실시간 잔류 가스 분석을 통한 향상된 식각 공정 제어
원자 규모 차원에서 식각 정밀도, 선택성 및 공정 안정성을 개선하기 위한 통찰력을 확보하십시오.
반도체 소자가 3nm 미만으로 축소됨에 따라 공정 정밀도는 수율과 소자 신뢰성에 대한 주요 제약 요인으로 부상했습니다. 식각은 가장 까다로운 제조 공정 중 하나로, 몇 원자 두께에 불과한 인접 구조물을 보존하면서 표적 물질 층을 제거해야 합니다. 챔버 내 화학 성분의 변동(짧은 시간 규모에서도)은 식각 프로파일, 선택성 비율 또는 표면 형태를 변경시킬 수 있습니다.
최근 현장 잔류 가스 분석(RGA) 기술의 발전으로 이러한 역학에 대한 보다 상세한 관찰이 가능해졌습니다. RGA는 사중극자 질량 분석기를 활용하여 공정 가스의 화학적 구성을 지속적으로 모니터링함으로써 휘발성 부산물 및 반응 중간체를 실시간으로 탐지합니다. 이 데이터는 공정 화학과 식각 결과 간의 보다 직접적인 연관성을 제공하여 공정 이해도와 제어 전략 모두를 발전시킵니다.
연구 및 산업 현장 시험을 통해 RGA가 식각 성능의 측정 가능한 편차에 선행하는 공정 화학의 미세한 변화를 식별할 수 있음이 입증되었습니다. 예를 들어, 할로겐화 부산물 또는 탄화수소 단편의 농도 변동은 챔버 드리프트, 재료 부하 효과 또는 표면 반응 변화를 시사할 수 있습니다. 이러한 추세를 모니터링함으로써 공정 엔지니어는 기상 행동을 식각 깊이, 선택성, 균일성과 연관 지어 레시피 안정성을 개선하고 잠재적 편차를 식별할 수 있습니다.
인피콘 Transpector® APX와 같은 현재 구현 방식에서는 센서가 에칭 환경 내에서 직접 작동하도록 구성되어 배기 가스 성분을 지속적으로 샘플링합니다. 온도 제어 부품과 내식성 코팅을 포함한 계측기 설계는 반응성 공정 환경에서도 지속적인 작동을 가능하게 합니다.
실시간 모니터링을 넘어, RGA 데이터는 데이터 기반 공정 최적화로 더 넓은 전환을 지원합니다. 통계적 공정 제어(SPC) 또는 머신 러닝 알고리즘과 통합될 때, 가스 조성 신호는 공정 종료점 정확도와 장비 상태에 대한 예측 지표 역할을 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 RGA는 공정 진단뿐만 아니라 자율적 제조 시스템을 지원하는 적응형 제어 프레임워크 개발에도 기여합니다.
요약하면, 잔류 가스 분석은 첨단 반도체 식각 공정을 위한 성숙한 진단 도구이자 신흥 공정 제어 도구입니다. 화학적 통찰력과 데이터 분석을 연계함으로써 차세대 장치 제조에서 선택성, 재현성 및 장비 안정성 향상을 위한 정량적 기반을 제공합니다.
