반도체 에칭 공정이 무엇일까?

반도체 제조 공정에서 매우 중요한 단계 중 하나는 바로 에칭(Etching) 공정입니다. 이 공정은 웨이퍼 표면에서 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 과정입니다. 이는 판화 기법의 한 종류인 동판화 에칭 기법과 유사한 원리를 가지고 있습니다.

화학약품의 부식 작용을 이용해 이미지를 만드는 에칭 기법처럼, 반도체 식각 공정도 액체 또는 기체의 부식액(etchant)을 사용하여 불필요한 부분을 제거한 후 반도체 회로 패턴을 만드는 것입니다. 이 공정을 통해 원하는 회로 패턴을 정확하게 구현할 수 있습니다.

에칭 공정의 종류

1. 습식 식각(Wet etching)

• 용해성 화학물질을 사용하여 불필요한 부분을 제거하는 방식
• 비교적 저렴하고 간단한 공정이지만, 등방성 식각 특성으로 인해 미세 패턴 구현이 어려움

2. 건식 식각(Dry etching)

• 이온화된 가스 등을 사용하여 불필요한 부분을 제거하는 방식
• 습식 식각에 비해 비용이 비싸고 공정이 까다로움
• 그러나 최근 반도체 회로 선폭이 미세해짐에 따라 수율 향상을 위해 건식 식각이 점차 확대되는 추세

건식 식각의 경우, 플라즈마를 이용하여 기판 표면의 화학적 및 물리적 반응을 유도하여 패턴을 형성합니다. 이온 충돌, 화학 반응, 스퍼터링 등의 메커니즘을 통해 정밀한 패턴 구현이 가능합니다. 또한 이방성 식각이 가능하여 미세 패턴 구현에 유리합니다.

최근 반도체 기술 발전에 따라 회로 선폭이 점점 더 작아지고 있습니다. 이에 따라 기존의 습식 식각 공정으로는 수율 향상에 한계가 있어, 건식 식각 공정의 중요성이 점차 부각되고 있습니다. 건식 식각은 공정이 까다롭고 비용이 높지만, 정밀한 패턴 구현과 높은 수율 확보가 가능하기 때문입니다.

따라서 반도체 제조 공정에서 에칭 공정은 필수불가결한 단계이며, 특히 건식 식각 공정의 역할이 점점 더 커지고 있습니다. 이를 통해 미세화된 반도체 회로 패턴을 정확하게 구현할 수 있습니다.

 

에칭 공정에 관련된 기업으로, 램리서치 및 어플라이드 머터리얼즈가 있습니다. 세계 1위, 2위를 다투는 반도체 장비를 제조하는 기업으로, 한국 기업이 진입하기에는 쉽지 않은 공정 장비 산업 입니다.