KR100448871B1 - 식각 종말점 검출창 및 이를 채용하는 식각 장치 - Google Patents

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Abstract

공정 불량이 최소화되는 식각 종말점 검출창 및 이를 채용하는 식각 장치가 개시되어 있다. 식각 중에 방출되는 광의 이동 경로가 되는 관통홀이 형성되고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 본체와, 상기 본체의 관통홀로 이동한 광이 상기 본체를 경유하여 나가는 부위에 밀착되고, 석영(quartz)으로 형성되어 상기 광을 상기 가공 챔버의 외부로 투과시키는 캡핑부를 구비하는 식각 종말점 검출창을 제공한다. 따라서 상기 식각 시에 상기 식각 종말점 검출창의 표면이 손상되어 발생하는 파티클을 감소할 수 있다. 또한 상기 파티클에 의해 발생되는 공정 불량을 최소화 할 수 있다.

Description

식각 종말점 검출창 및 이를 채용하는 식각 장치{Window for detecting of end point of etching and apparatus for etching having the same}
본 발명은 식각 종말점 검출창 및 식각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각을 수행할 때 방출되는 광의 파장을 투과시키기 위해 구비되는 식각 종말점 검출창 및 이를 채용하는 식각 장치에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 이에 따라, 상기 반도체 장치의 집적도 향상을 위한 주요한 기술로서 막 형성 기술 또는 식각 기술 등과 같은 미세 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.
상기 미세 가공 기술 중에서 상기 식각 기술은 기판 상에 형성시킨 막들의 소정 부위를 제거하여 상기 막들을 원하는 패턴으로 가공하는 기술로써, 0.15㎛ 이하의 디자인 룰(design rule)을 요구하는 최근의 반도체 장치의 제조에서는 플라즈마를 이용하는 건식 식각 장치를 주로 사용한다.
상기 식각 장치들은 플라즈마의 형성하는 방식에 따라 다소 차이는 있지만, 가공 챔버를 포함하고, 상기 가공 챔버 내에는 기판이 놓여지는 척 및 플라즈마 형성부를 포함한다. 그리고, 상기 기판 상에 형성된 소정의 막을 정확한 위치까지 식각하기 위한 부재들이 더 구비된다. 상기 부재들은 식각 반응에 의해 방출되는 광을 투과시키는 식각 종말점 검출창과, 상기 식각 종말점 검출창을 투과한 광의 파장을 감지하여 식각 종말점을 검출하는 검출부를 포함한다.
상기와 같이 식각 중에 방출되는 광의 파장에 의해 식각 종말점을 검출하는 방법 및 장치의 예는 엥겔 등(Angell, et al.)에게 허여된 미합중국 특허 제5,288,367호에 개시되어 있다.
상기 식각 종말점 검출창은 가공 챔버 내의 측벽에 체결되며, 상기 가공 챔버 내에서 방출되는 광이 상기 가공 챔버의 외부로 투과되도록 구비된다. 또한 상기 효과적으로 투과시키기 위해 전체가 석영(Qualtz) 재질로 형성된다.
상기 식각 종말점 검출창이 체결되었을 때, 상기 식각 종말점 검출창에서 상기 가공 챔버내로 향하는 면은 식각 종말점 검출창의 상부면이라 하고, 그에 대향하는 면은 식각 종말점 검출창의 하부면이라고 정의하여 상기 식각 종말점 검출창을 설명한다. 상기 식각 종말점 검출창의 상부면의 중심에는 홀(hole)을 갖고 있으며, 상기 식각 종말점 검출창의 하부면에서 상기 홀의 저면은 막혀있다. 따라서 막의 식각을 수행할 때 방출되는 광은 상기 식각 종말점 검출창에 구비되는 홀의 내부를 통하고, 홀의 저면에서 투과된다. 상기 홀의 저면이 막혀 있으므로, 상기 식각 챔버 내의 플라즈마 이온들은 검출부로 제공되지 않는다.
그런데, 종래의 식각 종말점 검출창은 몇가지 문제점이 있다.
첫째, 취급시에 깨어지기가 쉬운 단점이 있다.
