KR100854082B1 - Seasoning using a plasma etching device - Google Patents
Seasoning using a plasma etching device Download PDFInfo
- Publication number
- KR100854082B1 KR100854082B1 KR1020070021871A KR20070021871A KR100854082B1 KR 100854082 B1 KR100854082 B1 KR 100854082B1 KR 1020070021871 A KR1020070021871 A KR 1020070021871A KR 20070021871 A KR20070021871 A KR 20070021871A KR 100854082 B1 KR100854082 B1 KR 100854082B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plasma
- chamber
- seasoning
- value
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/3299—Feedback systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
본 발명은 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법을 개시한다. 상기 시즈닝 방법은 챔버의 공정 온도를 측정하는 단계; 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 있는 지를 판단하는 단계; 판단 결과, 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 없을 경우, 시즈닝 공정을 시작함으로써, 빛 방출 분석법을 활용하여 이온이나 라디칼의 밀도를 측정하고, 그로부터 해리율 및 이온화 율을 얻는 단계; 해리율, 이온화율에 영향을 미치는 플라즈마 공정 변수들 중, 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 안에 있는 지를 판단하는 단계; 판단 결과, 상기 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 없을 경우, 상기 챔버의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지할 때까지, 상기 현 공정의 플라즈마 공정 변수의 값을 피드백 제어하는 단계; 및 판단 결과, 상기 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 있을 경우, 상기 챔버의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지하고 시즈닝 공정을 종료하는 단계를 포함한다.The present invention discloses a seasoning method using a plasma etching apparatus. The seasoning method includes measuring a process temperature of the chamber; Determining whether the measured temperature is within a preset temperature range; If the measured temperature is not within the preset temperature range, starting a seasoning process to measure the density of ions or radicals using a light emission analysis method and obtaining dissociation rate and ionization rate therefrom; Among the plasma process variables affecting the dissociation rate and the ionization rate, determining whether the value of the plasma process variable of the current process is within a range of the value of the plasma process variable under a predetermined normal condition; As a result of the determination, when the value of the plasma process variable of the current process is not within the range of the value of the plasma process variable of a predetermined normal condition, the plasma process variable of the current process is maintained until the inside of the chamber is maintained in the main etchable atmosphere. Controlling the value of the feedback; And if the value of the plasma process variable of the current process is within the range of the plasma process variable under a predetermined normal condition, maintaining the inside of the chamber in a main etchable atmosphere and ending the seasoning process. do.
Description
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 도시한 종단면도1 is a longitudinal sectional view showing a plasma etching apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도2 is a flowchart illustrating a seasoning method using a plasma etching apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 있어서, 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 설명하는 그래프3 is a graph illustrating a feedback control of an internal temperature of a chamber in a seasoning method using a plasma etching apparatus according to the present invention.
도 4는 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 할 경우, 플라즈마 방전시 플라즈마 라디칼 밀도 변화를 보인 그래프
도 5는 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 할 경우, 웨이퍼의 식각율과 식각 프로파일을 보인 도면Figure 4 is a graph showing the plasma radical density change during the plasma discharge, when the control of the internal temperature of the chamber
FIG. 5 is a view illustrating an etching rate and an etching profile of a wafer when feedback control of an internal temperature of a chamber is performed;
삭제delete
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
삭제delete
삭제delete
100 : 플라즈마 식각 장치100: plasma etching device
110 : 챔버110: chamber
111 : 라이너111: liner
112 : 가스 주입구112: gas inlet
120 : 스테이지120: stage
130 : 코일130: coil
140,150 : RF 전원 공급장치140,150: RF Power Supply
170 : 온도 센서170: temperature sensor
180 : 광섬유180: optical fiber
190 : 분광기190: Spectroscope
W : 웨이퍼W: Wafer
본 발명은 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 플라즈마 특성에 중요한 영향을 미치는 플라즈마 공정 변수를 피드백 제어하여 챔버의 안정화에 필요한 시간을 단축시키고 식각 특성 변화를 사전에 방지할 수 있는 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a seasoning method using a plasma etching apparatus, and more particularly, feedback control of plasma process variables that have an important effect on plasma characteristics to shorten the time required for stabilization of a chamber and to prevent changes in etching characteristics in advance. The present invention relates to a seasoning method using a plasma etching apparatus.
