KR100578135B1 - 식각 중단점을 결정하는 방법 - Google Patents

식각 중단점을 결정하는 방법 Download PDF

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Abstract

식각 중단점을 결정하는 방법이 제공된다. 이 방법은 식각 중단 조건을 설정한 후, 플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하면서, 상기 식각 중단 조건이 만족될 때까지 상기 플라즈마의 광도를 소정의 시간을 주기로 반복하여 측정하는 단계를 포함한다. 이때, 측정된 광도에 대한 자료를 기준으로 교란 현상이 발생할 경우, 측정된 광도를 보정한다. 상기 식각 중단 조건이 만족되는지에 대한 판단은 보정된 광도를 기준으로 이루어진다.

Description

식각 중단점을 결정하는 방법{Method For End-Point Detection}
도 1은 종래 기술에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 작업 순서도이다.
도 2는 일반적인 플라즈마 식각 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 작업 순서도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법이 적용될 수 있는 플라즈마 식각 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명은 박막 식각 방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 장치의 제조를 위한 건식 식각 공정에서 식각 중단점을 결정하는 방법에 관한 것이다.
식각 공정(etching process)은 기판 상에 소정의 패턴을 형성할 수 있는 방법을 제공한다. 이에 따라, 상기 식각 공정은 일반적으로 미세한 패턴들로 구성되는 (반도체 소자와 같은) 정밀 장치(precision device)를 제조하기 위해 사용된다. 상기 식각 공정은 식각 방법에 따라, 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching)로 구분될 수 있다.
상기 습식 식각은 소정의 화학 용액(chemical solution)을 사용하여 소정의 물질막을 선택적으로 식각하는 방법이다. 이 방법은 통상적으로 복수개의 기판들을 동시에 처리할 수 있기 때문에 생산성이 크다. 하지만, 상기 습식 식각은 등방성 식각 특성을 갖기 때문에 미세한 패턴을 형성하기 위한 공정에는 부적절하다. 이에 따라, 상기 습식 식각은 증착 공정 전의 세정 또는 건식 식각에서 발생한 폴리머의 제거 등과 같이 제한된 용도로만 이용되는 추세이다.
반면, 상기 건식 식각은 상기 습식 식각과 달리 이방성 또는 등방성 식각 특성을 모두 가질 수 있다. 하지만, 상기 건식 식각은 일반적으로 플라즈마를 이용하여 소정의 박막을 식각하기 때문에, 식각되는 물질막 또는 그 아래의 하부 패턴들이 식각 손상을 입을 수 있다. 이러한 식각 손상을 줄이고 나아가 더 우수한 품질의 패턴을 형성하기 위해서는, 하부 패턴들에 대한 식각 손상을 줄이면서 목적한 막(target layer) 만을 선택적으로 식각할 수 있어야 한다. 식각 공정이 중단되어야 하는 시점을 의미하는 식각 중단점(end-point of etching process)은 이러한 식각 공정의 정밀한 제어를 위해 중요한 공정 변수이다.
상기 식각 중단점이 상기 목적한 막이 제거되어 상기 하부 구조가 노출되는 시점으로 설정될 경우, 상기 식각 중단점을 결정하는 방법은 일반적으로 하부 구조가 노출될 때 나타나는 굴절률 및 반사도 등의 변화 또는 이에 따른 플라즈마의 광도의 변화와 같은 광학적 특성을 모니터링하는 방법이 사용될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 작업 순서도이다.
도 1을 참조하면, 소정의 물질막이 형성된 기판을 식각 챔버의 내부로 로딩한 후(S1), 식각 공정의 제어를 위해 요구되는 다양한 공정 조건들을 설정한다(S2). 상기 공정 조건에는 상기 식각 중단점을 결정하기 위한, 식각 중단 조건도 포함된다. 이어서, RF 전력을 인가하여 식각 플라즈마를 생성한다(S3). 상기 플라즈마의 광도(luminous intensity)를 상기 식각 챔버의 외부에 배치된 소정의 광학 장치를 이용하여 측정한다(S4). 상기 측정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시킬때까지, 소정의 시간 간격마다 상기 광도 측정을 반복적으로 실시한다(S5). 상기 식각 중단 조건이 만족되면 상기 RF 전력을 차단하여 상기 식각 공정을 중단한 후(S6), 상기 기판을 상기 식각 챔버의 외부로 언로딩한다(S7).
