KR20000013664A - 반도체 센서의 제조방법 - Google Patents

반도체 센서의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 센서의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 Ar가스 이온으로 콘택홀을 형성할 때 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스가 알루미늄 금속 전극과 반응하여 전극의 표면에 생성되는 불화알루미늄을 분해시켜 제거하여 전극의 산화를 방지함으로 인하여 와이어 본딩시 접촉성을 좋게 할 수 있으며 그에 따라 센서의 불량요인을 제거하여 센서의 신뢰도를 높일 수 있는 반도체 센서의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 의하여, 콘택홀을 형성할 때 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스가 알루미늄 금속 전극과 반응하여 전극의 표면에 불화알루미늄이 생성되는데, 그 불화알루미늄을 제거하기 위하여 Ar 가스를 이온 분해시켜 그 Ar가스 이온으로 불화알루미늄을 분해시켜 전극으로부터 제거하여 전극의 산화를 방지함으로 인하여, 와이어 본딩시 접촉성을 좋게 할 수 있으며 그에 따라 센서의 불량요인을 제거하여 공정수율을 높이고 반도체 센서의 신뢰도를 높일 수 있다.

Description

반도체 센서의 제조방법
본 발명은 반도체 센서의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 Ar가스 이온으로 콘택홀을 형성할 때 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스가 알루미늄 금속 전극과 반응하여 전극의 표면에 생성되는 불화알루미늄을 분해시켜 제거하여 전극의 산화를 방지함으로 인하여 와이어 본딩시 접촉성을 좋게 할 수 있으며 그에 따라 센서의 불량요인을 제거하여 센서의 신뢰도를 높일 수 있는 반도체 센서의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 센서에는 여러 가지 종류가 있는데 가속도 센서, 각속도센서, 압력센서등이 있다.
먼저 반도체 압력센서는 엔진으로 흡입되는 공기 량을 다기관의 압력과 엔진회전수로 추정 산출하는 스피드 덴시티 방식의 연료 분사장치용 흡기관 내 압력센서나 터보 과급기압 센서 등에 사용된다
반도체 압력센서는 칩을 받침대에 접착 고정하고 전체를 케이스로 감싸서 내부를 진공으로 만들어 포트를 흡기관에 연결되어 있으며 흡기관 내의 압력에 의하여 다이아프램이 응력을 받아서 압력센서의 압저항체의 저항 값이 변하게 된다.
가속도 센서는 관성센서의 일종으로서 연구, 군사용 등의 특수요도 시장과 더불어 최근에는 자동차 및 가전 제품의 성능향상이나 신 기능 추가의 요구에 따라서 그 적용 분야가 확대되고 있다.
도 1은 종래의 반도체 센서의 공정 흐름도인데, 특히 압력 센서의 제작 공정 흐름도이며 다음과 같다.
기판이 되는 실리콘 기판 웨이퍼를 준비한다(S1). 그리고 준비된 기판 웨이퍼에 실리콘 산화막(SiO2)을 성장시킨다(S2).
기판 실리콘 웨이퍼 위에 실리콘 산화막을 형성시키고 나면 그 위에 원하는 구조물의 두께만큼의 두께(40~60마이크로미터)를 가지는 상부 실리콘 웨이퍼를 접합시킨다(S3). 그러면 실리콘 직접접합 웨이퍼(Silicon Direct Bonding wafer, SDB wafer)가 완성된다.
실리콘 직접접합 웨이퍼는 비록 두 장의 웨이퍼가 겹쳐져 있는 형태이지만 서로 다른 물질이 접합되었을 때와 같은 문제점이 없다. 즉, 열 팽창 등에 의한 부정합이나 결합제에 의한 약화로 인한 기계적, 전기적 불안정 등과 같은 현상이 없다.
실리콘 직접접합 웨이퍼가 완성되고 나면 그 위에 산화막을 성장시킨다(S4). 산화막을 성장시키고 나면 사진공정을 통하여 압저항 패턴의 위치를 결정하고, 결정된 압저항 패턴의 위치의 산화막을 에칭한다(S5).
