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반도체 웨이퍼에 알루미늄합금의 접합기술

전문가 제언: ○ 본 발명은 알루미늄 혹은 알루미늄합금을 이용하는 반도체 웨이퍼의 열압착에 의한 접합기술이다. 경제적으로 저렴하고 친환경적인 제조기술이므로 향후 활용가능성이 높을 것으로 예상되고 있다.

○ 열응력에 의해 반도체 웨이퍼가 파손되는 현상이 자주 발생되고 이것은 반도체의 생산 수율에 직결되는 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 발명에 의한 접합기술은 웨이퍼 접합구조의 물성과 형상으로부터 열응력을 최소화하여 수율을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 표면증착기술의 확립에 도움을 줄 수 있을 것이다.

○ 웨이퍼 접합 시에 알루미늄계 링에는 500℃ 이하와 30MPa 이상에서 본 발명에 의한 표준작업이 이루어진다. 실제 적용하기 위해서는 최적의 온도를 약 440℃로 규정되어 있으나 압력범위는 크게 달라질 수 있다. 점착방지(anti-stiction)를 위해서는 약 90MPa 이상의 압력이 요구되고, 특별한 경우에는 300MPa에서 15분 동안 유지하는 경우도 있으므로 향후 용도에 맞는 최적의 압력조건 설정이 필요하다.

○ 반도체 웨이퍼의 접합 시 알루미늄계 증착층은 대기 중에 노출되면 빠르게 산화되어 불침투성의 표면 산화물을 형성하게 된다. 이 산화물은 알루미늄계 성분 사이의 접합을 방해하는 역할을 하게 되는데, 이를 방지하기 위한 제조기술의 확립이 필요하다. 특히 필요시 원하는 표면을 얻기 위한 평탄화작업은 접합성을 향상시키는데 대단히 중요하다.

○ 향후 본 발명의 내용을 응용하여 접합성을 더욱 향상시킬 수 있는 방안을 찾아내어야 할 것이다. 예를 들면 ①웨이퍼의 표면에 알루미늄 혹은 알루미늄합금에 의한 스퍼터링 증착기술 ②전자빔용접으로 증착층을 증발시킬 수 있는 용접기술 ③알루미늄과 실리콘 내의 확산을 억제하기 위하여 티타늄-텅스텐의 적용기술 ④Cu가 소량(약 1wt.%) 함유된 알루미늄합금의 적용기술 ⑤알루미늄 베리어(barrier) 형성기술 등의 연구개발 및 기술정착이 요구된다.

저자: ANALOG DEVICES, INC.
자료유형: 특허정보