당신은 주제를 찾고 있습니까 “식각 공정 – 오랑우탄도 이해하는 반도체 식각 공정, 불화수소, 플라즈마 식각, 램리서치, 솔브레인, 후성, 하나머티리얼즈, 티씨케이“? 다음 카테고리의 웹사이트 ppa.maxfit.vn 에서 귀하의 모든 질문에 답변해 드립니다: https://ppa.maxfit.vn/blog. 바로 아래에서 답을 찾을 수 있습니다. 작성자 디벨럽_DEVELOP 이(가) 작성한 기사에는 조회수 44,909회 및 좋아요 909개 개의 좋아요가 있습니다.
식각 공정 주제에 대한 동영상 보기
여기에서 이 주제에 대한 비디오를 시청하십시오. 주의 깊게 살펴보고 읽고 있는 내용에 대한 피드백을 제공하세요!
d여기에서 오랑우탄도 이해하는 반도체 식각 공정, 불화수소, 플라즈마 식각, 램리서치, 솔브레인, 후성, 하나머티리얼즈, 티씨케이 – 식각 공정 주제에 대한 세부정보를 참조하세요
반도체 공부하기 3번째!!
이번에는 식각공정에 대해 알아보았습니다.
식각공정에 필요한 소재 및 부품 그리고 장비까지…
저도 막 공부하는 단계이니 잘못된 내용이 있으면
댓글로 부탁드립니다~~
식각 공정 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.
[반도체 8대 공정] 5탄, 반도체 회로패턴의 완성 ‘식각 공정’
식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(wet)과 건식(dry)으로 나뉩니다. 건식 식각(Dry Etching)은 반응성 기체, 이온 등을 이용해 …
Source: www.samsungsemiconstory.com
Date Published: 5/6/2021
View: 332
[반도체 공정] 4. 식각공정(Etching) – 생각하는 공대생
식각공정(Etching Process)이란 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 과정이다. 이는 곧 반도체 회로패턴을 만든다는 의미도 된다.
Source: allgo77.tistory.com
Date Published: 6/14/2022
View: 5035
[반도체 특강] 식각(Etching), 패턴을 완성하다-上
웨이퍼에 막(Layer)을 형성하는 공정은 증착(Deposition: CVD, ALD, PVD), 형성된 막 위에 회로패턴을 그리는 공정은 노광(Exposure)이라고 합니다. 두 …
Source: news.skhynix.co.kr
Date Published: 7/17/2022
View: 1912
[반도체 공정] 반도체? 이 정도는 알고 가야지: (4)에칭 (Etching …
더 자세히 말하자면 포토(Photo Lithography)공정에서 부식방지막(Photo Resist)을 형성했다면 식각 공정에서는 액체 또는 기체의 etchant를 사용하여 …
Source: www.skcareersjournal.com
Date Published: 12/5/2021
View: 1113
[디스플레이 용어알기] 47.식각 (Etching) – 삼성디스플레이 뉴스룸
식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(Wet)과 건식(Dry)으로 나뉩니다. 습식 식각(Wet Etching)은 용액을 이용 화학적인 반응을 …
Source: news.samsungdisplay.com
Date Published: 4/19/2021
View: 6807
반도체 공정 5 : 식각 공정(Etching process) 1편
건식 식각(Dry etch) -> 에싱(Ashing) -> 세정(Cleaning) -> 검사(Verifying) 순으로 진행됩니다. 식각 공정이 작동하기 전, 현상이 잘되어야 잔존하는 PR …
Source: numong22.tistory.com
Date Published: 12/4/2022
View: 8086
#9 에칭공정-습식 전기전자공학부 김도영 – KINX
식각공정은 2가지로 구분된다. – Wet etching (습식에칭). – Dry etching (건식에칭). 식각전. 식각후.
Source: kocw.xcache.kinxcdn.com
Date Published: 1/18/2022
View: 3725
주제와 관련된 이미지 식각 공정
주제와 관련된 더 많은 사진을 참조하십시오 오랑우탄도 이해하는 반도체 식각 공정, 불화수소, 플라즈마 식각, 램리서치, 솔브레인, 후성, 하나머티리얼즈, 티씨케이. 댓글에서 더 많은 관련 이미지를 보거나 필요한 경우 더 많은 관련 기사를 볼 수 있습니다.
주제에 대한 기사 평가 식각 공정
- Author: 디벨럽_DEVELOP
- Views: 조회수 44,909회
- Likes: 좋아요 909개
- Date Published: 2020. 6. 17.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=O4flMBT9B0g
[반도체 8대 공정] 5탄, 반도체 회로패턴의 완성 ‘식각 공정’ – 삼성반도체이야기
지난 시간에는 준비된 웨이퍼 위에 반도체 회로를 그려 넣는 포토공정(Photo)에 대해 소개해드렸는데요. 포토공정이 끝나면 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 공정이 필요합니다. 이번 시간에는 반도체의 구조를 형성하는 패턴을 만드는 식각공정(Etching)에 대해 알아보겠습니다.
동판화 에칭(Etching) 기법과 비슷한 식각공정
학창 시절, 미술시간에 한 번쯤 만들어봤던 ‘판화’는 회화의 한 장르인데요. 나무·금속·돌 등의 면에 형상을 그려 판을 만든 다음, 잉크나 물감을 칠하여 종이나 천에 인쇄하는 방식이죠. 식각공정은 이러한 판화 기법의 한 종류인 에칭(Etching)과 비슷한 원리를 가지고 있습니다.
회화에서 에칭 기법은 산의 화학작용을 방지하는 방식제(그라운드)를 바른 동판을 날카로운 도구를 이용하여 긁어내 동판을 노출시키는 과정을 말합니다. 이때 동판을 부식액(묽은 질산)에 넣고, 부식의 진행 정도를 조절하여 이미지를 만드는 것인데요.
▲ 식각공정(Etching)
부식과 같은 화학작용을 이용해 이미지를 만드는 판화의 에칭 기법처럼, 반도체 식각공정도 웨이퍼에 액체 또는 기체의 부식액(etchant)을 이용해 불필요한 부분을 선택적으로 제거한 후 반도체 회로 패턴을 만듭니다.
포토공정에서 형성된 감광액 부분을 남겨둔 채 나머지 부분을 부식액을 이용해 벗겨 냄으로써 회로를 형성하죠. 식각이 끝나면 감광액도 제거합니다. 이렇게 반도체를 구성하는 여러 층의 얇은 막에 원하는 회로 패턴을 형성하는 과정을 반복하는데요.
식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(wet)과 건식(dry)으로 나뉩니다. 건식 식각(Dry Etching)은 반응성 기체, 이온 등을 이용해 특정 부위를 제거하는 방법이며, 습식 식각(Wet Etching)은 용액을 이용 화학적인 반응을 통해 식각하는 방법입니다.
건식은 습식에 비해 비용이 비싸고 방법이 까다로운 단점이 있으나, 최근에는 나노 단위로 고집적화되는 반도체 기술 변화에 따라 회로선폭 역시 미세해지고 있습니다. 이에 따라 수율을 높이기 위한 방법으로 습식(Wet)보다는 건식(Dry) 식각이 확대되고 있죠.
