Etch rate
: 식각이 진행되는 동안 물질이 웨이퍼 표면으로부터 제거되는 속도
Etch rate = ΔT / t (식각 길이 / 시간)
Selectivity
: 식각 부위를 잘 선택해서 식각 하는 능력
selectivity = 식각 물질의 식각 속도 / 식각 X물질의 식각 속도
Etch bias
: 각 공정 진행 후 CD 변화
Etch bias = DICD - FICD, Etch bias가 0이면 가장 좋다.
※ DICD: 노광 공정 후 CD, FICD: 식각 공정 후 CD
Etch uniformity
: 식각 속도가 wafer의 여러 지점에서 얼마나 동일한가 → 수율과 관련 있다.
Etch unif = 100 * (ERmax - ERmin) / 2ERava
→ 평균 식각률과 식각 깊이를 고려하여 식각이 종료되는 EOP의 설정이 중요하다.
※ under etch: 후속 공정인 이온 주입 공정에 부정적인 영향을 준다. under etch << over etch
Aspect ratio
: 종축 대비 횡축의 길이
Aspect ratio = 높이 / 밑변
MFP
: 기체 분자가 충돌 없이 이동한 거리.
압력이 작을수록 기체 분자가 더 적어 충돌 확률이 감소한다.
Loading Effect
: 웨이퍼 상의 다양한 패턴의 밀도나 크기에 따라 식각 속도나 균일서에 차이가 발생
○ Micro - Loading effect: hole의 size에 따라 식각 깊이가 달라진다. (hole이 클수록 더 깊이 식각 된다)
wafer 결정 방향
: Si wafer 식각 시 식각률은 결정 방향에 영향을 받는다.
(111) 면이 (100) 면이나 (110)면보다 원자 밀도가 더 높아 식각 속도가 가장 느리다.
식각 속도는 (100) : (110) : (111) = 100 : 16 :1로 (100) 면이 가장 빠르다.
※ 산화막의 경우 산화막의 막질에 따라 식각 속도가 결정된다.
: 열산화 공정을 통한 산화막은 막질이 우수하며 밀도가 높아 식각 속도가 느리다.
식각 공정에서의 가스 조성비
- Etchant Gas(Main Gas): F, Cl, Br → Etchant Gas를 사용해 식각시 항상 부산물을 생성한다. (반응성이 높은 7족 원소)
- 첨가 Gas: O2, H2, N2, He, Ar(화학적으로 안정적이어서 화학적 반응을 최소화하는 8족 원소)
EPD (End Point Detection)
: 식각을 진행하여 원하는 만큼의 두께를 식각 하였을 때 식각을 중지할 수 있도록 마지막 순간을 찾아내는 것
보통 underetch보다 overetch를 진행하는 것이 더 유리하기는 하지만, 하층 박막의 불필요한 식각을 최소화하기 위해 overetch 시간을 최소화하는 것이 중요하다.
1) 식각률 변화
2) 식각 물질 변화
3) 활성화 반응물 변화
등의 조건을 고려하여 EPD를 설정할 수 있다.
Loading Effect
: 웨이퍼 상의 다양한 패턴의 밀도나 크기에 따라 식각 속도나 균일성에 차이가 발생하는 현상
