KR101601676B1 - Method of controlling semiconductor processing for particulate formation and its control in a multi frequency plasma system - Google Patents

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황기웅
김문수
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Abstract

The present invention relates to a method for controlling a semiconductor process for particulate formation and control thereof in a multiple frequency plasma system. In a semiconductor process using the multiple frequency plasma system, the method includes: an RF variation section grasping step of figuring out an RF variation section for changing power as to plural RFs applied during the semiconductor process; and an RF power control step of controlling permeation of particulates cloud into a sheath boundary by controlling ion drag force in the plasma by setting a sequence of the plural RFs in the RF variation section and controlling the power of the respective RFs according to the sequence. According to the present invention, the method can control to move the position of the particulate cloud far away from a substrate by using behavior feature of the particulate according to the variation of the power and the frequency through RF control at the moment when the RF varies rapidly in a process using the multiple frequency plasma system, and can remove or minimize bad influence on the process and substrate contamination due to the particulates generated during the process accordingly.

Description

다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법 {Method of controlling semiconductor processing for particulate formation and its control in a multi frequency plasma system}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of controlling a semiconductor process for generating and controlling gas phase particulates in a multi-frequency plasma apparatus,

본 발명은 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 공정 중 발생되는 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정의 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있도록 기상 미립자의 행동 양식에 따라 반도체 공정을 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor process control method for generating and controlling gas phase particulates in a multi-frequency plasma apparatus, and more particularly, To a method of controlling a semiconductor process according to the behavior of particulates.

반도체 디바이스의 선폭이 작아지고 고집적화 될수록 오염에 의해 회로의 동작에 영향을 미치는 미립자의 임계 크기는 계속 작아진다. 특히 서브마이크론 이하의 작은 입자들은 외부 청정도의 유지, 용기(챔버)의 세정 등에 의한 방법으로는 제거할 수 없고, 대부분 공정이 진행되는 도중에 발생하였다가 공정이 끝남과 동시에 사라지는 특징이 있다.As the line width of a semiconductor device becomes smaller and more highly integrated, the critical size of the fine particles that influence the operation of the circuit due to contamination continues to decrease. Particularly, small particles of submicron size can not be removed by methods such as maintenance of external cleanliness, cleaning of a chamber (chamber), and most of them occur during the progress of the process, but disappear when the process ends.

일반적으로 플라즈마 공정 중 발생하는 미립자 오염은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 그 중 하나는 용기 벽에 붙어 있던 이전 공정의 부산물 또는 각 종 파트(Parts)의 부식 또는 침식(Erosion)에 의해 용기 벽과 전극으로부터 떨어져 나오는 성분이고, 다른 하나는 플라즈마 내부에서 기상 성장하여 기판을 오염시키는 성분이다. Generally, particulate contamination occurring during the plasma process can be roughly divided into two types. One of them is a component that comes off from the vessel wall and electrode by corrosion or erosion of by-products or parts of the previous process attached to the vessel wall, and the other is vapor phase growth inside the plasma, It is a polluting ingredient.

도 1은 플라즈마 공정 오염을 발생시키는 두 종류의 미립자를 도시하는데, 상기 도 1의 (a)는 전자의 경우인 이질성(Heterogeneous)을 갖는 입자로써 수십 마이크론(Micron)이상의 판상 형태를 갖고, 상기 도 1의 (b)는 후자의 경우인 동질성(Homogeneous)을 갖는 입자로써 서브 마이크론(Micron) 크기의 구형 형태를 갖고 있다는 것이 알려져 있다.[Generation and behavior of particulates in a radio frequency excited CH4 plasma. (Jul/Aug 1995. J Vac. Sci Technol. A 13(4). C.k.Yeon) 참조]FIG. 1 shows two kinds of fine particles which cause contamination of a plasma process. FIG. 1 (a) is a particle having heterogeneity in the case of electrons and has a plate shape of several tens of microns or more, 1 (b) is a homogeneous particle with a submicron-sized spherical shape, which is the latter case. [Generation and behavior of particulates in a radio frequency excited CH4 plasma. (Jul / Aug 1995. J Vac. Sci Technol. A 13 (4) C. K.Yeon)

상기 이질성을 갖는 입자들은 주로 용기 벽이나 전극 표면에서 박막의 형태로 자라다가 전하 축적에 의해 탈착 되어 나오는 것으로써 이러한 성분은 주기적인 용기의 습식 세정(Wet cleaning) 또는 O2 플라즈마(Plasma)에 의한 건식 세정(Dry cleaning) 등의 방법을 통해 상당 부분 제거될 수 있다. The particles having such heterogeneity mainly grow in the form of a thin film on the wall of the vessel or on the surface of the electrode and are desorbed by charge accumulation. Such components are removed by wet cleaning of the periodic vessel or by O 2 plasma Can be removed substantially by a method such as dry cleaning.

반면에 상기 동질성을 갖는 성분들은 기상 미립자로써 플라즈마 내에서 기상 성장하여 일정한 크기와 밀도 이상이 되면 기판의 오염 및 공정 자체에 영향을 주다가 공정이 끝남과 동시에 대부분 펌핑 포트 등으로 사라지게 되어 직접적인 관찰 및 제어가 힘들다. On the other hand, the components having the same homogeneity are vapor phase grown in the plasma as gas phase particulates, and if they have a certain size and density, they affect the contamination of the substrate and the process itself, and most of them disappear into the pumping port at the end of the process. It is difficult.

그러므로 이러한 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정 영향이 공정 수행 중에만 발생되고 공정 종료 후에는 사라지므로 기존 세정 방식을 적용해서는 제거할 수 없을 뿐더러 아무리 세정을 효과적으로 수행할지라도 이러한 기상 미립자로 인한 오염과 영향을 줄일 수 없다는 문제점이 있다.Therefore, contamination of the substrate due to these gas phase particles and process effects occur only during the process and disappear after the end of the process, so that it can not be removed by applying the conventional cleaning method, Can not be reduced.

따라서 기상 미립자로 인한 오염과 영향은 외부 변수에 의한 제어보다는 공정 진행 중의 기상 미립자의 행동 양식을 파악하여 공정 프로세스 조건 자체를 제어함으로써 기상 미립자에 의한 오염과 공정에 대한 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있는 방안의 강구가 필요하다.Therefore, the pollution and the influence due to the gas phase particulates can be controlled by controlling the process process condition itself by grasping the behavior pattern of the gaseous particulates during the process rather than controlling by external variables, thereby eliminating or minimizing the pollution by the gas phase particulate and the adverse effect on the process I need a plan.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 기상 미립자로 인한 오염과 영향이 세정 등의 외부 변수에 의한 제어로는 제거가 불가능하므로 플라즈마 공정 진행 중의 기상 미립자의 행동 양식을 파악하여 공정 프로세스 조건 자체를 제어함으로써 기상 미립자에 의한 오염과 공정에 대한 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있는 방안을 제기하는 것을 주된 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for monitoring the behavior of gas phase particulates To control the process conditions themselves, thereby eliminating or minimizing the pollution caused by gaseous fine particles and adverse effects on the process.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 반도체 공정 제어 방법은, 다중 주파수 플라즈마 장치를 이용한 반도체 공정에 있어서, 반도체 공정 중 인가된 복수의 RF에 대한 파워를 변화시키는 RF 변화 구간을 파악하는 RF 변화 구간 파악 단계; 및 상기 RF 변화 구간에서 상기 복수의 RF에 대한 순서를 설정하고 상기 순서에 따라 상기 복수의 RF의 파워를 개별적으로 조절하여 플라즈마 내의 이온 유인력을 조절함으로써 미립자 구름의 쉬쓰(Sheath) 경계면의 침투를 제어하는 RF 파워 조절 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor process control method using a multi-frequency plasma apparatus, the method comprising the steps of: detecting an RF change period for changing power for a plurality of RFs applied during a semiconductor process; A grasping step; And controlling the penetration of the sheath interface of the particulate matter cloud by controlling the ion attracting power in the plasma by individually setting the order of the plurality of RFs in the RF change interval and controlling the powers of the plurality of RFs individually in accordance with the order. Lt; RTI ID = 0.0 > RF power < / RTI >

본 발명이 적용되는 상기 다중 주파수 플라즈마 장치는 용량 결합형 플라즈마 장치로서, 상부 전극과 하부 전극 각각에 하나 이상의 RF가 인가되며, 상기 반도체 공정 제어 방법은, 주파수 크기에 따라 내림차순으로 상기 복수의 RF에 대한 순차적인 순번을 설정하는 순번 설정 단계를 더 포함할 수 있다.The multi-frequency plasma apparatus to which the present invention is applied is a capacitively coupled plasma apparatus in which at least one RF is applied to each of an upper electrode and a lower electrode, and the semiconductor process control method includes: And a sequence number setting step of setting a sequence number for each of the plurality of data.

또는 본 발명이 적용되는 상기 다중 주파수 플라즈마 장치는 유도 결합형 플라즈마 장치로서, 소스 RF와 바이어스 RF를 포함하는 복수의 RF가 인가되며, 상기 반도체 공정 제어 방법은, 상기 소스 RF 다음으로 상기 바이어스 RF의 순서로 순번을 설정하는 순번 설정 단계를 더 포함할 수 있다.Alternatively, the multi-frequency plasma apparatus to which the present invention is applied is an inductively coupled plasma apparatus, in which a plurality of RFs including a source RF and a bias RF are applied, and the semiconductor process control method includes the steps of: And a sequence number setting step of setting sequence numbers in this order.

나아가서 상기 유도 결합형 플라즈마 장치의 상기 바이어스 RF는 두개 이상의 RF를 포함하며, 상기 순번 설정 단계는, 상기 소스 RF의 다음 순번부터 주파수 크기에 따라 내림차순으로 상기 바이어스 RF에 포함된 두개 이상의 RF에 대한 순차적인 순번을 설정할 수 있다.Further, the bias RF of the inductively coupled plasma apparatus may include two or more RFs, and the order setting step may include sequentially setting, in descending order of the frequency of the source RF, two or more RFs included in the bias RF Can be set.

일실시예로서, 상기 RF 변화 구간 파악 단계는, 공정 종료에 따라 복수의 RF에 대한 파워를 오프시키는 공정 종료 구간을 파악할 수 있다.In one embodiment, the step of grasping the RF change period can grasp a process termination period for turning off power for a plurality of RFs according to the end of the process.

바람직하게는 상기 RF 파워 조절 단계는, 완충 구간을 설정하고 상기 완충 구간의 시간을 고려하여 상기 순번 중 하나의 순번을 선택하는 단계; 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고, 나머지 순번의 RF의 파워를 상기 완충 구간 동안 유지시키는 완충 구간 제어 단계; 및 상기 완충 구간 이후 상기 나머지 순번의 RF 파워를 오프시키는 파워 오프 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the step of adjusting the RF power includes the steps of: setting a buffer period and selecting one of the sequences in consideration of the time of the buffer period; A buffer interval control step of turning off the power of the RFs up to the selected sequence number and maintaining the RF power of the remaining sequence numbers during the buffer interval; And a power-off step of turning off the remaining RF power after the buffering period.

보다 바람직하게는 상기 완충 구간 제어 단계는, 상기 완충 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 낮추어 유지시킬 수도 있다.More preferably, the buffer section control step may lower and maintain the RF power maintained during the buffer period.

나아가서 상기 파워 오프 단계는, 제2 완충 구간을 설정하고, 상기 완충 구간 이후 상기 완충 구간 동안 유지시키던 RF의 파워를 낮추어 제2 완충 구간 동안 유지시키는 단계; 및 상기 제2 완충 구간 이후 유지시키던 RF의 파워를 오프시키는 단계를 포함할 수도 있다.Further, the power off step may include setting a second buffer period, lowering the power of the RF maintained during the buffer period after the buffer period and maintaining the power for a second buffer period; And turning off the power of RF held after the second buffering period.

바람직하게는 상기 RF 파워 조절 단계는, 완충 구간을 설정하고, 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF 파워를 상기 완충 구간 동안 유지시키는 완충 구간 제어 단계; 및 상기 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF 파워를 오프시키는 파워 오프 단계를 포함할 수도 있다.Preferably, the RF power adjustment step includes: a buffer interval control step of setting a buffer interval, turning off RF power before the highest sequence number, and maintaining the RF power of the highest sequence number during the buffer interval; And a power-off step of turning off the RF power of the highest order after the buffer period.

보다 바람직하게는 상기 완충 구간 제어 단계는, 상기 완충 구간 동안 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 유지시킬 수도 있다.More preferably, the buffer interval control step may lower and maintain the power of the highest order RF during the buffer period.

나아가서 상기 파워 오프 단계는, 제2 완충 구간을 설정하고, 상기 완충 구간 이후 상기 완충 구간 동안 유지시키던 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 제2 완충 구간 동안 유지시키는 단계; 및 상기 제2 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 오프시키는 단계를 포함할 수도 있다.Further, the power off step may include setting a second buffer period, lowering the power of the highest order RF maintained during the buffer period after the buffer period to be maintained for a second buffer period; And turning off the power of the highest order RF after the second buffer period.

다른 일실시예로서, 상기 RF 변화 구간 파악 단계는, 복수의 RF 중 적어도 하나 이상의 RF에 대한 파워를 변화시키는 전환 구간(Transition step)을 파악할 수 있다.In another embodiment, the RF change interval grasping step may detect a transition step for changing power of at least one RF among a plurality of RFs.

바람직하게는 상기 RF 파워 조절 단계는, 전환 구간의 시간을 고려하여 상기 순번 중 하나의 순번을 선택하는 제어 RF 선택 단계; 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고, 나머지 순번의 RF의 파워를 상기 전환 구간 동안 유지시키는 전환 구간 제어 단계; 및 상기 전환 구간 이후 오프된 RF의 파워를 다시 온시키는 RF 재가동 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the RF power adjusting step may include: a control RF selecting step of selecting one of the order numbers in consideration of the time of the switching section; A switching interval control step of turning off the power of the RFs up to the selected number of times and maintaining the power of the remaining number of times for the switching period; And an RF re-powering step of re-turning on the power of the RF that has been turned off after the switching period.

보다 바람직하게는 상기 전환 구간 제어 단계는, 상기 전환 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 낮추어 유지시킬 수도 있다.More preferably, the switching section control step may lower and maintain the RF power to be maintained during the switching section.

