• 제목/요약/키워드: $Cl_2$/Ar

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Ar/CF4/Cl2 플라즈마에 의한 CeO2 박막의 식각 특성 연구 (A Study on Etch Characteristics of CeO2 Thin Film in An Ar/CF4/Cl2 Plasma)

  • 장윤성;김동표;김창일;장의구
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.388-392
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    • 2002
  • In this work, the etching of $CeO_2$ thin films has been performed in an inductively coupled $Ar/CF_4/Cl_2$ plasma. The highest etch rate of the $CeO_2$ thin film ws 250 ${\AA}/min$ and the selectivity of CeO$_2$to SBT was 0.4 at a 10% additive $Cl_2$ into Ar/($Ar+CF_4$)gas mixing ratio of 0.8. From result of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, there are Ce-Cl and Ce-F bonding by chemical reaction between Cl, F and Ce. During the etching of $CeO_2$ thin films in $Ar/CF_4/Cl_2$ plama, Ce-Cl and Ce-F bond is formed, and these prodcuts can be removed by the physical bombardment of Ar ions. The 10% additive $Cl_2$ into the Ar/($Ar+CF_4$)gas mixing ratio of 0.8 could enhance the reaction between Cl, F and Ce.

$Cl_2/Ar$ 유도 결합 플라즈마에 의한 gold 박막의 식각특성 (Etching characteristics of gold thin films using inductively coupled $Cl_2/Ar$ plasma)

  • 장윤성;김동표;김창일;장의구;이수재
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체재료 기술교육
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    • pp.7-11
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    • 2002
  • In this study, Au thin films were etched with a $Cl_2/Ar$ gas combination in an in an inductively coupled plasma. The etch properties were measured for different gas mixing ratios of $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ while the other process conditions were fixed at rf power (700 W), dc bias voltage (150 V), and chamber pressure (15 mTorr). The highest etch rate of the Au thin film was 3500 $\AA/min$ and the selectivity of Au to $SiO_2$ was 4.38 at a $Cl_2/(Cl_2+Ar)$ gas mixing ratio of 0.2. The surface reaction of the etched Au thin films was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. There is Au-Cl bonding by chemical reaction between Cl and Au. During the etching of Au thin films in $Cl_2/Ar$ plasma, Au-Cl bond is formed, and these products can be removed by the physical bombardment of Ar ions. In addition, Optical emission spectroscopy (OES) were investigated to analyze radical density of Cl and Ar in plasma. The profile of etched Au investigated with scanning electron microscopy (SEM).

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$Cl_2$ 플라즈마를 이용한 BLT 박막 식각 특성에 대한 Ar 첨가효과 (Ar Addition Effects in $Cl_2$ Plasma on Etching Properties for BLT Thin Film)

  • 김동표;김경태;김창일;이철인
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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    • pp.174-177
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    • 2003
  • $Cl_2$ 플라즈마를 이용한 BLT 박막의 식각에서 Ar 가스의 첨가에 따른 식각 속도, 선택비 및 식각 형상의 변화에 대하여 관찰하였다. BLT 박막의 식각 속도는 100% Ar 플라즈마에서 100 % $Cl_2$ 플라즈마에서의 식각 속도보다 약 1.5배정도 빨랐으며, 80% Ar/20% $Cl_2$ 조건에서 $503{\AA}/min$ 최대 식각의 최대 시각 속도를 얻었다. RF 전력과 직류 바이어스 전압을 증가함에 따라 식각 속도는 증가하였으며, $Ar/Cl_2$ 플라즈마의 식각 속도가 $Cl_2$ 플라즈마의 식각 속도 보다 높았다. 식각 공정 변수의 변화에 의한 플라즈마 변수가 BLT 식각 속도에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 LP(Lanmuir porbe)와 OES(optical emission spectroscopy)분석을 수행하였다. Ar 첨가량이 증감함에 따라 LP 분석에서 전자의 온도는 증가하였으나 전자밀도는 감소하였다. 이는 Ar의 이온화 준위가 Cl 보다 높기 때문에 이온화 윷이 낮아지기 때문으로 판단된다, 또한, OES 분석에서 Ar 첨가량이 증가함에 따라 Cl 원자의 부피 밀도는 감소하였다. Ar 첨가에 의한 BLT 박막의 식각 속도의 변화와 LP 및 OES 분석을 고려하면, BLT 박막은 화학적 식각의 도움을 받는 무리적 식각에 의하여 식각됨을 확인하였다,

