안녕하세요. 반도체 공부하고 있는 취업준비생입니다.

공정실습을 진행하면서 궁금한 점이 있어 질문하게 되었습니다.

IGZO 채널층을 증착하는 스퍼터링 공정을 수행했습니다.

스퍼터링 공정 시 사용한 가스의 종류는 Ar과 O2이며, Ar은 고정된 유량으로 진행했고 O2는 0.1sccm부터 0.3sccm으로 증가시키며 진행했습니다.

이때 공정 시간은 조금씩 증가했습니다.

1. 증착 공정에서는 MFP에 따라 공정 시간이 달라지는 것으로 알고 있습니다.

(MFP가 짧으면 증착 효율이 낮아져 공정 시간이 증가하고, MFP가 길면 공정 시간이 감소한다)

이 개념이 맞는지 궁금합니다.

2. 위 개념이 맞다면, 가스 유량을 증가시킴에 따라 MFP가 감소하기 때문에 공정시간이 증가한 것이라고 생각하는데

이를 보완하기 위해 RF Power를 증가시켜 증착 효율을 높여 공정 시간을 조금 더 단축시킬 수 있을까요?

이 방법이 불가능한지에 대한 의견을 듣고 싶고, 또한 학부생 수준으로서 다른 개선 방안이 있을지 궁금합니다.

감사합니다.

안녕하세요. 플라즈마 관련 대학원 재학 중인 석사과정입니다.

Dual frequency CCP에 대해 공부하다가 궁금한 점이 생겨 문의를 드리게 되었습니다.

1. 식각 실험에 DF CCP를 사용한 논문을 보면,

1) Top, Bottom 각각 HF, LF power를 연결한 구조

2) Top 혹은 Bottom에 HF, LF 모두를 연결한 구조가 있는데,

이 두 구조 간에 유의미한 차이점이 있는지 궁금합니다.

2. 흔히 CCP에서 HF는 plasma generation(ex. ion flux) LF는 ion energy에 관여한다고 배웠습니다.

그런데 HF power가 ion energy에는 큰 영향이 없는지 ion이 floating potential (Vp-Vf)만큼의 에너지를 가지는지 궁금합니다.

ICP type은 Antenna에 걸어주는 Source power와 ESC에 걸어주는 Bias power가 각각 다르게 작용하는 것이 납득이 되었는데요.

CCP의 경우 HF든 LF든 plasma와 마주 보는 극판에 전력을 인가하는 것인데 HF가 ion energy를 더 올리지는 않을까 하는 의문이 들어 질문 드립니다.

감사합니다.

안녕하세요.

OES Actinometry 방법을 통해서 챔버에서 반응성 기체를 정량적으로 분석하고 싶습니다만,

논문 및 여러사이트를 검색해도 궁금증이 해소되질 않아 계시판에 글을 올립니다.

① 우선 챔버에 공정조건을 진행하면서 OES 데이터 취득 

② 공정가스와 식각물질에 대한 화학종별 파장 분리

③ Nobel gas (Ar, Xe) OES 데이터 취득

④ Intensity X / Intensity Ar =  비율로 Intensity a.u 

특허에 적혀진대로 Actinometry 방법으로 진행해보니 

OES 데이터에 취득된 Intensity 보다 낮아 데이터의 신뢰성에 의심이 되는데,

다른 전문가 분들은 어떤 방법으로  OES Actinometry 진행하시는지 문의드립니다.

안녕하세요, 플라즈마를 이용한 박막 증착을 연구하고 있는 대학원생입니다.

PEALD 공정에 사용되는 O radical 생성량 트렌드를 파악하고자 OES 장비를 처음으로 사용하게 되었습니다.

여기서 알고 싶은 내용은

Q1. O radical 생성을 위해 Ar/O2 플라즈마를 생성시키는데 이 때, 총 유량은 일정하게 유지한 상태로 Ar과 O2의 비율만 변화시키면서 OES 측정을 하면 Ar과 O2의 비율에 따른 O radical의 생성량 트렌드를 파악할 수 있을지

Q2. OES에서 O* intensity(peak)가 높은게 절대적인 O radical의 양이 높다는 의미와 동일한 것인지
      (OES 분석의 원리 상 excited된 O*만 detect되는데 ground state의 O*가 많을 수도 있을 것 같아 질문드립니다.) 

