일반기술

반도체용 CVD 용기 내 유체 잔존량 실시간 진단기술

본 기술은 반도체라인 등에서 화학 증착(chemical vapor deposition) 공정시 화학 전구체(precursor)가 담긴 용기 내에 있는 유체의 양을 측정할 수 있는 진단기술이다. 일반적으로 화학증착은 특수한 화합물(화학 전구체)을 증기상태로 만든 다음 원하는 물체의 표면에서 분해/흡착되도록 하여 물체의 표면에 박막의 상태로 어떤 성분을 코팅하는 것으로 반도체 핵심공정 중의 하나이다. 한편 화학전구체는 용기 내에 보관되어 있다가 공정이 시작되면 반응로로 들어가 증착공정이 시작되게 된다. 따라서 용기 내 남아있는 전구체의 양을 정확히 측정하여 전구체의 교체시기를 판단하는 것이 매우 중요하다. 만일 전구체가 고갈된 상태에서 증착공정이 진행된다면 증착 후 박막의 두께, 균일도 등에 문제가 생기게 되어 현재 반도체라인 등에서는 이런 위험성 때문에 상당량의 전구체가 남아있을 때 교체를 해버려 경제적 손실이 매우 크다고 할 수 있다. 따라서 본 기술에서는 초음파 진단기를 이용, 용기 내부의 유체의 깊이를 측정, 잔존량을 정확히 진단할 수 있는 기술임. 화학 증착 공정 시 용기 내의 전구체 잔존량 진단장치 및 진단방법에 의하면, 반도체 제조공정 중 웨이퍼의 화학 증착 공정에서 초음파를 이용하여 전구체의 수위를 실시간으로 측정하여 전구체의 고갈로 인한 피해를 사전에 방지함으로써 제품 불량율을 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 전구체의 정확한 교체시기를 알 수 있으므로 전구체의 사용기간을 최대로 연장할 수 있다는 경제적 잇 점이 있다.한편 기존의 화학전구체 진단을 위한 몇몇 센서들이 개발되었으나 거의 모두가 센서를 용기내로 삽입한 후 측정하는 기술이라 toxic한 전구체 증기로 인해 센서가 손상을 입어 시간이 지남에 따라 재현성 및 신뢰성에 문제가 생기게 되어 반도체양산에는 적용이 힘들다.본 기술은 센서를 용기밖에 설치하고 측정하는 기술이라 다른 어떤 기술보다도 재현성 확보가 쉽고 정확성 또한 뛰어나 추후 반도체 라인 등 산업체에 적용시 높은 경제적 효과가 기대된다.