칩 깎다가 같이 닳는 링
1링도 같이 깎인다
칩을 깎는 플라즈마는 웨이퍼만이 아니라 웨이퍼 둘레의 검은 링까지 같이 깎아요.
2링이 닳으면 가장자리가 비뚤다
링이 닳으면 멀쩡한 웨이퍼의 가장자리가 비뚤게 깎여요.
3이름은 포커스 링, 재료는 SiC
실리콘보다 덜 깎이는 탄화규소(SiC)로 만들어요. 플라즈마에 잘 소모되지 않는 재료예요.
4이온을 끌어내리는 얇은 전기 층
웨이퍼 위에는 이온을 아래로 끌어당기는 얇은 전기 층(시스)이 깔려 있어요.
5링이 층을 넓혀 준다
링은 그 층을 웨이퍼 끝 너머까지 평평하게 늘려 줘요. 그래서 가장자리까지 이온이 똑바로 내려와요.
6낮아지면 층이 휜다
링이 깎여 웨이퍼보다 낮아지면 가장자리에서 층이 휘고, 이온이 비스듬히 꽂혀요.
7얇은 단차에도 구멍이 기운다
한 실험에서는 웨이퍼 두께보다 얇은 0.6 mm 단차에도 가장자리 구멍이 2.5도까지 기울었어요.
8깊은 구멍엔 2도도 불량
깊은 구멍을 파는 공정에서는 2도만 기울어도 불량이 될 수 있어요.
9그래서 갈아 끼운다
링은 수백 시간마다 새것으로 바꿔요. 가장자리 칩을 지키려고 링이 대신 닳는 셈이에요.
벽 끝까지 롤러를 밀 때, 옆에 벽과 같은 높이의 판이 있으면 롤러가 평평하게 굴러가서 끝줄까지 고르게 칠해져요.
포커스 링이 그 옆판이에요. 그런데 옆판이 닳아서 벽보다 낮아지면 롤러가 턱에서 기울고, 끝줄만 삐뚤게 칠해지죠.
이온도 마찬가지예요. 링이 낮아지면 가장자리에서 비스듬히 꽂혀서 구멍이 기울어요.
- 식각 장비는 웨이퍼 가장자리까지 고르게 깎아야 해서, 포커스 링은 장비 안에서 계속 닳고 계속 바뀌는 소모품이에요.
- 최근 장비는 리프트 핀으로 링을 조금씩 올려 닳은 높이를 보정하고, 챔버를 열지 않고 링을 바꾸는 설계도 있어요.
해외 회사는 업계에 널리 알려진 대표 업체를 골랐고, 국내 회사는 소부장 정리 글에 나온 표기를 그대로 옮겼습니다. 회사 소개일 뿐 투자 추천이 아닙니다.
더 깊이 — 원문 요약·용어 정리·출처
칩을 깎는 플라즈마는 웨이퍼만이 아니라 웨이퍼 둘레의 검은 링(포커스 링)까지 같이 깎습니다. 그런데 이 링이 닳아 웨이퍼보다 낮아지면, 웨이퍼 가장자리의 구멍이 비스듬히 뚫립니다.
- 칩을 깎는 플라즈마는, 웨이퍼 둘레의 검은 링까지 같이 깎습니다
- 그런데 이 링이 닳으면, 멀쩡한 웨이퍼 가장자리가 비뚤게 깎입니다
- 이름은 포커스 링. 실리콘보다 덜 깎이는 탄화규소(SiC)로 만듭니다
- 웨이퍼 위엔, 이온을 아래로 끌어당기는 얇은 전기 층(시스)이 깔려 있습니다
- 링은 그 층을, 웨이퍼 끝 너머까지 평평하게 늘려 줍니다
- 링이 깎여 웨이퍼보다 낮아지면, 가장자리에서 층이 휘고 이온이 비스듬히 꽂힙니다
- 한 실험에선 웨이퍼 두께(0.775mm)보다 얇은 0.6mm 단차에, 가장자리 구멍이 2.5도까지 기울었습니다
- 깊은 구멍을 파는 공정에선, 2도만 기울어도 불량이 될 수 있습니다
- 그래서 링은 수백 시간마다, 새것으로 갈아 끼웁니다
- 웨이퍼 가장자리에서 나온 폰 칩도, 이 링이 대신 닳아 가며 지켜 낸 겁니다
포커스 링은 식각 장비에서 웨이퍼 둘레를 감싸 플라즈마를 웨이퍼 끝 너머까지 넓혀 주는 링입니다. 덕분에 웨이퍼 가장자리까지 이온이 똑바로 내려와 고르게 깎입니다.
링도 플라즈마에 같이 깎이는 소모품이라, 닳아서 웨이퍼와 높이 차가 생기면 가장자리에서 시스가 휘고 이온이 기울어 들어옵니다. 그래서 일정 시간마다 바꾸고, 잘 안 닳는 탄화규소로 만듭니다.
- 포커스 링(에지 링)
- 식각 챔버에서 웨이퍼 바로 바깥을 두르는 링입니다. 플라즈마와 그 아래 경계층을 웨이퍼 가장자리 너머까지 이어 줘, 웨이퍼 끝의 칩도 가운데와 같은 조건으로 깎이게 합니다.
- 탄화규소(SiC)
- 규소와 탄소가 결합한 단단한 세라믹입니다. 실리콘 링은 실리콘 웨이퍼를 깎을 때 같이 소모되고, 탄화규소는 플라즈마에 잘 소모되지 않아 포커스 링 재료로 쓰입니다. 화학기상증착(CVD)으로 키운 SiC 덩어리를 가공해 만들기도 합니다.
- 시스(sheath)
- 플라즈마와 웨이퍼 사이에 생기는 얇은 경계층입니다. 이 층의 전기장이 이온을 표면 쪽으로 가속해 끌어내립니다. 영상의 "얇은 전기 층"이 이것입니다.
- 단차
- 웨이퍼 윗면과 링 윗면의 높이 차이입니다. 단차가 생기면 가장자리에서 시스가 휘어 이온 궤적이 기웁니다.
- 고종횡비 식각
- 지름보다 훨씬 깊은 구멍을 파는 식각입니다. 구멍이 깊을수록 조금만 기울어도 바닥에서 크게 어긋납니다.
- 교체
- 링은 소모품이라 쓴 시간이 쌓이면 새것으로 바꿉니다. 최근 장비는 리프트 핀으로 링을 조금씩 올려 닳은 높이를 보정하고, 챔버를 열지 않고 링을 바꾸는 설계도 있습니다.
링이 깎여도 높이를 올려 단차를 맞추는 설계가 있습니다.
Lam Research 특허에는 리프트 핀으로 링을 올려 침식을 보정하고, 챔버를 열지 않고 에어록으로 링을 바꾸는 방식이 나옵니다.
영상의 0.6mm 실험은 진짜 링이 아니라, 웨이퍼를 쌓아 단차를 흉내 낸 것입니다.
시뮬레이션에서는 웨이퍼와 링 경계의 이온 각도가 최대 15도까지 치우쳤습니다.
▶ 영상
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