질문: 교수님 CF가스를 사용해서 실험한다면 기존 가스 N2 Ar가스대비 이온화 가스 & 플라즈마 발생 어떻한 차이가 있을까요

답변: 질문이 굉장히 광범위하지만 CF로 구성된 가스는 보통 CF4, C2F6, C4F8 과 같은 형태로 실제 반도체 공정에도 많이 활용되고 있습니다. 특히 반도체 에칭 (etching)의 경우 대부분 염소기반 가스와 불소기반 가스가 널리 활용되고 있습니다. 불소기반 가스를 주입하기 위해 널리 활용되는 가스가 CxFy로 구성된 가스이며 이러한 가스는 F의 특성으로 인하여 electro-negative 성격이 강하기 때문에 전자밀도가 감소하는 경향이 강합니다. 일반적인 플라즈마 발생을 위해 사용되는 Ar 가스의 경우 플라즈마 밀도를 높이는데 유효하지만 비활성 가스 특성으로 플라즈마 내부에서 화학작용을 하기가 어렵습니다. 반면에 CxFy 가스의 경우 플라즈마 내부에서 해리되어 다양한 형태 (C2F4, CF, CF2, CF3, C2, F....)의 화학종이 존재합니다. 플라즈마 내부에서 C와 F 의 비율에 따라 증착이 되기도 하며 에칭이 되기도하는 특성도 널리 알려져 있습니다. 반도체 공정에서는 이러한 특성을 제어하기 위해 산소기체 (CO2 형성으로 CF 결합 억제)를 추가하여 F 양의 상대적 증가로 etching rate 증가시키거나 수소기체 (HF 형성으로 F 량 억제) 투입을 통해 etching rate을 감소시키기도 합니다.