압저항 패턴의 위치에 따라서 산화막을 에칭하고 나면 압저항 패턴이 형성되는데, 압저항 패턴이 형성되고 나면 압저항 패턴이 있는 곳의 실리콘웨이퍼에 이온주입을 하여 압저항체를 형성한다(S6).
압저항체는 응력변형이 가해지면 저항값이 변하는 성질을 가지고 있는데 이것을 반도체 피에조 효과라고 한다.
압저항체가 형성되고 나면 구조물을 형성하는데 구조물을 형성하기 위하여 에칭할 면에 실리콘 산화막을 형성시킨다. 기판 웨이퍼면에 실리콘 산화막이 형성되고 나면 실리콘 산화막을 패터닝한다(S7). 패터닝후에는 비등방성 에칭을 한다(S8).
에칭을 할 때에는 실리콘 비등방성 에칭용액인 수산화칼륨용액에서 에칭을 한다. 비등방성 에칭용액에 의한 에칭에서는 실리콘의 결정면에 따른 에칭률이 크게 다르며 [100]방향이 [111]방향 보다 에칭률이 최고 400배 이상이고, [110]방향보다는 200배 크다. 즉, 실리콘웨이퍼의 두께방향으로 빨리 에칭된다. 또한 실리콘(Si)과 실리콘 산화막의 에칭률은 거의 400:1 정도이다.
기판 웨이퍼의 에칭과정이 종료를 하면 기판 웨이퍼의 에칭후 남아있는 잔류 산화막을 제거한다. 그리하여 구조물이 형성된다.
구조물의 형성후에는 전극을 형성하는데 전극을 형성하기 위하여 압저항체가 형성되어 있는 면에 금속막을 증착시킨다(S9).
금속막을 증착시키고 나면 증착된 금속막을 전극패턴에 따라서 패터닝을 한다(S10). 전극패턴이 형성되면 에칭을 하여 전극을 형성한다(S11).
전극이 형성되고 나면 전극을 보호하기 위하여 산화막을 증착한다(S12). 그리고 콘택홀을 형성하기 위하여 감광막을 코팅하고 패터닝(S13)을 하여 불소를 함유한 가스(CF4)를 이용하여 보호막을 에칭하면 콘택홀을 형성된다(S14). 콘택홀 형성 후에는 전극과 와이어본딩을 한다(S15).
그런데 불소함유 가스(CF4)를 이용하여 보호막을 에칭할 때에는 불소함유 가스와 알루미늄 전극이 반응하여 전극의 표면에 불화알루미늄이 생성된다. 이 불화알루미늄은 전극을 산화시키고, 그로 인하여 와이어 본딩시 접착력의 약화로 접속불량이 발생하여 공정수율이 저하되고 반도체 센서의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, Ar가스 이온으로 콘택홀을 형성할 때 CF4혹은 (F4+ Ar) 가스가 알루미늄 금속 전극과 반응하여 전극의 표면에 생성되는 불화알루미늄을 분해시켜 제거하여 전극의 산화를 방지함으로 인하여 와이어 본딩시 접촉성을 좋게 할 수 있으며 그에 따라 센서의 불량요인을 제거하여 공정수율을 높이고 센서의 신뢰도를 높일 수 있는 반도체 센서의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 반도체 센서의 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 센서의 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 센서의 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11:기판웨이퍼 12:산화막
13:상부웨이퍼 20:압저항
50:금속막 51:전극
60:보호막 70:감광막
80:불화알루미늄 90:와이어
(라):콘택홀 Ar:아르곤가스
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전극을 형성하는 전극형성단계와, 상기 전극의 보호막으로 이용할 실리콘산화막 혹은 실리콘질화막을 증착시키는 보호막형성단계, 보호막을 패터닝하기 위하여 감광막을 증착시키고 패터닝하는 감광막단계와, 감광막단계에 의한 패턴에 따라서 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스로 보호막을 에칭하여 콘택홀을 형성하는 콘택홀형성단계, 콘택홀 형성 후 잔류 감광막을 제거하는 잔류감광막제거단계와, 콘택홀에 와이어본딩을 하는 와이어본딩단계를 포함하는 반도체 센서의 제조방법에 있어서, 잔류감광막제거단계를 하기 이전에 Ar가스 이온으로 콘택홀형성단계에서 CF4혹은 (F4+ Ar) 가스가 전극과 반응하여 전극의 표면에 생성되는 불화알루미늄을 분해시켜 제거하여 전극이 상기 불화알루미늄에 의하여 산화되는 것을 방지하는 에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 양호한 실시 예를 상세하게 설명하겠다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 센서의 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 센서의 공정도이다.