하지만, 상기 플라즈마로부터 측정되는 광학적 특성들은 다양한 원인에 의해 교란(disturb)될 수 있다. 따라서, 이러한 교란 현상(disturbance)은 상기 플라즈마의 광학적 특성에 기초하여 이루어지는 식각 중단점에 대한 결정 과정을 왜곡시킬 수 있다. 잘못 판단된 식각 중단점은 식각 공정의 불완전한 완료와 같은 제품 불량을 초래할 수 있다. 따라서, 교란 현상에 의해 식각 중단점이 잘못 판단되는 것을 예방할 수 있는 기술이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 교란 현상에 의해 식각 중단점에 대한 판단이 왜곡되는 것을 예방할 수 있는 식각 중단점의 결정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 교란 현상과 식각 중단점에서 나타나는 현상을 구분할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 올바른 식각 중단점을 결정하기 위해, 교란 현상에 의해 나타나는 비정상적 측정 결과를 보정할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위하여, 본 발명은 교란 현상을 구분하는 단계를 포함하는 식각 중단점의 결정 방법을 제공한다. 이 방법은 식각 중단 조건을 설정하고, 플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하고, 상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하고, 소정의 단위 시간 후에 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정한 후, 교란 현상이 발생하였는지를 판별하는 단계를 포함한다. 이후, 측정된 광도를 보정하고, 상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하여, 상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시한다.
상기 식각 중단 조건에는 상기 보정된 광도의 시간 변화율 또는 상기 보정된 광도의 변화값에 대해 규정하는 소정 크기들이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 교란 현상이 발생했는지를 판별하는 단계는 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이와 소정의 기준 값을 비교하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 측정된 광도를 보정하는 단계에서, 상기 제 1 및 제 2 광도들 사이의 차이가 상기 기준 값보다 크거나 같을 경우에는, 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이를 누적하는 보정치를 설정하고, 상기 제 2 광도에서 상기 보정치를 뺀 크기를 상기 보정된 광도로 설정한 후, 상기 제 2 광도를 상기 제 1 광도의 새로운 값으로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 교란 현상이 발생했는지에 대한 판단은 상기 플라즈마의 광도 측정에 영향을 주는 상기 플라즈마 식각 장치의 부품의 운동과 연관하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 측정된 광도를 보정하는 단계는 상기 부품이 움직인 경우에 실시될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한 층이 다른 층 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
도 2는 일반적인 플라즈마 식각 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 식각 장치(100)는 식각 공정 동안 기판이 놓이는 기계 장치(a workpiece holder)인 척(chuck, 110)을 구비한다. 상기 척(110)은 정전기적(electrostatic),기계적(mechanical),고정쇠(clamping),진공(vacuum) 등과 같은, 다양한 고정 기술(chucking technique)을 이용할 수 있다. 식각 공정 동안, 상기 척(110)에는 소정의 (예를 들면, 약 2MHz 내지 약 27 MHz의) 주파수를 갖는 RF 전력이 공급될 수 있다.
상기 척(110)의 상부에는 상부 덮개(upper housing, 120)가 배치되고, 상기 상부 덮개(120)의 하부에는 상부 전극(upper electrode, 140) 및 배플(baffle, 130)이 부착된다. 상기 척(110)과 상기 상부 전극(140) 사이에는 상기 배플(130)을 통해 공급되는 공정 가스들이 유입된다. 유입된 공정 가스들은 상기 RF 전력에 의해 이온화되어 식각 플라즈마(etching plasma, 99)를 형성한다.
상기 상부 덮개(120)의 아래에는 상기 척(110)을 둘러싸는 하부 덮개(lower housing, 150)가 연결된다. 상기 공정 가스들은 상기 하부 덮개(150)와 상기 척(110) 사이에 배치되는 소정의 배기 장치(도시하지 않음)를 통해, 식각 챔버의 외부로 방출된다.
