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Compact ECR plasma 의 제작과 Si의 식각반응
윤민희 ( M. H. Yun ),남기석 ( K. S. Nahm ),서문석 ( W. I. Park ),박원일 ( M. S. Seo ),이기방 ( K. B. Lee ) 한국공업화학회 1992 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.1992 No.0
Plasma기술은 고집적도를 요하는 현재의 정밀전자소자( microelectronic devices ) 제조공정에서 박막의 증착 및 식각 등에 광범위하게 이용되는 매우 중요한 기술이다. 10<sup>-2</sup> - 1 Torr정도의 압력에서 고주파 방전( RF-discharge )에 의해 생성된 plasma를 이용한 plasma CVD 나 plasma 식각, 반응성 이온 식각( reactive ion etchng, RIE )는 박막의 증착 및 식각공정에 중요하게 이용되고 있다. 그러나 이 방법들은 선택도가 낮으며, 고 이온 에너지 때문에 생기는 이온충격( ion bombardment )에 의한 wafer 의 손상때문에 열적 및 전기적 손상에 매우 민감한 초 정밀 전자소자의 제조에 이용하기는 문제점을 안고있다. 이에 반하여 자계안에서의 전자의 원운동 주파수와 여기에 이용되는 microwave 의 주파수를 일치시켜 공조흡수에 의해 plasma 를 형성하는 전자싸이크로트론공조( electron cyclotron resonance ) plasma 는 낮은 압력( 10<sup>-3</sup> - 10<sup>-6</sup> Torr )에서도 저 이온 에너지와 고 밀도의 반응성 기체 plasma를 생성하며, 전극을 이용하지 않으므로 전극재료에 의한 오염이 없다는점. 그리고 식각 압력에의해 이온에너지를 조절할 수 있어서 이온충격에 의한 손상이 없이도 이방성 식각을 얻을 수 있어서 기존의 plasma 장치에 비교하여 우수한 특성을 갖고있다. 그러나 ECR plasma 장치는 고가여서 실험실에서 사용하기는 어려운 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 ECR plasma 장치의 일반화를 위해서 실험실적 규모의 compact ECR plasma 장치를 제작하여 그 plasma 특성을 실험적으로 조사하였다. ECR plasma 특성을 규명하기위해 Langmuir단탐침( single probe )을 이용하여 I-V특성실험을 하였다. 제작된 compact ECR plasam 장치를 이용하여 silicon 의 식각실험을 CF<sub>4</sub>/AT 과 CF<sub>4</sub>/CCI<sub>4</sub> 의 조성비를 변화시키면서 식각각도를 조절하였다. 식각압력, 유량 및 온도에 따른 식각각도를 조사하였다.
ECR plasma 식각장치에서 CF4 에 의한 Si 의 식각반응에 관한 연구
윤민희,김종배,남기석,이상목,박원일,이기방 ( Min Hee Yun,Chong Bae Kim,Kee Suk Nahm,Sang Mok Lee,Won Il Park,Kee Bang Lee ) 한국화학공학회 1993 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.31 No.3
The etching reaction of silicon with CF₄ was studied in a home-made ECR(electron cyclotron resonance) plasma etching system. Experimental data for the etch rates of p-Si(100) and n-Si(100) were measured and analyzed with varying etch time, etching pressure, CF₄ flow rate, the partial pressure of O₂ and etching temperature to investigate the characteristics of the etching system. The etch rates were almost the same for both p- and n-type Si(100) and increased with the increases in etching pressure and CF₄ flow rate, while the etch rate decreased because polymer film was formed on the Si surface at high pressure and reactive species were pumped away at high flow rate of CF₄. The etch rate became maximum when the amount of O₂ added to CF₄ was about 15% and showed uniformity. The etching profile showed anisotropic etching at low pressure and isotropic etching at high pressure.