Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.15, No.5, 503-507, August, 2004
Cl2/Ar 및 C2F6/Ar discharge를 이용한 NiFe, CoFe 및 IrMn 자성 박막의 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각
Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching of NiFe, CoFe, and IrMn Magnetic Thin Films in Cl2/Ar and C2F6/Ar discharges
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초록
자성 물질인 NiFe, CoFe 및 IrMn 박막에 대한 고밀도 반응성 이온 식각이 유도 결합 플라즈마를 이용하여 연구되었다. Photoresist (PR) 마스크를 이용하고 Cl2와 C2F6를 이용하여 자성 박막들의 식각 속도와 식각 profile이 조사되었다. Cl2가스의 농도가 증가함에 따라서 자성 박막들의 식각 속도는 감소하였으며, IrMn박막의 식각 속도 감소가 가장 적었다. 그러나 Cl2가스의 농도가 40% 이상일 때 IrMn박막의 식각 속도는 다른 박막들보다 빠르며 NiFe과 CoFe박막의 식각 속도는 비슷하였다. C2F6가스의 경우에도 C2F6가스의 농도가 증가함에 따라서 식각 속도는 감소하였으며, IrMn박막이 NiFe과 CoFe박막들보다 더 빠른 식각 속도를 보였다. 이는 자성 박막의 식각 특성이 전형적인 반응성 이온 식각 특성을 따르지 않는 것을 의미한다. NiFe, CoFe, 그리고 IrMn등의 자성 박막들의 식각 가스로써 Cl2가스가 C2F6가스보다 더 빠른 식각 속도와 더 가파른 식각 경사를 얻는데 있어서 효과적인 것으로 입증되었다.
High density plasma reactive ion etching of magnetic materials such as NiFe, CoFe, and IrMn was performed in an inductively coupled plasma (ICP). The etch process of magnetic thin films masked with the photoresist (PR) was carried out using Cl2 and C2F6 gas chemicals, and it was characterized in terms of etch rate and etch profile. The etch rate of magnetic thin films decreased with increasing the Cl2 concentration, and the decrease of etch rate of IrMn was smaller than those of other films. However, when the concentration of Cl2 gas was greater than 40%, IrMn film showed a faster etch rate than other films; the etch rates of NiFe and CoFe films were similar. For the case of C2F6 gas, the etch rates of the magnetic films decreased as the concentration of C2F6 increased. The etch rate of IrMn was also faster than those of NiFe and CoFe films. This indicates that etch characteristics of magnetic thin film does not obey the etch mechanism of typical reactive ion etching. The Cl2 gas was more effective in obtaining a faster etch rate and showed a steeper slope of the etched sidewall than the C2F6 gas.
- Jung KB, Cho H, Hahn YB, Lambers ES, Onishi S, Johnson D, Hurst AT, Childress JR, Park YD, Pearton SJ, J. Appl. Phys., 85(8), 4788 (1999)
- 이우영, 신경호, 전기전자재료학회지, 13(11), 12 (2000)
- 이창호, 김익준, 전자재료학회문지, 14(8), 688 (2001)
- 서수정, 김영근, 이성래, 전기전자재료학회논문지, 14(5), 3 (2001)
- Baglin JEE, Tabacniks MH, Fontana R, Kellock AJ, Bardin TT, Mater. Sci. Forum, 248-249, 87 (1997)
- Kim SD, Lee JJ, Lim SH, Han SH, Kim HJ, J. Appl. Phys., 85(8), 5992 (1999)
- Byun YH, Kim HI, Song YS, Yoon JK, Chung CW, J. Ind. Eng. Chem., 8(3), 257 (2002)
- Lide DR, CRC Handbook of Chemistry and Physics 81st Edition, CRC Press (2000)