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제안 방법
- SF6, SF6/O2, SF6/CH4 가스와 기계적 펌프에 기초한 저진공 축전 결합형 유도결합 플라즈마를 사용하여 아크릴의 건식 식각을 실험하고 그 결과를 분석하였다. 그 결과를 살펴보면 첫째, SF6/O2의 혼합 플라즈마가 순수한 SF6나 O2 플라즈마보다 아크릴의 식각 속도를 높였다.
- 식각 실험에서 감광제에 대한 식각 선택비를 얻기 위해 먼저 식각 실험 전에 미세 패턴 두께의 초기 값을 측정하고, 플라즈마 식각을 5분 한 후에 다시 미세 패턴의 총 두께를 측정하였다. 그 후 감광제를 제거한 후에 다시 측정해서 계산을 통하여 식각 선택비를 구하였다.
- 6 cm2로 자른 후 스핀 코터 (Spin Coater)를 사용하여 그 위에 감광제(AZ GXR601(46CP))를 3 µm의 두께로 도포하였다. 그 후 컨택 얼라이너(Contact Aligner)를 사용하여 자외선 조사 후 현상액으로 처리하여 감광제의 미세 패턴을 형성하였다. 패턴 된 샘플을 1.
- 불소를 포함한 가스는 CF4, CHF3 등도 있지만 인체에 상대적으로 안정한 SF6 가스를 사용하였다. 또한 식각 선택비를 비교하기 위하여 SF6가스에 CH4 가스를 혼합하여 추가 실험을 진행하고 그 결과를 비교 분석 하였다.12-13)
- 샘플의 미세 패턴 두께 및 플라즈마 식각 두께는 표면 단차 측정기(Tencor alpha step IQ)를 이용하였다. 또한 아크릴의 플라즈마 식각 전후의 표면 거칠기 값도 표면 단차 측정기의 표면 거칠기 프로그램을 이용하여 측정하였다. 식각된 패턴 및 표면의 형상은 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscopy)을 사용하여 분석하였다.
- 또한 가지 중요한 것은 플라즈마 식각 중에서도 어떤 식각 시스템을 이용하는가 하는 것이다. 본 연구에서는 향후 산업과 연구에서 널리 사용될 수 있는 저진공 축전 결합형 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 시스템을 사용해서 식각을 하였다. 식각용 시스템은 축전형 플라즈마 시스템 이외에도 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 시스템과 전자 사이클로트론 공진(Electron Cyclotron Resonance) 시스템 그리고 트라이오드(Triode) 시스템 등이 있지만, 이러한 시스템들은 수 십 미리토르 이하의 고진공 공정 압력을 사용하여야 제대로 된 효과를 얻을 수 있다.
- 샘플의 미세 패턴 두께 및 플라즈마 식각 두께는 표면 단차 측정기(Tencor alpha step IQ)를 이용하였다. 또한 아크릴의 플라즈마 식각 전후의 표면 거칠기 값도 표면 단차 측정기의 표면 거칠기 프로그램을 이용하여 측정하였다.
- 8 cm2로 조각내어 실제 실험에 사용하였다. 식각 실험에서 감광제에 대한 식각 선택비를 얻기 위해 먼저 식각 실험 전에 미세 패턴 두께의 초기 값을 측정하고, 플라즈마 식각을 5분 한 후에 다시 미세 패턴의 총 두께를 측정하였다. 그 후 감광제를 제거한 후에 다시 측정해서 계산을 통하여 식각 선택비를 구하였다.
- 또한 아크릴의 플라즈마 식각 전후의 표면 거칠기 값도 표면 단차 측정기의 표면 거칠기 프로그램을 이용하여 측정하였다. 식각된 패턴 및 표면의 형상은 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscopy)을 사용하여 분석하였다.
- 아크릴 샘플의 크기는 3.6 × 3.6 cm2로 자른 후 스핀 코터 (Spin Coater)를 사용하여 그 위에 감광제(AZ GXR601(46CP))를 3 µm의 두께로 도포하였다.
- 기계적 펌프만을 사용하였을 때, 가스를 공급하지 않은 상태에서의 최저 진공 압력은 약 30 mTorr이었다. 진공 압력은 열전대 진공 게이지와 바라트론 게이지(Baratron Gauge)를 사용하여 측정하였다. 공정압력은 100 mTorr 이었다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용한 시스템은 축전 결합형 플라즈마 시스템이다. Fig.
- 본 연구에서는 불소성분을 포함한 SF6 가스와 고분자를 식각하는데 효과적인 O2 가스를 각각 개별적으로 또는 혼합하여 사용하였다. 불소를 포함한 가스는 CF4, CHF3 등도 있지만 인체에 상대적으로 안정한 SF6 가스를 사용하였다.
- 가스를 각각 개별적으로 또는 혼합하여 사용하였다. 불소를 포함한 가스는 CF4, CHF3 등도 있지만 인체에 상대적으로 안정한 SF6 가스를 사용하였다. 또한 식각 선택비를 비교하기 위하여 SF6가스에 CH4 가스를 혼합하여 추가 실험을 진행하고 그 결과를 비교 분석 하였다.
- 아크릴 샘플은 두께 1 mm의 소재를 준비하였다. 아크릴 샘플의 크기는 3.
- 패턴 된 샘플을 1.8 × 1.8 cm2로 조각내어 실제 실험에 사용하였다.
- 1은 본 연구에 사용한 시스템의 개요도이다. 플라즈마 반응기에 사용한 RF(Radio Frequency) 파워는 영신 플라즈마의 13.56 ㎒ 600 W용 공냉식 전원공급기와 매칭 네트워크를 사용하였다. 샘플 지지대는 직경 150 mm의 크기였다.
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