하루 5분, 오늘의 학습을 웨이퍼에 새겨보세요
평범한 학생이 공부하려고 만든 반도체 학습 공간
과목별 학습
웨이퍼 새기기
원하는 방식으로 학습하기
가입 없이 바로 시작PRACTICE
설정
과목과 문항 수를 고르면 바로 시작할 수 있어요.
01 · 과목 · 여러 개 고를 수 있어요
02 · 문항 수
QUESTION
문제 지문
⌨️ 숫자키 1~4 선택 · Enter / → 다음 · S 즐겨찾기
INTERVIEW
면접관
지문
⌨️ Enter / → 로 정답 확인 · 다음 문항
RESULT
문제 풀이 완료!
문항별 복습 탭하면 해설이 열려요
REVIEW
오답 노트
틀린 문제는 자동으로 저장돼요. ★ 즐겨찾기는 따로 모아 볼 수 있어요.
SEARCH
통합 검색
문항 이동 · 색이 채워진 번호는 답을 고른 문항이에요
ANALYTICS
내 학습 통계
이 기기에서 푼 문제 기준이에요.
CAREER MAP
반도체 직무 지도
건물을 누르면 노란 불이 켜지고 그곳에서 일하는 직무가 나와요. 직무는 회사와 상관없이 보편적인 내용이고, 회사는 유형별 국내 예시로만 보여 줘요.
칩의 여정: ① 설계 → ② FAB(웨이퍼 제조) → ③ 후공정. 세 단계를 한 회사가 다 하는 메모리·IDM을 고르면 이 줄무늬가 움직여요. 마스크 제작은 R&D센터에서 맡아요.
건물 고르기 · 눌러서 직무 보기 (지도의 건물을 눌러도 같아요)
ENCYCLOPEDIA
이론 백과사전
소자부터 공정, 첨단 기술까지 폴더별로 정리했어요.
반도체 8대 공정 / 4. 식각 공정 (Etching) · 약 5분 읽기
플라즈마 식각
플라즈마 식각(Plasma Etching)은 이온화된 기체인 플라즈마를 이용해 위의 막을 깎아 내는 건식 식각이다. 감광막이나 하드마스크가 가린 부분은 남기고 드러난 부분만 제거해 회로 패턴을 만든다.
소자가 미세해지면 패턴을 수직으로 정밀하게 깎아야 한다. 액체 약품을 쓰는 습식 식각은 사방으로 퍼지듯 깎는 이라 선폭이 크게 줄어드는 미세 패턴에는 쓰기 어렵다. 플라즈마 식각은 이온이 웨이퍼 쪽으로 가속되어 수직으로 부딪히므로 옆으로는 덜 깎이는 이방성 식각이 가능하다. 이 때문에 미세 공정에서는 건식 식각이 표준이다.
- 플라즈마 생성: 진공 챔버에 반응 기체(예: 불소·염소 계열)를 넣고 고주파(RF) 전력을 걸어 이온화한다.
- 이온과 라디칼 생성: 플라즈마 안에서 전하를 띤 이온과 반응성이 큰 중성 라디칼이 만들어진다.
- 표면 반응: 라디칼이 막과 화학 반응하여 휘발성 물질로 바꾸고, 이온은 웨이퍼를 향해 가속되어 반응을 돕거나 표면을 직접 때려 깎는다.
- 부산물 배출: 휘발성 부산물은 진공 펌프로 배출한다. 식각이 끝나면 감광막을 제거하는 애싱과 세정으로 잔여물을 없앤다.
플라즈마 식각은 물리적 식각과 화학적 식각의 두 작용이 섞여 일어난다.
- 물리적 식각: 이온이 표면에 충돌하는 힘으로 물질을 떼어 낸다. 방향성이 좋아 수직하게 깎이지만, 마스크와 아래층도 함께 깎여 선택비가 낮다.
- 화학적 식각: 라디칼이 막과 반응해 휘발시킨다. 어떤 물질과 반응하느냐에 따라 선택비가 높지만 방향성이 없어 옆으로도 깎인다(등방성).
