KR100829390B1 - HDP equipment with optic pad detector - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장비 중 HDP CVD 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an HDP CVD apparatus in semiconductor manufacturing equipment.

본 발명의 광감도 측정기가 부착된 HDP CVD 장치는 웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터, 상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터, 상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관, 상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서, 상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가스 공급관 및 상기 옵틱 패드 센서와 연결된 옵틱 케이블의 광감도를 체크하는 광감도 측정기를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.The HDP CVD apparatus equipped with the photosensitive meter of the present invention includes a process chamber in which a wafer deposition process is performed, an applicator connected to the process chamber and having a hole formed in an outer wall, an RF generator connected to the applicator to generate a plasma, and the inside of the applicator. Checks the light sensitivity of the cooling tube for cooling the generated high temperature, an optical pad sensor installed outside the applicator to detect plasma, a nitrogen gas supply pipe connected to the inside of the applicator through the hole, and an optical cable connected to the optical pad sensor. There is a technical feature in that it is made to include a photosensitivity meter.

따라서 본 발명의 습기제거 장치는 질소가스를 어플리케이터 내부에 공급하여 상기 어플리케이터 내벽과 외벽의 온도차로 발생된 습기를 없애므로 옵틱패드 센서가 플라즈마를 검출하는 데 발생되는 에러를 감소시켜 장비의 가동률이 향상되고, 옵틱케이블의 감도 저하로 인한 오동작을 예방하여 그로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, the moisture removal device of the present invention by supplying nitrogen gas into the applicator to eliminate the moisture generated by the temperature difference between the applicator inner wall and outer wall, thereby reducing the error generated by the optical pad sensor to detect the plasma to improve the operation rate of the equipment And, by preventing the malfunction due to the decrease in the sensitivity of the optical cable there is an effect that the productivity is improved.

습기제거, 질소가스, 광감도 측정기Moisture Removal, Nitrogen Gas, Light Sensitivity Meter

Description

광감도 측정기가 부착된 고밀도 플라즈마 화학기상 장치{HDP equipment with optic pad detector} HDPE equipment with optic pad detector             

도 1은 종래기술에 의한 플라즈마 빛을 감지하기 위한 HDP CVD 설비의 구성도.1 is a block diagram of a HDP CVD facility for detecting plasma light according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 광감도 측정기가 부착된 HDP CVD 장치의 구성도.
2 is a block diagram of an HDP CVD apparatus equipped with a light sensitivity meter according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

52 : 소스 챔버 53 : 프로세서 챔버52: source chamber 53: processor chamber

56 : 웨이퍼 척 60 : 베이스 쉴드 RF 시스템56: wafer chuck 60: base shield RF system

70 : 소스 RF 시스템 80 : 척 RF 시스템 70: Source RF System 80: Chuck RF System

90 : 광 검출 센서 100 : 프로세스 챔버90: light detection sensor 100: process chamber

110 : 어플리케이터 120 : 냉각관110: applicator 120: cooling tube

130 : 질소가스 공급관 140 : 옵틱패드 센서130: nitrogen gas supply pipe 140: optical pad sensor

150 : RF 제너레이터 160 : 광감도 측정기
150: RF generator 160: light sensitivity meter

본 발명은 반도체 제조 장비 중 HDP CVD 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an HDP CVD apparatus in semiconductor manufacturing equipment.

도 1은 대한민국 공개특허공보 제1998-066302호에 기재된 종래의 기술로서, HDP(High Density Plasma) CVD(Chemical Vapour Deposition) 설비(50)는 공정용 가스가 공급될 경우 플라즈마 소스를 만드는 소스 챔버(52)와, 소스 챔버(52) 하부에 설치되며 플라즈마 소스를 이용하여 공정을 진행하는 프로세서 챔버(53)와, 챔버 내부를 세정하기 위한 베이스 쉴드 RF 시스템(60)과, 공정을 진행하기 위한 소스 RF 시스템(70)과, 웨이퍼 표면에 도포되는 막을 향상시키기 위한 척 RF(Radio Frequency) 시스템(80)과, 챔버 내부에서 발생된 플라즈마 빛을 감지하기 위한 광 검출 센서(90)로 구성되어 있다.1 is a conventional technique described in Korean Laid-Open Patent Publication No. 1998-066302, and the HDP (High Density Plasma) Chemical Vapor Deposition (CVD) facility 50 includes a source chamber for making a plasma source when a process gas is supplied. 52, a processor chamber 53 installed below the source chamber 52 and performing a process using a plasma source, a base shield RF system 60 for cleaning the inside of the chamber, and a source for performing the process. RF system 70, a chuck Radio Frequency (RF) system 80 for improving the film applied on the wafer surface, and a light detection sensor 90 for sensing plasma light generated inside the chamber.

