WSix 박막의 기본 물성 특성인 Sheet Resistance (Rs), Resistivity, Thickness와 전기적 특성인 CET (Capacitance Equivalent Thickness) 등을 개선하기 위해 공정 Parameter를 조절한 연구 결과는 일반화 되어 있다. 그러나 Lot-to-Lot이나 Wafer-to-Wafer 간의 WSix 박막의 연속성과 ...
WSix 박막의 기본 물성 특성인 Sheet Resistance (Rs), Resistivity, Thickness와 전기적 특성인 CET (Capacitance Equivalent Thickness) 등을 개선하기 위해 공정 Parameter를 조절한 연구 결과는 일반화 되어 있다. 그러나 Lot-to-Lot이나 Wafer-to-Wafer 간의 WSix 박막의 연속성과 재현성을 유지하기 위한 Hardware Parameter 조절 방법에 대한 연구 결과가 없었다. 따라서 본 논문은 WSix System의 Hardware Parameter를 조절하여 WSix 박막의 박막 특성을 개선하기 위한 연구로 기본 물성 특성인 Rs, Resistivity, Thickness 등의 개선을 위한 Parameter 추출에 대한 연구와 WSix 박막의 전기적 특성중 CET에 영향을 미칠 수 있는 WSix 장치의 Hardware Parameter가 어떤 것인지 조사하여 Gate 특성을 최적화하기 위한 연구이다. Rs, Resistivity, Thickness를 조절하기 위한 공정 Parameter로는 SiH4, WF6 Gas의 Flow rate와 온도 등이 있다. 그러나 공정 Parameter를 조절하여 Wafer-to-Wafer 또는 Lot-to-Lot Rs, Thickness를 조절하는 데는 한계가 있다. 왜냐하면 핵심 Process Kit인 Quartz Window나 Shower Head (Gas 분사 부품) 등의 교체 시 마다 공정 Parameter를 조절할 경우에는 장치의 Hardware 문제로 인한 Defect이 발생했을 때에 공정상의 문제인지, 장치상의 문제인지를 파악할 수 없을 경우가 발생하기 때문이다. 핵심 Process Kit이 교체되더라도 온도를 균일하게 유지시키기 위한 방법을 본 논문에서 제안한다. WSix 박막의 기본 물성 및 전기적 특성이 정상적일 때에 WSix 장치의 온도를 Thermocouple Wafer로 측정하여 Reference로 고정하고 핵심 Process Kit을 교체하거나 주기적으로 온도를 측정하여 Reference 대비 온도 변화가 발생할 때에 보상 변수인 C0를 조정하여 Reference 온도와 항상 균일하게 맞추는 방법이다. 이러한 방법을 적용하였을 경우 Rs, Resistivity등을 항상 균일하게 유지할 수 있었으며, Rs는 87±2Ω/□, Resistivity는 955±15μΩ·cm 등 WSix 박막 특성의 안정화를 획득했다.WSix 박막의 전기적 특성인 CET Variation을 개선하기 위해 다음과 같은 방법을 제안한다. 대표적인 Parameter로는 온도와 Fluorine Effect이기 때문에 이러한 영향을 조절할 수 있는 Hardware Parameter를 고안하게 되었다. 핵심 Parameter는 Shower Head의 Roughness와 광택, 그리고 Shower Head내의 Fluorine 함유량을 조절함으로써 CET Variation을 ±1Å미만으로 관리할 수 있었다. 즉, Shower Head 반사열의 최소화를 위해 Shower Head에 일정 두께의 WSix 박막을 사전에 형성하는 방법과 Shower Head Roughness를 균일하게 갖기 위해 물리적 처리 방식인 Bead Blasting과 Chemical Cleaning을 하는 방법, Al2O3를 Coating함으로써 Fluorine성분과 Shower Head의 반응에 의한 AlF 생성을 억제토록 하였다.
