JP2008521241A - ボッシュプロセスに用いる乾式エッチング装置、乾式エッチング終了点検出装置及びその電気素子の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明に係る乾式エッチング装置の概路図である。
図1ないし図3を参照すると、前記乾式エッチング装置5内の光集束部34は、ボッシュプロセスの工程時間の間にプラズマ光23を選別的、かつ周期的に捕獲することができる。前記光集束部34は、乾式エッチング装置5の運用プログラムまたは光選別器50を介してプラズマ光23を選別的、かつ周期的に捕獲することができる。勿論、前記光選別器50は、乾式エッチング装置5の運用プログラムを介して動作する。次に、前記光選別器50を先に説明し、その次に運用プログラムのアルゴリズムを説明する。
次に、前記乾式エッチング装置5内の光集束部34は光選別器50を利用せず、運用プログラムによって ボッシュプロセスの工程時間の間にプラズマ光23を選別的に、そして周期的に捕獲することができる。このとき、前記光集束部34と工程チャンバ13との間に光探針28のみを配置される。前記運用プログラムは、ボッシュプロセスの工程時間の間にエッチング及び蒸着工程のプラズマ光23を光集束部34に連続的に捕獲するようにし、その以後、エッチング工程のプラズマ光23を選択するアルゴリズムを有する。
図4は、図1の乾式エッチング装置が生成したプラズマ光のイメージ軌跡を概略的に示すグラフである。
図1、図5及び図10を参照すると、乾式エッチング装置5の工程チャンバ13内に基板19を投入する。前記基板19は工程チャンバ13内に下部電極21上に位置することができる。続いて、前記工程チャンバ13内にエッチング工程の工程ガス(Process Gas)を投入する。そして、前記下部電極21及びその電極21に対応する上部電極15に電源を印加する。このとき、前記上部電極15と下部電極21との間に電場が形成される。
図1、図5ないし図9、図11及び図12を参照すると、前記乾式エッチング装置5内に光解析部38は第1ないし第5工程時間の間に生成したプラズマ光23を解釈して光イメージを生成することができる。そして、前記光解析部38は光イメージを主コンピュータ40に送ることができる。前記光イメージは、主コンピュータ40が認識することのできるバイナリデータで形成される。
10 磁場形成部
13 工程チャンバ
15,21 上部及び下部電極
17 プラズマ
19 基板
23 プラズマ光
25 光ウィンドウ
28 光探針
30 光モジュール
34 光集束部
38 光解析部
40 主コンピュータ
45 モニタ
47,48,49 「0次」イメージ軌跡
Claims (40)
- ボッシュプロセスでエッチング及び蒸着工程を実行してプラズマ光を生成する乾式エッチング装置において、
乾式エッチング装置内に配置された工程チャンバと、
前記工程チャンバの側壁に配置された光ウィンドウと、
前記光ウィンドウ周辺に配置された光集束部と、
前記光集束部に電気的に接続する光解析部と、を含み、
前記光ウィンドウは前記プラズマ光を前記工程チャンバの外へ投射し、前記光集束部は前記ボッシュプロセスの工程時間の間に前記エッチングまたは蒸着工程の前記プラズマ光を捕獲し、そして、前記光解析部は前記プラズマ光を解釈して光イメージに変換することを特徴とする乾式エッチング装置。 - 前記光ウィンドウと前記光集束部との間に配置された光探針及び光選別器をさらに含み、
前記光選別器は前記光ウィンドウ周辺に位置して前記光ウィンドウと対向するように配置し、前記光探針の一端は前記光選別器と対向するように配置し、そして前記光探針の他端は前記光集束部に配置することを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。 - 前記光集束部は、光学フィルタ、モノクロメーターまたはCCDを含むことを特徴とする請求項2に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光集束部は、0.1nmないし10nmの解像度を有し、200nmないし1100nmの波長範囲の周波数を有する前記プラズマ光を捕獲することを特徴とする請求項3に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光選別器は複数個の開口部及び前記開口部を限定する光遮断膜を含み、
前記光探針は前記開口部のうち1つに対向するように配置され、前記開口部は光遮断膜の中心から所定半径を有する円上に配置し、前記光選別器は前記光ウィンドウ周辺において回転運動ができるように支持され、前記光選別器内に開口部の間を通る周期は前記エッチングまたは蒸着工程を実行する周期と同一であることを特徴とする請求項2に記載の乾式エッチング装置。 - 前記光探針は、光ファイバを含むことを特徴とする請求項5に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光ウィンドウと前記光集束部との間に、そして、前記光集束部にそれぞれ配置された光探針及び信号線をさらに含み、
前記信号線は2つの電気ノード、前記電気ノードを接続及び短絡するスイッチを有し、前記光探針の一端は前記光ウィンドウを経て前記工程チャンバ内に配置され、そして、前記光探針の他端は前記光集束部に配置されることを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。 - 前記スイッチによって前記電気ノードが接続及び短絡する周期は、前記エッチングまたは蒸着工程のエッチング工程を実行する周期と同一であることを特徴とする請求項7に記載の乾式エッチング装置。