일반적으로, 반도체 제조공정은 순수 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer) 상에 빛과 화학 반응하여 제거되는 포토레지스트(Photoresist)막을 형성한 후 포토레지스트막 중 원하는 패턴(Pattern)을 형성할 부분에 빛을 주사하여 포토레지스트막 중 원하는 부분만을 선택적으로 오픈시키는 사진공정과, 오픈된 부분을 소정깊이로 식각(etching)하는 식각 공정과, 원하는 불순물을 주입(Implantation)하는 이온주입공정 및, 오픈된 부분에 또 다른 특성을 갖는 박막을 증착(Deposition)하는 증착공정 등으로 구성된다.In general, a semiconductor manufacturing process forms a photoresist film which is removed by chemical reaction with light on a pure silicon wafer, and then scans light to a portion of the photoresist film to form a desired pattern. A photo process for selectively opening only a desired portion of the photoresist film, an etching process for etching the opened portion to a predetermined depth, an ion implantation process for implanting desired impurities, and another in the opened portion And a deposition process for depositing a thin film having characteristics.
이들 반도체 제조공정 중 식각 공정은 다른 공정들에 비하여 특히 정밀도가 요구되는 공정이다. 따라서, 최근에는 더욱 정밀한 식각을 위해서 습식 식각(Wet Etching) 보다는 건식 식각(Dry Ethcing)이 더욱 활발히 사용되고 있다.Among these semiconductor manufacturing processes, the etching process is a process requiring particularly precision compared to other processes. Therefore, in recent years, dry etching is more actively used than wet etching for more precise etching.
습식 식각은 소자의 최소선 폭이 수백 내지 수십 마이크로대의 LSI 시대에 범용으로 적용되었으나 VLSI, ULSI소자에는 등방성 식각이 보이는 집적도의 한계 때문에 거의 사용되지 않고 있다.Wet etching has been widely used in the LSI era when the minimum line width of devices is in the range of hundreds to tens of microseconds, but VLSI and ULSI devices are rarely used because of the limited integration density.
플라즈마 식각 공정을 진행할 때, 챔버의 초기 가동시, 또는 세정 직 후, 또는 챔버의 비 가동시간(Idle Time) 직후 곧바로 메인 식각(Main Etch) 공정을 진행할 경우, 챔버 내의 분위기가 안정화되어 있지 않기 때문에, 소위, 첫 번째 웨이퍼 효과(First Wafer Effect)라 일컬어지는 공정 불량이 발생하기 쉽다.In the plasma etching process, the atmosphere in the chamber is not stabilized when the main etching process is performed immediately after the initial operation of the chamber, immediately after cleaning, or immediately after the idle time of the chamber. The so-called first wafer effect, a process failure, is likely to occur.
시즈닝 공정은 동일한 챔버 내에서 메인 식각 공정을 진행하기 전에, 먼저 메인 식각 공정과 동일한 공정 조건으로 챔버 내부의 분위기를 형성해 주기 위한 처리를 지칭하는 공정을 말한다.The seasoning process refers to a process that refers to a process for forming an atmosphere inside the chamber under the same process conditions as the main etching process before the main etching process is performed in the same chamber.
웨이퍼의 계속적인 생산 중간에도 챔버 상태를 계속 진단하여, 불량 발생을 사전에 방지할 필요성이 있는바, 플라즈마 진단 장비는 플라즈마를 이용하는 플라 즈마 식각 및 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 증착 장비 등의 플라즈마 내에 형성되는 라디칼(Radical) 혹은 화합물의 종류 및 농도, 하전 입자의 종류 및 농도 분석에 이용된다.In the midst of continuous production of wafers, it is necessary to continuously diagnose chamber conditions and prevent defects in advance. Plasma diagnostic equipments include plasma etching using plasma and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) deposition equipment. It is used for analyzing the kind and concentration of radicals or compounds formed in the inside, and the kind and concentration of charged particles.