먼저 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 기판이 되는 실리콘 기판 웨이퍼(11)를 준비한다(도2 a). 그리고 준비된 기판 웨이퍼(11)에 실리콘 산화막(SiO2)(12)을 성장시킨다(도2 b).
기판 웨이퍼(11) 위에 실리콘 산화막(12)을 성장시키고 나면 그 위에 원하는 구조물의 두께만큼의 두께(40~60마이크로미터)를 가지는 상부 실리콘 웨이퍼(13)를 접합시킨다(도2 c). 그러면 실리콘 직접접합 웨이퍼(Silicon Direct Bonding wafer, SDB wafer)(10)가 완성된다.
실리콘 직접접합 웨이퍼(10)는 비록 두 장의 웨이퍼가 겹쳐져 있는 형태이지만 서로 다른 물질이 접합되었을 때와 같은 문제점이 없다. 즉, 열 팽창 등에 의한 부정합이나 결합제에 의한 약화로 인한 기계적, 전기적 불안정 등과 같은 현상이 없다.
실리콘 직접접합 웨이퍼(10)가 완성되고 나면 그 위에 실리콘 산화막(14)을 성장시킨다(도2 d). 실리콘 산화막(14)을 성장시키고 나면 사진공정을 통하여 압저항 패턴의 위치를 결정하고, 결정된 압저항 패턴(가)의 위치의 실리콘 산화막을 에칭한다(도2 e).
압저항 패턴의 위치에 따라서 실리콘 산화막을 에칭하고 나면 압저항 패턴이 형성되는데, 압저항 패턴이 형성되고 나면 압저항 패턴이 있는 상부 웨이퍼(13)에 이온주입을 하여 압저항체(20)를 형성한다(도2 f).
압저항체(20)는 응력변형이 가해지면 저항값이 변하는 성질을 가지고 있는데 이것을 반도체 피에조 효과라고 한다.
압저항체(20)가 형성되고 나면 구조물을 형성하는데 구조물을 형성하기 위하여 에칭할 면인 기판 웨이퍼(11)에 실리콘 산화막(30)을 형성시킨다(도2 g). 기판 웨이퍼(11)면에 실리콘 산화막(30)이 형성되고 나면 실리콘 산화막을 패터닝한다(도2 h).
그리고 실리콘 산화막(30)의 패터닝후에는 기판 웨이퍼(11)를 비등방성 에칭을 한다(도2 i).
에칭을 할 때에는 실리콘 비등방성 에칭용액인 수산화칼륨용액에서 에칭을 한다. 비등방성 에칭용액에 의한 에칭에서는 실리콘의 결정면에 따른 에칭률이 크게 다르며 [100]방향이 [111]방향 보다 에칭률이 최고 400배 이상이고, [110]방향보다는 200배 크다. 즉, 실리콘웨이퍼의 두께방향으로 빨리 에칭된다. 또한 실리콘(Si)과 실리콘 산화막의 에칭률은 거의 400:1 정도이다.
기판 웨이퍼의 에칭과정이 종료를 하면 기판 웨이퍼의 에칭후 남아있는 잔류 실리콘 산화막을 제거한다(도2 j). 그리하여 구조물이 형성된다.
구조물의 형성후에는 전극을 형성하는데 전극을 형성하기 위하여 압저항체(20)가 형성되어 있는 면에 금속막(40)을 증착시키는데 알루미늄을 1마이크로미터(㎛)의 두께로 증착(sputtering)을 한다(도2 k). 금속막(40)을 증착시키고 나면 증착된 금속막(40)을 전극패턴에 따라서 패터닝을 한다. 그리고 에칭을 하여 전극을 형성한다(도2 l).
구조물과 전극이 형성되면 전극에 보호막을 형성하고 와이어 본딩을 하게 되는데 그 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 전극(41)이 형성된 반도체 센서 웨이퍼를 준비한다(도3 a).
