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반도체 플라즈마 식각 시스템의 균일도 향상을 위한 CCP와 ICP 결합 임피던스정합 장치
CCP and ICP Combination Impedance Matching Device for Uniformity Improvement of Semiconductor Plasma Etching System 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.15 no.4, 2010년, pp.274 - 281  

정두용 (성균관대 태양광협동과정) ,  남창우 ((주)뉴파워 프라즈마 개발팀) ,  이정호 ((주)뉴파워 프라즈마 기술기획팀) ,  최대규 ((주)뉴파워 프라즈마) ,  원충연 (성균관대 정보통신공학부)

초록
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본 논문에서는 반도체 플라즈마 식각 시스템의 균일도 향상을 위한 CCP와 ICP 결합 임피던스정합 장치를 제안한다. 이중주파수 전원공급 장치는 CCP와 ICP로 구성되어 있고 첫 번째 구성은 고집적화를 위해 페라이트 코어를 사용한 유도 결합 플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma)방식이며, 두 번째 구성은 셀 전체의 균일도 향상을 위한 용량 결합 플라즈마(CCP : Capacitively Coupled Plasma)방식이다. 제안된 시스템은 반도체 장비 산업에서 요구되는 높은 생산성을 실현할 수 있다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 타당성을 검증하기 위해 CCP와 ICP 결합 임피던스정합 장치를 제작하였고, 이론적 분석과 27.12MHz 와 400kHz의 조건에서 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a DFPS (Dual Frequency Power Source) impedance matching device for uniformity improvement of a semiconductor plasma etching system. The DFPS consists of two parts for safe plasma processing on large-area substrates. The first part is an ICP (Inductively Coupled Plasma) for high i...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 300mm급 원형웨이퍼 증착 또는 식각용 장치에 CCP와 ICP를 결합한 이중주파수 전원공급 장치를 제안한다. DFPS(Dual Frequency Power Source)를 적용한 플라즈마 시스템은 생산성 증대에 따른 반도체 공정용으로 적용 가능한 장치로서 450nm 웨이퍼에서도 고 증착 및 고 식각과 균일도 향상을 기대할 수 있다.
  • 본 논문에서는 반도체 플라즈마 식각 시스템의 균일도 향상을 위한 CCP와 ICP 결합 임피던스정합 장치를 제안하였다. 제안한 시스템은 일반적인 용량 결합형 플라즈마 발생장치와 유도 결합형 플라즈마 발생 장치를 결합한 복합형 플라즈마 발생장치이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
패러데이 쉴드는 어떠한 역할을 하는가? 패러데이 쉴드는 축전 전기장을 감소시키며 유도 전기장을 플라즈마에 전달하는 역할을 한다. 밀도는 높은 방식이나 재현성이 불균일하며, 대면적으로 갈수록 사용되는 전극의 형태가 복잡하고, 구성하는 소재의 가격이 급격히 증가한다.
기존 평판용 플라즈마 장치의 단점은 무엇인가? 예를 들어 50nm급 이하 공정에서는 주파수 특성 및 소스의 형태, 챔버(chamber) 내부 환경에 따라 균일도 불량이 문제시 되어 왔다. 이에 따라 기존 평판용 플라즈마 장치에서는 막질에 따른 증착 또는 식각률은 낮고, 생산성도 낮은 단점이 있다.[1-2]
CCP의 장점은 무엇인가? CCP는 일반적으로 가장 많이 사용되는 방식이다. 동작원리가 단순하며 플라즈마 균일도를 확보하는데 상당히 유리하다는 장점이 있다. 하지만 CCP는 상하부 전극 사이의 전기장에 의해 플라즈마가 발생되고 제어되는데 이 전기장은 상하부의 전극모양, 주변 구조물들의 재료적 특성, 기계적 특성, 전기적 특성, 기하학적 특성에 아주 민감하기 때문에 하드웨어를 구성하는데 있어 상당한 노하우가 필요하다는 단점이 있다.
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참고문헌 (7)

  1. Y. K. Lee, D. S. Lee, K. H. Bai, C. W. Chung and H Y. Chang, "On inductively coupled plasmas for next-generation processing", Surface and Coatings Technology, Vol. 169-170, pp. 20-23, 2003. 

  2. J. Hopwood, "Review of inductively coupled plasmas for plasma processing", Plasma Sources Sci. Technol., Vol. 1, No. 2, pp. 109-117, 1998. 

  3. M. A. Lieberman and A. J. Lichtenberg, Principles of plasma Discharges and Materialals Processing, WILEY, New York, pp. 1-411, 1994. 

  4. F. Heinrich, U. Banziger, A. Jentzsch, G. Neumann, and C. Huth, "Novel high-density plasma tool for large area flat panel display etching", J. Vac. Sci. Technol. B, Vol. 14, Issue 3, pp. 2000-2004, 1996. 

  5. P. F. Williams, Plasma Processing of Semiconductors, Kluwer Academic Publishers, 1996. 

  6. V. A. Godyak, R. B. Piejak and B. M. Alexandrovich, "Measurement of electron energy distribution in low-pressure RF discharges", Plasma Sources Sci. Technol., Vol. 1, No. 1, pp. 36-58, 1992. 

  7. H. Kitagawa, A. Tsunoda, H. Shindo, Y. Horike, "Etching characteristics in helicon wave plasma", Plasma Sources Sci. Technol., Vol. 2, No. 1, pp. 11-13, 1993. 

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