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김윤택(Y. T. Kim),노영수(Y. S. Rho),이홍식(H. S. Lee),황기웅(K. W. Whang) 한국진공학회(ASCT) 1994 Applied Science and Convergence Technology Vol.3 No.4
유도결합 플라즈마의 해석식으로는 양극성 확산, 정상상태를 가정한 확산식, 열평형식과 변위전류를 무시한 맥스웰 식을 사용하였다. 해석기법으로는 유한 차분법과 적분법을 축대칭 2차원(R, Z) 모델에 적용하였다. 유도결합 플라즈마장치의 RF 전력, 압력, 석영창 두께, 차폐부 높이에 따른 전자온도, 전자밀도, 등가 저항, 등가 인덕턴스, 효율, 견합계수 k, Q-factor의 변화를 구하였다. 특히 등가저항은 진공챔버, 차폐부 및 코일의 손실저항을 고려하여 구하였다. We use diffusion equation and thermal equibrium equation assumed ambipolar diffusion and time averaged steady state, Maxwell’s equation neglected displacement current as analysis equations of inductively coupled plasma. Finite difference method and integration method are applied to axi-symmetry 2-dimention(R,Z) model. The variation of electron temperature, electron density, equivalent resistance, equivalent inductance, efficiency, coupling coefficient k, Q-factor depended on RF power, pressure, thickness of quartz window, height of shielding part of inductively coupled plasma system are calculated. Especially, equivalent resistance include loss resistance of vacuum chamber, shielding part and coil.
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극저온 자화 유도 결합 플라즈마를 이용한 Platinum 식각에 관한 연구
김진성(J. S. Kim),김정훈(J. H. Kim),김윤택(Y. T. Kim),황기웅(K. W. Whang),주정훈(J. H. Joo),김진웅(J. W. Kim) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)
극저온 자화 유도 결합 플라즈마 장치에서 Platinum 건식 식각의 특성을 연구하였다. Platinum 식각에서는 스퍼터링되어 방출된 Pt가 PR과 함께 형상 식각된 Pt의 측면에 재증착(redeposition)되는 문제점이 있다. 본 실험에서는 이러한 재증착으로 형성된 fence의 제거와 나아가 새로운 Pt 식각 기술의 제안을 목적으로 극저온 자화 유도 결합 플라즈마 발생 장치의 여러 변수를 변화시키며 Pt의 식각 특성을 조사하였다. 실험 변수로는 RF 전력, 압력, 바이어스 전압, 기판 온도, 가스 혼합 비율로 하였으며 주된 관찰 대상은 fence의 형성과 그 모양이었다. 실험 결과 바이어스 전력이 높아질수록 fence의 높이가 현저히 낮아졌으나 fence를 완전히 제거하지는 못하였다. 기판 온도가 -190℃인 극저온에서는 상온에서의 결과보다 fence의 높이가 20% 낮은 결과를 얻었으나 이는 극저온에서의 PR 식각 속도가 상온에서의 경우보다 큰 것에 그 원인이 있는 것으로 보인다. 가스의 혼합 변수에서는 Ar과 SF_6의 혼합 비율을 변화시켰으며 Ar/SF_6 플라즈마를 이용한 식각에서는 SF_6의 비율이 전체 유입 가스의 14% 이상인 조건에서 fence가 제거되며 화학 반응이 참여한 식각 특성과 유사한 경향을 가짐을 확인하였다. Characteristics of platinum dry etching were investigated in a cryogenic magnetized inductively coupled plasma (MICP). The problem with platinum etching is the redeposition of sputtered platinum on the sidewall. Because of the redeposits on the sidewall, the etching of patterned platinum structure produces feature sizes that exceed the original dimension of the PR size and the etch profile has needle-like shape [1]. The main object of this study was to investigate a new process technology for fence-free Pt etching. As bias voltage increased, the height of fence was reduced. In cryogenic etching, the height of fence was reduced to 20% at -190℃ compared with that of room temperature, however the etch profile was not still fence-free. In Ar/SF_6 Plasma, fence-free Pt etching was possible. As the ratio of SF_6 gas flow is more than 14% of total gas flow, the etch profile had no fence. Chemical reaction seemed to take place in the etch process.
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헬리콘 플라즈마를 이용한 고선택비 산화막 식각에 관한 연구
김정훈(J. H. Kim),김진성(J. S. Kim),김윤택(Y. T. Kim),황기웅(K. W. Whang),주정훈(J. H. Joo) 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.4
헬리콘 플라즈마 장치에서 주 입력 전력, 공정 압력을 변수로 산화막 식각 특성을 조사하였다. 산화막 식각 특성은 주 입력 전력이 높을수록, 그리고 공정 압력이 낮을수록 좋아졌다. C₄F_8 플라즈마에서 주 입력 전력이 300W에서 2000W로 증가함에 따라 실리콘에 대한 선택비는 2.9에서 25.33로 증가하였으며, 공정 압력이 10 mTorr에서 1.5 mTorr로 감소함에 따라 2.3에서 16.21로 증가하였다. 4극 질량 분석기를 사용하여 플라즈마 내의 라디칼 종 및 이온 종의 상대적 변화 추이를 살펴본 결과, 공정 압력이 낮아지고 입력 전력이 높아질수록 이온 종의 밀도가 라디칼 종의 밀도에 비해서 상대적으로 높아지면서 고선택비 식각이 얻어지는 것으로 밝혀졌다. SiO₂ etch characteristics were studied as a function of the basic parameters, such as the main RF power and the operating pressure in a helicon plasma. SiO₂ etch characteristics were improved as the main RF power was increased and the operating pressure was decreased. SiO₂ etch selectivity over silicon increased from 2.9 to 25.33 when the RF input power increased from 300 W to 2 kW and from 2.3 to 16.21 when the operating pressure decreased from 10 mTorr to 1.5 mTorr with C₄F_8 plasma. We used a quadrupole mass spectrometer to measure the relative abundancies of various ionic and radical species to explain the experimental results and found that when the operating pressure is low and the RF input power is high, the highly selective SiO₂ etch is achieved as a result of density increment of the densities of various ionic species.
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