HOME > Community > Device News

빛을 이용하여 반도체 에칭을 모니....

목록
글쓴이 김대웅 등록일 12-10-05 10:14
조회 2,052
    New Method Monitors Semiconductor Etching as It Happens - With Light
     
     
    일리노이즈 대학교(University of Illinois) 연구진들이, 빛을 이용하여 반도체 웨이퍼에 섬세한 특성을 조각하고 그것이 진행되는 것을 보는 방법을 개발했다. "당신은 그 형태 사진 촬영을 위해 빛을 사용할 수 있음과 동시에, 그 형태의 변경을 위해서도 빛을 사용할 수 있다. 이 기술은 반도체 에칭기술의 미래를 변화시킬 것"이라고 이 대학교 전기컴퓨터공학과 Gabriel Popescu 교수는 말했다.

    칩 제조회사와 반도체 연구원들은 그들이 개발하는 장치에 대해 매우 정밀한 차원 관리를 시행해야 한다. 부품의 차원은 성능, 속도, 에러율 그리고 실패시간에도 영향을 미친다.

    반도체는 일반적으로 화학물질로 에칭함으로써 그 모양이 형성된다. 잔여 층과 같은 에칭 작업 상의 실수는 추가적인 프로세스와 에칭작업에 영향을 미치면서 장치의 성능에 저해될 수 있다. 이렇게 하여, 연구진은 정밀한 에칭 작업 예를 들어, 일부 분야에서는 거의 수 나노미터 내의 정밀한 에칭이 되도록 보장하기 위해 시간이 소비되고 값비싼 프로세스를 사용한다.

    일리노이즈 대학교 연구진이 새롭게 개발한 기술은 에칭 작업이 되는 대로 반도체의 표면을 실시간으로 나노미터 해상도로 모니터링한다. 이 기술은 매우 정확한 측정 형태 보장을 위해 2개의 광선 빔을 사용하는 특수한 형태의 전자현미경을 사용한다.

    "이 아이디어는 구조체의 높이가 빛이 다른 표면을 반사할 때 결정될 수 있다는 것이다. 높이의 변화를 관찰함으로써, 당신은 에칭률을 확인할 수 있다. 우리는 에칭될 때, 그것을 모니터링하면 된다. 이것은 우리가 시간을 가로질러 그리고 공간을 가로질러 에칭률을 확인토록 하는데, 그것은 우리가 우리의 시야에 있는 모든 지점에서 에칭률을 결정할 수 있기 때문"이라고 Popescu 교수와 함께 이 연구팀을 공동으로 지도하는 전기컴퓨터공학과 Lynford Goddard 교수는 말했다.

    새로운 기술은 원자간력 전자현미경 기술이나 스캐닝 터널 전자현미경 기술 방법으로 광범위하게 사용되는 것보다 더 빠르고 비용이 낮으며 신속하고 소음이 적다. 이 기술들은 에칭의 진행상태를 모니터링하기가 불가능하지만, 전후의 측정값만을 비교하는 방식이다. 추가로, 새로운 방법은 완전히 광학적이므로, 반도체 표면과 접촉이 없고 연구들은 지점별로 전체 웨이퍼를 모니터링하지 않고 한 번에 하는 것이 가능해진다.

    "나는 이 광학 기술의 중요 장점이 접촉이 불필요하다는 점을 얘기하고 싶다. 우리는 빛을 보내기만 할 뿐이며, 샘플을 반사하는 것이므로 항상 샘플에 가깝게 프로브를 유지할 필요가 있는 원자간력 전자현미경과는 반대"라고 Popescu 교수는 말했다. ,

    에칭 프로세스의 모니터링에 추가로, 빛은 에칭 프로세스 그 자체를 결정화하는데, 이것은 광화학적 에칭(photochemical etching)이라고 불린다. 기존의 화학적 에칭 방식은 단계나 안정기에서 특성을 창조한다. 곡선 표면이나 다른 형태에서, 반도체 연구진들은 광화학적 에칭 방식을 사용한다. 보통, 빛은 각도에 따라 불분명한 회색 패턴을 갖는 마스크라고 불리는 매우 값비싼 유리 플레이트를 통해 빛난다. 연구진의 한 명은 정확한 패턴이 만들어지기 전까지 마스크를 만들거나 구매해야만 한다.

    반대로, 새로운 기술은 에칭되는 샘플에 회색 스케일의 이미지를 보이고자 프로젝터를 사용한다. 이것을 통해, 연구진은 복잡한 패턴을 신속하고 쉽게 창조하고 그것을 필요한 만큼 조정할 수 있다.

    "각 마스크를 창조하는 것은 매우 비용이 비싸다. 이것은 연구에 비실용적이다. 우리의 기술은 컴퓨터에 의해 제어되기 때문에 동적이다. 당신은 하나의 특별한 형태로 에칭을 시작할 수 있기 때문에, 중간 과정에서 당신은 일부를 변화시킬 수도 있고 바람직한 결과물을 위해 프로젝터 패턴을 변경할 수도 있다"고 Goddard 교수는 말했다.

    연구진은 이 기술이 에칭작업을 넘어서, 재료과학과 생명과학에서 다른 프로세스를 실시간으로 모니터링할 수 있기를 바란다. 예를 들어, 탄소 나노튜브의 자체 조립이나 대량생산되는 컴퓨터 칩 과정의 모니터링과 같은 것이다. 이 기술은 칩 제작회사가 장치가 안정되게 캘리브레이션되었다는 것을 보증함으로써, 비용과 프로세싱 시간을 감소시킬 것이다.

    국립과학기금(National Science Foundation)이 이 연구를 지원했으며. 9월 28일 [Light] 저널의 과학과 애플리케이션 난에 발표되었다. 또한, Goddard 교수와 Popescu 교수는 일리노이즈 주립대학교의 과학기술 발전을 위한 베커만 연구소(Beckman Institute for Advanced Science and Technology)에 소속되어 있다. 박사과정 학생인 Chris Edwards씨와 Amir Arbabi씨도 이 논문의 공동저자이다.
     
    [이 게시물은 최고관리자님에 의해 2013-04-04 22:11:44 Free Board에서 이동 됨]

    Comments