KR0144376B1 - 식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조공정의 식각공정에서 발생하는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 분석을 원하는 식각 부산물에 대해 레이져 광을 주사하여 식각 부산물의 분자 상태를 여기 상태로 만들고 이 여기상태에서 발생되는 고유의 빛을 검출하여 분석함으로써 식각 부산물에 대한 다양한 물질의 변화양상을 분석하고 이에 따라 식각공정에 대한 정확한 공정과정의 이해와 식각공정의 단순화를 기할 수 있다.

Description

식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치
제 1 도는 종래의 일예에 따른 식각장치의 개략도.
제 2a 도는 본 발명의 일실시예에 따른 식각장치의 개략적인 평면도.
제 2b 도는 여기상태의 에너지 준위를 도시한 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 31 : 식각챔버 2, 32 : 웨이퍼
3, 33 : 검출기 4 : 빛
5 : 식각 부산물 6, 7 : 반응물
34 : LIF 빛 35 : 다이 레이져(Dye Laser)
36 : 반사거울 37 : 레이져 광
본 발명은 반도체 소자 제조공정중 식각공정에 있어서 발생하는 식각 부산물에 대한 모니터링(Monitering) 방법 및 그 장치에 관한 것으로 특히, 식각 부산물에 대해 레이져 광을 조사하여 이로부터 발생되어 나오는 유도 형광 및(Laser Induced Fluorescence : 이하 LIF 빛이라 함)을 검출 및 분석함으로써 식각공정 진행중 발생하는 식각 부산물의 분자상태의 검출정도를 향상시켜 식각공정의 정확한 분석과 공정의 단순화를 기할 수 있는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정의 웨이퍼 식각 공정에 있어서 발생되는 부산물 즉, 가스분자 또는 라디칼등의 부산물에 대한 분석은 식각공정에 있어서 필수적인 과정이다. 예를들면, 식각 부산물에 대한 정량분석은 정확한 식각시간을 정하는데 따르는 필수적인 과정이다. 따라서, 식각공정에서 발생되는 부산물에 대한 정확한 분석은 식각공정을 이해하여 식각 공정을 보다 정밀하고 효과적으로 단순화시킬 수 있는 데 활용될 수 있다.
그러나, 종래의 식각 부산물에 대한 분석방법은 주로 광학적 자연 발광법을 주로 사용하고 있어 제한된 라디칼에 의한 검출을 실시하게 되고, 또한 발광 빛의 양이 적을 경우에는 원하는 정보를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
종래 기술에 따른 식각 부산물에 대한 모니터링 방법에 대해 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 종래의 식각장치에서의 식각 부산물에 대한 모니터링 장치의 개략도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 모니터링 장치는 웨이퍼(2)를 내부에 수용하며 각식이 행해지는 식각챔버(1)와, 상기 식각챔버(1)의 측면에 위치하며 식각챔버(1) 내에서 식각시 여기된 상태의 라디칼이 자연 발광하는 빛을 검출하는 검출기(Monochromator)(3)로 구성된다. 이와같이 구성된 종래의 식각장치에 있어서, 웨이퍼(2) 식각시 이온 상태의 반응물(6) 또는 분자 상태의 반응물(7)이 사용되어 식각이 이뤄지고, 이때 식각시 반응 부산물(5)이 생긴다. 즉, 식각공정이 진행될 때 여기된 상태(Excited state)의 식각 부산물(5)인 라디칼이 생성되는데, 이 라디컬은 자연 발광하여 빛을 방출하게 된다. 이와같은 자연발광되는 빛을 식각챔버(1)의 측면에 설치된 검출기(3)에서 검출하여 라티컬의 양을 측정하게 되고, 이로써 식각 부산물에 대한 정보를 분석하게 된다.
이와같은 종래의 식각 부산물에 대한 모니터링 방법은 식각시 발생되는 라디칼의 제한된 수량에 의한 검출법이고, 또한 발광되는 빛의 양이 적을 경우에는 원하는 정보를 충분히 얻을 수 없는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분석을 원하는 식각 부산물에 대해 레이져 광을 주사하여 발생되는 고유의 빛을 검출하여 분석함으로써 식각 부산물에 대한 다양한 물질의 변화양상을 분석하는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적 이 있다.
본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위해 식각공정시 생성되는 식각 부산물에 대해 상기 부산물의 분자나 라디칼이 가질 수 있는 여기 전자 준위를 선택하는 단계와,