나아가서 상기 RF 파워 조절 단계는, 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF의 파워를 상기 전환 구간 동안 유지시키는 전환 구간 제어 단계; 및 상기 전환 구간 이후 오프된 RF의 파워를 다시 온시키는 RF 재가동 단계를 포함할 수도 있다.Further, the RF power adjustment step may include: a switching interval control step of turning off the RF power until the highest turn number and keeping the RF power of the highest turn number during the switching section; And an RF re-powering step of re-turning on the power of the RF that has been turned off after the switching period.

바람직하게는 상기 전환 구간 제어 단계는, 상기 전환 구간 동안 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 유지시킬 수도 있다.Preferably, the switching section control step may lower the RF power of the highest order number during the switching period.

이와 같은 본 발명에 의하면, 다중 주파수 플라즈마 장치를 이용한 공정에서 RF가 급격히 변화하는 순간에 RF 제어를 통한 주파수 변화에 따른 미립자의 행동 양식 특성을 활용하여 기상 미립자 구름의 위치를 기판으로부터 멀리 이동시키도록 제어할 수 있으며, 이를 통해 공정 중 발생되는 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정의 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the position of the gaseous particulate cloud can be moved away from the substrate by utilizing the behaviors of the particulate according to the frequency change through the RF control at the instant when the RF suddenly changes in the process using the multi-frequency plasma apparatus. Which can eliminate or minimize substrate contamination and adverse effects of the process due to gaseous particulates generated during the process.

도 1은 플라즈마 공정 오염을 발생시키는 두 종류의 미립자를 도시하며,
도 2는 플라즈마에서 발생한 미립자들의 이온 유인력과 정전기력에 따른 행동 양태의 개념도를 도시하며,
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위한 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템의 구성도를 도시하며,
도 4는 상기 도 3의 플라즈마 장치의 가동 후 방전 종료 직후의 미립자 구름의 분포를 관찰한 결과를 나타내며,
도 5는 본 발명에 따른 제1 실험예의 결과를 나타내며,
도 6은 본 발명에 따른 제2 실험예의 결과를 나타내며,
도 7은 주파수 증가에 따른 이온 밀도와 전자 온도 변화 그래프를 도시하며,
도 8은 상기 제2 실험예에 대한 이온 플럭스(Ion flux) 변화 그래프를 도시하며,
도 9는 상기 도 3의 실험 시스템에 이중 주파수 용량 결합형 플라즈마 장치를 적용하는 구성도를 도시하며,
도 10은 상기 도 9의 실험 시스템에 대한 RF 파워 제어 조건을 도시하며,
도 11과 도 12는 본 발명에 따른 제3 실험예의 결과를 나타내며,
도 13은 본 발명에 따른 제4 실험예의 결과를 나타내며,
도 14와 도 15는 본 발명에 따른 제5 실험예의 결과를 나타내며,
도 16은 본 발명에 따른 제6 실험예의 결과를 나타내며,
도 17과 도 18은 본 발명에 따른 제7 실험예의 결과를 나타내며,
도 19는 본 발명에 따른 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위한 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템의 구성도를 도시하며,
도 20은 본 발명에 따른 제8 실험예의 결과를 나타내며,
도 21은 본 발명에 따른 제9 실험예의 결과를 나타내며,
도 22는 본 발명에 따른 제10 실험예의 결과를 나타내며,
도 23은 본 발명에 따른 제11 실험예의 제어 조건을 나타내며,
도 24는 본 발명에 따른 제11 실험예의 결과를 나타내며,
도 25는 본 발명에 따른 제11 실험예에서 최종 파워가 오프되는 순간의 결과를 나타내며,
도 26은 본 발명에 따른 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템의 일실시예에 대한 구성도를 도시하며,
도 27은 반도체 식각 또는 증착 장비에서 사용 중인 다양한 영역의 주파수 대역을 나타내며,
도 28은 본 발명에 따른 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법에 대한 개략적인 흐름도를 도시한다.Figure 1 shows two types of microparticles that cause plasma process contamination,
FIG. 2 is a conceptual diagram of the ion attracting power and the behavior of the microparticles generated in the plasma according to the electrostatic force,
FIG. 3 shows a configuration diagram of an experimental system for a capacitively coupled plasma apparatus for grasping the generation and behavior of fine particles in a plasma according to the present invention,
4 shows the result of observing the distribution of the particulate matter clouds immediately after the end of discharge after the operation of the plasma apparatus of FIG. 3,
5 shows the results of the first experimental example according to the present invention,
6 shows the results of the second experimental example according to the present invention,
7 shows graphs of ion density and electron temperature change with increasing frequency,
FIG. 8 shows a graph of the ion flux change according to the second experimental example,
FIG. 9 shows a configuration in which a dual frequency capacitive coupled plasma apparatus is applied to the experimental system of FIG. 3,
FIG. 10 shows RF power control conditions for the experimental system of FIG. 9,
11 and 12 show the results of the third experimental example according to the present invention,
13 shows the results of the fourth experimental example according to the present invention,
14 and 15 show the results of the fifth experimental example according to the present invention,
16 shows the results of the sixth experimental example according to the present invention,
17 and 18 show the results of the seventh experimental example according to the present invention,
19 is a block diagram of an experimental system for an inductively coupled plasma apparatus for grasping the generation and behavior of fine particles in a plasma according to the present invention,
20 shows the results of the eighth experimental example according to the present invention,
21 shows the results of Experiment 9 according to the present invention,
22 shows the results of the tenth experimental example according to the present invention,
23 shows the control conditions of the eleventh experimental example according to the present invention,
24 shows the results of Experiment 11 according to the present invention,
25 shows the result of the moment when the final power is turned off in the eleventh experiment example according to the present invention,
26 shows a block diagram of an embodiment of a system for generating and controlling gaseous particulates in a multi-frequency plasma apparatus according to the present invention,
Figure 27 shows the frequency bands of various areas being used in semiconductor etching or deposition equipment,
28 shows a schematic flow chart of a semiconductor process control method for generating and controlling gaseous particulates in a multi-frequency plasma apparatus according to the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terminology used in the present application is used only to describe a specific embodiment, and is not intended to limit the present invention, and the singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Also, in this application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify that there are stated features, integers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명은, 다중 주파수 플라즈마 장치를 이용한 반도체 공정 수행 중 플라즈마 장치에 인가하는 RF 파워(Power)에 따라 변화되는 기상 미립자의 발생 및 행동 양식을 파악하고, 이를 통해 기상 미립자의 발생과 기상 미립자로 인한 오염을 제거 또는 최소화시킬 수 있도록 반도체 공정을 제어하는 방법을 제시한다.
The present invention relates to a method and apparatus for monitoring the generation and behavior of gaseous particulates which are changed according to RF power applied to a plasma apparatus during a semiconductor process using a multi-frequency plasma apparatus, A method of controlling semiconductor processes to remove or minimize contamination is presented.

플라즈마 내에 미립자가 발생하면 이동도가 높은 전자의 표면누적에 의해 플로팅 전위(Floating potential)로 대전되어 음전하를 갖게 된다. 벌크(Bulk) 플라즈마에서 발생한 미립자들은 표면이 음으로 대전되어 이온 유인력(Ion drag force)에 의해 이온의 확산 방향으로 움직이게 되는데, 플라즈마와 쉬쓰(Sheath) 경계에 도달한 미립자들은 강한 전계에 의해 쉬쓰(Sheath) 내부로 진입하지 못하고 도 2에 도시된 바와 같이 이온 유인력과 정전기력(Electrostatic force)이 균형을 이루는 쉬쓰(Sheath) 경계에 주로 모이게 된다.When microparticles are generated in the plasma, they are charged with a floating potential due to surface accumulation of electrons having a high mobility, resulting in a negative charge. The particles generated in the bulk plasma are negatively charged on the surface and move in the diffusion direction of the ions by the ion drag force. The particles reaching the plasma and the sheath boundary are shaved by the strong electric field Sheath, and is mainly gathered at a sheath boundary where the ion attracting force and the electrostatic force balance are balanced as shown in FIG.

이때, 이온 유인력은 이온의 확산 방향과 일치하며 하기 [식 1]과 같이 나타낼 수 있다.(M.S.Barnes, J.H.Keller, J.C.Foster, J.A.O’Nell, D.K.Coultas, “Trasport of dust particles in glow-discharge plasmas.” Phys. Rev. Lett. 68(3), 313 (1992), D.B.Gaves, J.E.Daugherty M.D.Kilgore and R.K.Porteous, “Charging, transport and heating of particles in RF and ECR plasmas.”, Plasma Sources Sci. Technol. 3(1994) 433-441. 참조)In this case, the ion attracting force coincides with the diffusion direction of the ions and can be expressed as shown in the following Equation 1 (MSBarnes, JHKeller, JC Foster, JAO'Nell, DK Coultas, "Trasport of dust particles in glow-discharge Plasma Sources Sci., " Phys. Rev. Lett. 68 (3), 313 (1992), DBGaves, JEDaugherty MDKilgore and RKPorteous, "Charging, transport and heating of particles in RF and ECR plasmas. Technol. 3 (1994) 433-441.

Figure 112015001277311-pat00001
[식 1]
Figure 112015001277311-pat00001
[Formula 1]

여기서,

Figure 112015001277311-pat00002
은 모멘텀 전송 상수(Momentum transfer rate coefficient)로서,
Figure 112015001277311-pat00003
로 표현되며,
Figure 112015001277311-pat00004
는 모멘텀 전송 단면(Momentum transfer cross section),
Figure 112015001277311-pat00005
는 이온 속도 분포(Ion velocity distribution),
Figure 112015001277311-pat00006
는 이온 밀도(Ion density),
Figure 112015001277311-pat00007
는 이온 속도(Ion velocity) 및
Figure 112015001277311-pat00008
은 이온 질량(Ion mass)이다.here,
Figure 112015001277311-pat00002
Is the Momentum transfer rate coefficient,
Figure 112015001277311-pat00003
Lt; / RTI >
Figure 112015001277311-pat00004
Momentum transfer cross section,
Figure 112015001277311-pat00005
Ion velocity distribution,
Figure 112015001277311-pat00006
Is an ion density,
Figure 112015001277311-pat00007
Ion velocity < RTI ID = 0.0 >
Figure 112015001277311-pat00008
Is the ion mass.

미립자의 모멘텀 전송 단면(Momentum transfer cross section)은 상기 [식 1]에 나타난 것처럼 이온 속도의 함수로 나타낼 수 있다. 플라즈마내 이온의 분포함수를 단일 속도의 빔(Beam)으로 가정한다면 상기 [식 1]은 미립자 표면에 도달되는 수집 이온(Collected ion)들에 의한 힘과 쉬쓰(Sheath)내에서 오비탈 운동(Orbital motion)을 하게 되는 이온(Ion)들에 의한 힘으로 나누어질 수가 있으며, 하기 [식 2]로 나타낼 수 있다.(M.S.Barnes, J.H.Keller, J.C.Foster, J.A.O’Nell, D.K.Coultas, “Trasport of dust particles in glow-discharge plasmas.” Phys. Rev. Lett. 68(3), 313 (1992), D.B.Gaves, J.E.Daugherty M.D.Kilgore and R.K.Porteous, “Charging, transport and heating of particles in RF and ECR plasmas.”, Plasma Sources Sci. Technol. 3(1994) 433-441. 참조)The momentum transfer cross section of the particles can be expressed as a function of the ionic velocity as shown in Equation 1 above. Assuming that the distribution function of the ions in the plasma is a beam at a single velocity, Equation (1) can be expressed as Equation (1), where the force due to the collected ions reaching the surface of the particle and the orbital motion (MSBarnes, JHKeller, JCFoster, JAO'Nell, DKCoultas, " Trasport of dust "). (3), 313 (1992), DBGaves, JEDaugherty MDKilgore and RKPorteous, " Charging, transport and heating of particles in RF and ECR plasmas. , Plasma Sources Sci. Technol. 3 (1994) 433-441.

Figure 112015001277311-pat00009
[식 2]
Figure 112015001277311-pat00009
[Formula 2]

여기서,

Figure 112015001277311-pat00010
는 수집 이온에 의한 이온 유인력(Ion drag force by collected ion)으로서 하기 [식 3]으로 나타낼 수 있으며,
Figure 112015001277311-pat00011
는 오비탈 운동에 의한 이온 유인력(Ion drag force by orbital motion)으로서 하기 [식 4]로 나타낼 수 있다.here,
Figure 112015001277311-pat00010
Can be expressed by the following equation (3) as an ion drag force by the collected ions,
Figure 112015001277311-pat00011
Is an ion drag force by orbital motion, which can be expressed by the following equation (4).

Figure 112015001277311-pat00012
[식 3]
Figure 112015001277311-pat00012
[Formula 3]

여기서,

Figure 112015001277311-pat00013
는 수집 충돌 파라미터(Collection impact parameter)로서,
Figure 112015001277311-pat00014
이며,
Figure 112015001277311-pat00015
는 이온들의 평균 속도(Mean speed of ions)로서,
Figure 112015001277311-pat00016
이다.here,
Figure 112015001277311-pat00013
Is a Collection impact parameter,
Figure 112015001277311-pat00014
Lt;
Figure 112015001277311-pat00015
Is the mean speed of ions,
Figure 112015001277311-pat00016
to be.

Figure 112015001277311-pat00017
[식 4]
Figure 112015001277311-pat00017
[Formula 4]

여기서,

Figure 112015001277311-pat00018
는 이온 오비탈 운동의 충돌 파라미터(Impact parameter of ion orbital motion)로서,
Figure 112015001277311-pat00019
이며,
Figure 112015001277311-pat00020
는 쿨롬 대수(Coulomb logarithm)로서,
Figure 112015001277311-pat00021
이다.here,
Figure 112015001277311-pat00018
Is an impact parameter of ion orbital motion,
Figure 112015001277311-pat00019
Lt;
Figure 112015001277311-pat00020
Is the Coulomb logarithm,
Figure 112015001277311-pat00021
to be.

상기 [식 3]과 [식 4]와 관련하여,

Figure 112015001277311-pat00022
는 디바이 거리(Debye length),
Figure 112015001277311-pat00023
는 플라즈마 전위(Plasma potential),
Figure 112015001277311-pat00024
는 입자 표면 전위(Particle surface potential),
Figure 112015001277311-pat00025
는 입자 반경(Particle radius)이다.
With respect to [Expression 3] and [Expression 4] above,
Figure 112015001277311-pat00022
Is Debye length,
Figure 112015001277311-pat00023
A plasma potential,
Figure 112015001277311-pat00024
Is the particle surface potential,
Figure 112015001277311-pat00025
Is the particle radius.

