[식각공정] 식각 프로파일(Etch profile)과 이슈

식각 프로파일(Etch Profile)은 식각 공정 이후 측벽의 형태를 의미합니다. 식각 프로파일은 등방성과 이방성이 존재합니다.

 

대표적인 등방성 식각으로는 습식 식각과 같은 Chemical reaction가 있습니다. 등방성 식각의 대표적인 특징으로는, 모든 방향에 대해 동일한 etch rate를 가집니다. 따라서 등방성 식각은 미세 선폭을 지향하는 현재 기술 발전 방향과 반대됩니다.

 

이방성 식각은 Lateral etch rate는 적으면서 Vertical etch rate가 큰 건식 식각에서 보이는 식각 프로파일입니다. 

 

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식각 프로파일(Etch profile)

Etch Rate : 시간당 etch 되는 물질이 제거되는 두께

Etch   Rate

 

 

Etch Bias : Mask edge로부터 undercut 되는 양

Etch  Bias

 

Etch selectivity : 식각을 원하는 박막 A에 대해 식각을 원하지 않는 물질 B의 선택비

Etch selectivity

 

Etch uniformity : CD or Thickness 분포의 균일도

 

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식각 프로파일에 요구되는 특성

1. 경제성 : 충분히 빠른 식각속도
2. 선택비 : 식각을 진행할 때 Mask와 하부층의 손실이 작아야 함
3. 비등방성 : 설계된 수치를 유지하고, 원하는 구조물등에서 요구하는 모양 유지
4. 공정 조절 능력 : Uniformity, Reproducibility, CD bias

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식각 프로파일 이슈

Micro-masking

Etch된 영역 이외에 기둥모양으로 남게 되는 부분을 의미한다.

Masking layer의 일부가 다시 sputtering 되어 etch를 방해한다.

Micro-masking

Aspect Ratio Dependent Effect(ARDE)

식각 과정에서 보통 넓게 openopen 된 영역에서 etch가 더 빨리 진행되는 현상을 말한다. 넓게 오픈된 영역이 더 깊게 식각 되는 현상을 보인다.

Aspect Ratio Dependent Effect(ARDE)

 

Micro-loading effect

Dense 패턴에서 etch가 더 느려지는 현상을 말한다. Dense 패턴 영역이 더 얇게 etch된다.

이는 주입되는 가스 유속 증가로 해결할 수 있다.

Micro-loading effect