불필요한 부분을 선택적으로 없애는 건식 식각
그렇다면, 건식 식각(Dry etching)은 어떠한 방법을 통해 회로 패턴 이외에 불필요한 부분을 제거하는 것일까요?
건식 식각은 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 합니다. 일반 대기압보다 낮은 압력인 진공 챔버(Chamber)에 가스를 주입한 후, 전기 에너지를 공급하여 플라즈마를 발생시키는데요. 플라즈마는 고체-액체-기체를 넘어선 물질의 제 4 상태로 많은 수의 자유전자, 이온, 중성의 원자 또는 분자로 구성되어 이온화된 기체를 말합니다. 이온화는 전기적으로 중성인 원자 또는 분자가 자신이 보유하고 있던 전자를 떼어 내거나 추가 확보함으로써, 양전하 또는 음전하 상태로 바뀌는 현상을 뜻하죠.
▲ 플라즈마(Plasma)의 생성
또한 플라즈마는 전기에너지에 의해 형성된 충분한 크기의 자기장이 기체에 가해질 때, 기체가 충돌하고 이온화됨으로써 발생하는데요. 즉, 자기장이 자유전자를 가속화시켜 높은 에너지를 가진 자유전자가 중성의 원자나 분자와 충돌하여 이온화를 일으키게 되는 것입니다.
이때 이온화에 의해 생성된 추가 전자도 연쇄 반응(Avalanche)에 의해 또 다른 이온화를 일으키면서 이온의 수가 기하급수적으로 늘어나게 됩니다. 이 상태를 바로 ‘플라즈마 상태’라고 하는데요. 플라즈마 상태에서 해리된 반응성 원자(Radical Atom)가 웨이퍼 위를 덮고 있는 막질 원자와 만나 강한 휘발성을 띠면서 표면에서 떨어져 나가게 됩니다. 이러한 반응을 통해 감광액(PR, Photo Resist) 보호막으로 가려져 있지 않은 막질은 제거되는 것이죠.
건식 식각 과정에서는 몇 가지 유의해야 할 사항들이 있습니다.
첫 번째는 균일도(Uniformity)를 유지하는 것인데요. 균일도란 식각이 이루어지는 속도가 웨이퍼 상의 여러 지점에서 ‘얼마나 동일한 가’를 의미합니다. 일정한 시간 동안 공정을 진행한 상태에서 웨이퍼의 부위에 따라 식각 속도가 다를 경우, 형성된 모양이 부위별로 다르게 되어 특정 부위에 위치한 칩에 불량이 발생하거나 특성이 달라지는 문제가 발생할 수 있기 때문입니다.
두 번째는 식각 속도(Etch Rate)입니다. 이는 일정 시간 동안 막질을 얼마나 제거할 수 있는지를 의미하는데요. 식각 속도는 주로 표면 반응에 필요한 반응성 원자와 이온의 양, 이온이 가진 에너지에 의해서 변화합니다. 즉 이러한 인자의 조절 능력을 높여 전체적인 수율을 향상시키기 위해 노력하고 있는데요. 이 밖에도 선택비(Selectivity), 형상(Profile) 등이 건식 식각의 주요 인자로 중요하게 여겨지고 있습니다.
지금까지 반도체 회로 패턴을 완성하는 식각 공정(Etching)에 대해 알아봤습니다. 집적회로 기술의 산물인 반도체는 필요 물질의 박막(Thin Film)을 실리콘 기판 전면에 바른 후 남기고자 하는 모양에 보호층을 덮어 이외의 부분을 깎아내는 작업을 여러 번 반복해 제작되는데요. 이 모든 공정은 안전하게 설계된 장비 안에서 이루어지죠.
다음 시간에는 식각공정에 이어 반도체가 원하는 전기적 특성을 갖출 수 있도록 웨이퍼 위에 씌우는 얇은 막을 뜻하는 ‘박막(thin film)’공정에 대해 알아보도록 하겠습니다.
[반도체 공정] 4. 식각공정(Etching)
728×90
반응형
식각 공정 (Etching)
식각공정(Etching Process)이란 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 과정이다. 이는 곧 반도체 회로패턴을 만든다는 의미도 된다.
Etching을 나타내는 성능지수 (FOM : figures of merit)에는 크게 두가지가 있다. 첫번째는 식각 속도(Etch Rate)로 식각 된 두께(thickness)/식각 시간(time)으로 정의된다. 이는 일정시간동안 식각이 일어나는 정도를 표현한 것이다. 대체로 조절가능한 빠른 식각속도가 선호된다.( high etch rate with good controllability is desirable)
두번째는 선택비(selectivity)로 물질 X의 식각속도/ 물질 Y의 식각속도로 정의된다. 주로 물질 X는 식각을 원하는 물질(Etch target)이며, 물질 Y는 식각을 원하지 않는 물질(mask layer or other material)로 계산한다. 즉, 선택비가 클수록 원하는 etching 공정이 잘 이루어진다는 것을 의미한다.
건식 식각(dry etching)과 습식 식각(wet etching) 비교
Etching에는 두가지 종류가 있다. 건식 식각(Dry Etching)과 습식 식각(Wet Etching)이다. 두 식각 방법의 차이는 다음과 같다.
여기서 비등방성(Anisotropic)과 등방성(Isotropic)이라는 단어가 등장한다.
간단하게 말하자면 등방성이란 모든 방향으로 동일하다는 뜻이며 반대로 비등방성이란 특정 방향으로의 방향성이 있다는 것을 의미한다. 즉, 식각이 일어날 때 등방성(Isotropic)일 경우 식각이 모든 방향으로 동일하게 일어나며 under cut이라는 현상이 발생한다.
Under cut이란 아래 그림의 isotropic 그림과 같이 식각이 pattern 모양 아래쪽으로 추가적으로 발생하는 현상을 말한다.
이러한 undercut 현상 때문에 3 μm이하의 feature size를 갖는 pattern에 대해서는 쓸 수 없다.
비등방성(Anisotropic)일 경우 특성 방향으로의 식각이 더 잘 진행된다.
위 그림은 식각 방법에 따른 압력과 Mean Free Path 그리고 비등방성(anisotropy) 정도를 정리한 표이다. 특히 건식 식각에서는 식각을 진행하는 환경의 압력이 낮아질수록 입자들의 Mean Free Path가 증가하고 비등방성이 증가하여 under cut 현상이 적게 나타난다.
습식 식각(Wet Etching)
습식식각은 화학반응을 사용하는 등방성(isotropic) 공정이므로 여러 요인에 의하여 영향을 받는다. 특히 silicon orientation에 크게 영향을 받으며 밀도가 높은 orientation일수록 낮은 etch rate를 보인다.
습식 식각 공정 중 실리콘옥사이드(SiO2)를 식각하는 과정에는 주로 희석된 플루오린화 수소(Diluted hydrofluoric acid : HF)를 사용한다. 식각 공정이 진행되면서 HF가 사용되면 etch rate가 낮아지므로 buffering solution을 이용하여 etch rate를 일정하게 유지시켜 준다. 주로 NH4F로 완충된 HF 용액을 사용한다. (NH 4 F : HF = 6 : 1)
실리콘(Si)를 식각하는 과정은 HF와 질산(Nitric acid : HNO 3 ) 또는 과산화수소(Hydrogen peroxide : H 2 O 2 )나 탄산(Carbonic acid : CH 3 COOH)의 홉합물을 사용한다.
