Etch 플라즈마 식각 시 notching 현상 관련
2024.03.03 20:04
안녕하세요, 교수님. 전자공학과 3학년 학부생입니다.
다름이 아니라, 최근 플라즈마를 이용한 Etching 시 발생하는 이슈 중, notching 현상에 대해 궁금한 점이 생겨 공부 중입니다.
연구실에 소속되어있지 않아 실험이 불가능하여, 다음과 같이 생각 정도만 해보았는데, 의견 부탁드립니다.
Ar plasma, O2 plasma 중 Ar plasma에서의 notching 현상이 더 두드러질 것으로 예측
notching 현상 발생 원인: 식각 시, 하부 표면이 양이온에 의해 대전되어 하부 측면에 비정상적인 식각이 발생
분석:
1. Ar의 분자량이 O의 분자량보다 높으므로, Ar 이온& 전자의 이동도 차이가 더욱 극심하여 대전이 더욱 활발할 것.
2. O2 plasma의 경우, O2가 분자 형태이므로 dissociation에 의해 energy loss가 발생하여 플라즈마 밀도가 낮을 것
3. 산소의 전자 친화도가 상대적으로 높으므로, 음이온 생성량이 많아 electron loss로 인해 플라즈마 밀도가 낮을 것
->플라즈마 밀도가 높은 Ar에서 대전이 더욱 활발할 것으로 예측
4. RF Bias가 높을수록 대전이 더욱 잘 일어나지만, 일정 조건에서 플라즈마 밀도를 낮춘다는 연구 결과에 기반하면 상세한 조건 설정이 요구.
결론:
같은 압력, 전력 조건에서는 Ar 플라즈마에서 대전이 더욱 잘 발생하고, 플라즈마 밀도 뿐만 아니라, 플라즈마에서 양이온이 차지하는 비율이 더욱 크므로 notching 현상이 더 두드러질 것.
감사합니다.
+추가적으로, Ar 플라즈마에서도 유의미한 양의 음이온이 생성될 수 있는지,
O2 플라즈마에서 양이온&음이온의 생성 비율에 대해 알려주시면 감사하겠습니다.
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Ar 플라즈마의 생성 특성과 O2 플라즈마 생성 특성을 비교해 보시고, 각 가스들을 사용할 때 플라즈마 구성 특성의 차이가 나는 이유를 찾아 보세요. 이 두 가스는 공정에서 많이 사용하므로, 각각의 플라즈마 특성에 대한 공부는 공정 플라즈마 연구를 위한 기반 지식이 됩니다.
참고로 Ar 플라즈마는 플라즈마 밀도 유지에 사용하기도 합니다. O2는 [O] 라디컬의 활용의 목적이나 플라즈마 밀도를 줄이기도 합니다.
따라서 두 플라즈마를 적절히 혼합하면 라디컬- chemical effect 과 physics 영향을 조절하는 과정임을 이해할 수 있습니다.
각 플라즈마에 대한 정보를 모아 보세요. (본 계시판에도 여러번 논의한 바 있습니다.)