본 연구에서는 STS-ICP ASEHR을 이용하여 Etch와 Deposition 공정을 반복하여 에칭을 하는 Bosch 식각에 관하여 연구하였다. 기본적인 Etch rate의 변화는 Etching하고자 하는 Wafer에 Deposition된 PR 또는 SiO₂의 두께와 Etching하고자 하는 Wafer의 Depth 및 Pattern size가 영향을 준다. 그러나 이러한 기본적인 변수 외에 STS-ICP ASEHR 장비의 Platen power, Coil power 및 Process pressure에 다양한 변화를 주어 각 변수에 따른 Etch rate을 관찰하였다. 각 공정별 변수를 준 결과 Platen power 12W, Coil power 500W, Etch/Passivation Cycle 6/7sec 일 경우 Etch rate은 1.2㎛/min 이었고, Sidewall prpfile은 90±0.2˚로 나타나 매우 우수한 결과를 보였다. 이는 ICP를 이용한 Bosch Process에 의한 결과임을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 STS-ICP ASEHR을 이용하여 Etch와 Deposition 공정을 반복하여 에칭을 하는 Bosch 식각에 관하여 연구하였다. 기본적인 Etch rate의 변화는 Etching하고자 하는 Wafer에 Deposition된 PR 또는 SiO₂의 두께와 Etching하고자 하는 Wafer의 Depth 및 Pattern size가 영향을 준다. 그러나 이러한 기본적인 변수 외에 STS-ICP ASEHR 장비의 Platen power, Coil power 및 Process pressure에 다양한 변화를 주어 각 변수에 따른 Etch rate을 관찰하였다. 각 공정별 변수를 준 결과 Platen power 12W, Coil power 500W, Etch/Passivation Cycle 6/7sec 일 경우 Etch rate은 1.2㎛/min 이었고, Sidewall prpfile은 90±0.2˚로 나타나 매우 우수한 결과를 보였다. 이는 ICP를 이용한 Bosch Process에 의한 결과임을 확인할 수 있었다.
In this study Bosch etching process repeating etch and deposition by STS-ICP ASEHR was evaluated. Fundamentally etch depth changes were affected by thickness of deposited PR, $SiO_2$ and depth, and pattern size on the substrate. However etch rates were observed to be changed by variable p...
In this study Bosch etching process repeating etch and deposition by STS-ICP ASEHR was evaluated. Fundamentally etch depth changes were affected by thickness of deposited PR, $SiO_2$ and depth, and pattern size on the substrate. However etch rates were observed to be changed by variable parameters such as platen power, coil power, and process pressure. Etch rate showed $1.2\mu{m}/min$ and sidewall profile showed $90\pm0.2^\circ$ with platen power 12W, coil power 500W, and etch/passivation cycle 6/7sec. It was confirmed that this result was very typical to Bosch process utilizing ICP.
In this study Bosch etching process repeating etch and deposition by STS-ICP ASEHR was evaluated. Fundamentally etch depth changes were affected by thickness of deposited PR, $SiO_2$ and depth, and pattern size on the substrate. However etch rates were observed to be changed by variable parameters such as platen power, coil power, and process pressure. Etch rate showed $1.2\mu{m}/min$ and sidewall profile showed $90\pm0.2^\circ$ with platen power 12W, coil power 500W, and etch/passivation cycle 6/7sec. It was confirmed that this result was very typical to Bosch process utilizing ICP.
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문제 정의
현재 상용화되어 증착 공정에서 많이 사용되는 마그네트론-스퍼터링의 경우 입자의이온화율이 10%를 넘지 못하는데 반하여 ICP-스퍼터링의 경우 약 80%까지 증가시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다[1, 4, 5]. 이를 이용하여 ICP Etching에 관한연구를 하고자 한다.
제안 방법
주어 진행하였다. SEM을 통해 Etching된 시편의 미세조직을 관찰하였다. 여기서 C4F8, SF6 의 단위 seeme Standard Cubic Centimeter per Minute의 약자로서, 이하 seem이라 표기하였다.
각각의 공정 후 Etch Rate과 Scallop 크기를 SEM을 이용하여 측정하였다. 전체 식각 시간은 15분으로 동일하게 주었고, Etch Step의 시간을 5초로 변화시키고 나머지 다른 변수는 SF6 lOOsccm, C4F8 lOOsccm, Coil Power 600W, Platen Power 10W, Pressure 10 mT로고정하여 실험하였다.
측정하였다. 전체 식각 시간은 15분으로 동일하게 주었고, Etch Step의 시간을 5초로 변화시키고 나머지 다른 변수는 SF6 lOOsccm, C4F8 lOOsccm, Coil Power 600W, Platen Power 10W, Pressure 10 mT로고정하여 실험하였다. 그림 4는 Etch Step을 5초 주었을 때의 미세조직 사진이다.
이론/모형
본 연구에서는 그림 1에서와 같이 Model STS-ICP ASEhr Etcher# 사용하여 본 연구를 수행하였다. 그림 2, 3은 STS-ICP Etcher의 Chamber 내부에 시편을 장입하기 전과 시편이 완전히 Loading된 후 공정이 시작된 그림이다.
성능/효과
실험 결과 Etch Step의 변화에서 8sec일 경우에 식각속도 및 Scallop 크기가 가장 안정적이고 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 이는 Etch Step하나의 변화에서 Scallop Size의 최대 조건은 8sec 이상이라는 것을 알 수 있었다.
후속연구
SF6 Gas 변화에서는 130 seem과 150 seem 에서 가장 높은 Etch Rate와 Scallop size를 형성함을 알 수 있었다. 위의 두 가지 조건의 변화에 따른 연구 결과 실제 Etch Rate에 영향을 주는 인자들은 전체 공정 시간과 Cycle Time, Gas Flow Rate 이라는 것을 알 수 있었으며, 추후 Coil Power, Platen Power, Process Press를 변화시켜 선행 연구 결과와의 상관 관계를 규명 할 수 있을것이라 제안한다. 최종적인 연구의 결과로 최적의 ICP 공정조건을 확립할 수 있을 것이다.
위의 두 가지 조건의 변화에 따른 연구 결과 실제 Etch Rate에 영향을 주는 인자들은 전체 공정 시간과 Cycle Time, Gas Flow Rate 이라는 것을 알 수 있었으며, 추후 Coil Power, Platen Power, Process Press를 변화시켜 선행 연구 결과와의 상관 관계를 규명 할 수 있을것이라 제안한다. 최종적인 연구의 결과로 최적의 ICP 공정조건을 확립할 수 있을 것이다.
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