질문드립니다.

감사합니다! 

<Update>

안녕하세요. 댓글 권한이 없어서 본문에 수정하여 현황 update를 드립니다.

12월이 되어서야 현황 Update를 드립니다.

교수님의 추론이 맞았습니다.

 : Shower Head가 막혀있던 Head에서 Plasma 유속이 빠름 → Radical & Ion 머물며 반응하는 시간 감소 → Plasma 강도 약화

금번 Issue를 통해, Head 관리 + Plasma 강도 약화 활동을 진행중입니다.

또 자문이 필요하면 문의드리겠습니다. 도움 감사드립니다.

<이전글>

안녕하세요

삼성Display에서 표면처리 및 친수화를 위해 CDA+N2 Plasma를 사용하는 김창현 이라고합니다.

자문을 구하고자 질문글을 남깁니다.

최근 Plasma설비들의 Shower Head를 점검해보았는데 Shower Head의 30%정도가 이물에 의해 막혀있는 것을 확인했습니다.

Head A : Clean

Head B : 30% Blocked 된 상태라면 Head B에서 생산된 제품들은 Plasma를 더 강하게 맞았을까요, 약하게 맞았을까요 ? 

(저희는 Plasma Head를 저희 제품이 지나가면서 표면 처리가 되는 이동형 Stage를 사용중이고, Head의 1개 Hole의 지름은 0.4mm입니다.

Hole은 총 500여개가 Zigzag로 위치되어있습니다)

유체역학에 의하면, 일부 Hole이 막힌 경우 다른 Hole로 유체가 더 강하게(빠르게) 흐르기때문에 Plasma의 부분 Intensity는 세질 것이라 추론했습니다.

하지만 결과론적으로 Plasma를 맞은 제품의 표면 Roughness는 Head A에서 6㎚, Head B에서 2㎚ 로 확인되었습니다.

Hole 이 막힌 부분이 30%라면 제품이 맞는 Plasma 또한 30% 줄어들까요 ? 

감사합니다.

안녕하세요 교수님,

현재 반도체회사에서 CVD분야 엔지니어로 근무 중인 사람입니다.

최근 Thickness drift되는 Issue가 빈번히 발생하여 분석 시 AlFx의 영향으로 확인하였습니다.

Showerhead 표면도 거칠어 이로 인한 Plasma 불균형으로 발생중입니다.

현재 강하게 의심하고 있는 사항은 RPC 진행 후 AlN Pedestal표면에 F Ion이 반응하여

AlFx를 생성하고 이 막질이 Showerhead로 diffusion되며 전사되는걸로 생각하고 있습니다.

근데 한가지 취약점으로 생각되는 point가 있는데 저희는 현재 RPC Clean직후 Ar plasma를 이용하여 leak check을 진행하는데 이때 Ar plasma에 있는 강한 ion bombardment가 AlFx의 desorption을 일으킬수 있는지 궁금합니다.

만약 영향이 있다면 Recipe를 수정해보려고 합니다.

두서없이 작성하여 죄송합니다.

바쁘시겠지만 답변주시면 감사드리겠습니다.

안녕하세요, PEALD 공정을 공부하고 있는 대학원생입니다.

연구실에서 사용하고 있는 PEALD 챔버를 세정하는 방법을 정확히 알고싶어 문의드립니다. 

현재 CCP type PEALD 장비를 통해 Al,Ti,Si,Zr Oxide 등을 증착하고 있는데, 장비를 자주 사용하다 보니 챔버 내부의 오염이 많이 심해진 상태입니다. 이로 인해 크진 않지만 Plasma 인가시 Reflect 현상도 조금씩 발생하고 있습니다.

지금까지는 챔버온도를 저온(~80도)로 낮추고 IPA, Acetone을 이용해 챔버 내부를 직접 닦은 다음, 고온(250C) 환경에 Baking을 진행하였는데 이러한 방법 이외에 다른 연구실에서는 주로 챔버 클리닝을 어떻게 진행하고, 관리하는 지 답변해주시면 앞으로의 연구에 큰 도움이 될 것 같습니다. 감사합니다!