상기 선택된 전자준위에 해당하는 파장의 에너지로 레이져광을 조사하는 단계와,
상기 조사된 레이져 광에 의해 식각 부식물의 분자나 라디칼이 인위적으로 여기되어 제 1 여기 상태를 형성하는 단계와,
상기 제 1 여기상태로부터 에너지 준위가 낮은 제 2 여기상태로 바뀌는 과정에 발생되는 LIF 빛을 검출하는 단계와.
상기 검출된 LIF 빛을 분석하는 단계로 구성되는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법을 제공하게 된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 웨이퍼를 내부에 수용하며 식각이 진행되는 식각챔머와, 상기 식각챔버내의 웨이퍼 상부로 레이져 광을 조사하는 다이 레이져와, 식각챔버내에 설치되어 조사된 레이져 광을 두가지 이상의 평행한 경로가 되도록 하는 다수개의 반사거울과, 상기 식각챔버의 외측에 위치하여 식각챔버 내측으로부터 레이져 광의 조사에 의해 발생되는 LIF 빛을 검출하는 검출기로 구성되는 식각 부산물에 대한 모니터링 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
제 2A 도는 본 발명의 일실시예에 따른 식각장치의 평면도이고,
제 2B 도는 여기상태의 에너지 준위를 도시한 도면이다.
상기 제 2A 도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 식각장치의 구성은 다음과 같이 이뤄진다. 즉, 웨이퍼(32)를 내부에 수용하며 식각이 진행되는 식각챔버(31)와, 상기 식각챔버(31)내의 발생된 식각 부산물에 대해 레이져 광(37)을 조사하는 다이 레이져(35)와, 상기 다이 레이져(35)에서 웨이퍼(32) 상부로 웨이퍼(32)와 평행하게 조사된 레이져 광(37)을 반사시켜 두가지 이상의 평행 레이져 광 경로를 형성시키는 다수개의 반사거울(36)과, 상기 식각챔버(31)의 외측에 위치하여 식각챔버(31) 내에서 레이져의 주사에 의해 식각 부산물로부터 발생되는 빛을 검출하는 검출기(33)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 식각장치에서의 식각 부산물에 대한 모니터링 방법을 제 2A 도와 제 2B 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 먼저 분석을 원하는 식각 부산물에 대해 이 분자나 라디칼이 가질 수 있는 여기 전자 준위를 선택한 다음, 레이져로 이에 해당하는 파장의 에너지를 조사하여 분자나 라디칼을 인위적으로 여기시킨다. 이와 같이 1차로 여기된 상태를 제 1 여기상태(제 2B 도의 B)라 하며 식각 부산물이 가진 고유의 에너지 준위인 거저상태의 에너지(A) 보다 높은 상태의 에 너지 준위를 가지게 된다. 다음, 상기 제 1 여기상태(B)의 부산물은 약간의 시간 예컨데, 10-7초 이하의 시간 이내에 다시 제2의 여기상태(C)로 변하게 되는데, 상기 제 2의 여기상태(C)는 제1의 여기상태(B)의 에너지보다 낮은 준위로 되면서 고유한 빛, 즉 LIF 빛(34)를 방출하게 되고 이 LIF 빛(34)은 검출기(33)에서 검출되어 정성적 및 정량적으로 분석함으로써 실제 식각 과정에서의 다양한 물질 변화 양상을 분석할 수 있다.
이때, 상기 제 2A 도에 도시된 바와같이, 식각 부산물의 파장을 튜닝(Turning)할 수 있는 레이져, 예를들면, 다이 레이져(Dye Laser)(35)를 원하는 웨이퍼(32)의 위치에 평행하게 조사함으로써 식각시 생성되어 나오는 부산물을 여기상태로 만들게 한다. 또한, 여기상태에서 유도 형광되어 나오는 LIF 빛(34)은 레이져 광(37)의 방향에 대해 수직방향으로 나타나는데, 이에따라 검출기(33)의 위치도 레이져의 광(37)의 방향과 수직방향에 위치하도록 설치되게 한다. 아울러, LIF 빛(34)의 분석감도를 높이기 위해서는 진공상태의 식각챔버(31) 내에 여러개의 반사거울(32)을 설치하여 웨이퍼(32) 상부로 웨이퍼(32)와 평행하게 주사되는 레이져 광(37)이 반사거울(32)에 의해 여러개의 레이져의 광(37) 경로가 형성되도록 만들어주어 레이져 광(37)과 수직으로 나오는 LIF 빛(34)의 강도를 증폭시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 기술에 따라 원하는 분자나 라디칼에 대해 레이져 광을 조사하여 식각 부산물의 상태를 여기상태로 만들고 이들로 부터 나오는 LIF 빛을 검출기에서 검출하여 분석함으로써 실제 식각 과정에서의 다양한 물질변화 양상을 파악하여 식각공정에 대한 이해를 깊게 할 수 있고, 이로 인해 새로운 식각공정에 대한 사전조처를 신속하게 행할 수 있어 식각공정에서의 원가절감효과를 기할 수 있다.

