KR100559620B1 - 식각 장비의 파티클 모니터링 방법 - Google Patents

식각 장비의 파티클 모니터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식각 장비의 파티클 모니터링 방법에 관한 것으로, 챔버 내의 캐소드(cathode) 위에 유니폴라형 정전척이 위치하며, 정전척 상에 파티클 체크용 웨이퍼를 로딩(loading)하는 단계; 파티클 체크용 웨이퍼가 로딩된 후, 챔버의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 불활성 기체 가스를 플로우(flow)시키는 단계; 유니폴라형 정전척 상에 헬륨 플로우 라인을 통해 플로우되는 헬륨(He) 가스인 웨이퍼 백 사이드 쿨링 가스(backside cooling gas)를 플로우 하여 정전척 외부와 내부의 파티클 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클이 챔버 내로 유입되어 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되어 파티클을 모니터링하는 단계를 포함한다. 따라서, 파티클로 인한 챔버 내의 결점을 줄일 수 있는 효과가 있다.
건식 식각, 유니폴라형 정전척, 파티클 모니터, 아르곤 가스, 헬륨 가스

Description

식각 장비의 파티클 모니터링 방법{METHOD FOR MONITORING PARTICLE IN ETCH DEVICE}
도 1은 종래 식각 장비의 파티클 모니터링 방법을 수행하기 위한 도면이며,
도 2는 본 발명에 따른 식각 장비의 파티클 모니터링 방법을 수행하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 캐소드 20 : 정전척
30 : 파티클 체크용 웨이퍼 40 : 아르곤(Ar) 가스
50 : 챔버의 위쪽(dome) 60 : 챔버의 측면(wall)
70 : 헬륨 플로우 라인 80 : 헬륨(He) 가스
본 발명은 식각 장비의 파티클 모니터링 방법에 관한 것으로, 특히 유니폴라형 정전척(ESC)을 갖춘 건식 식각(dry etch) 장비에 있어서, 챔버 내부의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 발생되는 파티클 및 챔버 내부의 웨이퍼가 놓이는 아래쪽 파티클을 동시에 모니터링할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 식각 장비는 건식 및 습식 식각 장비로 구분되며, 이중 건식 식각 장비는 내부적으로 발생되는 파티클의 량이 많아짐에 따라 식각시 많은 결점(defect)을 발생하게 한다.
도 1을 참조하면, 도 1은 종래 식각 장비의 파티클 모니터링 방법을 수행하기 위한 도면이다.
즉, 챔버 내의 캐소드(cathode)(10) 위에 유니폴라형 정전척(20)이 위치하며, 이 정전척(20) 상에 파티클 체크용 웨이퍼(30)를 로딩(loading)한다.
이후, 챔버의 측면(wall)(60)이나 위쪽(dome)(50)에서 프로세스(process)에 사용되는 가스, 즉 메탈 식각 장비에서는
Figure 112003003878014-pat00001
가스(35)가 플로우(flow)되는 분위기 상태에서 발생되는 파티클을 모니터링을 진행한다.
그러나, 상술한 모니터링 방법으로는 정전척 외부와 내부의 파티클 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클을 모니터링 할 수 없어 파티클로 인한 챔버 내의 결점을 줄일 수 없게 되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 유니폴라형 정전척(ESC)을 갖춘 건식 식각(dry etch) 장비에서 챔버 내부의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 발생되는 파티클과, 챔버 내부의 웨이퍼가 놓이는 아래쪽 파티클, 즉 정전척 외부와 내부 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클을 동시에 모니터링하여 파티클로 인한 챔버 내의 결점을 없앨 수 있도록 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에서 식각 장비의 파티클 모니터링 방법은 챔버 내의 캐소드(cathode) 위에 유니폴라형 정전척이 위치하며, 정전척 상에 파티클 체크용 웨이퍼를 로딩(loading)하는 단계; 파티클 체크용 웨이퍼가 로딩된 후, 챔버의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 불활성 기체 가스를 플로우(flow)시키는 단계; 유니폴라형 정전척 상에 헬륨 플로우 라인을 통해 플로우되는 헬륨(He) 가스인 웨이퍼 백 사이드 쿨링 가스(backside cooling gas)를 플로우 하여 정전척 외부와 내부의 파티클 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클이 챔버 내로 유입되어 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되어 파티클을 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 식각 장비의 파티클 모니터링 방법을 수행하기 위한 도면이다.
즉, 챔버 내의 캐소드(cathode)(10) 위에 유니폴라형 정전척(20)이 위치하며, 이 정전척(20) 상에 파티클 체크용 웨이퍼(30)를 로딩(loading)한다.