혹은 KOH와 물(H 2 O)을 섞어서 사용하기도 하는데, <111> direction에 비해 <100> direction으로의 etching rate가 약 700배 정도 빠르다. 여기에 Propanol(C 3 H 8 O)을 첨가하면 <100> direction으로 추가적인 selectivity를 확보할 수 있다.
건식 식각(Dry Etching)
건식식각은 물리적 화학적 방법을 모두 사용하는 비등방성(Anisotropic)공정이다. 건식 식각에는 크게 3종류가 있으며 High pressure plasma etching, Ion milling 그리고 RIE(Reactive Ion Etching)이다.
High pressure Plasma etching
High pressure plasma etching은 화학적인 방법으로, chemically reactive한 gas에 의해 표면의 원자가 휘발성(volatile) 있는 화합물을 형성하여 식각이 되는 방법이다. 높은 선택비(High selectivity)를 갖지만 등방성(isotropic) 방법이다.
① Feed gas가 chamber 안으로 들어오게 되고 plasma에 의해 chemically reactive한 상태가 된다.
② Chemically reactive한 molecule이 diffuse 된다.
③ Wafer 표면에 흡착(absorb)된다.
④ Surface 표면에서 reaction이 일어날때까지 diffuse 된다.
⑤ Reaction이 일어난다.
⑥ Reaction이 끝나면 탈착(desorb) 된다.
⑦ Gas stream으로 diffuse되어 chamber 밖으로 옮겨진다.
Ion milling
Ion milling 과정은 순수한 Ar+ 이온을 사용한다. Chamber에 Ar gas 같은 비활성 기체를 주입한 후에 필라멘트를 가열해주면 전자(electrons)이 튀어나와 양극으로 가속되게 된다. 이런 전자들은 전기적으로 중성 상태인 Ar 원자와 충돌하여 Ar 원자들을 이온화시킨다.
이렇게 생성된 이온은 wafer의 표면을 때리게 되는데, 이러한 과정을 ion bombardment라고 한다. Etching은 이렇게 화학반응을 포함하지 않고 순수하게 물리적으로 wafer의 원자들을 떼어내면서 이루어 진다. 높은 anisotropic etching이 가능하지만 selectivity나 throughput은 좋지 못하다.
RIE (Reactive Ion Etching)
위 두가지를 합친 방법이라고 생각하면 되며 ion assisted etch(IAE)라고도 불린다. 즉 plasma(ionized reactive gases)와 sputter etching (ion bombardment)을 모두 사용하는 방법으로, 각 방법의 단점을 보완하는 빠른 비등방성 식각(fast anisotropic etch)과 높은 선택비(high selectivity)를 장점으로 갖는다.
[반도체 특강] 식각(Etching), 패턴을 완성하다-上
패턴을 만드는 공정으로는 포토(Photo), 식각(Etching), 세정(Cleaning) 등이 있습니다. 그중 식각공정은 포토(Photo)공정 후 감광막(Photo Resist, PR)이 없는 하부막 부분을 제거해 필요한 패턴만을 남기는 단계입니다. 마스크(Mask) 패턴이 PR로 코팅된 웨이퍼에 내려온 후(노광→현상), PR 패턴이 다시 PR 하부에 형성된 막으로 이동되는 과정이지요. 회로 선폭(Critical Dimension, CD)이 미세화(2D 관점)됨에 따라 식각 방식은 습식에서 건식으로 변화했고, 그에 따라 장비와 공정의 복잡도는 높아졌습니다. 식각공정은 3D 셀(Cell) 적층(Stack) 방식의 활성화로 핵심 성능지수에 변동이 생겼으며, 전반적으로 2D/3D 기술이 발전함에 따라 포토공정과 더불어 반도체 핵심공정으로 부상했습니다.
1. 증착과 식각의 기술 발전 트렌드
<그림1> 증착과 식각의 기술 발전 트렌드
웨이퍼에 막(Layer)을 형성하는 공정은 증착(Deposition: CVD, ALD, PVD), 형성된 막 위에 회로패턴을 그리는 공정은 노광(Exposure)이라고 합니다. 두 공정을 거친 뒤, 웨이퍼에 새겨진 패턴대로 조각을 하는 공정이 바로 식각(Etching)이지요. 포토(Photo)공정은 밑그림을 그리는 단계이므로, 웨이퍼에 실질적인 외형 변화를 일으키는 공정은 증착과 식각이라고 할 수 있습니다.
반도체가 탄생한 이후 현재에 이르기까지 식각과 증착 기술은 앞뒤를 다투며 발전해왔습니다. 증착에 있어 가장 획기적인 변곡점은, 1990년대 초 1Mb에서 4Mb D램으로 디바이스 용량이 확장되면서 트렌치(Trench)가 아닌 적층(Stack) 방식을 채용한 것입니다. 식각의 경우, 3D 낸드플래시 셀을 24단 이상으로 쌓기 시작했던 2010년대 초반이라고 할 수 있습니다. 그 후 현재까지 128단, 256단, 512단으로 셀을 적층해야 하므로 식각은 기술적으로 가장 난해한 공정 중 하나가 되어가고 있지요.
2. 식각 방식의 변천
<그림2> 미세화(2D)에 따른 식각 방식의 발전
식각공정은 2D(평면 구조) 반도체의 미세화 및 3D(입체 구조) 반도체의 적층 기술에 발맞춰 함께 발전해왔습니다. 2D 반도체가 주류를 이뤘던 1970년대에는 회로 선폭이 100㎛(마이크로미터)에서 10㎛, 10㎛ 이하급으로 급격히 줄어들던 시기였습니다. 이 시기에는 대부분의 반도체 핵심 공정 기술의 정렬이 마무리됐으며, 식각 기술도 습식식각(Wet Etch)에서 건식식각(Dry Etch)으로 정착되었지요. 막을 깎아내는 기술은 손쉬운 방식인 화학적 습식이 먼저 적용되었고, 1970년대 초 화학적 습식으로는 5㎛ 선폭을 구현할 수 없게 되자 플라즈마를 이용한 건식 방식이 새롭게 개발되었습니다. 오늘날 대부분의 식각공정은 건식으로 진행되고 있으며, 습식식각은 세정공정 쪽으로 응용 및 발전되었습니다.
3. 습식식각과 건식식각의 장단점
<그림3> 습식식각과 건식식각의 장단점
습식식각은 용액을 재료로 하는 만큼 건식에 비해 속도가 빠른(1분당 제거되는 깊이가 큰 식각률을 가짐) 반면, 식각 후 구조물이 네모반듯한 형태로 나오지는 않습니다. 모든 방향으로 동일하게 깎아내는 등방성의 성질을 갖고 있지요. 이러한 성질로 인해 습식식각은 횡적 방향으로의 면적 손실이 터부시되는 미세화에 있어 CD 조절에 치명적인 단점을 갖게 됩니다. 그러나 건식식각은 한쪽 방향으로만 식각을 하는 이방성의 성질(대부분 이방성+약간의 등방성)을 갖습니다. 증착막(Layer)을 수직축 아래로만 깎아내므로, 식각 후 의도했던 나노미터(nm) 단위 프로파일(Profile)의 초미세구조를 구현할 수 있는 수준까지 와있습니다.