여기서 베이스 쉴드 RF 시스템(60)은 소스 챔버(52) 양측 벽(54) 내부에 각각 설치되어 공정 진행중에 챔버에 도포된 폴리머를 제거하기 위한 막대형상의 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)와, 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(63)와, RF 제너레이터(63)와 베이스 쉴드 RF 발생장치(61) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 베이스 쉴드 정합 콘트롤러(65)로 구성되어 있 다. 또한 소스 RF 시스템(70)은 각각의 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)와 일정간격 이격되고 코일로 형성된 소스 RF 발생장치(71)와, 소스 RF 발생장치(71)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(73)와, RF 제너레이터(73)와 소스 RF 발생장치(71) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 힐릭스 임피던스 정합 콘트롤러(75)로 구성되어 있다.Here, the base shield RF system 60 is installed inside each of the side walls 54 of the source chamber 52 and has a rod-shaped base shield RF generator 61 for removing polymer applied to the chamber during the process. An RF generator 63 for supplying power to the shield RF generator 61 and a base shield match controller 65 installed between the RF generator 63 and the base shield RF generator 61 to match impedance. Consists of. In addition, the source RF system 70 is a source RF generator 71 formed of a coil and spaced apart from each base shield RF generator 61 and an RF generator for supplying power to the source RF generator 71 ( 73 and a Helix impedance matching controller 75 provided between the RF generator 73 and the source RF generator 71 to match the impedance.

또한, 척 RF 시스템(80)은 프로세서 챔버(53) 하부면에 설치되어 있는 웨이퍼 척(56) 내부에 웨이퍼(55) 반응을 향상시키기 위한 척 RF 발생장치(81)와, 척 RF 발생장치(81)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(83)와, RF 제너레이터(83)와 척 RF 발생장치(81) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 척 임피던스 정합 콘트롤러(85)로 구성되어 있다. 여기서, 광 검출 센서(90)의 입력측인 튜브(91)는 소스 챔버(52)에 삽입되어 있고 광 검출 센서(90)의 출력측은 각각의 임피던스 정합 콘트롤러, 즉, 베이스 쉴드 임피던스 정합 콘트롤러(65)와 힐릭스 임피던스 정합 콘트롤러(75)와 척 임피던스 정합 콘트롤러(81)에 연결되어 있으며, 프로세서 챔버(53) 하부면 일정영역에는 공정 진행중에 발생된 폐가스를 배출시키기 위한 배출구(59)가 형성되어 있다.In addition, the chuck RF system 80 includes a chuck RF generator 81 and a chuck RF generator for improving the reaction of the wafer 55 in the wafer chuck 56 installed on the lower surface of the processor chamber 53. An RF generator 83 for supplying power to the 81 and a chuck impedance matching controller 85 provided between the RF generator 83 and the chuck RF generator 81 to match the impedance are configured. Here, the tube 91 which is the input side of the photodetection sensor 90 is inserted into the source chamber 52 and the output side of the photodetection sensor 90 is each impedance matching controller, that is, the base shield impedance matching controller 65. And a helix impedance matching controller 75 and a chuck impedance matching controller 81, and a discharge port 59 for discharging waste gas generated during the process is formed in a predetermined region of the lower surface of the processor chamber 53. .

이와 같이 구성된 종래의 HDP CVD 설비에 의한 증착 과정을 설명하면 다음과 같다.The deposition process by the conventional HDP CVD facility configured as described above is as follows.

