Etch Wafer 영역별 E/R 차이에 대한 질문 [Gas flow system vs E/R]
2024.10.16 13:24
안녕하세요 etch 공정 인턴십을 진행하고 있는 학부생입니다.
제가 공부한 바로는 E/R은 etch 설비의 gas flow system과도 연관이 있는 것으로 알고 있습니다.
가령 1시영역에서 gas가 분출되서 7시 영역으로 pumping out이 되는 시스템에서는 wafer 7시 영역에서 gas 유속이 빨라 E/R이 높은 것으로 알고 있습니다.
이를 기반으로 12시에 6시 즉, 수직방향으로 gas가 흘러나가는 system에서는 gas가 center 영역에서 edge영역으로 빠져나갈 것이라 생각했고,
그래서 공정압력을 낮추면 wafer edge 영역에서의 gas 유속이 더 높아져 edge 영역의 E/R을 높일 수 있지 않을까 생각했습니다.
E/R이 챔버의 flow? vacuum? 시스템 design과 연관이 있는지, 또한 수직방향으로 gas가 흘러나가는 시스템에서 공정압력을 낮추면 edge 영역의 E/R을 높일 수 있는지
제가 생각한 개?이 타당한지 궁금해서 질문드립니다. 감사합니다!
학부 인턴이 하시기에 매우 좋은 주제입니다.
1. 실험해 보면 좋겠는데, gas line을 바꾸기 힘들 텐데, MFC 유량을 바꿔 보면 어떨까요?
2, 가스 확산을 간단히 생각해 보세요. 확산 방정식, 여기서 가스 분포는 웨이퍼 근방에서 분포를 보면 좋아요. CFD 시뮬레이션 결과를 찾아 봐도 좋겠네요.
3. 헌데, 여기서 한가지 더 생각해야 할 점이 etch 은 chemical etch + physical etch의 복합 결과입니다. 따라서 이온의 energy flux 즉 플라즈마 이온속 x 이온의 에너지에 영향이 큽니다. 여기서 플라즈마 이온 속은 웨이퍼 상단의 플라즈만 분포와 관계가 되고, 이는 쉬스 전기장의 방향을 결정하게 되어, 식각 방향 결정에 매우 민감합니다. 따라서 쉬스 분포에 관한 고민이 필요하니 먼저 Child-Langmuir sheath 분포를 그려 보면 좋습니다. (강조합니다. 쉬스를 전위차로 이해하시는데, 좋고요. 추가로 쉬스 전기장, 즉 vector 특성을 가지며 전기장의 각도와 etch tilt를 결정지으니, 이 문제는 플라즈마 분포의 문제로서 접근이 필요합니다.)
4. 식각 각도 문제는 일단 gas 분사로 인한 wafer 근방에서 가스 분포와 생성 wafer 상단의 플라즈마 쉬스 분포를 함께 고려해야 하는 문제로서 접근이 필요합니다.
관련 key words ; [gas diffusion][plasma distribution][Child-Langmuir sheath][쉬스 전기장]