1. [GSAT] 추리 실전모의고사 2회 (1)
- 언어 추리(조건 추리) 문제
*(문제) A, B, C, D 4명 모두 일대일로 한 번 씩 가위바위보를 하였다. → 리그전 표 그리기
💡 언어 추리(명제 추리) 문제를 풀 때 벤다이어그램에서 지울 부분을 잘못 체크해서 문제를 틀렸다. 좀 더 꼼꼼하게 조건을 읽고 벤다이어그램에 잘 체크해야 겠다. 또, 리그전 문제는 꼭 표를 그려 경우의 수를 따져 푸는 연습이 필요한 것 같다.
2. [반도체] Etching 공정 세부 내용 / Plasma
1. Etching 예상 기출 문제
- Dry etching과 Wet etching에 대해 설명하시오. (=Etching에 대해 설명하시오.)
etching 공정은 불필요한 부분을 깎아 제거하는 공정으로 그 방식에 따라 Wet etching과 Dry etching으로 나눌 수 있습니다.
먼저 Wet etching은 용액을 이용해 화학적 반응을 통해 에칭시키는 방식으로 비용이 낮고 에칭 속도가 빠르며 selectivity가 높습니다. 그러나 에칭이 isotropic 하게 되고 용액의 표면 장력에 의해 좁은 패턴은 에칭이 불가능해 미세 패턴에 적합하지 않습니다.
Dry etching은 화학적 방법, 물리적 방법, 또는 두가지 모두를 사용해 에칭시키는 방식으로 anisotropic해 미세 패턴에 적합합니다. 하지만 비용이 높고 에칭 속도가 느리며 selectivity가 낮습니다. Dry etching에는 물리적 방법을 이용하는 sputtering, 화학적 방법을 이용하는 Plasma etching, 그리고 두 방법의 장점을 합친 RIE가 있습니다. Sputtering은 ion을 쏴 표면을 깎아내는 방법으로 어떠한 물질도 에칭할 수 있지만 selectivity가 낮다는 단점이 있습니다. Plasma etching은 반응성을 가진 etchant를 플라즈마로 만들어 에칭시키는 방식으로 화학적 방법을 이용하기 때문에 selectivity는 높지만 isotropic하게 에칭이 됩니다. RIE는 플라즈마 상태에서 반응성을 가진 etchant를 활성화시켜 에칭시키려는 표면에서 화학반응을 일으켜 깎아내는 방식으로 anisotropic하게 에칭이 가능하고 미세 패턴이 가능하며 에칭 속도와 selectivity가 높습니다.
2. Plasma 예상 기출 문제
- Plasma의 정의에 대해 설명하시오.
Plasma는 기체 상태의 분자 또는 원자가 이온화 되어 양이온과 전자의 혼재로 부분적으로는 극성을 띄지만 전체적으로는 중성상태인 물질입니다.
플라즈마는 전압을 가해 발생시킬 수 있습니다. 전극에 전압을 가하면 electric field가 형성되고 electorn이 가속되어 전극 사이 채워져있던 Ar에 충돌해 Ar+이온과 자유전자로 분해됩니다. 이 때 발생한 자유전자가 다시 Ar과 충돌해 α process를 반복합니다. 또, Ar+이온이 (-)전극에 충돌하면 전자가 튕겨나오는 γ process를 반복하면 전극 사이에 양이온과 전자가 혼재되어 있는 플라즈마가 형성됩니다. 전극과 플라즈마 bulk 사이에는 전자와 이온의 이동도 차이로 인해 양이온과 중성자가 전자보다 많은 지역인 sheath가 만들어집니다. 이 때 플라자마가 빛이 나는 이유는 전자가 Ar에 충돌할 때 전자가 exited되었다가 다시 원래 전자 껍질로 내려오면서 에너지가 빛 에너지 형태로 방출되기 때문입니다.
플라즈마 발생전압 V와 전극 간격 d, 기체 압력 p 사이의 관계는 위와 같이 파셴곡선으로 나타낼 수 있습니다. 압력이 작아질 경우 원자 사이 거리가 커지고 전자가 충돌하지 않고 그냥 통과할 확률이 증가함에 따라 플라즈마가 발생하는 데 필요한 전압이 증가합니다. 압력이 너무 켜저도 원자 사이 거리가 좁아져 전압이 충분히 높게 가해져야 전자가 가속되고 이온화 충돌이 발생해 플라즈마가 발생합니다. 즉 압력이 너무 작거나 또 너무 커도 플라즈마 발생전압이 모두 커집니다.
전극에 직류를 가하면 DC플라즈마, 교류를 가하면 AC플라즈마 라고 합니다. DC 플라즈마는 두 전극 사이에 기체를 주입 후 낮은 압력에서 직류 전압을 이용합니다. AC 플라즈마의 경우 전극에 교류 전압을 가하고 반주기 전압이 방전개시 전압보다 커지면 플라즈마가 발생합니다. 이떄 이온이 다른 전극으로 이동하기 전에 전극이 바뀌면, 즉 전기장의 변화시간이 이온이 전극 사이를 이동하는 시간보다 작으면 이온은 한 쪽 전극에서만 진동하게 됩니다. 따라서 이온 및 전자 손실이 줄어들고 같은 전력으로도 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있습니다. 부도체 전극을 쓸 수 있고 DC보다 낮은 압력에서 플라즈마 유지가 가능하며 이온화 효율이 높다는 장점이 있습니다.
✍️ 오늘은 에칭 공정의 종류를 세부적으로 배웠고 각각의 장단점을 설명할 수 있게 되었다. 또, 반도체 공정 중 '플라즈마를 이용해~' 라고 할 때 막연하게 생각해 왔는데 오늘 수업을 통해 그 정의와 발생되는 메커니즘을 확실히 알 수 있었다.
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