늘 좋은 강의 감사합니다! 식각 공정을 공부하는 데 많은 도움이 됩니다. Si/SiO2 식각 시 도핑 농도에 따라 Etch rate가 변하기도 한다는데, 그 원인이 무엇일까요? 개인적으로 생각한 바로는, "도핑 농도 증가->Space charge region 감소->산화반응으로 인한 전자가 쉽게 재결합->HF의 환원(F 이온 생성) 감소->Etch rate 감소" 정도가 떠오르는데, 다른 원인이 있는지 궁금합니다.
안녕하십니까 교수님! 강의 중 헷갈리는 부분이 있어서 질문 드립니다. 8:46 ion milling 부분에서 '낮은 진공도를 유지해야 한다' 라고 하셨는데, 그렇다면 low pressure = 낮은 진공도, 즉 압력과 진공도를 같은 개념으로 봐도 되는건지 여쭤봅니다. (진공도에 대한 개념이 헷갈려서 질문 드립니다..!) 교수님 강의들 너무 잘 듣고 있습니다. 감사합니다!
교수님 안녕하십니까 강의 잘 듣고 있습니다:) 1. RIE 방식에서 Ion 으로 먼저 물리적 반응을 통해 분자 간 결합을 약하게 한 후 Radical로 화학적 반응을 일으키는 건지, 아니면 Radical을 통해 화학적 반응을 먼저 한 후, 결합이 약해진 부분을 Ion으로 강하게 때려박는건지 순서가 궁금합니다! 2. Deep RIE 방식 말고 일반 RIE 방식에서도 측벽에 passivation film을 증착해서 진행하는 걸로 아는데, 이러면 Deep RIE 방식과 원리가 비슷하여 Deep RIE를 사용할 이유가 없다고 생각했습니다.. AR이 높아질수록 안쪽까지 passivation film을 증착하는 것이 힘드니, Deep RIE 방식을 사용한다고 이해해도 될까요?
안녕하십니까 교수님. dry etch에서 궁금한 점이 있어 질문 남기고 갑니다. SiO2의 기본 식각 원리는 F radical을 이용하는 것으로 알고 있는데, Si3N4를 Interhalogen인 FCl을 이용해 식각하면, SiO2는 식각되지 않아 좋은 선택비를 가진다는 내용을 읽었는데, 그 이유가 무엇인가요??
교수님 질문있습니다. RIE문제점이 etch rate가 낮아 깊게 파려면 마스크 두께가 두꺼워야하고 화학적반응이 메인이기 때문에 등방성으로 측면이 깎이는 문제가 발생하는데 이걸 개선한 DRIE는 단순히 Bias에 의해 측면만 보호해 등방성으로 깎이는 문제만 해결하고 RIE와 같이 깊게 파려면 마스크 두께는 두꺼워져야 하는건 동일한건가요?
@@DevicePhysics 답변감사합니다. 그러면 에칭하고자 하는 영역도 보호층이 형성되어 있어 이것을 바이어스건 이온으로 깨고 에칭을 시작하는데 결국 바이어스를 건 과정중에서 mask에 보호층도 깎이기 때문에 3번째 에칭과정중에서는 결국 mask도 많이 깎이지 않나요?
@@류호석-s6l 강의에서 이미 설명하였는데, 세 번째 단계(실리콘을 etching 하는 단계)에서 SF6 는 실리콘과 화학적으로 반응합니다. 즉 mask layer 는 SF6 와 화학적으로 반응하지 않기 때문에 (그런 물질을 이용하기 때문에), mask layer 가 etching 과정 중에 깎여나가지 않습니다.
안녕하세요 교수님. 항상 잘 시청하고 있습니다! Plasma etching 방식에선 by-product가 항상 휘발성을 가져야 하고 그로 인해 아무 물질이나 Plasma etching 할 수 없다고 이해하였습니다. 하지만 RIE 방식은 기본적으로 화학적 방식일텐데 어째서 대부분의 물질을 RIE 방식으로 etching할 수 있는지 궁금합니다. RIE방식이 화학적 방식으로 ethcing하는 것이라면 Plasma etching 방식과 마찬가지로 by-product가 휘발성을 가져야 하는 제약이 있어 대부분의 물질을 etching하기엔 어려운 것이 아닌지 궁금합니다. 혹시 RIE 방식이 가지는 물리적인 힘이 by-product가 휘발성이 없더라도 제거되는 것을 도와주는 것인지 궁금합니다.