또한 반경

Figure 112015001277311-pat00026
의 구형 커패시터(Capacitor) 모델을 가정할 때 미립자에 누적된 전하에 의한 정전기력은 하기 [식 5]와 같다.Also,
Figure 112015001277311-pat00026
Assuming a spherical capacitor model, the electrostatic force due to the charge accumulated in the fine particles is expressed by Equation (5).

Figure 112015001277311-pat00027
[식 5]
Figure 112015001277311-pat00027
[Formula 5]

여기서,

Figure 112015001277311-pat00028
는 미립자의 전하(Charge of a particle)로서,
Figure 112015001277311-pat00029
이며,
Figure 112015001277311-pat00030
는 전기장(E-field)을 나타낸다.here,
Figure 112015001277311-pat00028
Is a charge of a particle,
Figure 112015001277311-pat00029
Lt;
Figure 112015001277311-pat00030
Represents an electric field (E-field).

플라즈마가 유지되는 동안에는 이온 유인력과 정전기력이 지배적인 힘으로 알려져 있고, 두 힘은 쉬쓰(Sheath) 근처에서 균형을 이루어 미립자의 트랩(Trap)이 유지되지만, 외부 전계의 변화 등에 의해 플라즈마 상태에 급격한 변화가 생기면 힘의 균형이 무너져 미립자가 이동하게 된다. The ion attracting force and the electrostatic force are known to be dominant forces while the plasma is maintained. The two forces are balanced near the sheath to maintain the trap of the particles, but the abrupt change in the plasma state due to the change of the external electric field The balance of forces is broken and the particles move.

특히, 방전 종료 직후 이온 유인력과 정전기력이 사라지게 되면 가스 점성력(Gas viscous force 또는 Neutral drag force)에 의해 트랩되어 있던 미립자의 대부분이 기판과 펌핑 포트가 위치한 아래 쪽으로 이동하여 그 중 상당수의 미립자에 의해 기판이 오염된다.Particularly, when the ion attracting force and the electrostatic force disappear immediately after the end of the discharge, most of the particles trapped by the gas viscous force or the neutral drag force move downward to the substrate and the pumping port, Is contaminated.

또한 반도체 식각 공정과 같이 여러 다른 조건을 한번에 순차적으로 인슈트(In-situ) 방식으로 진행할 경우, 가스(Gas) 및 RF 파워의 변화를 위해 공정 진행 중 전환 구간(Transition step)이 발생되는 경우가 많은데, 이 때 RF 파워를 완전히 껐다가 다시 켜는 경우도 앞서 설명한 바와 같이 미립자의 대부분이 기판과 펌핑 포트가 위치한 아래 쪽으로 이동하는 상황이 발생하며, 이로 인해 미립자에 의한 기판의 오염이 유발된다.In addition, when various other conditions such as the semiconductor etching process are sequentially carried out in one step at a time, a transition step is often generated during the process progress in order to change gas and RF power In this case, when the RF power is completely turned off and then turned on again, as described above, most of the fine particles move to the lower side where the substrate and the pumping port are located. This causes contamination of the substrate by the fine particles.

이 외에도 플라즈마 내 미립자에 작용하는 힘으로는 중력(Gravitation force), 열경사력(Thermophoretic force) 등을 있지만, 서브마이크론 수준의 크기에서 중력은 무시할 수 있을 정도의 수준이므로 이를 고려할 필요가 없고, 열경사력은 상부 전극과 하부 전극을 모두 동일한 온도로 냉각하는 경우에 영향이 거의 발생되지 않으므로 무시할 수 있는 수준이다.
Gravitation force and thermophoretic force are the forces acting on the particles in the plasma. However, it is not necessary to consider the gravitational force at sub micron level because the gravity is negligible. Is negligible as it is hardly affected when both the upper electrode and the lower electrode are cooled to the same temperature.

이와 같은 이론적 배경에 근거해 본 발명에서는 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 실험적으로 파악하고 그 결과를 기초로 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법을 제시한다.Based on the above theoretical background, the present invention grasps the generation and behavior of particulates in a plasma experimentally, and proposes a semiconductor process control method for generation and control of gaseous particulates in a multi-frequency plasma apparatus based on the experimental results.

특히 본 발명은, 현재 반도체 공정에서 가장 널리 사용되고 있는 용량 결합형 플라즈마 발생원(Capacitively coupled plasma source)과 유도결합형 플라즈마 발생원 (Inductively coupled plasma source)을 적용하는 플라즈마 장치에서의 반도체 공정을 제어하는 방안을 제시한다.
Particularly, the present invention relates to a method for controlling a semiconductor process in a plasma apparatus employing a capacitively coupled plasma source and an inductively coupled plasma source, which are currently most widely used in a semiconductor process, present.

먼저 본 발명에서 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위한 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템과 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템의 구현과 각각의 상기 실험 시스템을 통한 다양한 실험 결과를 살펴보기로 한다.In the present invention, an experiment system for a capacitively coupled plasma apparatus and an experiment system for an inductively coupled plasma apparatus for grasping the generation of micro particles in the plasma and behavior patterns, and various experimental results through the respective experimental systems Let's look at it.

먼저, 용량 결합형 플라즈마 장치는 건식 식각(Dry etch), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등의 반도체 공정에 주요하게 사용되고 있는데, 본 발명에서는 용량 결합형 플라즈마 장치에서 플라즈마 내 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위한 실험 시스템으로서, 도 3에 도시된 바와 같은 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템을 구성하였다.First, capacitively coupled plasma devices are mainly used in semiconductor processes such as dry etch and CVD (Chemical Vapor Deposition). In the present invention, the generation and behavior of microparticles in a plasma are observed in a capacitively coupled plasma device The experimental system for the capacitively coupled plasma apparatus as shown in Fig.

상기 도 3에 도시된 용량 결합형 플라즈마 장치(100)는 110mm(약 4인치)의 직경을 갖는 평판 전극형 플라즈마 장치로서, 기판이 놓여지는 하부 전극(110)과 하부 전극(110)에 대응되는 상부전극(130)을 모두 SUS304로 제작하였고, 상부 전극(130)에는 실리콘(Si) 재질의 샤워 헤드(Shower head)(135)를 장착하여 가스(Gas)가 전극 면 전체에 골고루 분사되도록 하였다. 상부 전극(130)과 하부 전극(110) 각각에는 RF 제너레이터(Generator)(150, 170)의 연결이 가능하도록 설계하였다. 특히, 하부 전극(110)에는 두 개의 서로 다른 주파수(Frequency)를 갖는 RF 제너레이터(Generator)(171, 175)를 함께 연결하여 주파수 선택에 따라 단일 또는 이중 주파수 장치(Dual frequency system)로 동작하도록 구현하였다. 이는 실험을 위한 하나의 예시로서 본 발명은 이와 같은 구성에 국한되지 않으며 상황에 따라서 상부 전극(130)과 하부 전극(110) 각각에 RF 주파수 인가를 위한 RF 제너레이터가 필요한 수만큼 구비될 수 있다.3 is a planar electrode type plasma apparatus having a diameter of 110 mm (about 4 inches). The plasma apparatus 100 has a lower electrode 110 and a lower electrode 110 corresponding to the lower electrode 110 and the lower electrode 110, The upper electrode 130 was made of SUS304 and the shower head 135 made of silicon was mounted on the upper electrode 130 so that the gas was evenly sprayed on the entire electrode surface. The RF generator 150 and the RF generator 170 are connected to the upper electrode 130 and the lower electrode 110, respectively. In particular, RF generators 171 and 175 having two different frequencies are connected to the lower electrode 110 to operate as a single or dual frequency system according to frequency selection. Respectively. The present invention is not limited to this configuration, and it is possible to provide the required number of RF generators for applying the RF frequency to the upper electrode 130 and the lower electrode 110, respectively, according to circumstances.

하기에서 살펴본 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험예들에서는 RF 주파수로 실제 반도체 공정에 주로 사용되고 있는 2MHz를 LF(Low Frequency)로 선택하고, 13.56MHz를 HF(High Frequency)로 선택하였으며, 상기 도 3에 도시되지 않았으나 각각의 RF 주파수는 정합(Matching) 회로를 통해 전극으로 인가되도록 하였고, 각 전극(110, 130)은 상온의 물로 상시 냉각(Cooling)되도록 하였다.Experimental examples of capacitively coupled plasma apparatuses as described below select 2 MHz, which is mainly used in actual semiconductor processing at an RF frequency, as LF (Low Frequency) and 13.56 MHz as HF (High Frequency) Each RF frequency is applied to an electrode through a matching circuit, and each of the electrodes 110 and 130 is always cooled with room temperature water.

본 발명에 따른 실험 조건으로 CF4(99.999%)와 H2(99.999%)를 3:1의 비율로 사용하였는데, 이는 유사한 시스템에서 기상 미립자 관측이 용이한 조건으로 확인된 바 있다.As a test condition according to the present invention, CF 3 (99.999%) and H 2 (99.999%) were used at a ratio of 3: 1, which was confirmed to be an easy condition for observation of gas phase microparticles in a similar system.

실제 공정에서는 하부 전극(110)에 가공 대상 기판인 웨이퍼(Wafer)가 놓여지고 웨이퍼에 대한 식각 또는 증착 반응에 의해 부산물이 발생하여 미립자의 생성에 큰 영향을 미치게 되지만 본 발명에 따른 실험에서는 부산물에 의한 미립자 발생을 배제하고 순수 기상 미립자를 관찰하고자 하였으며, 또한 발생한 미립자의 행동 양식 및 제어에 초점을 두고 부산물에 의한 미립자 발생을 배제하여 웨이퍼를 하부 전극(110)에 놓지 않은 상태로 실험을 수행하였다.In the actual process, a wafer as a substrate to be processed is placed on the lower electrode 110, and by-products are generated by the etching or vapor deposition reaction on the wafer, thereby greatly affecting the generation of fine particles. However, In order to observe the pure gaseous particulate matter and to avoid the generation of fine particles due to by-products, the experiment was performed without placing the wafer on the lower electrode 110 .

공정 진행 중에 기상 미립자의 행동 양식을 실시간으로 관찰하기 위해 532nm의 파장을 갖는 Nd-Yag 레이저(Laser)(200)와 프레임 속도가 30fps max인 CCD 카메라(300)를 설치하였다. 또한 플라즈마 영역 전체에 레이저 광이 평판(Sheet) 형태로 입사되도록 렌즈와 빔 익스펜더(Beam expender)(250)를 설치하고, CCD 카메라(300) 앞에 6nm의 대역폭(Bandwidth)을 갖는 밴드패스 필터(Bandpass filter)(350)를 사용하여 레이저 산란광 만을 검출하여 기록하도록 하였다. A Nd-Yag laser 200 having a wavelength of 532 nm and a CCD camera 300 having a frame rate of 30 fps max were installed to observe the behavior pattern of the gas phase microparticles in real time during the process. In addition, a lens and a beam expander 250 are installed so that the laser beam is incident on the entire plasma region in the form of a sheet, and a bandpass filter (Bandpass) having a bandwidth of 6 nm is placed in front of the CCD camera 300. [ filter 350 is used to detect and record only laser scattered light.

그리고 기판 중심부를 기준으로 일측 공간(400)에서의 미립자 구름 분포를 촬영하도록 CCD 카메라(300)의 위치를 조정하였다.The position of the CCD camera 300 was adjusted so as to photograph the particle cloud distribution in one side space 400 based on the center of the substrate.

상기와 같은 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템을 구축한 후 이를 통해 미립자 구름의 분포를 관찰하였는데, 먼저 본 발명에서 구현한 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템의 동작 상태를 파악하고자 특별한 제어 조건을 부여하지 않고 플라즈마 장치를 가동시키다가 방전 종료 직후 미립자 구름의 분포를 관찰한 결과 도 4와 같은 결과를 얻었다. 상기 도 4는 약 83ms 간격으로 미립자 구름의 분포를 관찰한 결과인데, 플라즈마와 쉬쓰(Sheath) 경계면에 밝은 미립자 구름이 정상 상태(Steady-state)로 존재함을 알 수 있었으며, 상기 실험 시스템을 통해 외부 전계 등의 변화에 따른 미립자 구름의 급격한 움직임을 짧은 시간 간격으로 촬영하여 행동 양식을 파악할 수 있게 되었다.
In order to understand the operation state of the experimental system for the capacitively coupled plasma apparatus implemented in the present invention, a specific control condition And the plasma apparatus was operated without observing the distribution of the particles, and the distribution of the particulate matter clouds was observed immediately after the end of the discharge. As a result, the results shown in Fig. 4 were obtained. FIG. 4 is a result of observing the distribution of the particulate matter clouds at intervals of about 83 ms. It can be seen that a bright particulate matter cloud is present in a steady state at the interface between the plasma and the sheath. It is possible to grasp the behavior pattern by photographing the sudden movement of the particulate cloud due to the change of the external electric field in a short time interval.

본 발명에서는 상기의 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템을 통해 먼저 단일 주파수에서 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하고 동일한 조건에서 주파수만을 변화시켰을 때 미립자의 구름 형태가 어떻게 변화하는지 확인하여 미립자의 행동 양식에 대한 변화를 예측하며, 나아가서 두 개의 서로 다른 주파수를 동시에 인가한 상태에서 RF 파워의 급격한 변화에 따른 미립자의 행동 양식을 관찰하여 이를 기초로 미립자의 발생과 행동 양식을 파악함으로써 다중 주파수 용량 결합형 플라즈마 장치에서 공정 수행중 미립자의 발생과 미립자로 인한 오염을 제거하거나 최소화시킬 수 있는 공정 제어 조건을 도출한다.
In the present invention, the generation and behavior of particulates are observed at a single frequency through an experimental system for the capacitively coupled plasma apparatus, and when the frequency is changed only under the same conditions, By observing the behavior of particulate matter due to the rapid change of RF power while grasping the change of the form and further applying two different frequencies at the same time, Type plasma apparatus, it is possible to derive a process control condition capable of eliminating or minimizing the generation of fine particles and contamination due to fine particles.

먼저, 단일 주파수 조건에서 미립자 발생과 행동 양식을 파악했는데, 제1 실험예로서 상기 실험 시스템에서 하부 전극에 13.56MHz의 단일 주파수만을 부여하고 RF 파워를 증가시키면서 미립자 발생과 행동 양식을 파악하여 도 5의 결과를 얻었다.First, the generation of particulates and the behavior pattern were observed under a single frequency condition. In the first experimental example, only a single frequency of 13.56 MHz was applied to the lower electrode and the RF power was increased, Respectively.

