yoong semi

오늘은 여러가지 dry etching method에 대해서 알아보겠습니다. Ion 중심의 Physical etching Radical 중심의 Chemical etching 이렇게 두가지로 크게 나눌 수 있습니다. 또한 이 둘을 합친 Ion enhanced etching, 번외로 protective Ion enhanced도 알아보겠습니다. Physical etching 전기장으로 이온을 가속시켜 물리적인 식각을 합니다. 아주 높은 방향성으로 인해 비등방성 식각을 하게됩니다. plasma damage (burning, arcing)이 생깁니다. 웨이퍼 한 장씩 진행됩니다. (Single wafer type) E/R은 낮습니다. 선택비 역시 낮습니다. EDP(End point detect)는 시간으로 합니다...

요새 etching 공정에서 가장 많이 쓰인다고나 할까요? wet etching도 dry etching도 아닌 Reactive Ion Etching입니다. 사실 RIE는 wet과 dry의 장점을 결합한 공정 방법입니다. 1. etchant gas가 챔버 안으로 들어옵니다. 2. 전기장 혹은 자기장에 의해서 etchant gas가 해리됩니다. 3. 이 와중에 다시 결합이 일어나기도 합니다. 이를 우리는 빛으로 확인할 수 있죠. 4. 전기장을 가해주어 해리된 이온들을 웨이퍼에 강하게 때려줍니다. 물리적인 식각이죠. 5. 이온들이 웨이퍼에 흡착됩니다. 6. 반응성이 강한 라디칼들이 표면과 반응하게 됩니다. 화학적인 식각이죠. 7. 웨이퍼로부터 탈착시킵니다. 결과물이 기체여야 잘 날아가겠죠. 8. 부산물을 빼냅..

오늘은 Dry etching process(chemical)에 대해서 알아보겠습니다. dry etching은 물리적인 방법과 화학적인 방법을 동시에 사용하지만, 오늘 알아볼 것은 화학적인 방법만 사용하는 절차입니다. 일단 dry etching이니 용액이 아닌 Gas를 넣어서 식각을 진행합니다. 또한 화학적인 방법만 사용합니다. 1. Radical formation & Diffusion to surface 플라즈마를 형성하여 반응성이 높은 라디칼들을 만들어냅니다. 이 라디칼이 표면으로 확산됩니다. 반응성이 높은 라디칼을 만들기 위해 Halogen 원소(17족 원소)를 사용합니다. 이는 전자 친화도가 높고 전자친화도가 높을수록 전자를 잘 얻으며 반응성이 높다는 뜻이 됩니다. 예시로 F, Cl이 있습니다. 2..

요새는 wet 보다 dry etching을 쓰지만 residue를 없앤다던가 특수한 상황에서는 wet etching을 쓰기도 합니다. 이번 글에서는 wet etching의 과정에 대해서 알아보겠습니다. Process 1. tank에 lot단위로 immersion 시킵니다. 2. D.I. water 등으로 Rinse 해줍니다. 3. Dry 해줍니다. (주로 Spin dry) 이따 tank의 용액은 Etchant, Buffering agent, 산화제, 계면 활성제 등이 들어갑니다. Etchant는 실제 반응 물질이 되겠습니다. Buffering agent는 pH의 급격한 변화를 막아주는 첨가물입니다. 용액에 담구었을 때 초반 Etch rate는 매우 높지만 시간이 지나 희석되면 Etch rate가 떨어지게..

ehching 공정에는 Wet etch와 Dry etch로 크게 나눌 수 있습니다. 하지만, 이도 옛말인 것이 요새는 etch라고 하면 거의 dry etch입니다. 아주 특수한 경우에만 Wet etch를 사용하죠. 하지만, 이 둘을 비교함으로서 Wet etch에서 Dry etch로 어떻게 넘어갔는지 알 수 있기 때문에 둘을 비교하며 알아보도록 하겠습니다. Wet etch Dry etch 식각 재료 식각 용액 (Etchant) 식각 Gas, Plasma의 Ion 반응 방법 화학 반응 물리적(Ion bombardment) + 화학적(Radical) 공정 방법 Wafer를 담그거나(Immersion=Dipping) 뿌려서(Spray) 진행합니다. 플라즈마를 형성하여 물리적식각(Physical)을 하며 화학적인..