1. 두 방식 모두 by-product 가 volatile 해야 하는 것은 동일합니다. 2. 두 방식의 차이점은, plasma etching 에서는 플라즈마의 이온들은 etching 과정에서 거의 역할을 하지 않습니다. RIE 에서는 플라즈마의 이온들이 가지는 강한 운동에너지가 화학결합을 끊어내는 것을 도와 줍니다. 그리고 by-product 가 다시 쌓이는 것도 막아줍니다.
안녕하세요 교수님, 반도체공학 영상부터 기초반도체공정까지 영상을 쭉 보며 도움을 많이 받아왔습니다. 좋은 강의를 유튜브로 올려주셔서 항상 감사합니다. 두 가지 질문이 있는데, 첫 번째는 11:08 부분에 나오는 Plasma etching 방식에서 CF4 gas를 플라즈마로 만들어서 radical을 이용하여 etching을 한다는 것과 16:30 부분에 나오는 Deep RIE 방식에서 CFx gas plasma로 이용하여 ( CFx를 plasma로 만든다는 것은 영상에는 나오지 않았으나 저희 학교 수업 강의록과 인터넷 자료들을 통해 수집한 정보입니다. 만약 이 부분이 잘못됐다면 지적해주시면 감사하겠습니다.) Passivation Film을 형성한다고 하는데, CFx plasma에는 CF3 Radical과 같은 요소가 있기 때문에 오히려 etching이 되는 요소로 작용하지 않는지 궁금합니다. (교수님께서 강의하시지 않은 내용인 CFx gas를 plasma로 만들어서 이용한다는 부분을 전제로 설정했다는 점은 매우 죄송합니다.) 두 번째도 첫 번째 질문과 어느정도 비슷한데, CF2는 Passivation Film으로 이용하고 CF4는 etching으로 이용할 수 있는 것이 맞는지 궁금합니다. 만약 맞다면, 단지 gas 종류의 차이로 인해서만 Passivation Film이 되는 것이냐, etching gas가 되는 것이냐 가 정해지는 것인가요?
1. CF4 --> CF3 + F 로 플라즈마화 될 때, Si 을 etching 하는 것은 F 이온입니다. 즉 Si + 4F --> SiF4 로 반응하면서 Si 이 etching 됩니다. CF3 가 etching 하는 것이 아닙니다. 2. Deep RIE 에서도, C4F8 gas 를 플라즈마화 하면, CxFy 형태로 이온화가 됩니다. 이것들이 Si 표면 위에 증착되면서 passivation layer 를 형성합니다. CxFy 는 Si 을 etching 하지 못합니다. 그리고 etching 단계에서 Si 을 etching 하는 것은 SF6 플라즈마로부터 나온 F 이온 입니다.
16:20 DRIE 과정에서 질문이 있습니다. 그림을 기준으로 3단계로 나누어 구분하겠습니다. 틀린 부분이 있다면 지적해주시면 감사드리겠습니다. 1. 2단계에서 직전성을 가지는 양이온에 의해 passivation film이 "physical sputtering"됩니다. 2. 그런 와중에 radical은 확산 중입니다. 3. 2단계에서 인가되던 bias가 3단계에서 사라졌습니다. cathode sheath voltage에 의한 bias로 알고 있는데 그러한 bias의 인가를 어떻게 on/off 통제할 수 있는지 궁금합니다. DC plasma, RF plasma 어느 경우에 해당되는지 모르겠으나 전력 전극에 인가되는 전압의 인가 여부가 결정하는 것입니까? 4. 모종의 이유로 3단계에서 bias가 사라져 양이온에 의한 physical sputtering은 더 이상 발생하지 않고 radical의 확산만 있습니다. passivation film 없이 노출된 바닥면은 radical에 의해 "chemical etching"됩니다. 5. 그런 와중에 passivation film이 있는 측면이 궁금해졌습니다. 단독의 radical과 passivation film은 chemical etching되지 않습니까? 6. passivation film 없이 노출된 바닥면을 왜 굳이 isotropic한 profile을 가지는 chemical etching을 하는지 궁금합니다. 7. 제가 이해한 RIE에서의 양이온은 피식각막의 원자 간 bonding을 약화시키는 역할을 합니다. 반면 제가 이해한 DRIE에서의 양이온은 passivation film을 physical sputtering하는 역할을 합니다. 그리고 RIE, DRIE 모두에서의 radical은 chemical reaction을 일으킵니다.
