드라이 에칭
Dry etching |
드라이 에칭(dry etching)은 일반적으로 반도체 재료의 마스크 패턴인 물질을 이온(일반적으로 불소화탄소, 산소, 염소, 붕소 삼염화물과 같은 반응성 기체의 플라즈마, 때로는 질소, 아르곤, 헬륨 및 기타 기체를 추가하여)의 폭격에 노출시킴으로써 모체의 일부를 제거하는 것을 말한다.노출된 표면에서 이알을 빼다건조 에칭의 일반적인 유형은 반응 이온 에칭이다.습식 에칭에 사용되는 습식 화학 식각제의 많은 (전부는 아니지만, 등방성 식각 참조)과는 달리, 건조 식각 공정은 일반적으로 방향 또는 비이소트로프적으로 식각된다.
적용들
건식 식각은 반도체 표면의 특정 영역을 공격하기 위해 재료에 리세스를 형성하기 위해 광석학 기법과 함께 사용된다.
응용 프로그램에는 (기초 반도체 기질에 접촉하는) 구멍(계층화된 반도체 소자의 전도성 층 사이에 상호 연결 경로를 제공하기 위해 형성된 구멍), FinFET 기술을 위한 트랜지스터 게이트 또는 지배적인 반도체 층의 일부를 제거하는 접촉 홀(기초 반도체 기질에 접촉하는 것)이 포함된다.수직의 수직면이 바람직하다.반도체 제조, 마이크로마키닝 및 디스플레이 생산과 함께, 산소 플라스마에 의한 유기 잔류물 제거는 때때로 건식 에치 공정으로 올바르게 설명된다.대신 플라즈마 아싱이라는 용어를 사용할 수 있다.
드라이 에칭은 실리콘 카바이드나 질화 갈륨과 같이 화학적으로 내성이 있고 습식할 수 없는 재료와 반도체에 특히 유용하다.
저밀도 플라즈마(LDP)는 낮은 압력 덕분에 낮은 에너지 비용으로 높은 에너지 반응을 낼 수 있는데, 건조 에치에는 상대적으로 적은 양의 화학 물질과 전기가 있어야 제 기능을 한다.또한 건식 에치 장비는 광석학 장비에 비해 상당히 저렴한 편이어서 고급 해상도(14nm+)를 얻기 위해 피치 더블이나 쿼터링 등 건식 에칭 전략에 의존하는 제조업체가 많지만 고급 광석학 도구가 필요하다.
| 습식 에칭 | 드라이 에칭 |
|---|---|
| 선택성이 높은 | 출발과 정지하기 쉬운 |
| 기질 손상 없음 | 작은 온도 변화에 덜 민감하다. |
| 싼 | 더 반복할 수 있는 |
| 느리게 | 빠른 |
| 음이소트로피가 있을 수 있다. | |
| 환경에 더 적은 입자 수 |
높은 가로 세로 비율 구조
드라이 에칭은 습식 에치보다 비등방성 에칭(자재 제거)을 통해 높은 가로 세로 비율 구조(심층 구멍 또는 콘덴서 참호)를 만들 수 있어 현재 반도체 제조 공정에서 사용되고 있다.
하드웨어 설계
건식 식각 하드웨어 설계에는 기본적으로 진공 챔버, 특수 가스 전달 시스템, 무선 주파수(RF) 파형 발생기를 사용하여 플라즈마에 전원을 공급하고, 웨이퍼를 장착하기 위한 열선내장 척, 배기 시스템을 포함한다.
디자인은 도쿄전자, 어플라이드 머티리얼, 램과 같은 제조업체에 따라 다르다.모든 설계는 동일한 물리적 원리를 따르지만, 다양한 설계는 보다 전문화된 처리 특성을 목표로 한다.예를 들어 기기의 중요한 부분과 접촉하거나 형성하는 건조한 에치 단계는 더 높은 수준의 방향성, 선택성 및 균일성을 요구할 수 있다.이 절충안은 보다 복잡한 건조 에치 장비가 더 높은 구입 비용으로 제공되고 더 이해하기 어렵고 유지 비용이 더 많이 들며 더 느리게 작동할 수 있다는 것이다.
건조 에치 장비는 여러 개의 노브로 공정 균일성을 제어할 수 있다.척 온도는 웨이퍼의 반지름에 걸쳐 웨이퍼의 열을 제어하기 위해 변할 수 있으며, 이는 반응 속도 및 웨이퍼의 여러 영역에 걸친 에치 속도에 영향을 미친다.플라즈마 균일성은 플라즈마 구속으로 제어할 수 있으며, 이 구속은 챔버 주위를 회전하는 고속 자석, 챔버로 유입되는 기체 흐름의 변화 및 챔버에서 나오는 펌프 또는 챔버 주변의 RF 브레이딩으로 제어할 수 있다.이러한 전략은 장비 제조업체와 의도된 용도에 따라 다르다.
역사
드라이 에칭 과정은 Stephen M에 의해 발명되었다.플라즈마 식각 공정을 발명한 어빙.[1][2]비등방성 건식 식각 공정은 1970년대 초 IBM T.J. 왓슨 연구소에서 유화니엔이 개발했다.유씨가 1970년대 초소형 MOSFET(금속-산화물-반도체-전계효과 트랜지스터)를 제작하는 데 로버트 드나드와 함께 사용했다.[3]
참고 항목
참조
- ^ Irving S. (1967). "A Dry Photoresist Removal Method". Journal of the Electrochemical Society.
- ^ Irving S. (1968). "A Dry Photoresist Removal Method". Kodak Photoresist Seminar Proceedings.
- ^ Critchlow, D. L. (2007). "Recollections on MOSFET Scaling". IEEE Solid-State Circuits Society Newsletter. 12 (1): 19–22. doi:10.1109/N-SSC.2007.4785536.