이러한 입자의 특성을 측정하기 위하여 그 동안 랭뮤어 프로브 (Langmuir Probe)를 주로 사용되어 왔으나, 랭뮤어 프로브의 경우에는 플라즈마 내에 형성되는 하전 입자의 질량 및 이온에너지 분포 등의 측정이 불가능하고, 탐침의 유효 전류 수집(Effective Current-Collecting) 면적이 탐침의 실제 표면적이 아니라 탐침의 주위에 형성된 쉬스(Sheath)의 표면적이기 때문에 오차가 발생하고 있다.Langmuir probes have been mainly used to measure the properties of such particles, but in the case of Langmuir probes, it is impossible to measure the mass and ion energy distribution of charged particles formed in the plasma. An error occurs because the effective current-collecting area is not the actual surface area of the probe but the surface area of the sheath formed around the probe.
참고로, 쉬스란 덮개라는 의미를 가지며 플라즈마와 접촉하는 표면에 생기는 양전하 공간을 말한다.For reference, the sheath means a cover and refers to a positive charge space generated on the surface in contact with the plasma.
또, 시즈닝을 위하여 예비 시즈닝 레시피(Recipe)를 이용하여, 예비 메인 식각 공정을 진행한 후, 종점 검출시간의 표준편차를 계산하여 시즈닝 공정을 진행하는 방법, 직류 바이어스(DC bias)에 의한 시즈닝 효과 제어방법, 감광막(Photoresist)이 패터닝된 시즈닝 웨이퍼를 이용하여 챔버 내 분위기를 형성하는 시즈닝 방법, 플라즈마 공정을 수행하기 이전에 챔버 내부에 존재하는 화학 종의 방사 세기들의 비를 측정하여 시즈닝하는 방법 등이 있다.In addition, after the preliminary main etching process is performed using the preliminary seasoning recipe for the seasoning, the standard deviation of the end point detection time is calculated to perform the seasoning process, and the seasoning effect by DC bias. A control method, a seasoning method of forming an atmosphere in a chamber using a seasoning wafer patterned with a photoresist, a method of measuring and seasoning a ratio of radiation intensities of chemical species present in a chamber before performing a plasma process, etc. There is this.
그러나, 이런 방법들은 사용된 웨이퍼의 불량 처리로 인한 생산 효율의 저하 및 식각 결과에 민감하게 반응하는 플라즈마 파라미터를 정확하게 검출하지 못하는 단점이 있으며, 공정 결과만을 모니터링하여 제시하므로 근본적인 해결책이 되기에는 한계가 있었다.However, these methods have the disadvantage of not accurately detecting the plasma parameters that are sensitive to the etching results and the decrease in the production efficiency due to the defective processing of the used wafers, and it is difficult to be a fundamental solution because only the process results are monitored and presented. there was.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버의 초기 가동 시, 챔버의 세정 후, 또는 챔버의 재가동 시에, 빛 방출 분석법을 활용하여 이온이나 라디칼의 밀도를 측정하고, 그로부터 해리율 및 이온화 율을 얻어서, 챔버의 내부가 정상 조건으로 유지되도록 현재 공정의 플라즈마 공정 변수를 피드백 제어함으로써, 플라즈마 식각 공정을 위한 챔버의 안정화에 필요한 소요시간을 단축하고 반도체 수율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, in which the density of ions or radicals is measured using a light emission analysis method during the initial operation of the chamber, after the chamber is cleaned, or when the chamber is restarted, and the dissociation rate therefrom. And controlling the plasma process parameters of the current process so that the inside of the chamber is maintained at a normal condition by obtaining an ionization rate, thereby reducing the time required for stabilizing the chamber for the plasma etching process and improving the semiconductor yield. The present invention relates to a seasoning method using an apparatus.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법은, 챔버의 공정 온도를 측정하는 단계; 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 있는 지를 판단하는 단계; 판단 결과, 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 없을 경우, 시즈닝 공정을 시작하면서, 빛 방출 분석법을 활용하여 이온이나 라디칼의 밀도를 측정하고, 그로부터 해리율 및 이온화 율을 얻는 단계; 해리율, 이온화 율에 영향을 미치는 플라즈마 공정 변수들 중, 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 안에 있는 지를 판단하는 단계; 판단 결과, 상기 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 없을 경우, 상기 챔버의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지할 때까지, 상기 현 공정의 플라즈마 공정 변수의 값을 피드백 제어하는 단계; 및 판단 결과, 상기 현재 공 정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 있을 경우, 상기 챔버의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지하고 시즈닝 공정을 종료하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the seasoning method using a plasma etching apparatus according to the present invention, measuring the process temperature of the chamber; Determining whether the measured temperature is within a preset temperature range; If it is determined that the measured temperature is not within the preset temperature range, starting the seasoning process, measuring the density of ions or radicals using light emission analysis, and obtaining dissociation rate and ionization rate therefrom; Among the plasma process variables affecting the dissociation rate and the ionization rate, determining whether the value of the plasma process variable of the current process is within the range of the value of the plasma process variable of a predetermined normal condition; As a result of the determination, when the value of the plasma process variable of the current process is not within the range of the value of the plasma process variable of a predetermined normal condition, the plasma process variable of the current process is maintained until the inside of the chamber is maintained in the main etchable atmosphere. Controlling the value of the feedback; And as a result of the determination, when the value of the current process plasma process variable is within a range of the value of the plasma process variable under a predetermined normal condition, maintaining the interior of the chamber in a main etchable atmosphere and ending the seasoning process. do.