3. 일반적으로 bias 는 substrate (wafer) 아래쪽 전체에 전극을 연결하여 가해줍니다. 5. radical(SF6) 는 Si 만 화학적으로 결합하여 etching 합니다. 측벽의 보호막은 etching 하지 않습니다. 6. Si 을 physical etching 하면 mask 도 같이 조금씩 깎여 나갑니다. 따라서 아주 깊게 etching 을 할 수 없습니다 (mask 가 상당히 두꺼워져야 합니다).
![[기초반도체공정|5.1] #doping #diffusion #ion implantation #dose #projected range #channeling #RTA](http://i.ytimg.com/vi/GnDwUsllRpI/mqdefault.jpg)
![[기초반도체공정|5.1] #doping #diffusion #ion implantation #dose #projected range #channeling #RTA](/img/tr.png)
![[기초반도체공정|4.1] #etching #etch rate #profile #isotropic #anisotropic #selectivity #bias #uniformity](http://i.ytimg.com/vi/T6H-apNTAD4/mqdefault.jpg)
최근 SK 하이닉스에서 발표한 HBM을 만드는 기술은 TSV라는 공정이 들어간다고 들었습니다!
오늘 배운 강의에서 Deep RIE를 이용하여 TSV 공정에 사용한다니 너무 신기하고 재미있습니다!
좋은 강의 항상 감사합니다! 😊😊😊
늘 좋은 강의 감사합니다! 식각 공정을 공부하는 데 많은 도움이 됩니다.
Si/SiO2 식각 시 도핑 농도에 따라 Etch rate가 변하기도 한다는데, 그 원인이 무엇일까요?
개인적으로 생각한 바로는, "도핑 농도 증가->Space charge region 감소->산화반응으로 인한 전자가 쉽게 재결합->HF의 환원(F 이온 생성) 감소->Etch rate 감소" 정도가 떠오르는데, 다른 원인이 있는지 궁금합니다.
질문이 혼란스러운데,
1. Si을 etching하는 건가요? 아니면 SiO2를 etching 하는 건가요?
2. wet etching인가요?dry etching인가요?
3. depletion region 하고 산화반응이 무슨 관계인건가요?
안녕하십니까 교수님 혹시 원자층 식각인 ALE공정도 추후에 업로드 해주시나요??
강의에 없는 공정들은 제가 경험을 못해본 공정이라 잘 몰라 제외를 한 것들이어서, 앞으로도 추가할 계획은 없습니다.
안녕하십니까 교수님! 강의 중 헷갈리는 부분이 있어서 질문 드립니다.
8:46 ion milling 부분에서 '낮은 진공도를 유지해야 한다' 라고 하셨는데,
그렇다면 low pressure = 낮은 진공도, 즉 압력과 진공도를 같은 개념으로 봐도 되는건지 여쭤봅니다.
(진공도에 대한 개념이 헷갈려서 질문 드립니다..!)
교수님 강의들 너무 잘 듣고 있습니다. 감사합니다!
네 맞습니다. 낮은 압력을 뜻합니다. 제가 강의에서 진공도라는 용어를 압력을 표현하기 위해 썼는데, 잘못 헷갈리게 표현한 것 같습니다. 일반적으로는 진공상태의 압력이 낮을수록 고진공(high vacuum)이라 부릅니다.
교수님 좋은 강의 감사드립니다
Deep RIE에서
Si ethcing이 끝난 후 측벽 보호막을 제거하고 다시 보호막을 데포하나요?
측벽보호막을 제거안하고 보호막을 데포하면
점점 깊게 팔수록 Mask 바로 아래쪽 측벽보호막이 두꺼워져 병목현상이 생길거같습니다.
따로 제거하는 step 은 없습니다.
C4F8 이 화학적으로 노출된 실리콘쪽에 우선적으로 반응하여 결합하기 때문에 우려하는 문제는 크게 발생하지 않습니다.
교수님 안녕하십니까 강의 잘 듣고 있습니다:)
1. RIE 방식에서 Ion 으로 먼저 물리적 반응을 통해 분자 간 결합을 약하게 한 후 Radical로 화학적 반응을 일으키는 건지, 아니면 Radical을 통해 화학적 반응을 먼저 한 후, 결합이 약해진 부분을 Ion으로 강하게 때려박는건지 순서가 궁금합니다!
2. Deep RIE 방식 말고 일반 RIE 방식에서도 측벽에 passivation film을 증착해서 진행하는 걸로 아는데, 이러면 Deep RIE 방식과 원리가 비슷하여 Deep RIE를 사용할 이유가 없다고 생각했습니다.. AR이 높아질수록 안쪽까지 passivation film을 증착하는 것이 힘드니, Deep RIE 방식을 사용한다고 이해해도 될까요?