한편, 상기 상부 덮개(120)에는 상기 식각 플라즈마(99)를 효과적으로 가두기 위한 한정 링(confinement ring, 180)이 연결될 수 있다. 상기 한정 링(180)은 상기 척(110)의 테두리 상부에 배치된다. 결과적으로, 상기 한정 링(180)은 상기 척(110)의 상부 영역과 상기 배기 장치 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 척(110) 의 상부 영역에서의 상기 공정 가스 압력은 상기 한정 링(180)에 의해 조절될 수 있다. 이러한 조절을 위해, 상기 한정 링(180)은 상부 한정 링(upper confinement ring, 181) 및 상하로 움직일 수 있는 하부 한정 링(lower confinement ring, 182)으로 구성될 수 있다. 상기 상부 덮개(120)의 상부에는, 상기 하부 한정 링(182)의 상하 운동을 가능하게 하는 캠(170)이 배치된다. 상기 하부 한정 링(182)의 상하 운동은 상기 공정 가스의 압력을 조절함으로써 식각 공정의 특성을 개선한다.
상기 상부 덮개(120)와 상기 하부 덮개(150) 사이에는 상기 식각 플라즈마(99)를 관찰할 수 있는 창들(windows, 200, 205)이 형성된다. 상기 창(200)의 외부에는 상기 플라즈마(99)의 광학적 성질을 측정할 수 있는 소정의 광학 장치(190)가 배치된다. 상기 광학 장치(190)에서 측정된 상기 플라즈마(99)의 광학적 특성은 식각 중단점을 판단하기 위한 자료로 이용된다. 하지만, 상기 하부 한정 링(182)의 상하 운동은 상기 광학 장치(190)에 입사되는 상기 플라즈마(99)의 광속(light flux)을 변화시키기 때문에 식각 중단점에 대한 판단을 왜곡시킬 수도 있다.
상기 한정 링(180)은 식각 중단점에 대한 판단을 왜곡시키는 교란 원인들 중에서, 인과 관계가 본 발명의 발명자에 의해 밝혀진 일 예일 뿐이다. 즉, 상기 왜곡은 인과 관계가 밝혀지지 않은 경우를 포함하는 다른 다양한 원인들에 의해 가능하다.
도 3은 교란에 따른 영향을 배제하는 과정을 포함하는, 본 발명의 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법을 설명하기 위한 작업 순서도이다.
도 3을 참조하면, 소정의 물질 막이 형성된 기판을 플라즈마 식각 챔버 내로 로딩한 후(S10), 식각 공정을 통제하기 위한 다양한 공정 조건들을 설정한다(S20). 상기 공정 조건들에는 상기 식각 중단점을 결정하기 위한 식각 중단 조건(etch-stop condition) 및 교란 현상(disturbance)이 발생했는지를 확인하기 위한 기준 값(standard value) 등이 포함될 수 있다. 이어서, 상기 RF 전력을 인가하여 식각 플라즈마를 생성한 후(S30), 상기 플라즈마의 광도(luminous intensity, 이하 intensity)를 측정한다(S40). 상기 측정된 광도는 소정의 제어 장치(controller)에 수치적으로 기록되어, 플라즈마 광도에 대한 자료(data)를 구성한다. 상기 기록된 광도 자료는 후속 단계에서 이루어지는 교란 현상이 발생하였는지에 대한 판단 및 식각 중단점에 대한 판단을 위한 근거로서 이용될 수 있다.