한편, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치는, 플라즈마 공정이 진행되기 위한 밀폐공간을 가지며, 유지보수를 위한 라이너를 구비하는 챔버; 상기 챔버 내에 위치하며 식각될 웨이퍼가 안착되는 스테이지; 상기 챔버의 외주에 설치되는 코일; 상기 챔버에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 변환시키기 위해 상기 코일에 전력을 공급하는 RF 전원 공급장치; 상기 챔버의 공정 온도를 측정하도록 상기 챔버의 라이너와 접촉되는 온도 센서; 및 플라즈마에서 나오는 빛을 분광기로 보내기 위해 상기 챔버에 설치되는 광섬유를 포함한다.On the other hand, the plasma etching apparatus according to the present invention includes a chamber having a closed space for the plasma process to proceed, and a liner for maintenance; A stage located in the chamber and in which a wafer to be etched is seated; A coil installed at an outer circumference of the chamber; RF power supply for supplying power to the coil to convert the reaction gas injected into the chamber into a plasma state; A temperature sensor in contact with the liner of the chamber to measure the process temperature of the chamber; And an optical fiber installed in the chamber to send light from the plasma to the spectrometer.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a plasma etching apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 도시한 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a plasma etching apparatus according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치(100)는 플라즈마 공정이 진행되기 위한 밀폐공간을 가지며, 유지보수를 위한 라이너(111)가 설치된 챔버(110)를 구비한다. 라이너(Inner)(111)는, 주로 표면이 어노다이징(Anodizing)된 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다. 상기 챔버(110) 상부에는 반응가스 유입을 위한 가스 주입구(112)가 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, the
상기 챔버(110) 내에는 식각될 웨이퍼(W)가 안착되는 스테이지(120)가 리프터(미도시)에 의해 승, 하강 가능하게 설치되어 있다.In the
상기 챔버(110)의 외주에는 챔버(110)에 전자계(電磁界)를 형성하기 위해 코일(130)이 설치되어 있다. 코일(130)에는 상기 챔버(110)에 주입된 반응가스를 플라즈마 상태로 변환시키기 위해 상기 코일(130)에 전력을 공급하는 RF 전원 공급장치(140)가 전기적으로 연결되어 있다. 상기 스테이지(120)에 RF 전원 공급장치(150)가 연결되어 있다.A
상기 코일(130)에 전력을 공급하는 RF 전원 공급장치(140)와 상기 스테이지(120)에 연결되는 RF 전원 공급장치(150)는 모두 매칭 박스(미도시)를 통하여 정합된다.The
상기 라이너(111)에는 상기 챔버(110)의 공정 온도를 측정하도록 상기 온도 센서(170)가 설치되어 있다.The
상기 라이너(111)는 유지 보수시 상기 챔버(110)로부터 분리되므로, 이때 상기 온도 센서(170)가 전기적으로 상기 챔버(110)의 외부에 설치된 제어부와 전기적으로 연결되도록, 온도 센서(170)는 접촉식 구조로 이루어져 있다.Since the
즉, 상기 온도 센서(170)는 상기 챔버(110)에 설치된 전선(171)과 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전선(171)은 챔버(110)의 외부에 설치된 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되어 있음은 물론이다.That is, the
그리고, 상기 챔버(110)에는 플라즈마에서 나오는 빛을 분광기(190)로 보내기 위해 광섬유(180)가 설치되어 있다.In addition, the
도면에는 도시하지 않았으나, 챔버(110)의 하부에는 진공펌프가 연결되고, 배기구도 형성되어 있다. 진공펌프와 배기구는 통상적인 구조로 이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Although not shown in the figure, a vacuum pump is connected to the lower portion of the
이와 같이 구성된 플라즈마 식각 장치에 있어서는, RF 전원공급장치(140)로부터 코일(130)에 고주파전력(파워)을 공급하여 전자계를 형성함으로써, 챔버(110)의 가스 주입구(112)로 유입된 반응가스로부터 플라즈마를 생성한다.In the plasma etching apparatus configured as described above, the high-frequency power (power) is supplied from the RF
그리고, 스테이지(120)에는 RF 전원공급장치(140)로부터 고주파전력을 공급하여 웨이퍼(W) 방향으로 플라즈마 이온을 가속시킨다.The