아니면 AR이 큰 소자에서는 Passivation Film이 오히려 Blocking Mask 역할을 해버려서 Etch Rate가 낮아져서 Deep RIE를 사용한다고 봐야할까요?
1. 강의자료에 이미 적혀 있습니다.
2. 일반 RIE 에서는 passiviation 을 하지 않습니다.
@@DevicePhysics 감사합니다!!
18:00 Deep RIE를 tsv 공정에 이용
안녕하십니까 교수님. dry etch에서 궁금한 점이 있어 질문 남기고 갑니다.
SiO2의 기본 식각 원리는 F radical을 이용하는 것으로 알고 있는데,
Si3N4를 Interhalogen인 FCl을 이용해 식각하면, SiO2는 식각되지 않아 좋은 선택비를 가진다는 내용을 읽었는데, 그 이유가 무엇인가요??
저는 잘 모르는 내용입니다. 논문들을 찾아보길 바랍니다.
@@DevicePhysics ㅠㅠ 답변 감사합니다!!
교수님 질문있습니다.
RIE문제점이 etch rate가 낮아 깊게 파려면 마스크 두께가 두꺼워야하고 화학적반응이 메인이기 때문에 등방성으로 측면이 깎이는 문제가 발생하는데 이걸 개선한 DRIE는 단순히 Bias에 의해 측면만 보호해 등방성으로 깎이는 문제만 해결하고 RIE와 같이 깊게 파려면 마스크 두께는 두꺼워져야 하는건 동일한건가요?
아닙니다. 그림에도 표현되어 있듯이 DRIE 과정중에 mask layer 에도 보호층이 형성됩니다. 따라서 etch 과정 중에 mask 가 거의 깎여나가지 않기 때문에 RIE 처럼 두꺼운 mask layer 를 필요로 하지 않습니다.
@@DevicePhysics 답변감사합니다. 그러면 에칭하고자 하는 영역도 보호층이 형성되어 있어 이것을 바이어스건 이온으로 깨고 에칭을 시작하는데 결국 바이어스를 건 과정중에서 mask에 보호층도 깎이기 때문에 3번째 에칭과정중에서는 결국 mask도 많이 깎이지 않나요?
@@류호석-s6l 강의에서 이미 설명하였는데, 세 번째 단계(실리콘을 etching 하는 단계)에서 SF6 는 실리콘과 화학적으로 반응합니다.
즉 mask layer 는 SF6 와 화학적으로 반응하지 않기 때문에 (그런 물질을 이용하기 때문에), mask layer 가 etching 과정 중에 깎여나가지 않습니다.
@@DevicePhysics 아하.. 감사합니다!!
안녕하십니까 교수님. 제가 ppt로 발표를 해야하는데 wet & dry etching 표를 쓰고자 합니다. 강의의 제일 처음 부분에 나오는 wet & dry etching 표에 대한 출처가 궁금합니다.
제가 직접 만든 표 입니다.
안녕하세요 교수님. 항상 잘 시청하고 있습니다!
Plasma etching 방식에선 by-product가 항상 휘발성을 가져야 하고 그로 인해 아무 물질이나 Plasma etching 할 수 없다고 이해하였습니다. 하지만 RIE 방식은 기본적으로 화학적 방식일텐데 어째서 대부분의 물질을 RIE 방식으로 etching할 수 있는지 궁금합니다. RIE방식이 화학적 방식으로 ethcing하는 것이라면 Plasma etching 방식과 마찬가지로 by-product가 휘발성을 가져야 하는 제약이 있어 대부분의 물질을 etching하기엔 어려운 것이 아닌지 궁금합니다. 혹시 RIE 방식이 가지는 물리적인 힘이 by-product가 휘발성이 없더라도 제거되는 것을 도와주는 것인지 궁금합니다.
1. 두 방식 모두 by-product 가 volatile 해야 하는 것은 동일합니다.
2. 두 방식의 차이점은,
plasma etching 에서는 플라즈마의 이온들은 etching 과정에서 거의 역할을 하지 않습니다.
RIE 에서는 플라즈마의 이온들이 가지는 강한 운동에너지가 화학결합을 끊어내는 것을 도와 줍니다. 그리고 by-product 가 다시 쌓이는 것도 막아줍니다.
@@DevicePhysics 감사합니다!
