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포토 공정의 해상도(Resolution), 초점심도(DOF, Depth of Focus)

해상도, Resolution(Res): Mask 패턴을 노광하였을 때, 전사될 수 있는 최소 크기 즉, 해상도는 구현할 수 있는 최소 선폭의 한계를 의미한다. Resolution이 작다 = 해상도가 좋다 = 최소 선폭이 작다 = 미세 공정 구현하기 좋다.​ ​ ​ 반도체에서 해상도가 중요한 이유는 단가 때문이다. 해상도가 좋으면, 구현할 수 있는 패턴 간의 간격이 좁아진다고 했다.​ 해상도와 단가 간 관계 해상도가 나쁠 때, 웨이퍼 1장 당 들어갈 수 있는 패턴 크기가 커지고 CHIP의 개수가 적어진다. (노란색 영역 밖의 칩은 온전한 칩이 아니라서 수율 CHIP 개수로 넣지 않는다.) ​ 즉, 패턴 크기가 작아지면 만들 수 있는 Chip(칩)이 작아지고, 한 웨이퍼에 들어갈 수 있는 칩이 많아진다. 같..

PHOTO공정 HMDS 처리를 하는 이유

​ 반도체 8대 공정 중 하나인 포토(photo) 공정의 순서 중 가장 첫 번째는 HMDS 처리이다. HMDS는 친수성(Hydrophilic)인 실리콘 기판 표면을 소수성(Hydrophobic) 하게 만들어주는 역할을 한다. ​ 왜 이런 과정이 필요할까? 반도체 표면과 PR(Phoro resist, 포토레지스트) 간의 접착력(Adhesion)을 높이기 위해서다. ​ HMDS 처리 Bare silicon은 소수성 (silicon과 물의 접촉각이 큰 상태)인데, 실리콘 산화 막은 친수성의 성질은 갖는다. (-OH 기) ​ 포토 공정에서 사용하는 PR은 유기 용매이기 때문에, 친수성 막질 위에서는 평평하게 펴지지 않는다. 그래서 PR을 막질 위에 균일하게 도포하기 위해서 친수성의 산화 막을 소수성으로 바꿔야 ..

반도체 단위공정 (3) Photo 포토 공정 순서(HDMS, PR, Soft Bake, Align, Exposure, PEB, Develop, Hard Bake)

​ [Photo, 포토 공정의 정의] 포토 공정은 웨이퍼 위에 PR(Photo Resistor)라는 감광 물질을 도포하고 원하는 패턴이 새겨진 Mask에 빛을 통과시켜 선택적으로 원하는 패턴을 만드는 공정이다. PR로 만들어진 패턴을 이용하여 후속 공정에서 물리적인 구조를 만들기 위해 식각을 진행하거나, 패턴이 드러난 영역에 선택적으로 불순물을 주입하여 특정 영역을 N형이나 P형 반도체 형태로 만들기 위하여 밑그림을 그리는 작업이라고 생각하면 된다. 그래서 포토공정은 Layer의 시작이 되는 단위 공정이며, 점점 미세화되는 반도체 기술의 핵심이며 가장 중요하고 기술적인 난이도가 높다. 설비의 가격이 제일 비싼 공정이라고 할 수 있고, 반도체 미세화 기술의 근간이 되는 공정이다. (반도체 단위 공정의 꽃 ..

반도체 단위공정(2) 8대 공정의 개념 (Photo 포토, Etch 에치, CMP, Diffusion, Implant, Metal, Clean, CVD)

보통 반도체에서 8대 공장이라고 하면, 전공정을 말한다. 후공정은 Sorting이나 EDS, Package 등을 말한다. 면접에서 8대 공정을 설명해보세요. 라고 하면 전공정을 말하면 된다. ​ 8대 공정에는 포토(Photo), 식각(Etch), 세정(Clean), 이온주입(Implant or IIP), 확산(Diffusion), 박막(CVD), 연마(CMP), 배선 공정(Metal)이 있다. 박막공정의 종류는 원래 CVD와 PVD가 있는데, PVD는 과거부터 배선을 위한 박막공정으로 사용했으나 점점 배선공정의 중요성이 커지고 박막증착 기법이 아닌 다른 기법의 금속배선 공정(ECD)이 사용되면서 별도의 배선공정(Metal)이라는 단위 공정으로 분리되었다. 그래서 금속박막의 증착 기법에 사용되는 PVD를 ..

반도체 단위공정(1) Mask, Layer의 개념 (공정설계, 공정 기술이 하는 일)

삼성 전자 반도체에 관심이 있는 사람이라면, 삼성 반도체 DRAM 15nm, 14nm 제품 개발이라는 기사를 쉽게 접할 수 있다. ​ 이처럼, 반도체 제품에 따라서 몇 나노급이다. 라고 말할 때 몇 나노에 해당하는 제품 세대를 Tech Node 라고 한다. ​ Layer란 Mask 한 장의 단위로 이 Mask(=Reticle)를 이용하여 구조물(회로)을 만든다. ​ Mask를 이용해서 Photo 공정을 진행 후, 후속 다른 단위 공정의 다양한 조합으로 진행되는 한 Set을 Layer 라고도 한다. ​ 즉, 60레이어는 60장의 마스크가 사용되고, 60번의 포토 공정과 후속 공정들이 진행된다는 의미이다. 노광을 하지않으면 반도체 회로를 그릴 수 없기 때문에 포토 공정이 Layer의 단위가 된다. ​ 한 제..