(챔버 분리 후 전문 업체에 세척 요청을 드리는 방법은 불가한 상황입니다.) 

안녕하세요 DRY ETCH 설비 저년차 엔지니어입니다.

RF REFLECT POWER HUNING 원인이 궁금합니다

최초 현상

PROCESS 진행 간 변경점 없이 RF BIAS/TCP REFLECT HUNTING > RF 매칭 후 REFLECT는 다시 하향

(RF SHUNT. SERIES. VOL 당시 DATA 그려보면 흔들렸으나, 아래 파츠 교체 후 흔들리는 DATA는 양호해짐)

> 그 후 RF BIAS FOWARD POWER가 중심치가 너무 올라가 설비를 사용 못하는 상황입니다.

  (POWER 사용 영역대 관계없이 REFLECT HUNTING 수준은 동일)

RF BIAS GENERATER, MACHER, RF CABLE 교체해봤으나 REFLECT가 HUNTING하는건 동일하고, FOWARD POWER도 계속 높게 유지됩니다.

RF LOAFLD, RF GASKET쪽도 특이점은 안보입니다

PROCESS CHAMBER 내부 WALL, ESC 등 확인은 못해봤으나 챔버 내부 문제일 수 도 있을까요?

(최초 발생시점 PROCESS 진행중이였던 SLOT 문제 등)

안녕하세요 반도체 장비사를 다니고 있는 엔지니어입니다

RF 대해서 전문가 분들께 의견을 듣고 싶어서 글을 쓰게되었습니다. 지식이 부족한 상태에서 글을 적는 점 양해 부탁드립니다

- 배경 : RF MATCHER SHUNT, SERIES 불량

- 문제 : RF MATCHER와 전극을 연결하는 RF LOD가 있는데 RF MATCHER를 잘못장착하면 LOD가 처지게 되는 경우가 있음

          이렇게 된 상태에서 장기간 사용시 SHUNT, SERIES 불량해지는것같음

- 이유 : LOD가 처지지않게 장착하면 SHUNT, SERIES 양호해짐

이런 이유로 본사 엔지니어에게 설계 수정을 요청했는데 아무래도 전기적 변화를 수치화하는 근거가 없다보니 설명이 부족한 것 같습니다

우선은 타당한 근거인지도 확신이 없는데 이러한 현상에 대해 어떻게 생각하시는지와 이것을 해석할 수 있는 방법을 제시해 주실수있으련지요? 두서없는글 읽어주셔서 고맙습니다

안녕하세요. 국내 반도체 제조 회사 CVD기술팀 엔지니어입니다.

 어떤 CCP 설비에서 HF와 LF를 동시에 사용하는 설비가 있는데, PM 이후에 LF REFLECT POWER가 커져서 가용범위를 벗어나는 경우가 종종있습니다.

 해당 설비를 들여다본 결과 RF가 지나가는 상부 파트들에게서 CAPACITOR성분이 될만한 부분들, 넓은 면적을 갖고 마주보는 두 RF PATH들 가령 SHOWERHEAD와 GASBOX라는 부품 사이의 GAP 등이 눈에 들어왔습니다. 

 특별히 이 설비는 HF와 LF모두 AUTO MATCHER로 들어가서 하나의 RF STRAP으로 CHAMBER 상부로 들어가게 됩니다. 그런데 HF는 MATCHER에서 IMPEDANCE MATCHING을 시킨다고 하는데 LF POWER는 CHAMBER에 외관상으로는 들어가지만 그냥 MATCHING은 하지 않는다고 합니다. LF REFLECT만 CHAMBER 파트들의 변화 이후에 상향되는 문제가 MATCHER가 MATCHING을 하지 않는 쪽이라서 그런것일까요? 아니면 CHAMBER 상부 파트들에 들어오게 되는데 이때 LF REFLECT만 커지는 건 혹시 CAPACITANCE 성분이 커짐으로 인해서 LF가 투과하기 어렵다는 뜻이 되는 것일까요? RF FILTER를 동작원리를 생각하면 이 부분이 원리적으로는 맞아보이는데 애초에 REFLECT POWER의 발생을 설명할 때 IMPEDANCE 매칭이 안되기때문에 일어나는 일이라고 설명을 보통 하기 때문에 CAPACTIANCE가 커져서 IMPEDANCE MATCHING이 LF 쪽으로만 안되기에 LF REFLECT POWER가 커진다고 할 수 있을까에 대해서 비전공자로썬 판단하기가 좀 어렵고 복잡합니다. MATCHING이 되어야 할 MATCHER+CHAMBER파트+PLASMA로 알고 있는데 LF REFLECT만 일으킬 매칭되지 않는 상태가 될수 있는 것일까요? IMPEDANCE I를 보게 되면 음의 방향으로 마찬가지로 SHIFT되어 있긴합니다. 그리고 이 센서가 잘 정리가 되어 있다면 CAPACITANCE 성분이 커지는 방향이 맞을것으로 보입니다. 자체적으로 공부를 해야겠지만, 우선적으로 빠른 해결을 위해서 혹시나 이 부분에 대해서 연구원 및 교수님께서 답변을 구해봅니다.

