ESC ESC Chuck 기능이 Wafer 위에서의 Chemical Bond 생성을 boosting 할 수 있는지 궁금합니다.
2020.10.16 19:25
교수님, 안녕하세요.
반도체 회사에서 공정 개발을 하는 연구원입니다.
교수님께 ESC Chuck 의 활용(?) 에 관한 질문을 드리고자 글 남기게 되었습니다.
현재 ICP Coil 을 이용하여 reactant gas 를 radical 로 만들어서 wafer 위에서 반응을 유도하고 있습니다.
하지만, 현재 chamber 조건이 공정상 몇 가지 단점을 갖고 있어 이를 개선하려는 업무를 진행 중 의문이 생겼습니다.
개선을 위한 condition (온도, 압력) 에서는 화학흡착 즉, chemisorpsion 이 되지 않는 결과를 확인하였습니다.
(온도, 압력만 변화. 관련 논문도 확인)
이를 극복하는 방안으로, ESC Chuck 을 사용하여, radical 을 강하게 wafer 로 끌어오면 어떨가 하는데,
가장 큰 고민이, boosted radical 이 wafer 에서 물리적 가속외에 화학적 흡착에도 영향을 줄 수 있다는 근거를 찾기가 어렵습니다.
혹, 교수님께서 관련해서 조언해주실 수 있으시면 업무에 큰 도움이 될 것 같습니다.
감사합니다.
답변이 늦어 미안합니다.
우리 ESC의 기능을 먼저 생각해 보면 어떨까 합니다. ESC는 wafer를 잡아 wafer 표면에 플라즈마-화학 처리를 용이하도록 하는 장치로서, 주로 표면에 형성되는 전기장과 표면의 온도 조절을 용이하게 하도록 웨이퍼를 붙드는 기구로 생각할 수 있습니다.
플라즈마-재료 반응은 주로 플라즈마에서 만들어지는 공정 이온과 이온 에너지, 및 플라즈마 전자와의 충돌로 만들어지는 반응성물질(라디컬)이 있고, 여기서 에너지를 가진 종류는 이온,전자, 이온이 중성입자에서 전하를 받아서 생긴 (charge exchange 반응) 중성입자, 특히 이들은 이온이 쉬스 전기장에서 가속되었다가 중성입자로 바뀐 경우로 고속 (에너지)를 가진 입자입니다. 따라서 웨이퍼 내의 쉬스 전기장에서 에너지를 받는 과정은 이온 외에도 고속 중성 입자 및 라디컬(여기 에너지)이 웨이퍼 표면으로 에너지를 가지고 입사될 수 있습니다.
혹시 위의 설명, 즉 chuck이 웨이퍼를 당기는 힘을 웨이퍼 표면에 이용하기 보다는 웨이퍼 표면에 형성된 쉬스 전기장을 이용하면 좀더 에너지 전달이 효과적일 것 같습니다. chuck에 걸리는 bias 전압 조절로 효과를 볼 수 있을 것 같은데, 목표하는 라디컬에 의한 표면 흡착 공정의 목적이 비교적 큰 에너지 (쉬스 에너지 값 order) 를 요구하는 경우라면 bias 전력을 조절하는 방법도 추가로 고려해 보시고, 오히려 표면의 온도 조절도 (즉, 냉각) 표면 반응 제어에 인자가 될 것 같습니다.