먼저, 소스 챔버(52) 내부에 공정용 가스를 주입한 후 베이스 쉴드 RF 시스템(60)을 구동시키면 RF 제너레이터(63)에서 전력이 인가되고 베이스 쉴드 임피던스 정합 콘트롤러(65)에서 RF 제너레이터(63)와 베이스 쉴드 RF 발생장치(61) 사이의 임피던스를 정합시키면 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)에 최대 전력이 인가된다.
상기 소스 챔버(52) 내부에 가스가 공급되어 공정용 가스가 고주파에 의해서 플라즈마 상태로 활성화되면 광 검출 센서(90)에 플라즈마 빛이 감지되므로 소스 RF 시스템(70)이 구동되어 프로세서 챔버(53) 내부 분위기를 증착 공정이 진행될 수 있도록 조성하고, 웨이퍼(55) 온도를 상승시킨다. 이후, 척 RF 시스템(80)을 구동시켜 웨이퍼 척(56) 상부면에 놓여있는 웨이퍼(55) 표면에 고밀도 산화막을 증착시킨다.First, when a process gas is injected into the source chamber 52 and the base shield RF system 60 is driven, power is applied from the RF generator 63, and the RF generator 63 is applied from the base shield impedance matching controller 65. When the impedance between the base shield RF generator 61 is matched, the maximum power is applied to the base shield RF generator 61.
When gas is supplied into the source chamber 52 and the process gas is activated in a plasma state by a high frequency, plasma light is sensed by the photodetector 90, so that the source RF system 70 is driven to process the processor chamber 53. The internal atmosphere is formed to allow the deposition process to proceed, and the temperature of the wafer 55 is raised. Thereafter, the chuck RF system 80 is driven to deposit a high density oxide film on the surface of the wafer 55 lying on the upper surface of the wafer chuck 56.

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한편, 증착공정이 진행되는 동안 시스템 오류가 발생되어 공정용 가스가 소스 챔버(52)에 공급되지 않을 경우 광 검출 센서(90)에 플라즈마 빛이 감지되지 않으므로 광 검출 센서(90)는 이 신호를 각각의 임피던스 정합 콘트롤러(65)(75)(85)에 전달하고 광 검출 센서(90)의 신호를 받은 각각의 임피던스 정합 콘트롤러(65)(75)(85)는 각각의 RF 제너레이터(63)(73)(83)에 신호를 전달하여 RF 전력 공급을 중단시킨다.On the other hand, if a system error occurs during the deposition process and the process gas is not supplied to the source chamber 52, plasma light is not detected by the photodetector 90, so the photodetector 90 detects this signal. Each impedance matching controller 65, 75, 85 that passes to each impedance matching controller 65, 75, 85 and receives a signal from the photodetector sensor 90 is a respective RF generator 63 ( 73) (83) to stop the RF power supply.

따라서, 공정용 가스가 공급되지 않을 경우 광 검출 센서에 플라즈마 빛이 감지되지 않으므로 RF 전력이 공급되지 않아 설비가 손상 방지할 수 있고 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the process gas is not supplied, plasma light is not sensed by the light detection sensor, so that RF power is not supplied, thereby preventing damage to the equipment and preventing damage to the wafer, thereby improving wafer yield.

그러나, 상기 플라즈마 빛이 감지되지 않아 RF 전력 공급이 중단되는 이유 중 상기 플라즈마의 관 내에 습기가 발생하여 검출이 되지 않는 경우와 옵틱케이블 감도가 저하되어 오동작되는 경우가 있어 개선의 여지가 있었다.
However, there is room for improvement because moisture is not detected due to generation of moisture in the tube of the plasma and malfunction of the optical cable is reduced due to the failure of the RF light to be detected because the plasma light is not detected.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소가스를 어플리케이터 내부에 공급하여 상기 어플리케이터 내벽과 외벽의 온도차로 발생된 습기를 없애므로 옵틱패드 센서가 플라즈마를 검출하는 데 발생되는 에러가 감소되어 장비의 가동률을 향상시키고, 옵틱케이블의 감도 저하로 인한 오동작을 예방하여 그로 인해 생산성이 향상되는 습기제거 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by supplying nitrogen gas into the applicator to remove the moisture generated by the temperature difference between the inner wall and the outer wall of the applicator is generated by the optical pad sensor to detect the plasma It is an object of the present invention to provide a moisture removal device which reduces errors and improves the operation rate of equipment and prevents malfunction due to a decrease in sensitivity of an optical cable, thereby improving productivity.