안녕하세요

현업에서 ICP-RIE 장비로 III-V 반도체 dry etching 을 하고 있습니다. 

(AlGaInP, AlInP, GaP, GaAs 에칭)

1) wafer 를 놓는 susceptor의 재질에 따라 생성되는 플라즈마가 다를 수 있을지요?

   기판에 He 직접 공급되는 알루미늄 재질의 susceptor와 기판에 He이 기판에 직접 전달되지 않는 SiC 재질의 susceptor를 사용하고 있는데요

   etching 되는 형태, etch rate, PR의 damage 정도가 아래와 같이 서로 다르게 나타납니다. (압력, 가스 유량, RF Power는 동일)

                        알루미늄 susceptor                SiC susceptor

   He cooling         wafer 직접 전달                   직접 전달 X

   측벽각            측벽각 낮음 (약 60도)               측벽각 높음 

   Etch rate                    low                                fast

   PR damage                적음                               심함 (에칭 측벽에 세로줄 심하게 생김)

   단순히 알루미늄 susceptor는 열전도가 좋아 표면의 온도가 낮고 SiC susceptor는 표면의 온도가 높아서 나타나는 현상으로 이해해도 되는지

   아니면 susceptor의 전도도 차이에 의해 기판쪽으로 잡아당기는 RIE 플라즈마가 다르게 형성되는 원인인지 궁금합니다.

   (SiC 대비 알루미늄이 전도도가 높아 유도되는 capacitance 가 작을 것 같습니다.)

2) HBr 가스를 사용 시 측벽각이 매우 steep 하게 형성되는데요

   Cl 기반의 에칭 조건과 Br 기반의 에칭이 크게 다른 이유가 있을까요?

안녕하세요, CCP 장비의 rf 파워와 dc 펄스 전력에 대해 공부하고 있는 학생입니다.

이온 에너지 control을 위해 음전압 dc 펄스를 웨이퍼와 엣지링에 인가한다고 하는데 dc 펄스의 장점에 대해 궁금증이 생겨 질문드립니다.

1. 이온 에너지를 높이기 위해 하부 RF 파워를 높이게 되면 아킹현상이 발생하는데, 이를 개선시키기 위해 dc 펄스를 사용한다고 합니다. 그렇다면 dc 펄스는 아킹을 일으키는 고전압에 기여하지 않는 것인지, 만약 기여한다면 듀티비를 조절해 rf파워가 off되는 시점에 dc 펄스를 on시켜 아킹 이슈를 개선하는 것인지 궁금합니다.

2. dc 펄스를 인가하면 RF 파워에 비해 플라즈마가 웨이퍼 표면에 고르게 인가되어 profile을 개선 할 수 있다고 생각하는데 이 부분이 맞는지 궁금합니다.

감사합니다.

안녕하세요! DC Arc Plasma Torch 연구하고 있는 연구원 입니다.

Plasma 를 이용한 스크러버를 연구하고 반도체 공정에서 적용하여 DCS, NH3 가스를 처리하고 있습니다.

스크러버는 음압으로 운영 중이며, Torch 는 정전류 방식, 케리어 가스는 N2, DC Arc Plasma 로 사용중입니다.