또 습식식각은 공정 완료 후 사용한 액체를 폐기해야 하므로 환경오염을 야기하지만, 건식식각의 경우 배출 라인 중간에 스크러버(Scrubber)라는 장치를 통해 배기가스를 중화시켜 공기 중으로 배출하기 때문에 환경 영향이 적다는 장점이 있습니다.
한편, 웨이퍼 위는 여러 층이 복잡하게 얽혀있는 구조이므로 식각 시 필요한 층(막질)을 선택하는 데 있어 어려움이 따릅니다. 막질을 선택할 때는 화학적으로 반응하는 용액을 사용하는 습식식각이 유리하며, 건식식각은 물리적 방식과 화학적 방식을 합성시켜 깎는 방식이기 때문에 선택적 식각 측면에서는 불리하답니다.
4. 식각의 막질과 형태
<그림4> 식각의 막질과 형태
막질의 측면에서 볼 때, 식각의 대상은 크게 전기가 통하는 도전성 막(Metal Layer를 깎는 것을 금속식각이라 함)과 전기가 통하지 않는 절연체 막으로 볼 수 있습니다. 그 외 실리콘에 불순물을 주입한 폴리(Poly)막이 있지요. 식각을 해야 할 하부 막질로는 대표적으로 절연막인 이산화실리콘(SiO2)막과 게이트 단자로 사용되는 폴리막이 있습니다. 게이트 단자 형성 시 건식식각을 진행할 경우 이 둘을 묶어 한꺼번에 식각하면 포토와 에싱(Ashing) 공정 스텝을 줄일 수 있습니다. 습식식각일 경우는 각 막질에 따라 알맞은 용액을 선택해 막별로 매번 식각을 하고 그에 따른 화학 반응을 면밀히 살펴야 합니다.
형태적 측면에서 식각이 기여하는 모습을 보면, 게이트 식각 이외에도 아래층과 위층을 연결하는 통로를 만들기 위한 콘택(Contact)/비아(Via)식각이 있고, Tr(Transistor)과 Tr 사이를 분리해주는 트렌치(STI용 Trench)식각이 있습니다. 콘택/비아 식각은 해당하는 절연막을 아래로 뚫고 그 구멍으로 도전성 물질을 채워 넣어 Tr 단자와 상단의 막을 연결하는 데 목적이 있습니다. 트렌치 식각은 참호처럼 실리콘 기판에 얇은 깊이로 구멍을 파낸 뒤 그곳에 강력한 절연성 물질을 채워 넣어 Tr과 Tr 사이에 누설 전류가 흐르지 못하도록 하지요.
5. 식각공정의 순서와 문제점
<그림5> 식각과 관련된 앞뒤 공정 순서
막을 형성하고 형성된 막 위에 PR을 도포한 뒤 노광 > 현상 > 식각 > 에싱 > 세정 > 검사 > 이온주입으로 이어지는 공정 스텝은 Tr 단자 3개를 만들어내는 반도체 핵심 공정입니다. 이때 PR을 깎아내는 현상(Develope)이 잘 이뤄지지 않을 경우 잔존해있는 PR이 식각을 방해합니다. 식각 시에도 패턴을 만들 때 타깃(Tartget) 막을 충분히 깎아내지 않으면(Under Etch) 이온주입 시 불순물 입자들이 막혀 계획한 대로 주입하지 못하게 됩니다. 건식식각 후 남아있는 폴리머 찌꺼기를 완전히 세정하지 못한 경우에도 마찬가지지요. 또 식각 시 플라즈마 이온 가스양이 많거나 시간 조절에 실패해 막을 과다하게 깎게 되면(Over Etch) 하부 막질에 물리적 손상이 생깁니다.
따라서 건식식각에서는 정확한 종말점(EOP: End of Point)을 찾는 게 중요하며, 식각 후 PR을 제거하는 에싱 및 세정공정과 더불어 식각 상태를 꼼꼼히 검사해야 합니다. 또한, 웨이퍼 내 부분별 식각률이 상이해도 일정 영역별 Over Etch와 Under Etch가 발생해 웨이퍼 자체가 Reject될 수 있습니다. 식각에 있어 Over Etch보다는 Under Etch가 더 치명적이라 할 수 있지요.
식각공정의 경우 복잡한 프로세스로 이뤄져 있는 만큼, 두 개의 챕터로 나눠 진행합니다. 이번 편에서는 식각의 발전 방향과 변천 등 식각공정을 이해하는 데 도움이 될만한 개략적인 내용을 살펴봤습니다. 다음 편에서는 좀 더 세밀한 내용에 대해 알아볼 텐데요, 플라즈마와 식각의 관계, 식각 방식인 RIE, 식각의 성능지수인 Aspect Ratio, 식각의 속도 등에 대해 다뤄보도록 하겠습니다.
※ 본 칼럼은 반도체/ICT에 관한 인사이트를 제공하는 외부 전문가 칼럼으로, SK하이닉스의 공식 입장과는 다를 수 있습니다.
[반도체 공정] 반도체? 이 정도는 알고 가야지: (4)에칭 (Etching) 공정
반도체? 이 정도는 알고 가야지 : (4)에칭(Etching) 공정
여러분 안녕하세요! [반도체 8대 공정] 시리즈가 새롭게 돌아왔습니다. 전 에디터인 이미진 에디터 님께서 에디터 활동을 마치신 관계로, 그 바통을 이어받아 공정 시리즈를 완성해보고 자 합니다! 전 에디터 님의 기를 이어받아~ 이번에 4번째 공정! 식각(Etching)공정부터 저와 함께 달려 보시죠~!
SK Careers Editor 김시우
<출처: http://www.limitedblue.com/list/view.php?id=limited_edition&page=5&sn1=on&divpage=1&sn=on&ss=off&sc=off&keyword=Limited%20Blue&select_arrange=headnum&desc=asc&no=30&PHPSESSID=9cc428a08586cae7da828aa7a86ed7be >
1. 식각(Etching)공정이란?
이전 3번째 포토(Photo Lithography) 공정에서 ”밑그림을 그린다~”라는 표현 기억하시나요? 이번 식각(Etching)공정에서는 밑그림 중 불필요한 부분을 없애는 즉, 회로의 패턴 중 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분은 깎아내는 작업을 수행합니다. 더 자세히 말하자면 포토(Photo Lithography)공정에서 부식방지막(Photo Resist)을 형성했다면 식각 공정에서는 액체 또는 기체의 etchant를 사용하여 부식을 진행하여 불필요한 부분을 없애는 작업입니다. (이때 etchant 란 부식을 진행하는 물질을 통칭하는 말입니다.) 이러한 에칭 기법은 동판화를 작업하는 미술에서 자주 쓰이는 방법인데요 19세기 화가인 피사로(Camille Pissaro)와 드가(Edgar Degas) 역시 에칭을 이용해서 정교하고 세밀한 선을 살린 작품을 많이 만들어 냈다고 합니다.
<출처 http://www.skcareersjournal.com/194 >
2. 건식(Dry) 식각방법과 플라즈마(Plasma)
에칭 기법의 동판화 미술과 반도체 공정은 방법의 차이가 존재합니다. 미술에선 날카로운 조각도구들을 이용해 회로를 만들어 냈다면 공정에선 감광액 (Photo Resist)으로 보호막을 먼저 만들어 냅니다. 그리고 나서 식각(부식)을 진행하게 되는 것이죠.