본 발명의 상기 목적은 웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터, 상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터, 상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관, 상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서, 상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가 스 공급관 및 상기 옵틱 패드 센서와 연결된 옵틱 케이블의 광감도를 체크하는 광감도 측정기를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 HDP CVD 장치의 습기제거 장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is a process chamber in which a wafer deposition process is performed, an applicator connected to the process chamber and having a hole formed in an outer wall, an RF generator connected to the applicator to generate a plasma, and cooling a high temperature generated inside the applicator. A cooling tube, an optical pad sensor installed outside the applicator to detect a plasma, a nitrogen gas supply pipe connected to the inside of the applicator through the hole, and a light sensitivity meter for checking the optical sensitivity of the optical cable connected to the optical pad sensor It is achieved by the dehumidifying device of the HDP CVD apparatus characterized in that the.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 습기제거 장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 어플리케이터(110)의 내부에 설치된 베이스 쉴드 RF 발생장치(도시되지 않음)는 임피던스 정합 콘트롤러(145)와 연결되고, 임피던스 정합 콘트롤러(145)는 RF 제너레이터(150)와 연결된다.
프로세스 챔버(100)에서 USG(Undoped Silica Glass) 공정 중 웨이퍼 증착공정이 수행되는 과정에서, RF 제너레이터(150)에 전력이 인가되면 임피던스 정합 콘트롤러(145)는 RF 제너레이터(150)와 베이스 쉴드 RF 발생장치 사이의 임피던스를 정합시킨다.
따라서, 베이스 쉴드 RF 발생장치에 최대 전력이 인가되고, 어플리케이터(110) 내부에서 가스 반응이 일어나게 되어 플라즈마가 발생된다.
이때 발생되는 고열을 냉각시키기 위해 상기 어플리케이터(110)의 내부 냉각관(120)을 통하여 냉각수를 순환시킨다. 또 상기 어플리케이터(110)와 옵틱 케이블을 통하여 연결되고, 플라즈마 빛을 감지하는 옵틱패드 센서(140)가 설치된다.
상기 옵틱패드 센서(140)는 플라즈마 빛을 감지하면 임피던스 정합 콘트롤러(145)로 정상신호를 보내고, 플라즈마 빛이 감지되지 않으면 임피던스 정합 콘트롤러(145)로 에러신호를 보낸다.
상기 임피던스 정합 콘트롤러(145)는 상기 정상신호 또는 에러신호에 따라 RF 제너레이터를 동작시키거나 전력 공급을 중단하도록 한다.2 is a block diagram of a moisture removing device according to the present invention, the base shield RF generator (not shown) installed inside the applicator 110 is connected to the impedance matching controller 145, impedance matching controller ( 145 is connected to the RF generator 150.
During the wafer deposition process during the USG (Undoped Silica Glass) process in the process chamber 100, when power is applied to the RF generator 150, the impedance matching controller 145 generates the RF generator 150 and the base shield RF. Match the impedance between the devices.
Accordingly, maximum power is applied to the base shield RF generator, and a gas reaction occurs in the applicator 110 to generate plasma.
In order to cool the high heat generated at this time, the coolant is circulated through the internal cooling pipe 120 of the applicator 110. In addition, the applicator 110 is connected to the optical cable through the optical pad sensor 140 for detecting the plasma light is installed.
The optical pad sensor 140 sends a normal signal to the impedance matching controller 145 when the plasma light is detected and an error signal to the impedance matching controller 145 if the plasma light is not detected.
The impedance matching controller 145 operates the RF generator or stops the power supply according to the normal signal or the error signal.

이때, 상기 어플리케이터(110)의 외벽과 내벽 사이의 온도차이로 인해 습기가 발생된다. 따라서, 옵틱패드 센서(140)가 플라즈마를 검출하지 못하게 되어 플라즈마가 비검출 에러(Micro Wave Plasma Not Detected Error)가 빈번히 발생된다. At this time, moisture is generated due to a temperature difference between the outer wall and the inner wall of the applicator 110. Therefore, the optical pad sensor 140 does not detect the plasma, and the plasma frequently generates a micro wave plasma not detected error.

