Etch [RIE] reactive, non-reactive ion의 역할

2020.08.03 13:46

조현철2 조회 수:2450

안녕하세요 교수님, ICP Dry etching을 활용한 High-k , Oxide semiconductor patterning 연구를 진행중인 석사과정 학생입니다.


제가 사용하는 Dry etch chemistry는 CF4/Ar gas인데요, 이 때 반응성 이온으로 형성될수 있는 F+,CFx+ ion 그리고 non-reactive gas인 Ar의 역할들에 대해 질문을 여쭙고 싶습니다.


흔히 Ar ion의 경우 energetic bombardment라 하여 target 표면의 1.physical sputtering 및 2. bonding을 깨 radical과의 화학반응을 유도하며 3. 낮은 ionization energy로 인해 RIE 공정 시  plasma 안정화의 역할을 하는 것으로 알고 있습니다.


반면 Reactive ion 의 경우의 역할에 대해 혼란이 있는데요, 예를들어 CF4 gas의 경우 plasma에서 CFx+ 및 F+ ion이 형성되고

수많은 논문들에서는 이들 reactive ion 의 역할을 1.radical과 같은 표면반응으로 byproduct 형성 / 2. icp의 bias power의 영향을 받아 Ar ion 과 같은 bombardment 역할을 한다고 이야기하고 있습니다.


이부분에서 장비 및 공정의 조건 그리고 target물질에 따라, reactive ion(CF3+ CF2+,CF+,F+ etc..)들의 역할이 바뀔 수 있는 것인지요, 아님 복합적으로 화학반응 및 sputtering 역할이 동시에 일어나되, 공정조건에 따라 dominent한 역할이 달라지는 것인지... 궁금합니다.


정리하면 rie에서 reactive ion의 역할이 ion bombardment & sputtering, chemical reaction 둘다 맞는 말인지 여쭙고 싶습니다.


감사합니다.

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