이러한 상기 식각 종말점 검출창의 손실은 반도체 장치의 제조 원가의 상승을 초래하고, 생산성을 저하시키는 단점이 있다.
둘째, 식각 공정을 수행할 시에 파티클을 유발시켜, 공정 불량을 발생시킨다.
이에 대해 구체적으로 설명한다. 상기 식각 종말점 검출창이 체결된 상태에서 계속적으로 식각 공정을 수행하면, 식각 중에 발생되는 플라즈마의 일부가 상기 홀의 내부과 충돌하여 홀 내부 표면이 손상된다. 그런데, 일반적으로 상기 석영으로 이루어지는 식각 종말점 검출창의 홀의 내부 표면은 매끄럽게 가공되기가 어렵기 때문에 그레인 바운더리(grain boundary)가 크게 형성되어 있다. 이로 인해 그레인 바운더리가 큰 상기 식각 종말점 검출창의 홀의 내부의 소정 부위가 깨어지고, 상기 깨어진 석영이 식각이 수행되고 있는 웨이퍼 상에 낙하한다. 상기 낙하한 석영은 상기 웨이퍼 상에 실리콘(Si) 또는 산소(O) 성분의 파티클로 작용하고, 상기 파티클이 놓여진 부위에는 막의 식각이 이루어지지 않아서 패턴 간의 브릿지(Bridge)가 발생된다.
셋째, 식각 종말점 검출창을 자주 교체하여 주어야 한다.
이는 상기 설명한 불량의 발생을 방지하기 위한 조치로서 필요한 것이며, 이로 인해 반도체 장치의 생산성이 감소되고, 비용이 증가되는 단점이 있다.
도 1은 종래의 식각 종말점 검출창이 채용된 식각 장치를 사용하여 식각을수행한 후에 브릿지(bridge) 불량이 발생된 부위에서 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectrometer)를 통한 성분 분석 그래프이다.
도 1의 그래프에서 보여지듯이, 상기 불량이 발생된 부위에서 산소 성분(A) 및 실리콘 성분(B)이 각각 검출되었다. 그런데 상기 웨이퍼의 식각이 수행되는 가공 챔버 내의 표면은 상기 식각 종말점 검출창을 제외하고는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되어 있기 때문에, 상기 산소 성분 및 상기 실리콘 성분은 석영(Quartz)으로 형성되는 식각 종말점 검출창으로부터 탈착된 파티클임을 알 수 있다. 또한 상기 파티클로 인해 하부막이 식각되지 않아서 상기 부위에 브릿지 불량이 발생하였음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 식각 공정 시에 불량을 최소화하는 식각 종말점 검출창을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 불량을 최소화하는 식각 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 식각 종말점 검출창이 채용된 식각 장치를 사용하여 식각을 수행한 후에 브릿지 불량이 발생된 부위의 성분을 분석한 그래프이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 식각 종말점 검출창에서, 본체와 캡핑부의 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시한 식각 장치에서 검출부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 6 내지 도 7은 종래의 식각 장치 및 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장치를 사용하여 각각 식각 공정을 수행한 후 파티클의 발생 정도를 비교한 그래프도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 식각 종말점 검출창 12 : 본체
14 : 캡핑부 32 : 가공 챔버
34 : 척 36 : 플라즈마 형성부
40 : 검출부
상기한 제1 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 식각 중에 방출되는 광의 이동 경로가 되는 관통홀이 형성되고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 본체와, 상기 본체의 관통홀로 이동한 광이 상기 본체를 경유하여 나가는 부위에 밀착되고, 석영(quartz)으로 형성되어 상기 광을 상기 가공 챔버의 외부로 투과시키는 캡핑부를 구비하는 식각 장치에 포함되는 식각 종말점 검출창을 제공한다.
상기한 제2 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 상에 형성되어 있는 막들을 식각하여 설정된 패턴을 형성하기 위한 가공 챔버와, 상기 가공 챔버의 일측에 체결되고, 상기 식각중에 방출되는 광이 상기 가공 챔버의 외부로 투과하도록 구성되고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되는 식각 종말점 검출창과 상기 식각 종말점 검출창을 투과한 광의 파장을 검사하여 식각 종말점을 검출하는 검출부를 구비하는 식각 장치를 제공한다.
