미니팹으로 돌려보는 첫 시나리오 — Metal Pattern Mini Flow 사용 가이드

세미팹AI의 미니팹은 단일 공정 시뮬레이터와 달리, 여러 공정을 순서대로 이어서 하나의 완성 구조를 만드는 시나리오 모드입니다. 그 첫 번째로 추천하는 시나리오가 Metal Pattern Mini Flow(금속 패턴 형성 미니 플로우)입니다. 난이도 beginner, 총 13단계로, 공정 흐름 전체를 처음 경험하기에 가장 적합합니다.

이 글에서는 시나리오의 목적과 진행 방법, 그리고 결과 리포트를 읽는 요점을 정리합니다.

이 시나리오의 목표

Si 기판 → SiO₂ 절연층 → Al 금속 라인(line/space 5µm) 구조를 만들고, 저항 측정으로 검증하는 표준 팹 플로우입니다.

핵심 설계 포인트는 절연층의 위치입니다. 금속을 기판 위에 바로 올리면 저항 측정 시 전류가 도핑된 기판으로 새어 나가는 shunt 경로가 생깁니다. 그래서 4-point probe 측정이 기판으로 shunt되지 않도록, oxide 절연층을 먼저 성장시킨 뒤 그 위에 metal을 올립니다. 이 순서 자체가 이 시나리오의 첫 번째 학습 내용입니다.

13단계 한눈에 보기

각 단계에서 파라미터를 직접 입력하고, 입력값에 따라 결과가 달라집니다. 세정 시간이 부족하면 오염이 남고, 스퍼터 압력이 권장 범위를 벗어나면 균일도가 떨어지고, 식각 시간이 길면 오버에치가 커지는 식입니다.

사용 방법 — 처음이라면 이 순서로

1단계. 권장 조건으로 완주하기

처음에는 각 단계의 권장 값을 그대로 넣고 끝까지 진행하세요. 목적은 조작에 익숙해지는 것과, 정상 결과의 기준값을 확보하는 것입니다.

2단계. 측정 전에 예측값 적어두기

증착 두께를 150nm로 넣었다면, 측정하기 전에 미리 계산해봅니다.

• 단차(프로파일로미터) → 증착 두께와 비슷한 약 150nm
• 면저항(4-point probe) → Rs = ρ/t ≈ 약 0.17~0.18 Ω/□
• 라인 저항 → Rs × (L/W) = 0.17 × 1000 squares ≈ 약 180 Ω

3단계. 측정 결과와 비교하기

공정을 마치면 광학 현미경, 프로파일로미터, 4점 탐침 측정을 실행하고 리포트를 확인합니다. 예측값 근처면 정상, 크게 벗어나면 어느 단계 입력이 문제였는지 역추적합니다.

4단계. 일부러 조건 무너뜨려보기

기준 런을 확보했다면, 이제 파라미터를 하나씩 흔들어보세요. 이게 미니팹의 진짜 활용법입니다.

• RIE 시간 증가 → 오버에치가 커지는 것 확인
• 스퍼터 압력을 권장 범위 밖으로 → 두께 불균일도 변화 관찰
• 현상 시간 부족 → 패턴 불량이 광학 검사에서 어떻게 잡히는지 확인

결과 읽기 요점정리

① 숫자가 목표와 딱 안 맞아도 정상입니다. 증착 150nm에 단차가 약 149nm로 나오는 건 오버에치, 증착 불균일, 측정 특성이 겹친 자연스러운 결과입니다. 중요한 건 절대값이 아니라 목표 근처에서 균일하게 나왔는가입니다.

② 저항은 두 방식으로 잽니다. 넓은 막의 면저항은 4-point(접촉 저항 제거), 좁은 라인의 저항은 양단 2-point로 잽니다. 라인 저항이 약 180Ω으로 충분히 크면 접촉 저항의 영향이 상대적으로 작아 실용적입니다. 두 측정이 Rs × squares 계산으로 서로 수렴하면 결과를 신뢰할 수 있습니다.

③ 측정값은 앞 공정의 성적표입니다. 단차 이상 → 증착/식각 문제, 면저항 이상 → 두께/막질 문제, 패턴 결함 → 리소그래피 구간 문제. 이 역추적 감각이 시나리오 반복의 목표입니다.

다음 단계

Metal Pattern Mini Flow를 2~3회 반복해서 기준 런과 실패 런을 모두 경험했다면, 개별 공정 시뮬레이터(플라즈마 식각, LPCVD, 확산 등)로 들어가 각 단계를 깊게 파거나, 다음 난이도의 시나리오로 넘어가면 됩니다. 공정 하나하나의 물리는 개별 모듈에서, 흐름과 검증 감각은 미니팹에서 — 이 조합이 가장 효율적인 학습 순서입니다.