식각 용기 가열에 의한 라디칼 손실 제어가 고선택비 산화막 식각에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

초고집적회로의 집적도 증가에 따라 건식 식각 공정의 식각 선택도, 비등정도, 균일도 등과 같은 특성이 보다 개선되어지는 것이 요구되고 있으나, 현재 식각 공정에서 널리 이용되는 용량 결합 플라즈마(Capacitively coupled plasma) 장치가 이들 특성을 만족하지 못함에 따라 고밀도 플라즈마 장치를 식각에 응용 하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 그러나 산화막 식각에 있어서 고밀도 플라즈마 장치의 높은 해리율로 인하여 주로 이용되는 CF 계열의 가스 방전에서 F의 과다 생성으로 SiO₂/Si의 높은 식각 선택도를 얻고자 하는 데에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 챔버 벽면의 온도를 조절하여, CF_x 라디칼의 주요 손실 채널중의 하나인 용기 벽면 폴리머막 형성을 제어하고, 산화막 식각에서 실리콘에 대한 선택도를 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. Appearance Mass Spectroscopy(AMS)와 Optical Emission Spectroscopy(OES)를 이용하여 챔버 벽면의 온도에 따라 기판에 입사하는 라디칼 및 플라즈마 내의 라디칼 증가와 F 원자의 감소를 확인하였으며, 그 결과 챔버 벽면의 온도를 150℃로 가열함을 통해 C/F 비가 큰 가스에 대해서 40% 정도의 식각 선택도 개선을 얻을 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The applications of the high density plasma sources to the etching in semiconductor fabrication process are actively studied because of the more strict requirement from the dry etching process due to shrinking down of the critical dimension. But in the oxide etching with the high density plasma sources, abundant fluorine atoms released from the flurocarbon feed gas make it difficult to get the highly selective SiO₂/Si etching. In this study, to improve the SiO₂/Si etch selectivity through the control of the radical loss channels, we propose the wall heating, one of methods of controlling loss mechanisms. With appearance mass spectroscopy(AMS) and actinometric optical emission spectroscopy(OES), the increase of both radicals impinging on the substrate and existing in bulk plasma, and the decrease of the fluorine atom with wall temperature are observed.<br/>
As a result, a 40% improvement of the selectivity was achieved for the carbon rich feed gas.

목차 (Table of Contents)

• 요약
  
• Abstract
  
• 1. 서론
  
• 2. 실험 장치 및 실험
  
• 3. 결과 및 고찰
  
• 4. 결론
  
• 참고문헌