이어서, 상기 측정되는 광도의 비정상적인 변화(abnormal variation), 즉 교란 현상이 상기 플라즈마의 광도를 측정하는 동안 발생하였는지 판단한다(S50). 여기서, 상기 식각 중단 조건 역시 상기 플라즈마의 광도 변화를 기초로 판단된다는 점에서, 상기 교란 현상이 발생하면 식각 중단점에 대한 판단은 왜곡된다. 따라서, 상기 교란 현상이 발생할 경우에는, 도 3에 도시한 것처럼, 측정된 광도의 비정상적 변화를 보정하여(S55), 보정된 광도(compensated intensity)를 기준으로 상기 식각 중단 조건이 만족되었는지 판단한다(S60). 또한, 상기 교란 현상이 발생하지 않은 경우에는, 보정없이 상기 식각 중단 조건이 만족되었는지 판단한다(S60). 하지만, 이전 순환 과정(preceding cycle)에서 상기 교란 현상이 한번이라도 발생했었다면, 상기 측정된 광도는 비정상적 변화의 누적된 크기에 상응하는 보정이 필요 하다. 이러한 누적 효과(accumulative effect)에 의한 보정에 대해서는 아래 도 4를 통해 더 자세히 설명한다.
상기 식각 중단 조건이 만족되지 않을 경우에는, 소정의 단위 시간마다 상기 광도를 측정하는 단계(S40)부터 반복하여 실시한다. 상기 식각 중단 조건이 만족되면, 상기 RF 전력을 차단하여 더 이상 상기 기판에 대한 식각이 이루어지지 않도록 한다(S70). 이어서, 상기 기판을 상기 플라즈마 식각 챔버의 외부로 언로딩한다(S80).
상기 식각 중단점을 판단하는 과정이 왜곡되지 않기 위해서는 상기 교란 현상과 상기 식각 중단 조건이 만족됨으로써 나타나는 현상을 구분할 수 있어야 한다. 상기 교란 현상은 다양한 원인(cause)에 의해 나타날 수 있지만, 도 2에서 설명한 것처럼, 일반적으로는 측정되는 결과와 원인 사이의 인과 관계(causality)가 명확한 경우와 그렇지 않은 경우로 구분될 수 있다. 상기 인과 관계가 불명확한 경우, 교란 현상의 발생은 (아래 도 4 및 도 5를 통해 설명되는 것처럼) 측정된 자료에 대한 분석을 통해 판단될 수 있다. 이에 비해, 인과 관계가 명확한 경우에는, 교란 현상의 발생은 (아래 도 6을 통해 설명되는 것처럼) 인과 관계를 근거로 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상기 인과 관계가 불명확한 경우에 교란 현상의 발생에 대한 판단 및 측정된 광도의 보정이 어떻게 이루어지는지를 자세히 설명하기 위한 공정 순서도이다. 논의의 편의를 위해, 도 3에서 설명한 식각 중단점의 결정 방법과 중복되는 내용은 생략한다.
도 4를 참조하면, 이 실시예에 따르면, 상기 공정 조건을 설정하는 단계(S20)는 소정의 기준 변화값 (standard variation, ΔI0)을 설정하고 및 보정치(compensation variable, cv)을 초기화(즉, cv=0)하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 기준 변화값은 교란 현상이 발생했는지를 판단하기 위한 광도의 변화값의 기준 크기이고, 상기 보정치는 상술한 비정상적 변화의 누적된 크기를 보정하기 위한 변수이다. 이어서, RF 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시킨 후(S30), 생성된 플라즈마의 광도를 측정한다(S40).
앞서 설명한 것처럼, 상기 플라즈마의 광도는 상기 식각 중단 조건이 만족될 때까지(S60), 소정의 단위 시간(Δt0)마다 반복적으로 측정되어 기록된다(S40). 이렇게 기록되는 플라즈마의 광도 자료에서, i번째 측정된 플라즈마의 광도를 Ii (i=1~n, 이때 n은 상기 식각 중단 조건이 만족되는 경우를 나타냄)라고 하면, Ii-Ii-1은 연속적으로 측정된 플라즈마의 광도들 사이의 변화, 즉 광도의 변화값(variation of intensity, ΔIi)을 나타낸다.
