9. 반도체 공정 4) Etching

2.2.2.4. Etching

포토공정으로 만든 PR 패턴을 기준으로, 보호되지 않은 영역의 물질을 제거하는 공정

• 포토공정: PR 패턴 형성
• 식각공정: PR 패턴대로 산화막/박막을 제거
  

 

 

왜 중요한가?

• 회로 패턴을 실제 박막/산화막에 형성
• 포토공정 다음 단계
• CD, Profile, Selectivity가 수율에 직접 영향
• 식각 불량 → Short, Open, CD 불량 발생

 

핵심 개념

• Etchant: 식각제, 물질을 제거하는 화학물질 또는 플라즈마
• Wet Etching: 액체 식각
• Dry Etching: 기체/플라즈마 식각
• Strip: 식각 후 남은 PR 제거 공정

 

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① Hard Bake

식각 전 PR을 더 단단하게 만드는 열처리

• Soft Bake보다 높은 온도
• PR 내 잔여 용매 제거
• PR과 웨이퍼의 접착력 향상
• 식각 중 PR이 무너지거나 벗겨지는 것을 방지

 

 

📌 Soft Bake vs Hard Bake

구분	Soft Bake	Hard Bake
시점	PR 도포 후	현상 후, 식각 전
목적	용매 제거, PR 안정화	PR 경화, 접착력 향상
중요성	노광 품질 확보	식각 내성 확보

 

 

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② Wet Etching 습식 식각

액체 화학 용액으로 물질을 제거하는 방식

• 웨이퍼를 식각액에 담그거나 표면에 분사
• 장점: 공정 단순, 비용 낮음
• 단점: 등방성 식각이 많아 미세패턴 제어에 불리

예시)

• 산화막 SiO₂ 식각: HF 계열
• PR 제거: H₂O₂, H₂SO₄, 과황산암모늄 등

 

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③ Dry Etching 건식 식각 ⭐⭐⭐⭐⭐

플라즈마나 반응성 가스를 이용해 물질을 제거하는 방식

• 미세패턴 구현에 유리
• 식각 방향성 제어 가능
• 현대 반도체 미세공정의 핵심

종류)

• Plasma Etching
• Reactive Ion Etching(RIE)
• Physical Etching / Ion Milling

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📌 Wet Etching vs Dry Etching ⭐⭐⭐

구분	Wet Etching	Dry Etching
방식	액체 화학식각	플라즈마/반응성 가스
방향성	등방성 경향	이방성 식각 가능
장점	단순, 저비용	미세패턴 제어 우수
단점	언더컷 발생 쉬움	장비 복잡, 비용 높음
활용	비교적 큰 패턴	미세공정 핵심

 

 

등방성 vs 이방성 식각 ⭐⭐⭐

등방성 식각(Isotropic Etching)

• 모든 방향으로 비슷하게 식각
• 옆 방향도 깎임
• Undercut 발생 가능

이방성 식각(Anisotropic Etching)

• 특정 방향으로 더 빠르게 식각
• 수직 패턴 형성에 유리
• 미세공정에 중요

 

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식각 후 Strip

식각 후 남은 PR을 제거하는 공정

• 식각이 끝난 뒤 PR은 더 이상 필요 없음
• PR을 손상 없이 제거해야 다음 공정 진행 가능

 

 

Q. 식각공정이란?

포토공정으로 형성된 PR 패턴을 기준으로,
보호되지 않은 영역의 산화막이나 박막을 제거해 실제 회로 패턴을 만드는 공정입니다.

Q. 포토공정과 식각공정의 차이는?

포토공정은 PR에 패턴을 만드는 공정이고, 식각공정은 그 PR 패턴을 이용해 산화막이나 박막을 실제로 제거하는 공정입니다.

Q. Wet Etching과 Dry Etching 차이는?

Wet Etching은 액체 화학 용액을 이용하고 공정이 단순하지만 등방성 식각으로 언더컷이 발생하기 쉽습니다. Dry Etching은 플라즈마나 반응성 가스를 이용해 방향성 제어가 가능하여 미세공정에 적합합니다.

Q. 이방성 식각이 중요한 이유는?

미세공정에서는 패턴 선폭을 유지하면서 수직 방향으로 정확히 식각해야 하므로,
옆 방향 식각을 줄일 수 있는 이방성 식각이 중요합니다.

 

 

📌용어 정리

** Photo = PR 패턴 형성
** Etching = 실제 박막/산화막 제거
** Dry Etching = 미세공정 핵심
** Anisotropic Etching = 수직 패턴 형성에 유리