에칭(Etching)가스와 식각(Etching)공정

30805 박형수

탐구동기

일본의 반도체 수출규제를 주제로 영어 발표를 진행하며 에칭가스(고순도 불화수소)가 반도체 제조공정에서 필수적으로 사용된다는 내용의 기사를 보고 에칭가스가 반도체 공정의 어느 부분에 사용되는지 흥미를 가지게 되었다.

2. 탐구내용

I. 에칭가스

플루오린화 수소(hydrogen fluoride), 반도체 공정에는 99.99%이상의 고순도 불화수소(弗化水素)가 사용된다.

II. 식각(Etching)공정

식각(蝕刻, Etching)의 사전적 의미는 ‘금속이나 유리의 표면을 부식시켜 모양을 조각’한다는 뜻이다.

디스플레이에서 말하는 식각이란, TFT(박막트랜지스터)의 회로 패턴을 만들 때, 웨이퍼에 필요한 부분만 남기고 불필요한 부분은 깎아내는 공정을 의미한다.

식각공정은 식각 반응을 일으키는 물질의 상태에 따라 습식(Wet)과 건식(Dry)으로 나뉜다.

습식 식각(Wet Etching)은 용액을 이용 화학적인 반응을 통해 식각하는 방법이며, 건식 식각(Dry Etching)은 반응성 기체(Gas), 이온 등을 이용해 특정 부위를 제거하는 방법이다.

습식 식각은 건식에 비해 비용이 저렴하고, 식각 속도가 빠르며, 공정도 단순한 장점이 있으나, 건식 식각에 비해 상대적으로 정확성이 낮고, 식각에 사용한 화학 물질로 인해 오염 문제가 발생할 수 있다. 건식 식각은 원하는 부분만 식각하기 수월해 미세 회로 구현에 유리한 반면, 높은 비용과 복잡한 과정, 느린 속도가 단점이다.

건식 식각은 플라즈마(Plasma) 식각이라고도 한다. 기판을 넣은 진공 챔버에 식각용 가스를 주입 후 전기 에너지를 공급해 플라즈마 상태를 만들면, 이온화된 가스에서 높은 운동 에너지를 가지게 된 이온들이 기판의 전극에 의해 가속화되어 회로 물질의 원자들간 결합을 끊어 식각을 하는 원리이다. 최근에는 고해상도 디스플레이 성능에 필요한 미세 회로패턴을 구현하기 위해 건식 식각이 주로 사용되고 있다.

3. 출처

https://news.samsungdisplay.com/22278/

http://www.igasnet.com/news/articleView.html?idxno=571

https://www.skcareersjournal.com/959