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CHANESS RESEARCH

감광막은 벗기지 않고 태운다

반도체 · 공정·장비 · 2026-10-11 · 유튜브 주식을 요리하다

다 쓴 감광막을 긁어 '벗기는' 게 아니라, 산소 플라즈마로 '태워' 기체로 날리는 이야기예요. 핵심은 두 가지 — 이온을 맞고 숯처럼 굳은 껍질, 그리고 그 껍질이 터지지 않게 온도를 천천히 올리는 것.

한눈에 흐름

감광막(방패)→산소 플라즈마 애싱→CO₂·H₂O 기체→남은 먼지 세정

회로를 지켜 준 감광막을 산소 플라즈마로 태워 기체로 만들고, 그래도 남은 찌꺼기와 먼지는 약품 물로 씻어 냅니다.

30초 이해

이게 뭔가요?회로 무늬를 찍고 깎는 데 쓴 감광막을 없애는 공정이에요. 산소 플라즈마로 태우는 건식 방식을 '애싱'이라고 불러요.

뭐가 어렵나요?이온을 맞은 감광막은 겉이 숯처럼 단단한 껍질이 돼요. 급하게 달구면 껍질 밑에 기체가 차서 팡 터지고, 파편이 지우기 어려운 먼지가 돼요.

어떻게 푸나요?온도를 천천히 올리면서 껍질부터 조금씩 태워 내요. 남은 찌꺼기와 먼지는 약품 물로 씻어 내고요.

장면으로 따라가기

옆으로 넘겨 보세요 → (7장면)

1벗기지 않고 태운다

다 쓴 감광막은 긁어 벗기는 게 아니라 산소로 태워 기체로 날려요. 이 건식 방식을 '애싱'이라고 불러요.

2감광막은 회로를 지킨 방패

바닥을 깎는 동안 감광막이 회로 무늬를 가려 줬어요. 일이 끝나면 이 방패는 없애야 해요.

3산소 플라즈마 속으로

깎기가 끝난 웨이퍼를 산소 플라즈마에 넣어요. 산소 원자가 탄소·수소 사슬을 뜯어 이산화탄소와 수증기로 바꾸고, 이 기체는 진공 펌프로 빠져나가요.

4이온 주입 때도 가림막

실리콘에 이온을 쏘아 넣을 때도 감광막이 넣지 않을 자리를 가렸어요. 그만큼 이온도 감광막을 때려요.

5겉이 숯처럼 굳는다

이온을 맞은 감광막 겉은 수소가 빠지고 탄화돼서 단단한 껍질이 돼요.

6급하게 달구면 터진다

속 감광막이 열에 기체를 내며 부풀어 껍질을 터뜨려요. 흩어진 파편은 지우기 어려운 먼지가 돼요.

7천천히 달구며 껍질부터

온도를 천천히 올리면서 껍질부터 조금씩 태워 내요. 터질 걱정이 없어질 때까지 올려요.

비유로 이해하기

💡 칼집 없이 굽는 군밤을 떠올려 보세요

군밤에 칼집을 안 내고 센 불에 구우면, 속에서 나온 김이 껍질 밑에 차다가 팡 터지죠.

이온을 맞은 감광막이 꼭 그래요. 겉은 숯처럼 단단한 껍질이고, 속 감광막은 열을 받으면 기체를 내요.

그래서 약한 불에서 껍질부터 천천히 태워요. 터지면 파편이 사방에 흩어져 지우기 힘든 먼지가 되거든요.

숫자로 보기

150~200 ℃ 넘게급하게 이 온도를 넘겨 달구면 껍질이 터질 수 있어요(특허 문헌 설명)

약 20%요즘 팹 공정 단계 중 세정이 차지하는 몫 — 다섯 단계에 한 번꼴

선 폭의 절반칩을 죽이는 먼지 크기는 회로 하프피치(선 폭)의 절반으로 잡아요

10 nm 미만IRDS 2017 기준으로 본 칩 치명 입자의 크기

산업에서 왜 중요한가

식각과 이온 주입에 감광막을 쓸 때마다 다 쓴 감광막을 깨끗이 없애는 일이 되풀이돼요. 세정은 공정 단계의 약 20%나 차지해요.
터진 파편이나 남은 먼지 한 톨이 칩을 망가뜨릴 수 있어요. 껍질을 터뜨리지 않고 태우는 온도 조절이 중요한 이유예요.

누가 만드나

세계 큰손 (해외)

Lam Research (미국)식각·증착 장비로 유명하고, 감광막 스트립(애싱)과 웨이퍼 세정 기술 특허도 많이 낸 장비사

Tokyo Electron (일본)전공정 장비 대형사로, 웨이퍼 세정 장비도 공급

SCREEN Holdings (일본)웨이퍼 습식 세정 장비로 널리 알려진 회사

국내

피에스케이식각·세정 장비 무리로 소개된 장비사

브이엠피에스케이와 함께 식각·세정 무리로 묶인 장비사

한솔케미칼세정액을 대는 소재사로 소개

램테크놀러지세정액을 만드는 소재사

씨앤지하이테크세정 케미컬을 팹 전체에 배관으로 돌려 주는 중앙공급장치(CCSS)를 만드는 회사

해외 회사는 업계에 널리 알려진 대표 업체를 골랐고, 국내 회사는 블로그 소부장 시리즈에서 식각·세정과 관련해 다룬 곳입니다. 회사 소개일 뿐 투자 추천이 아닙니다.

영상으로 보기

YouTube에서 보기 ↗

더 깊이 — 원문 요약·용어 정리·출처

회로 무늬를 찍고 깎는 데 쓴 감광막은 긁어 벗기는 게 아니라, 산소 플라즈마로 태워 이산화탄소와 수증기로 날려 보냅니다. 그런데 진짜 적은 그다음에 남습니다 — 회로 선 폭의 절반만 한 먼지 한 톨도 칩을 망가뜨립니다.