상기 도 5의 (a)는 RF 파워를 증가시키면서 정상 상태(Steady-state)에서의 미립자 구름을 촬영한 결과이며, 상기 도 5의 (b)는 RF 파워 증가에 따른 미립자 구름 분포의 크기 변화 그래프이며, 상기 도 5의 (c)는 RF 파워 증가에 따른 전자온도(Te)와 이온밀도(ni)를 DLP(Dual Langmuir Prove)를 이용하여 측정한 결과 그래프를 나타낸다.5 (a) is a result of photographing a particulate cloud in a steady state (steady-state) while increasing RF power. FIG. 5 (b) is a graph showing a magnitude variation graph of a particulate cloud distribution (C) of FIG. 5 shows a graph obtained by measuring the electron temperature Te and the ion density ni according to an increase in RF power using DLP (Dual Langmuir Prove).

상기 도 5의 (b)에서는 미립자 구름의 수평 방향 길이를 크기로 정의하였는데, 앞서 이론적 근거를 기초로 판단한 바와 같이 미립자 구름의 크기가 클수록 하부 전극(110) 바로 위의 쉬쓰 경계까지 미립자 구름이 침투하여 공정 변수에 영향을 준다는 점이 상기 도 5의 결과로부터 파악되었으며, 이로 인해 RF 파워의 오프(Off)시 기판의 오염에도 취약해 질 것으로 판단된다.5 (b), the horizontal length of the fine particle cloud is defined as a size. As determined on the basis of the above rationale, as the size of the fine particle cloud increases, the fine particle cloud penetrates to the upper boundary of the lower electrode 110 FIG. 5 shows that the RF power is influenced by the RF power, and the RF power is vulnerable to the contamination of the substrate when the RF power is turned off.

상기 도 5의 (a)와 (b)를 근거로 실험 결과를 살펴보면, 80W 이하에서는 RF 파워가 증가함에 따라 미립자 구름의 크기도 점차적으로 증가하였으며, 이 후 80W 이상에서 RF 파워를 계속 증가시키면 다시 미립자 구름의 크기가 작아졌다. As shown in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b), when the RF power is 80 W or less, the size of the particulate cloud gradually increases. The size of the particulate cloud was reduced.

상기 도 5의 (c)를 근거로 실험 결과를 살펴보면, RF 파워 증가에 따라 전자온도가 점차적으로 증가하다가 포화되는 시점인 대략 80W 부근까지는 미립자 구름의 크기가 커짐을 알 수 있는데, 이는 전자온도와 이온밀도가 미립자 트랩을 전극 방향으로 당기는 이온 유인력에 지배적인 영향을 미치고 있다는 것을 보여주고, 80W 이상에서는 전자온도가 증가하지 않고 이온밀도만 증가하여 반경 방향으로의 이온 유인력이 커지므로 다시 미립자 구름이 작아지는 것으로 파악되었다. 5 (c), it can be seen that the electron temperature gradually increases according to the increase of the RF power, but the size of the fine particle cloud increases up to about 80 W, which is the saturation point. It is shown that the ion density has a dominant influence on the ion attracting force pulling the particle trap toward the electrode. The ion attracting force in the radial direction is increased by increasing the ion density without increasing the electron temperature at a temperature above 80 W, .

이와 같은 결과는, 플라즈마 벌크(Bulk)에서 이온 유인력이 정전기력보다 우세하여 미립자들은 플라즈마 중심부로부터 멀어지려는 경향이 있고, 외부로 갈수록 전계의 증가에 의해 두 힘이 균형을 이루는 쉬쓰 경계면에 미립자 트랩이 형성되는데, 반경 방향으로는 용기의 벽과 거리가 멀어 쉬쓰 경계를 만나기 전에 펌핑 포트를 통해 배기되므로 이온 농도의 증가에 따라 반경 방향으로의 이온 유인력이 계속 증가하기 때문이다. These results show that the ion attracting force in the plasma bulk is higher than the electrostatic force, and the particles tend to move away from the center of the plasma, and the particle traps at the sheath interface where the forces are balanced by the increase of the electric field toward the outside In the radial direction, since the distance from the wall of the vessel is too long to be exhausted through the pumping port before meeting the sheath boundary, the ion attracting power in the radial direction increases continuously as the ion concentration increases.

따라서, 전자온도가 선형으로 변화하는 구간인 RF 파워가 80W 이하에서는 플라즈마는 유지하되, RF 파워를 낮추어 전자온도를 작게 만드는 것이 이온 유인력을 작게하여 미립자 구름의 위치를 전극으로부터 멀리 이동시키는 제어 방법이 될 수 있다.
Therefore, when the RF power is lower than 80 W, which is a section where the electron temperature is linearly changed, the plasma is maintained and the RF power is lowered to make the electron temperature smaller. The control method of moving the position of the particle cloud away from the electrode by reducing the ion attracting power .

다음으로 제2 실험예로서, 상기 제1 실험예와 동일한 조건에서 주파수만을 변화시켜 미립자 구름의 형태가 어떻게 변화하는지 확인하였다. Next, as a second experimental example, only the frequency was changed under the same conditions as in the first experimental example to see how the shape of the particulate cloud changed.

상기 제2 실험예에서는 주파수 비교를 위해 상기 제1 실험예의 단일 주파수 실험 시스템 상에서 하부 전극(110)에 2MHz, 13.56MHz, 40MHz를 순차적으로 80W로 인가하여 각각의 주파수마다 미립자 구름을 관찰하여 도 6의 결과를 얻었다.In the second experiment example, 2 MHz, 13.56 MHz, and 40 MHz are sequentially applied to the lower electrode 110 at 80 W on the single frequency test system of the first experimental example to observe the particle cloud for each frequency, Respectively.

상기 도 6의 결과에서 보는 바와 같이 동일한 RF 파워에서 주파수가 증가할수록 미립자 구름의 위치는 하부 전극(110), 즉 기판쪽으로 가까워지고, 미립자 구름의 크기도 커지는 것을 알 수 있다. As shown in the results of FIG. 6, it can be seen that as the frequency increases at the same RF power, the position of the fine particle cloud is closer to the lower electrode 110, that is, toward the substrate, and the size of the fine particle cloud increases.

특히, 40.68MHz 조건에서는 하부 전극(110)의 중앙에 위치한 쉬쓰 경계에서도 미립자 구름이 관찰되었는데, 이와 유사한 결과는 13.56MHz 조건에서 매우 높은 압력, 약 800mT 이상을 부여시에 관찰 가능한 것으로써 그 만큼 주파수가 증가할수록 기판 근처에서 미립자 트랩의 형성이 쉬워지는 것으로 파악된다.Particularly, in the condition of 40.68 MHz, a cloud of fine particles was observed at the sheath boundary located at the center of the lower electrode 110. Similar results are observed when applying a very high pressure of about 800 mT at 13.56 MHz, It is understood that the formation of the microparticle trap is facilitated near the substrate.

상기 도 6의 결과는 주파수 증가에 따른 쉬쓰 경계에서의 이온 유인력 증가, 정전기력 감소 등으로 설명할 수 있다. 일반적으로 CCP 타입의 플라즈마 장치에서는 도 7과 같이 주파수가 증가할수록 전자온도는 감소하고 이온밀도는 증가하며, 이온 에너지는 감소하지만 전체 이온 플러스(Total ion flux)는 증가하는 것으로 알려져 있다.(M. Takai et al. “Plasma frequency dependence of electron density and electron temperature - argon plasma”, J.Non-Cryst.Dolids 266-269 (2000) 90, P C boyle, A R Ellingboe and M M Turner, “Independent control of ion current and ion impact energy onto electrodes in dual frequency plasma devices”, J.Phys.D:Appl.Phys.37(2004) 697-701 참조)The results of FIG. 6 can be explained by an increase in ion attracting power and a decrease in electrostatic force at the sheath boundary with increasing frequency. Generally, in a CCP type plasma apparatus, as shown in FIG. 7, it is known that as the frequency increases, the electron temperature decreases, the ion density increases, and the ion energy decreases but the total ion flux increases. &Quot; Plasma frequency dependence of electron density and electron temperature-argon plasma ", J.Non-Cryst. Dolids 266-269 (2000) 90, PC boyle, AR Ellingboe and MM Turner, ion impact energy onto electrodes in dual frequency plasma devices ", J. Phys. D: Appl. Phys. 37 (2004) 697-701)

이온 플럭스(Ion flux)의 증가는 쉬쓰 경계 부근에서 전극 방향으로의 이온 유인력 증가에 기여하게 된다. 또한 주파수가 증가할수록 DC 바이어스(Bias)의 감소에 따라 미립자를 전극으로부터 밀어내려는 정전기력이 감소하게 되어 전극 주변 미립자 구름의 크기가 커지고 위치도 전극 방향으로 이동하게 된다.The increase of the ion flux contributes to the increase of the attracting force of ions toward the electrode near the sheath boundary. Also, as the frequency increases, the electrostatic force that pushes the particles from the electrode decreases as the DC bias decreases, so that the size of the electrode peripheral particle cloud becomes larger and the position moves toward the electrode.

본 발명에서는 IEA(Ion Energy Distribution Analyzer)를 이용하여 상기 제2 실험예에 대하여 이온 에너지(Ion energy) 분포를 측정하여, 도 8에 나타난 주파수 변화에 따른 이온 플럭스 그래프를 얻었다.In the present invention, the ion energy distribution was measured for the second experimental example using ION Energy Distribution Analyzer (IEA) to obtain an ion flux graph according to the frequency change shown in FIG.

상기 도 8에서 보는 바와 같이 주파수가 2 MHz, 13.56 MHz, 40.68MHz 순으로 증가할수록 기판으로의 이온 플럭스가 증가함을 확인할 수 있다. 이러한 특성을 활용하여 본 발명은 다중 주파수 장치에서 서로 다른 주파수를 갖는 RF 주파수를 동시에 사용할 때, RF 변화에 따른 미립자 구름의 행동을 제어할 수 있는 방안을 도출하고자 한다.
As shown in FIG. 8, it can be seen that as the frequency increases in the order of 2 MHz, 13.56 MHz, and 40.68 MHz, the ion flux to the substrate increases. Using these characteristics, the present invention intends to derive a method for controlling the behavior of particulate matter clouds according to RF changes when RF frequencies having different frequencies are simultaneously used in a multi-frequency device.

다중 주파수 용량 결합형 플라즈마 장치에서 미립자 발생과 행동 양식을 파악하기 위해서 기본적 구조는 앞서 살펴본 상기 도 3의 구성에 이중 주파수 용량 결합형 플라즈마 장치를 적용하여 실험 시스템을 구성하였다.In order to grasp the generation of particulates and behavior in a multi-frequency capacitively coupled plasma apparatus, an experimental system is constructed by applying a dual frequency capacitive coupled plasma apparatus to the structure of FIG.

이중 주파수로서 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 하부 전극(110)에 연결된 RF 제너레이터(Generator)(170)에 2MHz의 LF(Low Frequency)(171)과 13.56MHz의 HF(High Frequency)(175)로 구성된 이중 주파수를 인가하여 이를 보튼 듀얼 타입(Bottom dual type)으로 명명하고, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 하부 전극(110)에 연결된 RF 제너레이터(Generator)(170)에 2MHz의 LF(Low Frequency)(171)와 상부 전극(130)에 연결된 RF 제너레이터(Generator)(150)에 13.56MHz의 HF(High Frequency)(151)로 구성된 이중 주파수를 인가하여 이를 탑엔보튼 듀얼 타입(Top-bottom dual type)으로 명명하였다.A low frequency 171 of 2 MHz and a high frequency (HF) frequency of 13.56 MHz are applied to a RF generator 170 connected to the lower electrode 110 as shown in FIG. 9 (a) 175 is applied to a RF generator 160 connected to the lower electrode 110 as shown in FIG. 9 (b), and a 2 MHz A high frequency 151 of 13.56 MHz is applied to an RF generator 171 connected to the LF 171 and a RF generator 150 connected to the upper electrode 130, Top-bottom dual type).

그리고 상기 실험 시스템에 공정 시작시 이중 주파수의 파워를 제어하는 조건, 공정 진행 중 이중 주파수의 파워를 제어하는 조건 및 공정 종료시에 이중 주파수의 파워를 제어하는 조건에 대하여 각각의 실험을 통한 결과를 기초로 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하였다. RF 파워의 제어는 도 10에 도시된 바와 같이 RF 파워 온(On) 구간, 전환(Transition) 구간, RF 파워 오프(Off) 구간으로 RF 파워를 변화시키는 RF 파워 제어 조건을 선택적으로 적용하여 미립자의 행동 특성을 관찰하였다. 이때 RF 파워와 주파수 영향만을 확인하기 위해 압력이나 가스 주입량 등의 다른 조건은 동일하게 유지시켰다.
The experimental system is based on the results of the experiments for controlling the power of the dual frequency at the start of the process, controlling the power of the dual frequency during the process, and controlling the power of the dual frequency at the end of the process. And the occurrence and behavior of microparticles were determined. As shown in FIG. 10, RF power control is performed by selectively applying RF power control conditions for varying RF power to an RF power-on period, a transition period, and an RF power-off period, Behavioral characteristics were observed. At this time, other conditions such as pressure and gas injection amount were kept the same to confirm only RF power and frequency influence.

먼저, 공정 시작시 이중 주파수의 RF 파워를 제어하는 조건으로서 제3 실험예를 수행하고 그 결과를 토대로 다중 주파수에서의 미립자 발생과 행동 양식을 파악하였다.First, as a condition for controlling the RF power of the dual frequency at the start of the process, the third experiment example was performed and the generation of microparticles and the behavior pattern at multiple frequencies were determined based on the results.

상기 제3 실험예에서는 보튼 듀얼 타입을 적용하는 제3-1 실험예와 탑엔보튼 듀얼 타입을 적용하는 제3-2 실험예로 수행하였으며, 최초 공정 시작시 2MHz의 LF와 13.56MHz의 HF에 대한 턴온(Turn on) 순서를 상이하게 조절하였는데, 도 11은 상기 제3-1 실험예에 대하여 최초 공정 시작시 LF와 HF의 턴온 순서를 상이하게 조절한 결과를 나타내고, 도 12는 상기 제3-2 실험예에 대하여 최초 공정 시작시 LF와 HF의 턴온 순서를 상이하게 조절한 결과를 나타낸다.In the third experiment example, Experiment 3-1 in which Bowtoon dual type was applied and Experiment Example 3-2 in which Tophenbotan dual type was applied were performed. At the start of the first process, the LF of 2 MHz and the HF of 13.56 MHz FIG. 11 shows a result obtained by differentially controlling the turn-on sequence of LF and HF at the start of the initial process, and FIG. 12 shows the results of the third- 2 experimental results show that the turn-on sequence of LF and HF is adjusted differently at the beginning of the initial process.