상기 구성을 갖는 식각 종말점 검출창은 식각을 수행할 시에 발생되는 플라즈마 이온과의 충돌에 의한 표면 손상이 최소화된다. 따라서, 식각 종말점 검출창의 표면 손상에 의해 발생되는 파티클에 의한 패턴의 브릿지와 같은 불량을 최소화 할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창을 도시한 도면이다. 도 2a는 식각 종말점 검출창의 상부를 나타내는 평면도이고, 도 2b는 식각 종말점 검출창의 사시도이고, 도 2c는 식각 종말점 검출창의 하부를 나타내는 평면도이다. 하기의 설명에서 식각 종말점 검출창의 상부는 상기 식각 종말점 검출창이 가공 챔버에 체결될 때, 가공 챔버 내로 향하는 부분으로 지정한다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 식각 종말점 검출창(10)은 식각 중에 발생한 광이 이동하는 경로를 갖는 본체(12)와, 상기 본체(12)에서 광이 투과되어 나가는 부위에 석영으로 이루어지는 캡핑부(14)로 구성된다.
상기 본체(12)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 그리고, 상기본체(12)는 표면에 산화 알루미늄(Al2O3) 피막을 형성시키는 처리(anodizing treatment)가 수행된다. 상기 본체(12)의 표면에 형성되는 산화 알루미늄(Al2O3) 피막은 상기 본체(12)의 내식성, 내마모성 및 전기 저항성을 향상시킨다. 또한 표면의 거칠기(roughness)가 양호해져서 식각 공정을 수행할 시에 플라즈마와의 충돌에 의해 상기 본체(12)의 표면이 탈착되거나 또는 아킹(arcking)등과 같은 불량을 최소화할 수 있다.
상기 본체(12)의 형상을 설명하면, 상기 본체는 식각 중에 방출되는 광의 이동 경로가 되는 관통홀(12a)이 형성된다. 또한, 상기 본체(12)의 측면에는 상기 가공 챔버의 일측면에 상기 본체(12)를 체결하기 위한 다수개의 제1 홈(12b)이 구비된다. 상기 제1 홈(12b)을 통해 나사 결합되어 상기 가공 챔버의 일측면에 상기 본체(12)를 고정한다.
그리고 상기 본체(12)에서 광이 투과되어 나가는 부위, 즉 상기 관통홀(12a)의 저면에는 석영으로 이루어지는 캡핑부(14)가 체결되어 있어 상기 관통홀(12a)의 저면을 막고 있다. 상기 캡핑부(14)는 식각 시에 발생되는 플라즈마 이온들이 가공 챔버의 외부로 빠져나가지 않도록 하면서, 식각 수행 중에 방출되는 광만을 투과시킨다. 이 때 상기 캡핑부(14)는 상기 본체(12)로부터 착탈 가능한 구성을 가지며, 상기 캡핑부(14)의 손상 시에는 상기 캡핑부(14)만을 교체할 수 있다.
상기 본체(12)와 캡핑부(14)는 착,탈 가능하도록 다양하게 구성할 수 있지만, 도 3을 참고하여 하나의 예 만을 들어서 설명하고자 한다.
상기 본체(12)는 관통홀(12a)의 저면으로부터 상기 본체(12)의 가장자리의 소정 부위까지 연장되는 제2 홈(12b)을 구비한다. 상기 제2 홈(12b)내에는 상기 관통홀(12a) 저면 전체가 포함될 수 있도록 상기 제2 홈(12b)의 양 측면은 상기 관통홀(12a) 저면의 지름에서부터 상기 본체(12) 하부면의 가장자리의 소정 부위까지 연장된다. 상기 제2 홈(12b)의 양 측면 및 이에 연장되는 관통홀(12a)의 내측면으로 연속적으로 형성되는 제 3홈(12c)을 구비한다. 상기 제 3홈(12c)은 상기 제2 홈(12b)의 양 측면 및 이에 연장되는 관통홀(12a)의 내측면에서 수직 방향으로 형성된다.
