[반도체 기초] Etching 공정

해당 내용들은 반도체가 무엇인지 정말 모르시는 분들을 대상으로 작성되다 보니 다소 난이도가 쉬울 수 있습니다!

 

 

[Etching(식각)]

TFT(박막 트랜지스터, LCD, 반도체 제조 공정 중 원하는 패턴을 얻기 위한 공정으로 금속, 세라믹, 반도체 등의 표면에서 불필요한 부분을 화학적, 물리적으로 제거하여 원하는 모양을 얻는 공정이다.

 

Dry or Wet

 

	Dry	Wet
특성	물리적, 화학적 반응 진공 Chamber 정확성이 좋아 패터닝을 작게 제작 고비용, 낮은 처리량(Low Throughput) 선택비(Selectivity)가 나쁘다 미세공정 적합	화학적 반응 대기, Bath 저비용, 쉬운과정 식각속도가 빠르다 선택비가 좋다 낮은 정확성, 웨이퍼 오염 위험
방향성	대표 Anisotropic(비등방성)	대표 Isotropic(등방성)

*선택비 : A층의 식각속도/B층의 식각속도(A:식각한 층, B:Mask layer, Etch stopper)

* (Power와 Temperature가 높을수록, 압력이 낮을수록 높다)

 

Dry EtchingMethod

 

1) Sputtering: 가공 재료표면에 반응성 기체, 이온이나 분해된 기체를 이용하여 물질을 제거 한다. 진공 챔버(Chamber)에 Gas를 주입한 후 전기 Energy를 공급하여 플라즈마상태로 만든다. 그 안에는 많은 수의 자유전자, 이온, 중성원자 또는 이온화된 기체 분자가 존재한다. 이온화 연쇄 반응(Avalanche)이 중요하다. 플라즈마 상태에서 떨어져 나온 반응성 원자(Radical Atom)가 wafer표면의 원자들과 만나 강한 휘발성을 띠면서 표면에서 분리 된다. 감광액(Photo Resist)로 보호되지 않은 막이 제거된다.

*비활성 가스를 사용하여 식각 가스의 이온화를 도와준다(비등방성 상승, 전자밀도 증가, Plasma 안정화).

2) CVE(Chemical Vapor Etching)

3) RIE(Reactive Ion Etching): CVE와 Sputtering을 합친 방법과 유사, 가장빠른 식각 속도

4)ICP(Inductively Coupled Plasma) : 두개의 파워를 사용하여 가스가 이온화가 잘 되어 고속 식각이 가능하다.