상기 도 11의 (a)와 도 12의 (a)는 LF와 HF를 동시에 모두 턴온한 경우이고, 상기 도 11의 (b)와 도 12의 (b)는 LF를 먼저 턴온 한 후 15s 정도 후에 HF를 턴온한 경우이며, 상기 도 11의 (c)와 도 12의 (c)는 HF를 먼저 턴온 한 후 15s 정도 후에 LF를 턴온한 경우이다. 11 (a) and 12 (a) show a case where both LF and HF are simultaneously turned on, and FIGS. 11 (b) and 12 (b) HF is turned on, and FIGS. 11 (c) and 12 (c) show a case where LF is turned on after about 15 seconds after HF is first turned on.

상기 도 11의 (a)와 도 12의 (a)에서 보는 바와 같이 LF와 HF를 동시에 인가하는 경우에 미립자 구름이 계속적으로 증가하면서 15s 정도 경과 후에 정상 상태에 도달하는 것을 알 수 있으며, 상기 도 11의 (b)와 상기 도 12의 (b)에서 보는 바와 같이 LF를 먼저 턴온하면 미립자 구름이 작게 형성되고 이어서 HF를 턴온한 후 서서히 미립자 구름이 커져 약 25s 후에 정상 상태에 들어가는 것을 볼 수 있다. 그리고 상기 도 11의 (c)와 상기 도 12의 (c)에서 보는 바와 같이 HF를 먼저 턴온하면 미립자 구름이 크게 형성되었다가 LF를 턴온하면서 미립자 구름이 다소 작아지는 현상이 나타난 후 다시 미립자 구름이 커지는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 11A and 12A, when the LF and the HF are simultaneously applied, it can be seen that the particulate matter cloud continuously increases and reaches the steady state after about 15 seconds, As shown in FIG. 11 (b) and FIG. 12 (b), when the LF is first turned on, the particulate cloud is formed small, and then the HF is turned on, . As shown in FIGS. 11 (c) and 12 (c), when the HF is turned on first, the particulate cloud is formed large, and the particulate cloud is reduced while the LF is turned on. .

상기 도 11과 도 12의 결과를 종합해보면, LF 먼저 턴온하는 경우에는 모두를 동시에 턴온한 경우도다 10s 가량 늦게 정상 상태에 들어가는 것으로 확인되는데, RF 턴온 순간의 이러한 차이는 먼저 턴온한 주파수 조건에서 미립자 구름이 정상 상태가 될 때까지 약 15s 기다린 후 나머지 주파수를 턴온하여 비교한 것이므로, 실제 공정에서 수 초 미만의 시차를 두고 순차적으로 켜는 경우에는 거의 차이가 없을 것으로 예상된다.11 and 12, it can be seen that when the LF is turned on first, all of the LFs are turned on simultaneously and the LF turns on about 10 seconds later. The difference in the RF turn- It is anticipated that there will be almost no difference in the case of turning on sequentially with a time difference of less than a few seconds in the actual process since the comparison is made by turning on the remaining frequencies after waiting for about 15 seconds until the cloud becomes a normal state.

이와 같은 결과를 기초로 상기 제3-1 실험예와 상기 제3-2 실험예는 모두 미립자 구름이 정상 상태에 도달하는 시간의 차이가 있었고 그 외 미립자 오염에 관련된 행동 양식의 차이는 나타나지 않는 것으로 판단된다.
On the basis of these results, in the above-mentioned Experiments 3-1 and 3-2, there was a difference in time for the particulate cloud to reach a steady state, and there was no difference in behaviors related to other particulate contamination .

다음으로 공정 진행 중에 RF 파워를 변화시키는 경우에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하였는데, 일반적으로 건식 식각(Dry etch) 공정에서 여러 개의 막질 층을 한 번의 공정으로 식각하기 위해서는 최상층 막질 식각 후 RF 파워를 잠시 끄거나 매우 약하게 유지한 상태에서 가스, 압력 등의 조건을 다음 막질에 맞추어 변경해야 하는데, 본 발명에서는 이를 전환 구간(Transition step)라 정의한다. In order to etch several layers of film in a single process in a dry etch process, it is necessary to perform RF power after the top layer film etch. The gas, pressure, and the like must be changed in accordance with the next film quality in a state where the film is temporarily turned off or kept very weak. In the present invention, this is defined as a transition step.

전환 구간에서 미립자의 행동 양식을 파악하기 위하여 제4 실험예로서 상기 실험 시스템 상에서 하부 전극(110)에만 13.56MHz의 RF 주파수를 인가하면서 100W 조건에서 정상 상태를 유지하다가 RF 파워를 변화시켜 3초간 전환 구간을 주었는데, 이 때 전환 구간을 RF 파워에 따라 0W, 10W, 40W, 70W로 다양하게 설정하여 각각의 경우에 대하여 도 13의 (a), (b), (c) 및 (d)의 결과를 얻었다.In order to grasp the behavior pattern of the particulates in the switching period, the RF power of 13.56 MHz was applied only to the lower electrode 110 on the experimental system as the fourth experimental example, and the RF power was changed to maintain the steady state at 100 W, (A), (b), (c), and (d) of FIG. 13 for each case by varying the switching period to 0 W, 10 W, 40 W, .

상기 도 13의 (a)에서 보는 바와 같이 RF 파워를 완전히 꺼서 0W일 경우 트랩되어 있던 미립자가 대부분 기판을 포함한 아래 방향으로 쓸려 내려가 완전히 사라졌다가 RF 파워를 다시 켜면 서서히 원래의 정상 상태로 돌아옴을 알 수 있었다. As shown in FIG. 13 (a), when the RF power is completely turned off, the trapped particulates are swept downward including the substrate and completely disappeared. When the RF power is turned on again, Could know.

그 외 RF 파워를 소정 수치로 유지하는 경우는 상기 도 13의 (b), (c) 및 (d)에서 보는 바와 같이 유지시키는 파워의 크기에 따라 미립자 구름 형태의 차이가 다소 발생하지만 모두 쉬쓰 경계에서 유지되다가 RF 파워가 원상태로 복원된 후 정상 상태로 돌아오는 것으로 확인되었다. 13 (b), 13 (c), and 13 (d), when the RF power is maintained at a predetermined value, there is a slight difference in the shape of the cloud cloud depending on the magnitude of the power to be maintained. The RF power was restored to the original state and then returned to the normal state.

상기 도 13의 결과에 기초하여 RF 파워를 완전히 끄는 순간 트랩되어 있던 미립자의 상당수가 기판 오염에 기여했을 것으로 판단된다. 따라서, 공정 중의 전환 구간에서는 RF 파워를 어느 정도는 약하게 유지하는 것이 오염의 관점에서 유리함을 확인할 수 있었다.
Based on the results shown in FIG. 13, it was judged that a large number of the fine particles trapped at the moment of completely turning off the RF power contributed to substrate contamination. Therefore, it has been confirmed that it is advantageous from the viewpoint of contamination that the RF power is kept somewhat weak in the switching period in the process.

나아가서 이중 주파수가 인가된 경우 RF 파워 변화에 따른 전환 구간에서 LF 또는 HF 중 어느 쪽을 유지하는 것이 유리한 지를 파악하고자 제5 실험예를 수행하였는데, 제5-1 실험예는 상기 제3-1 실험예와 같이 보튼 듀얼 타입을 적용하였고, 제5-2 실험예는 상기 제3-2 실험예와 같이 탑엔보튼 듀얼 타입을 적용하여 전환 구간에서 13.56MHz의 HF와 2MHz의 LF 중 어느 하나의 RF 파워로 전환 구간을 제어하는 조건을 부여하였다. Further, in the case of the dual frequency application, the fifth experiment example was conducted to determine which of the LF or HF is advantageous to maintain in the transition period according to the RF power change. In the fifth experiment example, As in Example 5-2, Experiment 5-2 applies Experimental Example 3-2. In the transition period, RF power of either HF of 13.56 MHz or LF of 2 MHz is applied The condition for controlling the switching period is given.

도 14와 도 15은 상기 제5 실험예에 따른 결과를 나타내는데, 상기 도 14의 (a)와 상기 15의 (a)는 상기 제5-1 실험예와 제5-2 실험예에서 13.56MHz의 HF는 유지하면서 2MHz의 LF를 오프(Off)시켜 전환 구간을 형성한 후 3s 후에 다시 2MHz의 LF를 온(On)시킨 경우의 결과를 나타내며, 상기 도 14의 (b)와 상기 도 15의 (b)는 상기 제5-1 실험예와 제5-2 실험예에서 2MHz의 LF는 유지하면서 13.56MHz의 HF를 오프(Off)시켜 전환 구간을 형성한 후 3s 후에 다시 13.56MHz의 HF를 온(On)시킨 경우의 결과를 나타낸다.FIGS. 14 and 15 show the results according to the fifth experimental example. FIGS. 14 (a) and 15 (a) (B) of FIG. 14 and FIG. 15 (b) show the result when the LF of 2 MHz is turned off while the HF is maintained and the LF of 2 MHz is turned on again after 3 seconds after the switching section is formed. b) shows that the HF of 13.56 MHz is turned off while keeping the LF of 2 MHz and the HF of 13.56 MHz is again turned on after 3 s after the transition period is formed in the 5-1 and 5-2 experimental examples On).

상기 도 14의 (a)와 상기 도 15의 (a)에서 보는 바와 같이 HF를 유지하고 LF를 오프(Off)시킨 3s 간의 전환 구간 동안 미립자 구름이 기판 방향으로 많이 이동하였으며 미립자 구름의 크기도 커졌다가 전환 구간 후 다시 LF를 온(On)하면 서서히 원래의 정상 상태로 원복되었음을 알 수 있다.As shown in FIG. 14 (a) and FIG. 15 (a), during the transition period of 3s, in which HF was maintained and LF was turned off, the particulate matter cloud moved much toward the substrate and the size of the particulate matter cloud increased (LF) is turned on again after the switching period, it can be seen that the original state is gradually recovered to the original steady state.

반면에 상기 도 14의 (b)와 상기 도 15의 (b)에서 보는 바와 같이 LF를 유지하고 HF를 오프(Off)시킨 3s 간의 전환 구간에서는 미립자 구름이 거의 기판 밖으로 밀려났다가 전환 구간 후 HF를 온(On)시키면서 역시 서서히 정상 상태로 돌아오는 것을 알 수 있다. On the other hand, as shown in FIGS. 14 (b) and 15 (b), when the LF is maintained and the HF is turned off, And then gradually returns to the normal state.

상기 도 14와 도 15의 결과를 종합하여 살펴보면, 전환 구간에서는 RF 파워 전체를 오프(OFF)하는 순간에서와 같은 급격한 미립자 구름의 이동은 없었지만, 전환 구간 동안에 상대적으로 낮은 주파수인 LF를 오프(OFF)시키고 상대적으로 높은 주파수인 HF를 유지하는 경우에 공통적으로 미립자 구름이 매우 커지고 기판과 가까워지는 것을 볼 수 있는데, 이와 같은 경우 미립자 구름의 위치가 기판 위에 두껍게 존재하게 되면 그 중 일부가 크기가 커짐에 따라 지속적으로 기판으로 떨어지게 되고 또한 공정의 변수에도 영향을 미치게 된다.14 and FIG. 15, in the switching period, there is no abrupt movement of the particulate cloud as in the moment when the entire RF power is turned off, but the relatively low frequency LF is turned off during the switching period In the case of maintaining a relatively high frequency of HF, it is common to see that the cloud of particles becomes very large and approaches the substrate. In this case, when the position of the particle cloud is thick on the substrate, And it also influences the process parameters.

따라서 상기 제5 실험예의 결과를 통해 공정 전환 구간에서는 상대적으로 높은 주파수의 RF 파워를 오프(OFF)시키고 상대적으로 낮은 주파수의 RF 파워를 유지시키는 것이 전환 구간에서 가능한 미립자 구름이 기판으로부터 멀리 떨어지도록하여 미립자로 인한 기판의 오염을 줄이면서 공정 변수의 영향을 최소화시킬 수 있음을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen from the result of the fifth experiment example that RF power of a relatively high frequency is turned off in the process transition period and RF power of a relatively low frequency is maintained, It can be seen that the influence of the process variables can be minimized while reducing contamination of the substrate due to the fine particles.

마지막으로 미립자 오염에 가장 취약할 것으로 예상되는 공정 종료 순간에 RF 파워의 변화에 따른 미립자의 행동 양식을 관찰하기 위한 제6 실험예를 수행하였다.Finally, a sixth experiment was conducted to observe the behavior patterns of the particulates according to the change of RF power at the end of the process, which is expected to be most vulnerable to particulate contamination.

상기 제6 실험예는 플라즈마 공정의 종료시 미립자 오염 제어를 위해 RF 파워를 곧바로 오프(Off)시키지 않고 적절한 시간을 두고 서서히 오프(Off)하는 제어 조건으로서 완충 구간(Buffer step)을 도입하여 RF 파워의 턴 오프(turn off)시 1s의 시간을 갖고 천천히 파워가 떨어지도록 수행하였다.In the sixth experimental example, a buffering step is introduced as a control condition for gradually turning off the RF power for an appropriate time without directly turning off the RF power to control the particulate contamination at the end of the plasma process, The turn-off time was 1s and the power was slowly dropped.

상기 제6 실험예에서는 상기 실험 시스템 상에서 하부 전극(110)에만 13.56MHz의 RF 주파수를 인가하면서 100W 조건으로 정상 상태를 유지하다가 곧바로 RF 파워를 오프시키는 경우와 1s의 완충 구간을 둔 후 RF 파워를 오프시키는 경우에 미립자 행동을 확인하여 도 16의 결과를 얻었다.In the sixth experimental example, RF power of 13.56 MHz was applied to only the lower electrode 110 in the experimental system, and RF power was turned off immediately after the RF power was maintained at 100 W, and RF power was applied after 1 s of buffering. The results of FIG. 16 were obtained by confirming the particulate behavior in the case of turning off.

