문승재 교수님 연구팀은 다중파장 레이저를 이용한 쿼츠판 투과율을 분석하고 장비 요소를 기술 개발 합니다. 반도체 열처리 공정중의 하나인 RTP(Rapid Thermal Processing)공정은 할로겐 램프를 적용한 적외선 파장으로 1분이내 1,000℃ 이상의 급속가열을 통하여 유연생산이 가능한 초고집적 반도체 wafer 의 다양한 열처리 공정으로 사용되고 있습니다. RTP 열처리 공정에서는 wafer의 열 구배를 최소화하고 균일한 열 전도성을 제공하면서 wafer의 오염 및 손상으로부터 보호하기 위한 쿼츠 Plate(window)가 wafer 상단과 하단에 보호 층으로 필수적으로 적용되고 있으나, 쿼츠 Plate의 장기적 사용에 따른 RTP공정 Fume 가스에 의한 오염으로 인한 투과도 문제로 쿼츠 Plate의 Life time이 줄어들어 전체적인 RTP 공정에서 공정불량의 주요 원인이 됩니다. SK, SEC등 전 세계적인 반도체 업체는 현재 까지 쿼츠의 투과율 측정이 가능한 장비가 없어, 쿼츠의 오염여부를 육안으로 판단하고 있으며, 오염된 쿼츠를 불산 등을 이용한 강산 세정으로 인한 표면 식각문제로 세정횟수를 임으로 정하여 사용 중 있어 쿼츠 Plate에 대한 객관적 투과율 data와 재사용 기준 제시로 안정적인 RTP 공정 수율 확보가 필요합니다.
쿼츠 Plate는 개당 1천만 원 이상의 고가제품으로 RTP 장비 업체로 부터 부품으로 공급을 받고 있으며, 1개월 단위로 폐기처분되고 있어 반도체 제조사는 월간 수십장 이상 수준으로 주기적인 구매가 필요한 고비용의 반도체 공정 제품이다. 우리 연구팀은 전량 수입에 의존하고 있는 반도체 RTP 공정에 사용되는 쿼츠 Plate 투과율 측정 장비 개발로 고가의 쿼츠 재사용 기준을 통한 임의적인 불량 쿼츠 폐기를 줄이고 RTP 공정 사고방지와 공정 turning 시간 절약, 장비 가동률 향상 및 고가의 test wafer 손실 최소화를 목표로 합니다.
출간된 논문:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925346724002118
