Process ICP-RIE process 및 plasma에 대해 질문있습니다. [Etch와 IEDF]
2019.12.19 10:29
안녕하세요.
반도체 회사에 근무하고 있는 정현철이라고 합니다. 이번에 ICP-RIE라는 장비를 사용하면서, 원리 및 구조에 대해 공부하고 있습니다.
1. etching
SiO2의 식각의 경우 SF6 같은 반응성 gas의 경우dissociation이 SF5,SF4,등등 여러형태로 분리됩니다.(Fluorine radicals 들이 반응성 etching 핵심이죠)
여기서도 양이온이 생성되며, physical etching이 되는게 맞는것 인지?? 그렇다면 이온화된 즉 양이온들은 모두 physical etching이 되는게 맞는 것인가요? 그렇다면 다른 반응성 gas들도 마찬가지인지요?
2. 그러면 SF6 두고 봤을 때 physical etching vs. chemical etching 어느쪽이 많이 작용하는지 알 수 있는 방법이 있나요 ? (물론 power 등등 변수에 따라 다르겠지만)
3. Radicals
etching 시 중성 radicals이 chemical etching을 하는데, radicals도 양성, 음성이 존재하는 걸로 알고 있습니다. 이런 양성 음성 radical들은 etching에 관여를 안하는지요?(계속 찾아보는 중입니다)
그리고 radical의 확산에 의해 etching이 되는 건데.. 이 확산의 pumping에 의한 것인지 아니면 농도에 의한 것인지... pumping에 의한 변수가 더 큰게 맞는건가요 ?
4. ICP-RIE
gas: Ar/H2/Cl2 사용중이며, 시료는 화합물 wafer입니다.
ICP/RF 둘다 사용하며 ICP 파워만 증가 시켰더니 DC bias가 오히려 감소(-10정도감소)하였으며 etch rate도 떨어졌습니다.(변수 동일)
여기서 icp power를 증가시켰음에도 불구하고 DC bias가 떨어지는건 physical etching이 그만큼 줄었고, plasma에 의해 dissociation되는게 다르기 때문이라고 보면 되는지..
그리고 이 시료에 대해서는 chemical etching보다 physical etching이 더 빠르다고 판단되며, physical한 쪽이 etch rate을 좌우한다고 보면 될까요?
감사합니다.
기본적인 사항은 본 게시판에서 찾으실 수 있을 것 같고, 참고할 자료로는 염근영교수님의 "픞라즈마 식각기술"을 참고시면 도움이 될 것 같습니다. 먼저, 플라즈마 생성과 해리, 이온화 과정에 대해서 보시고, radical 생성 및 이온화 정도를 판단하는 반응계수(rate constant)의 의미를 확인해 보시면 좋을 것 같군요. 그리고 쉬스를 공부하시는데, electro-positive (Ar 플라즈마 등) 과 electro-negative (식각 플라즈마)의 성질을 고려한 쉬스 공부도 해 보시면, 많은 것은 얻으실 수 있을 것 같습니다. 또한 RF 플라즈마에서 쉬스의 정의는 조금 신중해야 합니다. 주파수에 따라서 플라즈마가 요동하고 있으며 타킷 전위도 요동하고 있기 때문으로 IEDF (이온에너지 분포함수)를 고려하는 것이 정밀공정에서 반드시 필요합니다. 따라서 RF-쉬스라는 주제로 공부도 병행하시는데, self bias의 Vdc 의 형성과정을 고려해서 플라즈마의 어떤 인자들이 이 전위 형성에 기여하는가를 찾아 보세요. 도움이 되었으면 합니다.