상기 도 16의 결과를 살펴보면, 상기 도 16의 (a)에 나타난 완충 구간 없이 RF 파워를 오프하는 경우에 비해 상기 도 16의 (b) 내지 (d)에 나타난 완충 구간을 적용하는 경우에 미립자 구름의 위치가 기판으로부터 멀어졌으며, 특히 완충 구간에서의 RF 파워가 낮을수록 미립자 구름이 기판으로부터 더욱 멀어졌음을 알 수 있다. 16, in comparison with the case of turning off the RF power without the buffering period shown in FIG. 16 (a), when the buffering period shown in FIGS. 16 (b) to 16 (d) The distance of the substrate from the substrate is farther away from the substrate. Particularly, the lower the RF power in the buffer section, the farther the particle cloud is from the substrate.

이는 앞서 설명한 바와 같이 낮은 RF 파워 구간에서 전자온도와 이에 따른 이온 유인력이 RF 파워에 비례하기 때문인데, 낮은 RF 파워의 완충 구간에서는 이온 유인력이 감소하여 미립자 구름의 위치가 더 멀어졌다고 판단할 수 있다. 또한 완충 구간 이후 나머지 RF 파워를 끄는 시점에 미립자 구름의 위치가 기판으로부터 멀어질수록 플라즈마가 꺼지고 정전기력이 사라지더라도 미립자들이 기판으로 떨어지지 않고 가스 점성력에 의해 펌핑 포트로 바로 이동할 것이므로 플라즈마는 유지하되 가능한 낮은 RF 파워의 완충 구간을 적용하면 미립자 오염을 줄일 수 있을 것으로 판단된다. This is because, as described above, the electron temperature and the ion attracting power are proportional to the RF power in the low RF power interval. In the buffer zone of low RF power, the ion attracting power is decreased and the position of the particle cloud is further distanced . In addition, as the position of the particulate cloud moves away from the substrate at the time of turning off the remaining RF power after the buffering period, the plasma is turned off and the electrostatic force disappears. However, since the particulates do not fall to the substrate but move directly to the pumping port due to the gas viscous force, Applying the buffering period of RF power will reduce particulate pollution.

나아가서 완충 구간의 시간을 길게 할수록 미립자 구름의 위치를 더 멀리 보낼 수 있을 것으로 판단되지만 완충 구간에서도 플라즈마가 꺼지지 않으므로 이로 인해 공정이 계속 진행되기 때문에 식각이나 CVD 등의 공정 결과에 영향을 최소화하기 위해서는 완충 구간의 적용 시간을 적절하게 조절할 필요가 있다.
Further, it is considered that the longer the buffer period, the more the position of the particulate matter cloud can be transmitted. However, since the plasma is not turned off even in the buffer zone, the process is continued. Therefore, in order to minimize the influence on the process results such as etching and CVD, It is necessary to appropriately adjust the application time of the section.

상기 제6 실험예의 결과를 응용하여 상기 도 9의 이중 주파수를 적용하는 경우에도 상대적으로 낮은 주파수인 LF와 상대적으로 높은 주파수인 HF를 동시에 인가하여 정상 상태를 유지한 후 두 개의 RF 파워를 순차적으로 턴오프한다면 상기에서의 완충 구간의 효과를 얻을 수 있을 것으로 예상되어 이에 대한 제7 실험예를 수행하였다.In the case of applying the dual frequency of FIG. 9 by applying the result of the sixth experiment example, LF at a relatively low frequency and HF at a relatively high frequency are simultaneously applied to maintain a steady state, and then two RF powers are sequentially It is expected that the above-mentioned buffering period effect can be obtained, so that the seventh experimental example is performed.

제7 실험예에서는, 제7-1 실험예로 상기의 보튼 듀업 타입을 적용하였고, 제7-2 실험예로 상기의 탑엔보튼 듀얼 타입을 적용하여 13.56MHz의 HF와 2MHz의 LF 중 어느 하나씩 순차적으로 RF 파워를 턴오프하는 제어 조건을 부여하였는데, LF와 HF의 오프 순서 및 시차를 제어하기 위해서 동기화된 2 채널 파형 발생기(Synchronized 2 channel function generator)를 사용하였고, 각 RF 제너레이터로 들어가는 파형의 듀티비(Duty ratio)를 변경함으로써 LF와 HF의 턴오프 시차를 0.2초 간격으로 변화시키면서 실험을 수행하였다. In the seventh experimental example, the above-mentioned Bowen Doubling type was applied to Experiment Example 7-1, and in the Experiment Example 7-2, by applying the above-mentioned TopNote Botton Dual Type, one of HF of 13.56 MHz and LF of 2 MHz, In order to control off-sequence and parallax between LF and HF, a synchronized 2-channel function generator was used. The duty ratio of the waveform to each RF generator was used. Experiments were conducted by changing the duty ratio of LF and HF by changing the duty ratio at intervals of 0.2 second.

상기 제7 실험예의 수행에 따른 미립자 구름의 행동을 관찰하여 도 17 및 도 18의 결과를 얻었는데, 상기 도 17은 상기 제7-1 실험예에 대한 결과이며, 상기 도 18은 상기 제7-2 실험예에 대한 결과이다. 17 and 18 are obtained by observing the behavior of the particulate cloud according to the performance of the seventh experimental example. FIG. 17 is a result of the seventh experiment example, and FIG. 2 Experimental results.

상기 도 17과 상기 도 18에서 X축이 이중 주파수의 순차적인 턴오프 지연시간(Delay time)이며, 지연시간이 ‘0’인 경우는 2MHz의 LF와 13.56MHz의 HF를 동시에 턴오프한 결과이다. 그리고 지연시간 ‘0’을 기준으로 위쪽은 2MHz의 LF를 먼저 턴오프한 후 13.56MHz의 HF를 턴오프한 결과이고, 아래쪽은 13.56MHz의 HF를 먼저 턴오프한 후 2MHz의 LF를 턴오프한 결과이다. 이때 두 RF 파워의 턴오프 시차는 0.2s 단위로 0s부터 3s까지를 측정하였는데, 상기 도 17과 상기 도 18 상에는 실험 결과를 보다 용이한 파악하기 위해서 0s, 0.2s, 0.6s, 1s의 결과만을 표시하였다. In FIG. 17 and FIG. 18, when the X-axis is a sequential turn-off delay time of the dual frequency and the delay time is '0', it is a result of simultaneously turning off LF of 2 MHz and HF of 13.56 MHz . The upper part of FIG. 6 shows a result of turning off the HF of 13.56 MHz after first turning off the LF of 2 MHz based on the delay time '0', and turning off the HF of 13.56 MHz first and then turning off the LF of 2 MHz Results. In this case, the turn-off time difference of the two RF powers was measured from 0s to 3s in 0.2s units. In order to more easily grasp the experimental results in FIG. 17 and FIG. 18, only the results of 0s, 0.2s, 0.6s, and 1s Respectively.

상기 도 17과 상기 도 18을 살펴보면, 상기 제7-1 실험예와 제7-2 실험예 모두 동일하게 상대적으로 낮은 주파수인 2MHz의 LF를 먼저 오프하고 상대적으로 높은 주파수인 13.56MHz의 HF를 오프하는 경우, 두번째 RF 오프 순간인 HF의 오프 순간에 미립자 구름의 크기가 훨씬 크게 나타난 것을 알 수 있으며, 플라즈마가 꺼진 직후 기판 방향으로 미립자 구름이 쓸려 내려가는 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 17 and FIG. 18, the LF of 2 MHz, which is a relatively low frequency, is first turned off and the HF of 13.56 MHz, which is a relatively high frequency, is turned off , It can be seen that the size of the particulate cloud is much larger at the moment of OFF of the second RF off, HF, and the particulate cloud is washed down toward the substrate immediately after the plasma is turned off.

특히 LF의 오프 후 HF의 오프까지의 지연시간의 시차가 증가할수록 미립자 구름의 크기는 기판 방향으로 더욱 커졌으며 이로 인해 기판의 오염에도 상대적으로 불리할 것으로 판단된다. Particularly, as the delay time of the delay time from the off of the LF to the off of the HF increases, the size of the fine particle cloud is further increased toward the substrate, which is considered to be a disadvantage relative to the contamination of the substrate.

반면에 상대적으로 높은 주파수인 13.56MHz의 HF를 먼저 오프한 후 상대적으로 낮은 주파수인 2MHz의 LF를 오프하는 경우에는 지연시간의 시차와는 큰 상관 관계가 없는 것으로 보이며, 다만 HF와 LF를 동시에 끄는 경우보다는 확연히 미립자 구름의 크기가 줄어든 것을 알 수 있다. On the other hand, when the relatively high frequency HF of 13.56 MHz is turned off first and then the relatively low frequency LF of 2 MHz is turned off, there is no significant correlation with the delay time delay. It can be seen that the size of the particulate cloud has decreased considerably.

이는 주파수 증가에 따른 이온 유인력 증가와 정전기력 감소에 의해 미립자 트랩의 위치가 기판 방향으로 이동하기 때문이다. 따라서, RF 파워의 오프 순간 두 개의 주파수를 순차적으로 오프하여 완충 구간을 만들고, 완충 구간에서는 상대적으로 낮은 주파수를 사용함으로써 미립자 구름의 위치를 기판으로부터 멀리 보낼 수 있게 된다. This is because the position of the microparticle trap is shifted toward the substrate due to the increase of the ion attracting power and the decrease of the electrostatic force as the frequency increases. Therefore, two frequencies of the off-time of the RF power are sequentially turned off to create a buffer zone, and by using a relatively low frequency in the buffer zone, the position of the particle cloud can be transmitted away from the substrate.

상기 제7 실험예의 결과에서 보듯이 공정의 종료에 따라 이중 주파수의 RF 파워를 턴오프하는 경우에 상대적으로 높은 주파수인 HF를 먼저 오프하고 완충 구간을 적용하여 완충 구간에서 상대적으로 낮은 주파수를 유지시킨 후 나머지 RF 파워를 오프함으로써 미립자 구름 위치를 기판으로부터 멀리 보낼 수 있으며, 이와 같이 이동한 미립자들은 이후 플라즈마가 완전히 꺼지는 순간에도 미립자 구름이 기판을 오염시키지 않고 펌핑 포트로 바로 빠져나갈 수 있도록 유도될 수 있게 된다.
As can be seen from the results of the seventh experimental example, when the RF power of the dual frequency is turned off according to the end of the process, the relatively high frequency HF is first turned off and the buffering period is applied to maintain a relatively low frequency in the buffering period The remaining particulate matter can be sent away from the substrate by turning off the rest of the RF power and the moved particulates can then be induced to exit the pumping port without contaminating the substrate even after the plasma is completely shut off .

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 다양한 실험예들을 통해 다중 주파수 용량 결합형 플라즈마 장치를 이용한 공정에서 공정 시작시, 전환 구간, 공정 종료시와 같이 RF가 급격히 변화하는 순간에 기상 미립자의 행동 양식을 주파수 변화에 따라 파악하였는데, 특히 공정의 전환(Transition)시와 공정 종료에 따른 RF 파워의 턴오프(Turn off) 순간에 RF 제어를 통한 주파수 변화에 따른 미립자의 행동 양식 특성을 활용하여 기상 미립자 구름의 위치를 기판으로부터 멀리 이동시키도록 제어할 수 있으며, 이를 통해 공정 중 발생되는 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정의 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있게 된다.
In the various experiments according to the present invention described above, the behavior pattern of the gas phase particulates is changed at the instant of the start of the process, the transition period, and the end of the process in the process using the multi-frequency capacitively coupled plasma apparatus, In particular, the position of the cloud of the gas phase is determined by using the characteristic behavior of the particulate according to the frequency change through the RF control at the time of the turn-off of the RF power at the transition of the process and at the end of the process The substrate can be controlled to move away from the substrate, thereby eliminating or minimizing the contamination of the substrate due to the gas phase microparticles generated during the process and adverse influences of the process.

다음으로 본 발명은 유도 결합형 플라즈마 장치의 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위한 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템을 통한 하기 실험예를 수행하였다.Next, the present invention is carried out through an experimental system for an inductively coupled plasma apparatus for inductively coupled plasma apparatus for grasping the generation and behavior of fine particles in a plasma.

유도 결합형 플라즈마 (Inductively Coupled Plasma, ICP) 장치는 용량 결합형 플라즈마(CCP)와 함께 현재 반도체 식각 공정에 가장 흔히 사용되고 있는 형태 중 하나이다. 유도 결합형 플라즈마 장치는 일반적으로 용기 상부에 유도 코일(Coil)의 안테나를 설치하고 RF 파워를 인가하여 발생하는 유도 자기장을 이용하는데, 발생된 유도 자기장이 유전체 윈도우(Dielectric window)를 통해 용기 내부로 침투하고 이에 따라 전기장이 유도되어 플라즈마가 방전되는 원리를 이용하고 있다.Inductively Coupled Plasma (ICP) devices are one of the most commonly used types of semiconductor etching processes, along with capacitively coupled plasma (CCP) devices. Inductively Coupled Plasma devices generally use an induction magnetic field generated by applying an inductive coil to the top of the vessel and applying RF power. The generated induced magnetic field is applied to the inside of the vessel through a dielectric window And the electric field is induced to discharge the plasma.

유도 결합형 플라즈마 장치는 방전 중 용기의 벽 등으로 손실되는 전자와 이온의 양이 적어 상대적으로 저압, 고밀도의 방전이 가능한데, 이러한 저압 공정이 갖는 많은 장점들 때문에 최근에는 그 응용 범위가 계속 늘어나고 있는 추세이다. 유도 결합 플라즈마 장치에서 발생된 플라즈마는 이온의 에너지가 매우 약하기 때문에 이방성 식각 프로파일을 얻기 위해 웨이퍼(Wafer)가 놓인 전극에 별도의 RF 파워를 인가해 줌으로써 이온이 기판으로 충분한 에너지를 갖고 가속할 수 있도록 도와주고 있다. 주로 SiO2 나 Si3N4 와 같은 유전체(Dielectric) 막질의 식각에 사용되는 용량 결합형 플라즈마 장치와 달리, 유도 결합형 플라즈마 장치는 가스 분해도가 높고 저압 공정인 특성을 이용하여 주로 Si이나 Al 등의 메탈(Metal)의 화학적 식각 메커니즘의 지배를 받는 공정에 사용된다.Inductively Coupled Plasma devices are capable of relatively low and high density discharges because of the small amount of electrons and ions lost to the walls of the vessel during discharge. Due to the many advantages of this low pressure process, Trend. In order to obtain an anisotropic etch profile, the plasma generated in the inductively coupled plasma system is supplied with a separate RF power to the electrode on which the wafer is placed, so that the ions can accelerate with sufficient energy to the substrate It is helping. Unlike capacitively coupled plasma devices, which are mainly used for etching dielectric films such as SiO 2 and Si 3 N 4 , inductively coupled plasma devices have a high degree of gas decomposition and a low pressure process, Is used in a process that is subject to the chemical etching mechanism of the metal.

