Deposition SiO2 박말 밀도와 반응성 간 상관 관계 질문 [세정 시간 및 식각 효율]
2022.02.17 17:53
안녕하세요.
CVD 공정 엔지니어로 근무 중인데, 전공과 무관한 업무를 하다보니 막히는 경우가 많은데 교수님께 많은 도움을 받고 있습니다. 감사합니다.
다름이 아니라 SiO2 박막 Depo 후, F 입자를 이용하여 Clean을 진행하는데 박막 밀도가 높을 수록 Clean의 효율이 감소하는 결과를 확인했습니다.
제가 추정하는 이유는 두 가지 인데, 제가 추정하는 이유가 맞는지 교수님의 전문적인 견해가 궁금하여 글을 작성합니다..
1) 막질 밀도가 낮을 수록 막질이 phorous하여 빈 공간으로 Radical이 침투하기 용이하여 반응성 증가
2) 막질 밀도가 낮을 수록 같은 두께의 박막 내 SiO2 분자수가 적기 때문에 제거해야 할 SiO2 분자수가 적어 Clean 효율 증가
항상 감사합니다.
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세정이나 식각이나 입자간의 반응이 지배하는 현상이라 가정할 수 있을 것 같습니다. 따라서 라디컬이 많이 생성되어 빠른 속도로 대상 물질에 도달하면 반응이 빨라집니다. 여기에는 라디컬 밀도와 속도, 이 곱을 flux 라 하며, 반응은 표면의 온도 또는 입사 라디컬의 에너지 (라디컬 에너지는 중성으로 조절이 어렵습니다, 따라서 표면 온도)와 세정 대상 입자들 간의 반응률에 비례할 것입니다. (이는 고유값으로 조사가 필요합니다). 따라서 flux 에 조사 시간을 곱하면 dose 조사량이 되고, 세정 시간이 결정됩니다.
반면 반응 대상이 충분히 많고 라디컬과 반응이 신속할 경우, 대상 입자들의 잔존량이 많게 되는데, 이를 loading effect 라 합니다. 반응이 너무 빨라서 후속 반응이 제한을 받아 세정 혹은 식각 효율이 떨어질 수가 있습니다.
다만, 위의 설명에서는 대상 입자와 반응하는 라디컬의 입자속 (flux)에 비례하는 점 외에도, 막질의 문제가 추가됩니다. porous 한 경우는 일단 대상 입자 및 bonding 의 노출이 커지니 식각 및 세정이 커질 수 있겠습니다만, 공정 진행 중에서 구조가 변하고 불순물이 추가되는 경우도 발생하는 경우에는 오히려 세정률이 떨어질 수도 있겠습니다.
반응시 막질의 화학적 성질 변화에 대해서는 전북대학교 임연호 교수님 연구에 관심을 가져 보시면 좋을 것 같습니다..