ESC dry etching중 온도, 진공도, glass상태에 따라 chucking force가 변화하는지요? [표면 하전 특성 및 chucking 불안정성]
2019.06.05 14:39
김곤호 교수님 안녕하세요~~
저는 ESC를 만드는 업체에 근무를 하고 있습니다. (Display용 ESC, monopolar)
일을 하다보니 궁금한게 많은데 논문을 찾아보고 해도 잘 이해가 안되는 부분들이 있어서 글을 올립니다.
1. Dry etcher 공정중에 온도가 변화하면 ESC의 chucking force가 변화하나?
반도체 ESC에서는 비저항을 낮추기 위해 여러가지 물질들을 섞어서 chucking force를 증가시키고, 또한 공정중에 온도를 올려주면
비저항이 떨어져 Chucking force가 증가한다고 논문에 나와있습니다.
그럼 monopolar용 Al2O3를 기반으로 만든 대면적 dry etcher용 ESC는 온도가 올라가면 Chucking force가 달라질까요?
제 생각은 알루미나의 유전율이 바뀌지 않기 때문에 chucking force에 변화가 없을것으로 생각되어지는데 맞는지요?
2. 진공상태와, Air, 습도에 따라 당연히 Chucking force가 변화하는 걸로 알고 있습니다,
그럼 공정중 압력의 변화가 있으면 Chucking force가 변화할까요?
1mTorr, 10mTorr에서 같은 파워에서는 플라즈마 밀도가 다르기때문에 이온들이 더 많이 끌려오는 10mtorr가 chucking force가 높을것으로 사료되는데 맞는지요? 또한 가스 유량 없이 펌핑만할경우에는 압력의 변화에 chucking force가 변화가 없는게 맞나요?
3. 디스플레이에서 유리 기판을 chucking을 하는데 dummy glass와 metal이 증착되어진 glass의 chucking력이 다른지요?
제 생각은 metal이 증착되어 있는 glass가 chucking력이 높을거 같은데 이유는 glass위에 증착되어진 metal이 capacitance 역할을 하여 chucking force가 증가할거 같습니다.
저의 궁금한점과 짧은 생각을 적어놓았는데 시간 되실 때 답변을 해주시면 감사하겠습니다.
wafer나 glass의 모두 부도체이고, 이 재료를 붙잡기 위해서는 재료에 하전시켜 정전기 힘으로 붙잡으려는 방법이 electric chucking이겠습니다. 클립 같은 구조로 기계적 chucking 방법도 있으나, 현업에서는 사용하지 않습니다.
Chunking의 세기는 부도체 표면에 하전되는 하전량에 따를 것 같습니다. 하전량이 커지려면 입사하는 전하량이 크거나, 하전된 전하를 오래 붙들고 있어야 할 것 입니다. 전자는 플라즈마 전하에 의해서, 특히 전자에 의해서 하전이 커지겠습니다. 후자는 재료의 성질과 표면 상태가 그 특성을 지배하며, 상태는 온도의 함수입니다. 따라서 위의 문제에 배경이 되는 부도체 재료의 표면 하전 특성에 대해서 자료를 찾아 보면 좋을 것 같습니다.
한가지 더 생각해 봐야 할 것이 있는데 backside cooling 용 helium 가스와 chucking force는 균형을 갖습니다. 이 값에 균형이 맞지 않으면, 즉 하전이 크면 다행이나 cooling 가스가 만드는 압력이 커지게 되면 chucking이 불안하게 될 것 같습니다. 이 문제는 하전되는 전하에 가스흐름이 있을 경우 하전에 어떤 영향이 있는가를 고민하게 합니다. 이점도 자료 조사를 해 보시는 것이 좋을 것 같습니다.
마지막으로 미세한 gap이 존재하게 되는데, 이 곳으로 particle이 끼게 되면 위의 불안정성이 커질 수 있습니다. 또한 어떤 일이 있어서 ESC 표면이 거칠어져도 비슷하겠습니다. 따라서 이 파티클은 공정 결과로 생성되므로, 공정에서 chucking의 불안정성이 생긴다면 공정과 결합해서 대책을 강구할 필요가 있겠습니다.