저온 공정
200~400°C 증착은 온도에 민감한 기판을 보호하고, 금속을 손상시키지 않으면서 금속화 후에도 박막을 추가할 수 있게 합니다.
공정 · 박막 증착
PECVD — 플라즈마 화학기상증착
100~300mm 웨이퍼에 SiO₂, Si₃N₄, SiON 및 비정질 실리콘을 저온 플라즈마 CVD로 증착하며 굴절률과 막 응력을 조정할 수 있습니다.
200–400°C 증착 온도
SiO₂ · SiNx · SiON · a-Si 박막 재료
Tunable n & stress 굴절률 및 응력
100mm–300mm 웨이퍼 크기
개요
플라즈마 화학기상증착(PECVD)은 일반적으로 13.56MHz의 RF 플라즈마를 사용해 챔버 내에서 실란(SiH₄), 아산화질소(N₂O), 암모니아(NH₃) 등의 전구체 가스를 활성화·분해합니다. 생성된 활성 라디칼이 가열된 웨이퍼 표면에서 반응해 박막을 형성하므로 열 구동 CVD보다 훨씬 낮은 온도에서 증착할 수 있습니다.
플라즈마가 활성화 에너지를 공급하므로 PECVD 박막은 LPCVD의 일반적인 600~900°C 대신 200~400°C에서 증착됩니다. 덕분에 온도에 민감한 기판과 이미 금속화가 형성된 웨이퍼에도 패시베이션·유전체 증착이 가능하며, 가스 비율과 RF 전력을 조절해 굴절률과 막 응력을 설계할 수 있습니다.
PECVD를 선택하는 이유
굴절률·응력 조절
SiH₄/NH₃ 비율과 RF 전력을 조절하면 SiNx 굴절률(≈1.85~2.10)을 제어하고 응력을 압축에서 인장까지 조절할 수 있어 광학 박막과 휨 제어에 유용합니다.
우수한 스텝 커버리지
플라즈마 보조 증착은 단차, 트렌치, 중간 종횡비 구조를 PVD보다 등각적으로 덮어 패시베이션과 TSV/TGV 절연에 신뢰성이 높습니다.
높은 처리량
열 LPCVD보다 빠른 증착 속도로 패시베이션 및 층간 절연막 공정을 양산 규모에서도 경제적으로 유지합니다.
증착 가능한 박막 재료
PECVD는 가스 화학과 플라즈마 조건으로 조성, 굴절률, 응력을 조정하는 일련의 유전체 및 반도체 박막에 사용됩니다.
| Film | Composition | Refractive index | Typical use |
|---|---|---|---|
| Silicon dioxide | SiO₂ | ≈ 1.46 | Interlayer dielectric, passivation, TSV/TGV isolation liner |
| Silicon nitride | Si₃N₄ / SiNx | 1.85–2.10 (tunable) | Passivation, moisture barrier, anti-reflective coating |
| Silicon oxynitride | SiON | tunable (SiO₂↔Si₃N₄) | Anti-reflective coating, graded-index layers |
| Amorphous silicon | a-Si:H | — | MEMS sacrificial layer, thin-film devices |
| Silicon carbide / DLC | SiC / DLC | — | Hard protective coatings |
공정 능력
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| Deposition temperature | 200–400°C |
| Film thickness | 50nm–10μm |
| Refractive index (SiNx) | 1.85–2.10 (tunable) |
| Film stress | Compressive to tensile (tunable) |
| Uniformity | < 3% (1σ) |
| RF frequency | 13.56 MHz (HF), optional LF mixing |
| Step coverage | Conformal on moderate aspect-ratio features |
| Substrates | 100mm–300mm wafers, fragments |
대표적인 응용
패시베이션 및 보호
PECVD Si₃N₄는 수분 및 이온 이동 장벽을 형성해 소자를 환경과 이동성 이온 오염으로부터 보호합니다.
층간 절연막
저온 SiO₂는 금속 적층의 열 예산을 초과하지 않으면서 도체 층 사이의 전기적 절연을 제공합니다.
반사 방지 코팅
굴절률이 조절된 SiON과 Si₃N₄ 층은 기판 반사와 정재파를 줄여 포토리소그래피 선폭 제어를 향상시킵니다.
MEMS 희생층 및 구조층
비정질 실리콘과 저응력 질화물은 MEMS 릴리스 및 캔틸레버 공정에서 희생층과 구조막으로 사용됩니다.
TSV / TGV 측벽 절연
등각 PECVD SiO₂가 배리어 및 구리 금속화 전에 TSV/TGV 측벽을 절연합니다.
광학 코팅 및 DBR
SiO₂와 Si₃N₄의 1/4 파장 층을 교대로 적층해 굴절률 차가 제어된 분산 브래그 반사기와 광학 다층막을 구성합니다.
GINECHIP의 PECVD 역량
GINECHIP은 PECVD를 통합 증착 흐름의 일부로 운영하여 증착된 박막이 전후의 포토리소그래피, 에칭, 평탄화, 접합 공정과 호환되도록 합니다. 여러 공급업체가 아니라 하나의 공정 루프에서 설계·증착·검증합니다.
박막 재료
SiO₂, SiNx(Si₃N₄), SiON 및 수소화 a-Si, 필요 시 경질 보호 코팅용 SiC와 DLC를 지원합니다.
굴절률 및 응력 제어
가스 비율과 이중 주파수 RF 조절로 SiNx 굴절률과 응력을 설정하고, 모니터 웨이퍼에서 분광 타원계측과 웨이퍼 휨 측정으로 검증합니다.
계측 및 품질
모든 로트에 타원계측, 반사율 측정, 응력·균일성 측정을 적용하며 ISO 9001:2015 및 SEMI 표준을 준수합니다.
통합 및 규모
단일 웨이퍼 엔지니어링 런부터 파일럿 생산까지 프래그먼트와 100~300mm 웨이퍼를 지원하며, 전체 공정 흐름을 하나의 적합성 인증서로 포괄합니다.