Chamber component ICP Plasma etch chamber 구조가 궁금합니다.
2024.06.05 11:02
안녕하세요 현재 반도체 기업에서 종사하고 있는 엔지니어입니다.
Plannar ICP Plasma를 이용한 Etch chamber를 운용중인데 Particle 제어에 대한 연구를 하다보니 ICP Etch chamber에서 Dome(Ceramic cover)의 역할에 대한 궁금증이 생깁니다.
먼저저희가 운용하고 있는 chamber의 Ceramic cover의 구조는 Dome형을 가지고 있습니다.
Particle이 생기는 1차적인 원인을 Ceramic cover에서 떨어지는 낙성으로 추측을 하고 있는데 여기서 Material, 구조 관점에서 궁금증이 생깁니다.
1. ICP plamsa에서 Ceramic 재질의 Cover를 사용해야하는 이유
2. S/H와 같이 평형한 구조가 아닌 Dome 형의 구조를 가졌을 때 가지는 장점이 있는지 (ex ICP Plasma를 구현할 때 Chamber의 길이 에 따라 Wafer에 가해지는 Ar 플라즈마 입자의 직진성 향상에 유리한 점이 있다던지...)
도움 부탁드립니다.
감사합니다!
반도체 장비의 구조와 운전은 일차 생산 수율에 맞춰져 있습니다. 수율을 높이려면 처리 면의 공정 균일도를 높이가 위해서 장비 구조와 가스 흐름을 조절합니다. 장비 구조는 플라즈마 가열 공간의 분포를 조절하고 플라즈마의 확산으로 공정 단면에서의 플라즈마 균일도를 조절하게 됩니다. 가스 균일도 역시 shower head의 배출구의 크기 및 위치를 조절해서 확산된 가스가 공정 타킷 면에서 균일하게 분포되도록 합니다. 여기서 확산은 모두 입자간의 충돌에 의해서 발생합니다. 아울러 플라즈마에 의한 가스와 플라즈마 자신의 균일도 변화는 무시했으나 고려하고자 하면 plasma-neutral collision을 같이 생각하셔야 합니다. 패턴 식각에서는 매우 중요하게 됩니다.
따라서, 장비의 절연체 dome 의 형태는 안테나가 플라즈마를 생성시키는 유도 기전력 (H 모드) 및 안태나 전기장 (E 모드) 전기장의 세기가 크게 형성된 공간, 즉 플라즈마 가열이 심화되어 플라즈마가 생성되는 공간을 기준으로, 그 공간에서 확산된 플라즈마가 타킷면에서 고르게 분포하게 형성되는 확산 공간을 가지도록 설계가 된 것입니다. 따라서 일차적으로 chamber 구조와 운전 조건은 공정 균일도의 한계를 가지게 합니다.
효과적은 공정 리시프를 개발하려면, ICP 플라즈마 가열, E 모드 와 H 모드 플라즈마 즉 안테나 근방의 가열 영역에서 플라즈마가 형성되는 기전에 관심을 가져 보시기를 추천합니다. 관련 사항은 본 게시판에도 상세히 소개가 되었고, 일반 반도체 공정 소스의 설명에서도 기 내용을 찾을 수 있을 겁니다. 가열-생성-확산-타킷면의 균일 분포로 생각을 이어가면 좋습니다. 그리고 플라즈마 직진성은 sheath 전기장에 의거합니다. 타킷 면 처리와 관련해서 플라즈마 쉬스를 찾아 보시기를 추천합니다.