CMP(Chemical Mechanical Polishing)는 VLSI의 제조공정에서 실리콘웨이퍼의 절연막내에 있는 토포그래피를 제어할 수 있는 광역 평탄화 기술이다. 또한 최근에는 실리콘웨이퍼의 나노토포그래피(Nanotopography)가 STI의 CMP 공정에서 연마 후 필름의 막 두께 변화에 많은 영향을 미치게 됨으로 중요한 요인으로 대두되고 있다. STI CMP에 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 첨가되는 계면활성제의 농도에 따라서 나노토포그래피에 미치는 영향을 제어하는 것이 필수적 과제로 등장하고 있다. 본 연구에서는 STI CMP 공정에서 사용되는 CeO$_2$ 슬러리에서 계면활성제의 농도에 따른 나노토포그래피의 의존성에 대해서 연구하였다. 실험은 8 "단면연마 실리콘웨이퍼로 PETEOS 7000$\AA$이 증착 된 것을 사용하였으며, 연마 시간에 따른 나노토포그래피 의존성을 알아보기 위해 연마 깊이는 3000$\AA$으로 일정하게 맞췄다. 그리고 CMP 공정은 Strasbaugh 6EC를 사용하였으며, 패드는 IC1000/SUBA4(Rodel)이다. 그리고 연마시 적용된 압력은 4psi(Pounds per Square Inch), 헤드와 정반(table)의 회전속도는 각각 70rpm이다 슬러리는 A, B 모두 CeO$_2$ 슬러리로 입자크기가 다른 것을 사용하였고, 농도를 달리한 계면활성제가 첨가되었다. CMP 전 후 웨이퍼의 막 두께 측정은 Nanospec 180(Nanometrics)과 spectroscopic ellipsometer (MOSS-ES4G, SOPRA)가 사용되었다.
The nanotopography of silicon wafers has emerged as an important factor in the STI process since it affects the post-CMP thickness deviation (OTD) of dielectric films. Ceria slurry with surfactant is widely applied to STI-CMP as it offers high oxide-to-nitride removal selectivity. Aiming to control the nanotopography impact through ceria slurry characteristics, we examhed the effect of surfactant concentration and abrasive size on the nanotopography impact. The ceria slurries for this study were produced with cerium carbonate as the starting material. Four kinds of slurry with different size of abrasives were prepared through a mechanical treatment The averaged abrasive size for each slurry varied from 70 nm to 290 nm. An anionic organic surfactant was added with the concentration from 0 to 0.8 wt %. We prepared commercial 8 inch silicon wafers. Oxide Shu were deposited using the plasma-enhanced tetra-ethyl-ortho-silicate (PETEOS) method, The films on wafers were polished on a Strasbaugh 6EC. Film thickness before and after CMP was measured with a spectroscopic ellipsometer, ES4G (SOPRA). The nanotopogrphy height of the wafer was measured with an optical interferometer, NanoMapper (ADE Phase Shift)
In this study, we suggest the new emitter formation applied solid phase epitaxy (SPE) growth process using rapid thermal process (RTP). Preferentially, we describe the SPE growth of intrinsic a-Si thin film through RTP heat treatment by radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD). Phase transition of intrinsic a-Si thin films were taken place under $600^{\circ}C$ for 5 min annealing condition measured by spectroscopic ellipsometer (SE) applied to effective medium approximation (EMA). We confirmed the SPE growth using high resolution transmission electron microscope (HR-TEM) analysis. Similarly, phase transition of P doped a-Si thin films were arisen $700^{\circ}C$ for 1 min, however, crystallinity is lower than intrinsic a-Si thin films. It is referable to the interference of the dopant. Based on this, we fabricated 16.7% solar cell to apply emitter layer formed SPE growth of P doped a-Si thin films using RTP. We considered that is a relative short process time compare to make the phosphorus emitter such as diffusion using furnace. Also, it is causing process simplification that can be omitted phosphorus silicate glass (PSG) removal and edge isolation process.
기층의 후면에서 반사한 빛이 미치는 영향을 고려하여 반투명한 기층 위에 박막이 있는 시료의 분광타원상수를 모델링 분석하였다. 후면반사가 타원상수에 미치는 영향을 기층의 복소굴절률과 두께를 사용하여 나타내었고 이를 모델링 분석에 적용하였다. 유리 기층 위에 ITO 박막이 있는 시료에 대해 후면반사를 고려한 표현들을 사용하여 박막의 두께와 복소굴절률 등을 구한 결과가 후면에서 반사된 빛을 제거하여 측정, 분석하는 통상적인 타원법에 의한 결과와 일치함을 보였다.
Kim, Youngsoon;Lee, Taeho;Jaemin Oh;Jinho Ahn;Jaehak Jung
한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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pp.115-121
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2002
In this research we have investigated the characteristics of ultra thin $HfO_2 /SiON$stack structure films using several analytical techniques. SiON layer was thermally grown on standard SCI cleaned silicon wafer at $825^{\circ}C$ for 12sec under $N_2$O ambient. $HfO_2 /SiON$$_4$/$H_2O$ as precursors and $N_2$as a carrier/purge gas. Solid HfCl$_4$was volatilized in a canister kept at $200^{\circ}C$ and carried into the reaction chamber with pure $N_2$carrier gas. $H_2O$ canister was kept at $12^{\circ}C$ and carrier gas was not used. The films were grown on 8-inch (100) p-type Silicon wafer at the $300^{\circ}C$ temperature after standard SCI cleaning, Spectroscopic ellipsometer and TEM were used to investigate the initial growth mechanism, microstructure and thickness. The electrical properties of the film were measured and compared with the physical/chemical properties. The effects of heat treatment was discussed.
