Etch RPS를 이용한 NF3와 CF4 Etch Rate 차이 [물리적/화학적 세정]
2017.01.17 17:27
안녕하세요.
RPS를 이용해 NF3와 CF4 Etch Rate 차이를 보고 싶은데..
Infra가 없어 부득이하게 연구 기관을 통해 Test 진행을 하려고 합니다.
근데 RPS에는 NF3 라인만 연결이 되어 있고 CF4의 경우 Chamber로 Direct 들어가게 되어있는데요.
Chamber내 Plasma Power 및 다른 parameter를 조절해 RPS 같이 구현이 가능할까요?
제가 알기로는 Remote와 Direct Plasma는 주파수 자체가 달라서 힘들거 같은데요.
미리 답변 감사합니다.
수고하세요.
댓글 4
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김곤호
2017.01.18 11:10
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공병구
2017.01.18 11:30
안녕하세요.
먼저 실명으로 바꿨습니다. 죄송합니다.
제가 글을 너무 급하게 쓰느라 충분한 설명이 되지 않았던 것 같습니다.
기본적으로 CVD Cleaning용으로 NF3를 사용합니다만 CF4를 동시에 넣어서 CF4 유량별 Etch Rate이 어떻게 변하는지 보고 싶어
Test를 진행하려고 합니다. (ex) NF3:CF4=1:0.5 / 1:0.3 이런식으로..)
NF3와 CF4를 모두 RPS에 gas line을 체결해서 넣는 것이 좋으나, Infra문제로 NF3는 RPS로 들어가고 CF4는 Chamber로 Direct로 들어갑니다.
결론적으로 NF3와 CF4가 해리되는 장소가 다릅니다.
Remote Plasma와 Direct Plasma는 Frequency 자체가 달라 해리율도 다를거 같은데 Test에 큰 문제가 없을까요?
CF4를 Chamber로 넣어 그곳에서 Plasma를 켜 해리를 시키지만 Remote같이 구현할 수 있는 방법이 있는지 알고 싶습니다.
저도 관련 논문 열심히 찾아보겠습니다.
답변 정말 감사합니다. -
김곤호
2017.01.18 14:01
제 답변은 실무적 경험은 전제하지 않은 점을 먼저 말씀드리고, 이 문제를 플라즈마 관점에 말씀을 드리겠습니다.
아마도 RPS에서 NF3 소스로 사용하고, main chamber 에는 CF4를 넣어서 cleaning 공정을 진행하시려는 것 같습니다. NF3와 CF4에서 F의 해리율, 즉 생성율을 서로 다릅니다. 결합 에너지를 참고해서 찾으시면 됩니다. 이 에너지 크기에 따라서 플라즈마 가열이 잘 되는 조건의 소스에서는 보다 많은 라디컬이 만들어 지겠습니다. 이는 소스의 구조 및 가열 방법 (ICP/CCP 등)과 아울러 인가 RF 주파수에 의존합니다. RF 주파수가 높은 수록 높은 온도의 전자군이 많이 만들어지므로, 해리율도 높은 것입니다.
아울러 remote와 main chamber 내에서의 세정 플라즈마 생성의 차이에 대해서 설명하면, radical과 meta stable 입자들 위주로, plasma charge 에 의한 영향을 최소화 하기 위해서 처리 대상이 있는 공간에서 떨어진 곳에서 플라즈마를 만들면 remote plasma source가 될 것입니다. 따라서 이 경우는 대부분 chemical reaction 위주의 세정을 진행하게 됩니다. 반면, 세정 가스를 반응기에 넣고 만드는 경우에는 플라즈마 전하, 즉, 가속 이온과 함께 입자로 부터 전달되는 에너지에 의한 온도(가열)에 의한 물리적 세정 효과를 포함시킬 수가 있겠습니다.
마지막으로 세정 가스의 선정에는 가능하면 세정 대상 물질의 화학성질을 고려해서 결정하는 것이 일반적일 것입니다. NF3 보다 CF4에서는 막성분의 생성물이 플라즈마 내에서 만들어 질 수가 있음으로 세정과 함께 도모하려는 목적이 있어서 CF4를 세정 가스로 쓰려는 계획이 아닐까 하여, 혼합비의 문제는 다른 기준으로 검토가 필요해 보입니다.
다만 세정 대상의 특성을 파악하시고 공급 가스를 선택하시고, 소스를 선택하시면 현재 조건에서 최적으로 세정 조건을 찾아 가실 수 있을 것 같습니다. NF3/CF4를 섞었다고 반응기가 문제를 일으킬 여지는 없을 것 같고, 그 같은 걱정은 '연구기관'에서 풀어서 잘 해 주실 것으로 기대합니다. 또한 가스의 선택과 장비와의 궁합은 회사 기술이니 가급적 많은 자료를 비축하면서 기술을 숙성시켜 가셨으면 합니다.
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공병구
2017.01.31 09:28
교수님 바쁘신 와중에 답변 정말 감사합니다!
수고하십시오.
실명을 사용하는 공간입니다.
질문을 잘 이해하기 힘든데, romote cleaner용으로 가스를 선택하고자 하는 문제로 판단이 됩니다만, cleaning 주체가 F radical이라면, 그 생성량이 많을 수록 cleaning 공정이 유리할 것이라면, 등의 가정하라면 NF3와 CF4의 F 해리율에 대해서 자료를 조사하시면 쉽게 답을 찾으실 수 있을 것 이고 실험적으로 해리율에 대해서 연구기관이 협력을 해 주실 수 있을 것으로 보입니다.
플라즈마 내에서 가스 입자의 해리 반응에 대한 현상적 설명은 여러번 드렸으니 게시판 내용을 참고하시면 되겠습니다. 급하신 문제 같아 답신을 서둘러 올렸습니다.