KR100476460B1 - 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법 및 그 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법은, 플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정이 진행되는 플라즈마 공정챔버를 접지시키고, 공정 진행 중에 상기 접지를 통하여 흐르는 전류를 측정하여 기준값 이상일 때에는 비정상상태로 판단하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 플라즈마 안정화에 따른 공정신뢰성을 도모할 수 있고, 장비의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 위험도 감소시킬 수 있다.

Description

플라즈마 공정챔버 모니터링 방법 및 그 시스템{Plasma prcess chamber monitoring method and system used therefor}

본 발명은 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 특히 플라즈마 공정챔버에서 아킹(arcing)이 발생하지 않도록 하는 플라즈마 공정챔버 모니터팅 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정을 진행하기 위해서는 플라즈마를 발생시키기 위하여 고주파 전력의 인가가 필요하다. 이 때, 공정챔버를 플로팅(floating) 상태 그대로 두면 이러한 고주파 전력의 인가에 의하여 공정챔버에 전하(charge)가 쌓이게 되어 작업자 및 장비의 안정상 바람직하지 않다. 따라서, 일반적으로 공정챔버를 접지(grounding)시키며, 이 때 접지선은 임피던스가 작은 것을 사용한다.

공정챔버에 축적된 전하가 외부로 제대로 빠져나가지 못하면, 축적된 전하와 플라즈마 사이, 접지상태가 안좋은 부분과 축적된 전하 사이에서 미세 아킹(micro-arcing)이 발생하게 된다. 이렇게 되면, 플라즈마가 안정화되지 못하여 공정의 신뢰성이 떨어지며, 장비의 수명도 감소할 뿐만 아니라 이 장비를 작동시키는 작업자(operator)도 위험하게 된다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 플라즈마 공정챔버에서 전하의 축적에 의한 아킹이 발생하는 것을 방지할 수 있는 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 기술적 과제를 달성하는 데 적합한 플라즈마 공정챔버 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법은, 플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정이 진행되는 플라즈마 공정챔버를 접지시키고, 공정 진행 중에 상기 접지를 통하여 흐르는 전류를 측정하여 기준값 이상일 때에는 비정상상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 공정챔버 모니터링 시스템은; 플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정이 진행되며 전기적으로 접지되는 플라즈마 공정챔버; 상기 접지로 흐르는 전류를 검출하도록 설치되는 전류감지센서; 상기 전류감지센서에 연결되어 상기 전류감시센서에 의해 감지된 전류가 기준값 이상이면 이상신호를 출력하고, 기준값 이하이면 정상신호를 출력하는 PLC(Programmable Logic Controller); 상기 PLC에 연결되며 상기 PLC에서 출력되는 이상신호를 입력받은 경우에는 상기 플라즈마 공정챔버가 비정상상태에 있는 것으로 판단하여 상기 플라즈마 공정챔버에 플라즈마를 발생시키기 위해 인가되는 고주파 전력을 차단하거나 경고신호를 출력하도록 하는 중앙제어컴퓨터;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법 및 시스템을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 1을 참조하면, 플라즈마 공정챔버(10) 내에서는 HDP-CVD, PECVD, 건식식각 등 플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조공정이 진행되며 웨이퍼는 웨이퍼 지지대(20) 상에 놓여진다. 플라즈마를 형성시키기 위하여 플라즈마 공정챔버(10)에 설치되는 플라즈마 전극(미도시)에 고주파 전력을 인가하게 되는데, 이 때, 플라즈마 공정챔버(10)를 플로팅(floating) 상태 그대로 두면 이러한 고주파 전력의 인가에 의하여 플라즈마 공정챔버(10)에 전하(charge)가 쌓이게 되어 작업자 및 장비의 안정상 좋지않다. 따라서, 도시된 바와 같이 플라즈마 공정챔버(10)를 접지(grounding)시킨다.

접지를 통하여 빠져나가는 전류를 검출하기 위하여 전류감지센서(30)가 설치된다. 전류감지센서(30)로는 변류기(Current Transformer, CT) 또는 전류 검출기를 사용할 수 있다. 전류감지센서(30)는 DC 전류 뿐만 아니라 주파수가 있는 AC 전류 및 RF 전류등을 감지하여 RMS 값으로 전류값을 읽는다.

PLC(Programmable Logic Controller, 40)는 전류감지센서(30)에 연결되도록 설치되며, 전류감시센서(30)에 의해 감지된 전류가 기준값, 예컨대 1A 이상이면 이상신호를 출력하고, 기준값 이하이면 정상신호를 출력한다.

중앙제어컴퓨터(50)는 PLC(40)에 연결되도록 설치되며, PLC(40)에서 출력되는 이상신호를 입력받은 경우에는 플라즈마 공정챔버(10)가 비정상상태에 있는 것으로 판단하여 플라즈마 공정챔버(10)에 플라즈마를 발생시키기 위해 인가되는 고주파 전력을 차단하거나 알림수단(60)을 통하여 경고신호를 출력하도록 한다.

중앙제어컴퓨터(50)는 하나의 플라즈마 공정챔버(10)에만 연결되는 것이 아니라 기타 전력소비장비와 연결될 수 있다.

도 2와 같이 플라즈마 공정챔버(10)는 챔버 프레임(15)에 의해 지지되는 경우가 있다. 이 때에는 챔버 프레임(15)의 GND 막대(17)를 통하여 챔버 프레임(15)을 접지시키면 사실상 플라즈마 공정챔버(10)가 접지되는 상태가 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 플라즈마 공정챔버를 접지시키고, 공정 진행 중에 상기 접지를 통하여 흐르는 전류를 측정하여 모니터링 함을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 플라즈마 안정화에 따른 공정신뢰성을 도모할 수 있고, 장비의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 위험도 감소시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법 및 시스템을 설명하기 위한 개략도들이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >

10: 플라즈마 공정챔버 15: 챔버 프레임

17: GND 막대 20: 웨이퍼 지지대

30: 전류감지센서 40: PLC

50: 중앙제어컴퓨터 60: 알림수단

Claims (5)

1. 플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정이 진행되는 플라즈마 공정챔버를 접지시키고, 공정 진행 중에 상기 접지를 통하여 흐르는 전류를 측정하여 기준값 이상일 때에는 비정상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준값이 1A 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법.
3. 플라즈마를 이용한 반도체소자 제조공정이 진행되며 전기적으로 접지되는 플라즈마 공정챔버;

   상기 접지로 흐르는 전류를 검출하도록 설치되는 전류감지센서;

   상기 전류감지센서에 연결되어 상기 전류감시센서에 의해 감지된 전류가 기준값 이상이면 이상신호를 출력하고, 기준값 이하이면 정상신호를 출력하는 PLC;

   상기 PLC에 연결되며 상기 PLC에서 출력되는 이상신호를 입력받은 경우에는 상기 플라즈마 공정챔버가 비정상상태에 있는 것으로 판단하여 상기 플라즈마 공정챔버에 플라즈마를 발생시키기 위해 인가되는 고주파 전력을 차단하거나 경고신호를 출력하도록 하는 중앙제어컴퓨터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버 모니터링 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 전류감지센서가. 변류기(Current Transformer, CT) 또는 전류 검출기인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버 모니터링 시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 기준값이 1A 인 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정챔버 모니터링 방법.