[반도체 8대 공정] 2. 에칭 공정에 대하여

안녕하세요! 오늘은 지난 게시물에 이어 에칭 공정에 대해 복습해보겠습니다.

식각 공정(Etching Process)은 웨이퍼에 회로를 그려 넣는 포토 공정이 끝나고 패턴 부분 외 불필요한 산화막을 제거하는 공정입니다.

출처: 한국기술교육대학교

위 그림과 같이 포토 공정을 거친 PR 패턴 층을 토대로 식각 물질을 첨가하여 불필요한 부분을 제거하게 됩니다.

 

식각의 방법에는 습식과 건식 방식이 있는데 습식은 화학적 반응, 즉 용액을 이용하고 건식은 물리/화학적 반응, 가스를 사용해 공정을 진행하게 됩니다.

출처: 한국기술교육대학교

위의 표와 같이 습식 방식은 비용이 적게 들고 속도가 빠르다는 장점이 있지만 재료를 선택적으로 에칭하기 위해 마스크가 필요하고 패턴화할 재료보다 용해되지 않거나 적어도 훨씬 느리게 에칭되는 마스크를 찾아야 한다는 단점이 있습니다. 

건식 식각은 가스와 플라즈마를 사용하는데 이때 플라즈마는 고체, 액체, 기체도 아닌 물질의 제 4상태로, 이온, 자유전자, 라디칼이라고 볼 수 있습니다. 

플라즈마는 불필요한 부분을 이온의 충돌에 의해 뜯어내는 방식(sputter), 즉, 물리적 반응을 일으킵니다.

RIE(Reactive Ion Etch)가 건식 식각의 대표적인 장치인데 이 방식은 화학, 물리적 반응을 이용해 에칭을 합니다.

간단히 말해 플라즈마를 이용해 물리적 식각을 진행시키고, 플라즈마에 의해 활성화된 입자(Radical)를 이용한 화학적 식각으로 막질을 제거힙니다.

출처: henniker plasma

위에서 설명한 것처럼 플라즈마를 주입하게 되면 플라즈마에 의해 표면의 입자가 활성화되고 표면에서 분리되면서 원하는 패턴으로 에칭을 할 수 있습니다!

 

건식식각은 습식식각보다 비용이 많이 든다는 단점이 있지만 정확도가 높고 미세 패터닝이 가능합니다.

건식 식각은 습식 식각으로 작업하기 어려운 매우 얇은 재료에 식각이 가능하며 대량 생산을 위한 반복성, 내구성이 좋다는 장점이 있습니다.

 

또한, 화학적 에칭으로 스테인리스, 은, 금, 구리, 알루미늄, 아연, 니켈 등 다양한 재료를 에칭할 수 있으며 전자제품, 표지판, 라벨 및 명판 등을 만드는데 응용될 수 있습니다.

 

 

이번 글에서는 간단히 복습하고 내용을 정리했지만 앞으로 더 열심히 복습하며 알게되는 심화 내용이 있다면 추후에 더 추가하도록 하겠습니다!

부족하지만 봐주셔서 감사합니다!!

 

이 글은 한국기술교육대학교의 반도체 공정 기초 강의를 수강한 후 mems 사이트를 참고하여 작성하였습니다!