Claims (5)

  1. 반도체 제조공정의 식각공정시 발생되는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법에 있어서, 식각공정시 생성되는 식각 부산물에 대해 상기 부산물의 분자나 라디칼이 가질 수 있는 여기 전자 준위를 선택하는 단계와, 상기 선택된 전자준위에 해당하는 파장의 에너지로 레이져를 조사하는 단계와, 상기 조사된 레이져 광에 의해 식각 부식물의 분자나 라디칼이 인위적으로 여기되어 제 1 여기 상태를 형성하는 단계와, 상기 제1 여기상태로부터 에너지 준위가 낮은 제2 여기상태로 바뀌는 과정에 발생되는 LIF 빛을 검출하는 단계와, 상기 검출된 LIF 빛을 분석하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 식각 부산물에 주사되는 레이져 광은 단색광의 색소 레이져 광인 것을 특징으로 하는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 LIF 빛의 방향은 레이져 광 진행방향에 대해 수직인 것을 특징으로 하는 식각 부산물에 대한 모니터링 방법.
  4. 반도체 소자 제조공정의 식각공정시 생성되는 식각 부산물에 대한 모니터링 장치에 있어서, 웨이퍼를 내부에 수용하며 식각이 진행되는 식각챔버와, 상기 식각챔버내의 웨이퍼 상부로 레이져 광을 조사하는 다이 레이져와, 식각챔버내에 설치되어 조사된 레이져 광을 두가지 이상의 평행한 경로가 되도록 하는 다수개의 반사거울과, 상기 식각챔버의 외측에 위치하여 식각챔버 내측으로부터 레이져 광의 조사에 의해 발생되는 LIF 빛을 검출하는 검출기로 구성되는 것을 특징으로 하는 식각 부산물에 대한 모니터링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 검출기는 레이져 광의 진행방향에 대해 수직인 방향에 설치되는 것을 특징으로 하는 식각 부산물에 대한 모니터링 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6261851B1 (en) 1999-09-30 2001-07-17 International Business Machines Corporation Optimization of CMP process by detecting of oxide/nitride interface using IR system
KR100844273B1 (ko) * 2002-12-20 2008-07-07 동부일렉트로닉스 주식회사 챔버 세정장치
CN102253021B (zh) * 2011-05-03 2012-12-05 杭州电子科技大学 一种线形激光光束增强型重金属含量检测方法
CN104931471A (zh) * 2015-06-08 2015-09-23 北京大学 大气活性自由基的激光诱导荧光检测系统
US11749569B2 (en) * 2020-05-06 2023-09-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for non-destructive inspection of cell etch redeposition

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4394237A (en) * 1981-07-17 1983-07-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Spectroscopic monitoring of gas-solid processes
JPS59147433A (ja) * 1983-02-14 1984-08-23 Hitachi Ltd エツチング装置
US4675072A (en) * 1986-06-25 1987-06-23 International Business Machines Corporation Trench etch endpoint detection by LIF
US5002631A (en) * 1990-03-09 1991-03-26 At&T Bell Laboratories Plasma etching apparatus and method
US5425839A (en) * 1992-05-14 1995-06-20 Texas Instruments Incorporated Method for rapidly etching material on a semiconductor device

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Publication number Publication date
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JP3112648B2 (ja) 2000-11-27

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