금속 배선 공정

👩‍🔧 REVIEW

• 증착
  • 웨이퍼 위에 원하는 분자 또는 원자 단위의 박막을 입히는 일련의 과정
  • PVD / CVD
• 이온 주입 공정
  • 순수한 규소에 불순물을 넣는 과정
  • 반도체에 전도성을 부여하는 과정
  • 필요에 따라 전기가 흐르거나 흐르지 않도록 조절 가능

👩‍🔧 금속 배선 공정

• 반도체
  • 전기가 통하는 도체 + 전기가 통하지 않는 부도체
• 포토, 식각, 이온주입, 증착 반복 >> 웨이퍼 위에 수많은 반도체 회로 생성
• 외부의 전기적 신호 >> 회로 동작

전기길을 연결하는 금속 배선 공정

• 금속 배선 공정
  • 신호가 잘 전달되도록 반도체 회로 패턴에 따라 전기길(금속선)을 연결하는 작업
  • 전기가 잘 통하는 금속의 성질 이용
  • 반도체의 회로 패턴을 따라 금속선(Metal Line)을 이어주는 과정
  • 반도체 금속 재료의 필요 조건
    
  • 대표적인 반도체 금속
    • 알루미늄(Al)
    • 티타늄(Ti)
    • 텅스텐(W)

• 알루미늄(Al)
  • 대표적인 반도체용 금속 배선 재료
  • 산화막(Silicon Dioxide)과의 뛰어난 부착성
  • 높은 가공성
• 알루미늄(Al) 단점
  • 실리콘(Si)과 섞이려는 성질
  • 알루미늄 배선 과정에서 실리콘 웨이퍼의 접합면이 파괴되는 현상 발생
• 베리어 메탈(Barrier Metal)
  • 알루미늄과 웨이퍼 접합면 사이에 장벽(Barrier) 역할을 하는 금속 증착
  • 이중으로 박막 형성 >> 접합면 파괴 방지

• 증착을 이용한 금속 배선 공정
  • 금속을 진공 챔버에 넣는다
  • 낮은 압력에서 끓이거나 전기 충격을 가한다
  • 금속이 증기 상태가 된다
  • 웨이퍼를 진공 챔버에 넣는다
  • 웨이퍼에 얇은 금속막이 형성된다

• 좁은 영역에 균일한 박막을 형성하기 위해 CVD로의 전환 노력

출처: 삼성 반도체 이야기