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제안 방법
- EDA/Ar에 HFIP를 첨가하였을 때 식각 속도 및 식각 선택도의 향상은 미약하였지만 개선된 식각 프로파일을 확보할 수 있었으며 특히 75% EDA/HFIP 농도에서 가장 우수한 식각 프로파일을 얻었다. 75% (EDA/HFIP)/Ar 농도에서 식각 변수들을 변화하여 식각특성의 변화를 관찰하였다. ICP 소스 파워와 dc-바이어스 전압이 증가할수록 식각 속도와 식각 선택도는 증가하였지만, 식각 프로파일은 개선되지 않았다.
- HFIP 첨가의 효과를 좀 더 확인하기 위하여, EDA/ HFIP/Ar 혼합가스에서 EDA와 HFIP의 비율을 3:2 비율의 고정하여 구리 박막을 식각하였다. Fig.
- 식각 가스들의 농도와 식각 변수들을 변화하여 식각 속도, 식각 선택도, 그리고 식각 프로파일들이 조사되었다. Optical emission spectroscopy (OES; Ocean Optics Maya 2000 Pro)를 이용하여 플라즈마 내의 활성 성분들과 양의 변화를 조사하였고 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS; Thermo Scientific K-alpha)를 이용하여 식각 후에 구리 표면에 생성되는 물질들을 조사하여 구리 박막의 식각메커니즘이 조사되었다.
- SiO2 하드 마스크로 패턴된 구리 박막의 식각 특성을 알아보기 위해, 가스 농도에 따른 식각 속도, 식각선택도, 그리고 식각 프로파일들이 EDA/Ar, HFIP/Ar, EDA/HFIP/Ar 가스들에 대하여 각각 조사되었다. 또한 세 가지 주요 공정 변수인 ICP 소스 파워, dc-바이어스 전압, 공정 압력에 따른 식각 특성을 확인하였다.
- 다음으로 표준 식각 조건으로부터 각각 ICP 소스 파워, dc-바이어스 전압, 공정 압력의 주요 공정 변수를 변화 시켜 구리 박막의 식각 특성에 대하여 조사하였다. 4:1 비율의 EDA/HFIP 혼합가스에서 EDA/HFIP의 농도는 75%로 고정하였고 표준 식각 조건은 Fig.
- 가스들에 대하여 각각 조사되었다. 또한 세 가지 주요 공정 변수인 ICP 소스 파워, dc-바이어스 전압, 공정 압력에 따른 식각 특성을 확인하였다. 식각 속도는 surface profilometer (Tencor P-1)와 field emission scanning electron microscopy (FESEM; Hitachi SU 8010)를 이용하여 측정되었고 식각 프로파일은 FESEM 을 이용하여 관찰되었다.
- 본 연구에서는 EDA에 새로운 첨가제로 헥사플루오로이소프로판올(hexafluoroisopropanol, HFIP)을 사용하여 구리 박막에 대하여 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각법(inductively coupled plasma reactive ion etching, ICPRIE)을 적용하여 식각 특성이 연구되었다. 식각 가스들의 농도와 식각 변수들을 변화하여 식각 속도, 식각 선택도, 그리고 식각 프로파일들이 조사되었다.
- 본 연구에서는 ICP-RIE 식각 장비를 이용하여 구리 박막이 식각되었고 EDA/HFIP/Ar 가스 농도를 변화하여 SiO2 하드 마스크로 패턴된 구리 박막의 식각 특성이 조사되었다. EDA/Ar에 HFIP를 첨가하였을 때 식각 속도 및 식각 선택도의 향상은 미약하였지만 개선된 식각 프로파일을 확보할 수 있었으며 특히 75% EDA/HFIP 농도에서 가장 우수한 식각 프로파일을 얻었다.
- 또한 세 가지 주요 공정 변수인 ICP 소스 파워, dc-바이어스 전압, 공정 압력에 따른 식각 특성을 확인하였다. 식각 속도는 surface profilometer (Tencor P-1)와 field emission scanning electron microscopy (FESEM; Hitachi SU 8010)를 이용하여 측정되었고 식각 프로파일은 FESEM 을 이용하여 관찰되었다. 챔버 내부의 플라즈마 상태를 OES로 측정하여 활성 물질들에 대하여 분석하였고, 식각된 구리박막들의 표면을 XPS를 이용하여 분석하여 구리 박막의 식각 메커니즘을 조사하였다.
- 2(a)는 EDA 농도에 따른 구리 박막과 SiO2 마스크의 식각 속도와 SiO2 마스크에 대한 구리 박막의 식각 선택도를 나타낸 것이다. 식각은 500W의 ICP 소스파워, 300V의 dc-바이어스 전압, 그리고 0.67Pa의 공정압력을 포함하는 표준 식각 조건에서 수행되었다. 구리 박막과 SiO2 마스크의 식각 속도는 EDA의 농도가 증가함에 따라서 순수 아르곤에서 128.
- 식각 속도는 surface profilometer (Tencor P-1)와 field emission scanning electron microscopy (FESEM; Hitachi SU 8010)를 이용하여 측정되었고 식각 프로파일은 FESEM 을 이용하여 관찰되었다. 챔버 내부의 플라즈마 상태를 OES로 측정하여 활성 물질들에 대하여 분석하였고, 식각된 구리박막들의 표면을 XPS를 이용하여 분석하여 구리 박막의 식각 메커니즘을 조사하였다.
대상 데이터
- 구리 박막은 티타늄 박막이 코팅된 실리콘 웨이퍼 위에 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착되었다. 그 위에 SiO2 하드 마스크가 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD)을 이용하여 증착되었다.
- 그 위에 SiO2 하드 마스크가 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD)을 이용하여 증착되었다. 구리, 티타늄, SiO2 박막의 두께는 각각 150nm, 30nm, 300nm이다. 시료는 photolithography을 이용하여 패턴 되었으며 패턴은 150nm의 라인과 300nm의 스페이스로 이루어져 있는 피치의 크기가 450nm인 라인 array로 형성되어 있다.
- 구리, 티타늄, SiO2 박막의 두께는 각각 150nm, 30nm, 300nm이다. 시료는 photolithography을 이용하여 패턴 되었으며 패턴은 150nm의 라인과 300nm의 스페이스로 이루어져 있는 피치의 크기가 450nm인 라인 array로 형성되어 있다. SiO2 하드 마스크는 C2F6/Ar 가스를 이용하여 식각되었다.
이론/모형
- 본 연구에서 SiO2와 구리 박막은 Fig. 1의 ICPRIE 시스템을 이용하여 식각되었다. ICP 소스는 13.
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