본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법은, 챔버의 공정 온도를 측정한다. 그 다음 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 있는 지를 판단한다. 판단 결과, 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 없을 경우에만, 시즈닝 공정을 수행한다. 이때, 빛 방출 분석법을 활용하여, 이온이나 라디칼의 밀도를 측정하고, 그로부터 해리율 및 이온화 율을 얻는다. 그 다음, 현재 공정의 플라즈마 식각 공정 변수, 즉 공정 온도가 정상조건의 범위 내에 존재하도록 현재 공정의 플라즈마 식각 공정 변수를 피드백 제어하는 것이다.The seasoning method using the plasma etching apparatus according to the present invention measures the process temperature of the chamber. Then it is determined whether the measured temperature is within the preset temperature range. As a result of the determination, the seasoning process is performed only when the measured temperature is not within the preset temperature range. At this time, the density of ions or radicals is measured by using light emission analysis, and the dissociation rate and ionization rate are obtained therefrom. Then, the plasma etching process variable of the current process, that is, the feedback control of the plasma etching process variable of the current process so that the process temperature is within the range of normal conditions.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 대하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a seasoning method using the plasma etching apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이용하여 시즈닝 하는 방법에 있어서, 식각 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 설명하는 그래프이다.2 is a flowchart illustrating a seasoning method using a plasma etching apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a feedback method of an internal temperature of an etching chamber in a seasoning method using a plasma etching apparatus according to the present invention. A graph describing the control.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 장치를 이 용하여 시즈닝 하는 방법에 있어서는, 우선 챔버(110) 내부를 모니터링 하면서 온도 센서(170)를 이용하여 상기 챔버(110)의 공정 온도를 측정한다(S210). 그 다음, 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 있는 지를 판단한다(S220).1 and 2, in the seasoning method using the plasma etching apparatus according to the present invention, the
판단 결과, 측정된 온도가 기 설정된 온도 범위 내에 없을 경우에만, 시즈닝 공정을 수행한다(S230). 이때, 빛 방출 분석법을 활용하여, 이온이나 라디칼의 밀도를 측정하고, 그로부터 해리율 및 이온화 율을 얻는다.As a result of the determination, only when the measured temperature is not within the preset temperature range, the seasoning process is performed (S230). At this time, the density of ions or radicals is measured by using light emission analysis, and the dissociation rate and ionization rate are obtained therefrom.
참고로, 해리는 플라즈마 내에서 화학적으로 반응성이 좋은 라디칼을 형성함에 있어 기본적인 반응이다. 해리가 되는 반응은 열, 빛, 충돌 작용(Impact Process)에 의해서 형성되나, 저온 플라즈마(Low Temperature Plasma)에서는 충돌 작용에서만 주요하게 일어난다. 이때 충돌 작용에 의한 해리는 전자 충돌(Electron Impact)에 의한 것과, 순차적인 작용(Stepwise Process)에 의한 것으로 나눠질 수 있으나, 전체적인 해리는 두 가지 메커니즘의 합으로 생각할 수 있으며, 이는 반응가스의 종류, 반응 가스의 압력, 입력 전력에 의해 큰 영향을 받는다.For reference, dissociation is a basic reaction in forming chemically reactive radicals in the plasma. Dissociative reactions are formed by heat, light, and impact processes, but only at the collision in low temperature plasmas. The dissociation due to the collision action can be divided into the one due to the electron impact and the sequential action, but the overall dissociation can be thought of as the sum of the two mechanisms. It is greatly affected by the pressure of the reaction gas and the input power.
