| 초록 |
본 연구에서는 다공성 저유전율 물질(Nanoglass)에 대해 식각 단면 모사를 위한 기본 정보인 식각 속도의 각도 의존성을 관찰하여 이를 기존 층간절연물질(ILD)인 실리콘 산화막과 비교하였다. 이를 위해 파라데이 상자를 플라즈마 식각 반응기 내부에 장착하여 이온의 입사 각도를 조절하였으며, CHF3 6mTorr, 600Ws, 그리고 -100V 또는 -400V의 공정조건에서 식각 실험을 수행하였다. 관찰한 이온 입사 각도는 0, 30, 45, 60, 70, 80, 90도 였다. 바이어스 전압, 즉, 이온 에너지가 작은 경우(-100V), 70도 이상의 높은 각도에서 Nanoglass의 각도의존성은 실리콘 산화막에 비해 작았으며, 이는 Nanoglass의 박막 표면 및 기공 표면에 있는 -CH3 등의 유기 작용기들이 CHF3 플라즈마와 같이 불화탄소 고분자 전구체들이 풍부한 환경에서 이들의 흡착 싸이트로 기여하기 때문이다. 70도 이하의 낮은 각도에서는 표면에 전달되는 이온 에너지가 크기 때문에 -CH3 작용기가 적은 반면 각도가 증가함에 따라 전달되는 에너지가 작아져 -CH3 작용기가 다수 존재하게 된다. 이로 인하여 불화탄소층이 두껍게 형성되고 Nanoglass의 식각 속도는 크게 감소하게 된다. 한편, 바이어스 전압이 큰 경우(-400V), 큰 이온 에너지에 의하여 실리콘 산화막에는 물리적 스퍼터링의 영향이 뚜렷하게 나타난 반면, Nanoglass에서는 그 영향이 비교적 작게 나타났다. 이는 실리콘 산화막에 비하여 Nanoglass의 식각이 라디칼에 의한 화학 반응의 영향을 물리적 스퍼터링에 비해 훨씬 크게 받기 때문이다. 70도 이상의 고각 영역에서는 두 물질 모두 바닥면으로부터 스퍼터링된 입자들이 재증착되어 식각 속도가 빠르게 감소하였다. |
