• 제목/요약/키워드: $CF_4$/Ar

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450 mm 웨이퍼 공정용 System의 기하학적 구조에 따른 플라즈마 균일도 모델링 분석 (Plasma Uniformity Numerical Modeling of Geometrical Structure for 450 mm Wafer Process System)

  • 양원균;주정훈
    • 한국진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.190-198
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    • 2010
  • 450 mm의 웨이퍼 공정용 플라즈마 장비의 개발을 위하여 안테나 형상, 챔버의 직경, 웨이퍼까지의 거리에 따른 플라즈마 균일도를 Ar과 $CF_4$에 대하여 축대칭 2차원으로 수치 모델링하였다. 챔버의 종횡비를 직경, 기판까지의 거리, 배기구의 면적으로 나누어서 결정하고 여기에 안테나 구조를 변경하여서 최적의 플라즈마 균일도를 갖는 조건을 도출하였다. Drift diffusion식과 준중성 조건을 이용한 간략화를 이용하였으며 표면 재결합과 식각 반응을 이온에너지의 함수로 처리하였다. 반응기판 표면에서의 플라즈마 밀도 균일도는 기판 홀더와 챔버 벽면과의 거리, 기판과 소스와의 거리가 멀수록 좋아졌으며, 안테나의 디자인이 4 turn으로 1층인 경우, 두 번째, 네 번째 turn만 사용하여 전류비 1 : 4에서 기판표면에서의 플라즈마 균일도를 4.7%까지 낮출 수 있었다. Ar과 $CF_4$의 반경 방향으로 전자 온도 균일도 50%, 전자 밀도 균일도 19%의 차이가 있었다.

ICP system에서 공정가스와 압력에 따른 z축 방향의 이온포화 전류밀도 변화 분석 (Analysis of z-axis direction of the ion saturation current to the pressure of the process gas in the ICP system)

  • 김동훈;주정훈;김성봉
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.280-280
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    • 2015
  • 플라즈마 진단법 중 내부에 삽입하여 측정하는 단일 랭뮤어 탐침법은 플라즈마 특성을 정확하게 측정할 수 있다. 탐침에 (-)극을 걸어서 들어오는 전류를 통해서 이온포화 전류밀도를 측정할 수 있다. 본 연구에서는 유도결합플라즈마에 흐르는 가스와 압력에 따라서 변화를 확인하였다. $H_2$, Ar, $CF_4$ gas로 10 mTorr, 70 mTorr, $CF_4$ 주입위치의 조건으로 플라즈마 밀도를 구하였다.

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유도결합 플라즈마를 이용한 PZT/전극의 식각 후 전기적 특성 (Electrical Characterization of PZT and Electrodes after Dry Etching in Inductively Coupled plasma)

  • 김경태;강명구;박영;송준태;이철인;장의구;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.275-278
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    • 2001
  • Ferroelectric PZT thin films were fabricated on the RuO$_2$/Pt, Pt bottom electrode with a PZT(53/47) metal alkoxide solutions. All PZT thin films showed a uniform grain structure without the presence of rosette structure. The PZT thin films were etched as a function of Cl$_2$/Ar and additive CF$_4$ into Cl$_2$(80%)/Ar(20%). The etch rates of PZT thin films were 1970 ${\AA}$/min at 30 % additive CF$_4$ into Cl$_2$(80%)/Ar(20%). The remanent polarization and leakage current density in PZT thin film on the RuO$_2$/Pt were 64.2 ${\mu}$C/cm$^2$, 1.4${\times}$10$\^$-6/ respectively.

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Decontamination of Metal Surface by Reactive Cold Plasma

  • YUN Sang-pil;JEON Sang-hwan;KIM Yang-saa
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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    • pp.300-315
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    • 2005
  • Recently plasma surface-cleaning or surface-etching techniques have been focused in the respect of decontamination of spent or used nuclear parts and equipment. In this study decontamination rate of metallic cobalt surface was experimentally investigated via its surface etching rate with a $CF_4-O_2$ mixed gas plasma and metallic surface wastes of cobalt oxides were simulated and decontaminated with $NF_3$ - Ar mixed gas plasma. Experimental results revealed that a mixed etchant gas with about $80{\%}\;CF_4-20{\%}\;O_2$ gives the highest reaction rate of cobalt disk and the rate reaches with a negative 300 DC bias voltage up to $0.43\;{\mu}m$/min at $380^{\circ}C$ and $20{\%}\;NF_3-80\%$ Ar mixed gas gives $0.2\;{\mu}m$/min of reaction rate of cobalt oxide film.

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The Electrical Improvement of PZT Thin Films Etched into CF4/(Cl2+Ar) Plasma

  • Koo Seong-Mo;Kim Kyoung-Tae;Kim Chang-Il
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제5권6호
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    • pp.223-226
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    • 2004
  • The PZT thin films are one of well-known materials that has been widely studied for ferroelectric random access memory (FRAM). We etched the PZT thin films by $CF_{4}/(Cl_{2}+Ar)$ plasma and investigated improvement in etching damage by $O_{2}$ annealing. The maximum etch rate of the PZT thin films was 157 nrn/min and that the selectivity of the PZT thin films to Pt was 3.1 when $CF_{4}(30{\%})$ was added to a $Cl_{2}(80{\%})/Ar(20{\%})$ gas mixing ratio. To improve the ferroelectric properties of PZT thin films after etching, the samples were annealed for 10 min at various temperatures in $O_{2}$ atmosphere. After $O_{2}$ annealing, the remanent polarization of the asdeposited films was $34.6{\mu}/cm^{2}$ and the sample annealed at 650, 550, and $450^{\circ}C$ was 32.8, 22.3, and $18.6{\mu}/cm^{2}$, respectively. PZT thin films with $O_{2}$ annealing at $450^{\circ}C$ retained $77{\%}$ of their original polarization at 106 cycles. Also as the annealing temperature increased, the fatigue properties improved. And the leakage current was decreased gradually and almost recovered to the as-deposited value after the annealing at $450^{\circ}C$.

