[공학기술]박막 공정(THIN-FILM PROCESS) 조사보고서

목차

1.박막공정
1.1. 박막공정의 정의
1.2. 박막공정의 과정

2. 세척

3. 증착
3.1. 증착의 정의
3.2. 증착의 종류
3.3. 증착의 요구 조건

4. PVD
4.1. PVD의 정의
4.2. PVD의 특성
4.3. 진공증착법
4.3.1. 진공증착법-열 증발 증착법(순수저항이용)
4.3.2. 진공증착법-열 증발 증착법(유도열이용)
4.3.3. 진공증착법-전자빔 증발 증착법
4.4. 스퍼터링- 음극스퍼터링(cathode sputtering)
4.4.1. 직류스퍼터링(DC sputtering)
4.4.2. 고주파 스퍼터링(RF sputtering)
4.4.3. 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)
4.4.4. 이온빔 스퍼트링(Ion Beam Sputtering)
4.4.5. Bias Sputtering
4.5. 이온도금
4.6. 이온 빔 증착

5. CVD(Chemical Vapor Deposition)
5.1. LPCVD
5.2. PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
5.3. APCVD

6. 분자빔 결정법(MBE)

7. 박막 증착의 예
7.1. 실리콘 박막 트랜지스터(TFT)

8. PVD와 CVD의 차이 비교

9. 증착법의 실제 적용 분야
9.1. 증착법의 기술전망

10. 포토리소그래피

11. 식각

본문내용

합이 약한 부분(노광되지 않은 부분)이 녹아 없어진다. 현상액으로는 크게 염기성의 수용액과 solvent류가 있다. 대부분은 KOH 수용액과 같은 염기 수용액을 사용하지만 SU series와 같은 negative PR은 아세톤이나 특정 solvent를 사용한다.
현상이 끝나면 현상과정에서 풀어진 polymer 조직을 단단하게 만들기 위해 baking(hard baking)을 한다; baking 공정은 photolithography 과정에서 자주 행하는 공정인데, 크게 PR coating 후의 soft baking, 노광 후의 post exposure baking(PEB), 현상 후의 hard baking이 있다.
5) Hard bake(하드 베이크)
11. 식각(Etching)
식각공정은 궁극적으로 기판 상에 미세회로를 형성하는 과정으로서 현상공정을통해 형성된 PR pattern과 동일한 metal(혹은 기타 deposition된 물질)pattern을만 든다. 식각 공정은 그 방식에 따라 크게 wet etching과 dry etching으로 구분하는데,wet etching이라 함은 금속 등과 반응하여부식시키는산(acid)계열의화학약품을이용하여 thin film layer의 노출되어 있는(PR pattern이 없는) 부분을 녹여 내는 것을 말하며 dry etching이라 함은 ion을 가속시켜 노출부위의 물질을 떼어냄으로서 pattern을 형성하는 것을 말한다.
또한 각각의 etching 방식은 선택적(selective) etching과 비선택적(nonselective) etching으로 나뉘는데 선택적 etching이라 함은 여러 layer 중에서 다른 layer에는 영향을 주지 않고 표면의 layer에만 반응을 하여 식각하는 것을,비선택적etching은 기타 다른 layer와도 반응하여 여러 layer를 동시에 식각하는 것을 말한다. Wet etching에서의 선택적 etching은 특정 물질에만 반응하도록몇몇화학약품을조합하여 etchant를 만들어 사용함으로서 가능하며 dry etching의 경우특정물질에만반응하는 반응성 gas를 주입함으로서 가능해 진다.특히dryetching의경우ion가속만을이용하는 IBE(ionbeametching)나sputtering과같이magnetron을이용하는sputteringetching이 비선택적 etching이며, ion가속에반응성gas(reactivegas)를사용하는RIE(reactiveion etching)는 선택적 etching이다.
이상과 같은 일반적인 etching 외에 etching을 사용하지 않고patterning하는경우가 있는데, 대표적인 것이 lift off 공정이다. Lift off란 film deposition 이전에PRpatterning을 하고 그 위에 film deposition을 한 후 PR을 제거함으로서 pattern을 형성시키는 방법을 말한다. PR을 용제(solvent)에 녹이는 과정에서 PR 위에 deposition된 film은 제거되고 substrate 위에 deposition된 film 만이 남게 되는 것이다.
* Pattern plating : thin film HIC 등과 같이 film을 비교적 두껍게 올려야 하는 경우 주로 사용하는 patterning 방식이다. 보통의 경우 deposition(thin&thick) a photolithography a etching의 순으로 patterning을 하는데 반해 pattern plating은 seed layer deposition(thin) a photolithography a deposition(plating) a etching의 순으로 공정이 진행된다. 이 공정의 장점은 오직 seed layer 만을 etching하면 되기 때문에 etching에 의한 pattern 공차가 작고 line의 sharpness가 높다는 점이다.
● 기타 부가 공정
1) Drilling : 기판 위/아래의 회로를 전기적으로 연결하기 위한 hole(via hole), 또는 전기적 연결과는 무관하게 기구 형상을 위한 hole(non-metallized hole)을 가공하는 공정이다. 주로 CO2 laser를 사용하며 미세 가공을 위해 Nd-YAG laser를 사용하기도 한다.
2) Dicing : 한 기판에 형성된 device 들을 개별적으로 나누기 위해 blade를 이용해 기판을 자르는 공정이다. 기판의 경도에 따라 2” spindle과 4” spindle을 선택하여 사용한다. 각 물질의 경도, 연성, 내마모성, device 특성에 따라 blade를 선택하여 사용하는데, blade의 종류에는 크게 resin blade와 nickel blade가 있다.
3) Trimming : deposition 공정은 필연적으로 그 두께나 기타 film quality에 있어 non-uniformity를 갖는다. 따라서 저항이나 capacitor를 형성할 때 애초에 목표했던 저항값이나 capacitance를 구현하지 못하는 것이 일반적이다. 이 때, 원하는 저항값 또는 capacitance 값을 맞추기 위해 resistor나 capacitor의 특정 부위를 없애주는 공정이 trimming이다. Trimming에는 laser trimming과 chemical trimming이 있으며 laser trimming은 저항 편차를 기준으로 1 %, chemical trimming은 0.1 % 정밀도로 맞출 수 있다.
12. 참고문헌
- 만도 생산기술팀
- http://www.ofthinfilm.com/thinfilm/thinfilm.htm
- 반도체 관련 정보 토탈 서비스 http://www.semipark.co.kr/
- 아주대학교 대학원 분자과학 기술학과 http://mst.ajou.ac.kr/
- http://tooltech.co.kr/form.html
-충남대학교 지능생산 및 자동화 실험실 http://imal.cnu.ac.kr
-서울대학교 컴퓨터 전자공학부 nml.snu.ac.kr
-목원대학교 전자공학과 홈페이지
-<박막 프로세스의 기초> ,김원찬 저 ,피어슨에듀코리아, 2000년

키워드

박막,   증착,   PVD,   진공증착,   스퍼터링,   이온도금,   CVD,   TFT