9. Wet etch의 방식과 etchant

(1) 방식

1) dipping

   : etchant tank에 일정시간 wafer를 담가 놓는 방식.

• target의 화학적 반응시간을 고려해야 함.
• 완료 후 세정과 건조 step 필요.
• etchant 온도 조절 → etch uniformity와 작업 제어 향상 가능.
• 간단하고, 경제적. selectivity 높다.

 

2) spray

   : chuck 위에 낱장의 wafer를 올려놓고 회전하면서 etchant를 spray 분사하는 방식.

• etchant와 부산물 제거를 위해 di water도 spary 분사구조 필요.
• 완료 후 세정과 건조 step 필요.
• spray 분사 압력 제어 → 작업 제어 향상 가능.
• 낱장 진행 → 생산성↓, cost↑, particle 잔류 오염↓, etchant 사용 절약.

 

 

(2) etchant

1) HF(불산)

 : SiO₂ + 6HF → H₂SiF₆ + 2H₂O

• SiO₂ 제거에 사용.
• Si 표면에 거의 damage를 주지 않고 etch 가능.
• etch 속도가 너무 빨라 필요시 불화암모늄과 물을 희석하여 사용 = BOE (buffered oxide etchant)

 

2) HNO₃(질산)

 : Si(solid) + HNO₃ + 6HF → SiO₂(solid) + HNO + 6HF → H₂SiF₆ + HNO₂ + H₂O + H₂

• Si만 제거 시에 사용.
• 한 번에 반응할 수 없어 2step 반응 거침. (1st step = Si + NHO₃, 2nd step = SiO₂ + 6HF)

 

3) H3PO4(인산)

• nitride 막질 제거에 사용. 고온으로 사용.
• HF으로도 nitride etch가 가능하지만 주로 SiO₂ 위에 있을 때가 많아 하부 oxide막까지 etch 해버림.
• nitride selectivity=30:1, oxide selectivity=10:1 라서 제일 적합한 etchant.
• PR mask도 etch하기 때문에 oxide mask 필요.

 

4) 아세트산

 → 인산 : H2O : 질산 : 아세트산 = 4:1:1:4 의 recipe.

• Al 금속 etch에 사용.
• 아세트산, 질산, 인산을 동시에 사용하면 silicon, oxide, nitride 막질에 damage가 없는 etching 가능.

 

 

 

 

<참고문헌> 이창훈, 반도체 소소제공, 더인 출판사, 2019, pp.154-155.