건식 식각과 습식 식각의 차이
식각은 증착한 막에서 필요 없는 부분을 깎아 회로 모양을 만드는 공정입니다. 미세화가 진행될수록 패턴 가공은 건식 식각의 몫이 커졌지만, 웨이퍼 표면을 깨끗하게 하는 세정과 막 제거에서는 습식 공정이 여전히 큰 비중을 차지합니다.
결론
건식 식각과 습식 식각의 가장 큰 차이는 매체와 이방성입니다. 건식 식각은 진공 속 플라즈마의 이온과 라디칼로 막을 깎아, 세로 방향으로만 깎는 이방성 가공이 가능해 나노미터 단위 패턴을 옮기는 데 쓰입니다. 습식 식각은 약액에 담가 녹이는 방식이라 사방으로 고르게 깎이는(등방성) 경향이 있지만, 선택비가 높고 한 번에 많이 처리할 수 있어 세정과 레지스트 박리, 막 전체 제거에 지금도 꼭 필요합니다.
비교표
| 항목 | 건식 식각 | 습식 식각 |
|---|---|---|
| 매체 | 가스·플라즈마(진공) | 약액(액체) |
| 방향성 | 이방성(세로 방향 가공) 가능 | 등방성이 되기 쉬움 |
| 선택비 | 조건에 따라 조절, 일반적으로 습식보다 낮음 | 약액 선택으로 높게 만들기 쉬움 |
| 주 용도 | 게이트·콘택홀·트렌치 등 미세 패턴 가공 | 세정, 레지스트 박리, 희생막·자연 산화막 제거 |
| 관리 포인트 | 진공·가스·플라즈마 손상 관리 | 약액 농도·온도와 폐액 처리 |
| 주요 장비 업체 | 램리서치, TEL, 어플라이드 머티어리얼즈, 히타치하이테크 | SCREEN, TEL, 세메스(SEMES), 램리서치 |
공정에서의 역할 분담
포토레지스트 패턴을 따라 소자를 만드는 가공에서는 건식 식각이 주역입니다. 습식 공정은 세정·박리·막 전체 제거처럼 액체가 잘하는 영역을 맡습니다. 실제 생산 라인에서는 식각 뒤 잔여물을 습식 세정으로 씻어 내는 식으로 두 방식이 이어져 수율을 지탱합니다.
세정 장비와 한일 기업
웨이퍼 세정 장비는 일본 SCREEN이 세계적으로 큰 존재감을 갖고 있으며, 도쿄일렉트론(TEL)도 주요 공급사입니다. 한국에서는 삼성전자 계열의 세메스가 세정 장비를 공급합니다. 고종횡비 구조가 늘면서, 세정 후 건조 과정에서 미세 패턴이 쓰러지지 않게 하는 기술이 중요한 경쟁 요소가 되었습니다.
자주 묻는 질문
미세화가 진행되면서 왜 건식 식각이 늘었나요?
이방성이 높은 건식 식각은 설계한 대로 수직 단면을 만들기 쉽기 때문입니다. 습식 식각은 옆으로도 깎여 패턴 폭이 넓어지므로 미세 패턴 가공에는 맞지 않습니다.
습식 식각에는 어떤 약액을 쓰나요?
산화막 제거에는 불산(HF) 계열, 금속·유기물 제거에는 황산과 과산화수소 혼합액, 파티클 제거에는 암모니아와 과산화수소 혼합액(SC1) 등이 대표적입니다. 고순도 불산은 일본 기업의 점유율이 높은 소재로 알려져 있습니다.
건식 식각 장비는 어떤 방식으로 나뉘나요?
플라즈마를 만드는 방식에 따라 ICP(유도 결합)와 CCP(용량 결합)로 크게 나뉩니다. 대체로 실리콘·금속 같은 도체 식각은 ICP, 산화막·질화막 같은 절연막 식각은 CCP가 주류입니다.
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출처
- Etch（Lam Research）
- 半導体用語集：エッチング（東京エレクトロン nanotec museum）
최종 업데이트: 2026년 10월 27일