상기 캡핑부(14)는 제3 홈(12c)에 억지 끼움에 의해 삽입된다. 즉, 상기 캡핑부(14)는 상기 제3 홈(12c)을 따라 상기 본체(12) 저면의 가장자리로부터 상기 관통홀(12a)까지 밀어넣을 수 있도록 플레이트(plate) 형상을 갖는다.
상기 캡핑부(14)를 상기 본체(12) 저면의 가장자리로부터 상기 관통홀(12a)까지 밀어 넣을 수 있게 하기 위해서, 상기 제2 홈(12b)의 양측면은 상기 관통홀(12a) 저면의 지름으로부터 상기 가장자리까지 수평 연장되도록 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 관통홀(12a)저면의 지름으로부터 상기 가장자리로 갈수록 상기 제2 홈(12b)의 양측면이 서로 이격되는 간격이 넓어지도록 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상기 식각 장치(30)는 기판 상에 형성되어 있는 막들을 식각하여 설정된 패턴을 형성하는 공정을 수행하기 위한 가공 챔버(32)를 포함한다.
상기 가공 챔버(32)내에는 상기 식각을 수행하기 위한 기판이 놓여지는 척(34)이 구비된다. 그리고, 식각 가스를 제공받아 플라즈마로 형성하는 플라즈마 형성부(36)가 구비된다. 상기 플라즈마 형성부(36)는 가공 챔버(32)내의 상측에 플레이트 형태의 전극(36a)과, 상기 전극(36a)으로 파워를 인가하는 R.F 파워 제공부(36b)로 구성된다. 따라서 상기 가공 챔버(32)에 제공되는 식각 가스를 플라즈마 상태로 형성할 수 있다. 또한, 상기 척(34)으로 바이어스 파워를 인가시키는 바이어스 파워 제공부(38)를 더 구비하여, 상기 플라즈마에 방향성을 제공하여 상기 식각의 효율성을 높일 수 있다.
가공 챔버(32) 일측에 설치되고, 상기 식각 중에 방출되는 광을 상기 가공 챔버(32)의 외부로 투과시키는 식각 종말점 검출창(10)과, 상기 식각 종말점 검출창(10)을 통해 투과되는 광의 파장을 검출하는 검출부(40)를 더 구비한다. 상기 식각 종말점 검출창(10)은 상술한 바와 같이, 식각 중에 발생한 광의 이동 경로가 되는 관통홀(12a)을 갖는 본체(12)와, 상기 본체(12)에서 광이 투과되어 나가는 부위에 밀착되고, 석영으로 형성되어 상기 광을 가공 챔버(32)의 외부로 투과시키는 캡핑부(14)로 구성된다. 그리고 상기 본체(12)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성된다. 상기 캡핑부(14)는 상기 가공 챔버에서 식각을 수행할 때 방출되는 광을 투과시키고, 플라즈마 이온들은 상기 검출부(40)에 제공되지 못하도록 차단한다. 따라서 상기 캡핑부(14)에 의해 상기 플라즈마 이온으로부터 상기 검출부(40)가 보호된다.
상기 검출부(40)는 상기 광의 파장을 검출하여 상기 식각이 이루어지는 막의식각 종말점(end point)을 검출(detecting)하는 기능을 갖는다.
도 5는 도 4에 도시한 식각 장치에서 검출부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 상기 검출부(40)는 상기 가공 챔버에 체결되어 있는 식각 종말점 검출창(10)과 연결되고, 상기 식각 종말점 검출창(10)을 통해 투과된 광을 이동시키는 광 케이블(40a)이 구비된다. 상기 광 케이블(40a)상에는 상기 검출에 사용되는 파장 대역의 광 만을 통과시키는 광학 필터(40b)를 구비한다. 그리고, 상기 광학 필터(40b)를 통과한 광을 분광시키는 분광기(40c)를 구비한다. 상기 분광기(40c)에서 상기 광은 각 파장별로 분광된다. 상기 분광기(40c)를 통과한 광에서 특정 파장을 증폭시킨 후 전기적 신호로 변환하는 PMT(40d, photomultiplier tube)로 구성된다. 상기 PMT(40d)에서 전압의 변화를 판단함으로서, 기판 상의 막의 식각 종말점을 검출할 수 있다. 즉, 식각하고자 하는 소정의 막이 전부 식각되면 하부막의 식각이 수행된다. 상기 하부막의 식각이 수행되면, 상기 식각 시에 방출되는 광의 파장이 이전의 막이 식각될 때와는 달라진다. 그 결과 상기 PMT(40d)에서 전압의 변화가 생기므로, 상기 전압의 변화에 의해 식각 종말점를 검출할 수 있는 것이다.
