반도체 식각공정에서 식각률 관련 질문

식각률이 높으면 반응시간을 줄이면 되니까 대량생산에서 있어서는 높은 식각률이 좋겠죠.

다만 실험 목적으로 디테일한 식각이 필요하면 좋지않고요.

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선택비는 식각하려는 물질과 마스킹 사이의 식각률 차이입니다. 식각률 차이가 커야 타겟의 물질만 식각이 되겠죠?

종횡비는 앞서 말씀하신 식각균일도와 같은 야이기입니다.

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답변드립니다.

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식각에 대해 근본적인 부분을 생각해주시면 좋겠습니다.

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반도체 5대 공정이 어떻다 해서 그냥 암기하고 있는건 전혀 도움이 되지 않더라고요.

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식각은 말 그대로 원하는 부분의 박막을 화학물질이나 레이저나 송곳이나 칼로 녹이거나 파는 것을 이야기 합니다.

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말그대로 조각칼이라 생각하시면 편합니다.

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우리는 밑그림이 그려진 나무판에 조각판을 가지고 깎아내면서 작품을 만드는 것입니다.

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보통 화학물질로 웨이퍼를 녹이게 되는데요.

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요새는 미세공정이 이뤄져서 스퍼터를 사용하거나 리프트-오프 하는 경우가 더 많은듯 합니다.

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각설하고, 웨이퍼를 화학물질로 녹이게 되는데,

물질에 따라 깎이는게 다르고, 결정 방향에 따라서도 다르게 깎여나갈거고 그 시간도 다를것입니다.

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선택비는 원하는 물질을 얼마나 잘 녹여내는가를 뜻합니다.

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우리는 포토레지스트를 경화시켜 사용해서 방어를 하지만, 경화된 포토레지스트도 공정 이후에는 멀쩡하지 않습니다.

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또한, 강한 물질로 식각을 하게 될경우 산화막을 형성하여 그곳만 식각하는 방법도 있습니다.

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원하는 물질만을 제거하는건 어렵고요.

종횡비라는건 결정방향에 따라 깎여나가는게 또 다릅니다.

화학반응이라는게 벡터 반응이기도 하고요.

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문제는 이론적인것도 중요한데, 실제 식각을 해보면, 어디는 많이 깎이고 어디는 적게 깎이고 그렇습니다.

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마스크의 기하학적인 모양에 따라 또 달라지고, 교반에 의한 오차도 있고, 화학반응이라는게 균일적으로 이뤄지지 않는다는것도 아실겁니다.

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식각은 한번 해버리면 돌이킬 수가 없기 때문에 매우 중요한 공정이기도 합니다.

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또한, 요즘 반도체의 구조가 3d 의 형태로 가고 있기 때문에, 좁은범위로 깊게 파는 식각이 특히 중요해지고 있습니다.

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이걸 채널 홀 에칭이라 하며,

도쿄일렉트론(tell)의 극저온 유전체 식각 장비가 도입됨에 따라 200~300층 이상 수백층 단위의 낸드 플래시 단일 적층이 가능해질 것으로 예상하고 있습니다..

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또한, 식각의 균일도나 파악을 위해 afm 장비를 사용해서 긁어보거나 spm 모드를 활용한 efm 등과 같은 검사방법도 많이 사용하는 편입니다.

(연구실 정도에서 사용함.)

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단순히 균일도, 식각 선택비, 종횡비 등 파라매터 값이 주어진다고 해서 그게 좋냐 나쁘냐를 따지는건 아주 일차원적 생각이며, 어떤 부분에선 어느게 중요한지 아는게 반도체 공정 엔지니어로서 가져야할 지식이라 생각합니다.

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감사합니다.