ICP 안녕하세요 ICP dry etching 관련 질문사항드립니다!
2019.06.21 17:03
안녕하십니까, 저는 반도체. 디스플레이 TFT 연구를 하는 석사과정 학생 조현철이라고합니다.
Top gate의 transistor를 만드는 과정에서, 궁금증이 생겨서 글을 남깁니다!
제가 식각해야하는 물질은 HfO2 과 IGZO 산화물 반도체인데,(최적 선택비, 에칭조건 확인)
물질의 Bonding energy (Hf-O 800kJ/mol , IGZO 각각의 본딩에너지는 500kJ/mol 이하 ) 이고
gas로는 CF4/Ar 혼합가스를 썼습니다. (반도체공동연구소 oxford ICP Etcher) 같은 공정 조건에서 식각을 진행했을때 오히려 식각률이 훨씬 높았던 것은 HfO2 였습니다.
저는 두 물질 모두 Chemical 한 반응보다는 Physical 한 에칭 (sputtering, ion bombardment) 가 dominent한 에칭이 될것이라 생각하였고 HfO2와 IGZO 물질의 bonding energy를 비교해봤을때 HfO2보다 IGZO가 훨씬 높은 식각률을 보일것이라는 생각을 가졌는데요,
반대의 실험결과가 나온 이유가 궁금해서... 질문을 남깁니다.
1. Plasma etching 진행시 bias power의 크기에 따른 Ion의 운동에너지 외의 physical 에칭에 영향을 미치는 요소가 있을까요?.
2. Source Power / Bias Power 를 250W / 100W 셋팅했을시 Bias Power쪽 reflected power가 높게 뜨는 현상을 확인했습니다.
소자과 학생이라 자세하게 알지는 못하지만 matching이 제대로 되지않아서 생기는 현상이며, plasma가 잘 생기지 않는 조건에서 발생한다고 이해하였는데요, 이를 해결하기위해 (Gas flow rate 증가, Source Power 증가, 챔버내 압력 증가) 즉, 플라즈마가 잘 발생할 수 있는 조건에서 공정을 다시 진행해보면 될지 궁금합니다
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아래 'N2 플라즈마' 답변을 참고해서 솔루션을 찾아 보세요. 여기서 reflected power 가 크면 입력 값에 대해서 정확한 정의가 어렵습니다. 실제 플라즈마가 얻는 전력은 net power = forward-reflected pwr 값으로 정의합니다. 물론 bias 쪽이나 전원쪽의 match와 기구들의 가열로 에너지 손실이 있습니다만, 일단 무시하고 전달 효율을 생각해 보세요.