CVD와 PVD의 차이
반도체 제조에서는 수십 종류의 얇은 막을 쌓습니다. 절연막은 CVD, 금속막은 PVD, 아주 얇고 균일해야 하는 막은 ALD처럼 막의 기능과 공정 조건에 따라 증착 방식을 골라 씁니다.
결론
CVD와 PVD의 가장 큰 차이는 막을 만드는 원리입니다. CVD는 원료 가스를 열이나 플라즈마로 반응시켜 막을 쌓는 화학적 방법으로, 단차가 있는 구조도 고르게 덮기 쉬워 절연막에 많이 쓰입니다. PVD는 스퍼터링처럼 타깃 재료를 물리적으로 떼어 내 웨이퍼에 붙이는 방법으로, 깊은 구멍의 옆면이 얇아지기 쉽지만 비교적 낮은 온도에서 순도 높은 금속막을 만들 수 있어 배리어 금속과 배선용 금속막에 쓰입니다.
비교표
| 항목 | CVD(화학 기상 증착) | PVD(물리 기상 증착) |
|---|---|---|
| 원리 | 가스의 화학 반응으로 막 형성 | 타깃 원자를 물리적으로 떼어 내 부착(스퍼터링·증발) |
| 대표 방식 | PECVD, LPCVD, HDP-CVD, ALD | 마그네트론 스퍼터링, 이온화 PVD, 전자빔 증착 |
| 단차 피복성 | 좋음(ALD는 특히 우수) | 직진성이 강해 깊은 구멍의 옆면·바닥이 얇아지기 쉬움 |
| 성막 온도 | 방식에 따라 저온~고온(PECVD는 저온, LPCVD는 고온) | 비교적 저온 |
| 막의 순도 | 원료 유래 불순물(수소 등)이 섞일 수 있음 | 타깃 조성에 가까운 고순도 막 |
| 대표 막 | SiO₂, Si₃N₄, 폴리실리콘, 텅스텐, High-k | Al, Cu 시드, Ti·TiN, Ta·TaN, 자성막(MRAM) |
| 주요 장비 업체 | 어플라이드 머티어리얼즈, 램리서치, TEL, ASM 인터내셔널 | 어플라이드 머티어리얼즈, 울백(ULVAC), 캐논 아넬바 |
CVD의 종류
PECVD는 플라즈마로 반응을 도와 낮은 온도에서 막을 만들 수 있어, 배선을 형성한 뒤의 층간 절연막과 보호막에 많이 쓰입니다. LPCVD는 높은 온도에서 품질 좋은 막을 만들며 폴리실리콘·질화막에 쓰입니다. ALD는 원료를 번갈아 공급해 원자층 단위로 두께를 제어하는, CVD 계열에서 가장 정밀한 방식입니다.
PVD의 종류
PVD의 주류는 스퍼터링입니다. 타깃에 아르곤 이온을 부딪쳐 원자를 튀어나오게 하고, 그 원자를 웨이퍼에 쌓습니다. 자기장으로 플라즈마를 가두는 마그네트론 스퍼터링이 일반적이며, 튀어나온 원자를 다시 이온화해 구멍 바닥까지 끌어당기는 이온화 PVD로 깊은 구멍의 피복성을 보완합니다. 구리 배선 공정에서는 배리어 금속(TaN/Ta)과 구리 시드층을 PVD로 만든 뒤 도금으로 구리를 채웁니다.
자주 묻는 질문
스퍼터링은 CVD인가요, PVD인가요?
스퍼터링은 PVD의 한 종류입니다. 고체 타깃에 이온을 부딪쳐 떨어져 나온 원자를 웨이퍼에 쌓습니다.
단차 피복성은 어느 쪽이 좋은가요?
일반적으로 CVD가 좋고, 그중에서도 ALD가 가장 우수합니다. PVD는 원자가 직진해 날아오기 때문에 깊은 홈이나 구멍의 옆면·바닥이 얇아지기 쉽습니다.
스퍼터링 타깃은 어디서 만드나요?
반도체용 고순도 스퍼터링 타깃은 JX금속, 도소(TOSOH) 등 일본 기업과 미국·한국 기업이 공급합니다. 장비 쪽에서는 일본의 울백과 캐논 아넬바가 스퍼터링 장비를 만듭니다.
전공정 장비·공정 비교 더 보기
출처
- Deposition（Lam Research）
- 半導体用語集：CVD（東京エレクトロン nanotec museum）
- 半導体用語集：スパッタリング（東京エレクトロン nanotec museum）
최종 업데이트: 2026년 10월 27일