Al2O3 Free 다성분계 유리의 CF4/O2/Ar 내플라즈마 특성 (CF4/O2/Ar Plasma Resistance of Al2O3 Free Multi-components Glasses)

  • 민경원;최재호;정윤성;임원빈;김형준
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.57-62
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    • 2022
  • The plasma resistance of multi-component glasses containing La, Gd, Ti, Zn, Y, Zr, Nb, and Ta was analyzed in this study. The plasma etching was performed via inductively coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) using CF4/O2/Ar mixed gas. After the reaction, the glass with a low fluoride sublimation temperature and high content of P, Si, and Ti elements showed a high etching rate. On the other hand, the glass containing a high fluoride sublimation temperature component such as Ca, La, Gd, Y, and Zr exhibited high plasma resistance because the etch rate was lower than that of sapphire. Glass with low plasma resistance increased surface roughness after etching or nanoholes were formed on the surface, but glass with high plasma resistance showed little change in surface microstructure. Thus, the results of this study demonstrate the potential for the development of plasma-resistant glasses (PRGs) with other compositions besides alumino-silicate glasses, which are conventionally referred to as plasma-resistant glasses.

반응성 이온 식각에 의해 손상된 실리콘의 세정에 관한 연구 (A study on cleaning process of RIE damaged silicon)

  • 이은구;이재갑;김재정
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권4호
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    • pp.294-299
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    • 1994
  • CHF$_{3}$/CH$_{4}$Ar 플라즈마에 의해 형성된 산화막 식각 잔류물의 화학구조와 이 잔류물의 제거를 위한 세정방법을 x-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 조사하였다. 잔류무르이 구조는 CF$_{x}$-polymer와 Si-C, Si-O 결합으로 이루어진 SiO$_{y}$ C$_{z}$ 이었다. CF$_{4}$O$_{2}$ 플라즈마에 의한 silicon light etch는 산화막 식각 잔류물인 SiO$_{y}$ C$_{z}$ 층과 손상된 실리콘 표면을 제거하엿으며 NH$_{4}$OH-H$_{2}$O$_{2}$과 HF용액으로 완전히 제거되는 CF$_{x}$-polymer/SiO$_{x}$층을 남겼다. 100.angs.정도의 silicon light etch는 minority carrier life time과 thermal wave signal값을 초기 웨이퍼 수준까지 회복시켰으며 접합누설 전류도 거의 습식 식각 공정수준까지 감소시켰다.

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CaO-Al2O3-SiO2 계 벌크 유리와 스프레이 코팅막의 CF4/O2/Ar 플라즈마 식각 시 내식성 비교 (Comparison of plasma resistance between spray coating films and bulk of CaO-Al2O3-SiO2 glasses under CF4/O2/Ar plasma etching)

  • 나혜인;박제원;박재혁;김대근;최성철;김형준
    • 한국결정성장학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.66-72
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    • 2020
  • 본 연구에서는 CaO-Al2O3-SiO2(CAS) 계 유리 벌크와 유리 분체를 알루미나 소결체 표면에 스프레이 코팅막 적용 시 내플라즈마 특성에 대하여 비교하였다. CAS 유리 벌크와 유리 코팅막을 CF4/O2/Ar 플라즈마 가스에 노출시켰을 때의 식각율과 표면의 미세구조 분석을 통해 내플라즈마 특성을 확인하였다. CAS 유리 소성막은 유리 벌크와 비교하여 에칭속도가 최대 25배 빠른 것을 확인하였다. 유리 소성막의 표면 조도 값과 식각율 간의 통계학적으로 높은 상관성을 도출하였고, 이에 따라 소성막의 높은 표면조도가 빠른 식각을 유발하는 것으로 판단하였다. 그리고 유리 소성막은 Ca 성분의 함량이 적고, Si 함량이 많은 크리스토발라이트(cristobalite) 결정의 형성으로 인하여 Ca과 Ca 불화물에 의한 내플라즈마 효과가 감소한 것으로 판단된다. 따라서 CAS 유리 소성막은 유리 벌크에 비해 낮은 내플라즈마 특성을 갖는 것으로 판단된다.

식각공정용 가스방전에서 이온 및 활성종 밀도의 전자밀도 및 온도 의존성에 대한 수치해석적 분석 (Numerical Investigation of Ion and Radical Density Dependence on Electron Density and Temperature in Etching Gas Discharges)

  • 안충기;박민혜;손형민;신우형;권득철;유신재;김정형;윤남식
    • 한국진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.422-429
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    • 2011
  • 식각공정에 주로 사용되는 $Cl_2$/Ar, $CF_4$, $CF_4/O_2$, $CF_4/H_2$, $C_2F_6$, $C_4F_8$, 그리고 $SF_6$ 가스 방전에서 이온, 중성종 및 활성종 밀도의 전자밀도와 온도에 대한 의존성을 수치해석적으로 분석하였다. 이온, 중성종 및 활성종 밀도에 대한 공간평균 유체방정식을 정상상태로 가정하여 상대적으로 측정이 용이한 전자밀도와 온도에 대한 식으로 표현하였고, 이 식을 수치해석적인 방법으로 풀었다. 계산에 사용된 반응계수들은 여러 문헌에서 수집되거나 산란단면적으로부터 계산되었고, 같은 반응에 대해 다른 값을 보일 경우, 계산 결과를 실험 결과와 비교하여 높은 일치도를 보이는 값이 선택되었다.