LPCVD와 PECVD의 차이: 온도·막질·단차 피복성·응력·용도 비교
둘 다 기체 원료를 반응시켜 막을 만드는 CVD이지만, 반응 에너지를 주는 방법이 다릅니다. LPCVD는 감압한 로 안에서 600~800 ℃ 정도의 열만으로 반응시키므로, 치밀하고 수소가 적은 막이 단차에도 균일하게 형성됩니다. PECVD는 플라즈마로 원료 가스를 분해하므로 300~400 ℃ 정도의 낮은 온도에서 성막할 수 있어, 배선을 형성한 후의 공정에서도 사용할 수 있습니다. 다만 막에 수소가 많이 포함되고, 밀도는 낮은 편입니다.
| 비교 항목 | LPCVD | PECVD |
|---|---|---|
| 반응 에너지 | 열만 사용 | 플라즈마(고주파 방전)로 원료 가스를 분해·활성화함 |
| 온도(대표적인 범위) | 600~800 ℃ 정도 | 300~400 ℃ 정도 |
| 압력(대표적인 범위) | 수십~수백 Pa | 수백 Pa 정도 |
| 처리 방식 | 종형로의 배치 처리. 100장 이상의 웨이퍼를 나란히 세워 한 번에 성막함 | 매엽식이 주류. 샤워헤드 전극 아래에서 웨이퍼를 1장씩 처리함 |
| 막질 | 치밀하고 조성이 화학량론에 가까움. 식각 속도는 느림 | 밀도가 낮은 편이고 조성이 어긋나기 쉬움. 식각 속도는 빠름 |
| 수소 함유량(질화막의 예) | 수% 이하 | Si-H나 N-H 형태로 10~30% 정도 |
| 단차 피복성 | 표면 반응 율속이므로 단차에도 균일에 가까운 두께로 형성됨 | LPCVD보다 떨어지는 경우가 많음. 원료나 조건에 따라 개선할 수 있음 |
| 막 응력 | 질화막은 약 1 GPa의 큰 인장 응력. 두껍게 하면 갈라지기 쉬움 | 고주파와 저주파 전력의 비 등으로 압축에서 인장까지 조정할 수 있음 |
| 스루풋 | 1회 처리는 승온·강온을 포함해 길지만, 여러 장을 동시에 처리함 | 성막 속도가 빠르고, 1장당 처리 시간이 짧음 |
| 사용할 수 있는 공정 | 배선을 형성하기 전(고온을 견디는 단계) | 배선을 형성한 후에도 사용할 수 있음 |
| 주요 막과 용도 | 폴리실리콘, LOCOS나 STI의 마스크와 스페이서용 질화막, TEOS 산화막 | 층간 절연막, 패시베이션막, 구리 확산 방지막, SiON 반사 방지막, 하드 마스크 |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.