반도체 제조를 정제하여 공정 효율을 높이고 제품 품질을 개선합니다.
반도체 흡광도 범용 스펙트럼 분석계입니다.
Ocean Insight는 반도체 솔루션 공급업체인 GlobalFoundries와 협력하여 5G 및 사물 인터넷과 같은 신흥 전자 기술 지원을 위한 프로세스를 개선했습니다.
도전
반도체 소자 제작은 제조의 모든 면에서 정밀도가 요구되는 정교한 공정입니다. 품질을 유지하고 웨이퍼 손실을 최소화하려면 오염 물질이 없는 가스 및 정확한 가스 혼합물, 챔버의 플라즈마 세척을 위한 엔드포인트 검출, 정확한 시간 기록 및 에칭 엔드포인트 검출이 필요합니다.
기존의 반도체 챔버 청소, 증착 및 식각 공정 모니터링 방법은 웨이퍼 수율을 낮추고 챔버를 분해하는 결과를 가져왔습니다. 이제 제조업체는 공정의 정밀하고 고속 모니터링을 위해 OES(광학 방출 분광학)와 머신러닝을 활용할 수 있게 되어 전자 및 나노테크놀로지의 새로운 활용을 요구하기 위한 고품질 반도체 소재를 확보할 수 있게 되었습니다.
시야에 보이는, 보이는 곳에서
반도체 공정에서 시행착오 방법은 한때 챔버 청소, 증착 속도 및 에칭 시간을 지시했으며, 이는 부정확한 접근으로 웨이퍼 수율 저하, 챔버 열화 및 리소스 낭비를 초래했습니다.
단색화기를 사용하여 광학적 엔드포인트 프로세스를 모니터링하는 등 기술적 진보에도 불구하고 한계가 있었습니다. 예를 들어 단파장 분석기는 단일 파장 분석으로 제한되며, 광학 간섭의 영향을 받을 수 있으며, 다른 생산 레시피를 위해 쉽게 꺼지지 않습니다.
Ocean Insight의 고속, 정밀 분광기를 사용한 광학적 엔드포인트 감지 측정의 도입은 이전 기술의 한계를 종식시키는 데 도움이 되었습니다. OES를 사용하면 사용자가 모든 혈장 파장을 한 번에 빠르고 정확하게 모니터링할 수 있으므로 추측할 필요가 없습니다. 기계 학습 알고리즘을 측정 데이터에 적용하면 프로세스 제어에 또 다른 수준의 통찰력을 추가할 수 있습니다.
분광기 기반 센서는 반도체 침전 및 식각 공정뿐만 아니라 챔버 멸균에도 활용할 수 있습니다. 이러한 도구는 웨이퍼 수율과 품질을 최적화하는 데 도움이 됩니다.
Benedict Delahunty, Senior Etch Equipment Engineer - GlobalFoundries
해결책?
GF(GlobalFoundries)는 전 세계 최고의 반도체 혁신가들에게 설계, 개발 및 제작 서비스를 제공합니다. Ocean Insight는 GF와 긴밀하게 협력하여 이전에 사용된 중요한 반응성 이온 식각 프로세스와 관련된 문제를 해결했습니다. 웨이퍼가 부식성 생산 가스에 얼마나 노출되는지를 결정하는 데 사용된 이 "타이밍 에칭" 프로세스를 관리하기 위해 단일 파장 계측기, 관련된 화학 반응의 가변 속도에 대한 지식, 간단한 시행착오를 조합하여 사용했습니다. 이로 인해 종종 제품의 과대입과 과소입으로 인해 비용이 많이 드는 리소스가 낭비되었습니다.
GF는 현재 Ocean Insight 스펙트럼 분석기를 시스템에 설치하고 알고리즘을 다시 작성하여 여러 플라즈마 방출 스펙트럼을 모니터링하여 식각 작업을 정확하게 중지하고 있습니다. 잠재적인 영향이 큽니다. 예를 들어, 한 엔지니어가 100개 이상의 챔버를 담당할 수 있으며, 에치 런은 각각 5분에서 25분 정도 소요됩니다. 공정의 작은 개선도 생산을 간소화하고 제품 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다.