반도체 제조 공정이라고 하면 8대 공정 중 포토, 식각, 확산, 박막 등의 원재료를 통해 제품을 만드는 과정을 상상할 수 있다.
그러나 그 과정 외에도 불량 검사 과정은 제품을 생산하는 것만큼이나 중요합니다.
오차를 줄여 수율을 높이는 것은 곧 수익과 직결되기 때문에 오차를 최소화하고 수율을 향상시키는 MI, 측정 및 검사 프로세스의 중요성이 커집니다.
현재 한국이 세계 시장을 장악하고 있는 메모리반도체와 압도적인 시장점유율을 자랑하는 D램은 마이크로프로세서 기술 발전이 가속화되면서 고전하고 있다.
생산 공정에서 오류를 찾기가 점점 어려워지고 있으며 그에 따라 생산 속도가 빨라지고 있습니다.
느려서 수확량을 고정하기 어렵습니다.
수율은 생산성과 직결되며 경쟁력을 좌우하기 때문에 매우 중요한 이슈입니다.
그래서 앞으로 MI(Measurement & Inspection)로 알려진 반도체 측정 기술이 점점 더 중요해지고 있습니다.
가장 중요한 반도체 공정 중 하나인 Metrology는 제조 공정의 각 단계에서 생산되는 반도체 소자의 물리적, 전기적 특성이 적절하게 충족되는지 확인하는 공정을 의미합니다.
다시 말해서, 제조 중인 제품의 성능에 영향을 미치거나 불량품이 될 수 있는 조건을 미리 찾아내는 과정오전.
현재 대기업에서는 광학을 이용한 반도체 측정 및 검사 기술을 사용하고 있다.
빛은 파동의 성질을 가지고 있으며, 이러한 성질 때문에 빛의 회절이 일어난다.
회절은 빛이 경로의 틈이나 장애물에 부딪히고 빛의 일부가 그 뒤의 슬릿이나 장애물로 돌아올 때 발생하는 파동의 특성입니다.
반도체 계측은 이 빛의 회절을 사용하여 박막, 코팅 및 웨이퍼의 응력, 두께, 전도성 및 구성을 측정합니다.
이를 통해 얻은 데이터를 바탕으로 공정을 제어하고, 문제 발생 시 이를 해결하기 위한 공정을 최적화해 반도체 제품을 완성한다.
CD SEM – 박막의 형상 측정 및 분석을 위한 장비
반도체 장치의 제조가 단계 수가 증가함에 따라 더욱 복잡해짐에 따라 웨이퍼 검사 및 계측의 중요성도 증가합니다.
SEM은 Scanning Electron Microscope로 Scanning Electron Microscope의 약자입니다.
시료의 표면을 전자빔으로 스캔하여 사진을 찍는 일종의 전자현미경입니다.
고속 전자를 발사하면 전자가 시료의 표면과 충돌하고 상호 작용하여 전자와 같은 물질이 시료에서 빠져나가는 현상을 분석하는 방법 중 하나입니다.
현미경은 빛 대신 전자빔을 사용하는데, 유리렌즈를 사용하는 광학현미경과 달리 전자빔이 유리를 통과하지 않기 때문에 전자렌즈를 사용한다.
CD SEM은 재료의 수치 분석뿐만 아니라 nm(나노미터) 단위 범위의 치수를 측정하는 데 사용됩니다.
일반적으로 저진공에서 작동하며 낮은 수준의 진동이 필요하기 때문에 일반적으로 자기 부상 터보 펌프 기술을 사용합니다.
정황
전자총: 화면에 전자빔을 방출하는 장치. 세 개의 빔은 각각 빨간색, 녹색 및 파란색의 세 가지 기본 색상을 전송합니다.
집광 렌즈: 전자 현미경에서 볼록 렌즈처럼 작동하는 전자 렌즈는 전자총에서 방출된 전자빔을 시료 표면에 다시 집중시키는 데 사용됩니다.
픽업 코일: 코일 사이의 인력과 반발력을 이용하여 전자빔을 제어하고 시료에 조사합니다.
전자빔은 대물렌즈의 중심에 의해 편향됩니다.
1차 전자: 열전자, 광전자공학 와 같은 다른 전자의 충돌에 의해 생성된 전자가 아닙니다.
2차 전자 방출만들다 에너지제공하는 운동 전자를 말합니다.
2차 전자: 전자가 기체 분자나 고체와 매우 빠른 속도로 충돌할 때 생성되는 전자입니다.
고속 이온, X선 등의 입사에 의해 생성된 전자를 2차 전자라고도 합니다.
견본: 특정한 목적을 위하여 과학적 시험, 검사, 화학적 분석 등에 사용되는 물질 또는 유기체를 말한다.
광전자 증배관: 주로 가시광선을 감지하는 진공관으로 2차 전자를 방출하여 미세한 광전자의 전자 흐름을 향상시키는 데 사용됩니다.
트랜지스터나 진공관을 사용하는 것보다 노이즈가 훨씬 적기 때문에 희미한 빛을 감지하는 데 사용됩니다.
표면 프로파일러 – 박막 두께 측정
Surface Profiler는 Wafer 표면에 차이가 있는 박막의 두께와 Step Profile을 측정하기 위해 고안된 장비로 프로브(Pen)가 Wafer의 표면을 Scan하여 통과할 때 표면 연결의 변화에 의해 발생하는 Pressure 스텝의 두께를 감지하고 측정하는 장치입니다.
반도체 공정 – MI(측정 및 검사)
MI(Measurement & Inspection) #Startup 반도체 제조 공정이라고 하면 8대 주요 공정에서 포토, 식각, 확산, 박막 등의 원재료를 통해 제품을 만드는 공정을 상상할 수 있다.
그러나 그 과정 외에도
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