유도결합 플라즈마 챔버에서의 물리적 및 화학적 영역의 표면반응에 대한 연구

Abstract

건식 식각 공정은 유도결합 플라즈마(inductive coupled plasma, ICP) 반응기 내에서 공정(process), 유지보수(maintenance), 시즈닝(seasoning), 그리고 다시 공정으로 반복되는 순환구조로 이루어진다. 여기서 반응기의 시즈닝 과정이란 공정 조건(process condition)에 가장 이상적인 환경을 만들어주는 과정으로서 전체 공정 결과에 큰 영향을 미친다. 왜냐하면 반응기 내에서 플라즈마에 의해 발생하는 물리적/화학적 반응은 프로세스 키트(process kit, 공정 부품)의 표면에서도 일어나고 결과적으로 식각률(etch rate) 및 임계치수(critical dimension, CD) 목표치(targeting)에 영향을 주기 때문이다. 따라서 식각 공정을 진행하는 동안 발생하는 파티클(particle)과 결함(defect), 그리고 이를 해결하기 위한 시즈닝 과정의 최적화에 대한 연구가 지속적으로 요구되고 있다. 본 논문에서는 일관된 공정 환경을 형성하기 위한 최적화된 시즈닝 방법을 연구하고 다양한 변수를 일괄적으로 고려할 수 있는 보편적(universal) 관계식을 찾고자 하며, 이를 실제 생산 환경에 접목하여 검증하고자 한다. 또한 검증 과정을 통하여 수립된 모델링을 통해 스케일 다운(scale-down)과 같은 기술 환경 변화에 발맞추어 공정 부품의 표면처리 등을 최적화 할 수 있는 방안들을 마련하고자 한다.