WSix 박막의 기본 물성 특성인 Sheet Resistance (Rs), Resistivity, Thickness와 전기적 특성인 CET (Capacitance Equivalent Thickness) 등을 개선하기 위해 공정 Parameter를 조절한 연구 결과는 일반화 되어 있다. 그러나 Lot-to-Lot이나 Wafer-to-Wafer 간의 WSix 박막의 연속성과 재현성을 유지하기 위한 Hardware Parameter 조절 방법에 대한 연구 결과가 없었다. 따라서 본 논문은 WSix System의 Hardware Parameter를 조절하여 WSix 박막의 박막 특성을 개선하기 위한 연구로 기본 물성 특성인 Rs, Resistivity, Thickness 등의 개선을 위한 Parameter 추출에 대한 연구와 WSix 박막의 전기적 특성중 CET에 영향을 미칠 수 있는 WSix 장치의 Hardware Parameter가 어떤 것인지 조사하여 Gate 특성을 최적화하기 위한 연구이다. Rs, Resistivity, Thickness를 조절하기 위한 공정 Parameter로는 SiH4, WF6 Gas의 Flow rate와 온도 등이 있다. 그러나 공정 Parameter를 조절하여 Wafer-to-Wafer 또는 Lot-to-Lot Rs, Thickness를 조절하는 데는 한계가 있다. 왜냐하면 핵심 Process Kit인 Quartz Window나 Shower Head (Gas 분사 부품) 등의 교체 시 마다 공정 Parameter를 조절할 경우에는 장치의 Hardware 문제로 인한 Defect이 발생했을 때에 공정상의 문제인지, 장치상의 문제인지를 파악할 수 없을 경우가 발생하기 때문이다. 핵심 Process Kit이 교체되더라도 온도를 균일하게 유지시키기 위한 방법을 본 논문에서 제안한다. WSix 박막의 기본 물성 및 전기적 특성이 정상적일 때에 WSix 장치의 온도를 Thermocouple Wafer로 측정하여 Reference로 고정하고 핵심 Process Kit을 교체하거나 주기적으로 온도를 측정하여 Reference 대비 온도 변화가 발생할 때에 보상 변수인 C0를 조정하여 Reference 온도와 항상 균일하게 맞추는 방법이다. 이러한 방법을 적용하였을 경우 Rs, Resistivity등을 항상 균일하게 유지할 수 있었으며, Rs는 87±2Ω/□, Resistivity는 955±15μΩ·cm 등 WSix 박막 특성의 안정화를 획득했다.WSix 박막의 전기적 특성인 CET Variation을 개선하기 위해 다음과 같은 방법을 제안한다. 대표적인 Parameter로는 온도와 Fluorine Effect이기 때문에 이러한 영향을 조절할 수 있는 Hardware Parameter를 고안하게 되었다. 핵심 Parameter는 Shower Head의 Roughness와 광택, 그리고 Shower Head내의 Fluorine 함유량을 조절함으로써 CET Variation을 ±1Å미만으로 관리할 수 있었다. 즉, Shower Head 반사열의 최소화를 위해 Shower Head에 일정 두께의 WSix 박막을 사전에 형성하는 방법과 Shower Head Roughness를 균일하게 갖기 위해 물리적 처리 방식인 Bead Blasting과 Chemical Cleaning을 하는 방법, Al2O3를 Coating함으로써 Fluorine성분과 Shower Head의 반응에 의한 AlF 생성을 억제토록 하였다.
Tungsten silicide (WSix) film has been widely used as a gate. It is common that we control the process parameter to improve the sheet resistance(Rs), resistivity, thickness and CET (Capacitance Equivalent Thickness) of WSix film. But it has not reported how to control hardware parameter in order to ...
