유도결합형 BCl3/Ar 플라즈마를 이용한 Al2O3 박막의 식각 특성

Abstract

연구에서는 ICP 식각 장비를 이용하여 Al_2O_3 박막을 BCl3/Ar 플라즈마로 식각하였다. Al_2O_3 박막 구조에서 SiO_2층은 하부물질로 사용되어, 이 둘의 식각 특성을 추출하여 식각 선택비를 조사하였다. BCl_3/Ar 가스 혼합비에서 Ar 가스의 비율이 20% 인 조건에서 110 (nm/min) 으로 가장 높은 식각 속도를 보였다. Ion bombardment energy 와 DLP 측정결과 Ar 가스비율이 증가함에 따라 전체 플라즈마 이온전류 밀도는 감소하였고, 식각 속도는 Ar 가스 유량이 20% 까지는 반대의 경향을 이후에는 같은 경향이 조사 되었다. OES 측정 결과 Ar 가스 비율이 증가함에 따라 Cl 라디칼은 증가, Ar 라디칼은 감소하였으며, Cl 라디칼은 Al_2O_3 박막의 식각속도와 유사한 경향을 보였다. XPS 분석 결과 Ar 가스 비율이 증가함에 따라 Al-O 결합이 낮은 결합력으로 이동 하였으며 이에 따라 Cl 원자가 Al-O 결합에 침투하여 Al_2O_3 박막 표면에 AlClx의 식각 부산물이 표면에 남아 있는 것으로 사료 할 수 있다. 이와 같은 결과를 종합하여 우리는 Al_2O_3 박막을 BCl_3/Ar 플라즈마를 이용한 식각 메커니즘은 이온 보조식각 메커니즘이라 결론 내릴 수 있다.