Wet Etching Dry Etching 액상의 화학용품 사용 기체 가스 사용 상대적으로 가격이 저렴 상대적으로 가격이 높고 방법이 까다로움 상대적으로 균일도 높음 극미세 회로 식각 가능
이러한 식각 공정은 크게 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식과 건식 두 가지로 나눌 수 있는데요. 건식은 습식에 비해 많은 비용이 들고 방법이 까다롭다는 단점이 있지만 최근 수율의 증대와 극미세 회로 식각을 위하여 건식이 널리 사용되고 있다고 합니다!
<출처 - http://plasma.kisti.re.kr/webs/intro/plasma_is.jsp >
그렇다면 건식 식각에 대해 더 자세히 알아보도록 할까요? 건식 식각은 흔히 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 합니다. 플라즈마? 어디서 많이 들어본 용어 같지만 다소 생소하게 들립니다. 플라즈마란 고체, 액체, 기체 상태를 넘어선 물질의 제 4상태를 말합니다.
진공 챔버(Chamber)에 Gas를 주입한 후 전기에너지를 공급하여 이 “플라즈마” 라는 상태를 만들어내게 됩니다. 플라즈마 상태에서는 많은 수의 자유전자, 이온, 중성원자 또는 이온화된 기체 분자가 존재하게 되는데요 이 때 중요한 건 이온화의 연쇄반응(Avalanche) 입니다.
먼저 챔버(Chamber)에 전기에너지를 공급하면 자기장이 생기게 되고 이러한 자기장은 자유전자에 영향을 주게 됩니다. 높은 에너지를 가진 자유전자들은 주변의 중성 원자나 분자와 충돌하게 되고 다시 여기서 나온 자유전자가 다른 중성의 원자나 분자와 충돌하게 됨으로써 연쇄적인 이온화 반응이 일어나 “플라즈마 상태” 를 만들어 내는 것이지요.
플라즈마 상태에서 떨어져 나온 반응성 원자 (Radical Atom)가 웨이퍼 표면의 원자들과 만나 강한 휘발성을 띠면서 표면에서 분리되게 됩니다. 이 과정에서 감광액 (Photo Resist)으로 보호되지 않은 막은 제거되는 것이지요. 바로 이러한 방법이 건식 식각이라 할 수 있겠습니다.
3. 식각(Etching)이 잘되어야 하는 이유?!
그렇다면 식각을 잘해야 하는 이유는 무엇일까요? 그 것은 바로 식각은 곧 수율과 이어지기 때문입니다. 잘못된 식각으로 인하여 회로 부분이 끊기거나 균일하지 않으면 결과적으로 생산된 반도체 칩에 오류가 생기고 원하는 동작을 수행할 수 없게 되는 현상을 초래하기 때문이죠. 따라서 식각을 진행할 때는 여러 주요인자들이 존재합니다.
#1 균일도 (Uniformity)
균일도(Uniformity)란 식각이 얼마나 고르게 진행됐는지를 의미합니다. 균일도가 중요한 이유는 회로의 각 부분마다 식각된 정도가 다르다면 특정 부위에서 칩이 동작하지 않을 수 있기 때문이죠. 반도체 회로의 모든 부분에서 식각이 같은 속도로 같은 양만큼 진행된다면 정말 깔끔한 반도체를 얻을 수 있을 텐데요. 아쉽게도 오차는 존재하기 마련이기 때문에 이러한 균일도를 최대한 높이려고 많은 기업들이 앞다투어 노력하고있죠.
#2 식각 속도(Etch Rate)
식각 속도는 일정시간동안 막이 얼마나 제거 됐는지를 의미합니다. 플라즈마 상태의 원자와 이온의 양 또는 그 원자나 이온이 가지고 있는 에너지에 따라 식각의 빠르기가 결정됩니다. 당연히 양이 많고 에너지가 높으면 식각 속도는 증가하게 됩니다. 따라서 이러한 양과 에너지를 조절하여 식각의 알맞은 속도를 맞출 수 있는 것이지요.
이 외에도 막질에 따라 서로 다른 식각량을 비율로 나타낸 선택비(Selectivity) 등의 고려 사항들이 존재하며 이러한 모든 세부 사항들을 좀 더 정교하게 진행하려는 많은 노력들이 식각(Etching)공정팀에서 이루어 지고 있죠.
저와 함께한 식각(Etching)공정 이해가 되셨나요? 플라즈마, 균일도, 식각 속도 등 많은 어려운 개념들이 있었는데요 위로 올라가셔서 천천히 다시 한번 읽어보는게 어떨까요? 🙂 다음엔 증착(deposition) 공정에서 뵙겠습니다!
[디스플레이 용어알기] 47.식각 (Etching)
제 1 조 (개인정보 처리목적)
구분 개인정보 항목 처리 목적 필수항목 이름, 이메일 이용자 가입의사 확인, 각종 고지∙통지 등 서비스 이용과정에서 자동으로 생성되어 수집되는 개인정보 – IP주소, 서비스 이용기록 서비스 이용 및 접근 이력관리, 사전 사고 예방 관리 및 사후관리
제 2 조 (개인정보의 처리 및 보유·이용 기간)
구분 개인정보 항목 보유·이용기간 필수항목 이름, 이메일 정보 입력 후 1년까지 서비스 이용과정에서 자동으로 생성되어 수집되는 개인정보- IP주소, 서비스 이용기록 삭제 전까지 반 영구적으로 보관
보유 항목 보유 기간 법적 근거 계약 또는 청약철회 등에 관련 기록 5년 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률 대금결제 및 재화 등의 공급에 관한 기록 5년 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률 소비자의 불만 또는 분쟁처리에 관한 기록 3년 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률 신용정보의 수집/처리 및 이용 등에 관한 기록 3년 신용정보의 이용 및 보호에 관한 법률 표시/광고에 관한 기록 6개월 전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한 법률 이용자의 인터넷 등 IP주소, 서비스 이용기록 반영구적 가입자 전기통신일시, 개시 및 종료시간, 상대방 가입자 번호, 사용도수, 발신기지국 위치추적자료 12개월 통신비밀보호법 뉴스레터 발송에 대한 정보 서비스 해지시까지
제 3 조 (개인정보의 제 3자 제공)
제공받는 자 제공되는 개인정보 제공받는 자의 이용목적 보유 및 이용기간 주식회사 펑션 성명, 이메일주소 뉴스레터 발송 목적 정보 입력 후 1년
제 4 조 (개인정보처리의 위탁)
수탁업체의 명칭 위탁 업무의 내용 개인정보 보유 및 이용기간 주식회사 펑션 □ 시스템 운영, 개선 및 유지 관리 퇴직 시 또는 위탁계약 종료 시까지
제 5 조 (정보주체의 권리·의무 및 행사방법)
재 6 조 (처리하는 개인정보의 항목)
구분 처리목적 처리하고 있는 개인정보 항목 필수항목 뉴스레터 발송 성별, 이메일 주소 서비스 이용 및 접근 이력관리, 사전 사고 예방 관리 및 사후관리 서비스 이용과정에서 자동으로 생성되어 수집되는 개인정보- IP주소, 서비스 이용기록
