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제안 방법
- 전압, 。2가스 혼합량의 변화가 식각율, 이방성 식각등의 식각특성에 미치는 영향을 살펴보았다,
- 여기서 생성되는 플라즈마내의 이온들은 시료에 입사하여 물리적 인식각 작용을 일으키게 되는데 입사되는 이온들을 수직으로 입사시키기 위해서 기판에 DC 바이어스전압을 인가한다. RF 소스 전력을 300 W부터 700 W까지 100 W씩 증가시켜 각 RF 소스 전력별로 DC 바이어스 전압을 0 V에서 -100 V까지 -20 V 씩 증가시키며 DC 바이어스 전압에 대한 영향을 실험하였다.
- 라디칼과 전자 이온의 농도에 영향을 미치게 된다. RF 소스 전력의 가변조건을 300 W ~ 700 W까지 100 W씩 증가 하며 식각공정에 적용하였다. RF 소스 전력이 낮을수록 측면이 수직으로 잘 형성이 되었고, 높을수록 트렌치 구조에서 언더컷이 발생한 것을 볼 수 있었다.
- 노광에 사용된 마스크는 식각 면적에 따른 식각율에 대한 특성을 실험하기 위하여 2 ㎛부터 50 ㎛ 까지 다양한 폭을 가진 트렌치 선폭과 100 ㎛ 이상의 대면적을 가진 형태로 되어있다. 노광 후 빛과 반응한 감광제 부분을 식각하기 위하여 현상액 (PMER developer P-7G)으로 6분간 현상을 하여 패턴을 형성하였다. 현상 후 감광제에 남아있는 용매 제거와 경화를 위해서 110 ℃에서 2분간 베이크 하였다.
- 본 논문에서 실험한 중요한 식각공정변수로서 패시베이션 가스인 C4F8 가스량, RF 소스 전력, DC 바이어스 전압, 02 가스 첨가로서 이 공정변수들이 이방성 식각에 어떠한 영향을 미치는지 실험을 하였다. 실험한 식각공정변수의 범위는 표 1과 같은 범위에서 실험을 하였다.
- 본 논문에서는 고밀도 플라즈마를 대면적에 걸쳐 고르게 생성할 수 있는 ICP를 소스원으로 사용하는 반응이 온 식각장치 (Reactive Ion Etching : RIE) 시스템을 사용하였고, 실험의 공정변수는 트렌치 구조나 미세구조물 식각공정에 적용하기 위해 표 1과 같이 C4F8 가스량, RF 소스 전력, DC 바이어스 전압, 02 가스 혼합량의 영향을 분석 하였고 최적화 값을 도출하였다.
- 챔버 내부의 반응 가스를 순수한 SF6 가스로 100 % 고정 후 02 가스를 혼합하여 실험을 하였다. 이때 SF6 가스량은 50 seem으로 일정하게 유지한 후 그림 8과 같이 02 가스의 첨가량을 6 %에서 29 %까지 첨가하며 Ch 가스 혼합에 따른 식각영향에 대하여 실험하였다.。2 가스 24 %일때 PR과의 선택도는 65.
- 이때 반응기체가 균일하게 챔버 내부로 유입되도록 가스 분사링 (shower head)를 사용하여 가스를 주입하였고, 또한 하부 전극은 반응 플라즈마로 발생되는 열에 의한 소자의 손실을 줄이기 위해 5 ℃의 냉각수로 기판을 냉각하였다. 진공시스템으로는 저 진공 펌프로 로터리 펌프를 사용하여 1.0 X 10-3 Torr 까지 챔버 내부의 진공을 유지한 후, 터보분자 펌프를 이용하여 1.0 X 10-6 Torr 로 챔버 내부의 진공을 유지하였다. 챔버의 유량과 압력은 독립적으로 조정이 가능하도록 하였는데 가스유량은 MFC를 사용하여 SF6, C4F8, Ar가스는 0-100 seem, O2는 0~20 seem까지 가변 할 수 있게 제작되었다.
- 0 X 10-6 Torr 로 챔버 내부의 진공을 유지하였다. 챔버의 유량과 압력은 독립적으로 조정이 가능하도록 하였는데 가스유량은 MFC를 사용하여 SF6, C4F8, Ar가스는 0-100 seem, O2는 0~20 seem까지 가변 할 수 있게 제작되었다. 압력은 스로틀 밸브(throttle val.
대상 데이터
- 본 논문에서 사용한 ICP-RIE 시스템은 그림 1 에서와 같은 단일 웨이퍼 공정용 평판형 플라즈마 형태이다. 챔버의 상부에는 안테나 코일을 사용하기 위하여 원판형 석영창(quartz plate)을 두었고, 고주파 전원을 공급받는 상부 안테나는 지름 180 mn 동판을 사용하여 3회 감은 코일을 사용하였다.
- 실험에 사용한 주반응 가스로 SF6(99.9 %), C4F8 (99.9 %) 가스를 사용하였고, 이밖에 각 공정에 첨가할 수 있는 가스로는 고순도 02(99.995 %), Ar (99.999 %)를 사용하였다. 이때 반응기체가 균일하게 챔버 내부로 유입되도록 가스 분사링 (shower head)를 사용하여 가스를 주입하였고, 또한 하부 전극은 반응 플라즈마로 발생되는 열에 의한 소자의 손실을 줄이기 위해 5 ℃의 냉각수로 기판을 냉각하였다.
- 대해서 실험하였다. 실험에서 사용된 트렌치 구조의 종횡비는 0.4인 시료, 즉 트렌치 선폭이 25 ㎛, 마스크의 높이는 10 ㎛인 시료를 사용하였다. C4F8의 가스 변화량으로는 10 seem부터 50 seem까지 10 seem 단위로 증가를 시키면서 실험을 하였고, 이때 식각공정 가스는 SFe 50 seem으로 일정하게 유지하였다.
- 챔버의 상부에는 안테나 코일을 사용하기 위하여 원판형 석영창(quartz plate)을 두었고, 고주파 전원을 공급받는 상부 안테나는 지름 180 mn 동판을 사용하여 3회 감은 코일을 사용하였다. 상부의 코일과 하부 전극에 공급하는 고주파 발생 전원부는 13.
- 트렌치 구조의 이방성 식각을 위한 시료는 (100) 방향의 P형 실리콘(Si) 웨이퍼를 사용하였으며, Si 웨이퍼 위에 트렌치 구조의 패턴을 제작하기 위해 양성 (positive) 감광제 (Tokyo ohka 사, P-LA 900)를 사용하였다. 먼저 스핀코터 (spin coater)를 사용하여 감광제를 6 网1로 일정하게 도포한 후 감광제에 혼합되어있는 용매를 제거하기 위하여 핫플레이트에서 110 ℃로 5분간 베이크 한 후, 쿼츠(quartz) 마스크로 30초간 노광을 하였다.
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