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CF4O2 gas 플라즈마를 이용한 폴리이미드 박막의 식각
The Etching Characteristics of Polyimide Thin Films using CF4O2 Gas Plasma 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.15 no.5, 2002년, pp.393 - 397  

강필승 (중앙대학교 전자전기공학부) ,  김창일 (중앙대학교 전자전기공학부) ,  김상기 (ETRI 반도체 신기술 연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Polyimide (PI) films have been studied widely as the interlayer dielectric materials due to a low dielectric constant, low water absorption, high gap-fill and planarization capability. The polyimide film was etched using inductively coupled plasma system. The etcying characteristics such as etch rat...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • TEOS (tetraethylorthosilicate) 막은 420 ℃ 에서 SiH4 및 02 가스를 사용한 저압 화학증착법 (LPCVD: low pressure chemical vapor deposition)으로 2000A 증착하였다. TEOS 증착 후, PI막은 sol-gel 방법으로 증착하였고, 5번의 증착을 통하여 최종 박막의 두께는 80000 A이었다. 그리고 210℃ 에서 50분 동안 PI 박막을 열처리하였다.
  • VG Scientific 사의 ESCALAB 220-IXL XPS 장비를 이용하여 식각 전/후의 PI 박막의 표면을 분석하였다. 이때 사용된 XPS 장비는 250 watts의 Al K a( 1486.
  • 이때 rf power 는 600 W, de bias 전압을 -300 V, 반응로 압력은 15 mTorr, 기판온도는 30 ℃로 고정하였다. 또한, PI 박막의 식각 메커니즘을 규명하기 위하여 식각전의 반응로의 플라즈마 상태를 OES를 이용하여 진단하였고, 식각 전후의 pi 박막의 표면에 대하여 XPS를 이용하여 연구하였다.
  • 본 연구에서는 PI 박막의 식각을 O2/CF4 유도결합 플라즈마를 이용하여 수행하였다. 식각 특성은 와 CF4 가스 혼합비의 변화에 따라 식각 속도의 변화를 관찰하였으며, 반응로 내의 플라즈마 상태를 진단하기 위해 OES (optical emission spectroscopy)를 이용하였다.
  • 식각 특성은 와 CF4 가스 혼합비의 변화에 따라 식각 속도의 변화를 관찰하였으며, 반응로 내의 플라즈마 상태를 진단하기 위해 OES (optical emission spectroscopy)를 이용하였다. 식각 이후에 상태를 SEM (scanning electron microscopy)을 이용하여 관찰하였고, 식각된 PI 박막의 표면에서 화학적인 반응을 고찰하기 위하여 XPS (x-ray photoelectron spectroscopy) 분석을 수행하였다.
  • 플라즈마를 이용하여 수행하였다. 식각 특성은 와 CF4 가스 혼합비의 변화에 따라 식각 속도의 변화를 관찰하였으며, 반응로 내의 플라즈마 상태를 진단하기 위해 OES (optical emission spectroscopy)를 이용하였다. 식각 이후에 상태를 SEM (scanning electron microscopy)을 이용하여 관찰하였고, 식각된 PI 박막의 표면에서 화학적인 반응을 고찰하기 위하여 XPS (x-ray photoelectron spectroscopy) 분석을 수행하였다.
  • 식각속도는 KLA-Tencor사의 a-step 500을 이용하여 측정되었으며, 식각단면은 Hitachi 사의 S-800 SEM 을 이용하여 관찰 하였다. VG Scientific 사의 ESCALAB 220-IXL XPS 장비를 이용하여 식각 전/후의 PI 박막의 표면을 분석하였다.
  • 선택비를 나타낸 것이다. 이때의 공정변수로는 rf 전력, dc-bias 전압, 기판온도를 각각 600 W,-300 V 및 30 ℃ 로 고정하였다.
  • 이와 같이 준비된 PI 박막을 ICP 식각장치를이용하여 O2/CF4 가스 혼합비를 변화시키면서 식각하였다. 이때 rf power 는 600 W, de bias 전압을 -300 V, 반응로 압력은 15 mTorr, 기판온도는 30 ℃로 고정하였다.

대상 데이터

  • 그리고 210℃ 에서 50분 동안 PI 박막을 열처리하였다. PI 박막의 식각특성을 고찰하기 위하여 사용된 시료는 PI/TEOS /Si 구조를 가지고 있으며, 식각 형상을 관찰하기 위해 알루미늄 하드 마스크를 사용하였다. 알루미늄 하드마스크는 single target 과 RF Anelva SPF-201B 스퍼터 시스템을 이용하여 20000 A의 두께로 증착 하였다.
  • 본 실험에서 PI 증착을 위한 기판으로 0.85 -1.15 Qcm 의 鶴 실리콘 웨이퍼를 사용 하였다. Si 기판을 1 : 4의 H2SO4 : 压。2 및 10 : 1의 H2O : HF 용액으로 자연 산화막을 제거 후 탈이온수 (deionized water) 로 세척하였다.
  • PI 박막의 식각특성을 고찰하기 위하여 사용된 시료는 PI/TEOS /Si 구조를 가지고 있으며, 식각 형상을 관찰하기 위해 알루미늄 하드 마스크를 사용하였다. 알루미늄 하드마스크는 single target 과 RF Anelva SPF-201B 스퍼터 시스템을 이용하여 20000 A의 두께로 증착 하였다.

이론/모형

  • Si 기판을 1 : 4의 H2SO4 : 压。2 및 10 : 1의 H2O : HF 용액으로 자연 산화막을 제거 후 탈이온수 (deionized water) 로 세척하였다. TEOS (tetraethylorthosilicate) 막은 420 ℃ 에서 SiH4 및 02 가스를 사용한 저압 화학증착법 (LPCVD: low pressure chemical vapor deposition)으로 2000A 증착하였다. TEOS 증착 후, PI막은 sol-gel 방법으로 증착하였고, 5번의 증착을 통하여 최종 박막의 두께는 80000 A이었다.
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