[8대 공정] 삼성전자 공정기술 설비기술 / SK하이닉스 양산기술 직무˙전공 면접 예상 문제 ④

 

 

 

 

들어가면서

반도체 직무/전공 면접 관련해서 제가 공부했었던 반도체 8대 공정 내용들을 함께 공유해보려고 합니다.

본 내용들은 예상 질문들의 핵심 답변을 요약해놓았으며, 잘 이해가 안되는 내용은 단순히 외우지 말고 더 깊게 찾아보시고 본인 것으로 만들어야 합니다.

 

오늘은 4)금속배선&산화 공정 예상 면접 질문들을 알아보도록 하겠습니다.

질문사항이나 문의사항은 댓글 남겨주시면 함께 고민해보겠습니다.

 

전공 면접 예상 문제 공정편 ④ 

금속배선 공정이란 무엇인가요?

금속 배선 공정은 외부에서 인가된 전기적 신호가 잘 전달되도록 반도체 공정을 거쳐 만들어진 회로 패턴을 따라 금속 배선을 연결하는 공정입니다.

 

통상 전 단계 공정(FEOL), 중간 단계 공정(MEOL), 후 단계 공정(BEOL)의 3단계로 구분할 수 있습니다.

 

 

 

어떤 금속을 사용하는지 아시나요?

반도체 기판과의 부착성을 고려하여 부착 강도가 뛰어나 웨이퍼 위에 얇은 박막으로 증착할 수 있어야 하며, 전류를 전달하는 역할을 하므로 전기저항이 낮아야 합니다.

 

또한 안정성과 신뢰성 그리고 가격이 모두 기준치에 적합해야 대량 생산을 할 때 어려움이 없습니다.

 

일반적으로 Al, Cu, TiN 등이 쓰입니다.

 

 

Al과 Cu의 공정상 차이점은 무엇인가요?

Al은 우선 가격이 싸고 접착력과 전기 전도도가 우수하다는 장점이 있습니다.

 

또한 에칭 공정이 쉬우며 자연 산화막을 환원시킬 수 있습니다.

 

그러나 부식과 Hillock이 잘 형성되며, 비저항이 높아 RC Delay에 불리합니다.

 

마지막으로 녹는점이 낮아 고온 공정을 진행하는데 제약이 많습니다.

 

Cu는 Al보다 저항이 낮고 녹는점은 높으며, 이온의 움직임이 알루미늄 대비 훨씬 적어 Electro-migration에서도 유리합니다.

 

그러나 이러한 장점에도 불구하고 구리 배선은 식각이 어렵다는 단점이 있어 다마신 공정으로 극복하고 있습니다.

 

 

Hillock과 Electro-Migration에 대해 설명해주세요.

Hillock은 층간 열팽창 계수 차이로 인한 응력 발생으로 Al 박막에 인장 혹은 압축 응력이 인가되어 솟아오르게 되는 현상입니다. (EM에 의해서도 발생)

 

 

Electro-Migration은 많은 수의 전자가 전기장에 의해 빠른 속도로 이동하면서 이온과 충돌하여 이 금속이온이 결합을 끊고 전자가 이동하는 방향을 따라 함께 움직이는 현상입니다.

 

따라서 Void가 발생하고 빠져나간 금속이온이 다른 곳에 쌓여 Hillock, Bridge가 형성됩니다.

 

 

 

Damascene 공법이란 무엇인가요?

Damascene 공법은 홈을 파서 물질을 채우고 표면을 갈아내는 상감기법으로 Via나 Hole의 절연막 영역을 먼저 에칭하고 Cu를 채운 후 CMP 공정으로 필요 없는 표면을 갈아내는 공법입니다.

 

 

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산화 공정이란 무엇인가요?

산화 공정은 소자 형성 시에 꼭 필요한 다양한 용도의 절연막을 형성하는 공정입니다.

 

산화막 형성 방법은 다양하지만 800도 이상의 고온에서 진행되는 열 산화막 공정은 가장 대표적인 산화 공정 방법입니다.

 

열 산화막은 증착과 다르게 성장한다는 개념이며, 단순히 막을 쌓는 것이 아니라 산화 과정에서 실리콘 기판을 소모하며 성장한다는 차이점이 있습니다.

 

 

 

열 산화막 산화 공정의 종류를 말해보세요.

열 산화막 산화 공정은 건식 산화와 습식 산화 두 가지로 나뉩니다.

 

먼저 건식 산화는 실리콘 원자와 산소 원자가 고온에서 반응해 실리콘 산화막이 성장하는 것이며, 반응이 느린 대신 산화막의 질이 비교적 우수합니다.

 

습식 산화는 수증기 상태의 물을 실리콘과 반응시켜 산화막을 성장시킨 뒤 부산물인 수소를 배출하는 방법으로 반응이 빠른 대신 산화막의 질이 비교적 안 좋습니다.

 

 

열 산화막 성장 인자들은?

산화제, 온도, 압력, 시간, 실리콘 결정 방향, 도핑 농도, 표면 결함 등이 있습니다.

 

건식 산화 방식이 산화막의 질이 비교적 우수하며, 온도가 높을수록 산소 압력이 증가할수록 표면 결함이 없을수록 도핑 농도가 증가할수록 산화막의 두께는 증가합니다.

 

 

 

라디칼 산화 공정이란 무엇인가요?

라디칼 산화법은 수소 및 산소 등으로 연소 반응을 일으키거나 가스 유입관 내부에 인가한 마이크로웨이브로 플라즈마 상태의 반응을 일으켜 산화성이 높은 산소 라디칼을 형성한 후, 산화반응을 이용해 산화막을 형성하는 방법입니다.

 

또한 라디칼 산화막은 열 산화막에 비해 파괴 전압과 누설전류 특성이 우수하며 Dangling Bond 및 결함 등이 감소 된 고품질 산화막입니다.

 

따라서 문턱 전압 변동, SS 특성이 열 산화막 대비 우위입니다.

 

또한 라디칼 산화법은 초기에는 산화 반응 속도가 빠르지만 어느 정도 산화막이 성장된 상태에서는 라디칼의 침투가 약해져서 산화막의 성장 속도가 느려지기 때문에, 산화막 두께 제어에도 용이합니다.

 

 

산화막 용도는 무엇인가요?

LOCOS / STI 같은 소자간의 격리, GI, Metal-Silicon 사이 절연, Contact 간의 절연, Metal-Metal, Metal-Via, 보호층, Mask Layer 등으로 사용됩니다.

 

 

 

  

마무리

오늘은 반도체 8대 공정 중, 금속배선&산화 공정 관련 내용을 다뤄보았습니다.

 

항상 본인만의 답변 방식을 정리하시길 바랍니다.

 

두괄식과 핵심을 포함하여 답변하시면 전공 면접위원분들께 좋은 인상으로 남을 수 있습니다.

 

느낌이 블로그에 방문해주셔서 감사합니다!

 

 

 

▼ [8대 공정] 삼성전자 공정기술 설비기술 / SK하이닉스 양산기술 직무˙전공 면접 예상 문제 ①

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▼ [8대 공정] 삼성전자 공정기술 설비기술 / SK하이닉스 양산기술 직무˙전공 면접 예상 문제 ②

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