고 한다.

11월 2일 ~ 4일 진행되었던 이론시간때는 3층 강당에서만 들었지만, 실습은 2층 교육실과 FAB이 있는 설계동을 왔다갔다한다.

실습이라고 해서 FAB안에만 있는 것이 아니라 8대 공정 각각의 전문분야 서울대학교 조교분들의 수업을 1차적으로 듣고 해당 공정장비를 보면서 2차적인 설명을 듣는다.

실습시간에 받는 책.

개인적으로 단위공정별로 자세히 들어가서 상당히 유익했다. 질문도 적극적으로 하면 다 받아주시고 설명도 잘해주신다.

포토 - CVD - 산화 - 이온주입 - 메탈 - Dry 식각 순으로 진행했고 월,화요일은 CVD까지 진행했으므로 포토 - CVD 까지만 (1)편에서 다룰 예정이다.

Fab in

Fab in 하기 전에 복장을 갖추어야 한다. 면장갑, 라텍스장갑, 마스크, 방진복은 항시 제공이 되고 3명씩 에어샤워를 진행한다.

처음 방진복을 입고 Fab in을 해보는거라 조금 긴장했다.

서울대학교 FAB은 Class가 약 100~1000정도 되므로 그렇게 엄격하게 먼지를 제어하지는 않는듯하다.

에어 샤워를 마치면 밑에 공간으로 갈 수 있다. 각 단위공정들의 장비들이 즐비해있는 곳이다. 처음에 진행했던 공정은 photo이다.

Photo

아쉽게도 photo공정시에는 사진을 찍지 못했다. 거기에 위치해있는 화학용액들이 위험했기 때문이다. 그래도 순서와 적용 장비들은 기억해왔다.

spin coating : HMDS ( 2500RPM, 7sec ), Positive PR( AZ5214:4000RPM, 40sec ) ->1.4um

soft bake : 95도 3min 30sec

Exposure : MA6-lll (Hard contact, 155mJ = 25mW * 6.2sec )

PEB

Develop : AZ300, 2min 30sec

Photo자동화 장비이다. 실제로 동작하는 것은 못보고 작동원리만 설명들었다.

Photo공정이 진행되고 난 wafer와 PR STRIP을 한 wafer를 비교해보았는데 실제로 패터닝된 부분이 사라졌다. soft bake는 타이머를 통해 진행했고 Exposure장비는 자외선이 방출되서 쳐다보지 못하게 했다. 90년대 장비였지만 처음 본 장비라 신식장비처럼 느껴졌다.

CVD

CVD는 LPCVD와 PECVD를 진행했다. 실습을 진행하고 LPCVD는 p-Si 증착두께를 측정을 했고 PECVD는 SiO2증착두께를 측정했다. 두께는 nano spectrometer를 통해 확인했다.

우선 LPCVD는 SHF-150L장비를 통해 진행했고 셀트론에서 제작하였다. 가스는 SiH4를 사용하였고 3-zone heating방식이였다. 1회 공정가능 수량은 웨이퍼 25장까지 가능했지만 2장의 dummy wafer와 3장의 wafer만 LPCVD를 진행했다. 

Vent가 진행되고 chamber가 나오는 중이다.

growth rate를 다르게 하기 위해 온도는 550/585/625로 진행해보고 압력은 150mTorr로 진행했다. 공정시간은 10분이였다. 이 경우에는 공정 시간에 따라 선형적으로 두께가 변하므로 박막두께의 예측이 쉬웠다.

 PECVD는 3-챔버 구조였다. A챔버에서 CVD가 진행되었다. SIO2(TEOS)로 증착이되었고 챔버안에는 shower head 방식으로 RF Power를 통해 플라즈마 형성을 함으로써 증착을 진행했다.

3-chamber system

공정이 진행되고있는 현황판

RF power는 350W, 압력은 9Torr로 진행되었고 공정온도는 390도로 진행되었다. 신기했던 점은 3chamber 구조 뒤에 RF power를 조절하는 장비가 따로 크게 있었다는 점이다. 

RF power를 제어하는 장비

생각보다 RF power를 장비하는 장비가 커서 놀랐다. 공정시간이나 장비의 크기를 고려해봤을때 plazma형성이 쉽지 않다는 것을 느꼈다...