따라서 상기 습기를 제거하기 위해 상기 어플리케이터(110)의 외벽에 홀을 형성한 후 상기 질소가스 공급관(130)을 삽입하여 질소가스를 공급한다. 상기 질소가스 공급관(130)은 25Psi와 35Psi의 압력으로 공급하고, 바람직하게는 30Psi의 압 력으로 공급한다. 또한, 상기 질소가스 공급관(130)은 소정의 직경을 가지고 있으나, 바람직하게는 1/8inch로 형성한다.Therefore, after forming a hole in the outer wall of the applicator 110 to remove the moisture, the nitrogen gas supply pipe 130 is inserted to supply nitrogen gas. The nitrogen gas supply pipe 130 is supplied at a pressure of 25 Psi and 35 Psi, preferably at a pressure of 30 Psi. In addition, the nitrogen gas supply pipe 130 has a predetermined diameter, but is preferably formed of 1/8 inch.

또, 상기 옵틱 패드 센서(140)와 연결된 옵틱 케이블의 광감도를 체크하는 광감도 측정기(160)가 구비된다. 옵틱 케이블의 감도를 측정할 때 정해진 조도에 미달하면 이상이 발생된 것으로 판단하여 외부로 표시해준다.In addition, the optical sensitivity sensor 160 for checking the optical sensitivity of the optical cable connected to the optical pad sensor 140 is provided. When measuring the sensitivity of the optical cable, if the illuminance falls below a certain level, it is determined that an abnormality has occurred.

상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
It will be apparent that changes and modifications incorporating features of the invention will be readily apparent to those skilled in the art by the invention described in detail. It is intended that the scope of such modifications of the invention be within the scope of those of ordinary skill in the art including the features of the invention, and such modifications are considered to be within the scope of the claims of the invention.

따라서 본 발명의 습기제거 장치는 질소가스를 어플리케이터 내부에 공급하여 상기 어플리케이터 내벽과 외벽의 온도차로 발생된 습기를 없애므로 옵틱패드 센서가 플라즈마를 검출하는 데 발생되는 에러를 감소시켜 장비의 가동률이 향상되고, 옵틱케이블의 감도 저하로 인한 오동작을 예방하여 그로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, the moisture removal device of the present invention by supplying nitrogen gas into the applicator to eliminate the moisture generated by the temperature difference between the applicator inner wall and outer wall, thereby reducing the error generated by the optical pad sensor to detect the plasma to improve the operation rate of the equipment And, by preventing the malfunction due to the decrease in the sensitivity of the optical cable there is an effect that the productivity is improved.

Claims (3)

웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버;A process chamber in which a wafer deposition process is performed; 상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터;An applicator connected to the process chamber and having a hole formed in an outer wall thereof; 상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터;An RF generator connected to the applicator to generate a plasma; 상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관;A cooling tube cooling the high temperature generated in the applicator; 상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서; An optical pad sensor installed outside the applicator to detect plasma; 상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가스 공급관; 및A nitrogen gas supply pipe connected to the inside of the applicator through the hole; And 상기 옵틱 패드 센서와 연결된 옵틱 케이블의 광감도를 체크하는 광감도 측정기An optical sensitivity meter for checking an optical sensitivity of an optical cable connected to the optical pad sensor 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 광감도 측정기가 부착된 HDP CVD 장치.HDP CVD apparatus equipped with a light sensitivity meter, characterized in that comprises a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 질소가스 공급관 내의 압력은 25 내지 35Psi임을 특징으로 하는 광감도 측정기가 부착된 HDP CVD 장치.The pressure in the nitrogen gas supply pipe is HDP CVD apparatus with a light sensitivity meter, characterized in that 25 to 35Psi. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 질소가스 공급관의 직경은 1/8inch임을 특징으로 하는 광감도 측정기가 부착된 HDP CVD 장치.The nitrogen gas supply pipe is HDP CVD apparatus equipped with a light sensitivity meter, characterized in that 1/8 inch in diameter.
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