제 7 조 (개인정보의 파기)
제 8 조 (개인정보의 안전성 확보 조치)
제 9 조 (개인정보 자동 수집 장치의 설치·운영 및 거부에 관한 사항)
제 10 조 (개인정보 보호책임자)
개인정보 보호책임자 개인정보 보호 담당부서 □ 부서명 : 개인정보보호사무국 □ 담당자 : 개인정보보호사무국장 □ 연락처 : 031-5181-0277 □ 이메일 : [email protected] □ 부서명 : 개인정보보호사무국 □ 담당자 : 문병태 □ 연락처 : 031-5181-0482 □ 이메일 : [email protected]
제 11 조 (정보주체의 권익침해에 대한 구제방법)
제 12 조 (개인정보의 열람청구를 접수·처리하는 부서)
개인정보 열람청구 접수·처리 부서 □ 부서명 : 개인정보보호사무국 □ 담당자 : 문병태 □ 연락처 : 031-5181-0482 □ 이메일 : [email protected]
제 13 조 (개인정보 처리방침의 변경)
삼성디스플레이(이하‘회사’라 한다)는 개인정보 보호법 제30조에 따라 정보주체의 개인 정보를 보호하고 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리지침을 수립․공개합니다.① 회사는 다음의 목적을 위하여 개인정보를 처리합니다.② 처리하고 있는 개인정보는 목적 이외의 용도로는 이용되지 않으며, 이용 목적이 변경되는 경우에는 개인정보보호법 제 18조에 따라 별도의 동의를 받는 등 필요한 조치를 이행합니다. ③ 개인정보 수집방법 회사는 다음과 같은 방법으로 이용자의 개인정보를 수집하고 있습니다. 1. 홈페이지를 통한 수집 2. 협력사로부터의 제공 3. 서비스 이용 시 시스템에서 자동 생성되는 정보를 통한 수집 ※ 회사는 이용자께서 회사의 개인정보 수집·이용 동의서 각각의 내용에 대해 “동의” 또는”동의하지 않음”을 선택할 수 있는 절차를 마련하고 있습니다.① 회사는 법령에 따른 개인정보 보유∙이용기간 또는 정보주체로부터 개인정보를 수집 時에 동의 받은 개인정보 보유∙이용기간 內에서 해당 목적으로만 개인정보를 처리∙보유합니다. ② 정보주체로부터 수집 時 동의 받은 개인정보의 처리 및 보유 기간은 다음과 같습니다.③ 법령에 따른 개인정보의 처리 및 보유 기간은 다음과 같습니다.① 회사는 정보주체의 개인정보를 제1조(개인정보의 처리 목적)에서 명시한 범위 내에서만 처리하며, 정보주체의 동의, 법률의 특별한 규정 등 개인정보 보호법 제17조에 해당하는 경우에만 개인정보를 제3자에게 제공합니다. ② 회사는 다음과 같이 개인정보를 제3자에게 제공하고 있습니다. 제1조(개인정보의 처리 목적)에서 명시한 범위며, 정보주체의 동의, 법률의 특별한 규정 등에 해당하는 경우에만 개인정보를 제3자에게 제공합니다.① 회사는 원활한 개인정보 업무처리를 위하여 다음과 같이 개인정보 처리업무를 위탁하고 있습니다.② 회사는 위탁계약 체결시 개인정보 보호법 제25조에 따라 위탁업무 수행목적 외 개인정보 처리금지, 기술적․관리적 보호조치, 재위탁 제한, 수탁자에 대한 관리․감독, 손해배상 등 책임에 관한 사항을 계약서 등 문서에 명시하고, 수탁자가 개인정보를 안전하게 처리하는지를 감독하고 있습니다. ③ 위탁업무의 내용이나 수탁자가 변경될 경우에는 지체없이 본 개인정보 처리방침을 통하여 공개하도록 하겠습니다.① 정보주체는 회사에 대해 언제든지 다음 각 호의 개인정보 보호 관련 권리를 행사할 수 있습니다. 1. 개인정보 열람요구 2. 오류 등이 있을 경우 정정 요구 3. 삭제요구 4. 처리정지 요구 ② 제1항에 따른 권리 행사는 회사에 대해 서면, 전화, 전자우편, 모사전송(FAX) 등을 통하여 하실 수 있으며 회사는 이에 대해 지체없이 조치하겠습니다. ③ 정보주체가 개인정보의 오류 등에 대한 정정 또는 삭제를 요구한 경우에는 회사는 정정 또는 삭제를 완료할 때까지 당해 개인정보를 이용하거나 제공하지 않습니다. ④ 제1항에 따른 권리 행사는 정보주체의 법정대리인이나 위임을 받은 자 등 대리인을 통하여 하실 수 있습니다. 이 경우 개인정보 보호법 시행규칙 별지 제11호 서식에 따른장을 제출하셔야 합니다. ⑤ 정보주체는 개인정보 보호법 등 관계법령을 위반하여 회사가 처리하고 있는 정보주체 본인이나 타인의 개인정보 및 사생활을 침해하여서는 아니됩니다.회사는 다음의 개인정보 항목을 처리하고 있습니다.① 회사는 개인정보 보유기간의 경과, 처리목적 달성 등 개인정보가 불필요하게 되었을 때에는 지체없이 해당 개인정보를 파기합니다. ② 정보주체로부터 동의받은 개인정보 보유기간이 경과하거나 처리목적이 달성되었음에도 불구하고 다른 법령에 따라 개인정보를 계속 보존하여야 하는 경우에는, 해당 개인정보를 별도의 데이터베이스(DB)로 옮기거나 보관장소를 달리하여 보존합니다. ③ 개인정보 파기의 절차 및 방법은 다음과 같습니다. 1. 파기절차 회사는 파기 사유가 발생한 개인정보를 선정하고, 회사의 개인정보 보호책임자의 승인을 받아 개인정보를 파기합니다. 2. 파기방법 회사는 전자적 파일 형태로 기록․저장된 개인정보는 기록을 재생할 수 없도록 로우레밸포멧(Low Level Format) 등의 방법을 이용하여 파기하며, 종이 문서에 기록․저장된 개인정보는 분쇄기로 분쇄하거나 소각하여 파기합니다.회사는 개인정보를 취급함에 있어 개인정보가 분실, 도난, 누출, 변조, 또는 훼손되지 않도록 안전성 확보를 위하여 다음과 같은 관리적, 기술적, 물리적 조치를 강구하고 있습니다. 1. 관리적 조치 : 개인정보를 보호하기 위해 지켜야 할 사내규정 마련·준수·감독, 정기적인 교육 등 2. 기술적 조치 : 개인정보처리시스템 등의 접근권한 관리, 접근통제시스템 설치, 고유식별정보 등의 암호화, 보안프로그램 설치 등 3. 물리적 조치 : 전산실, 자료보관실 등의 접근통제 및 출입인증·모니터링시스템 설치 등① 회사는 이용자에게 개별적인 맞춤서비스를 제공하기 위해 이용정보를 저장하고 수시로 불러오는 ‘쿠키(cookie)’를 사용합니다. ② 쿠키는 웹사이트를 운영하는데 이용되는 서버(http)가 이용자의 컴퓨터 브라우저에게 보내는 소량의 정보이며 이용자들의 PC 컴퓨터내의 하드디스크에 저장되기도 합니다. 가. 쿠키의 사용목적: 이용자가 방문한 각 서비스와 웹 사이트들에 대한 방문 및 이용형태, 인기 검색어, 보안접속 여부, 등을 파악하여 이용자에게 최적화된 정보 제공 을사용됩니다. 나. 쿠키의 설치∙운영 및 거부 : 웹브라우저 상단의 도구>인터넷 옵션>개인정보 메뉴의 옵션 설정을 통해 쿠키 저장을 거부 할 수 있습니다. 