불포화 불화탄소 플라즈마를 이용한 실리콘 식각에서의 아르곤 첨가효과
Addition effect of Ar by Bosch process in unsaturated fluorocarbon plasmas
- 주제(키워드) Bosch process , Addition effect of Ar , Si etching
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김창구
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학부
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000010992
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Deep Si 식각의 방법 중 하나인 Bosch process를 사용하였을 때 Ar 첨가가 전체공정의 식각속도와 식각형상에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Bosch process 의 증착단계에서는 C4F6플라즈마를 사용하고 식각단계에서는 SF6, [SF6/Ar] 플라즈마를 사용하였으며 SEM 분석과 OES 분석을 수행하였다. 식각단계의 Ar 첨가는 물리적 식각을 하는 Ar+이온으로 인해 반응성 이온식각을 증가시켰고 Ar 첨가 전보다 비등방성적 식각형상을 나타내었다. OES 통하여 Ar ratio 에 따른 F, Ar 원자의 빛 방출세기를 관찰하여 식각단계에서의 Ar 첨가효과가 20% 일 때 최대 값을 가짐을 확인하였다. 비등방성 식각형상을 얻을 수 있는 최적의 공정조건을 찾아내었으며 이 조건에서는 공정횟수가 증가하여 종횡비가 증가하였을 때도 식각형상은 비등방성적인 형태를 나타내었다. 이 연구에서는 Bosch process의 식각단계에 SF6, SF6/Ar 플라즈마를 사용하여 종횡비가 10 이상인 비등방성적인 식각형상을 구현할 수 있었다. 식각단계에서의 Ar의 첨가효과는 등방성 식각단계에서 Si 을 비등방성 식각형상을 형성하게하여 보호막 증착시간의 감소를 가져왔다. 이로 인해 플라즈마와 반응하는 Si 의 노출시간이 증가되어 cycle 당 식각속도를 증가시켰다. 식각단계에 SF6/Ar 플라즈마를 이용하여 SF6 플라즈마를 이용하였을 때보다 10% 이상의 Si 식각속도 향상을 가져왔으며 이를 통해서 Bosch process를 이용한 Deep Si 식각에서의 Ar 첨가 효과를 확인하였다.
more목차
요약 ----------------------------------------------- iii
그림 차례 (List of Figures) -------------------- iv
1 서론 -------------------------------------------- 1
1.1 반도체 제조공정에서의 식각공정 --- 1
1.2 Bosch process ------------------------------ 3
1.3 첨가가스의 사용 ------------------------- 5
2 실험 장치 ------------------------------------- 9
3 Ar ratio 변화에 따른 플라즈마 특성분석 ------- 12
3.1 실험방법 ----------------------------------- 12
3.2 Ar ratio 변화에 따른 증착, 식각속도 변화 14
3.2.1 불화탄소막의 증착속도 ------------- 14
3.2.2 불화탄소막의 식각속도 ------------- 16
3.2.3 Si 의 식각속도 ------------------------ 18
4 Bosch process 에서의 Ar 첨가효과 관찰 실험 21
4.1 식각형상 관찰 ---------------------------- 21
4.2 Bosch process 실험 --------------------- 25
4.2.1 Bosch process 조건 설정 25
4.2.2 수정된 조건에서의 Bosch proess 비교 28
4.2.3 SF6/C4F6 와 [SF6/ Ar]/ C4F6 플라즈마를 이용한
Bosch proess 분석 ---------------------------- 34
4.2.4 SF6/Ar 플라즈마 OES 분석 ------------------- 36
5. 결론 ------------------------------------------ 39
참고문헌 -------------------------------------------- 41
Abstract --------------------------------------------- 45
