CVD 주요 공정의 소개

1. CVD 주요 공정의 소개

  1-1. PE CVD USG공정

      PE CVD공정에서 USG (Undoped Silicate Glass)는 보통 Precursor로 TEOS를 사용하거나 SiH4를 사용하여 SiO2를 만듭니다. 절연막을 어느 구간에 사용하는지에 따라 STI, ILD, IMD로 구분을 합니다.

 

SIH4 + N2O -------------> SiO2 + By products

                  plasma, heat

 

TEOS + O2 /O3--------------> SiO2 + By products

                     plasma, heat

 

이 반응식을 통하여 USG를 형성하는데 이 때 관련된 parameter는 SiH4/N2O, TEOS/O2, Pressure, Inert Gas He, N2, HF, LF등이 있습니다.

 

관련 장비 관리 인자로는 Gas flow, Presure, RF Power, Heater TEMP, Delivery Line Temr관리 등이 있습니다.

 

** 여기서 TEOS란 무엇일까요?

Tetra Ethyl Ortho Silicate의 약자입니다. 유기 화학식에서 Tetra는 4개, Ethyl기는 C2H5를뜻합니다. Ortho 화학식을 구진 Silicate이니 아래와 같이 Si(OC2H5)4식이 TEOS가 되는 것입니다. TEOS는 독성이 약한 것이 특징이고 최대 30도 온도에서 밀폐 강철 용기에 보관됩니다.

 

 

추가적으로 단순 USG말고도 BPSG라는 공정이 있습니다. 이는 USG Film에 B,P 농도를 주입하면 Flow 특성이 향상되는 것을 이용하는 것인데 B,P Oxide가 Glass의 Meting Poting를 낮추는 효과를 주어 후속 낮은 온도에서 Flow 되는 특성을 가질 수 있도록 하며 Gap fill과 평탄화 공정에 많이 사용 됩니다.

 

  1-1-1. HF, LF

      HF는 고주파 13.56MHz, LF는 저주파를 뜻합니다. HF는 전자 가열, 전자에 에너지를 효율적으로 주입해 주는 RF 소스로 TEOS 해리에 지대한 영향을 미칩니다. LF는 이온이 얻을 수 있는 쉬스 에너지를 조절하는 인자 입니다.즉 각각의 역할이 따로 있는 것입니다. TEOS 박막은 압력이 높을 경우 전자 및 가스 이온과 가스의 충돌이 대단히 크고 쉬스 크기 대비 입자간 평균 충돌 거리의 비로 판단할 수 있습니다. HF 전력을 키우게 되면 플라즈마 밀도가 높아지고 해리가 커져서 박막 수율이 높아지는 인자로 사용되고, LF를 증가시키면 쉬스가 커지고 이온 에너지가 증가하는데 쉬스 내 충돌이 많아지므로 이 에너지는 민감하게 증가하지는 않지만 증가 경향을 가집니다. 그러므로 LF는 STEP COVERAGE 향상에 도움을 줄 수 있습니다 다만 LF를 너무 높이면 막질이 좋지 않아질 확률이 높습니다. 

 

참고 문헌 :

반도체 제조 기술의 이해

플라즈마 응용연구실