Etch RIE 공정시에 형성되는 두 효과를 분리해보고 싶습니다. [플라즈마 가속 전자의 충돌 반응]
2018.08.30 15:30
안녕하세요~.
저는 KIST에서 고분자 나노패턴을 연구하고 있는 손정곤 입니다.
RIE를 사용하면서 항상 블랙박스와 같이 루틴하게만 에칭을 위해 사용하고는 했는데, 궁금한 점이 있어 질문 드리게 되었습니다.
RIE 시에 형성되는 플라즈마로 인하여, 일반적인 substrate에는
1. 플라즈마로 인한 E-field가 걸리는 곳에 이온화된 기체 원자가 직접 부딪히며 생기는 효과와
2. reactive한 radical 형태의 중성 입자가 날라와서 반응하는 효과,
2. 플라즈마로 인하여 형성되는 빛, 그러니까 plasma UV/vacuum UV (VUV) photoemissions로 생기는 효과
세 가지가 동시에 영향을 미칠 것으로 생각됩니다.
이 경우에, 3번의 형성되는 빛으로 인한 효과는 막으면서 1,2 번의 ion과 radical의 효과만 얻는 방법이 있을 지 궁금합니다.
개인적인 생각은 grating mask(complementary filter?)를 교차로 설치하여 빛의 투과는 막으며 이온과 라디칼은 흘러가서 샘플을 때리게 하고 싶은데,
그렇다면 이 샘플위에 부양시켜 설치하려는 grating mask는 부도체여야 하는지 도체여야 하는지, 도체라면 아래의 RF 전극과 연결되어야 하는지, 아니면 grounding이 되어야 하는 지 등등이 궁금합니다.
grating mask가 도체면 RIE의 geometry가 변형되어 e-field 등이 변하고 ion의 움직임도 변할 것 같아 질문드립니다.
여기에서 많은 것들을 배워갑니다. 감사드립니다.
플라즈마 내에서 가속 전자와의 주된 충돌 반응은 탄성 충돌, 여기, 해리, 이온화 등으로 나누어 집니다. 여기 반응으로 부터 빛이 방출되고 이온화 반응으로 부터 하전입자들이 동시에 생성됩니다. 이들을 서로 분리하려면 대부분의 경우 플라즈마가 갖는 고유 특성을 읽게 됩니다. 여기서 하전입자는 전기장을 통해서 제어할 수가 있고, 빛은 가림막을 써야 막을 수가 있겠습니다. 따라서 만일 가림막을 이용해서 플라즈마로 부터 빛을 가린다면 그림자가 생기고 그림자 밑으로 하전입자들이 확산되어야만 빛과 입자를 구분할 수가 있을 것 입니다. 혹은 UV인 경우 파장 길이가 짧아서 site 에는 오히려 하전입자들은 투과가 되기 힘들 것 입니다. 따라서 입자를 filtering 하기가 보다 수월할 수가 있겠으나, 이 조건은 플라즈마에 의한 패턴 식각을 도모할 수가 없을 것입니다.