작동 압력은 플라즈마 세정의 중요한 매개변수 중 하나입니다. 압력이 증가하면 플라즈마 밀도가 증가하고 입자의 평균 에너지가 감소합니다.
화학 반응이 지배적인 플라즈마의 경우 밀도가 증가하면 플라즈마 시스템의 세척 속도가 크게 증가할 수 있는 반면, 물리적 충격이 지배적인 플라즈마 세척 시스템의 효과는 분명하지 않습니다.
또한 압력 변화로 인해 플라즈마 세정 반응 메커니즘이 변경될 수 있습니다. 예를 들어, 실리콘 에칭 공정에 사용되는 CF4/O2 플라즈마에서는 압력이 낮을 때 이온 충격이 지배적인 역할을 하며, 압력이 증가함에 따라 화학적 에칭이 계속 강화되어 점차적으로 지배적인 역할을 합니다.
플라즈마 에칭은 고주파 글로우 방전 반응을 사용하여 반응 가스를 원자나 자유 라디칼과 같은 활성 입자로 활성화합니다. 이러한 활성 입자는 에칭할 부분으로 확산되어 재료와 상호 작용합니다. 반응이 진행되어 휘발성 반응물이 형성되고 제거됩니다.
작동 방법:
웨이퍼 디스크에 강력한 RF(무선 주파수) 전자기장을 적용하여 시스템에서 플라즈마가 시작됩니다. 이 필드는 일반적으로 13.56MHz의 주파수로 설정되고 수백 와트로 적용됩니다. 진동하는 전기장은 전자를 제거하여 가스 분자를 이온화하여 플라즈마를 생성합니다.
장을 통과하는 각 사이클에서 전자는 챔버 위아래로 전기적으로 가속되며 때로는 챔버의 상부 벽과 웨이퍼 디스크에 부딪히기도 합니다. 동시에, 더 큰 이온은 RF 전기장에 반응하여 상대적으로 덜 움직입니다. 전자가 챔버 벽에 흡수되면 단순히 접지로 보내지며 시스템의 전자 상태를 변경하지 않습니다.
그러나 웨이퍼 디스크에 전자가 증착되면 DC 절연으로 인해 디스크에 전하가 축적됩니다. 이러한 전하 축적은 플래터 전체에 일반적으로 수백 볼트 정도의 큰 음전압을 생성합니다. 플라즈마 자체는 자유 전자에 비해 양이온 농도가 더 높기 때문에 약간의 양전하를 생성합니다.