또한, 플라즈마에 교란을 가장 적게 주는 진단 방법은 빛을 이용해서 플라즈마를 진단하는 광학적 진단 방법이다. 이러한 광학적 진단 방법에는 빛 방출 분석 방법(Optical Emission Spectroscopy:OES), 흡수 분석 방법(Absorption Spectroscopy), 그리고 레이저 유도 형광법(Laser Induced Fluorescence) 등이 있다. In addition, the diagnostic method of least disturbing the plasma is an optical diagnostic method for diagnosing the plasma using light. Such optical diagnostic methods include optical emission spectroscopy (OES), absorption spectroscopy, and laser induced fluorescence.
이 중에서, 전술한 빛 방출 분석 방법은 플라즈마에서 방출되는 빛의 스펙트럼을 분석하는 것으로, 플라즈마 공정의 진단과 감시에 가장 널리 사용되고 있다. 방출되는 빛의 파장과 강도를 측정하여 중성 종과 이온의 존재를 식별할 수 있다. 플라즈마에서 방출되는 빛의 스펙트럼은 플라즈마에서 일어나는 화학적 물리적 과정들에 대한 정보를 알게 해준다.Among these, the above-described light emission analysis method analyzes the spectrum of light emitted from the plasma, and is most widely used for diagnosis and monitoring of plasma processes. By measuring the wavelength and intensity of the light emitted, the presence of neutral species and ions can be identified. The spectrum of light emitted from the plasma gives us insight into the chemical and physical processes taking place in the plasma.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마에서 나오는 빛이 직접 또는 챔버(110)에 설치된 광섬유(180)를 통해서 외부의 분광기(190)로 들어가면, 분광기(190)의 회절격자에서 회절이 일어나 빛이 퍼지게 되고, 정해진 파장을 갖는 빛만이 출구실의 틈을 통과해서 PM 검출기에 도달하여, 그 세기에 비례하는 광전류를 흐르게 한다. 이러한 원리를 이용하여 플라즈마에서 일어나는 화학적 물리적 과정들에 대한 정보를 파악하고 그 정보로부터 해리율 및 이온화 율을 구하는 것이다.That is, as shown in FIG. 1, when the light emitted from the plasma enters the
그 다음, 해리율에 영향을 미치는 여러 가지 플라즈마 공정 변수들 중, 현 공정의 플라즈마 공정 변수, 즉 공정 온도의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 안에 있는 지를 판단한다(S240). 여기서, 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값이란 첫 번째 웨이퍼 효과가 발생하지 않고, 메인 플라즈마 식각이 가능한 분위기로 유지하도록 하는 이미 기존 데이터를 통해 설정된 플라즈마 공정 변수의 수치를 의미한다.Next, among the various plasma process variables affecting the dissociation rate, it is determined whether the plasma process variable of the current process, that is, the temperature of the process temperature is within the range of the plasma process variable under a predetermined normal condition (S240). . In this case, the value of the plasma process variable under a predetermined normal condition refers to the value of the plasma process variable set through the existing data to maintain the atmosphere in which the main plasma etching is possible without the first wafer effect.
판단 결과, 상기 현 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 없을 경우, 현재의 공정 조건이 정상적인 조건을 만족하지 않음을 의미하므로, 상기 챔버의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지할 때까지, 상기 현 공정의 플라즈마 공정 변수의 값을 조절하면서 피드백 제어한다(S250).As a result of determination, when the value of the plasma process variable of the current process is not within the range of the value of the plasma process variable of the preset normal condition, it means that the current process condition does not satisfy the normal condition. Until the etchable atmosphere is maintained, feedback is controlled while adjusting the value of the plasma process parameter of the current process (S250).
