금속 배선 공정은 반도체 웨이퍼 상에 전기적 연결을 위한 금속 배선을 형성하는 과정입니다. 이 과정은 반도체 소자 간의 전기적 연결을 제공하고, 신호의 전달과 전류의 흐름을 가능하게 합니다.
1. 금속 배선 공정의 목적
금속 배선 공정은 반도체 소자 간의 전기적 연결을 제공하고, 전류의 흐름과 신호의 전달을 가능하게 합니다. 주로 금속을 사용하여 반도체 소자의 전기적 연결을 형성하고, 신호 경로를 정의하는 역할을 합니다.
2. 금속 배선 공정의 종류
금속 배선 공정은 주로 두 가지 방법으로 이루어집니다.
2.1 알루미늄 배선
예전에는 주로 알루미늄이 사용되었습니다. 알루미늄은 가격이 저렴하고 공정이 비교적 간단하여 널리 사용되었지만, 현재는 더 낮은 저항과 더 높은 전도성을 가지는 다른 금속으로 대체되는 경향이 있습니다.
2.2 구리 배선
현재 대부분의 반도체에서는 구리(Cu)가 주로 사용됩니다. 구리는 알루미늄보다 저항이 낮고 전도성이 높아 반도체 소자의 전기적 연결에 더 적합합니다. 구리는 또한 산화 방지 기능을 가지고 있어 배선의 안정성을 향상시킵니다.
3. 금속 배선 공정의 진행
금속 배선 공정은 다음과 같은 단계를 거쳐 진행됩니다.
3.1 마스킹
먼저, 반도체 웨이퍼에 금속 배선을 형성할 영역을 정의하기 위해 마스킹 작업이 수행됩니다. 광학 마스크를 사용하여 배선이 형성될 영역을 정확하게 지정합니다.
3.2 금속 증착
마스킹이 완료되면 금속 배선을 형성하기 위해 증착 공정이 진행됩니다. 일반적으로 화학 기상 증착(CVD) 또는 물리 기상 증착(PVD)과 같은 방법을 사용하여 금속을 웨이퍼 표면에 증착시킵니다. CVD를 사용하는 경우, 금속 전구체가 기체 상태로 공급되어 화학 반응을 통해 증착 층이 형성됩니다. PVD를 사용하는 경우, 고체나 액체 상태의 금속을 기체나 이온 형태로 변환하여 증착 층을 형성합니다.
3.3 배선 형성 및 패턴화
금속 증착 후, 적절한 패턴화 과정을 통해 금속 배선을 형성합니다. 이 단계에서는 광학 마스크를 사용하여 증착된 금속을 원하는 패턴으로 정의하고, 불필요한 부분을 제거합니다. 일반적으로 포토리소그래피 또는 에칭 과정이 사용됩니다.
3.4 후처리
배선 형성 후에는 클리닝 및 검사 단계를 거쳐 품질을 확인합니다. 이후에는 필요한 후공정 작업을 수행하여 반도체 소자를 완성합니다.
4. 금속 배선 공정의 응용
금속 배선 공정은 반도체 제조에서 핵심적인 단계로, 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 금속 배선은 반도체 소자 간의 전기적 연결을 형성하고, 신호의 전달과 전류의 흐름을 가능하게 합니다. 이를 통해 반도체 소자의 전기적 기능과 성능을 제어할 수 있습니다.
금속 배선 공정은 반도체 제조에서 매우 중요한 단계로, 정교한 배선 구조를 형성하여 반도체 소자의 전기적 연결과 신호 전달을 보장합니다. 적절한 금속 선택, 정확한 패턴 정의 및 고도의 정밀도로 진행되는 이 공정은 반도체 소자의 기능과 성능을 최적화하는 데 중요한 역할을 합니다.
다음시간에는 EDS공정에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.