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반응성 이온 식각(RIE): 미세 가공 핵심 공정의 원리와 장단점

반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching, RIE)이란?

마이크로팹리케이션(Microfabrication)에서 웨이퍼(Wafer) 표면의 물질을 제거하는 기술입니다. 웨이퍼는 마이크로디바이스 제작용 반도체 스트립으로, RIE는 웨이퍼 무결성을 해치지 않으면서 표적 물질만 정밀 제거합니다.

장치 구조

유도 결합 플라즈마(ICP) 방식

특수 자기장으로 플라즈마 생성 → 고농도 플라즈마 달성 가능.

RIE 플라즈마 생성 화학 공정

  1. 강한 전자기장 웨이퍼 챔버로 송신
  2. 전자기장 진동 → 챔버 내 가스 분자 이온화 → 전자 탈리 → 플라즈마 생성
  3. 플라즈마 내 이온은 비정상적으로 높은 에너지 보유
  4. 이온이 웨이퍼 표면 이물질과 반응하여 결함 제거

건식 식각(Dry Etching) vs 습식 식각(Wet Etching)

구분건식 식각(RIE 등)습식 식각
매체액체 미사용산·화학약품 사용
언더커팅적음발생 (웨이퍼 측면 식각)
독성 폐기물적음다량 발생
비용고가 (전용 장비 필요)저가
정밀도높음 (까다로운 영역 도달 유리)상대적 낮음

선택 가이드

미세 디테일 불필요한 작업은 습식 식각으로도 충분. 비용과 정밀도 트레이드오프 고려 필수.

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