염블리와 함께배우기 반도체 - 건식 식각공정과 SiC링(TEL,하나머티리얼즈)

식각공정에는 습식 식각과 건식 식각이 있는데 건식 식각을 더 많이 사용한다고 합니다. 건식 식각에는 전도체 식각과 유전체 식각이 있습니다. 유전체 식각이 더 중요한데 고압을 사용하여 콘텍 식각을 합니다. 3D 낸드가 고단화됨에 따라 더 중요해진 식각에 대해 알아보겠습니다.

(2023년 4월 30일 방송)

 

1. 식각공정

식각공정

식각공정을 통해 산화막의 필요없는 부분을 제거한다.

 

습식 대 건식 식각

식각공정에는 습식과 건식이 있는데 건식 식각을 많이 사용한다. 건식식각이 정확성이 좋고, 미세 패터닝이 가능하기 때문이다. 하지만 비싸고 공정이 어려운 단점이 있다.

 

습식 대 건식 식각

 

식각 장비 시장

건식 식각에는 전도체 식각과 유전체 식각이 있다. 유전체 식각이 더 중요한데 고압을 사용하여 콘텍 식각을 한다. 

1) 전도체 식각

전도체 식각

전도체 식각은 저압과 플라즈마를 이용하여 폴리실리콘 식각에 사용한다. 소자와 소자간의 분리를 위해 실리콘 기판을 트렌치로 파내는 STI 공정을 한다.

 

2) 유전체 식각

유전체 식각

유전체 식각은 고압을 사용하여 Contact Hole 패턴 형성을 위한 공정을 한다.

 

공정 미세화, 고단화

3D 낸드에 유전체 식각이 들어간다.

식각 난이도가 높아지면 들어가는 부품도 많아진다.

3D 낸드가 고단화됨에 따라 식각공정이 더 중요해지고 있다.

 

2. SiC링

식각 부품

 

파츠

파츠는 식각장비 내에서 플라즈마를 웨이퍼 안으로 안정적으로 모아주고 플라즈마 밀도를 균일하고 정확하게 유지시켜주는 역할을 한다.

 

SiC링

SiC링은 뛰어난 내마모성을 보유하고 있다. 3D 낸드 단수가 높아짐에 따라 플라즈마 에너지를 강하게 분사하여 챔버 내 부품 마모 속도가 증가한다. 그래서 부품을 교체하기 위해 챔버를 멈춘 뒤 재가동하는데 소요되는 비용이 회당 1억씩 든다. Si보다 SiC가 2~3배 비싸지만 덜 교체할 수 있어서 채택률이 늘고 있다.

 

SiC링은 포커스링 외에 ALD 증착 공정에도 사용되고 있다. 난이도가 높아 일본 기업들이 과점하고 있다. TEL(도쿄일렉트론)가 유전체 식각 장비 1위 기업이다.

 

3. 염블리와 함께 링크

https://youtu.be/o91ss_7Vm1U?si=vnkz5cNBI1N6nxcw

건식 식각공정