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버의 라이너의 온도(그래프 1)가 서서히 상승하기 때문에 챔버의 세팅 온도(그래프 2)의 상승을 감안하여, 챔버의 라이너 온도(그래프 1)를 지속적으로 피드백 제어하여야 한다. 이는, 현재의 구조에서는 온도 센서가 플라즈마 시즈닝의 온도를 직접적으로 측정하지 못하고 챔버의 라이너를 측정하여 간접적으로 그 플라즈마 시즈닝의 온도를 판단하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 피드백 온도(그래프 3)에 의해 챔버의 세팅 온도(그래프 2)가 조절된다.Here, as shown in FIG. 3, since the temperature of the liner of the chamber (graph 1) gradually rises, in consideration of the increase of the chamber set temperature (graph 2), the feedback of the liner temperature of the chamber (graph 1) is continuously fed. Control. This is because, in the current structure, the temperature sensor does not directly measure the temperature of the plasma seasoning, but indirectly determines the temperature of the plasma seasoning by measuring the liner of the chamber. Therefore, in the present invention, the set temperature (graph 2) of the chamber is adjusted by the feedback temperature (graph 3).
판단 결과, 상기 현재 공정의 플라즈마 공정 변수의 값이 기 설정된 정상 조건의 플라즈마 공정 변수의 값의 범위 내에 있을 경우에는, 현재의 공정 조건이 정상적인 조건을 만족함을 의미하므로, 챔버(110)의 내부를 메인 식각 가능한 분위기로 유지하고 시즈닝 공정을 종료한다(S260).As a result of the determination, when the value of the plasma process variable of the current process is within the range of the value of the plasma process variable of the preset normal condition, it means that the current process condition satisfies the normal condition. Maintaining the main etchable atmosphere is terminated (S260).
한편, 도 4는 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 할 경우, 플라즈마 방전시 플라즈마 라디칼 밀도 변화를 보인 그래프이고, 도 5는 챔버 내부 온도의 피드백 제어를 할 경우, 웨이퍼의 식각율과 식각 프로파일을 보인 도면 도면이다.
챔버 내부 온도의 피드 백 제어를 하지 않을 경우에는 식각율을 변화시켜, 첫 번째 웨이퍼에서 식각 프로파일이 수직으로 형성되지 않고 테이퍼지게 형성되어 식각 프로파일의 불량이 발생한다.
반면에, 챔버 내부 온도의 피드백 제어할 경우에는 도 4 및 도 5에 보인 바와 같이, 여러 가지의 반응 가스 중, CF2의 경우, 라디칼의 밀도가, 공정이 진행할 수록 증가하며, 이로 인해 식각율을 향상시켜(식각율을 균일하게 유지하여), 두 번째 웨이퍼에서 식각 프로파일이 수직(Vertical)으로 형성되어, 식각 프로파일의 불량이 발생하지 않는다.On the other hand, Figure 4 is a graph showing the plasma radical density change during the plasma discharge, when the feedback control of the chamber internal temperature, Figure 5 shows the etching rate and etching profile of the wafer, when the feedback control of the chamber internal temperature Drawing.
When the feed back control of the chamber internal temperature is not controlled, the etching rate is changed, so that the etching profile is not vertically formed but tapered on the first wafer, resulting in a poor etching profile.
On the other hand, in the case of feedback control of the internal temperature of the chamber, as shown in FIGS. 4 and 5, among the various reaction gases, in the case of CF 2 , the density of radicals increases as the process proceeds, thereby causing an etching rate. By maintaining the etching rate uniformly, the etching profile is vertically formed on the second wafer so that the defect of the etching profile does not occur.
삭제delete
삭제delete
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기존 플라즈마 장비에서 최소한의 투자로 습식 세정 후 시즈닝 공정이나 챔버 상태 변화 모니터링으로, 첫 번째 웨이퍼 효과와 같은 가동 초기 불량이나 공정 중 챔버 상태변화에 따른 불량을 효과적으로 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, by monitoring the seasoning process or chamber state change after wet cleaning with minimal investment in the existing plasma equipment, defects caused by the initial operation such as the first wafer effect or the change of the chamber state during the process Can be effectively prevented.