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Cl2/Ar 유도 결합 플라즈마에 의한 gold 박막의 식각특성 (Etching Characteristics of Gold Thin films using Inductively Coupled Cl2/Ar Plasma)

  • 장윤성;김동표;김창일;장의구;이수재
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1011-1015
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    • 2002
  • In this study, Au thin films were etched with a Cl$_2$/Ar gas combination in an inductively coupled plasma. The highest etch rate of the Au thin film was 3500 A/min at a Cl$_2$/(Cl$_2$+Ar) gas mixing ratio of 0.2. The surface reaction of the etched Au thin films was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. There is Au-Cl bonding by chemical reaction between Cl and Au. During the etching of Au thin films in Cl$_2$/Ar plasma, Au-Cl bond is formed, and these products can be removed by the physical bombardment of Ar ions[l].

$Cl_{2}$/$CF_{4}$/Ar gas chemistry에 의한 $SrBi_2Ta_2O_{9}$ 박막의 식각 특성 (Etching Kinetics Of $SrBi_2Ta_2O_{9}$ Thin Film in $Cl_{2}$/$CF_{4}$/Ar gas Chemistry)

  • 김동표;김창일;이원재;유병곤;김태형;장의구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.62-65
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    • 2001
  • $SrBi_2Ta_2O_{9}$ thin films were etched in inductively coupled $Cl_{2}$/$CF_{4}$/Ar plasma. The maximum etch rate was 1060 $\AA\textrm{m}$/min in $Cl_{2}$/$CF_{4}$/Ar (80). The chemical reactions on the etched surface were studied with x-ray photoelectron spectroscopy. The etching of SBT thin films in $Cl_{2}$/$CF_{4}$/Ar were etched by chemically assisted reactive ion etching. The small addition of $Cl_2$ into $CF_4$(20)/Ar(80) plasma will decrease the fluorine radicals and the increase Cl radical.

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$CF_4/Cl_2/Ar$ 고밀도 플라즈마를 이용한 PZT 박막의 식각 특성에 관한 연구 (A Study on Etching Characteristics of PZT thin films in $CF_4/Cl_2/Ar$ High Density Plasma)

  • 강명구;김경태;김태형;김창일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1512-1514
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    • 2001
  • In this work, 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 films were 1600 $\AA$/min at $Cl_2$(80%)/Ar(20%) gas mixing ratio and 1973 $\AA$/min at 30% additive $CF_4$ into $Cl_2$(80%)/Ar(20%). Therefore the etch rate of PZT in $CF_4/Cl_2/Ar$ plasma is faster than in $Cl_2$/Ar. From XPS and SIMS analysis, metal halides and C-O, FCI and $CClF_2$ were detected. The etching of PZT films in Cl-based plasma is primarily chemically assisted ion etching and the remove of nonvolatile etch byproducts is the dominant step. Consequently, we suggest that the increase of Cl radicals and the volatile oxy-compound such as $CO_y$ are made by adding $CF_4$ into $Cl_2$/Ar plasma. Therefore, the etch rate of PZT in $CF_4/Cl_2/Ar$ plasma is faster than in $Cl_2$/Ar. The etched profile of PZT films was obtained above 70$^{\circ}$ by the SEM micrograph.

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Ar/Cl$_2$ 유도결합플라츠마 식각 후 SBT 박막의 전기적 특성 (Electrical Properties of SBT Thin Films after Etching in Cl$_2$/Ar Inductively Coupled Plasma)

  • 이철인;권동표;깅창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.58-61
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    • 2002
  • SBT thin films were etched at different content of Cl$_2$in Cl$_2$/Ar plasma. We obtained the maximum etch rate of 883 ${\AA}$/min at Cl$_2$(20%)/Ar(80%). As Cl$_2$ gas increased in Cl$_2$/Ar plasma, the etch rate decreased. The maximum etch rate may be explained by variation of volume density for Cl atoms and by the concurrence of two etching mechanisms such as physical sputtering and chemical reaction with formation of low-volatile products, which can be desorbed only by ion bombardment. The variation of volume density for Cl, F and Ar atoms and ion current density were measured by the optical emission spectroscopy and Langmuir probe. To evaluate the physical damage due to plasma, X-ray diffraction and atomic force microscopy analysis carried out. After etching process, P-E hysteresis loops were measured by ferroelectric workstation.

