Etch Gas flow rate에 따른 etch rate의 변화가 궁금합니다.
2019.12.01 17:46
학부에서 현재 반도체 공정에 대해 공부를 하고 있는 학생입니다.
현재 RIE를 통해 oxide가 깔린 웨이퍼를 dry etching 하는 실험을 진행중에 있습니다.
실험을 통해 oxide를 rf power 75W, 시간은 1분으로 고정시킨후 CF4가스를 10sccm에서 50sccm으로 증가시키면서 etch rate를 측정한 결과 etch rate가 감소하는 결과가 나왔습니다. 제 생각에는 plasma에 있는 이온이 웨이퍼로 이동하는 과정에서 gas의 밀도가 높아져 scattering이 증가해 physical etch가 감소하고 그로 인해 oxide의 bonding이 덜 깨져 radical에 의한 chemical etching도 감소한 것으로 예상되는데 제 생각이 맞는지 궁금합니다.
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Flow rate 변화가 공정 가스들의 moral ratio 변화와 resident time 변화의 원인이 될 수 있으니, 구분해서 해석합니다. 한가지 가정은 구성비가 바뀔 때에도 플라즈마 특성의 변화가 없다는 (큰) 가정을 하고 분석합니다. 아울러 조절 가스의 식각공정에서의 역할 (화학 반응/식각과 passivation(depo)역할을 구분해서 분석을 종합합니다. 식각 교재에 설명된 자료를 참고하면 됩니다. 다만, 여기서 큰 가정은 플라즈마 특성이 조절인자의 조건과 무관하다는 가정이었습니다. (이 내용은 공정 플라즈마를 다룬 논문들을 참고하기 바랍니다) 만일 조절 인자의 변화에 플라즈마 변동 폭이 크지 않다면 앞의 분석 결과가 타당하겠습니다. 플라즈마 변화는 비 선형적이나, 미세 변화에 민감하므로, 거시적 식각 공정의 변화는 현재까지의 모델로 분석이 가능하겠습니다.