Etch RIE Gas 질문 하나 드려도될까요?
2023.08.30 08:55
RIE(13.56Mhz) 설비 SET UP 도중 압력 0.2 Torr Gas SF6 30 Sccm 공정 조건에서 Matcher가 Matching position 을 잡지 못하고 흔들리는 현상으로 Matcher circuit에 Low pass filter 장착 후 그 현상이 사라 졌습니다.
위에 현상에 대한 정보가 부족 하지만 답변 주셔서 감사합니다.
특이사항이 CF4, Ar Gas 에서는 위에 현상이 나타나지않으며 SF6 가스에만 위에 현상이 나타나는건 Gas의 특성이라고 보면될까요?
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제가 보기에는 sheath instability in negative ion plasma 현상으로 보입니다. 즉 쉬스 근방의 음이온과 양이온 그리고 전자들의 하전량의 변화가 주변의 전기장이 바뀌면서 입자 거동이 함께 변해 안정적인 입자 거동에 영향을 미치는 상황이 중첩되고 있음을 의미합니다. 따라서 쉬스 전기장의 주파수에 따라서 이를 업고 그 위에서 instability.가 생기게 되고, 이는 플라즈마로 부터 발생한 신호로 power 쪽으로 전달되어 matcher position이 잘 잡히지 않게 됩니다. 따라서 matcher가 불완전하다면, 거꾸로 sheath instability 가 발생했음을 알 수 있습니다.
sheath 내의 이온과 음이온에 의한 instability 로서, 음이온을 만드는 이온의 질량은 instability 를 만드는 인자가 됩니다. 따라서 SF6 에서 생겼으나, CF4에서는 발생하지 않았음은 음이온의 질량이 sheath instability의 인자임을 보입니다.
여기서 Ar 플라즈마는 음이온 즉 Ar- 를 만들지 않습니다. 비교적 아주 조용한 플라즈마라 할 수 있고, 이를 electropositive plasma라 합니다. 해서 플라즈마 장비의 특성을 평가할 때 일반적으로 많이 사용하는 가스이며, 음이온 플라즈마 (electronegative plasma)의 특성 평가시 비교 군으로 사용합니다. 참고하시면 좋을 것 같고, 특히 OES 신호로 써서 장비 플라즈마의 특성을 관찰하려는 공정진단을 계획하시거나 장비 성능 평가를 하실 경우, 아르곤 플라즈마를 기본 소스로 사용하시면 좋습니다.