이 실시예에서, 교란 현상의 발생에 대한 판단은 상기 광도 변화값(ΔIi)와 상기 기준 변화값(ΔI0)을 비교하는 단계를 포함한다. 자세히 설명하면, 상기 광도 변화값(ΔIi)이 상기 기준 변화값(ΔI0)보다 큰 경우, i번째 측정된 광도는 교란에 의해 유발된 비정상적 변화로 해석된다. 이러한 해석은 상기 기준 변화값(ΔI0)의 크기를 적절하게 설정할 때 올바르게 될 수 있다. 이와 연관된 보다 상세한 설명은 소정의 시간마다 측정되어 기록된 플라즈마 광도에 대한 자료를 도시하는 아래 도 7을 참조하여 설명될 것이다.
도 7을 참조하면, 소정의 단위 시간(Δt0) (예를 들면, 200msec)마다 상기 플라즈마의 광도를 측정하였다. 이때, 참조 번호 "1"에 의해 지시되는 꺽은선 그래프(graph of broken line)은 보정없이 상기 측정된 광도 자료를 그대로 나타낸다. 이에 비해, 참조 번호 "2"의 꺽은선 그래프는 보정된 광도 자료를 나타낸다. 이때, 보정은 교란 현상이 발생한 시점(I)에서의 광도 변화를 무시하는 방식으로 이루어졌다. 이에 따라, 교란 현상이 발생한 시점(I) 이후, 상기 그래프 2는 상기 그래프 1의 평행 이동한 결과와 동일하다. 또한, 참조 번호 "3" 의 꺽은선 그래프는 i번째 단계에서 측정된 광도(Ii)와 이전 주기에서 측정된 광도(Ii-1)의 변화 비율((Ii -Ii-1)/(Ii+Ii-1)), 즉 광도의 변화율(ri)을 나타낸다.
한편, 도 7에서 참조 문자 "II"는 식각 중단 조건이 만족되는 시점인 식각 중단점(etching end-point)을 나타낸다. 상기 광도의 변화율(ri)은 상기 교란 현상이 발생한 시점(I)에서는 급격히 변했지만, 상기 식각 중단점(II) 근처에서는 완만하면서 지속적으로 변했다. 그 결과, 그래프 3에서, 상기 광도의 변화율(ri)은 단지 상기 교란 현상이 발생한 시점(I)에서만 소정의 기준 변화율(r0)보다 크다. 이 실시 예에서, 상기 기준 변화율은 0.3%였다. 따라서, 상기 교란 현상의 발생에 대한 판단은, 도 5에 도시한 것처럼, 상기 광도 변화율(ri)을 기준으로 이루어질 수 있다.
유사하게, 연속적으로 측정된 두 광도들 사이의 차이가 소정의 기준 변화값(ΔI0)보다 커지는 시점을 교란 현상이 발생한 시점으로 판단하는 방법 역시 가능하다. 이 방법은 도 4에서 채택하는 판단 방법이다. 이 두 방법들은 판단의 기준으로 선택되는 항목이 비율인가 차이인가에 따라 다른 실시예로 변형될 수 있지만, 판단을 위해 사용된 원리는 근본적으로 동일하다.
결과적으로, 상기 교란 현상의 발생에 대한 판단이 올바르게 이루어지기 위해서는, 상기 단위 시간(Δt0)과 상기 광도의 기준 변화율(r0) 또는 상기 단위 시간(Δt0)과 상기 광도의 기준 변화값(ΔI0)을 적절한 크기로 설정해야 한다. 이 크기들은 다양한 공정 조건들에 의해 영향을 받으므로, 경험적으로 결정될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 교란 현상이 발생하면, 상술한 것처럼, 교란 현상이 발생한 시점(I)에서의 비정상적인 광도 변화를 무시하는 방식으로 보정이 이루어진다(S55). 특히, 이러한 교란 현상이 여러 번 발생할 경우, 모든 교란 현상에 따른 효과들을 배제한 자료를 근거로 상기 식각 중단점을 판단해야 한다. 따라서, 교란에 따른 효과를 보정하기 위한 보정치들은 누적되어야 한다(S55). 또한, i번째 측정에서 교란 현상이 없어도, 1 ~ i-1번째의 순환 주기들 동안 교란 현상이 발생했었다면, i번째 측정된 광도는 누적된 보정치(cv)에 의해 보정되어야 한다(S57). 이 때, 보정된 광도(Ji)는 Ii-cv과 같다.
