식각 용어 및 고려사항

식각률(Etch Rate)

식각 속도를 말하며, 단위 시간당 식각하고자 하는 박막의 두께 변화율을 말한다.

 

식각 선택비(Etch Selectivity)

서로 다른 종류의 박막을 동일한 조건으로 식각을 할 때 각각의 박막에 대한 식각의 상대적인 비이다.

1분간 식각 후 위의 그림과 같이 나왔을 때, SiO2의 식각률은 500A/min이고, PR과 SiO2의 식각비는 500A : 200A로 나타낼 수 있다.

 

식각 바이어스(Etch Bias)

Photo 공정을 거친 감광막 선폭의 크기에 대해 식각공정을 진행한 다음의 선폭 크기의 차이이다.

Etch Bias = DICD - FICD

DICD는 Development Inspection Critical Dimension(현상 후 선폭의 크기)이고,

FICD는 Final Inspection Critical Dimension(식각 후 선폭의 크기)이다.

Etch Bias는 50nm이다.

 

종점 검출(End Point Detection, EPD)

서로 다른 박막이 층을 이루고 있을 때 위의 박막만을 식각하고자 하는 경우, 위의 박막만을 식각하고 아래 박막이 식각되지 않도록 식각을 멈춰야 하는데 이를 종점 검출(End Point Detection)이라고 한다.

 

1. Laser Interface 방법

식각하고자 하는 박막이 식각된 후 아래층의 박막이 들어나면 굴절률 및 반사도의 차이를 찾아 종점을 검출한다.

2. Optical Emission 방법

식각하고자 하는 박막이 식각이 끝나게 되어 아래층의 박막이 드러나게 될 때 발생하는 반응 부산물이 신호를 측정하는 방법이다.

 

Under Cut & Over Etch

Under Cut은 식각이 되지 말아야 할 Mask Layer 아래쪽의 박막이 약간 식각되는 현상.

Over Etch는 식각할 부분은 절대 남으면 안되기 때문에 30%정도 더 식각하는 과정.

Loading Effect

패턴의 밀도와 크기의 차이에 의해 식각속도가 서로 달라져서 패턴의 모양이 달라지는 현상을 말한다.

Micro Loading Effect

밀도가 높은 지역은 직각을 위한 제한적인 플라즈마 밀도에 비해 식각면적이 넓으므로 식각속도가 달라져 식각률이 떨어지게 되며 밀도가 낮은 지역은 이와 반대로 식각률이 높아진다.

개선 : 압력을 낮춰 MFP를 올리고, ETCHANT가 부족한 곳으로 쉽게 이동하게 한다.

Macro Loading Effect

동일한 플라즈마 밀도로 식각을 하게 될 때 식각하려고 하는 면적의 크기에 따라 식각률이 달라지는데, 식각 면적이 넓은 지역은 플라즈마 가스양이 많아지므로 식각속도가 빨라지게 되며, 이에 따라 식각률이 달라지는 현상

개선 : 면적이 넓은 패턴 옆에 Dummy 패턴 형성