Matcher RF 반사파와 이물과의 관계 [Physical/chemical cleaning]
2021.02.25 14:33
안녕하십니까 교수님
디스플레이 업체에서 현재 CVD설비 공정분석을 담당하고 있는 이재학입니다.
Chamber별로 RF Reflect의 수준이 상이하며, 검사기에 검출되는 불량수와 양의 관계로 확인되고 있습니다.
1. RF Reflect 발생으로 인해 내부 이물이 과생성되는 건지
2. 내부 이물로 의해 RF Reflect가 점점 커지는지 의문입니다.
1의 경우 Load/Tune을 통해 내부 이물을 제어하는 평가를 진행하려하고
2의 경우 Parts 교체와 재질변경을 통해 RF Reflect를 낮추는 방향으로 진행하려합니다.
교수님의 견해로는 어느방향에 유의차가 있을지 문의드립니다.
CVD 장비는 제어가 어려운데, 이유는 물리+화학 경계가 식각 보다 명확하지 않기 때문인데, 즉 충돌이 너무 많아 물리인자와 화학인자 모두 비선형적인 거동을 하기 때문으로 이해하면 좋을 것 같습니다. 따라서 운전 조건은 두 현상이 이루는 균형점을 의미한다고 보시면 좋을 것 같고, 따라서 운전 제어는 golden chamber 조건을 기준으로 가져가는 것이 좋을 것 입니다. 여기서 golden chamber의 기준은 golden chamber 의 이력까지 포함하는 것으로 기준을 잡는 것이 필요합니다.
위의 질문으로 돌아가면, RF reflect 발생은 당연히 match 출력단 (RF에서는 출력이라 표현하고) 혹은 안테나 입력단 (플라즈마 관점에서는 입력이 됩니다), 즉 안테나+플라즈마+chamber가 갖는 RF 에 대한 impedance 값을 총합에 대응하는 변동을 의미합니다. 여기서 안테나 (ICP) 임피던스는 운전 이력에 따른 안테나 재질의 가열 (냉각) 및 표면 산화 및 quartz (ceramic) 내부의 CVD 박막 코팅 혹은 표면 식각 등의 변형으로 발생되겠고, 내부 안테나 (CCP 경우)에도 유사 현상이 발생하므로, 이는 시간 이력에 따르는 변화를 유발하게 될 것입니다.
아울러 이 변화는 반응기 내부면의 변화와 유사하나, 각 파트 별 코팅막 형성의 특성이 다를 것 이고, 이는 gas flow 및 byproduct 확산의 위치와 파트 제작시 파트의 재료 특성과 표면 개질 특성의 차이로 유발이 될 확률이 높겠으나, 결국 운전 이력에 따라 변화 정도는 각각 다를 것입니다.
대부분의 세정은 physical sputtering (etching)과 chemical etching을 mild 하게 겸용하는 방법이 추천되고 있을 것이며, 운전 이력에 따라서 이미 최적화 세정 공정이 마련되어 있다면 physical/ chemical cleaning 비율에 대한 자료를 기준으로 운전 정도를 비교하면 좋을 것 같습니다. 여기서 후자는 reactive 한 radical 형성을 많이 생성하는 운전 (power 및 pressure) 조절이 있을 수 있겠으며, physical cleaning은 플라즈마 전위를 조절해서 벽면 쉬스 에너지를 조절하는 방법은 수월하지 않으므로, 대부분 벽면에 전달하는 운동량이 큰 이온을 이용하여, 대부분 Ar을 추가 사용하기도 합니다.
결론을 말씀드리면 시간 이력을 잘 추적하시는 것이 좋습니다. load/tune의 전기적 방법으로 제어는 개념자체가 모순이 많습니다. load/.tune을 조절하면 플라즈마 상태가 바뀌게 되고 이로서 physical cleaning을 제어하기에는 수월하지 않습니다. 복합적인 해석이 필요합니다. 따라서 분광신호를 얻을 수 있으면 발생 신호의 추이 변화와 load/tune 의 변화와 part 간의 이력과의 관계를 모아서, 즉 FDC 데이터에 load/.tune 값을 넣고, 플라즈마 특성 변화에 대한 정보를 추가할 수만 있다면 보다 정확하게 part 의 교체 주기를 확인하실 수 있을 것 같습니다. 교체 사이에는 가능한 공정 drift를 제어하는 리시피를 적용시킬 방안을 마련할 FDC 인자를 찾을 수도 있을 것으로 기대합니다.
두서 없이 말씀드렸습니다만, 저는 2번에 방점을 찍고 싶고, PdM 전략을 세우는 것을 추천드립니다.