영상에서 보는 것

감광막은 벗긴다고들 하지만, 실은 산소로 태워 기체로 날립니다(건식 스트립, '애싱')
바닥을 깎는(식각) 동안, 감광막은 회로 무늬를 지킨 방패였습니다
깎기가 끝나면, 웨이퍼는 산소 플라즈마 속으로 들어갑니다
이온을 쏘아 넣을 때 가림막이던 감광막은, 겉이 숯처럼 굳습니다
급하게 달구면 속에서 생긴 기체가 껍질을 터뜨려 파편을 흩뿌립니다
그래서 온도를 천천히 올리며, 껍질부터 조금씩 태워 냅니다

핵심 요약

감광막은 탄소·수소로 된 고분자라서, 산소 플라즈마 속 산소 원자와 만나면 CO2·H2O 기체가 되어 진공 펌프로 빠져나갑니다. 이온 주입 가림막으로 쓴 감광막은 겉이 숯처럼 탄 껍질이 되어, 너무 빨리 달구면 터져서 오히려 먼지를 만듭니다.

애싱 뒤 남은 찌꺼기와 먼지는 습식 세정으로 없앱니다. 세정액이 표면을 아주 얇게 녹여 먼지 밑을 파고들고, 먼지와 표면이 서로 밀어내게 해 떼어 냅니다. 칩 공정 단계의 약 20%가 이런 세정입니다.

용어 정리

감광막(포토레지스트): 빛을 받은 자리만 현상액에 녹도록 바르는 물감 같은 막입니다. 남은 무늬는 식각·이온 주입 때 아래를 가리는 가림막이 되고, 일이 끝나면 없애야 합니다.
스트립·애싱: 다 쓴 감광막을 없애는 공정입니다. 용제·산 용액으로 녹이는 습식 스트립도 있고, 산소 플라즈마로 태우는 건식 스트립을 '애싱(ashing)'이라 부릅니다. 영상은 건식(애싱) 기준입니다.
플라즈마: 기체에 전기 에너지를 넣어 전자·이온·반응성 원자(라디칼)가 섞인 상태로 만든 것입니다. 산소 플라즈마 속 산소 원자는 보통 산소 기체보다 훨씬 쉽게 유기물과 반응합니다.
이온 주입: 실리콘에 불순물 원자를 이온으로 쏘아 넣어 전기 성질을 바꾸는 공정입니다. 이때 감광막이 넣지 않을 자리를 가리는데, 이온을 맞은 겉면은 수소가 빠지고 탄화된 단단한 껍질(크러스트)이 됩니다.
터짐(popping): 껍질 밑의 감광막이 열에 기체를 내며 부풀어 껍질을 깨뜨리는 현상입니다. 특허 문헌은 150~200 ℃를 넘는 온도에서 일어날 수 있고, 잔해가 지우기 어려운 입자·결함이 된다고 설명합니다. 그래서 온도를 천천히 올려 껍질부터 없앱니다.
습식 세정(RCA 세정): 1965년 RCA의 베르너 컨이 만든 기본 절차가 지금도 바탕입니다. SC-1(물·암모니아수·과산화수소수)은 입자·유기물을, SC-2(물·염산·과산화수소수)는 금속 오염을 없앱니다. 입자는 표면을 얇게 녹이는 식각과 입자–표면 사이 반발력이 합쳐져 떨어집니다.
치명 입자 크기: 반도체 로드맵(ITRS·IRDS)은 칩을 죽이는 입자 크기를 회로 하프피치(선 폭)의 절반으로 잡습니다. IRDS 2017 기준으로 10 nm보다 작습니다.

※ 애싱 원리·잔여물·세정 단계 비율(약 20%)은 Lam Research 특허 WO2006028858A2·US9117870B2, 껍질·터짐·온도 서서히 올리기는 US8193096B2, 입자 제거 원리는 Qin & Li(J. Colloid Interface Sci., 2003), 치명 입자 크기는 ITRS 2015·IRDS 2017 Yield Enhancement 기준입니다(2026-10-06 열람). 세정 단계 비율은 자료에 따라 20~40%로 다르게 추정됩니다.

※ 영상 속 선·감광막 크기와 간격, 분자 크기(블록 장면에선 크게 그림), 플라즈마 색, 챔버·세정기 모양, 전하 표시, 공정 줄은 원리를 보여 주는 그림입니다.

영상에서 못 다 한 얘기

영상은 산소로 태우는 건식 스트립(애싱) 기준이고, 약품에 담가 벗기는 습식 방식도 함께 쓰입니다.

껍질이 터지는 온도도 정해져 있습니다. 웨이퍼를 150~200℃ 넘게 달구면 속 감광막이 기체를 내며 부풀어 껍질 밑에 압력이 차고, 이때 터진 잔해는 웨이퍼와 챔버 부품에서 특히 지우기 어려운 입자가 됩니다.

먼지 크기 기준은 DRAM 선 폭 절반으로 정하는데, IRDS 2017은 치명적인 입자 크기가 10nm 미만이라고 적었습니다.

세정 비율은 출처마다 20~40%로 갈리며, 영상은 그중 가장 보수적인 20%를 따랐습니다.

출처

Lam Research 특허 WO2006028858A2(2004), US9117870B2(2008), Novellus(현 Lam) 특허 US8193096B2(2004), Qin K., Li Y. J. Colloid Interface Sci. 261(2):569–574(2003), ITRS 2.0 2015 Yield Enhancement, IRDS 2017 Yield Enhancement, Kern W. J. Electrochem. Soc. 137(6):1887(1990). 기준일 2026년 10월 6일.

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