Etch 메틸기의 플라즈마 에칭 반응 메커니즘
2023.05.19 12:58
안녕하세요. 화학공학과 재학중인 학부생입니다. si-(ch3)2기의 에칭을 한다고 할 때 제가 생각하는 메커니즘으로 에칭이 될 지 여쭤보고자 글 남깁니다.
plasma gas로는 cf4/o2를 사용한다고 할 때
SI(CH3)2 + 4F > SIF4(gas) + C2H6(gas)의 반응으로 에칭이 가능할까요?
또한 cf4에 o2, ar, chf3등을 추가적으로 사용해도 에칭이 문제없이 진행될 지, 이 경우에도 위와같은 반응으로 에칭이 될지 궁금합니다.
chf3도 에칭에 사용이되고, o2는 f라디칼의 생성을 증가시키며, ar의 경우 아르곤플라즈마의 생성으로 빠른 에칭을 야기시킨다고 알고있습니다.
재미있는 생각인 것 같습니다만 내가 잘 모르겠는 것이 있어요.
Si(CH3)2 와 4F를 어떻게 만들지요? Si(CH3)2 는 silicon 표면에서 CH3기와 반응해야 형성되는데, CH3 를 플라즈마 공간에서 실리콘 표면까지 얼마나 어떻게 전달하는가가 관건일 것 같아요/
다음으로 4F 를 만들려고 CF4/Ar/O2 플라즈마가 필요합니다. 여기서 F를 많이 만들려면 높은 에너지의 전자가 많아야 합니다. 이를 잘 만드는 것이 RF 플라즈마고 Ar 가스이니 어떤 메카니즘으로 고밀도가 되는지 이해해 볼 필요가 있겠습니다. 이렇게 생성된 전자들이 산소하고 충돌하면 산소 라디컬도 많이 만들어 질 수 있고 CF4에서 F를 많이 해리시킬 수 있습니다.
헌데 CH3 기를 이들 플라즈마 내에 존재하게 해야 할 텐데, 어떻게 해야 CH3 기를 유지할 수 있을까 하는 문제로 귀결이 됩니다.
어떤 반응이 존재할지 찾아 보시고 알려 주세요. 반응식을 알면 어떻게 플라즈마를 만들어서 공정으로 개발할 수 있을까 생각해 볼 수 있습니다.
(항상 반응기 내 플라즈마에서 생각을 시작합니다. 공정의 주요 반응에 기여하는 요소 인자들이 플라즈마 내에서 일단 많이 생성되고, 조절될 수 있어야 엔지니어링을 할 수 있기 때문이고, 이를 공정 플라즈마 관점이라 합니다. 한번 생각해 보지 말고, 공정까지 생각하려고 노력해 보세요.