A study on the characteristics of planar type inductively coupled plasma and its applications on the selective oxide etching

평면형 유도결합 플라즈마의 특성 및 선택적 산화막 식각 응용에 관한 연구

  • 양일동 (서울대학교 공과대학 전기공학부) ;
  • 이호준 (서울대학교 공과대학 전기공학부) ;
  • 황기웅 (서울대학교 공과대학 전 기공학부)
  • Published : 1997.02.01

Abstract

The electrical characteristics and the plasma parameters of planar inductively coupled plasmas (ICP) have been measured. The resistance of the total load including the coil and the plasma varied from 1 to 4 W and the inductance from 1.5 m to 2 mH when the power was changed from 100 to 1000 W and the pressure from 1 to 10 mTorr. The density of electron measured by Langmuir probe was over $10^{11}/\textrm{cm}^3$ and the temperature varied between 3 and 5 eV as the process conditions were changed. Bias modulation was adopted as a new method to improve the selectivity of $SiO_2$on Si in $C_4F_8$ (octafluorocyclobutane) plasma. The selectivity was improved as the duty ratio decreased, but the etch rate of $SiO_2$decreased below 400$\AA$/min. $H_2$addition to $C_4F_8$ plasma showed that the etch selectivity could be higher than 50 and the etch rate of $SiO_2$over 2000$\AA$/min when 60% $H_2$was added.

평면형 유도 결합 플라즈마의 전기적 특성을 측정하였고 Langmuir probe를 이용하 여 전자의 밀도와 온도를 측정하였다. 코일과 플라즈마를 포함한 총 부하의 저항 성분은 1 에서 4$\Omega$까지 변하였고 인덕턱스는 $1.5\mu$H와 2$\mu$H사이의 값을 가졌다. $10^{11}/\textrm{cm}^3$ 이상의 고밀 도 플라즈마를 발생시켰으며 전자의 온도는 공정 조건에 따라 3에서 5eV까지 변하였다. 산 화막 식각시 선택도를 개선하기 위한 방법으로 바이어스 전압을 변조하는 방법을 모색하였 다. C4F8플라즈마에서 바이어스 변조 방법을 사용하였을 때 선택도는 크게 향상 되었으나 산화막 식각율이 400$\AA$/min 이하였다. 선택도 향상을 위해 수소를 첨가한 실험에서 $C_4F_8$ 플 라즈마에 60% $H_2$를 첨가하였을 때 선택도 50이상, 산화막 식각율 2000$\AA$/min 이상의 결과 를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

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