이후, 보정되거나 측정된 광도가 앞서 설정된 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 광도의 측정 단계(S40)에서부터 다시 반복하여 실시한다(S60). 상기 식각 중단 조건이 충족되면, 상기 RF 전력을 차단하여 상기 식각 공정을 중단한 후(S70), 상기 기판을 상기 플라즈마 식각 챔버로부터 언로딩한다(S80).
도 5는 도 4에서 설명한 실시예의 변형예이다. 이 변형예는 도 7에서 설명한 것처럼, 광도 변화율을 기준으로 교란 현상이 발생했는지를 판별한다(S45' S50'). 다른 모든 과정은 상기 도 4에서 설명한 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 식각 중단점의 결정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상기 인과 관계가 명확한 경우에 교란 현상의 발생에 대한 판단이 어떻게 이루어지는지를 자세히 설명하기 위한 공정 순서도이다. 논의의 편의를 위해, 앞서의 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 6을 참조하면, 교란 현상의 원인이 명확한 경우, 식각 중단점을 판단하기 위한 광도 자료는 원인 현상이 발생하는지를 모니터링 함으로써 용이하게 보정될 수 있다. 예를 들면, 도 2에서 설명된 것처럼, 상기 한정 링(180)의 상하 운동은 플라즈마 광도의 비정상적인 변화를 유발하는데, 이러한 비정상적인 변화는 상기 한정 링(180)의 위치가 변할 때 측정된 광도를 무시하는 방식을 통해 용이하게 보정될 수 있다.
이러한 보정을 위해서는, 도 8에 도시된 것처럼, 소정의 제어 장치(300)가 상기 한정 링(180) 및 상기 광학 장치(190)를 동시에(synchronously) 제어하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제어 장치(300)는 상기 한정 링(180)의 구동 장치인 상기 캠(170) 및 상기 광학 장치(190)에 전자적으로(electronically) 연결된다. 또한, 상기 제어 장치(300)는 상기 광학 장치(190)에서 측정된 상기 플라즈마 광도 자료를 저장, 보정 및 비교할 수 있는 기능을 갖는 전자적 수치 제어 장치이다. 이 경우, 상기 교란 현상의 발생 여부는 상기 캠(170) 및 상기 한정 링(180)의 위치가 변하였는지를 모니터링 함으로써 판단할 수 있다(S50").
도 9은 한정 링의 위치 변화와 측정된 광도 사이의 연관성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 9에서, 참조 번호 "4" 및 "6"에 의해 지시되는 두개의 그래프들은 상기 한정 링(180)의 위치를 나타내고, 참조 번호 "5" 및 "7"에 의해 지시되는 두개의 그래프들은 측정된 광도를 나타낸다. 도시된 것처럼, 그래프들 4와 5는 연동하고, 그래프들 6과 7은 연동한다. 따라서, 측정되는 상기 플라즈마의 광도는 상기 한정 링(180)의 위치 변화에 종속적이다. 결과적으로, 도 8에 도시한 장치의 경우, 도 6과 같이 상기 한정 링(180)의 위치 변화가 있었는지를 판단하여 보정 단계(S55)를 수행할 것인지를 결정할 수 있다.
다시 도 6과 관련하여, 교란 발생에 따른 후속 보정 등의 단계는 도 4의 설명과 동일하므로 생략한다.
본 발명에 따르면, 식각 중단점을 판단하기 전에, 교란 현상에 의해 유발된 변화를 보정하는 방법이 제시된다. 이에 따라, 식각 중단점은 교란 현상에 의해 유발된 비정상적인 변화의 효과가 제거된 측정 결과를 기준으로 판단될 수 있다. 그 결과 식각 중단점에 대한 잘못된 판단이 줄어들 수 있어, 우수한 제품의 제조가 가능하다.

