박막공학 [16] Deposition (증착) (1)

 

박막공학 [15] Ion Implantation (이온주입) (4)

 

1. 박막 증착 기술의 종류

 

 

기타 증착법

 

1. 용액 코팅(Solution Coating) ex. SOG(Spin-On-Glass)

: 회전식 스핀 방식으로 유리질 용액을 도포 후 열처리로 막 생성

2. 전해 증착(Electro-deposition)

: 전해액 속 금속 이온을 전기장으로 웨이퍼 표면에 코팅

 

2. Deposition의 평가 항목

1. Deposition Rate (증착 속도)
2. Film Uniformity (막 균일도)
- 웨이퍼 전면에 걸쳐 두께가 균일한 지 여부
- 여러 번 공정을 반복했을 때의 일관성
3. 증착 가능한 재료의 종류
4. 막 특성 ( 물리/화학적 성질, 전기/ 기계/ 광학적 성질, 밀도...)
5. 증착 방향성
6. 운영비용, 유지 보수 비용 등

 

 

3. Step Coverage

Step Coverage
: 구조물이 있는 표면에 박막을 증착할 때, 수직 및 수평면에 얼마나 균일하게 박막이 증착되었는지를 평가하는 지표

 

 

 좋은 step coverage는 수평면과 수직면의 두께가 거의 동일하게 증착되어 전기적 연결이 잘 되지만, 나쁜 step coverage를 가질 경우 수평면과 수직면의 증착이 잘 되지 않아 공백이 생긴다.

이때 또 중요한 aspect ratio라는 개념이 있다. 

aspect ratio = 구조물 높이 / 폭

 

Aspect Ratio가 클수록 박막이 아래까지 들어가기 어렵기 때문에 Step Coverage와 Conformality가 저하된다.

 

4. Trench Filling에서의 Void 생성 Mechansim

Void: 내부가 비어있는 공극
- 전기적 단선, short, 신뢰성 저하 초래
- 원인) step coverage 불량
- 발생 위치) trench, contact hole, via, metal gap 등

 CVD나 PVD로 trench나 contact를 채울 때, Step Coverage가 나쁘면 입구부터 막히고 내부가 비게 된다. 이로 인해, void(공극)이 생기고, 이후 플러그를 메탈로 채울 때 short 또는 reliability issue 유발될 수 있다.

 

 

 

 

 금속 라인(Metal Line) 사이에 산화막을 CVD로 증착 중 aspect ratio가 큰 영역에서 void 형성된다. 이런 void는 이후에 전기적 연결 장애(Short) 또는 신뢰성 저하로 이어진다.

 

metal line pitch가 좁아지고 gap이 작아지고, aspect ratio가 커진다.

= step covarage가 나쁜 증착 방식을 쓰면 void가 발생