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MIM 커패시터의 Metal 게이트 전극을 위한 TiN 박막의 건식 식각 연구
Study of dry etch characteristic of TiN thin film for metal gate electrode in MIM capacitor 원문보기

한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집, 2009 Oct. 14, 2009년, pp.219 - 220  

박정수 (중앙대학교 전자전기공학부) ,  주영희 (중앙대학교 전자전기공학부) ,  우종창 (중앙대학교 전자전기공학부) ,  허경무 (중앙대학교 재생에너지학과) ,  위재형 (중앙대학교 재생에너지학과) ,  김창일 (중앙대학교 전자전기공학부)

초록
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이번 실험에서는 TiN의 건식 식각 특성을 연구하기 위해 $BCl_3/Ar/N_2$ 유도 결합플라즈마를 이용하였다. BCl3와 Ar의 가스 비율이 $BCl_3$ (5 sccm)/Ar (15 sccm)/N (4 sccm) 인 상황에서 RF power와 DC bias, 그리고 process pressure을 식각변수로 설정하였다. TiN의 식각률은 Alpha-step 500으로 측정하였고 표면의 식각 후 화학반응은 XPS로 측정하였다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 따라서 Metal 전극으로 사용되어 질 수 있는 TiN의 식각특성에 대한 지속적인 연구가 필요하다.1-8 이번 실험에서는 TiN과 마스크로 사용할 수 있는 SiO2를 가스 혼합비와 RF 전력, Bias 전역과 공정 압력에 대한 식각 속도와 선택비를 관찰 하였고 식각 특성을 자세하게 알기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 TiN 박막과 플라즈마 내의 라디칼과 식각된 시료 표면의 화학반응 분석을 통해 식각 특성을 알아보았다
  • 기본 공정 조건은 500 W 상부 전력, -100 V의 하부 DC 역전압, 1 mTorr의 공정 압력, 그리고 40 ℃ 기판 온도이다. 식각률은 depth-profiler(alpha-step 500, KLA Tencor)를 이용했고 표면의 화학적 변화는 XPS(SIGMA PROBE, Thermo VG Scientific)을 이용하여 측정하였다.
  • 이번 실험에서는 건식 식각 공정을 유도결합 플라즈마 (ICP) 시스템을 이용하여 진행하였다 (그림 1). 실험의 원통형 챔버의 지름은 26 cm이고 하부 기판에서 상부의 석영 창까지의 거리는 9 cm이다.
  • 이번 연구에서는 BCl3와 Ar가스 그리고 N2 가스를 기반으로 유도결합 플라즈마를 이용하여 TiN과 SiO2와의 식각 실험을 수행하였다. N2의 가스비가 낮을 수록 TiN의 식각률과 선택비가 좋아졌고 식각률은 62.

대상 데이터

  • 실험에 사용된 TiN 박막의 두께는 200 nm였다. 기본 공정 조건은 500 W 상부 전력, -100 V의 하부 DC 역전압, 1 mTorr의 공정 압력, 그리고 40 ℃ 기판 온도이다. 식각률은 depth-profiler(alpha-step 500, KLA Tencor)를 이용했고 표면의 화학적 변화는 XPS(SIGMA PROBE, Thermo VG Scientific)을 이용하여 측정하였다.
  • 또한 mechanical 펌프와 turbo-molecular 펌프를 직렬 연결하여 챔버 내의 압력을 조절하여 10-6 Torr까지 유지하였다. 실험에 사용된 TiN 박막의 두께는 200 nm였다. 기본 공정 조건은 500 W 상부 전력, -100 V의 하부 DC 역전압, 1 mTorr의 공정 압력, 그리고 40 ℃ 기판 온도이다.
  • 이번 실험에서는 건식 식각 공정을 유도결합 플라즈마 (ICP) 시스템을 이용하여 진행하였다 (그림 1). 실험의 원통형 챔버의 지름은 26 cm이고 하부 기판에서 상부의 석영 창까지의 거리는 9 cm이다. 상부에는 플라즈마를 형성하기 위한 13.
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