초록 ▼

□ 반도체 공장에서 디바이스 불량이나 품질과 신뢰성 열화의 원인이 되는 제조공정의 미립자(Particle), 금속, 유기물 등의 오염을 어떻게 줄이는가 하는 것은 아주 중요하다. 실리콘기판의 세정은 제품의 수율을 좌우하는 중요한 공정이 되고 있으며, 고 수율을 확보하기 위한 기판 세정 공정이 제조공정 전체의 30-40%를 점한다. 반도체 제조에서 파티클(particle) 등의 오염을 제거할 수 있는 방법은 세정뿐인 것으로 알려져 있다.

□ 금후의 네트워크나 디지털 제품용의 반도체 시스템에서는 고성능, 고기능화

□ 반도체 공장에서 디바이스 불량이나 품질과 신뢰성 열화의 원인이 되는 제조공정의 미립자(Particle), 금속, 유기물 등의 오염을 어떻게 줄이는가 하는 것은 아주 중요하다. 실리콘기판의 세정은 제품의 수율을 좌우하는 중요한 공정이 되고 있으며, 고 수율을 확보하기 위한 기판 세정 공정이 제조공정 전체의 30-40%를 점한다. 반도체 제조에서 파티클(particle) 등의 오염을 제거할 수 있는 방법은 세정뿐인 것으로 알려져 있다.

□ 금후의 네트워크나 디지털 제품용의 반도체 시스템에서는 고성능, 고기능화 및 저소비 전력이 요구되고 있다. 그 때문에 회로패턴은 90, 65, 45nm 등 점점 미세화 되고 배선의 층수도 증가하고 있다. 반도체 제조라인은 종래부터 RCA세정이라고 불리는 대형의 다조 침척식 세정기를 사용한 웨이퍼 세정 방법이 오랫동안 사용되어 왔다. 대량의 약품과 순수를 소비하기 때문에 세정 코스트의 저감이나 환경보전의 관점에서 약품과 순수의 사용량 절감이 요망되어 왔다. 종래의 세정 방법은 물이나 세정액 등의 액체를 사용하는 습식방법이기 때문에 액체의 표면장력으로 디바이스의 미세패턴이 파괴되는 문제가 있다.

□ 새로운 반도체제조 세정기술로는 세정약품을 단순화하고 순수 사용량을 줄이는 공정, 표면장력이 제로인 초임계 유체를 이용하는 초임계 유체 세정기술, 기체를 냉각해서 만드는 미립자 에어로졸을 미세패턴에 분사하는 물리력을 이용하는 에어로졸 세정기술, 미세 패턴을 파괴하지 않고 미소한 구멍의 바닥까지 세정하는 기술로서 약품의 증기를 사용하는 증기 세정기술도 개발되고 있다.

□ 본문은 미국의 FSI International사가 개발 보급하고 있는 극저온 에어로졸 세정장치(모델 명: ANTARES CX)에 대하여 그 기술을 소개하고 있다. 본 장치는 아르곤이나 질소 에어로졸을 사용하는 물리적 세정 시스템으로 수율 로스의 70% 이상을 차지하는 프로세스에서 기인하는 파티클 문제를 해결할 수 있고 불활성가스에 의한 건조공정이므로 화학반응이 없고 워터마크가 생성되지 않는 등의 특징이 있다고 설명하고 있다.

□ 이산화탄소나 아르곤의 에어로졸을 사용하는 세정방법은 종래부터 있었으나, 이 에어로졸은 패턴을 파괴하는 문제가 있어 가벼운 물질인 질소 에어로졸을 사용하여 패턴의 파괴 없이 세정할 수 있는 공정이 개발되고 있다. 45nm이하의 초미세 패턴에서는 미세한 구조 내에 물이나 세정액이 들어가기 어렵고 웨이퍼 전체를 세정하면 역으로 오염이 재부착할 수 있는 문제가 있어 새로운 세정 공정 개발이 계속 요구되고 있으므로, 관련 연구기관이나 제조업체에서 관심을 가지고 이러한 세정방법에 접근해야 할 것으로 생각된다.