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Cl$_2$/Ar 가스 플라즈마에 $O_2$ 첨가에 따른 Pt 식각 특성 연구 (The Study on the Etching Characteristics of Pt Thin Film by $O_2$ Addition to $_2$/Ar Gas Plasma)

  • 김창일;권광호
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권5호
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    • pp.29-35
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    • 1999
  • Pt박막의 ICP 식각을 위한 Cl\sub 2 \/Ar 가스 플라즈마에 O\sub 2\ 가스를 첨가하여 Pt 식각 메카니즘을 XPS와 QMS로 조사하였다. 또한 single Langmuir probe를 사용하여 이온전류밀도를 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가스 플라즈마에서 측정하였다. O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 Cl과 Ar species가 급격하게 감소하고 이온전류밀도 역시 감소함을 QMS와 single Langmuir probe로 확인하였다. Pt 식각율의 감소는 O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 반응성 species와 이온전류밀도의 감소에 기인함을 의미한다. 150 nm/min의 치대 식각율과 2.5의 산화막식각 선택비가 50 sccm의 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가수 유량, 600 W의 RF 전력, 125 V의 dc 바이어스 전압 및 10mTorr의 반응로 압력에서 얻었다.

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$Ar/CF_{4}/Cl_{2}$ 유도결합 플라즈마에 의한 SBT 박막의 표면 손상 (The Surface Damage of SBT Thin Film Etched in $Ar/CF_{4}/Cl_{2}$ Plasma)

  • 김동표;김창일;이철인;김태형;이원재;유병곤
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.26-29
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    • 2001
  • $SrBi_2Ta_2O_{9}$ thin films were etched at high-density $Cl_2/CF_4/Ar$ in inductively coupled plasma system. The etching of SBT thin films in $Cl_2/CF_4/Ar$ were chemically assisted reactive ion etching. The maximum etch rate was 1300 $\AA$/min at 900W in $Cl_2(20)/CF_4(20)/Ar(80)$. As rf power increase, radicals (F, Cl) and ion(Ar) increase. The influence of plasma induced damage during etching process was investigated in terms of the surface morphology and th phase of X-ray diffraction. The chemical residue was investigated with secondary ion mass sperometry.

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$BCl_3/Cl_2/Ar$ 고밀도 플라즈마에 의한 $(Ba, Sr)TiO_3$ 박막의 식각 메커니즘 연구 (A Study on the Etching Mechanism of $(Ba, Sr)TiO_3$ thin Film by High Density $BCl_3/Cl_2/Ar$ Plasma)

  • 김승범;김창일
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권11호
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    • pp.18-24
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    • 2000
  • (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막은 ULSI-DRAM 즉 1-4 Gbit급 DRAM용 셀(cell) 커패시터의 새로운 유전물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 ICP 장비에서 $BCl_3/Cl_2/Ar$ 플라즈마로 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막을 식각하였다. 이때 RF power/dc bias voltage는 600W/-250V, 반응로의 압력은 10mTorr 이었다. $Cl_2/(Cl_2+Ar)$은 0.2로 고정하였고, $BCl_3$ 가스를 첨가하면서 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막을 식각하였다. $BCl_3$ 가스를 10% 첨가하였을 때, $480{\AA}/min$으로 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막은 가장 높은 식각 속도를 나타내었다. $Cl_2/Ar$가스에 $BCl_3$의 첨가 비에 따른 Cl, BCl 및 B의 라디칼 밀도를 optical emission spectroscopy(OES)에 의해 구하였다. $BCl_3$를 10% 첨가하였을 때 Cl의 라디칼 밀도가 가장 높았다. (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막의 표면반응을 규명하기 위하여 XPS 분석을 수행한 결과 이온 bombardment 식각이 Ba-O 결합을 파괴하고 Ba와 Cl의 결합형태인 $BaCl_2$을 제거하기 위하여 필요하다. Sr과 Cl의 결합의 양은 많지 않고, Sr은 주로 물리적인 스퍼터링에 의하여 제거된다. Ti와 Cl은 화학적으로 반응하여 $TiCl_4$ 결합형태로 용이하게 제거된다. 식각후 단면사진을 SEM을 통해 본 결과 식각단면이 약 65~70$^{\circ}$ 정도였다.

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