상기 설명한 바와 같은 구성을 갖는 식각 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 방법을 설명하고자 한다.
먼저, 다층막이 형성되어 있는 기판을 척(34)의 상부면에 올려놓는다. 상기 최상층 막의 상부면에는 식각 마스크로서 포토레지스트 패턴이 형성되어 있다. 그리고, 가공 챔버(32)를 상기 최상층 막을 식각하기 위한 공정 분위기로 조성한다. 즉, 가공 챔버(32)내에 식각 가스를 제공하고, 상기 가공 챔버(32)의 상부 전극(36a)에 파워를 인가한다. 그리고 상기 척(34)에도 바이어스 파워(38)를 인가한다. 또한, 가공 챔버 내부에 소정의 압력 및 온도를 갖도록 조성한다.
그러면, 상기 식각 가스가 해리되어 플라즈마 상태로 형성하고, 상기 플라즈마 상태의 플라즈마 이온들이 기판 상의 막과 반응하여 식각이 수행된다. 상기 식각의 수행 시에 상기 막과 상기 플라즈마 이온이 반응하면서 반응 부산물로 광을 방출하게 되고, 이 때 방출하는 광은 상기 플라즈마 이온과 반응하는 막에 따라 파장이 달라진다. 그러므로, 상기 식각 중에 방출하는 광을 식각 종말점 검출창(10)을 통해 투과시키고, 상기 검출부(40)에서 상기 광의 파장을 검출하여 식각 종말점을 검출한다.
상기 식각 종말점 검출창(10)은 광이 투과되어 나가는 부위에 밀착되는 캡핑부(14)만이 석영으로 형성되고, 본체(12)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되므로, 종래에 전체가 석영으로 형성되는 식각 종말점 검출창에 비해 상대적으로 내마모성 및 거칠기(roughtness)가 양호하다. 이에 따라 식각 중에 형성되는 플라즈마 이온과 상기 식각 종말점 검출창(10)이 충돌하면서 상기 식각 종말점 검출창(10)의 표면이 손상되는 것을 최소화 할 수 있다. 때문에 상기 식각 종말점 검출창(10)이 손상되면서 발생하는 파티클이 상기 식각이 수행되는 기판상에 안착하여 발생하는 브릿지 등과 같은 불량이 최소화되고, 식각 종말점 검출창(10)의 교환 주기가 증가되어 반도체 장치의 제조 시에 원가 감소의 효과가 있다.
파티클 검사
도 6 내지 도 7은 종래의 식각 장치 및 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 장치를 사용하여 각각 식각 공정을 수행한 후, 파티클의 발생 정도를 비교한 그래프도이다.
구체적으로, 가공 챔버의 측벽에 종래의 식각 종말점 검출창이 체결되어 있는 식각 장치를 사용하여 기판상의 막을 식각하고, 파티클의 발생 정도를 검사하였다. 그리고, 가공 챔버의 측벽에 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창이 체결되어 있는 식각 장치를 사용하여 기판상의 막을 식각하고, 파티클의 발생 정도를 검사하였다. 상기 파티클 검사는 공정이 진행된 각각의 로트에서 하나의 웨이퍼를 샘플링하여 수행하였다. 상기 각각의 식각 장치는 동일한 장치를 사용하고, 다만 식각 종말점 검출창만을 교환하였다. 또한 두 대의 동종의 식각 장치에서 상기 설명한 바와 같이 검사를 수행하였다.
도 6 내지 도 7에 도시된 그래프에서 X축의 I에 해당되는 데이터는 종래의 식각 종말점 검출창을 채용한 후 수득한 것이고, X축의 II에 해당되는 데이터는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창을 채용한 후 수득한 것이다.
