Others Plasma 에칭 후 정전기 처리 [표면 전위 생성 및 방전]
2016.03.09 10:42
안녕하세요.
제가 플라즈마를 이용한 에칭 장비를 담당 하고 있습니다.
ICP 타입의 장비이며, 1Pa 조건에서 N2와 O2를 이용, RF Power 가하여
공정을 진행하고 있습니다.
남아있는 전하에 의해서 정전기가 생기는것 같아
이것을 없애고 싶습니다.
지금 제가 생각하고 있는 방법은
에칭이 끝난 후에
Ar gas를 이용하여 RF Power 를 약하게 해서
후처리 형식으로 ,대전되있는 Glass를 제전시키고자 합니다.
자문을 구할때도 없고, 구글만 내내 검색하고 있던차에
플라즈마 응용연구실을 접하게되었습니다.
저보다 학식도 높고 플라즈마 분야에서는 전문가이실것 같아
이렇게 여쭤보게되었습니다.
도움부탁드립니다.
1. Plasma Etching 공정 후 남아있는 전하량 측정관련 참고문헌 소개.
2. 남아있는 전하량을 진공 (1Pa이하)에서 제거할수있는 방법 이 있는지.
3. Ar gas에 RF Power를 얼마나 가해야 플라즈마 상태로 바뀌는지.
댓글 3
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김곤호
2016.03.14 05:29
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언제나그자리
2016.03.17 15:36
경험상 말씀드리는 부분이니 무시하셔도 됩니다.
Plasma 공정 이후 chamber 에서 Wafer 또는 Glass 를 밖으로 꺼내실 때 Robot arm 에 의한 Touch로 arcing 이 생기시는 것으로 사료 됩니다. 만약 맞으시다면.. 제 경험상 Robot 의 Ground 처리 & ionizer 를 Robot arm 근처에 두시면 도움이 되실 것 같습니다.
여담으로 Ionizer 는 정전기제거 장치로 시중에 국산 장비도 많이 있는 걸로 알고 있습니다. 검색해서 찾아 보시면 도움이 되실지도 모르겠습니다.
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김곤호
2016.04.27 10:56
그런 문제였군요. glass 하전으로 표면 전위가 생겨있고, ground arm 혹은 float arm 이라도 하전된 glass의 전하에 의한 두 물체간의 전위차는 존재하게 됩니다. 우리 주변의 예로, 여름 철에 특히 경험을 많이 하는데, 문고리를 잡다가 작은 불꽃이 튀는 경험을 하곤 할 것 입니다. 이는 spark라 하는 현상으로 arc와는 조금 현상이 다르나, 방전이 생기고 하전된 전류가 한번에 흐르는 일입니다. 하지만 장마철에는 이런 일이 많지 않습니다.
답신 감사합니다. 충분히 가능성이 있는 방법이고 ioniizer 적용은 현장 상황을 잘 살펴서 particle 등의 이슈나 ionizer tip erosion 도 고려해서 설치하시면 좋을 것 같군요.
한 수 배웠습니다. 이 게시판을 방문해 주셔서 감사드립니다.
쉽지 않은 문제로 보입니다. 플라즈마에 대면하고 있는 유전체 (glass 등)에 하전된 전하량을 측정하는 방법은 유전체의 전위를 측정해서 유추할 수 있겠지만 반응 용기 내에 있는 유전체의 전위를 직접 측정하거나 capacitor 모델을 써서 얻거나 하기가 모두 어렵고, 단기 광학적으로 측정하는 방법이 있기는 할 텐데, 역시 표면으로 부터 나오는 광신호를 취득하는데 한계가 많은 등 측정 자체는 어렵다고 보아야 합니다.
플라즈마 내의 유전체 즉, glass 위에는 여러 패턴들이 존재해서 표면의 상태가 단순한 재료의 유전체로 가정하기 힘듧니다. 즉, 타겟의 몸체는 유전체가 맞으나 (capacitor 모델로 생각해 보면 좋습니다.) 표면에 패턴 및 구성하는 물질의 다양성은 하전의 전하 종류 조차 해석하기 힘들게 만듧니다. 일단 플라즈마와 대면하는 단순 부도체 표면에는 전자들의 하전이 많아지게 됩니다. 이온 조사를 하는 경우에는 고속이온이 지속적으로 조사되어 양이온에 의한 하전이 됩니다. 또한 패턴이 있는 유전체에서는 표면에는 전자들이 패펀 하단에는 이온에 의한 양의 전위가 형성되게 되어 trench etch의 원인을 제공합니다. 특히 depo 하고 있는 상태라면 더욱 복잡해지고, 이렇듯 하전의 polarity 조차 해석하는데 문제가 될 확률이 높습니다.
따라서 조건과 상황에 따라서 제전 방법을 선택할 수가 있겠는데, 일단 Ar (inert gas)의 플라즈마는 주로 이온/전자로 구성된 하전입자의 특성을 가집니다. 따라서 전자에 의한 하전 효과가 크겠으며, Ar* 조사로 전달되는 에너지는 표면의 하전입자의 거동을 활성화 시키는 효과를 줄 수 있겠습니다. 이들 플라즈마를 electropositive 플라즈마라 하고, 만일 O2 플라즈마를 쓴다면 이온/전자/음이온 (여기서 음이온은 중성종에 전하가 흡착되어 음의 전하를 띄는 이온을 의미합니다.) 을 이용하여 좀 더 다양한 제전 효과를 기대할 수가 있기는 하겠습니다. (참고로 Ar* 과 산소 음이온 등의 수명은 제법 길어서 제전 운전을 pulse 형태로 진행하는 변형도 시도해 봄 직 합니다. 다만 신중하게고려할 것은 Ar은 mass 가 커서 sputtering 효과가 클 수 있고, 음이온을 만드는 플라즈마의 특징은 화학적 활성화, 즉 세정 등의 효과가 큰 화학적 성질의 입자들이니 이점은 신경써야 recipe를 찾아야 할 것 같습니다.
경험이 일천해서 도움일 될 지요? 후속 경험을 이야기 해 주시면 감사하겠습니다.