Process Control Monitoring 평가는 무엇일까?

Process Control Monitoring 정의

Fab 공정 진행 완료 후 , Fab Out 되기 전 까지 총 세가지의 평가를 진행 하게 된다.

처음은 Wafer 외관 검사가 진행 되며, Bare Wafer의 특이 사항이 없으면 공정이 진행 되게 된다.

그리고 공정 진행 중에 앞선 Posting에서와 같이, Photo 공정, Etch 공정 과 같은 각 단위 공정이 끝난 후에 

우리가 원하는 공정 Recipe Target치 대로 잘 진행 되었는지 평가를 진행 하게 된다.

 

공정 평가가 완료 되었으면 FAB-out 되기 전에 마지막으로 PCM 평가를 진행 하게 된다.

즉 PCM 평가에 대한 정의는 우리가 Real chip 내에서 회로를 구성 하고 있는 각 개별 소자들에 대한 전기적 특성을 진행 하는 평가이다. 

왜 PCM 평가를 진행 하게 되는가?

Foundry 와 같이 고객 사들이 요청 하여 생성 하는 Chip은 우리가 실제 Chip에 손을 댈 수가 없기 때문에 최소한 우리의공정이 잘 진행 되었어요 라는 최소한의 보증 Data가 필요 하다. 그 보증 Data가 PCM 이다. 그리고 그 Data를 확보 하기 위하여 우리는 Chip 내에 사용 된 개별 소자들을 Chip 과 Chip 사이에 Patterning 하여 삽입 해 놓고 평가를 진행 한다.

즉, 정리하면 Real chip에 저항, 1.2V NMOS,1.2V PMOS, Capacitor, Inductor 와 같은 Active, Passive 소자들을 개별로 Patterning 하여 측정 한다. 그래서 첫번째 이유론 우리의 공정 수준을 수치화 시킬 수 있는 Data 확보 이다.

 두번째 이유는 수율 개선을 하기 위해 확인 해야 할 Data가 필요 하기 때문이다. 수율 Data 와 Matching 하여 저수율 난 Wafer의 1.2V NMOS Vt 값이 낮고, 수율이 좋은 Wafer의 1.2V NMOS Vt 값이 높다면 우리는 PCM Data와 수율 Data를 상관 분석 하여 IMPLANT 공정 Recipe를 수정 하여 Vt 값을 약간 높여서 Tuning 하여 수율 평가를 재 진행 할 것이다.

 (여기서..1.2V의 NMOS Vt 를 높이려면 IMP공정을 개선 해야 한다는 부분은 실제 입사 하여 기술 적으로 다루어야 하는 부분이므로 자세한 내용은 생략 하고, Process 위주로 설명을 하겠다.)

 

PCM Pattern은 Wafer 어디에 Patterning 되어 있을까?

우선 멘티 분들은 Photo의 Shot 개념을 이해 하고 오면 좋겠다.

PCM Pattern은 Photo 1shot 안에 하나의 소자의 Group으로 형성 되어 진다. 즉...Wafer 내에 PHoto Shot이 20개 찍히는 제품이면 PCM Pattern도 20개가 들어있다. 그럼 우리는 출하 시키기 위해 이 모든 PCM Pattern이 정상이어야 하는가?

아니다. 우리는 많은 양의 제품을 생성 하기 위해서 Sorting 하여 8inch Wafer 기준에 5point 중 3point만 정상이면 우리의 공정은 문제가 없다고 고객과 약속을 하고 고객에게 Wafer 를 전달 해준다.

 실제 PCM 평가 진행 하는 항목이나 상관 관계를 현업에서 어떻게 하는지 분석은, 3주차 수업 진행 후 요약 하여 공유 드리도록 하겠다.