안녕하십니까
CVD 공정 관련해서 업무를 하고 있는데,
증착 후 챔버 안에 남아있는 막질을 제거하는 Clean 중 궁금한 점이 있어 질문을 쓰게 되었습니다.
먼저 Clean 시에는
NF3와 Ar을 RPG (Remote Plasma Generator)를 통해 radical과 이온으로 만들어져 챔버로 들어옵니다.
챔버에는 bias가 걸리지 않고 그냥 가스들만 들어옵니다.
이때 막질인 SiO2는 F와 반응하여 SiF4로 기상 생성물을 만들어 화학적 에칭으로 제거가 됩니다.
그런데 막질과 달리, 막질 밑에 있는 세라믹인 AlN은 고형 생성물이 생성입니다. 하지만 이 생성물이 계속해서 식각이 되는 것을 파악했는데, 화학적으로는 상변화나 식각이 500-550도 온도에서 불가능해 보여서 혹시 Ar이나 NF*에 의해서 물리적으로 스퍼터링 처럼 식각이 되는 지 궁금합니다.
챔버 압력이 2Torr-6Torr로 높아서 아닌 것 같긴한데, 그거 말고는 떠오르는 게 없습니다.
그리고 물리적 식각이라면 400와 550도 그리고 2Torr 와 8Torr에서 식각률 차이가 매우 클까요?
현재 Cleaning 공정에서는 주된 반응은 chemical etching 으로 예상됩니다. Ar+ 에 의한 phyiscal etch 를 고려한다면 source (plasma heating region) 으로 부터 target 거리가 제법 멀다면 (collision mean free path 대비), 라디컬에 의한 세정이 주된 현상일 것입니다. 물론 Ar+의 에너지 전달로 세정 효율이 증가할 수는 있겠지만 sputtering 효과는 크지 않을 것 으로 예상합니다. 따라서 운전 압력의 증가는 라디컬 증가로 이해되고, 표면 온도는 Ar+의 에너지 전달로 표면 반응의 진작 효과로 이해가 됩니다. 부산물의 식각 역시 라디컬에 의한 식각 결과로 이해할 수 있을 것입니다. 리시피 개발에 참고가 되었으면 합니다.