파티클 체크용 웨이퍼(30)가 로딩된 후, 챔버의 측면(wall)(60)이나 위쪽(dome)(50)에서 프로세스(process)에 사용되는 가스를 불활성 기체인 아르곤(Ar) 가스(40)를 플로우(flow)시키고, 유니폴라형 정전척(20) 상에 웨이퍼 백 사이드 쿨링 가스(backside cooling gas)인 헬륨(He) 가스(80)를 헬륨 플로우 라인(70)을 통해 플로우한다.
여기서, 헬륨(He) 가스(80)를 유니폴라형 정전척(20) 상에 플로우하기 위해 파티클 체크용 웨이퍼가 청킹(chucking)되어야 하고, 웨이퍼를 청킹하기 위해 정전척(20)에 청킹 전압이 인가되어야 하며, 청킹 전압이 인가되기 위해서는 RF 파워(power)를 챔버 내의 파티클 체크용 웨이퍼(30)에 전달해 주어야 한다.
그리고, 파티클 체크용 웨이퍼(30)에 데미지(damage)를 주지 않으면서 RF 파워를 전달하기 위해 디커플드 플라즈마 소스(Decoupled Plasma Source, DPS) 방식의 소스 파워와 바이어스 파워에 1W 씩을 걸어주는 것이다.
이러한 방식으로, 파티클 체크 시에 웨이퍼 백 사이드 쿨링 가스인 헬륨 가스(80)를 턴-온(turn-on)시켜 정전척(20) 상에 헬륨 가스(80)를 플로우할 수 있는 것이다.
이때, 챔버 내부의 프로세스(process)에 아르곤(Ar) 가스(40)를 플로우(flow)해줄 경우, 웨이퍼 청킹(wafer chucking)이 완전하게 이루어지지 않아 웨이퍼 백 사이드 헬륨 리크(leak)가 다량으로 유발됨으로써, 정전척(20) 외부와 내부의 파티클 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클이 챔버 내로 유입되어 파티클 체크용 웨이퍼(30) 상에 흡착되어 파티클을 모티터링 할 수 있는 것이다.
그리고, 파티클 체크용 웨이퍼(30) 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 조건으로서, 챔버 압력은 8∼10mT이고, 소스 및 바이어스 RF 파워는 1/1W이며, 가스는 아르곤 30∼70sccm이며, ESC 청킹 전압은 1800∼2000V이며, 백 사이드 헬륨 압력은 10T이며, 시간은 30sec이다.
상기와 같이 설명한 본 발명은 유니폴라형 정전척(ESC)을 갖춘 건식 식각(dry etch) 장비에서 챔버 내부의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 발생되는 파티클과, 챔버 내부의 웨이퍼가 놓이는 아래쪽 파티클, 즉 정전척 외부와 내부 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클을 동시에 모니터링함으로써, 파티클로 인한 챔버 내의 결점을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 식각 장비의 파티클 모니터링 방법에 있어서,
    챔버 내의 캐소드(cathode) 위에 유니폴라형 정전척이 위치하며, 상기 정전척 상에 파티클 체크용 웨이퍼를 로딩(loading)하는 단계;
    상기 파티클 체크용 웨이퍼가 로딩된 후, 상기 챔버의 측면(wall)이나 위쪽(dome)에서 불활성 기체 가스를 플로우(flow)시키는 단계;
    상기 유니폴라형 정전척 상에 헬륨 플로우 라인을 통해 플로우되는 헬륨(He) 가스인 웨이퍼 백 사이드 쿨링 가스(backside cooling gas)를 플로우 하여 상기 정전척 외부와 내부의 파티클 및 캐소드 단에서 발생되는 파티클이 챔버 내로 유입되어 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되어 파티클을 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불황성 기체 가스는 아르곤(Ar) 가스인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 헬륨(He) 가스를 상기 유니폴라형 정전척 상에 플로우하기 위해 파티클 체크용 웨이퍼가 청킹(chucking)되어야 하고, 상기 웨이퍼를 청킹하기 위해 정전척에 청킹 전압이 인가되어야 하며, 상기 청킹 전압이 인가되기 위해서는 RF 파워(power)를 상기 파티클 체크용 웨이퍼에 전달해 주어야 하는 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RF 파워는 파티클 체크용 웨이퍼에 데미지(damage)를 주지 않으면서 전달하기 위해 디커플드 플라즈마 소스(DPS) 방식의 소스 파워와 바이어스 파워에 1W 씩을 걸어주는 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 챔버 압력은 8∼10mT인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 소스 및 바이어스 RF 파워는 1/1W인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 아르곤 가스는 30∼70sccm인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 ESC 청킹 전압은 1800∼2000V인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 백 사이드 헬륨 압력은 10T인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 파티클 체크용 웨이퍼 상에 흡착되는 파티클을 모티터링하기 위한 시간은 30sec인 것을 특징으로 하는 식각 장비의 파티클 모니터링 방법.
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