| 초록 |
최근 차세대 반도체 메모리 소자로 대두된 MRAM에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 MRAM의 TMR stack을 구성하는 자성 재료의 건식 식각에 대한 연구에서는 좋은 profile을 얻고, 재층착의 문제를 해결하기 위한 노력이 계속해서 진행되고 있다. 본 연구에서 자성 재료인 CoZrNb과 CoTb 박막의 식각 특성을 유도결합 플라즈마를 이용한 고밀도 반응성 이온 식각을 통해서 연구하였다. Photoresist(PR) 마스크를 이용한 자성 박막들의 식각 속도와 profile은 Cl2/Ar, C2F6/Ar 와 같은 식각 가스의 농도를 변화시키면서 조사되었다. Cl2 가스와 C2F6 가스의 농도가 증가함에 따라서 식각 속도는 감소하였고 식각 경사는 낮아졌다. 빠른 식각 속도와 높은 식각 경사를 보인 Cl2/Ar 가스는 C2F6/Ar 가스보다 자성박막들을 식각하는 데에 적합한 식각 가스인 것으로 확인되었다. 이는 자성박막의 식각 특성이 전형적인 반응성 이온 식각 특성을 따르지 않는 것을 의미한다. 그러나 높은 식각 경사를 보이는 조건에서는 패턴의 옆면 부분에 식각 가스에 의한 염소화합물이 아닌 자성박막 자체의 재층착이 일어난 것을 확인할 수 있었다. 따라서 CoZrNb과 CoTb 박막의 식각은 주로 물리적 이온 스퍼터링 효과에 의해 진행된다는 것을 알 수 있었다. Field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰하고, auger electron spectroscopy(AES)를 이용하여 패턴 옆면의 재증착 물질을 분석함으로써 자성박막이 식각되는 메커니즘을 이해하고 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾을 수 있었다. |