본 발명에서는 유도 결합형 플라즈마 장치에서의 플라즈마 내에 미립자의 발생과 행동 양식을 파악하기 위해 도 19에 도시된 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템을 구현하였다.In the present invention, an experiment system for the inductively coupled plasma apparatus shown in FIG. 19 is implemented in order to grasp the generation and behavior of particles in plasma in the inductively coupled plasma apparatus.

실험을 위해 구현한 상기 도 19의 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템에 대하여 살펴보면, 유도 결합형 플라즈마 장치(600)에서 기판이 놓이는 하부 전극(610)의 구조는 앞서 논의한 상기 도 3의 용량 결합형 플라즈마 장치(100)와 동일하게 구성하였고, 상부 전극(630)은 4턴의 구리 코일(Coil)을 설치하고 쿼즈 윈도우(Qtz window)(635)를 통해 유도 자기장이 용기 내로 침투할 수 있도록 구성하였다. 쿼즈 윈도우(635)의 중앙에는 샤워 헤드(Shower head)방식의 가스 분사구를 설치하였고, 미립자 구름의 관찰을 위해 상기 도 3의 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험 시스템과 동일하게 레이저(Laser)(700)와 CCD 카메라(Camera)(800)를 사용하였다. 상부 전극(630)에는 40.68MHz 의 RF 제너레이터(Generator)(650)를 설치하고, 기판이 놓이는 하부 전극(610)에는 13.56MHz 의 RF 제너레이터(Ggenerator)(670)를 각각 정합 회로(미도시)를 통해 연결하였다. 그리고 실험 조건으로서 CF4(99.999%)와 H2(99.999%)를 3:1의 비율로 사용하였다. 하부 전극(610)과 상부 전극(650)에 인가되는 RF는 주파수 대역이 상기와 같이 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
19, the structure of the lower electrode 610 on which the substrate is placed in the inductively coupled plasma device 600 is the same as that of the capacitive coupling shown in FIG. 3 Type plasma apparatus 100. The upper electrode 630 is provided with a four-turn copper coil and is configured to allow the induction magnetic field to penetrate through the Qtz window 635 into the vessel Respectively. A gas jet nozzle of a shower head type was installed in the center of the quad window 635 and a laser 700 700 was used to observe the particulate matter cloud in the same manner as the experimental system for the inductively coupled plasma apparatus of FIG. ) And a CCD camera (Camera 800) were used. A 40.68 MHz RF generator is installed on the upper electrode 630 and a RF generator 670 of 13.56 MHz is connected to the lower electrode 610 on which the substrate is placed using a matching circuit Lt; / RTI > As experimental conditions, CF 3 (99.999%) and H 2 (99.999%) were used in a ratio of 3: 1. The frequency band of RF applied to the lower electrode 610 and the upper electrode 650 may be variously changed without being limited to the above.

일반적으로 상부 전극(610)으로 인가되는 RF를 소스 파워(Source power)로 칭하고, 하부 전극(630)으로 인가되는 RF를 바이어스 파워(Bias power)로 칭하는데, 본 발명에서는 소스 파워로 인가되는 RF를 소스 RF로 명명하고 바이어스 파워로 인가되는 RF를 바이어스 RF로 명명한다.
Generally, RF applied to the upper electrode 610 is referred to as a source power and RF applied to the lower electrode 630 is referred to as a bias power. In the present invention, RF Is referred to as a source RF, and RF applied with a bias power is referred to as a bias RF.

먼저 기상 미립자 트랩이 형성되는 조건을 찾기 위해 각 RF 파워의 변화에 따른 미립자 구름의 생성 및 정상 상태(Steady-state)에서의 크기 등을 관찰하기 위한 제8 실험예를 수행하였다.First, in order to find the condition that the gas phase particulate trap is formed, the eighth experiment example for observing the generation of the particulate cloud according to the change of each RF power and the size in the steady state is performed.

도 20은 상기 도 19의 실험 시스템의 동작 상태를 파악하고자 특별한 제어 조건을 부여하지 않고 상기 제8 실험예에 따라 플라즈마 장치를 가동시키다가 방전 종료 직후 미립자 구름의 분포를 관찰한 결과를 나타내는데, 상기 제8 실험예서는 바이어스 RF를 인가하지 않고 소스 RF만 100W를 인가하여 플라즈마 장치를 가동시키다가 소스 RF를 오프시켜 상기 도 20의 (a)에 나타난 결과를 얻었고, 소스 RF를 인가하지 않고 바이어스 RF만 70W를 인가하여 플라즈마 장치를 가동시키다가 바이어스 RF를 오프시켜 상기 도 20의 (b)에 나타난 결과를 얻었고, 100W의 소스 RF와 70W의 바이어스 RF를 동시에 인가하여 플라즈마 장치를 가동시키다가 소스 RF와 바이어스 RF를 동시에 오프시켜 상기 도 20의 (c)에 나타난 결과를 얻었다.FIG. 20 shows the result of observing the distribution of the particulate matter clouds immediately after the discharge of the plasma apparatus is operated according to the eighth experimental example without giving special control conditions to grasp the operating state of the experimental system of FIG. 19, In the eighth experimental example, only the source RF was applied without applying the bias RF, the plasma apparatus was operated to turn off the source RF to obtain the result shown in FIG. 20A, and the bias RF 20 (b), and the plasma RF device was turned on by simultaneously applying a source RF of 100 W and a bias RF of 70 W to the source RF And the bias RF were simultaneously turned off to obtain the results shown in FIG. 20 (c).

상기 도 20에 따른 결과를 살펴보면, 소스 RF만을 인가하였을 때는 RF 파워의 크기, 압력 등에 관계 없이 미립자 트랩은 관찰되지 않았고, 반면에 바이어스 RF만을 인가하였을 때에는 용량 결합형 플라즈마 장치에서와 유사한 미립자 구름이 아래 전극 주위에서만 관찰되었다. 또한 소스 RF와 바이어스 RF를 함께 인가한 경우에는 미립자 구름의 크기가 조금 커졌으며 그 형태는 바이어스 RF만을 인가한 경우와 크게 다르지 않았다. 20, when the source RF alone was applied, no particulate trap was observed regardless of the magnitude and pressure of the RF power. On the other hand, when only the bias RF was applied, a particulate cloud similar to that of the capacitive coupled plasma device It was observed only around the lower electrode. In addition, when the source RF and the bias RF are applied together, the size of the particle cloud is slightly increased, and the shape is not largely different from the case of applying only bias RF.

이와 같은 상기 도 20에 따른 실험 결과를 통해 유도 결합 플라즈마에서 미립자 트랩의 존재 유무가 바이어스 RF의 인가 여부에 전적으로 의존하고 있음을 알 수 있는데, 그 이유는 바이어스 RF만 인가한 경우 이온의 밀도가 매우 높아 빠르게 확산하고 그에 따라 미립자도 함께 사방으로 확산되는 반면 아래 전극에는 바이어스 RF를 인가하지 않는 경우 자가 바이어스(Self bias)가 생성되지 않고 단지 낮은 수준의 플로팅 전압(Floating voltage)만 형성되어 두 힘의 균형이 이루어질 수 없기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 바이어스 RF가 없으면 하부 전극 방향으로의 큰 이온 유인력이 별도로 존재하지 않고 사방으로 확산하는 이온에 의한 이온 유인력만이 존재하고, 하부 전극으로부터 멀어지려는 정전기력 또한 매우 약하므로 효과적으로 미립자를 잡아둘 수 없게 되는 것이다.20, it can be seen that the presence or absence of the particulate trap in the inductively coupled plasma depends entirely on whether or not the bias RF is applied. This is because when the bias RF alone is applied, The high-speed diffusion causes the fine particles to spread all the way together. On the other hand, when the bias RF is not applied to the lower electrode, self bias is not generated but only a low level of floating voltage is formed, This is because the balance can not be achieved. In other words, without bias RF, there is no large ion attracting force in the direction of the lower electrode, only ion attractive force due to ions diffusing in all directions exists, and since the electrostatic force to be moved away from the lower electrode is also weak, It will be absent.

일반적인 유도 결합 플라즈마 공정에서는 소스 RF와 바이어스 RF를 동시에 사용하는 경우가 대부분인데, 이러한 경우 상기 결과에 의하면 미립자 트랩의 행동 양식은 바이어스 RF에 상당히 의존할 것으로 판단된다. In most cases, the source RF and the bias RF are used simultaneously in a general inductively coupled plasma process. In this case, the behavior of the particulate trap depends on the bias RF.

이와 같은 판단 근거를 토대로 상기 도 19의 실험 시스템에서 소스 RF를 고정하고 바이어스 RF를 증가시키는 제9 실험예를 수행하여 도 21의 실험 결과를 얻었다.Based on the above judgment, the ninth experimental example in which the source RF is fixed and the bias RF is increased in the experimental system of FIG. 19 was performed to obtain the experimental result of FIG.

상기 도 21은 소스 RF를 고정하고 바이어스 RF를 증가시키는 경우 정상 상태에서의 미립자 구름의 변화를 나타내는데, 상기 제9 실험예에서는 소스 RF를 100W로 고정하고, 바이어스 RF를 50W, 60W, 70W, 80W 및 90W로 증가시켜 각각 상기 도 21의 (a), (b), (c), (d) 및 (e)의 결과를 얻었다.21 shows the change of the particulate matter cloud in a steady state when the source RF is fixed and the bias RF is increased. In the ninth experiment example, the source RF is fixed at 100 W, the bias RF is set at 50 W, 60 W, And 90 W, respectively, to obtain the results (a), (b), (c), (d) and (e) of FIG.

상기 도 21의 결과에 의하면, 상기에서 살펴본 용량 결합 플라즈마 장치에 대한 실험예에서와 마찬가지로 유도 결합플라즈마 장치에서 바이어스 RF가 증가함에 따라 최대 크기를 갖는 지점이 존재하였고, 바이어스 RF를 계속 증가시키면 다시 미립자 구름의 크기는 작아짐을 알 수 있었다. According to the results shown in FIG. 21, there is a point having a maximum size as the bias RF increases in the inductively coupled plasma apparatus, as in the experimental example of the capacitively coupled plasma apparatus described above. When the bias RF is continuously increased, The size of the cloud was found to be smaller.

본 발명에서는 유도 결합형 플라즈마 장치에서 이러한 바이어스 RF에 대한 의존성을 이용하여 공정 전환 구간 및 방전 종료 시점에 대한 미립자 구름의 행동 양식에 따라 반도체 공정을 제어하고자 한다.
In the present invention, the dependency of the inductively coupled plasma device on the bias RF is used to control the semiconductor process according to the mode of action of the particulate matter cloud at the process transition period and the end point of the discharge.

유도 결합형 플라즈마 장치를 이용하는 반도체 공정도 앞서 용량 결합형 플라즈마 장치를 이용하는 반도체 공정과 마찬가지로 공정 시작시 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하는 조건, 공정 진행 중 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하는 조건 및 공정 종료시에 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하는 조건으로 구분할 수 있는데, 앞서 상기의 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 다양한 실험 결과에 기초하여 공정 시작시의 제어 조건은 미립자 구름에 큰 영향을 미치지 못하므로 유도 결합형 플라즈마 장치를 적용하는 경우에도 공정 시작시는 제어가 큰 영향을 주지 못할 것으로 판단되어 제외시키고, 공정 진행 중과 공정 종료시의 구간에서 반도체 공정의 제어 조건을 이하에서 살펴보기로 한다.Semiconductor Processes Using Inductively Coupled Plasma Devices Like semiconductor processes using capacitively coupled plasma devices, conditions for controlling source RF and bias RF at the start of the process, conditions for controlling source RF and bias RF during the process, And control conditions of the source RF and the bias RF can be classified into conditions for controlling the source RF and the bias RF. Based on various experimental results of the capacitively coupled plasma apparatus, since control conditions at the start of the process have no great influence on the particulate cloud, It is assumed that the control will not have a great influence at the start of the process even when the plasma apparatus is applied. The control conditions of the semiconductor process during the process and at the end of the process will be described below.

RF 파워의 제어는 앞서 상기 도 10에 도시된 바와 같이 RF 파워 온(On) 구간, 전환(Transition) 구간, RF 파워 오프(Off) 구간으로 RF 파워를 변화시키는 RF 파워 제어 조건을 선택적으로 적용하여 미립자의 행동 특성을 관찰하였다. 이때 RF 파워와 주파수 영향만을 확인하기 위해 압력이나 가스 주입량 등의 다른 조건은 동일하게 유지시켰다.
As shown in FIG. 10, RF power control is performed by selectively applying RF power control conditions for changing RF power to RF power-on period, transition period, and RF power-off period The behaviors of microparticles were observed. At this time, other conditions such as pressure and gas injection amount were kept the same to confirm only RF power and frequency influence.

먼저 공정 진행 중 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하는 조건을 살펴보고자 제10 실험예를 수행하였는데, 상기 제10 실험예에서는 소스 RF 100W와 바이어스 RF 80W를 인가하여 정상 상태의 미립자 구름을 형성하고 공정의 전환 구간(Transition step)을 설정하여 소스 RF 또는 바이어스 RF 중 어느 하나만을 3초간 유지한 후 원복시켰다. 상기 제10 실험예를 통해 도 22의 실험 결과를 얻었다.In the tenth experiment example, the source RF 100W and the bias RF 80W were applied to form a steady-state particulate cloud, and in the tenth experiment example, The transitional step was set so that either the source RF or the bias RF was maintained for 3 seconds, and the RF was turned on. The experimental results of FIG. 22 were obtained through the tenth experimental example.

상기 제10 실험예의 결과인 상기 도 22의 (a)는 전환 구간에서 바이어 RF를오프(Off)시켜 전환 구간을 거친 후 다시 바이어스 RF를 원복시킨 결과이며, 상기 도 22의 (b)는 소프 RF를 오프시켜 전환 구간을 거친 후 다시 소스 RF를 원복시킨 결과를 나타낸다.22 (a), which is the result of the tenth experimental example, is a result of turning off the vias RF in the switching section and then performing the switching section again, and then rewriting the bias RF. FIG. 22 (b) And the source RF is rewound again after the switching period.

