초록 ▼

□ 핵심기술
플라즈마를 사용하는 Dry Strip과 Wet Clean 방식을 복합한 포토레지스트 제거하는 450mm 반도체 공정 장비

□ 최종목표
3차년도 (최종 목표)
1) Throughput : > 150wafers/hr
2) Strip Rate : > 4um/min
3) Particle : < 0.006ea/cm² (> 30nm)
4) Surface Residue Free
5) Silicon Loss : < 0.1nm
6) Oxide Loss : < 0

□ 핵심기술
플라즈마를 사용하는 Dry Strip과 Wet Clean 방식을 복합한 포토레지스트 제거하는 450mm 반도체 공정 장비

□ 최종목표
3차년도 (최종 목표)
1) Throughput : > 150wafers/hr
2) Strip Rate : > 4um/min
3) Particle : < 0.006ea/cm² (> 30nm)
4) Surface Residue Free
5) Silicon Loss : < 0.1nm
6) Oxide Loss : < 0.1nm
7) Etch Rate Uniformity (Wet) : < 3%
8) Water Mark: < 100ea
9) 장치 안정성 : MTBF > 500hr / MTTR < 2hr
10) 표준화 : 채택 1건
11) 특허 : 출원 8건

□ 개발내용 및 결과
450mm 대구경 wafer에 대하여 반도체 공정 중 패턴 형성 후 사용된 포토레지스트를 플라즈마를 사용하여 제거하는 애싱 시스템과 이후 표면에 잔류한 레지듀를 습식 방식으로 제거하는 Dry Strip + Wet Clean 복합 장비이다. 플라즈마에서 발생하는 이온 및 전자는 가스 디스트리뷰터로 사용되는 배플에서 트랭핑 되며, 단지 전기적으로 중성이고 반응성이 높은 활성종인 라디칼을 이용하여 포토레지스트를 제거하는 원리이며 이후 표면에 잔류한 레지듀는 Wet Clean 챔버에서 일정 스피드로 웨이퍼를 회전시키면서 액체 케미칼을 분사하여 제거하는 원리를 사용한다. 웨이퍼 표면의 레지스트를 제거하면서 웨이퍼 표면의 산화를 최소화하기 위하여 수소 가스를 사용할 수 있는 플라즈마 소스, 진공상태 웨이퍼 반송 Module 및 고온의 웨이퍼를 대기 중으로 이동 전에 냉각을 위한 쿨링 로드락 Module 개발이 되었다. 또한 진공에서 운용되는 Dry Strip Module과 대기 중에서 운용되는 Wet Clean Module을 통합 운용을 위한 구동 소프트웨어 개발이 되었다.

□ 기술개발 배경
반도체의 고성능화와 원가 절잠을 위한 경재이 심화되면서 집적도를 높이기 위한 패턴의 미세화에 따라 반도체 미세 공정 기술은 10nm 대의 기술 진입이 필수적으로 요구되는 추세이고, 원가 경쟁이 심화됨에 따라 10nm 공정기술과 더불어 450mm (18인치) 웨이퍼의 채택이 대두되었고 2018년 450mm 파일럿 팹의 운영을 목표로 G450C 등가 같은 국제적인 컨소시엄이 구성되어 진행 중이다.

450mm 대구경 웨이퍼를 이용한 반도체 제작을 위해서는 이에 필요한 장비의 개발이 필수적으로 국제적인 450mm 반도체 장비 개발 및 표준화에 대한 일련의 활동에 대하여 대응이 필요하게 되었다. 이를 위해 450mm 반도체 장비기술 및 공정기술에 대한 국내적 기술 확보를 위한 기술 개발이 필요하게 되었다. 또한 7nm급의 450mm 웨이퍼 공정기술에서는 패턴이 미세화됨에 따라 미세 패턴 가공 공정 기술도 필요하지만, 먼지 등의 오염에 이한 수율 저하는 더욱 치명적인 장애 요인이기 때문에 450mm 대구경 웨이퍼를 가공하는 공정 중에 사람으로 인한 관리를 최소화하기 위한 일괄 공정 처리 및 자동화가 필수적이다. 따라서, 대구경 미세 공정에서 오염을 방지하기 위해서는 Dry Strip 공정의 후속으로 이어지는 습식 세정 (Wet Clean)을 연속적으로 실시하여 자동화시키는 공정 및 장비 기술이 요구되고 있다. 현재 450mm 웨이퍼를 활용한 반도체 생산의 시점이 여러 주변 환경의 변화로 명확하지는 않은 상황이지만, 2020년에는 450mm 웨이퍼가 도입되어 반도체 생산이 이루어질 것으로 전망되고 있다.

□ 핵심개발 기술의 의의
450mm용 Dry Strip +Wet Clean 복장 장비 개발에 있어서 복합 장비를 구성하는 EFEM, Loadlock, Transdfer module, Process Module은 주관기관이 자체 기술로 개발되었으며, Wet Clean Module은 참여기관과 공동으로 기술 개발을 진행하였다. 또한 기존 300mm 웨이퍼 대비 2.25배가 큰 450mm 웨이퍼에 대응한 DICP (Dual ICP) 소스를 자체 개발하였다.

□ 적용 분야
450mm 대구경 반도체 처리 장치, 드라이 스트립 공정, 웨이퍼 표면 처리 공정, 습식 세정 공정

( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 17
• 제 1 장 서론 ... 18
• 제 1 절 과제의 개요 ... 18
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 19
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 19
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 21
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 25
• 제 4 절 수행 결과의 보안 등급 ... 39
• 제 3 장 결과 ... 41
• 제 1 절 연구 개발 최종 결과 ... 41
• 1. 1차년도 연구 개발 결과 ... 41
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 110
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 110
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 114
• 제 4 절 자체 보안 관리 진단표 ... 115
• 제 4 장 사업화 계획 ... 116
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 116
• 제 2 절 사업화 계획 ... 117
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 (개발기술 응용 등) ... 117
• 부록 ... 118
• 끝페이지 ... 120