본 연구는 8인치 절연층 위 실리콘 플랫폼에서 광리소그래피 및 건식 에칭 공정의 웨이퍼 수준 균일성이 실리콘 광소자 비활성 장치의 물리적 형태 및 광학적 성능에 미치는 영향을 체계적으로 평가하였다. 220 nm 두께의 상부 실리콘 플랫폼을 기반으로 깊은 자외선 리소그래피와 전자 유도 결합 플라즈마 반응 이온 에칭 공정을 통해 그레이팅 커플러(70 nm 얕은 에칭)와 단일 모드 직선 웨이브가이드(220 nm 완전 에칭)의 2단계 전체 공정을 완료하였다. 원자력 현미경, 임계 치수 주사 전자 현미경 및 완전 자동 광학 프로브 스테이션을 이용하여 5장의 8인치 웨이퍼에 대해 물리적 치수와 전송 손실을 전체적으로 특성화하였다. 결과는 웨이퍼 간 평균 에칭 깊이와 평균 선폭이 상대적으로 안정적인 범위에 있음을 보여주었으나, 단일 웨이퍼 내에서 일정한 방사형 공정 편차가 관찰되었다. 가장자리 영역의 미세 치수 축소 및 측벽 형상 저하는 광 모드 분포에 영향을 미치고 측면 산란 손실을 증가시켜 단일 모드 웨이브가이드의 전송 손실이 중심 영역에서 가장자리 영역으로 증가하는 경향을 나타냈다. 종합하면, 대형 웨이퍼 건식 에칭 과정에서 발생할 수 있는 매크로 부하 효과 및 측면 에칭 거동은 실리콘 광 칩 내 성능 일관성에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나이며, 이는 향후 8인치 SOI 플랫폼에서 광학 근접 효과 보상, 에칭 공정 최적화 및 웨이퍼 수준 수율 향상을 위한 실험적 참조 및 공정 개선 근거를 제공한다.

실리콘 광자공학;단일 모드 실리콘 웨이브가이드;그레이팅 커플러;8인치 SOI;ICP-RIE 건식 에칭;웨이퍼 수준 균일성;전송 손실;가장자리 효과