[반도체 용어] 7. 진공(Vacuum) : 반도체에서 진공이 중요한 이유

*이전 반도체 용어 시리즈를 보고 오면 이해하는데 도움이 됩니다.

 

[진공(Vacuum)]

진공은 아무것도 없는 공간을 의미합니다. 그러나 실제로 완벽한 진공을 만드는 것은 불가능하죠. 하지만 진공에 가깝게 최대한 공간 내의 물질을 제거할 수는 있고, 이 정도에 따라 진공의 종류가 구분됩니다.

진공을 잡는 펌프 중 하나인 TMP / 출처 : Edwards

 

[진공의 종류]

진공은 그 정도에 따라 크게 5가지로 나눕니다. 저진공, 중진공, 고진공, 초고진공, 극고진공입니다.

	진공 범위 (Torr, mmHg)	진공 범위 (Pa)	사용 펌프
대기압	760	101,325(=1atm)
저진공(Low Vacuum)	760~1	100,000~100	드라이, 오일 회전
중진공(Medium Vacuum)	1~10-³	100~10-¹	드라이, 부스터
고진공(High Vacuum)	10-³~10-⁷	10-¹~10-⁵	오일 확산, TMP, 크라이오
초고진공(Ultra High Vacuum)	10-⁷~10-¹⁰	10-⁵~10-⁸	TMP, 크라이오
극고진공(Extremely High Vacuum)	<10-¹⁰	<10-⁸	크라이오, 이온
우주 공간(Outer Space)	10-⁶~<10-¹⁷	10-⁴~<3x10-¹⁵

반도체 공정마다 사용되는 진공이 다르지만, 높은 경우 초고진공까지 사용합니다.

 

[반도체에서 진공이 중요한 이유]

첫째로, 불순물을 최소화할 수 있습니다.

반도체는 나노 단위의 공정으로 만드는 만큼 작은 입자에도 예민하기 때문에 기본적으로 진공 상태에서 작업합니다.

둘째로, 플라즈마 형성을 위함입니다.

PVD, ALD, CVD, Etching 등 여러 공정에서 플라즈마를 사용합니다.

압력이 낮으면(진공일수록) 낮은 전압에서도 플라즈마를 만들기 쉽습니다.

셋째로, 불필요한 가스를 배출하기 위함입니다.

반도체 제조 과정에는 다양한 가스가 사용됩니다.

사용한 가스를 완벽히 제거하기 위해서는 진공 상태를 만들어야 합니다.

넷째로, 제품의 화학반응이 잘 일어나도록 하기 위함입니다.

진공도가 높을수록 평균자유행로가 높아져 고품질의 막이 생성됩니다.(CVD공정 등)

 

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