CVD-SiC Ring 용도와 그 필요성-티씨케이

이베스트 최영산
티씨케이의 CVD-SiC Ring은 기본적으로 반도체 Wafer 공정시 Wafer 바깥 부분에 위치 하여 Wafer를 붙잡아두는 역할을 수행하는 Focus Ring을 의미한다. 다만, 이러한 Focus Ring의 소재를 SiC를 사용하고, 제조 공정에 CVD를 이용한 제품을 CVD-SiC Ring이라 할 수 있다. 특히 Dry Etching 공정에서는 Focus Ring의 역할이 중요해지게 되는데, Dry Etching 공정의 특성상 챔버 안에서 플라즈마 상태의 이온 가스를 웨이퍼 위로 때리면서 표면을 식각하기 때문에 웨이퍼의 가장 자리가 깨지거나 움직일 수 있게 되고, Focus Ring이 이를 보호하면서 붙잡는 역할을 수행하기 때문이다. 식각의 과정을 예를 들어본다면, 에칭가스인 CF4(사불화탄소)의 이온화로 인해 떨어져 나온 불소(F) 원자가 웨이퍼 표면 Si와 반응해 SiF4(사불화규소)를 만들게 되고, 이 때 휘발성이 SiF4가 날아가게 되면서 자리가 깎이게 되는 방식이다. 중요한 점은, 이러한 식각 공정의 난이도 상승과 에칭 공정 횟수 증가는 필연적으로 웨 이퍼를 잡아주고 보호해주는 Ring의 마모를 일으키게 되고, 이 때 Ring을 교체하려면 공정을 멈추고 에칭 챔버를 다시 세정하면서 Ring을 교체해주는 일련의 과정이 필요해 지게 된다는 점이다. 그리고 이러한 과정에서 발생되는 비용 문제를 해결하기 위해 고 안된 방법이 life time이 더 긴 SiC Ring을 사용하는 방식이었다. 즉, 기존에는 Wafer 의 재질과 유사한 Silicon 소재가 기존에는 사용되었으나, plasma 이온 등에 의한 침식 이 빠르게 진행되고 있어 plasma의 내화학성이 뛰어난 SiC 소재로의 개발이 진행된 것 이다. 또한 반응 소결 SiC 소재를 사용한 Ring의 경우에는 불순물과 particle 문제가 여전히 발생하였고, 이에 따라 동사는 life time이 silicon 소재보다 길고, 반응 소결 SiC 소재보다 불순물과 particle이 존재하지 않는 CVD-SiC Ring을 개발하게 되었으 며, 사실상 시장을 독점하는 85% 수준의 MS를 기록하게 되었다. 한마디로 말하자면, CVD-SiC Ring은 건식 식각 공정에서의 생산 수율과 원가 경쟁력을 모두 높여주는 역 할을 담당하고 있다.