또, 반도체 제조 시간 단축 및 챔버 세정 주기의 증가로 수율 증가가 기대되어 제조 원가 절감을 실현할 수 있다.In addition, the yield is expected to increase due to the reduction of the semiconductor manufacturing time and the increase of the chamber cleaning cycle, thereby realizing a reduction in manufacturing cost.
또, 이러한 시즈닝 여부를 판단하는 시스템 구성에 사용자가 쉽게 접근함으로써, 사용자의 편리성을 극대화할 수 있다.In addition, the user can easily access the system configuration for determining the seasoning, thereby maximizing user convenience.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070021871A KR100854082B1 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Seasoning using a plasma etching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070021871A KR100854082B1 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Seasoning using a plasma etching device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100854082B1 true KR100854082B1 (en) | 2008-08-25 |
Family
ID=39878565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070021871A Expired - Fee Related KR100854082B1 (en) | 2007-03-06 | 2007-03-06 | Seasoning using a plasma etching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100854082B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230112818A (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-28 | 한국표준과학연구원 | Device having plasma diagnosis function, process system and process method having the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020054479A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-08 | 이순종 | Method for observing recipe of plasma chamber |
KR20060067957A (en) * | 2003-08-14 | 2006-06-20 | 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 | Sensor array for measuring plasma characteristics in plasma processing environment |
-
2007
- 2007-03-06 KR KR1020070021871A patent/KR100854082B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020054479A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-08 | 이순종 | Method for observing recipe of plasma chamber |
KR20060067957A (en) * | 2003-08-14 | 2006-06-20 | 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드 | Sensor array for measuring plasma characteristics in plasma processing environment |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230112818A (en) * | 2022-01-21 | 2023-07-28 | 한국표준과학연구원 | Device having plasma diagnosis function, process system and process method having the same |
KR102682626B1 (en) * | 2022-01-21 | 2024-07-08 | 한국표준과학연구원 | Device having plasma diagnosis function, process system and process method having the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109075066B (en) | Method for controlling dry etching process using waferless dry cleaning emission spectrum | |
US6916396B2 (en) | Etching system and etching method | |
US20180269118A1 (en) | Etching method and plasma processing apparatus | |
KR101169764B1 (en) | Real time monitoring system of process chamber | |
CN100419969C (en) | Method and apparatus for aging a semiconductor device of a sensing plasma device | |
US20050189070A1 (en) | Plasma processing apparatus and processing method | |
KR102810904B1 (en) | In-situ real-time plasma chamber condition monitoring | |
US8048326B2 (en) | Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal | |
US20050241669A1 (en) | Method and system of dry cleaning a processing chamber | |
CN113745103A (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
US7738976B2 (en) | Monitoring method of processing state and processing unit | |
KR20080101968A (en) | Gas monitoring device used in semiconductor manufacturing process | |
KR102833948B1 (en) | Apparatus and Method for Plasma treating and method of fabricating semiconductor using the same | |
US7312865B2 (en) | Method for in situ monitoring of chamber peeling | |
KR100854082B1 (en) | Seasoning using a plasma etching device | |
US10541184B2 (en) | Optical emission spectroscopic techniques for monitoring etching | |
KR100835379B1 (en) | Chamber condition monitoring method using quadrupole mass spectrometer | |
US12237174B2 (en) | Etching method | |
KR100263406B1 (en) | End point detection method and apparatus of plasma processing | |
KR20130064472A (en) | Method for process diagnosis using multi light wavelength monitoring | |
US6939433B2 (en) | Sample processing apparatus and sample processing system | |
KR100950788B1 (en) | Sample processing device and sample processing control device | |
KR20070069359A (en) | Plasma device and plasma control method using same | |
KR102299887B1 (en) | Apparatus for treating substrate and method for treating substrate | |
JP2021061380A (en) | Cleaning condition determination method and plasma processing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Fee payment year number: 1 St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 |
|
PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 4 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 5 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130805 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 6 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140703 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Fee payment year number: 7 St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Not in force date: 20150820 Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903 |
|
PC1903 | Unpaid annual fee |
Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE Not in force date: 20150820 St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903 |
|
P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000 |
|
P22-X000 | Classification modified |
St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301 |
|
R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |