반도체공학실험 | 반도체 패터닝

 

 

 

실험 기구 및 장치

1. 실험 장비

1:Main chamber, 2:Main switch, 3:Flow rate controller, 4: Pump/Gate valve, 5:Power controller

 

먼저 왼쪽 동그란 원통모형이 메인챔버(main chamber)이다. 메인챔버에서는 식각이 일어난다. 메인챔버 아래는 진공펌프가 존재하여 메인챔버를 진공상태로 유지시켜주는 장치가 있다. 진공펌프 쪽에서는 기체의 압력을 조절 할 수 있는 밸브가 따로 있다. 오른쪽 표면코팅및식각장치 아래에 메인 스위치가 존재하고, 그 아래에는 기체가 흐름을 조절 할 수 있는 컨트롤러가 있다. 그 아래에는 진공펌프와 기체가 흐르는 통로의 밸브를 온오프 할 수 있는 버튼이 있고 그 아래는 플라즈마를 생성시킬 때 얼마만큼의 power을 줄 수 있을지 조절하는 파워 컨트롤러가 있다.

 

2. 실험 시약

1) Silicon wafers : 고순도의 실리콘을 녹여 절단 연마 등의 공정을 거친 얇은 실리콘 원판으로서 패터닝을 하는 기본적인 판이다.

 

2) Patterned SiO₂ thin films : 실리콘 웨이퍼에 산소와 화학반응을시켜 산소막을 씌움으로서 집적회로의 미세한 오염물질 등의 침투를 방지하는 역할을 한다. 이 산화막을 씌운 실리콘 웨이퍼에 감광액(PR)을 코팅하여 패턴을 새기면서 만들어진다.

 

3) Etching gas (Ar, C₂F₆, O₂) : Ar, C₂F₆ 가스는 에너지를 받아 플라즈마가 발생하여 산화막 및 감광액 일부를 식각하는 기체이고 O₂ 가스는 에너지를 주어 플라즈마를 발생시킨 후 식각후에 남아있는 감광액(PR)을 제거하기 위해 사용되는 가스이다.

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 리소그래피 된 박막 2조각을 Main chamber에 넣는다.

 

2) Main chamber를 진공상태로 만든다.

 

3) 식각기체(Ar, C₂F₆)를 일정 SCCM 으로 넣는다. [Ar(10SCCM), C₂F₆(20CCM)]

 

4) 기체 압력을 0.2torr로 조절한다.

 

5) power를 200W로 설정하고 플라즈마를 형성한다. (2분동안 진행)

 

6) 식각이 끝난 박막은 광학현미경으로 관찰한다.

 

7) 다른 박막 2개를 같은과정을 거쳐 식각을 하되 이번에는 power를 300W로 설정한다.

 

8) 식각이 끝난 박막을 다시 광학 현미경으로 관찰한다.

 

9) 200W로 식각한 박막 1개와 300W로 식각한 박막1개를 Main chamber에 넣는다.

 

10) Main chamber를 진공상태로 만든다.

 

11) O₂기체를 일정 SCCM으로 넣는다. [O₂ (50CCM)]

 

12) 기체압력을 0.3torr로 조절한다.

 

13) power를 500W로 설정하고 플라즈마를 형성한다. (10분동안 진행)

 

14) Ashing된 박막을 꺼내어 광학현미경으로 관찰한다.

 

15) 실험실로 이동해 두께 측정기로 각각의 박막두께를 3번씩 측정한다.

 

 

 

[반도체공학실험]반도체 패터닝 레포트