PECVD 관련 문제 고민 상담

글쓴이
세희아빠
등록일
2017-04-07 18:43
조회
1,228회
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댓글
3건
안녕하세요.
PECVD 공정 관련 문제 고민이 있어 관련 경험 혹은 저보다 지식이 많은 분들의 의견을 구하고자
글 올립니다.

1) 문제 현상 및 사용 장비 :
 -. AMAT P-5000 장비 (CVD 증착용, 증착막 SIN막)
 -. 문제현상 :
  -> 현재 4개 CHAMBER를 사용 중이나, 유독 1개의 CHAMBER에서 공정 조건 잡히지 않는 문제가 있음
  *. SIN막 증착을 위해 사용하는 Gas는 SIH4, N2, NH3 3가지 GAS를 사용하고 있으며,
    장비가 정상이라는 가정하에서는
    DEPO TIME : 20초 전/후
    진공도 : 3.8 Torr
    온도 : 420도
    RF POWER : 350W
    GAP : 400 mils 전/후
    SIH4 : 250 sccm
    N2 : 2000 sccm
    NH3 : 20 sccm
    위 조건으로 공정 조건이 확보가 됩니다. (위 수치에서 크게 차이가 나지 않음)

  하지만 유독 1개의 CHAMBER에서만 공정 조건이 잡히지 않고 있음
  공정 조건은 HF 약품에 ETCH하여 1분 당 100 옹스트롱 수준의 ETCH RATE 및 굴절률 1.95 수준의 조건으로
 관리하고 있으나, 문제의 CHAMBER에서는 SIN막의 ETCHRATE가 비정상적으로 빠르며, 굴절률 수치도
 문제가 있음

 -. 문제 원인 추정 :
  -> 실제 MFC에서 FLOW되는 GAS량은 문제가 없는 것으로 판단되는 상태
  -> 진공도 CONTROL용 GAUGE도 문제가 없는 것으로 판단되는 상태
  -> SUSCEPTOR 절연 상태는 정상
  *. CHAMBER 상단 SHOWER HEAD를 둘러싸고 있는 테프론 재질의 PART가 있는데, 이부분의 변형이
  심하여 SHOWER HEAD 및 연결된 전극이 드러나 있는 상태임
  (나머지 CHAMBER는 SHOWER HEAD 옆을 테프론 PART가 완전히 감싸고 있는 형태임)
  *. 실제 증착 시 RF POWER가 인가될 때에 CHAMBER 상단 SHOWER HEAD부 전극이 외부로 드러나면서
  반응 간 비정상적으로 이루어지는 것이 아닌가 판단하고 있음

  설비 PART가 변형이 있으면 바로 교체를 진행하는 등의 조치가 이루어져야하나 진행이 어려운 상태입니다. 문제가 확실히 그 부분에 의해 발생한다는 증거가 있기 전에는 다른 부서에 움직일려고 하지 않고요.
 마음 같아서는 다른 CHAMBER PART를 바꿔 달아서 평가해보고 싶지만, 장비를 DOWN 시키기 쉽지 않아
진행을 시키기도 어려운 상태입니다.
 혹시 CHAMBER 상단 전극 부분의 테프론 PART의 변형에 의한 증착 막질의 영향이 크게 있는지, 관련
경험 혹은 지식이 있으신 분의 조언을 구합니다.

 언젠가는 해결해야하는 문제이기에 조금씩이라도 준비 해보려 합니다.

  • 돌아온백수 ()

    FMEA 예제 같아 보이네요.

    현상은 film stoichiometry 가 다르다는 거죠? 두께도 다르겠죠. 두께를 프로필로미터로 재어보셨나요?

    HF 에 식각이 된다면, oxynitride 인데, O2 공급이 안보이네요.

    가능한 원인은 열거된 전부 일 수 있는데, 의외로 챔버 리크일 수도 있어요. 잔여 산소의 양이 다른 챔버보다 많은 상태일지도 몰라요.

  • 댓글의 댓글 세희아빠 ()

    돌아온백수님 말씀 감사합니다.
    Chamber Leak는 기본적으로 Check했던 사항이라 기록을 깜빡했네요.
    일단 추정은 전극 부분 노출로 인한 RF Power 인가 후 방전 시 Arcing으로 인한 비정상 반응으로
    추정되고 있습니다.
    관련 설비 Part 교체 후 결과는 나중에 같은 문제로 인해 고민 하는 회원님이 계실 수 있으니, 댓글로 남기려고 합니다.

  • 세희아빠 ()

    직접 질문하고, 결과까지 적게 되었네요.
    AMAT사 P-5000 CHAMBER 내부를 아시는 분이면 이해 가능 할 것이라 보고 간단히 적겠습니다.
    CHAMBER 상단 SHOWER HEAD 전극 부분과 CHAMBER 상단 COVER BODY 사이에 테프론 재질의
    절연 PART가 있습니다.
    해당 파트의 변형으로 인해 RF 인가 시 정상적으로 전극과 SUSCEPTOR 사이에 RF POWER가
    걸리지 않고, 전극과 CHAMBER BODY 사이로 RF가 세는 문제가 원인이였습니다.
     공정 이상 발생 시 설비 점검 및 PART 이상 유/무 확인의 중요성을 다시 한번 느끼게 되는 경험이였습니다.
     만약 RF 관련 장비 혹은 공정 이상 시 전극 부분의 절연 관련 PART의 상태를 확인하는 것이
    필요하다 판단 됩니다.

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