- 前記スイッチによって前記電気ノードが接続及び短絡する周期は、前記蒸着またはエッチング工程の蒸着工程を実行する周期と同一であることを特徴とする請求項7に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光集束部は、光学フィルタ、モノクロメーターまたはCCDを含むことを特徴とする請求項7に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光集束部は、0.1nmないし10nmの解像度を有し、200nmないし1100nmの波長範囲の周波数を有する前記プラズマ光を捕獲することを特徴とする請求項10に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光探針は、光ファイバを含むことを特徴とする請求項11に記載の乾式エッチング装置。
- 前記光ウィンドウと前記光集束部との間に光探針をさらに含み、
前記乾式エッチング装置は運用プログラム内に少なくとも1つの基準値±許容誤差を有することを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。 - 前記光集束部は、前記エッチングまたは蒸着工程を実行する時点から初期区間までを経過した後に、前記プラズマ光を捕獲することを特徴とする請求項2、請求項7または請求項13のいずれか1項
に記載の乾式エッチング装置。 - 前記光解析部に電気的に接続する主コンピュータをさらに含み、
前記主コンピュータは前記光解析部の前記光イメージを受けて「0次」イメージ軌跡を生成し、前記光解析部は前記光イメージに算術的演算を一回以上適用して「0次」以後のイメージ軌跡に対応するバイナリデータを前記主コンピュータに提供することを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。 - 前記工程チャンバ内に配置された下部及び上部電極をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。
- 前記工程チャンバ内の下部電極及びその電極に対応するように前記工程チャンバ周辺に磁場形成部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の乾式エッチング装置。
- ボッシュプロセスのエッチング及び蒸着工程間プラズマ光を利用してエッチング終了点をチェックする乾式エッチング終了点検出装置において、
光集束部と、
前記光集束部に電気的に接続される光解析部と、
前記光解析部に電気的に接続される主コンピュータと、を含み、
前記光集束部は前記ボッシュプロセスの工程時間の間に前記エッチングまたは蒸着工程の前記プラズマ光を捕獲し、前記光解析部は前記プラズマ光を解釈して光イメージに変換し、前記主コンピュータは前記光解析部の前記光イメージを受けてイメージ軌跡を少なくとも1つ生成することを特徴とする乾式エッチング終了点検出装置。 - 光探針及び光選別器をさらに含み、
前記光選別器は前記ボッシュプロセスの工程時間の間に前記エッチングまたは蒸着工程の前記プラズマ光を選別的に捕獲するように配置し、前記光探針の一端は前記光選別器に隣接するように配置し、そして、前記光探針の他端は前記光集束部に配置することを特徴とする請求項18に記載の乾式エッチング終了点検出装置。 - 前記光選別器は複数個の開口部及び前記開口部を限定する光遮断膜を含み、
前記光探針は前記開口部のうち1つに対向するように配置し、前記開口部は光遮断膜の中心から所定半径を有する円上に配置し、前記光選別器は前記光探針周辺で回転運動ができるように支持され、前記光選別器内に開口部の間を経る周期は前記エッチングまたは蒸着工程を実行する周期と同一であることを特徴とする請求項19に記載の乾式エッチング終了点検出装置。 - 信号線及び光探針をさらに含み、
前記光探針の一端は前記ボッシュプロセスの工程時間の間に前記エッチング及び蒸着工程の前記プラズマ光を全体的に捕獲するように配置し、そして、前記光探針の他端は前記光集束部に配置し、前記信号線は2つの電気ノード、前記電気ノードを接続及び短絡するスイッチを有することを特徴とする請求項18に記載の乾式エッチング終了点検出装置。 - 前記スイッチによって前記電気ノードが接続及び短絡する周期は、前記エッチング及び蒸着工程を実行する周期と同一であることを特徴とする請求項21に記載の乾式エッチング終了点検出装置。
- ボッシュプロセスを実行する乾式エッチング装置を利用して電気素子を形成する方法において、
基板を工程チャンバ内に投入する段階と、
前記基板上にエッチング及び蒸着工程を順次に繰り返し実行してプラズマ光を形成する段階と、
前記エッチングまたは蒸着工程のスタート時点から初期区間終了後に前記プラズマ光を選別的、また周期的に捕獲して光イメージを形成する段階と、
前記光イメージに算術的演算を適用してイメージ軌跡を少なくとも1つ形成する段階と、
を含むことを特徴とする電気素子を形成する方法。 - 前記算術的演算は移動平均法を用いることを含み、
前記移動平均法は前記エッチングまたは蒸着工程の工程時間を所定時間に細分し、そして、その細分された時間のうちの1つの時間に複数個の時刻に対応する前記プラズマ光の周波数の合計を求め、前記プラズマ光の前記周波数の合計を前記時刻の総数で割って、そして、他の所定時間を利用してこれを繰り返し実行することを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記時刻の総数は、前記所定時間のうち前記1つの時間に対して前記プラズマ光を繰り返し測定する時点の合計であることを特徴とする請求項24に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光を選別的そして周期的に捕獲することは、
前記工程チャンバの側壁に配置するように光ウィンドウを形成し、前記光ウィンドウは前記エッチング及び蒸着工程を実行する間に前記工程チャンバから前記プラズマ光を投射する段階と、
前記光ウィンドウ周辺に配置するように光集束部を形成する段階と、
前記光集束部と前記光ウィンドウとの間に光探針を形成する段階と、を含み、