상기 그래프에서 하나의 점은 각 웨이퍼 로트에서 샘플링된 하나의 웨이퍼 상에 발생된 스크래치 개수를 의미한다. 즉, 상기 하나의 점은 하나의 웨이퍼 로트를 대표하는 데이터이다. 도시된 바대로, 종래의 식각 종말점 검출창을 체결한 식각 장치를 사용한 경우는, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창이 체결된 식각 장치를 사용한 경우에 비해 파티클이 발생이 많았다. 특히, 종래의 식각종말점 검출창을 체결한 식각 장치를 사용한 경우는 주기적으로 파티클의 발생이 증가됨을 알 수 있었다. 이는 종래의 식각 종말점 검출창을 체결하고 계속적으로 식각을 수행하면, 어느 시점부터 상기 식각 종말점 검출창이 손상되면서 기판상에 파티클을 유발함을 말해준다.
파티클 검사로트 (개) 정상 로트(개) 파티클발생로트(개) 정상로트율(%)
종래 식각 장치 #1(도4) 191 166 25 86%
종래 식각 장치 #2(도5) 38 16 22 42%
합 계 229 182 47 78%
본발명의 식각 장치 #1(도4) 31 27 4 87%
본발명의 식각 장치 #2(도5) 34 32 2 94%
합 계 65 59 6 91%
도 6 내지 도 7의 그래프도를 상기 표 1을 참조하여 설명하고자 한다.
표 1에서 정상 로트는 각 로트에서 샘플링된 하나의 웨이퍼에서의 파티클을 측정하였을 때 상기 웨이퍼 상에서 검출된 파티클의 개수가 20개 이하인 로트(Lot)이다. 이 때 상기 종래의 식각 종말점 검출창이 체결된 식각 장치에서 진행된 로트는 정상 로트가 약 78%인 반면에, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창이 체결된 식각 장치에서 진행된 로트는 정상 로트가 약 91%로 증가되었다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 종말점 검출창을 체결함으로서 식각 중에 발생하는 파티클을 감소시킬 수 있음을 말해준다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 식각 장치의 일측에 체결되는 식각 종말점 검출창을 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성되고, 광이 투과되어 나가는 부위만이 석영유리로 캡핑하여 식각 시에 기판에 파티클이 발생되는 것을 최소화한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 식각 장치에서 식각 공정이 수행되는 가공 챔버의 일측에 체결되고, 식각 중에 방출되는 광의 이동 경로가 되는 하나의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀로 이동한 광이 외부로 나가는 부위에 소정의 물체를 삽입시키기 위한 슬라이드 홈을 구비하고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 본체; 및
    상기 본체의 관통홀로 이동한 광이 상기 본체를 경유하여 나가는 부위에 밀착되도록, 상기 슬라이드 홈에 삽입되어 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되고, 석영(quartz)으로 이루어져 상기 광을 상기 가공 챔버의 외부로 투과시키는 캡핑부를 구비하는 것을 특징으로 하는 식각 장치에 포함되는 식각 종말점 검출창.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체는 표면에 산화 알루미늄(Al2O3) 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 식각 장치에 포함되는 식각 종말점 검출창.
  3. 제1항에 있어서, 상기 본체의 외측벽에는 상기 가공 챔버에 상기 본체를 고정시키기 위한 제1 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 식각 종말점 검출창.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 슬라이드 홈은, 상기 광이 경유하여 나가는 관통홀의 소정 지름에서부터 상기 본체 하부면의 가장자리의 소정 부위까지 연장되는 제2 홈 및 상기 제2 홈의 측면으로부터 수직 방향으로 형성되어 상기 캡핑부를 삽입시키는 제3 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 식각 장치에 포함되는 식각 종말점 검출창.