그리고 나서 전극(41)이 형성되어 있는 면에 실리콘 산화막 혹은 질화실리콘(Si3N4)을 증착하여 전극의 보호막(50)을 형성한다(도3 b).
전극의 보호막(50)이 형성되고 나면 전극(41)에 와이어본딩을 하기 위한 콘택홀을 형성해야 하기 위하여 보호막(50)의 위에 감광막(60)을 코팅한다(도3 c).
감광막(60)을 코팅한 후에는 감광막(60)을 콘택홀의 패턴에 따라서 사진공정을 진행하여 콘택홀의 패턴(다)을 형성한다(도3 d). 콘택홀의 패턴(다)이 형성되고 나면 콘택홀 패턴부분의 보호막(50)을 에칭한다(도3 e). 이때에는 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스를 이용하여 보호막(50)을 에칭한다.
그런데, CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스를 이용하여 보호막(50)을 에칭하면 가스의 불소(F)성분에 의하여 알루미늄 전극(41)이 손상되어 전극(41)의 표면에 불화알루미늄(70)이 생성된다.
이 전극(41)의 표면에 생성된 불화알루미늄(70)은 전극(41)에 와이어 본딩을 할 때 접착성을 떨어뜨려 접속불량의 원인이 되고 있다.
그리하여 불화알루미늄(70)을 제거하기 위하여 먼저 아르곤(Ar) 가스를 이온 분해시키고 이온 분해시킨 아르곤 가스를 스퍼터링(sputtering)으로 불화알루미늄(70)을 분해하여 전극(41)의 표면에서 불화알루미늄(70)을 제거한다(도3 f).
이때 다른 부분은 감광막(60)에 의하여 보호된다. 그리고 불화알루미늄(70)이 제거되면 잔류 감광막을 제거한다(도3 g).
잔류감광막을 제거하고 나면 전극(41)에 와이어(80)를 본딩한다(도3 h).
본 발명에 따른 다결정 실리콘을 이용한 반도체 센서의 제조방법에 의하여, 콘택홀을 형성할 때 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스가 알루미늄 금속 전극과 반응하여 전극의 표면에 불화알루미늄이 생성되는데, 그 불화알루미늄을 제거하기 위하여 Ar 가스를 이온 분해시켜 그 Ar가스 이온으로 불화알루미늄을 분해시켜 전극으로부터 제거하여 전극의 산화를 방지함으로 인하여, 와이어 본딩시 접촉성을 좋게 할 수 있으며 그에 따라 센서의 불량요인을 제거하여 공정수율을 높이고 반도체 센서의 신뢰도를 높일 수 있다.

Claims (1)

  1. 전극을 형성하는 전극형성단계와, 상기 전극의 보호막으로 이용할 실리콘산화막 혹은 실리콘질화막을 증착시키는 보호막형성단계, 상기 보호막을 패터닝하기 위하여 감광막을 증착시키고 패터닝하는 감광막단계와, 상기 감광막단계에 의한 패턴에 따라서 CF4혹은 (CF4+ Ar) 가스로 상기 보호막을 에칭하여 콘택홀을 형성하는 콘택홀형성단계, 상기 콘택홀 형성 후 잔류 감광막을 제거하는 잔류감광막제거단계와, 상기 콘택홀에 와이어본딩을 하는 와이어본딩단계를 포함하는 반도체 센서의 제조방법에 있어서,
    상기 잔류감광막제거단계를 하기 이전에 Ar가스 이온으로 상기 콘택홀형성단계에서 CF4혹은 (F4+ Ar) 가스가 상기 전극과 반응하여 상기 전극의 표면에 생성되는 불화알루미늄을 분해시켜 제거하여 상기 전극이 상기 불화알루미늄에 의하여 산화되는 것을 방지하는 에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 센서의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR980005550A (ko) * 1996-06-27 1998-03-30 김주용 반도체 소자의 콘택홀 형성 방법
KR19980031848A (ko) * 1996-10-31 1998-07-25 김영환 반도체 장치의 콘택홀 형성방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773025B1 (ko) * 2004-02-27 2007-11-05 이엠씨마이크로시스템 주식회사 반도체식 가스센서, 그 구동방법 및 제조방법

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