질문! 정전류로 Voltage 값이 유지되다가 Voltage 값이 서서히 상승하는 현상을 발견했습니다.

보통 Anode 식각으로 Voltage 가 떨어지는것으로 알고있는데, Voltage 가 상승할 수 있는 원인이 무엇이 있는지 알수 있을까요?

감사합니다~

안녕하세요 etch 공정 인턴십을 진행하고 있는 학부생입니다.

제가 공부한 바로는 E/R은 etch 설비의 gas flow system과도 연관이 있는 것으로 알고 있습니다.

가령 1시영역에서 gas가 분출되서 7시 영역으로 pumping out이 되는 시스템에서는 wafer 7시 영역에서 gas 유속이 빨라 E/R이 높은 것으로 알고 있습니다.

이를 기반으로 12시에 6시 즉, 수직방향으로 gas가 흘러나가는 system에서는 gas가 center 영역에서 edge영역으로 빠져나갈 것이라 생각했고,

그래서 공정압력을 낮추면 wafer edge 영역에서의 gas 유속이 더 높아져 edge 영역의 E/R을 높일 수 있지 않을까 생각했습니다.

E/R이 챔버의 flow? vacuum? 시스템 design과 연관이 있는지, 또한 수직방향으로 gas가 흘러나가는 시스템에서 공정압력을 낮추면 edge 영역의 E/R을 높일 수 있는지

제가 생각한 개?이 타당한지 궁금해서 질문드립니다. 감사합니다!

안녕하십니까. 방전챔버에 대한 연구 중인 김도연입니다. 질문방을 통해 많은 도움을 받아 연구에 큰 도움이 되고 있습니다. 정말 감사드립니다. 이번에 궁금한 점이 있어서 질문을 드리고자 글을 쓰게 되었습니다. 제 질문은 아래와 같습니다.

1. 방전챔버에 다른 두 종류의 화학종을 넣었을때 각각 얼마나 이온화가 이루어지나에 대한 질문입니다.
kr의 이온화에너지가14이고, Xe의 이온화에너지가12.1정도이므로 같은 방전챔버에 같은 양의 중성을 넣어 방전시킨자면, Xe의 이온수가 14/12.1배 더 많다. 이렇게 생각해도 되나요?

2. 1번과 이어지는 질문입니다. CO2의 이온화에너지는 13.8정도로 아는데, 이를 CO2가 Xe에 비해 12.1/13.8배 덜 이온화 되며, 그 이온화 된 C, O의 비가 1:2 일것이라고 생각해도 될까요?

ex)  10^19수밀도의 Xe이 RF방전챔버에서 약 2%(임의의 값)가 이온화되어 2^18의 Xe+가 생성될때, 같은 양의 CO2는 2^18*12.1/13.8이 이온화되고,  이 중 C+은 (2^18*12.1/13.8)*1/3이며 O2는 2^18*12.1/13.8*2/3이다. 

3. RF 방전챔버 내 전자온도가 3~10eV정도 되는 것으로 알고있습니다. 이에 반해  화학종들은 10이 넘습니다. 이건 전자온도에 대한 맥스웰분포에서, 대다수의 전자의 온도는 3~10eV이며, 분표의 꼬리에 해당하는 소수의 전자만 이온화를 일으킨다는 것으로 이해해도 될까요?

저는 모 반도체 기업 CVD 공정 종사자 입니다.

본 질문에 앞서 Deposition Step 에서 Run 자재와 Dummy 자재의 He leak 편차가 상당하여 

변수로 작용할 수 있는 부분들이 궁금해서 질문을 드립니다.

1. 현상

- 특정장비 (A장비라 칭하겠습니다..) 에서 2개월 간 Run 자재 상 Back Side Cooling Helium 유량 및 Back Side Helium leak 은 변곡이 없습니다

- A장비에서 동일기간 Dummy 자재의 Back Side Cooling Helium 및 He Leak 확인 時 특정 시점으로부터 변곡이 발생했습니다.

** Run 자재와 Dummy 자재 간 Back Side Helium 이 관여한 Parameter 의 변곡이 동일 Model 인 타 장비에 비해 월등히 두드러집니다.

2. 현상 발생 조건

- Run Wafer 와 Dummy Wafer 각 동일한 값의 Wafer Temp / Chuck Power / Plasma / Back Side Pressure 셋팅 時

  Run 대비 Dummy자재에서 Back side Helium 유량 과 He leak 이 높음이 확인됩니다.

