Etch SI 표면에 Ar Plasma Etching 하면 안되는 이유 [표면 전처리]
2023.03.24 09:08
안녕하세요. 교수님
후공정 기업에서 Sputtering 공정을 관리하는 신입 엔지니어입니다.
일을 배우며, 전공적으로 이해가 되지 않는 부분이 있으나,
이론적으로 알려주는 선배들이 없어 교수님 도움 받고자 질문글 남깁니다.
저희는 박막 증착 전, 표면적을 넓혀 adhesion을 높이기 위해,
Ar Plasma Etching을 진행하고 있습니다.
허나, 표면이 Metal 혹은 Si 일 경우, Ar Plasma Etching을 진행하지 않습니다.
"쇼트가 날 수 있어, 진행하면 안된다."라고는 들었는데, 이해가 잘 되지 않습니다.
제가 세운 가설은 Etching된 Metal (혹은 Si) 이 Sheild에 증착되어,
Wafer와 닿을 정도로 성장해 접지가 되어 plasma의 지속이 멈추는 것입니다.
교수님, 제가 이해한 것이 맞을까요?
도움 부탁 드립니다.
+Plasma type은 ICP(RF)이며, Ar gas로만 plasma 형성합니다.
또한, Quartz Chamber 사용하고 있습니다.
입자와 재료 표면에서의 반응은 물리적 반응과 화학적 반응으로 나눌 수 있습니다.
물리적 반응은 주로 스퍼터링으로 표현하고, 입사 이온의 에너지와 질량에 의존하며, 때려서 떼어 낸다의 개념이 맞습니다,
반면 화학적 반응을 톻해서 새로운 화학물이 만들어지는 현상으로 반응물이 휘발성이 강하면 제거 목적으로 휘발성이 약하면 침착물로 남아 박막이 되기도 합니다.
따라서, 입사 입자가 가지는 화학적 성질 (반응성)과 에너지 크기는 중요하며, 시편의 온도 또한 중요하게 됩니다,
참고로- 플라즈마가 지원하는 식각공정은 화학+물리식각과 박막에 의한 식각 제한의 3개 요소로 구성됩니다. 화학 식각과 물리 식각을 이해해 보시고 박막에 의한 식각제한 현상을 아시면 패턴 식각 과정을 한 눈에 파악하실 수 있습니다.
- 박막 형성 전에 시편 전처리에 식각을 활용하신다고 판단하신 것 같습니다만, 위의 식각 공정을 이해해 보시면 약간 생각을 달리 할 수 있을 것 같습니다. 박막 공정 전의 표면 전처리를 공부해 보시면, 아마도 본 공정을 이해해 보실 수 있을 것 같습니다.
참고하시고요.
- 하면, 질문에서 Ar을 전처리 공정으로 사용한 이유는 뭘까요? 어떤 에너지로 사용하는지도 고려해서 판단해 보시기 바랍니다. 표면 세정과 표면적 증가가 목적이 아니었을지? 플라즈틱을 붙히는데 표면을 긇고 접착제를 쓴 경우, 표면을 심하게 긁고 접착재를 쓰는 경우, 표면에 기름을 묻히고 접착재를 쓰는 경우, 그대로 방치해둔 채로 있던 재료를 붙히는 경우, .... 생각해 보시면,
박막을 잘 입히는 공정 리시피를 개발하는데 도움이 되지 않을까요?