Etch Polymer Temp Etch
2022.09.12 14:28
안녕하세요
현직에있는 Etch Engineer입니다..
최근 Wordline으로 떨어지는 CMC공정에서의 Punching 이슈로 H/W관점에서 여러가지 Test를 하고있는 상황입니다.
(Punching Point는 300mm Wafer의 최외각보단 안쪽, 약 200~300 mm 사이에서 발생)
모든 Chamber에서 100%는 아니지만 현시점에선 200Hr 후반대 Variation이 있기때문에 그부분을 해소해야하는 상황인데요.
실험Test 결과를 바탕으로, Temp에 의한 Polymer유동 관점으로 메커니즘이 세워지지 않는 부분과
어떤 방향으로 Approach하면 좋을지 조언받기위해 질문 드립니다.
[Punching 개선된 Action] *CCP설비이며 ESC가 Heater Chuck은 아님. Time Etch 사용
1. ESC Embossing 밀도 사양을 변경하여 ESC Temp가 기존대비 1도 상승하여 Reading됨
→ 초기 Punching Variation Issue는 해소
2. ESC Temp에 영향 주는 Chiller Temp Offset -1도 입력시, ESC Temp가 기존대비 1도 상승하여 Reading됨
→ 사용중 Punching 발생으로 해당 Input을 넣었을시, Punchng Issue가 일시적으로 해소되나 몇 매 진행후 다시 경시적으로
Punching 발생
3. 상부 열전도율 높여주는 부품인 Pad(ShowerHead와 GDP사이 장착)를 Punching발생시점에 A급으로 교체
→ Sample 1매가 완벽하게 해소(그 이후 추가진행은 시도 안해봤으나, 2CB에서 2번 모두 재현성있게 확인됨.)
상기 3가지의 실험으로 봤을때,
- Pattern Wafer에 영향 주는 Temp가 기존대비 상승 → Wafer주변 Polymer 감소 → NOP에 유리 (Punching에 불리)
- 상부 열전도율 경시성으로 하향 → A급 교체후 열전도율 상승으로 Temp 기존대비 하향 → Polymer량 상대적으로 상부로 이동하여
하부 Pattern Wafer 근처 Polymer량 감소 → NOP에 유리 (Punching에 불리)
☞모두 Punching에는 취약한 부분으로 수렴이되는데 어떤 개념을 놓쳤는지 그리고 이후 실험방향을 어떻게 잡아야하는
지도 도움 부탁드립니다..
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아마도 표면 물리하시는 분들의 연구에서 방향을 찾기가 쉬울 수도 있을 것 같습니다. 전북대학교 임연호교수님 연구실 논문을 참고해 보시면 어떨까 합니다.
한가지 최근 저희도 열심히 찾고 있는 현상이 있는데, 비선형적인 문제입니다. 즉 고전적 식각 관점은 표면에서의 식각 반응을 입사하는 이온에 의해 활성화되며, 표면의 온도는 이 반응성을 진작시킵니다. 여기서 이온의 에너지는 플라즈마 전위와 표면 전위의 차이 만큼 얻게 되는데, 표면에 쌓이는 전하의 축적으로 인해서 이온의 입사 에너지가 따라 변하게 됩니다. 매우 미세한 값이나 대상이 되는 타킷의 구조의 미세 스케일에서는 이에 따른 영향을 무시할 수가 없게 됩니다. 따라서 미세 구조의 식각에서는 해당 구조에서의 표면 하전 분포가 중요하게 됩니다. 이 가정에 따르면 재료의 온도는 표면 박막 형성에 영향을 미쳐 하전량에 영향을 주며 또한 하전된 전하의 유동도 또한 온도의 함수이므로 하전 분포에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 재료 표면의 온도 변화와 입사하는 플라즈마 이온의 에너지 및 입사각이 온도의 함수가 될 수 있을 것으로, 타킷 상태 즉 온도 셋팅에 공정 플라즈마 조건을 미세하게 튜닝할 필요가 있을 것 같다는 생각을 합니다.
일단은 현재 저희가 관련해서 좋은 결과가 있어 발표를 하게 되면 좀 더 시원한 답변이 되겠습니다. 현재 Graves 나 임연호 교수님 팀에서 표면화학 관련해서 좋은 모델들을 소개하고 있으니 참고가 되실 것으로 한번더 논문 검색을 추천합니다.