다. 쿠키 저장을 거부할 경우 맞춤형 서비스 이용에 어려움이 발생할 수 있습니다.① 회사는 개인정보 처리에 관한 업무를 총괄해서 책임지고, 개인정보 처리와 관련한 정보주체의 불만처리 및 피해구제 등을 위하여 아래와 같이 개인정보 보호책임자를 지정하고 있습니다.② 정보주체께서는 회사의 서비스(또는 사업)을 이용하시면서 발생한 모든 개인정보 보호 관련 문의, 불만처리, 피해구제 등에 관한 사항을 개인정보 보호책임자 및 담당부서로 문의하실 수 있습니다. 회사는 정보주체의 문의에 대해 지체없이 답변 및 처리해드릴 것입니다.정보주체는 아래의 기관에 대해 개인정보 침해에 대한 피해구제, 상담 등을 문의하실 수 있습니다. 아래의 기관은 회사와는 별개의 기관으로서, 회사의 자체적인 개인정보 불만처리, 피해구제 결과에 만족하지 못하시거나 보다 자세한 도움이 필요하시면 문의하여 주시기 바랍니다. ▶ 개인정보 침해신고센터 (한국인터넷진흥원 운영) – 소관업무 : 개인정보 침해사실 신고, 상담 신청 – 홈페이지 : privacy.kisa.or.kr – 전화 : (국번없이) 118 – 주소 : (58324) 전남 나주시 진흥길 9(빛가람동 301-2) 3층 개인정보침해신고센터 ▶ 개인정보 분쟁조정위원회 – 소관업무 : 개인정보 분쟁조정신청, 집단분쟁조정 (민사적 해결) – 홈페이지 : www.kopico.go.kr – 전화 : (국번없이) 1833-6972 – 주소 : (03171)서울특별시 종로구 세종대로 209 정부서울청사 4층 ▶ 대검찰청 사이버범죄수사단 : 02-3480-3573 (www.spo.go.kr) ▶ 경찰청 사이버안전국 : 182 (http://cyberbureau.police.go.kr) 정보주체는 아래의 기관에 대해 개인정보 침해에 대한 피해구제, 상담 등을 문의하실 수 있습니다. ▶ 개인정보 침해신고센터 (한국인터넷진흥원 운영) – 소관업무 : 개인정보 침해사실 신고, 상담 신청 – 홈페이지 : privacy.kisa.or.kr – 전화 : (국번없이) 118 – 주소 : 전라남도 나주시 진흥길 9 한국인터넷진흥원 ▶ 개인정보 분쟁조정위원회 – 소관업무 : 개인정보 분쟁조정신청, 집단분쟁조정 (민사적 해결) – 홈페이지 : www.kopico.go.kr – 전화 : 1833-6972 – 주소 : 서울특별시 종로구 세종대로 209 정부서울청사 4층 ▶ 대검찰청 사이버범죄수사단 – (국번없이) 1301, [email protected] (www.spo.go.kr) ▶ 경찰청 사이버안전국 – (국번없이) 182 (cyberbureau.police.go.kr) 또한, 개인정보의 열람, 정정·삭제, 처리정지 등에 대한 정보주체자의 요구에 대하여 공공기관의 장이 행한 처분 또는 부작위로 인하여 권리 또는 이익을 침해 받은 자는 행정심판법이 정하는 바에 따라 행정심판을 청구할 수 있습니다. ☞ 중앙행정심판위원회(www.simpan.go.kr)의 전화번호 안내 참조① 정보주체는 개인정보의 열람 청구를 아래의 부서에 할 수 있습니다. 회사는 정보주체의 개인정보 열람청구가 신속하게 처리되도록 노력하겠습니다.① 이 개인정보 처리방침(Ver 5.51)은 2020년 10월 26일 부터 적용됩니다. ② 개인정보 처리방침 개정내역은 아래에서 지속 확인하실 수 있습니다. – Ver 5.51 : 2020. 10. 26 ~ 적용 (클릭)
반도체 공정 5 : 식각 공정(Etching process) 1편
안녕하세요~~ 오랜만에 새로운 반도체 공정에 대한 글을 써보려 합니다 ㅎㅎㅎ 그래도 7월 안에 이온주입 공정까지 끝내고 싶은데 할 수 있을지 모르겠네요 ㅠㅠㅠ 식각 공정은 포토 공정(Photo-Lithography), 증착 공정(Deposition)과 더불어 매우 중요한 전공정에 속합니다. Wafer에 PR을 이용해서 회로를 그린 후, 회로를 따라 실제로 패턴을 구현하는 공정이 바로 식각 공정입니다. 이번 시간에는 식각 공정의 전반적인 개요(순서)와 식각 공정에서 다루는 용어들에 대해 간단히 알아보겠습니다. 시작할게요!
식각 공정의 개요(순서)
포토 공정과 식각 공정의 순서
포토 공정과 식각 공정의 순서를 간단하게 나타냈습니다. 잠깐 복습을 하고 넘어가자면, 포토 공정에서는 PR(감광제, Photo Resist)을 wafer에 도포해줍니다. 이후 빛을 조사하는 노광을 통해 패턴을 그리고, 현상액으로 현상(Develop)하여 원치않는 부분의 PR을 제거해줍니다.
이후에 식각 공정(Etching process)이 작동합니다. 건식 식각(Dry etch) -> 에싱(Ashing) -> 세정(Cleaning) -> 검사(Verifying) 순으로 진행됩니다. 식각 공정이 작동하기 전, 현상이 잘되어야 잔존하는 PR이 없어 공정에 영향을 끼치지 않습니다. 이와 마찬가지로 식각시에도 패턴을 형성할 때 타겟(Target)물질을 충분히 깎아내지 않으면 (under etch) 이후 공정인 이온 주입 공정(Ion implantation)에서도 불량하게 작동합니다. 세정 공정에서도 폴리머(Polymer)가 충분히 제거되어야 하는 이유도 마찬가지 입니다. 따라서 식각시에는 정확한 종말점(EOP : End of Point)을 설정하는 것이 굉장히 중요합니다. 각 단계가 끝난 이후로도 wafer를 수시로 검사해줘야 되며, 기준치에 도달하지 못하 경우 wafer 자체를 폐기합니다.
under etch와 over etch
Under etch와 Over etch에 대해 조금 더 설명하겠습니다. 아까 under etch는 식각을 원하는 만큼 하지 못해 target 물질이 남아있는 상태를 의미했습니다. 반대의 경우로 Over etch 가 있습니다. 원하는 profile보다 식각이 더 많이 진행된 경우를 의미합니다. 그림을 보면 확실하게 이해하실 수 있습니다. 두 경우 모두 정상적인 상태에 비해 좋지 않지만, 굳이 하나를 선택해야 된다면 Over etch를 선택해야 합니다. 즉, 폭 손실(Line width loss)과 기판 손실(Substrate loss)이 발생하지만, 에칭해야되는 부분이 남아서는 안되기 때문에 이 문제점을 안고 갑니다 (Acceptible). Under etch가 되면 잔존물이 후 공정에 심각한 영향을 미칠 수 있지만, over etch에서는 그러한 잔존물들이 존재하지 않습니다. 더 깎인 부분은 추후에 증착(Deposition)과 같은 방법으로 해결할 수 있습니다.