前記乾式エッチング装置内の運用プログラムはそのプログラム内に少なくとも1つの基準値±許容誤差及び前記プラズマ光の周波数の大きさを比較及び判断して、前記ボッシュプロセスの工程時間に従って前記プラズマ光を分離することを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記光集束部は、光学フィルタ、モノクロメーターまたはCCDを含んで形成することを特徴とする請求項26に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光は、0.1nmないし10nmの解像度を有し、200nmないし1100nmの波長範囲の周波数を有することを特徴とする請求項27に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光を選別的そして周期的に捕獲することは、
前記工程チャンバの側壁に配置するように光ウィンドウを形成し、前記光ウィンドウは前記エッチング及び蒸着工程を実行する間に前記工程チャンバから前記プラズマ光を投射する段階と、
前記光ウィンドウ周辺に配置するように光集束部を形成する段階と、
前記光集束部と前記光ウィンドウとの間に光探針及び光選別器を形成する段階と、を含み、
前記光選別器は前記光ウィンドウ周辺で回転運動ができるように形成され、前記光選別器は複数個の開口部及び前記開口部を限定する光遮断膜を有するように形成され、前記開口部は前記光遮断膜の中心から所定半径を有する円上に形成され、前記光選別器の前記回転運動は前記ボッシュプロセスの工程時間に従って前記プラズマ光を分離し、前記光探針の一端は前記光選別器の前記開口部のうち1つに対向するように形成され、そして、前記光探針の他端は前記光集束部内に形成されることを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記光集束部は、光学フィルタ、モノクロメーターまたはCCDを含んで形成することを特徴とする請求項29に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光は、0.1nmないし10nmの解像度を有し、200nmないし1100nmの波長範囲の周波数を有することを特徴とする請求項30に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光を選別的そして周期的に捕獲することは、
前記工程チャンバの側壁に配置するように光ウィンドウを形成し、前記光ウィンドウは前記エッチング及び蒸着工程を実行する間に前記工程チャンバから前記プラズマ光を投射する段階と、
前記光ウィンドウ周辺に配置するように光集束部を形成する段階と、
前記光集束部と光ウィンドウとの間に、そして前記光集束部に光探針及び信号線をそれぞれ形成する段階と、を含み、
前記信号線は2つの電気ノード、前記電気ノードを接続及び短絡するスイッチを有するように形成され、前記電気ノードの接続及び短絡は前記ボッシュプロセスの工程時間に従って前記プラズマ光を分離し、前記光探針の一端は前記光ウィンドウを経て前記工程チャンバ内に形成され、そして、前記光探針の他端は前記光集束部に形成されることを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記電気ノードが接続及び短絡する周期は、前記スイッチによって前記エッチング または蒸着工程のエッチング工程を実行する周期と同様に形成することを特徴とする請求項32に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記電気ノードが接続及び短絡する周期は、前記スイッチによって前記蒸着またはエッチング工程の蒸着工程を実行する周期と同様に形成することを特徴とする請求項32に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記光集束部は、光学フィルタ、モノクロメーターまたはCCDを含んで形成することを特徴とする請求項32に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記プラズマ光は、0.1nmないし10nmの解像度を有し、200nmないし1100nmの波長範囲の周波数を有することを特徴とする請求項35に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記光イメージを形成することは、
前記光集束部に電気的に接続される光解析部を形成する段階と、
前記光解析部を利用して前記プラズマ光を電気的なデータに変換することを含むことを特徴とする請求項26、請求項29または請求項32のいずれか1項に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記イメージ軌跡を少なくとも1つ形成することは、
前記光解析部に電気的に接続される主コンピュータを形成する段階を含み、
前記光解析部は前記光イメージに前記移動平均法を少なくとも一回以上適用してバイナリデータを生成し、前記主コンピュータは前記バイナリデータをボッシュプロセスの工程時間に従ってモニタ上に表示することを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。 - 前記工程チャンバ内に下部及び上部電極を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。
- 前記工程チャンバ内の下部電極及びその電極に対応するように、前記工程チャンバ周辺に磁場形成部を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項23に記載の電気素子を形成する方法。
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