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표제지
국문요약
Abstract
목차
I. 서론 11
I-1. 차세대 반도체 소자 개발 11
I-2. 나노 물질의 합성 12
II. 이론적 배경 14
1. Plasma 14
1-1. Plasma 정의 14
1-2. Plasma 구성 및 생성 14
1-3. Plasma 현상 및 특성 15
2. Low-k material 18
2-1. 유전체(dielectric material) 18
2-2. Low-k material 정의 및 필요성 21
2-3. Damascene 공정 23
3. Nano material 26
3-1. 나노 물질의 일반적 물성 26
3-2. 나노 구조의 합성 27
3-3. 나노 구조의 특성 및 응용 33
III. 본론 37
III-1. Ferrite-core ICP를 이용한 PR/low-k material 에싱 이론 및 배경 37
1. N₂/O₂chemistry 적용에 의한 에싱공정 38
1-1. 실험 방법 38
1-2. 결과 및 고찰 39
1-3. 결론 43
2. N₂gas flow rate에 따른 에싱공정 44
2-1. 실험방법 44
2-2. 결과 및 고찰 44
2-3. 결론 49
3. Ar/N₂chemistry 적용에 의한 에싱공정 51
3-1. 실험 방법 51
3-2. 결과 및 고찰 52
3-3. 결론 54
4. N₂/O₂chemistry와 bias power에 의한 에싱공정 55
4-1. 실험 방법 55
4-2. 결과 및 고찰 55
4-3. 결론 61
5. N₂/O₂chemistry를 적용한 dual damascene pattern 에싱 61
5-1. 실험 방법 61
5-2. 결과 및 고찰 62
5-3. 결론 64
III-2. MOCVD법을 이용한 indium oxide 나노 구조 성장 65
1. 이론 및 배경 65
2. 실험 방법 66
3. 결과 및 고찰 67
4. 결론 71
IV. 총결론 73
참고문헌 74
감사의 글 79
II. 이론적배경 15
Fig. 1-1 Plasma occurrence system 15
Fig. 1-2 Ionization phenomenon 15
Fig. 1-3 Excitation and Relaxation phenomenon 16
Fig. 1-4 Dissociation phenomenon 17
Fig. 2-1 (a) Condenser of vacuum, (b) Condenser of an insulating material 19
Fig. 2-2 Schematic open structure of the low-k materials 22
Fig. 2-3 Metallization of Al interconnection and Cu interconnection 24
Fig. 2-4 Dual damascene process of Cu interconnection 25
Fig. 3-1 The type of nanomaterials 27
III-1. Ferrite-core ICP를 이용한 PR/low-k material 에싱 38
Fig. 1-1 Schematic diagram of the ferrite-core ICP 38
Fig. 1-2 (a) Changes of PR ash rate and low-k material etch rate and (b) Changes of PR to low-k material etch selectivity with varying the O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio 40
Fig. 1-3 FTIR absorbance spectra of the low-k material films after the ashing process with O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio of (a) 0, (b) 0.25, and (c) 1 42
Fig. 1-4 Decreased thicknesses of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous ashing process with various O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio 43
Fig. 2-1 (a) Changes of PR ash rate and low-k material etch rate 45
Fig. 2-1 (b) Changes of PR to low-k material etch selectivity with varying the N₂ gas flow rate 45
Fig. 2-2 FTIR absorbance spectra of the low-k material films after the ashing process with N2 gas flow rate of (a) 2000, (b) 5000, and (c) 6000 sccm 46
Fig. 2-3 Decreased thicknesses of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous ashing process with various N₂ gas flow rate 47
Fig. 2-4 (a) Changes of PR ash rate and low-k material etch rate with varying the bias power 48
Fig. 2-4 (b) Changes of PR to low-k material etch selectivity with varying the bias power 48
Fig. 2-5 FTIR absorbance spectra of the low-k material films after the ashing process with bias power of (a) 400, (b) 700, and (c) 1000 W ((b) graph는 (c) graph와 동일하여 생략) 50
Fig. 2-6 Decreased thicknesses of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous ashing process with various bias power 51
Fig. 3-1 (a) Changes of PR ash rate and low-k material etch rate with varying the N₂/(Ar+N₂) gas flow ratio 53
Fig. 3-1 (b) Changes of PR to low-k material etch selectivity with varying the N₂/(Ar+N₂) gas flow ratio 53
Fig. 3-2 Decreased thicknesses of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous ashing process with various N₂/(Ar+N₂) gas flow ratio 54
Fig. 4-1 Changes of PR ashing rate with varying bias power at an O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio of 0.03, 0.05, and 0.07 56
Fig. 4-2 Changes of (a) PR ashing rate, low-k material etching rate and (b) PR to low-k material etch selectivity with varying the O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio in the range of 0.03 to 58
Fig. 4-3 FTIR absorbance spectra of the low-k material films after the etching process with O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio of (a,b) 0.07 and (c,d) 1. The bias power was set to (a,c) 400W 59
Fig. 4-4 Decreased thickness of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous etching process with various O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio at 59
Fig. 4-5 Decreased thickness of the low-k material films by the HF dipping treatment, depending on the previous etching process with various bias power at a O₂/(O₂+N₂) gas flow ratio of (a) 0.03, (b) 60
Fig. 5-1 Dual damascene pattern profile after ashing 63
Fig. 5-2 Post-ashing profile in dual damascene structure at (a) center and (b) edge position in the wafer 63
Fig. 5-3 Dual damascence profile after HF dipping test 64
III-2. MOCVD법을 이용한 indium oxide 나노 구조 성장 66
Fig. 1-1 Schematic drawing of MOCVD system 66
Fig. 1-2 XRD patterns of the products 67
Fig. 1-3 (a) Top-view and (b) side-view SEM images (Inset : SEM image enlarging a nanowire) 68
Fig. 1-4 (a, b) EDX spectra from the resions indicated by (a) arrow 1 and arrow 2 in Fig. 1-3 (a) 70
Fig. 1-5 (a) Top-view and (b) side-view SEM images of the product on Si wafer 71
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