Tungsten silicide (WSix) film has been widely used as a gate. It is common that we control the process parameter to improve the sheet resistance(Rs), resistivity, thickness and CET (Capacitance Equivalent Thickness) of WSix film. But it has not reported how to control hardware parameter in order to maintain the continuity and repeatability of WSix film properties within Lots or Wafers. This study is to optimize the Gate Stack Film properties with investigating The WSix CVD hardware parameters that have an effect on CET and recognizing the hardware parameters that improve the Rs and resistivity.The process parameters that control the Rs, resistivity and thickness of WSix film are temperature and flow rate of SiH4 and WF6 gas. But it has limit to control the variation of Rs and thickness within Lots or Wafers. The limit is from that we don’t recognize which source (hardware problem or process problem) make the defect of WSix film because we adjust the process parameter whenever change the important process kit like a Quartz Window or Shower Head. This report suggests how to maintain the process temperature even though we change the important process kit. This is the way that maintain the reactor temperature with the reference temperature with adjusting the compensation factor(C0) of hardware parameter, if the reactor temperature has been changed in comparison with reference temperature [reference temperature : the temperature which is measured with thermocouple wafer, when the properties of WSix film are normal] in case of changing the important process kit or observing the variation of reactor temperature in periodic inspection. We can maintain the continuity and repeatability of Rs and resistivity with using this method. And we obtain the stable properties of WSix film (Rs is ranged from 85 Ω/□ to 89 Ω/□, resistivity is ranged from 940 μΩ·cm to 970μΩ·cm.We suggest the below method to improve the properties of WSix film like a CET stability. We designed hardware parameter like roughness, shining and fluorine content of shower head, because the temperature and fluorine effect have an effect on the properties of WSix film. We can control the CET variation below one Å with adjusting these hardware parameters. In some detail, adjusting these parameters means that we make the WSix film on shower head to minimize the reflection of temperature, that we have the shower head blasted and cleaned chemically to uniform the roughness of shower head and that we prevent the formation of AlF, as we make the shower head coated with Al2O3.
Tungsten silicide (WSix) film has been widely used as a gate. It is common that we control the process parameter to improve the sheet resistance(Rs), resistivity, thickness and CET (Capacitance Equivalent Thickness) of WSix film. But it has not reported how to control hardware parameter in order to maintain the continuity and repeatability of WSix film properties within Lots or Wafers. This study is to optimize the Gate Stack Film properties with investigating The WSix CVD hardware parameters that have an effect on CET and recognizing the hardware parameters that improve the Rs and resistivity.The process parameters that control the Rs, resistivity and thickness of WSix film are temperature and flow rate of SiH4 and WF6 gas. But it has limit to control the variation of Rs and thickness within Lots or Wafers. The limit is from that we don’t recognize which source (hardware problem or process problem) make the defect of WSix film because we adjust the process parameter whenever change the important process kit like a Quartz Window or Shower Head. This report suggests how to maintain the process temperature even though we change the important process kit. This is the way that maintain the reactor temperature with the reference temperature with adjusting the compensation factor(C0) of hardware parameter, if the reactor temperature has been changed in comparison with reference temperature [reference temperature : the temperature which is measured with thermocouple wafer, when the properties of WSix film are normal] in case of changing the important process kit or observing the variation of reactor temperature in periodic inspection. We can maintain the continuity and repeatability of Rs and resistivity with using this method. And we obtain the stable properties of WSix film (Rs is ranged from 85 Ω/□ to 89 Ω/□, resistivity is ranged from 940 μΩ·cm to 970μΩ·cm.We suggest the below method to improve the properties of WSix film like a CET stability. We designed hardware parameter like roughness, shining and fluorine content of shower head, because the temperature and fluorine effect have an effect on the properties of WSix film. We can control the CET variation below one Å with adjusting these hardware parameters. In some detail, adjusting these parameters means that we make the WSix film on shower head to minimize the reflection of temperature, that we have the shower head blasted and cleaned chemically to uniform the roughness of shower head and that we prevent the formation of AlF, as we make the shower head coated with Al2O3.
Keyword
#CET temperature calibration shower head AlF fluorine effect reflect temperature effect bead chemical cleaning
학위논문 정보
저자
박선동
학위수여기관
연세대학교 공학대학원
학위구분
국내석사
학과
전기공학 전공
지도교수
강성호
발행연도
2008
총페이지
vii, 64장
키워드
CET temperature calibration shower head AlF fluorine effect reflect temperature effect bead chemical cleaning
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