A method for designing antireflection (AR) and antistatic (AS) coating layer by the use of conducting polymer as an electrically conductive transparent layer is proposed. The conducting AR coating is composed of four-layer with alternating high and low refractive index layer: silicon dioxide (n=1.44) and titanium dioxide (n=2.02) prepared at low temperature by sol-gel method are used as the low and high refractive index layer, respectively. The poly(3,4-ethylenedioxythiophene) which has the surface resistivity of 10$^4$Ω/$\square$ is used as a conductive layer. Optical constant of each ARAS coating layers such as refractive index and optical thickness were measured by 7he spectroscopic ellipsometer and from the measured optical constants the spectral properties such as reflectance and transmittance were simulated in the risible region. The reflectance of ARAS films on glass substrate was below 1 %R and the transmittance was higher than 95 % in the visible wavelength (400-700 nm). The measured AR spectral properties was very similar to its simulated results.
We synthesized molybdenum thin films deposited by RF magnetron sputtering and physicochemical analysis was performed. The physical and chemical properties of these films were examined with X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The obtained film at the oxygen ratio of 0% showed crystallinity of cubic Mo(110) phase. After the oxygen ratio increased more than 5% in the sputter gas, the molybdenum films were formed as an amorphous phase. The thickness of the Mo thin film was drastically decreased from 1000 nm to ca 70 nm after introduction of oxygen in the sputter gas confirmed by spectroscopic ellipsometer (SE) and scanning electron spectroscopy (SEM). The calculated band gap of the film deduced from SE data increased from 3.17 to 3.63 eV by addition of oxygen in the sputter gas. The roughness of the Mo film was examined with atomic force microscopy (AFM) and it was dramatically decreased by introducing of oxygen during sputtering. XPS results revealed that the ratio of metallic Mo species in the film decreased by the contents of Mo(VI) species increased at the ratio of oxygen increased in the sputter gas and fully oxidized at low content of oxygen in the sputter gas.
본 연구에서는 RF 파워, 기판의 종류, 산소분압비의 다양한 제작조건으로 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 $Ta_{2}O_{5}$ 박막을 제작하였다. 제작된 $Ta_{2}O_{5}$ 박막의 분석을 위해 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 타원상수를 $1.0{\sim}4.0eV$ 영역에 걸쳐 측정하였고, Tauc-Lorentz 분산관계식을 이용하여 박막의 두께와 광학상수를 분석한 결과 제작조건에 따른 광학상수의 크기와 분간형태의 변화가 나타났다. 또한 분산관계식에 의해 분석된 박막의 두께와 광학상수를 이용하여 얻은 투과율 스펙트럼을 UV-Vis 분광광도계에 의해 측정된 값과 비교하여 타원상수 분석을 통해 얻은 두께와 광학상수의 신뢰성을 확인하였다.
[ $V_{2}O_{5}$ ] 박막의 성장특성을 분석하기 위해 RF 스퍼터링 시스템으로 C-Si 기판에 10 %와 0 %의 산소 분압비로 시료를 제작하였다. 구조적 특성의 분석을 위해 SBM과 XRD 측정을 실시하였고, 위상변조방식의 분광타원계를 이용하여 $0.75{\sim}4.0\;eV$ 범위에 걸쳐 타원상수를 측정하였다. 측정된 타원상수 분석을 위해 상용화된 분석용 프로그램인 DeltaPsi2를 이용하여, Double Amorphous 분산관계식으로 최적 맞춤 하였다. SEM과 XRD 측정결과 시료의 표면 및 결정 상태는 비정질임을 확인하였고, 타원상수의 분석에 의해 $V_{2}O_{5}$층의 두께, void비율, 표면 거칠기를 알 수 있었다. 또한 SEM 측정치와 비교한 결과 두 시료의 두께와 표면 거칠기의 결과가 잘 일치함을 확인 하였다.
금속테의 황색도금물질로 사용되는 티타늄질화물(titanium nitride: $TiN_x$)의 단일박막을 질소가스의 양을 달리 공급 하여 Si(100) 기판위에 초고진공 RF 마그네트론 스퍼터링(ultra high vacuum radio frequency magnetron sputtering) 방법으로 증착하였다. 박막 증착 후 가변입사각분광타원계를 사용하여 1.5-5.0 eV 에너지 영역에서 타원 각 ${\Delta}$와 ${\Psi}$를 측정하였다. 이 측정결과들을 Drude+Lorentz oscillator 분산관계식을 사용하여 최적 맞춤하고, 매개변수들을 구하여 박막의 광학상수인 굴절계수 $n({\lambda})$과 소광계수 $k({\lambda})$를 각각 결정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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