Etch Al Dry Etch 후 잔류 Cl 이온 제어를 위한 후처리 방법 [Polymer coating 식각]
2022.01.03 21:59
안녕하십니까, 항상 검색을 통해 다양한 정보를 얻을 수 있어 감사히 생각하고 있습니다.
ICP Etcher에서 Al (상하부 Ti) 식각할 때 Cl2+BCl3 베이스로 식각한 뒤
부산물인 AlCl3 또는 Cl 이온이 잔류한 상태로 대기에 노출되면 부식의 원인이 되기도 하고, 당장 부식이 생기지 않더라도 전기적 구동 평가시에 부식 또는 신뢰성 불량으로 이어질 수 있는 것으로 알고 있습니다.
따라서 저는 CF4, O2 플라즈마로 약 30~60초간 후처리하여 AlCl3를 AlF3로 치환하는 방식으로 이를 제어하고 있습니다.
1. 이처럼 잔류 이온을 컨트롤할 수 있는 또 다른 방법에는 어떤 것들이 있는지 궁금합니다.
(찾아보니 N2, H2O 플라즈마도 효과가 있다는데 N2는 어떤 원리인지 잘 모르겠네요.)
각종 연구실이나 기업 등에서는 어떤 방식으로 잔류 이온 제어(부식 방지)를 하고 있는지? 과거/최근 적용 사례나 연구 동향 등이 궁금합니다.
또는 새롭게 평가해볼만한 아이디어도 고민 중에 있습니다.
2. 단순히 최상부막 Metal에 남는 AlCl3 뿐만 아니라 하부막에 박히는 Cl 이온도 악영향이 있겠죠?
3. CF4 처리를 하더라도 AlF3나 하부막 F이온도 정도가 덜할 뿐 비슷한 side effect이 생길 것 같습니다. 애초에 잔류 Cl 이온을 줄이거나 완전히 제거할 수 있는 방법이 있을까요..?
댓글 1
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pal_webmaster
2022.02.03 15:53
안녕하세요, 플라즈마 응용 연구실입니다.
일반적으로 Cl 기반 식각 공정을 수행한 후 벽면에 잔류하는 Cl 은 말씀하신 대로 F 으로 치환하는 방법을 많이 사용합니다.
다만 말씀하신 대로 AlF3 도 챔버 내 particle 을 형성할 수 있다는 단점이 있습니다.
이에 관련하여 프랑스의 Ramos, Cunge, Joubert 등이 연구를 주로 하였는데, 이들이 제시하는 방법은 다음과 같습니다.
1. 식각 전 CF 계열의 가스를 이용하여 내벽을 polymer 로 coating
2. 식각 수행
3. SF6/O2 플라즈마를 이용하여 polymer 에 coating 된 Cl 제거
4. O2 플라즈마를 이용하여 잔여 polymer 제거
위와 같은 방식으로 식각을 수행할 경우 매번 벽면에 polymer coating 으로 인해 AlCl3 뿐만 아니라 AlF3 의 잔류도 억제할 수 있다고 합니다.
언급한 논문 링크 첨부합니다.
https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.10.025