안녕하세요 교수님, 반도체공학 영상부터 기초반도체공정까지 영상을 쭉 보며 도움을 많이 받아왔습니다. 좋은 강의를 유튜브로 올려주셔서 항상 감사합니다.
두 가지 질문이 있는데,
첫 번째는 11:08 부분에 나오는 Plasma etching 방식에서 CF4 gas를 플라즈마로 만들어서 radical을 이용하여 etching을 한다는 것과 16:30 부분에 나오는 Deep RIE 방식에서 CFx gas plasma로 이용하여 ( CFx를 plasma로 만든다는 것은 영상에는 나오지 않았으나 저희 학교 수업 강의록과 인터넷 자료들을 통해 수집한 정보입니다. 만약 이 부분이 잘못됐다면 지적해주시면 감사하겠습니다.) Passivation Film을 형성한다고 하는데, CFx plasma에는 CF3 Radical과 같은 요소가 있기 때문에 오히려 etching이 되는 요소로 작용하지 않는지 궁금합니다.
(교수님께서 강의하시지 않은 내용인 CFx gas를 plasma로 만들어서 이용한다는 부분을 전제로 설정했다는 점은 매우 죄송합니다.)
두 번째도 첫 번째 질문과 어느정도 비슷한데, CF2는 Passivation Film으로 이용하고 CF4는 etching으로 이용할 수 있는 것이 맞는지 궁금합니다.
만약 맞다면, 단지 gas 종류의 차이로 인해서만 Passivation Film이 되는 것이냐, etching gas가 되는 것이냐 가 정해지는 것인가요?
1. CF4 --> CF3 + F 로 플라즈마화 될 때, Si 을 etching 하는 것은 F 이온입니다.
즉 Si + 4F --> SiF4 로 반응하면서 Si 이 etching 됩니다. CF3 가 etching 하는 것이 아닙니다.
2. Deep RIE 에서도, C4F8 gas 를 플라즈마화 하면, CxFy 형태로 이온화가 됩니다.
이것들이 Si 표면 위에 증착되면서 passivation layer 를 형성합니다. CxFy 는 Si 을 etching 하지 못합니다.
그리고 etching 단계에서 Si 을 etching 하는 것은 SF6 플라즈마로부터 나온 F 이온 입니다.
16:20 DRIE 과정에서 질문이 있습니다.
그림을 기준으로 3단계로 나누어 구분하겠습니다.
틀린 부분이 있다면 지적해주시면 감사드리겠습니다.
1. 2단계에서 직전성을 가지는 양이온에 의해 passivation film이 "physical sputtering"됩니다.
2. 그런 와중에 radical은 확산 중입니다.
3. 2단계에서 인가되던 bias가 3단계에서 사라졌습니다. cathode sheath voltage에 의한 bias로 알고 있는데 그러한 bias의 인가를 어떻게 on/off 통제할 수 있는지 궁금합니다. DC plasma, RF plasma 어느 경우에 해당되는지 모르겠으나 전력 전극에 인가되는 전압의 인가 여부가 결정하는 것입니까?
4. 모종의 이유로 3단계에서 bias가 사라져 양이온에 의한 physical sputtering은 더 이상 발생하지 않고 radical의 확산만 있습니다. passivation film 없이 노출된 바닥면은 radical에 의해 "chemical etching"됩니다.
5. 그런 와중에 passivation film이 있는 측면이 궁금해졌습니다. 단독의 radical과 passivation film은 chemical etching되지 않습니까?
6. passivation film 없이 노출된 바닥면을 왜 굳이 isotropic한 profile을 가지는 chemical etching을 하는지 궁금합니다.
7. 제가 이해한 RIE에서의 양이온은 피식각막의 원자 간 bonding을 약화시키는 역할을 합니다. 반면 제가 이해한 DRIE에서의 양이온은 passivation film을 physical sputtering하는 역할을 합니다. 그리고 RIE, DRIE 모두에서의 radical은 chemical reaction을 일으킵니다.
3. 일반적으로 bias 는 substrate (wafer) 아래쪽 전체에 전극을 연결하여 가해줍니다.
5. radical(SF6) 는 Si 만 화학적으로 결합하여 etching 합니다. 측벽의 보호막은 etching 하지 않습니다.
6. Si 을 physical etching 하면 mask 도 같이 조금씩 깎여 나갑니다. 따라서 아주 깊게 etching 을 할 수 없습니다 (mask 가 상당히 두꺼워져야 합니다).