Etch 공정 PR 손상 관련

Q. Etch 공정 PR 손상 관련

소소기코

SiO2 etch를 진행할 때, Dual RF를 사용하는 Lam research 장비를 활용했습니다. 식각 가스는, C4F8(15sccm), O2 (10sccm) 이 정도만 사용했고 나머지는 Ar으로 채웠습니다. 식각 과정에서 PR 손상에 미치는 영향이 27MHz의 High-frequency RF power를 증가시켰을 때나 Pressure 증가시켰을 때 주로 증가하고 2MHz의 Low-frequency RF power를 증가시켰을 때는 거의 PR 손상량이 증가하지 않았는데 주로 PR 손상은 화학 반응을 통한 영향이 큰가요?

2025.10.30

답변 5

M
Memory Department삼성전자
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일치
지원자님~ 아주 좋은 질문이에요! 말씀하신 조건에서 PR 손상이 27MHz High-frequency RF 파워나 압력 증가 시 커지고, 2MHz Low-frequency RF 파워에서는 변화가 거의 없었다면, 이건 화학적 반응에 의한 손상 영향이 더 큰 경우로 볼 수 있습니다~ High-frequency RF는 주로 플라즈마 밀도(plasma density)를 높여요. 즉, 전자 에너지가 증가하면서 CFₓ나 O radical 같은 활성종이 더 많이 생성되고, 이들이 PR 표면을 산화·열화시키는 화학적 공격(chemical attack)을 유발합니다. 그래서 27MHz RF power를 높이면 PR의 표면이 더 많이 깎이거나 거칠어지는 거죠~ 반면에 Low-frequency RF는 **이온 에너지(ion energy)**를 높이는 역할을 하는데, 이건 물리적 스퍼터링(충돌에 의한 손상)과 관련 있어요. 하지만 PR은 유기물 기반이라 일정 수준까지는 에너지 충돌을 흡수하고, SiO₂처럼 단단한 재료처럼 직접적으로 많이 손상되지 않아요. 그래서 PR 손상이 눈에 띄게 늘지 않은 겁니다~ 압력이 높아지면 플라즈마 내 입자들이 더 자주 충돌해서 활성종의 농도와 화학 반응율이 증가하고, 그만큼 PR이 화학적으로 열화되기 쉬워져요. 따라서 이런 현상은 전형적인 화학적 손상 지배 조건이라 볼 수 있습니다! 정리하자면, 지금의 조건에서는 화학적 반응(산화·열화)에 의한 PR 손상이 주된 원인이며, Low-frequency RF를 통한 물리적 충격보다는 High-frequency RF와 압력 변화로 인한 화학반응이 더 크게 작용한 결과예요~ 도움이 되셨다면 채택 부탁드려요~ 응원합니다~!
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2025.11.02
황
황금파이프삼성전자
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일치
안녕하세요. PR 손상에 영향을 주는 인자는 굉장히 많습니다. 주파수를 높이면 PR에 가해지는 에너지가 커지기 때문에 물리적인 손상이 발생할 수도 있고, 압력을 증가시키면 그만큼 강하게 충돌하기 때문에 마찬가지로 물리적인 손상이 발생할 수도 있습니다. 만약 O2나 C4F8의 양을 늘리거나 최적화 등을 하면 화학적인 반응으로 인해 PR 손상 정도가 달라질 것 같습니다.
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2025.11.02
흰
흰수염치킨삼성전자
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일치
안녕하세요. 멘토 흰수염치킨입니다. 공정 설정하기 따라 달라요 물리 화학 둘다 영향받아요 도움이 되었으면 좋겠네요. ^_^
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2025.10.30
g
gwan123삼성전자
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일치
화학반응보다는, Gas 와 Film 사이의 Collision 횟수가 High frequency 조건이 훨씬 많아 보이는데요 ...? pressure 가 증가함에따라, PR손상이 되는 pressure 구간이 어디인지 알아야할 것 같습니다
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2025.10.30
채택스포스코
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안녕하세요. 멘티님. 반갑습니다. PR 손상에 관해서 말씀드리면 식각 공정에서 PR 손상은 단순히 물리적인 이온 충격보다는 화학 반응에 의한 영향이 훨씬 큰 편이에요. High-frequency RF 파워를 높이면 플라즈마 내에서 활성화된 화학 종들이 증가해서 PR 표면과 더 활발하게 반응하게 되고 그 결과 PR 손상이 심해지기 쉽습니다. 압력이 높아지면 식각 플라즈마 내 이온과 중성종의 충돌 확률도 올라가면서 화학 반응성이 더 높아지고 PR에도 영향을 미치게 되죠. 반면에 Low-frequency RF 전력의 역할은 이온을 기판 쪽으로 가속시키는 물리적 충돌의 정도에 영향을 주지만 이 경우는 주로 PR 박막의 물리적 침식에 국한되기 때문에 화학적 손상에 비해 영향이 작게 느껴질 수 있습니다. 따라서 질문하신 것처럼 PR 손상의 주요 원인은 화학 반응에 의한 영향이 크고 High-frequency RF 전력이나 압력이 높아질수록 PR 손상이 증가하는 경향이 뚜렷합니다. 식각 공정을 조절할 때는 화학 반응을 조절하는 변수를 잘 다루는 것이 PR 손상을 줄이는 데 더 효과적이니 참고하시면 좋겠습니다. 모쪼록 도움이 되셨다면 채택부탁드립니다. 감사합니다.
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2025.10.30

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지원자님~ 아주 좋은 질문이에요! 말씀하신 조건에서 PR 손상이 27MHz High-frequency RF 파워나 압력 증가 시 커지고, 2MHz Low-frequency RF 파워에서는 변화가 거의 없었다면, 이건 화학적 반응에 의한 손상 영향이 더 큰 경우로 볼 수 있습니다~ High-frequency RF는 주로 플라즈마 밀도(plasma density)를 높여요. 즉, 전자 에너지가 증가하면서 CFₓ나 O radical 같은 활성종이 더 많이 생성되고, 이들이 PR 표면을 산화·열화시키는 화학적 공격(chemical attack)을 유발합니다. 그래서 27MHz RF power를 높이면 PR의 표면이 더 많이 깎이거나 거칠어지는 거죠~ 반면에 Low-frequency RF는 **이온 에너지(ion energy)**를 높이는 역할을 하는데, 이건 물리적 스퍼터링(충돌에 의한 손상)과 관련 있어요. 하지만 PR은 유기물 기반이라 일정 수준까지는 에너지 충돌을 흡수하고, SiO₂처럼 단단한 재료처럼 직접적으로 많이 손상되지 않아요. 그래서 PR 손상이 눈에 띄게 늘지 않은 겁니다~ 압력이 높아지면 플라즈마 내 입자들이 더 자주 충돌해서 활성종의 농도와 화학 반응율이 증가하고, 그만큼 PR이 화학적으로 열화되기 쉬워져요. 따라서 이런 현상은 전형적인 화학적 손상 지배 조건이라 볼 수 있습니다! 정리하자면, 지금의 조건에서는 화학적 반응(산화·열화)에 의한 PR 손상이 주된 원인이며, Low-frequency RF를 통한 물리적 충격보다는 High-frequency RF와 압력 변화로 인한 화학반응이 더 크게 작용한 결과예요~ 도움이 되셨다면 채택 부탁드려요~ 응원합니다~!

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