반도체 제조장치의 입자가시화와 오염대책

전문가 제언

□ 반도체 웨이퍼 불량 율의 50%가 먼지입자로 인한 결함으로 조사되고 있다. 앞으로 웨이퍼는 더 커지고, 미세 화 될 것은 자명하며, 이를 위해서는 극 미세먼지 입자까지 처리해야 한다. 2016년에는 10㎚의 입자가 웨이퍼를 손상시킬 것으로 학자들은 예측을 하고 있다. 또 웨이퍼의 가격이 올라갈수록 불량 웨이퍼에 의한 손실금액 또한 증가한다. 이런 손실 등을 해결하기 위해서는 먼지입자의 “0”화 (Particle Free)는 꼭 이루어져야한다.

□ 먼지발생의 원인은 프로세스장치·공정 부산물·사용가스등 원료·이송용기 등 이송체계. 그리고 작업자 등이며, 현재 발생비율은 이송체계가 10%정도, 식각. 증착. 박리 등 프로세스 장치들이 90%정도이며, 그 원인과 장치에 따라 차이가 있다. 입자오염 제어방법으로는 국제적으로 표준화된 클린룸과 이송용기(FOUP)그리고 국소배기(Mini Environment)와 배기Fan & Filter Unit를 이용한 기류제어(FFU)방식과 매엽 처리방법 등을 연구, 개발 활용하고 있으며, 최근에는 연속발진(CW) 레이저에 의한 광 산란 법으로 미세입자를 전하 결합소자(CCD) 카메라와 컴퓨터를 이용하여 화상에서 입자의 움직임을 가시 할 수 있게 되었다. 장치에서 발생되는 과정과 입자의 거동 특성을 파악 할 수 있어 멀지 않아 먼지 입자의 “0”화가 이루어 질 것으로 기대된다.

□ 식각 챔버에서 발생되는 입자는 개별단위의 입자들이며, 화학증착 챔버에서는 극 미세한 기상의 입자덩어리가 구름모양으로 가시화되었다. 입자의 움직임은 대전에 의한 정전기 역, 프로세스 가스에 의한 점성 역과 관성역, 그리고 입자들에 의한 자화 역에 의하여 이동 낙하된다. 대부분 정전기역에 의하여 거동이 결정되므로, 정전기관리 즉 전하․전위구배․전하 수 등을 공장 건설 계획단계부터 철저히 관리해야한다. 이러한 힘에 의하여 미세입자들은 비산 응집 낙하이동 하면서 웨이퍼 표면에 낙하되기도 하고, 성막 표면에 부착되어 막질을 열화 시켜 웨이퍼의 성능을 저하 시키고 있다.

□ 양산 라인에서 입자오염을 저감하기 위해서는 실제조건에서 입자거동을 가시화하고 해석 관리해야하나 , 실제로 입자가시화 장치를 탑재할 수는 없으므로, 설계 단계에서부터 실제와 가장 근사한 조건에서 CFD등 모의 실험하여 관리해야한다.

저자

Moriya ; Nagaike ; Huziwara

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

환경·건설

연도

2004

권(호)

14(1)

잡지명

Clean technology(N272)

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

5~12

분석자

박*서

분석물

• 반도체 제조장치내의 입자오염 대책.pdf [217,954 byte]

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