3. 현상에 대한 의문

- 단순 Dummy 자재와 Run 자재의 차이라고 생각하기엔 동일Model 인 타 장비보다 Back Side Helium 유량 과 Leak이 차이가 너무 크다는점

- 자재와 무관하게 Source Parameter를 통일했지만 자재 간 Response 차이가 나는점

- Chuck Force의 차이가 유력해 보입니다만, 문제의 Dummy 자재를 타 장비에서 진행한 경우는 Run 자재와의

   Response 의 차이가 크지 않습니다

위 배경을 우선 나열해 봤습니다..

Dummy 자재 기인한 문제라고 생각하기엔 장비상 Condition 차이가 만들어낸 문제로 계속 생각이 드는데

정확한 원인을 찾아내지 못했습니다.

다른 변수로 작용할 부분이 있는지, 제가 모르거나 이해못하는 부분에서 발생하는 차이점이 있는지 궁금합니다.

안녕하십니까 이번에 플라즈마 연구실에 입학하게된 석사생입니다. 

제가 박사님의 연구를 뒤이어서 맡게 될 것 같습니다. 그래서 liquid(aniline, pyrrole) plasma에서 주파수(1kHz~10kHz), DBD를 이용한 전압(3~8kVp)의 조건에서 전자회로적으로 수중플라즈마를 해석해야할 것 같습니다. 

하지만 equivalent circuit로 해석할 수 있는 능력과 지식을 얻고싶은데 어떤 전공책이나 논문을 봐야 안목을 높일 수 있는지 궁금합니다. 

읽어주셔서 감사합니다.  

안녕하세요

처음으로 이렇게 문의드리게 되었습니다.

본론부터 바로 말씀드리면 현재 저희 회사에서 사용중인

ICP 장비 TCP Matcher 교체 후 Reflect 가 기존대비 2w정도 높게 발생중입니다.

처음엔 임피던스 측면에서 접근하여 matcher 도 재교체 해보고 그외 Power 계통 파츠를 전부 바꿔보아도 현상이 동일하였습니다.

그러다 최근에 pressure 를 기존대비 1mtorr정도 올리니 정상수준으로 reflect가 개선이 되어

현상을 plasma density가 너무 높아 reflect가 발생하는것으로 추론하여

업무를 진행하였는대요.

Plasma density를 낮춰보기위해 top power 부근 heating 온도나 chamber wall temp 등 낮춰보고 

TcP Power도 낮춰서 레시피평가를 해보았지만 reflect는 잡히지 않았습니다..

혹시 pressure를 올렸을때 정상이 되는 관점에서 다른 원인을 추론해볼만한 현상이 있을가요?

그와 관련된 현상으로 업무진행방향을 다시 검토해보고자 합니다

김곤호 교수님께

안녕하세요 교수님 저는 부산대학교 전기공학과에 재학 중인 2학년 도예준입니다.  Francis.F.Chen의 [Introduction to plasma physics and controlled fusion]을 읽어보며 플라즈마 공부를 하던 중 궁금한 점이 생겨 질문글을 올리게 되었습니다. QnA 게시판에 올라와있는 질문들에 비해서 비교적으로 수준이 낮은 질문이겠지만 최대한 열심히(?) 질문을 올리겠습니다.

RF플라즈마의 경우, DC와 다르게 부도체에서도 플라즈마를 만들 수 있기 때문에 사용된다고 알고 있습니다. RF에서 전자는 양극쪽으로 움직이고 이온은 비교적 챔버 중간부분에 있는 것 같은데 어떻게 quasineutral한 상태가 이루어져 플라즈마라고 할 수 있는 건지 궁금합니다. 질문에 대한 제 생각을 파일로 첨부하겠습니다.
 

플라즈마 공부를 시작하는 단계라 질문의 quality가 낮다거나 질문 자체가 틀릴 수도 있겠지만 너그러이 양해해주시면 감사하겠습니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다. 행복하고 좋은 하루 되세요!

도예준 올림