etching을 하면서 불량들이 생길 수 있습니다. Damage를 입거나 표면이 깔끔하게 깎이지 않고 거칠 수 있습니다. (Surface morphology, roughness) 먼저 dry etching의 경우 플라즈마를 이용하는데 이온들이 가속되어 식각하는 과정에 다른 곳에 damag를 줄 수 있습니다. plasma damage를 최소화해야 합니다. 또한 아래 그림처럼 표면이 매우 거칠게 될 수 있습니다. 표면의 roughness를 최소화 해야 합니다. 식각 잔여물을 residue라고 하는데, 이를 없애기 위해 wet etch를 살짝 해주어 표면을 말끔하게 할 수도 있습니다.

에칭 공정이 잘 되었는지를 나타내는 지표들에 대해서 알아봅시다. 1. Etch rate (E/R) 식각량 / 시간입니다. 즉, 시간당 얼마나 깎았느냐 입니다. E/R이 높을수록 throughput 증가하여 더욱 많은 반도체 칩을 만들 수 있습니다. 기본적으로 E/R을 높일 수록 좋습니다. 하지만 너무 빠르게 깎아서 damage 이슈가 있다면 E/R을 낮춰야 할수도 있겠습니다. Loading effect라는 것이 있습니다. 같은 에칭을 진행해도 구멍이 작을수록 덜 깎입니다. 따라서 미세화되고 있는 지금 E/R도 중요한 지표가 됩니다. 2. Selectivity 원하는 것(식각대상) / 원하지 않는 것(masking layer, etch stopper)입니다. 클 수록 좋습니다. 우리가 원하는 것만을 깎아내..

Etch stop : Eching을 멈추는 기술 1. Self-limiting etch 저절로 에칭이 멈춰지는 경우로서 아주 특이한 경우입니다. wet etch 중에서도 Si + 염기인 조합에서 발생합니다. 격자구조에 따라 발생합니다. 2. Timed etch 시간을 재서 멈추는 것인데 매우 부정확합니다. 연구실 수준에서 하는 방법입니다. 3. Insulator etch stop etch stopper를 깔고 살짝 over etching을 해줍니다. 일반적인 공정 방식입니다. 이는 웨이퍼 중앙과 가장자리 uniformity를 위해서 해줍니다. 4. Etch stop via doping 산화/환원의 차이에 의한 etch stop 방법입니다. 5. End point detiection (EPD) 식각 언제 ..

Etching profile Isotropic etching : 등방성 식각 Anisotropic etching : 비등방성 식각 공정이 미세화됨에 따라 거의 다 비등방성 식각을 원하고 있습니다. Etching profile은 Etch rate와 엮어서 말 할 수도 있습니다. 모든 방향으로 E/R가 같다면 등방성 식각. 방향에 따라서 E/R이 다르다면 비등방성 식각. Etching method Wet etch : 용액으로 Dry etch : Gas로(Plasma로) 요새 거의 dry etch입니다. 이유는 비등방성 식각을 원하기 때문입니다. wet etching은 용액을 이용하기 때문에 등방성 식각이 나오기 때문이죠.

Wet etch Dry Etch(RIE) 재료 용액(Etchant)을 Immersion, dipping, spray Gas Etchant+Buffering agent+기타 Plasma의 Radical(chemical)+ Ion(physical) Etch profile Isotropic(등방성) Anasotropic(비등방성), 조절가능 Selectivity 높음 적절함, 조절가능 Throughput 높음(batch type, lot 단위) 낮음(single wafer) Damage 낮음 높음(burning, arcing) cost 낮음 높음 bufffering agent : 반응 후 pH 급격한 벼녀화를 막아줌 Dry etching process (RIE=reactive Ion etching=Ion en..