Claims (10)

  1. 플라즈마 식각 장치의 식각 중단점 결정 방법에 있어서,
    식각 중단 조건을 설정하는 단계;
    플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 단계;
    상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하는 단계;
    소정의 단위 시간 후에, 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정하는 단계;
    교란 현상이 발생하였는지를 판별하는 단계;
    측정된 광도를 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식각 중단 조건은 상기 보정된 광도의 시간 변화율 또는 상기 보정된 광도의 변화값에 대해 규정하는 소정 크기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  3. 삭제
  4. 식각 중단 조건을 설정하는 단계;
    플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 단계;
    상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하는 단계;
    소정의 단위 시간 후에, 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정하는 단계;
    교란 현상이 발생하였는지를 판별하는 단계;
    측정된 광도를 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시하며,
    상기 교란 현상이 발생했는지를 판별하는 단계는 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이와 소정의 기준 값을 비교하는 단계를 포함하며,
    상기 측정된 광도를 보정하는 단계는
    상기 제 1 및 제 2 광도들 사이의 차이가 상기 기준 값보다 크거나 같을 경우에는, 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이를 누적하는 보정치를 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도에서 상기 보정치를 뺀 크기를 상기 보정된 광도로 설정하는 단계; 및
    상기 제 2 광도를 상기 제 1 광도의 새로운 값으로 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  5. 삭제
  6. 플라즈마 식각 장치의 식각 중단점 결정 방법에 있어서,
    식각 중단 조건을 설정하는 단계;
    플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 단계;
    상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하는 단계;
    소정의 단위 시간 후에, 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정하는 단계;
    교란 현상이 발생하였는지를 판별하는 단계;
    측정된 광도를 보정하는 단계; 및
    상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시하며,
    상기 교란 현상이 발생했는지를 판별하는 단계는 상기 플라즈마의 광도 측정에 영향을 주는 상기 플라즈마 식각 장치의 부품의 운동과 연관하여 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 측정된 광도를 보정하는 단계는
    상기 부품이 움직인 경우에는, 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이를 누적하는 보정치를 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도에서 상기 보정치를 뺀 크기를 상기 보정된 광도로 설정하는 단계; 및
    상기 제 2 광도를 상기 제 1 광도의 새로운 값으로 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  7. 기준 값 및 식각 중단 조건을 설정하는 단계;
    플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 단계;
    상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하는 단계;
    소정의 단위 시간 후에, 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 광도들 사이의 차이가 상기 기준 값보다 크거나 같을 경우에는, 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이를 누적하는 보정치를 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도에서 상기 보정치를 뺀 크기를 상기 보정된 광도로 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도를 상기 제 1 광도의 새로운 값으로 대체하는 단계; 및
    상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지를 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식각 중단 조건은 상기 보정된 광도의 시간 변화율 또는 상기 보정된 광도의 변화값에 대해 규정하는 소정 크기들을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단위 시간당 상기 기준 값은 상기 식각 중단 조건을 규정하는 상기 보정된 광도의 시간 변화율보다 큰 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
  10. 한정 고리를 갖는 플라즈마 식각 장치의 식각 중단점의 결정 방법에 있어서,
    식각 중단 조건을 설정하는 단계;
    플라즈마를 사용하여 기판 상에 형성된 박막을 식각하는 단계;
    상기 플라즈마의 광도를 측정하여 제 1 광도를 결정하는 단계;
    소정의 단위 시간 후에, 상기 플라즈마의 광도를 다시 측정하여 제 2 광도를 결정하는 단계;
    상기 한정 고리가 움직인 경우, 상기 제 2 광도와 상기 제 1 광도 사이의 차이를 누적하는 보정치를 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도에서 상기 보정치를 뺀 크기를 상기 보정된 광도로 설정하는 단계;
    상기 제 2 광도를 상기 제 1 광도의 새로운 값으로 대체하는 단계; 및
    상기 보정된 광도가 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지를 판별하는 단계를 포함하되,
    상기 식각 중단 조건을 만족시킬 때까지, 상기 제 2 광도를 결정하는 단계부터 상기 식각 중단 조건을 만족시키는지 판별하는 단계까지를 반복적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 식각 중단점의 결정 방법.
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