RPSC(Remote Plasma Source Cleaning) 시 Pressure, Throttle Valve Position 관계에 대해 질문드립니다.

 

■ 목적

: PECVD Chamber를 주기적으로 SiNx 박막을 RPSC(NF3 사용)로 세정을 하는데, 세정 효율을 증가(=세정 시간 단축)시키고자 합니다.

 

■ 현상

: 저희 설비는 ① 압력을 고정(=Throttle Valve가 움직임)시키거나 ② Throttle Valve를 고정(=압력 변함)시키는 두 가지 방법 중 하나를 택합니다. 기존에는 Throttle Valve를 절반 정도 오픈되게 고정하고 RPSC를 진행합니다. 이때, RPSC 시간에 따른 압력 곡선은 하기와 같습니다.

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반응식 : NF3 + SiNx → SiF4

 

RPSC 초기에는 SiNx + NF3이 폭발적으로 일어나는 초기에는 압력이 증가합니다. 이는 NF3와 SiNx 간 반응으로 SiF4가 형성되는 화학반응이 부피가 팽창하는 것으로 보입니다.

 

상기 곡선에서 Throttle Valve는 상시 Half Open입니다.

 

다음은 세정 효율을 증가(=세정 시간 단축)시키기 위한 세 가지 방안입니다.

 

 

■ 세정 효율 개선 방안(세정 시간 단축)

 

① RPSC 초기 Throttle Valve Full Open → RPSC 후기 Throttle Valve Half Open

RPSC 초기엔 폭발적인 반응으로 SiF4가 형성되는 데, 압력이 높아진다는 건 생성물(SiF4) 농도가 높음을 의미한다. 따라서 반응 초기에 Throttle Valve를 Full Open하여 SiF4를 배출시키면 NF3에 의한 세정 작용이 활발해질 것이다.

 

② RPSC 초기 Throttle Valve Half Open → RPSC 후기 Throttle Valve Full Open

RPSC 초기부터 Throttle Valve를 Full Open하면 생성물(SiF4)가 빠르게 제거되겠지만, 반응물(NF3)의 챔버 내 잔류시간이 줄어드므로 되려 효율이 낮아질 수 있다. 다만 압력이 Peak가 되는 시점에서 생성물(SiF4)의 농도가 높은 건 좋지 않으므로, RPSC 후기부터 Throttle Valve를 Full Open하여 RPSC 후기의 반응물(NF3) 농도를 높여 세정 효율을 높인다.

 

③ Throttle Valve를 고정하지 않고 압력을 고정

 

상기처럼 세 가지 방안 중 고민하고 있습니다. 세 가지 방안 중에서 적절해보이는 방안이나 그 밖에 제안해주실 수 있는 방안이 있으시면 조언 부탁드립니다.

 

항상 자세한 답변에 감사드립니다.

 

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