  6. 기판 상에 형성되어 있는 막들을 식각하여 설정된 패턴을 형성하기 위한 가공 챔버;
    상기 가공 챔버의 일측에 체결되고, 식각 장치에서 식각 공정이 수행되는 가공 챔버의 일측에 체결되고, 식각 중에 방출되는 광의 이동 경로가 되는 하나의 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀로 이동한 광이 외부로 나가는 부위에 소정의 물체를 삽입시키기 위한 슬라이드 홈을 구비하고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 본체 및 상기 본체의 관통홀로 이동한 광이 상기 본체를 경유하여 나가는 부위에 밀착되도록, 상기 슬라이드 홈에 삽입되어 상기 본체에 착탈 가능하게 설치되고, 석영(quartz)으로 이루어져 상기 광을 상기 가공 챔버의 외부로 투과시키는 캡핑부를 포함하는 식각 종말점 검출창; 및
    상기 식각 종말점 검출창을 투과한 광의 파장을 검사하여 식각 종말점을 검출하는 검출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 식각 장치.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 본체는 표면에 산화 알루미늄 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 식각 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 식각 종말점 검출창에는 상기 투과된 광을 상기 검출부로 전달하기 위한 광 케이블이 연결되는 것을 특징으로 하는 식각 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 검출부는 특정 파장을 통과시키는 광학 필터, 분광기, 및 특정 파장을 증폭한 후 전기적 신호로 변환하는 PMT(photomultiplier tube)를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조에 사용되는 식각 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104733276B (zh) * 2013-12-20 2017-05-03 昆山国显光电有限公司 刻蚀机的窗口遮挡装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63142634A (ja) * 1986-12-05 1988-06-15 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体製造装置
JPH01233492A (ja) * 1988-03-15 1989-09-19 Fujitsu Ltd 平板型表示装置の駆動方法
JPH08306666A (ja) * 1995-05-02 1996-11-22 Sony Corp ドライエッチング装置
KR19980067037U (ko) * 1997-05-22 1998-12-05 문정환 반도체 건식각장비의 박막 종말점검출기용 윈도우 어셈블리
JPH11233492A (ja) * 1998-02-06 1999-08-27 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置のプラズマ光の検出窓
KR19990076250A (ko) * 1998-03-30 1999-10-15 김영환 반도체 제조용 식각장치의 엔드 포인트 윈도우
KR20000009155U (ko) * 1998-10-31 2000-05-25 김영환 반도체 식각장비의 식각 종말점 검출 포트

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59147433A (ja) * 1983-02-14 1984-08-23 Hitachi Ltd エツチング装置
US4478173A (en) * 1983-04-18 1984-10-23 Energy Conversion Devices, Inc. Method and apparatus for sensing and controlling the intensity of energy in a deposition system
JPH0610356B2 (ja) * 1988-02-18 1994-02-09 松下電器産業株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ温度測定方法
US5288367A (en) * 1993-02-01 1994-02-22 International Business Machines Corporation End-point detection
US5759424A (en) * 1994-03-24 1998-06-02 Hitachi, Ltd. Plasma processing apparatus and processing method
JP3381407B2 (ja) * 1994-09-28 2003-02-24 ソニー株式会社 プラズマモニタ装置およびプラズマモニタ方法
US5683538A (en) * 1994-12-23 1997-11-04 International Business Machines Corporation Control of etch selectivity
US6071375A (en) * 1997-12-31 2000-06-06 Lam Research Corporation Gas purge protection of sensors and windows in a gas phase processing reactor
JP4162773B2 (ja) * 1998-08-31 2008-10-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置および検出窓
JP3709552B2 (ja) * 1999-09-03 2005-10-26 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63142634A (ja) * 1986-12-05 1988-06-15 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体製造装置
JPH01233492A (ja) * 1988-03-15 1989-09-19 Fujitsu Ltd 平板型表示装置の駆動方法
JPH08306666A (ja) * 1995-05-02 1996-11-22 Sony Corp ドライエッチング装置
KR19980067037U (ko) * 1997-05-22 1998-12-05 문정환 반도체 건식각장비의 박막 종말점검출기용 윈도우 어셈블리
JPH11233492A (ja) * 1998-02-06 1999-08-27 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置のプラズマ光の検出窓
KR19990076250A (ko) * 1998-03-30 1999-10-15 김영환 반도체 제조용 식각장치의 엔드 포인트 윈도우
KR20000009155U (ko) * 1998-10-31 2000-05-25 김영환 반도체 식각장비의 식각 종말점 검출 포트

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