CCP 챔버의 Plasma density 확인방법 문의드립니다. [플라즈마 모니터링, OES, LP]
2024.07.29 17:02
안녕하십니까, 교수님 저는 반도체 공정 엔지니어입니다.
질문 1) 유량에 따른 Plasma density 확인하는 방법
현재 사용중인 챔버에서 유량에 따른 Plasma density를 대략적으로 확인하고 싶습니다.
따로 장비가 없기 때문에, SiN가 F 라디칼에 의해 주로 식각되고, F 라디칼의 농도 F/CFx = Plasma density * residence time이므로
SiN 식각량이 가장 높을 때 F 라디칼의 농도가 높고, 해당 조건에서 가장 Plasma density가 높은 지점이라고 생각하려고 하는데
이러한 개념으로 유량에 따른 Plasma density를 구해도 괜찮은지 여쭤보고 싶습니다.
실험 방법으로 SiN 기판을 사용할 예정인데, CF4/Ar 비율을 어떻게 바꿔가면서 하는게 맞을지 모르겠습니다.
CF4 = 5 sccm 고정 후 Ar을 600, 1200, 1800으로 할지
아니면 CF4/Ar = 5/600sccm, 10/1200sccm, 15/1800sccm으로 비율은 그대로 가져가는게 맞을지 모르겠습니다.
질문 2) N2 -> Ar으로 바꾸었을 때 Plasma density 차이
기존에 SiN 식각 레시피에서 N2를 사용했는데 동일한 유량으로 Ar로 바꾸었을 때 SiN의 식각량이 증가하였는데
이는 Ar에 의해서 Plasma density가 증가하고 F 라디칼 증가로 SiN 식각량이 높아진 것으로 생각하면 될지 궁금합니다.
항상 좋은 글 잘 보고 있습니다.
감사드립니다.
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플라즈마 진단 방법으로는 전기적 신호를 이용하는 방법과 플라즈마에서 발생하는 빛으로 부터 특성을 관찰하는 광진단 방법이 있습니다.
이들은 플라즈마 센서라는 이름으로 불리기도 합니다. [플라즈마 진단],[정전탐침 또는 랑뮤어 탐침]과 [OES, 또는 광진단]의 주제로 게시판의 자료를 찾아 보시면 도움이 될 것 같습니다.
추가로 생각하시면 좋을 것은, 플라즈마가 왜 전기적 성질을 가지게 되고, 광학적 특성을 보이는가를 잘 이해하시는 것이 필요합니다. 그 이해가 있어야 왜, 이 진단계를 [센서]라 하고 센서 데이터를 기반을 [공정 리시피]를 개발할 수 있는가, 즉 플라즈마 공정 진단의 핵심 인자들을 모니터링 할 것인가의 생각으로 발전할 수 있습니다. 현재와 같이 N2 --> Ar으로 변경을 매우 큰 변화일 것입니다. 표면 반응으로 부터 가스 변동을 이해하더라도 생성 플라즈마는 전혀 다른 특성을 가짐으로 운전 조건을 셋업하기 위해서는 플라즈마 정보 데이터가 필요합니다. 이 정보는 각 장비 및 운전 조건에 따라서 다름이, 공정 플라즈마의 중요한 특성 중에 하나이므로, 반드시 해당 장치에서의 특성을 정보화 해서 알고 계셔야 합니다. 이를 위해서는 플라즈마를 전기적 방법으로 진단하거나 광학적 방법으로 진단하는 센서 툴을 보유하시고, 기준 데이터를 만드셔야 합니다.
노트: (불필요하게 정확성은 따지지 마시기 바랍니다. 세상에 정확한 것은 신의 영역이고, 우리는 공정 운전의 최적 조건을 찾으면 됩니다. ^^ 좋은 소식이지요 ~~ 해당 장치에서 해당 tool로 해당 공정 셋업에서 리시피 개발에 필요한 데이터는 공정 eng'r 가 가장 정확하게 얻습니다. 걱정 마시고 정확성 떠나서 허름한 센서라도 사용해 보시기를 적극 추천하고, 데이터 얻으면 해석에 도움을 줄 기관들이 많이 있을 겁니다. 특히 플라즈마를 교육하시고 데이터 비축을 하는 기관에서는 모두 해당 데이터를 같이 해석해 주실 수 있을 것으로 기대되니, Raw 데이터를 만들어서 논의를 진행해 보시기 바랍니다.