Plasma in general Edge ring과 플라즈마 밀도 균일성 [플라즈마 생성 분포와 sheath 전기장]
2021.05.22 22:23
교수님 안녕하세요.
1.
http://pal.snu.ac.kr/index.php?mid=board_qna_new&category=67497&document_srl=78754
(Dry etch 할때 센터와 사이드 etch rate)
글 두번째 문단에 '다음으로 플라즈마 밀도를 제어하기 위해서 edge ring 혹은 confinement ring 등을 써서 플라즈마 확산을 줄이고 있습니다.'
부분에 대해 질문드립니다.
→ edge ring 혹은 confinement ring을 통해 "플라즈마 확산을 줄여" 플라즈마 균일하게 밀도를 제어한다는 말씀이신데,
두번째 문단 '가운데 밀도는 비교적 높고 가장자리로 가면서 밀도는 떨어지게 됩니다.'
→ 가장자리로 갈수록 플라즈마 밀도가 떨어지는데,
"플라즈마 확산을 늘려야" 플라즈마 밀도를 균일하게 제어할 수 있는 것이라 생각해 이에 대해 질문드리고 싶습니다.
2. Edge Ring이 플라즈마 밀도의 균일성을 높이는 원리를 설명해주실 수 있을까요?
항상 이 곳에서 많은 도움을 받고, 공부하고 있습니다.
감사합니다.
일반적으로 용기 내에 생성된 플라즈마는 확산에 의해 분포해서 중앙에서 높고 주변이 낮습니다. 이를 보상하기 위해서 식각 장비에서 상부/하부 전극의 간격을 좁게 가져 하고, 가스 분포를 설계하는 방법으로 대응합니다. 따라서 이미 가스 흐름을 조절해서 플라즈마 밀도와 생성되는 식각 라디컬의 양을 조절하므로, 가스 흐름 관리와 플라즈마 가열 분포, 즉 플라즈마 생성 분포를 조절해서 공정을 진행합니다.
Edge ring의 사용은 기존에 설명과 같이 미세한 조종을 목적으로 합니다. 기하하적인 구조는 상술한 가스 흐름을 조절하게 하고 이로서 국지적인 플라즈마 밀도의 변화를 유발합니다. 따라서 반응기 구조, 전극 비율, ESC 주변의 배기 흐름 등에 영향을 받아, 미세한 밀도 변화를 조절할 수 있습니다. 다만 이 밀도 증가는 단순하게 밀도 외에도 쉬스 전기장의 미세 변화를 유발한다는 점을 강조하고자 합니다. 따라서 이 문제는, 질문에 대한 답변으로는 장비 구조와 해당 공간의 플라즈마 가열 및 고속 전자의 분포에 대한 정보를 바탕으로 국부 쉬스 전기장의 구성 인자를 제어해서 TILT와 ER을 동시에 조절하려는 전략이 필요한 시점으로 보입니다. 본 논의는 초미세 패턴 식각 (ARDE: AR>50)공정 기술의 개발을 가정해서 말씀드렸습니다.