- 이온 보조 식각: 이온이 표면의 결합을 끊거나 보호막을 걷어 내는 자리에서만 화학 반응이 빨라진다. 이 효과 덕분에 위아래 방향으로 빠르게 깎이고 선택비도 확보한다. 측벽에는 보호 폴리머가 쌓여 옆으로의 식각을 막는다.
| 종류 | 특징 | 사용 가스 예 |
|---|---|---|
| RIE (Reactive Ion Etching) | 이온과 라디칼을 함께 써서 수직성과 선택비를 모두 확보한다. | 불소계(CF₄, CHF₃), 염소·브롬계(Cl₂, HBr) |
| ICP/CCP 식각 | 플라즈마를 만드는 전력(소스)과 이온 에너지를 정하는 전력(바이어스)을 따로 조절한다. | 불소계, 염소계 등 |
| DRIE (Deep RIE) | 깊고 좁은 구멍을 파는 식각. 식각과 측벽 보호를 번갈아 반복한다(보쉬 공정). | SF₆(식각), C₄F₈(보호) |
| 등방성 플라즈마 식각 | 화학 반응 위주로 사방으로 깎는다. 감광막 제거(애싱) 등에 쓴다. | 산소(O₂) 등 |
대표적인 가스 선택 예로, (SiO₂)은 불소계 가스로, 실리콘과 폴리실리콘은 염소·브롬계 가스로 식각한다.
| 변수 | 영향 |
|---|---|
| 압력 | 낮을수록 이온이 충돌 없이 곧게 날아와 수직성이 좋아진다. 높으면 이온이 흩어져 등방성이 커진다. |
| 바이어스 전력 | 클수록 이온 에너지가 커져 수직성과 물리적 식각이 늘고, 선택비는 떨어지며 손상이 커진다. |
| 소스 전력 | 클수록 플라즈마 밀도가 높아져 라디칼·이온이 늘고 식각 속도가 빨라진다. |
| 온도 | 높을수록 화학 반응이 빨라지고 부산물이 잘 휘발된다. |
| 가스 조성·유량 | 식각 대상과 선택비, 측벽 보호막 형성을 좌우한다. |
장점: - 이방성: 수직하고 미세한 패턴을 만든다. - 정밀한 제어: 전력, 압력, 가스로 단면 모양과 속도를 조절한다. - 공정 자동화에 유리: 진공 장비로 청정하게 처리하고 재현성이 좋다.
단점: - 비용: 진공 챔버와 RF 전원 등이 필요해 장비·운영 비용이 높다. - 공정 복잡성: 조정해야 할 변수가 많아 최적화가 어렵다. - 손상과 잔여물: 이온 충돌로 하부 막이 손상될 수 있고, 폴리머 같은 잔여물을 세정해야 한다.
- 비균일한 식각: - 원인: 챔버 안 플라즈마 밀도나 가스 분포의 불균형. - 해결: 전력 분포, 가스 유량·배출 경로, 온도 균일성을 조정한다.
- 언더컷·테이퍼 등 형상 불량: - 원인: 이온 방향성 부족, 측벽 보호막 부족 또는 과다. - 해결: 압력을 낮추고 바이어스를 조정하며, 보호막을 만드는 가스 비율을 맞춘다.
- 잔여물과 소자 손상: - 원인: 폴리머 부산물, 고에너지 이온 충돌. - 해결: 세정(애싱·습식 세정)을 강화하고 이온 에너지를 낮춘 마무리 단계를 둔다.
- 플라즈마 식각의 장점은 이방성(수직 식각)이다. 선택비는 가스 조합으로 확보한다.
- 라디칼은 화학 반응, 이온은 방향성과 물리적 식각을 담당한다.
- 압력이 낮고 바이어스가 높을수록 수직성이 좋아지고, 선택비는 떨어진다.
- SiO₂는 불소계, Si·폴리실리콘은 염소·브롬계 가스, 감광막 제거는 산소 플라즈마(애싱)
- 문제는 불균일, 형상 불량(언더컷), 잔여물·손상이다.