메모리 반도체의 종류: DRAM, FLASH 메모리 (디램, 플래시)

메모리 반도체 대표 제품은 (1) DRAM, (2) Flash 메모리이다. ​ DRAM(디램)은 캐패시터가 트랜지스터와 분리되어 있어서 소자 집적도는 떨어지나 스위칭 속도가 매우 빠르다. FLASH(낸드 플래시)는 플로팅 게이트를 사용하여 집적도가 크게 올라갔지만, 동작 속도는 떨어진다. ​ (1) DRAM (디램, 휘발성_전원을 끄면 데이터가 사라진다.) 종류: 모바일, PC/Server 용 ​ ① 모바일용 : 스마트폰처럼 공급 전원으로 배터리를 사용하는 기기에 장착한다. Data를 빠르게 읽고 쓰는 스피드 성능도 중요하지만, 배터리 소비를 최소화하는 저전력 성능을 구현하는 것이 중요하다. ​ ② PC/Server 용 : 모바일 보다 공급 전원의 제약이 덜하다. 따라서 저전력 성능 측면 제약이 덜하고 ..

반도체 제품 (메모리, 비메모리, 시스템, LSI(르시) 반도체)

반도체 제품을 분류하는 기준은 다양하고 주관적일 수 있지만, 가장 일반적인 기준은 메모리와 비메모리 반도체로 나뉜다. 메모리 반도체는 정보(Data)를 저장하는 용도로 사용되는 반도체를 의미하는데, 그 정보는 Digital 신호인 0 or 1 형태로 저장된다. (Low or High) 메모리 반도체에는 (1) 램(RAM, 휘발성), (2) 롬(ROM, 비휘발성)이 있다. (1) RAM(Random Access Memory): 정보를 기록(저장)하고, 기록된 정보를 읽거나 수정할 수 있음 (DRAM, SRAM) (2) ROM(Read Only Memory): 기록된 정보를 읽을 수만 있음 (Flash Memory) 메모리반도체는 말 그대로 기억장치 이므로, 얼마나 많은 양을 기억하고 (대용량), 얼마나 빨..

Body Effect, Body Bias

MOSFET 트랜지스터는 단자는 4개이다. 캐리어를 공급하는 Source (1), 캐리어를 높은 전계를 당기는 Drain (2), 캐리어가 이동하는 채널을 만들 수 있도록 스위칭 역할을 하는 Gate(3), 3가지 외에 Body 또는 Bulk (4)라고 부르는 단자가 있다. Body는 채널을 안정적으로 유지하기 위해서, 채널이 형성되는 영역에 전압을 걸어준다. 정상적인 동작의 경우, N-type MOSFET의 Body는 0V, 혹은 VSS로 Source, 즉 낮은 전압을 연결하고 P-type MOSFET의 Body는 VDD로 Drain, 즉 높은 전압과 연결하게 된다. 이렇게 이 Body에 인가하는 전압을 변화시키면, 소자의 전기적인 파라미터 특성을 바꿀 수 있는데, 필요한 경우 Body의 전압을 높여 ..

5월의 독서. 두 번째 지구는 없다

두 번째 지구는 없다. 이 책은 문제적 남자로 유명한 방송인 타일러 라쉬가 환경, 기후 변화에 대해서 쓴 책이다. 제목을 보자마자 기후변화에 관한 내용이겠구나 예측할 수 있었다. 환경 문제와 기후 변화에 대해서 작가의 경험을 토대로 담담하게 써 내려간 책이다. 어려운 문장도 없어서 쉽게 술술 하루면 읽을 수 있다. 오히려 깊이가 얕다는 생각이 들 정도라서 환경 문제에 대해서 한 번도 고민해보지 못했거나 이제 막 환경 변화에 대해서 알아가고 싶은 사람들이 읽으면 좋은 책이다. 환경 문제는 아주 심각하다. 하지만 아무도 심각하게 생각하지 않는다. 사람들은 필요하지 않은 물건들을 왕창 사고, 버린다. 고작 인스타그램 사진 한 장을 올리기 위해서 쓰고 버려지는 물건들도 많다. 왜 이렇게 사람들은 무관심할까? 먼..

일상/책 리뷰 2022.12.04

2월의 독서. 왜 일하는가

2월의 독서. 왜 일하는가 作. 이나모리 가즈오 CEO의 서재, 직장인들을 위한 지침서로 자주 추천되는 책. 사람들은 어떤 마음으로 일을 하며 살아갈까? 좋아하는 일이던 싫어하는 일이던 전에는 별로 관심이 없었으나 그 일이 생계가 돼버린 사람들도 있을 것이다. 어떤 사람이든 일을 하지 않고 살아가는 사람은 없다. 자기가 진짜로 좋아하는 일을 직업으로 삼는 사람이 얼마나 될까? 현재 성공한 사람들은 처음부터 그 일을 사랑하고 좋아했던 사람들일까? 그런 사람은 별로 없을 것이다. 자기가 전혀 모르던 분야에서 성공하는 사람들은 분명히 존재한다. 이 책의 목차. 1. 왜 일하는가 2. 일을 사랑하는가 3. 무엇을 꿈꾸는가 4. 노력을 지속하는가 5. 현재에 만족하는가 6. 창조적으로 일하는가 사람들은 왜 일을 ..

일상/책 리뷰 2022.03.27