에칭장치란? 에칭장치의 종류나 특징,구조,메리트,단점까지 알아보자

에칭장치란? 에칭장치의 종류나 특징,구조,메리트,단점까지 알아보자

에칭 장치란 주로 반도체 제조 라인에서 에칭 가공을 하기 위한 장치입니다.

반도체는 스마트폰이나 가전 등에 사용되는 것으로 우리 생활에 없어서는 안 될 존재입니다.

이 포스팅에서는 에칭 장치의 종류, 구조, 도입의 장단점 등을 알려드립니다.

 

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에칭장치란

에칭 가공이란 가공 대상물 표면의 불필요한 부분을 제거하는 가공법을 말합니다.

에칭장치는 에칭가공을 수행하기 위한 산업용 장치로서 크게 

습식에칭장치와 건식 에칭 장치의 2종류가 있습니다.

 

습식에칭의 특징

습식 에칭에서는 약액을 사용하여 막을 녹여 가공을 실시합니다.

 

약액이 비교적 저렴함

습식 에칭에서는 알칼리 약액이나 산을 사용합니다.

이것은, 반도체 제조에서 사용하는 약액으로서는 비교적 저렴하기 때문에, 

코스트를 억제한 제조가 가능합니다.

 

한 번에 여러 장 처리 가능

습식 에칭에서는 한 번에 수십 장의 처리가 가능하기 때문에 

가공 속도가 빠르고 생산성이 높은 특징이 있습니다.

 

한 방향으로 밖에 나아갈 수 없다

조건에 따라 다른 방향으로 진행하는 경우도 있지만, 

기본적으로는 한 방향으로 진행하기 때문에 수직 방향의 가공을 할 수 없다는 단점이 있습니다.

 

또한 1마이크로미터 정도의 가공이 한계입니다.

현재 반도체 제조에서는 나노미터 수준의 정밀도가 요구되고 있기 때문에 

일부 케이스를 제외하고 습식 에칭은 사용되지 않고, 건식 에칭이 주류를 이루고 있습니다.

 

드라이 에칭 장치의 특징

드라이 에칭은 약액을 사용하지 않는 가공 방법입니다.

진공 상태에서 가스를 플라즈마화하고 이온을 부딪쳐 가공하는 '플라즈마 에칭'이 일반적입니다.

생산성이 낮다

드라이 에칭에서는 한 장씩만 처리가 가능하기 때문에 

습식 에칭과 비교하면 생산성이 낮다는 특징이 있습니다.

정밀도가 뛰어나다

수십 나노미터에서 가공이 가능하므로 미세한 회로 패턴에도 대응할 수 있습니다.

또, 정밀도는 해마다 향상해, 10 나노미터 이하의 가공도 실현하고 있습니다.

 

에칭 장비의 가격

에칭장치의 가격은 비공개로 되어 있는 경우도 많기 때문에,

시세는 몇 천만원에서 몇 억원인 것으로 알려져 있습니다.

 

에칭 장치의 세계 시장 점유율

일본의 경제산업성의 데이터에 따르면 2021년도 반도체 제조 장치에서

일본의 점유율은 미국에 이어 2위로 31%입니다.

그 때문에, 일본 메이커의 에칭 장치의 판매액은 확대를 계속할 전망이 되고 있습니다만,

세계 점유율은 저하 경향에 있습니다.

에칭 장치의 구조

플라즈마를 사용하는 반도체 제조 장치는, 공통적으로 이하의 구조로 되어 있습니다.

・공정 챔버
내부는 진공이며, 재료를 넣고 가공을 실행하기 위한 장치입니다.

・진공 시스템
프로세스 챔버 내를 진공 상태로 만들기 위한 장치입니다.

・고주파 전원
프로세스 챔버 내에 저온 플라즈마를 발생시키기 위해서는 고주파 전파가 필요하며, 이를 위한 장치입니다.

・가스 공급 시스템
챔버 내에 반응 가스를 공급하기 위한 봄베 배관입니다.

・기구부
챔버 내에 재료를 투입하기 위한 로봇입니다.

・제어 계통
안전을 감시하거나 장치 전체를 컨트롤하기 위한 시스템입니다.

에칭 장치 도입의 장점

여기에서는 에칭 장치 도입의 장점을 두 가지 소개합니다.

생산성이 향상되다

반도체 제조에서는 대량 생산이 요구되기 때문에 에칭 장치를 

도입함으로써 생산성이 향상됩니다.

또한 생산성 향상으로 매출 향상도 기대할 수 있습니다.

니즈에 부응할 수 있다

최근, 전자 기기는 고기능화하고 있기 때문에, 

에칭도 보다 미세한 가공이 요구되고 있습니다.

 

최신 에칭 장치를 도입하면 고품질의 제품을 제조할 수 있기 때문에 시장의 요구에 부응할 수 있습니다.

 

에칭 장치 도입의 단점

에칭 장치 도입의 장점은 크지만 단점도 존재합니다.

여기서는 그 단점을 두 가지 소개해 드릴게요.

장치가 자리를 차지해 버린다

최신 기종일수록 장치는 크고 장소를 차지하게 됩니다.

도입을 결정하기 전에 설치 장소나 바닥의 내하중을 확인해 둡시다.

 

도입 비용이 든다

특히, 드라이 에칭 장치는 진공 상태를 만들어내기 때문에 대규모가 되며,

 도입 비용은 습식 에칭 장치의 2배라고도 합니다.

게다가 최신 장치는 정확도가 올라가 있기 때문에 억 단위로 도입 비용이 드는 경우도 적지 않습니다.

 

에칭 장치에 관한 정리

에칭 장치에는 습식 에칭 장치와 건식 에칭 장치가 있으며,

현재는 대부분의 경우에서 건식 에칭 장치가 사용되고 있습니다.

에칭장치를 도입함으로써 얻을 수 있는 장점으로는 

생산성이나 품질의 향상 등을 들 수 있지만, 

도입 비용이 들고, 장치가 장소를 차지한다는 단점도 있습니다.

목표로 하고 있는 품질과 도입 비용이 균형을 이루고 있는지를

잘 검토하여 도입을 결정하는 것이 좋습니다.

 

 

 

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