반도체 CVD SiC 공정기술 상세설명(Part.I)

I. 화학 기상 증착(CVD) 실리콘 카바이드(Sic) 공정 기술 개요

CVD(Chemical Vapor Deposition) 실리콘카바이드(Sic) 공정 기술을 논하기 전에 먼저 'Chemical Vapor Deposition'에 대한 기본 지식을 살펴보겠습니다.

화학 기상 증착(CVD)은 다양한 코팅을 준비하는 데 일반적으로 사용되는 기술입니다. 균일한 박막이나 코팅을 형성하기 위해 적절한 반응 조건 하에서 기체 반응물을 기판 표면에 증착하는 작업이 포함됩니다.

CVD 탄화규소(Sic)고순도 고체재료를 생산하는데 사용되는 진공증착 공정입니다. 이 공정은 반도체 제조에서 웨이퍼 표면에 얇은 필름을 형성하기 위해 자주 사용됩니다. 탄화규소(Sic)를 준비하기 위한 CVD 공정에서 기판은 하나 이상의 휘발성 전구체에 노출됩니다. 이러한 전구체는 기판 표면에서 화학 반응을 거쳐 원하는 탄화규소(Sic) 증착물을 증착합니다. 탄화규소(SiC) 재료를 준비하는 다양한 방법 중 화학 기상 증착(CVD)은 균일성과 순도가 높은 제품을 생산하고 강력한 공정 제어성을 제공합니다.

CVD 증착된 탄화규소(SiC) 소재는 우수한 열적, 전기적, 화학적 특성이 독특하게 결합되어 있어 고성능 소재가 필요한 반도체 산업 응용 분야에 이상적입니다. CVD 증착된 SiC 부품은 에칭 장비, MOCVD 장비, Si 에피택셜 장비, SiC 에피택셜 장비 및 급속 열 처리 장비에 널리 사용됩니다.

전체적으로 CVD 증착 SiC 부품 시장의 가장 큰 부분은 에칭 장비 부품입니다. CVD로 증착된 SiC는 염소 및 불소 함유 에칭 가스에 대한 반응성과 전도성이 낮기 때문에 플라즈마 에칭 장비의 포커싱 링과 같은 구성 요소에 이상적인 소재입니다. 에칭장비에 있어서화학기상증착(CVD) 탄화규소(SiC)포커싱 링, 가스 스프레이 헤드, 트레이 및 엣지 링이 포함됩니다. 포커싱 링을 예로 들면, 웨이퍼 외부에 위치하며 웨이퍼와 직접 접촉하는 중요한 구성 요소입니다. 링에 전압을 가하면 링을 통과하는 플라즈마가 웨이퍼에 집중되어 처리 균일성이 향상됩니다. 전통적으로 포커싱 링은 실리콘이나 석영으로 만들어졌습니다. 집적회로의 소형화가 진행됨에 따라 집적회로 제조에 있어 에칭 공정의 수요와 중요성이 지속적으로 증가하고 있습니다. 에칭 플라즈마의 출력과 에너지는 특히 더 높은 플라즈마 에너지가 요구되는 용량 결합 플라즈마 에칭 장비에서 지속적으로 향상되고 있습니다. 따라서 탄화규소로 만든 포커싱 링의 사용이 점점 보편화되고 있습니다.

간단히 말해서, 화학 기상 증착(CVD) 실리콘 카바이드(SiC)는 화학 기상 증착 공정을 통해 생산된 실리콘 카바이드 소재를 의미합니다. 이 방법에서는 일반적으로 실리콘과 탄소를 함유하는 기체 전구체가 고온 반응기에서 반응하여 탄화규소 필름을 기판에 증착합니다. 화학기상증착(CVD) 탄화규소(SiC)는 높은 열 전도성, 화학적 불활성, 기계적 강도, 열충격 및 마모에 대한 저항성을 비롯한 우수한 특성으로 인해 높이 평가됩니다. 이러한 특성으로 인해 CVD SiC는 반도체 제조, 항공우주 부품, 갑옷 및 고성능 코팅과 같은 까다로운 응용 분야에 이상적입니다. 이 소재는 극한의 조건에서도 뛰어난 내구성과 안정성을 보여 첨단 기술과 산업 시스템의 성능과 수명을 향상시키는 효과를 보장합니다.

II. 화학 기상 증착(CVD)의 기본 공정

화학기상증착(CVD)은 물질을 기체상에서 고체상으로 변환하는 공정으로, 기판 표면에 박막이나 코팅을 형성하는 데 사용됩니다. 증착의 기본 과정은 다음과 같습니다.

1. 기판 준비: 

적합한 기판 재료를 선택하고 청소 및 표면 처리를 수행하여 기판 표면이 깨끗하고 매끄러우며 접착력이 좋은지 확인하십시오.

2. 반응성 가스 준비: 

필요한 반응성 가스 또는 증기를 준비하고 가스 공급 시스템을 통해 증착 챔버에 도입합니다. 반응성 가스는 유기 화합물, 유기금속 전구체, 불활성 가스 또는 기타 원하는 가스일 수 있습니다.

3. 증착 반응: 

설정된 반응 조건에서 증착 공정이 시작됩니다. 반응성 가스는 기판 표면과 화학적 또는 물리적으로 반응하여 침전물을 형성합니다. 이는 사용된 증착 기술에 따라 기상 열분해, 화학 반응, 스퍼터링, 에피택셜 성장 등이 될 수 있습니다.

4. 제어 및 모니터링: 

증착 공정 중에 얻은 필름이 원하는 특성을 갖도록 주요 매개변수를 실시간으로 제어하고 모니터링해야 합니다. 여기에는 반응 조건의 안정성과 일관성을 유지하기 위한 온도 측정, 압력 제어 및 가스 유량 조절이 포함됩니다.

5. 증착 완료 및 증착 후 처리 

설정된 증착 시간이나 두께에 도달하면 반응가스 공급을 중단하고 증착 공정을 종료한다. 그런 다음 어닐링, 구조 조정, 표면 처리 등 필요에 따라 적절한 증착 후 처리를 수행하여 필름의 성능과 품질을 향상시킵니다.

특정 기상 증착 공정은 사용된 증착 기술, 재료 유형 및 적용 요구 사항에 따라 달라질 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 위에서 설명한 기본 프로세스는 증기 증착의 일반적인 단계 대부분을 다루고 있습니다.

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