습식 식각(Wet etch)과 건식 식각(Dry etch)
wet etch와 dry etch 비교
식각을 하는 method은 크게 건식 식각(Dry etch)와 습식 식각(Wet etch)으로 나뉩니다. 왼쪽 그림은 건식 식각과 습식 식각의 특징을 나타냈고, 오른쪽 그림은 집적도가 증가함에 따라 습식 식가에서 건식 식각으로 변천하는 그래프입니다.
습식 식각 (Wet etch)
습식 식각의 진행과정
습식 식각은 화학 용액(Chemical)을 사용해 wafer 표면의 제거할 물질과 화학 반응을 일으켜 제거하는 방법입니다. 화학적 기상 증착의 과정과 비슷하다고 보시면 되겠습니다. wafer들을 화학 용액에 담궈두면, 용액과 박막 물질이 접촉한 부위에서만 화학 반응이 일어나 박막 물질이 제거됩니다. 따라서 화학 반응이 원활하게 일어나기 위해선 계속해서 새로운 용액과 접촉해야 되고, wafer를 뒤집어주거나 화학 용액을 순환시키는 방법도 이용됩니다. 습식 식각의 장점은 선택비 (Selectivity)가 굉장히 우수하다는 점입니다. 순수한 화학 반응에 의해 이뤄지기 때문에 반응하는 물질과 그렇지 않은 물질 간의 선택비가 매우 뛰어납니다. 공정 비용이 저렴하며, 속도가 굉장히 빠르고, 한번에 많은 wafer를 식각할 수 있어 생산성(yield)이 좋습니다.
Undercut의 문제
하지만, 등방성(Isotropic)을 지녀, 그림에서와 같이 마스크 하부 영역까지 식각 되는 Under cut 현상이 나타납니다. 또한 표면장력이 큰 화학 용액을 사용하게 되면 표면장력으로 인해 식각 자체가 진행되지 않을 수도 있습니다. 이러한 문제점들로 인해 3μm 이하의 패턴을 식각하기 어려워졌고, 이를 극복하기 위해 건식 식각(Dry etch)이 도입되었습니다. 또한 용액을 사용하고 나서 폐기처분 해야되므로 환경 오염을 야기할 수 있고, wafer자체가 오염될 가능성도 있습니다.
건식 식각 (Dry etch)
비등방성(Anisotropic)이 굉장이 좋은 건식 식각
건식 식각은 액체상태의 화학 용액 대신 화학 반응성이 높은 가스를 사용하는 방법입니다. 주로 반응성이 높은 17족 할로겐 원소들이 사용됩니다. 박막 물질과의 화학 반응 속도를 높이기 위해 플라즈마(Plasma) 상태를 만들어서 진행하는 경우가 보편적입니다. 건식 식각은 습식 식각의 단점이었던 정확성을 획기적으로 개선시켰습니다. 그림과 같이 비등방성(Anisotropic)이 굉장히 강해 정해진 방향으로만 식각이 진행되어 미세 패터닝에 많이 사용되고 있습니다. 환경오염이 발생하지 않고, 자동화가 가능하다는 장점도 있습니다. 그러나 플라즈마를 사용하는 장비들로 인해 고비용 공정으로 분류되고, 처리량이 상대적으로 낮습니다 (Low throughput). 또한 선택비(Selectivity) 가 습식 식각에 비해 그렇게 좋지 않습니다. 플라즈마 내의 이온 충격이나 라디칼(Radical)에 의한 소자 손상/오염 문제가 발생할 수 있기도 합니다. 이러한 단점에도 불구하고 건식 식각은 미세 패터닝을 위해 사용된다 하더라도 과언이 아닙니다 ㅎㅎ
용어 설명
다음으로 식각 공정에서 사용되는 주요 용어 몇가지에 대해 살펴보겠습니다.
Aspect ratio (종횡비)
종횡비와 집적도의 관계
◼ 종횡비(Aspect ratio)는 증착 공정에서도 한번 설명드렸던 내용입니다. Aspect ratio 는 높이/밑변을 나타내며, Aspect ratio가 커질수록 비등방적 식각성이 중요해집니다. 또한 Aspect ratio가 커질수록 회로의 선폭도 좁아지는 모습을 볼 수 있습니다.
Etch rate(식각 속도)
Etch rate는 식각 속도를 나타내며, 깎은 두께 / 깎은 시간으로 정의됩니다. 단위는 Á(옴스트롱, 10^-10)/min 입니다. 식각 속도가 빠를수록 생산성이 좋습니다.
Selectivity(선택비)
Selectivity는 선택비를 나타내며, 원하는 깎임 / 원치 않은 깎임으로 정의됩니다. 선택비가 높을수록 품질이 좋아집니다.
오늘은 여기서 마무리 하도록 하겠습니다. 다음 식각 공정에서는 건식 식각의 플라즈마를 중점적으로 다루겠습니다! 감사합니다~~
키워드에 대한 정보 식각 공정
다음은 Bing에서 식각 공정 주제에 대한 검색 결과입니다. 필요한 경우 더 읽을 수 있습니다.
이 기사는 인터넷의 다양한 출처에서 편집되었습니다. 이 기사가 유용했기를 바랍니다. 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오. 매우 감사합니다!
사람들이 주제에 대해 자주 검색하는 키워드 오랑우탄도 이해하는 반도체 식각 공정, 불화수소, 플라즈마 식각, 램리서치, 솔브레인, 후성, 하나머티리얼즈, 티씨케이
- 반도체 식각공정
- 식각공정
- 식각장비
- 불화수소 일본반응
- 불화수소 국내 생산
- 불화수소 국산화
- 불화수소 관련주
- 플라즈마식각
- 건식식각
- 램리서치 주식
- 램리서치코리아
- 티씨케이
- 하나머티리얼즈
- 솔브레인 주가
- 솔브레인 주가 전망
- 솔브레인
- 후성 주가 분석
- 후성 주식
오랑우탄도 #이해하는 #반도체 #식각 #공정, #불화수소, #플라즈마 #식각, #램리서치, #솔브레인, #후성, #하나머티리얼즈, #티씨케이
YouTube에서 식각 공정 주제의 다른 동영상 보기
주제에 대한 기사를 시청해 주셔서 감사합니다 오랑우탄도 이해하는 반도체 식각 공정, 불화수소, 플라즈마 식각, 램리서치, 솔브레인, 후성, 하나머티리얼즈, 티씨케이 | 식각 공정, 이 기사가 유용하다고 생각되면 공유하십시오, 매우 감사합니다.