[세정(Cleaning)공정] - 기본편

세정공정이란?

 

: 웨이퍼 표면의 이물질을 비롯하여 금속 불순물, 유기 오염물 및 불필요한 박막 등의 원하지 않는 모든 불순물을 물리, 화학적인 방법으로 제거하는 공정을 뜻한다.

 

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[세정공정의 조건]

 

• 클리닝 화공약품 및 가스 등의 자체 오염이 없을 것
• 웨이퍼 표면 모든 형태의 오염원을 효과적으로 제거할 수 있을 것
• 안전하고 경제적이며 친환경적일 것
• 하부 구조 또는 박막을 식각하거나 손상을 주지 말 것

위 조건들을 지킨 상태로 세정공정이 진행 되어야 수율 향상에 크게 기여할 수 있다고 한다.

 

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[세정 공정 분류]

 

세정공정은 크게 Front-End 와 Back-End로 나뉜다.

 

Front-End(트랜지스터) : 금속 배선 공정 전을 뜻하고 산이나 알칼리 등을 이용하여 세정하는 RCA세정을 진행한다. 금속 배선 이전에 하는 이유는 산이나 알칼리 등을 이용해서 세정을 진행하면 금속이 산화될 수 있기 때문이다.

 

Back-End(금속) : 금속 배선 공정 후에 진행되며, 이는 기계적 세정 위주로 진행된다.

 

최근에는 습식 세정에서 건식 세정으로 넘어오는 추세이며, 습식세정에는 대표적으로 RCA세정등이 있고, 건식 세정에는 플라즈마세정, UV-O3세정, 기상(Vapor)세정 (불산 등) 등이 있다.

 

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[습식 세정 - RCA 클리닝]

 

: 1960년대 미국 RCA사에서 개발하였으며 현재까지도 대부분의 반도체 업체에서 사용 중이다. 최근에는 메가소닉등 기계적 세정을 병행하면서 클리닝 효과를 극대화 하고 있다.

 

 

위와 같은 과정들을 통해 RCA 세정이 진행된다.

 

- SC1(Standard Cleaning-1)

 

: NH4OH : H2O2 : H20 등을 1:1:5~1:1:50 정도의 비율로 70~80도씨에서 진행함. 이 과정은 이물질, 유기물, 일부 금속등을 제거할때 사용되고, 유기물은 산화, 무기물은 Si표면의 얇은 산화막을 식각하는 식으로 진행된다.

 

- SC2(Standard Cleaning-2)

 

: HCl : H2O2 : H20 를 1:1:6~1:1:50 비율로 70~80도씨에서 진행하며 무기물질 제거가 주요 타겟이다. 이는 염산이 알칼리 및 전이금속을 용해하는 과정이다.

 

- DHF(희석 불산)

 

: 해당 과정은 불산이 용액이므로 증기화 시켜 자연 산화막을 제거하는 과정이다. 불산은 매우 위험한 물질이기 떄문에 조심해야 하는 물질 중 하나로 알려져 있다.

 

기타 세정 공정등에 대해서는 다음 심화 편에서 다루어 보도록 하겠다.

 

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이렇게 세정공정에 대해 간단히 알아보았는데, 세정공정도 마찬가지로 수율과 직결된 공정이라 자세히 공부해야할 필요가 있다!

 

그럼 다음 포스팅은 여태까지 공부한 내용들을 조금 더 심화 시켜 가져와 보도록 하겠다!!

 

안녕~!