Plasma Source Ar Plasma로 AlN Pedestal 표면에 AlFx desorption 가능 여부가 궁금합니다.
2025.04.19 10:12
안녕하세요 교수님,
현재 반도체회사에서 CVD분야 엔지니어로 근무 중인 사람입니다.
최근 Thickness drift되는 Issue가 빈번히 발생하여 분석 시 AlFx의 영향으로 확인하였습니다.
Showerhead 표면도 거칠어 이로 인한 Plasma 불균형으로 발생중입니다.
현재 강하게 의심하고 있는 사항은 RPC 진행 후 AlN Pedestal표면에 F Ion이 반응하여
AlFx를 생성하고 이 막질이 Showerhead로 diffusion되며 전사되는걸로 생각하고 있습니다.
근데 한가지 취약점으로 생각되는 point가 있는데 저희는 현재 RPC Clean직후 Ar plasma를 이용하여 leak check을 진행하는데 이때 Ar plasma에 있는 강한 ion bombardment가 AlFx의 desorption을 일으킬수 있는지 궁금합니다.
만약 영향이 있다면 Recipe를 수정해보려고 합니다.
두서없이 작성하여 죄송합니다.
바쁘시겠지만 답변주시면 감사드리겠습니다.
네, 충분히 Ar 이 sputtering을 심화시킬 수 있습니다. Ar 은 화학적으로 반응을 하지 않으나, 질량이 무거운 원자로 충돌에 의한 표면 sputtering yield 가 큽니다. sputter 에서 많이 사용하는 이유이기도 합니다.
그리고, 공정 drift 로 세정도 세고, leak detect도 빠르고 신속하게 하려고 plasma density를 너무 높이다 보면 RPC 세정에서 벽면 화학반응이 심화되고, 표면 반응물에 Ar 이 충돌하게 되면 남아 있는 반응이 심화됩니다.
여기서 생각하실 점은 플라즈마를 세게 만들면, 밀도가 커지면서 또한 쉬스에너지도 커질 수 있어요. 밀도와 에너지가 커지면 입자들이 전달하는 에너지속 (밀도 x 에너지) 값이 커집니다. 반응 밀도가 커지면 반응횟수가 많아지고, 에너지가 커지면 반응 깊이와 넓이를 키우니, 전체적으로 표면 반응이 커집니다.
따라서 최적 리시피는 과유불급한 선을 찾는 것이라 할 수 있습니다. 약하게 플라즈마 만들어서 써 보는 방법도 가능할 것 같으나,
매 공정에 하나의 리시피로는 대응이 어려울 수도 있으니, drift 는 문제는 시간에 따라서 상태가 지속적으로 바뀌고 있음이리, 리시피도 시간에 따른 유연성을 고려하면 좋겠습니다. 최적 경우를 찾을 때 혹시 가능하면 OES 신호나, 전압/전력의 위상 변화 등의 모니터링 데이터를 참고하여 시간 변화에 따른 리시피 개발도 생각해 보세요.
도움이 되었으면 좋겠군요.