| 초록 |
원자층 증착방법(Atomic Layer Deposition, ALD)은 우수한 step coverage가 큰 장점으로 반도체, 디스플레이, 태양광 등에서 차세대 핵심 공정으로 쓰인다. 하지만 ALD는 Temperature, Reactants Exposure, Cycle등의 공정조건을 하나씩 바꾸며 조건을 설정하기 때문에 시간과 비용이 많이 든다. In-situ 분석기술 및 장비 중 하나인 QCM(Quartz Crystal Microbalance)을 ALD에 적용하게 되면 증착 된 박막의 두께를 실시간으로 모니터링 할 수 있어서 공정조건 설정에 드는 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. 최근에는 QCM을 ALD에 적용하기 위한 연구로 QCM signal을 통해 증착 된 박막의 두께 계산, precursor 특성 분석 등의 적용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에 앞서 Si precursor인 TPS와 O3을 사용하여 ALD공정으로 SiO2 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 저온구간 191-280℃에서 0.1nm/cycle의 일정한 growth rate를 갖는 ALD 증착특성을 보였고, 고온인 404℃에서 0.25nm/cycle의 growth rate를 갖는 증착 속도를 보였다. 이번 연구에서는 QCM(TM400, Maxtek)을 활용하여 ALD방법으로 증착된 TPS를 이용한 SiO2 박막의 온도에 따른 성장 mechanism을 분석하였다. QCM sensor는 온도변화에 민감한 Quartz sensor가 아닌 고온에서도 안정적으로 질량변화에 따른 주파수 변화를 보이는 GaPO4 sensor를 사용하였다. 온도에 따른 ALD mechanism 분석을 위해 저온과 고온에서 SiO2를 증착 하였다. QCM으로 측정된 Δf를 통해 각 step별 질량변화와 두께변화를 계산 하였고 ellipsometer로 실제 시편에 증착 된 SiO2 박막의 두께를 측정한 결과와 비교하였다. 온도와 O3 exposure가 변함에 따라 측정된 QCM frequency 변화값을 통해 TPS의 SiO2 성장 mechanism을 분석하였으며 growth rate 차이에 대해 규명하였다. |