상기 도 22의 (a)에 나타난 결과를 살펴보면, 전환 구간에서 소스 RF만 유지하는 경우는 바이어스 RF의 오프에 따라 바이어스 RF와 함께 미립자 트랩이 사라지면서 상당량의 미립자가 기판으로 떨어지는 순간이 관찰되었다. 22A, when the source RF is maintained in the switching period, a moment when a considerable amount of particulates fall to the substrate is observed as the particulate trap disappears along with the bias RF as the bias RF is turned off.

반면에 상기 도 22의 (b)에 나타난 결과를 살펴보면, 바이어스 RF를 유지시키면서 전환 구간에서 소스 RF를 오프시키는 경우에는 소스 RF의 변화에 크게 영향을 받지 않고 미립자 트랩이 그대로 유지되는 모습을 보이는 것을 알 수 있다. 22 (b), when the source RF is turned off in the switching period while maintaining the bias RF, the particulate trap is maintained without being greatly affected by the change of the source RF Able to know.

앞서 설명한 바와 같이 미립자 트랩이 사라지는 순간은 기판 오염에 매우 취약한 순간이므로 가능한 트랩을 유지시키고 그 크기를 작게 만들어 자연스럽게 외부로 빠져나가도록 하는 것이 바람직하므로, 본 발명에서는 이와 같은 공정 제어 방법으로서 유도 결합형 플라즈마 장치를 이용하는 반도체 공정의 공정 전환 구간 동안에는 바이어스 RF를 유지시키는 공정 조건으로 제어를 수행한다.As described above, since the moment when the particulate trap disappears is a time that is very vulnerable to contamination of the substrate, it is desirable to keep the trap as small as possible and allow the trap to escape outdoors. During the process changeover period of the semiconductor process using the plasma apparatus, the control is performed under the process conditions for maintaining the bias RF.

나아가서 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험예에서 살펴본 바와 같이 공정 전환 구간에서 RF의 파워를 가능한 약하게 유지시키는 것이 바람직하므로, 유도 결합형 플라즈마 장치를 이용하는 반도체 공정 중의 전환 구간에서도 바이어스 RF의 파워 크기는 플라즈마가 유지되는 동안 가능한 약하게 유지시키는 것이 바람직하며, 이때 소스 RF의 파워 유무는 미립자 구름에 큰 영향이 없다고 봐도 무방할 것이다.
Furthermore, it is desirable to keep the power of the RF as low as possible in the process transition period as shown in the experimental example of the capacitive coupled plasma device. Therefore, in the switching period of the semiconductor process using the inductively coupled plasma device, It is desirable to keep it as weak as possible while maintaining the power of the source RF.

다음으로 공정 종료시에 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하는 조건을 살펴보고자 제11 실험예를 수행하였다.Next, the 11th experiment was performed to investigate the conditions for controlling the source RF and the bias RF at the end of the process.

상기 제11 실험예에서는 도 23에 도시된 공정 제어 조건으로 공정 종료시 소스 RF와 바이어스 RF를 제어하였는데, 상기 도 23의 (a)는 바이어스 RF의 파워를 오프한 후 완충 구간을 두고 완충 구간 후에 소스 RF의 파워를 바로 오프시키는 제어 조건이며, 상기 도 23의 (b)는 소스 RF의 파워를 오프한 후 완충 구간을 두고 완충 구간 후에 바이어스 RF의 파워를 바로 오프시키는 제어 조건이며, 상기 도 23의(c)는 소스 RF의 파워를 오프한 후 제1 완충 구간을 두고, 제1 완충 구간 후에 바이어스 RF의 파워를 10W 유지시키면서 제2 완충 구간을 둔 후 남은 바이어스 RF의 파워를 오프시키는 제어 조건이다.In the eleventh experiment example, the source RF and the bias RF were controlled at the end of the process under the process control conditions shown in FIG. 23. In FIG. 23A, after the power of the bias RF was turned off, 23 (b) is a control condition for immediately turning off the power of the bias RF after the buffering period after the power of the source RF is turned off, and FIG. 23 (c) is a control condition for turning off the power of the remaining bias RF after putting the second buffer period while keeping the power of the bias RF at 10W after the first buffer period after turning off the power of the source RF .

이와 같은 상기 도 23의 제어 조건으로 상기 제11 실험예를 수행하여 도 24의 실험 결과를 얻었는데, 상기 도 24의 (a)는 상기 도 23의 (a)에 따른 제어 조건으로 얻은 결과를 나타내며, 상기 도 24의 (b)는 상기 도 23의 (b)에 따른 제어 조건으로 얻은 결과를 나타내며, 상기 도 24의 (c)는 상기 도 23의 (c)에 따른 제어 조건으로 얻은 결과를 나타낸다.The experimental results of FIG. 24 were obtained by performing the eleventh experiment example under the control conditions of FIG. 23, and FIG. 24A shows the results obtained under the control conditions of FIG. 23A , FIG. 24 (b) shows the result obtained under the control condition shown in FIG. 23 (b), and FIG. 24 (c) shows the result obtained under the control condition according to the FIG. 23 .

상기 도 24의 결과를 살펴보면, 각 경우 모두 바이어스 RF의 파워가 오프되는 순간 미립자 트랩이 사라지며 오염을 유발하고 있다. Referring to the results of FIG. 24, in each case, the particulate trap is disappeared at the moment when the power of the bias RF is turned off, causing contamination.

다만, 상기 제8 실험예의 결과인 상기 도 20에 기초하여 바이어스 RF의 파워만 인가한 경우 소스 RF와 바이어스 RF의 파워를 동시 인가한 경우보다 미세하게나마 미립자 구름의 크기가 작아지는 것을 고려한다면 공정 종료시에 소스 RF와 바이어스 RF의 파워 오프 순서는 소스 RF의 파워부터 오프시키고 그 후 바이어스 RF의 파워를 오프시키는 것이 바람직하며, 이 때 바이어스 RF에 절대적으로 의존하고 있는 미립자 트랩의 형태를 고려하여 상기 도 23의 (c)에 따른 제어 조건으로 바이어스 RF의 파워를 오프하기 직전에 제2 완충 구간을 삽입하면 미립자 구름에 따른 오염을 최소화시킬 수 있는 효과가 클 것으로 판단된다. 20, when the power of the bias RF is applied only on the basis of the result of the eighth experimental example, considering that the size of the fine particle cloud is finer than the case of simultaneously applying the power of the source RF and the bias RF, Off order of the source RF and the bias RF is preferably turned off from the power of the source RF and thereafter the power of the bias RF is turned off. In this case, considering the form of the particulate trap which is absolutely dependent on the bias RF, It is judged that the effect of minimizing the contamination due to the particulate matter cloud can be obtained by inserting the second buffer zone immediately before turning off the power of the bias RF under the control condition according to (c) of FIG.

도 25는 상기 제11 실험예에서 상기 도 23의 제어 조건에 따라 소스 RF와 바이어스 RF의 오프시에 선택적으로 완충 구간을 삽입하는 경우에 대하여 최종 파워가 오프되는 순간의 미립자 구름을 나타낸다.FIG. 25 shows a particle cloud at the moment when the final power is turned off in the case of selectively inserting the buffer period when the source RF and the bias RF are off according to the control condition of FIG. 23 in the eleventh experiment example.

상기 도 25의 (a)는 상기 도 23의 (a)에 따른 제어 조건으로 최종 RF 파워가 오프된 순간의 결과를 나타내고, 상기 도 25의 (b)는 상기 도 23의 (b)에 따른 제어 조건으로 최종 RF 파워가 오프된 순간의 결과를 나타내고, 상기 도 25의 (c)는 상기 도 23의 (c)에 따른 제어 조건으로 최종 RF 파워가 오프된 순간의 결과를 나타낸다.25 (a) shows the result of the moment when the final RF power is turned off under the control condition of FIG. 23 (a), and FIG. 25 (b) FIG. 25 (c) shows the result of the moment when the final RF power is turned off under the control condition shown in FIG. 23 (c).

상기 도 25의 결과를 기초로 공정 종료시에 소스 RF와 바이어스 RF의 파워를 제어하는 조건을 살펴보면, 상기 도 25의 (c)에 따라 바이어스 RF의 파워 오프 전에 완충 구간을 삽입하는 경우에 미립자 구름의 크기가 상당히 줄어든 것으로 확인된다.Referring to the condition for controlling the power of the source RF and the bias RF at the end of the process based on the result of FIG. 25, in the case of inserting the buffer period before the power-off of the bias RF according to FIG. 25 (c) It is confirmed that the size is considerably reduced.

나아가서 상기 제11 실험예에서는 제2 완충 구간에서 바이어스 RF의 파워를 10W로 유지시키고, 완충 구간의 시간을 1초로 설정하였으나 실제로는 인가하는 파워는 플라즈마가 유지되는 한 작을수록, 완충 구간의 시간은 길어질수록 미립자 구름에 따른 오염을 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 하지만, 상기 제2 완충 구간 동안에도 플라즈마가 유지됨에 따라 챔버 내에 위치된 기판 상에 불필요한 추가적인 공정이 진행되므로 완충 구간에서 유지되는 RF 파워와 완충 구간의 시간에 대한 제어 조건은 상황에 맞게 조절될 필요가 있다.
Further, in the eleventh experiment example, the power of the bias RF is maintained at 10 W and the time of the buffer period is set to 1 second in the second buffer period. However, in practice, the smaller the power applied to the plasma is, The longer it is, the less contamination due to the particulate cloud can be expected. However, since the plasma is maintained even during the second buffer period, unnecessary additional processes are performed on the substrate placed in the chamber, so that the RF power maintained in the buffer zone and the control condition for the time of the buffer zone need to be adjusted according to the situation .

이상에서 살펴본 바와 같이 유도 결합형 플라즈마 장치에서도 소스 RF와 바이어스 RF의 파워 조절에 따른 기상 미립자의 특성을 파악하여 이를 통해 기상 미립자에 의한 오염을 제거 또는 최소화시킬 수 있는 공정 제어의 효과적인 방법을 본 발명에서는 제시하는데, 용량 결합형 플라즈마 장치와는 달리 유도 결합형 플라즈마 장치에서는 주파수에 대한 의존성 보다는 소스 RF와 바이어스 RF의 특성에 미립자의 분포가 의존하며 특히 바이어스 RF의 유무가 미립자 트랩의 형성에 절대적인 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 본 발명에서는 이와 같은 실험 결과를 토대로 공정 전환 구간에서는 바이어스 RF를 유지시키는 공정 제어를 제시하고, 공정 종료 시에는 먼저 소스 RF의 파워부터 오프한 후 바이어스 RF의 파워를 오프하되 바이어스 RF의 파워 오프 전에 완충 구간을 설정하여 공정을 제어함으로써 미립자 구름의 크기를 작게 할 수 있다. As described above, in the inductively-coupled plasma apparatus, an effective method of controlling the process by controlling the power of the source RF and the bias RF by controlling the power of the gas-phase particulates and removing or minimizing the pollution by the gas- , Unlike capacitively coupled plasma devices, the distribution of the particles depends on the characteristics of the source RF and the bias RF rather than on the dependence on the frequency in the inductively coupled plasma device. Particularly, the presence or absence of the bias RF is an absolute influence Respectively. According to the present invention, the process control for maintaining the bias RF in the process transition period is proposed based on the result of the experiment, and at the end of the process, the power of the bias RF is turned off after the power of the source RF is first turned off, By controlling the process by setting the buffer zone, the size of the particulate matter cloud can be reduced.

나아가서 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 실험예들에서는 단일 주파수의 소스 RF와 단일 주파수의 바이어스 RF를 적용하는 경우만을 제시하였는데, 필요에 따라 유도 결합형 플라즈마 장치에서 다중 주파수의 바이어스 RF를 이용할 수도 있다. 이와 같이 유도 결합형 플라즈마 장치에서 다중 주파수의 바이어스 RF를 이용하는 경우에 상기에서 살펴본 바와 같이 먼저 소스 RF의 파워를 오프시킨 후 바이어스 RF의 파워를 제어하기 때문에 다중 주파수의 바이어스 RF만이 유지되는 구간에서 미립자 분포는 앞서 살펴본 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험예들에서의 미립자 분포를 통해 그 결과가 유추가능하므로 추가적인 실험예를 수행하지는 않았으며, 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 실험예들을 토대로 다중 주파수의 바이어스 RF의 경우에 상대적으로 높은 주파수부터 순차적으로 제어하는 것이 바람직하다.
Further, in the above-mentioned experiments on the inductively coupled plasma apparatus, only a case where a source RF of a single frequency and a bias RF of a single frequency are applied, and a multiple frequency bias RF may be used in an inductively coupled plasma apparatus if necessary . As described above, in the case of using the bias RF of multiple frequencies in the inductively coupled plasma apparatus, since the power of the bias RF is controlled after the power of the source RF is first turned off, The distribution can be deduced through the distribution of the fine particles in the experimental examples of the capacitively coupled plasma apparatus as described above, so that no further experimental example is performed. Based on the experimental examples of the capacitively coupled plasma apparatus, In the case of RF, it is preferable to sequentially control from a relatively high frequency.

이하에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 실험예들을 통해 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 구현하는 실시예를 살펴보기로 한다.Hereinafter, an embodiment for implementing generation and control of gaseous particulates in a multi-frequency plasma apparatus will be described with reference to experimental examples according to the present invention.

도 26은 본 발명에 따른 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템의 구성을 도시하는데, 상기 도 26의 (a)는 용량 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템의 구성을 도시하고, 상기 도 26의 (b)는 유도 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템의 구성을 도시한다.FIG. 26 shows the configuration of a system for generating and controlling gaseous fine particles in a multi-frequency plasma apparatus according to the present invention. FIG. 26 (a) shows a configuration of a system for generating and controlling gaseous fine particles in a capacitively coupled plasma apparatus And Fig. 26 (b) shows a configuration of a system for generating and controlling gaseous particulates in an inductively coupled plasma apparatus.

상기 도 26에 도시된 구성의 기본적인 구조는 앞서 상기 도 3을 통해 살펴본 용량 결합형 플라즈마 장치(100) 및 상기 도 19를 통해 살펴본 유도 결합형 플라즈마 장치(500)와 유사하므로 반복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 하며, 상기 도 3과 도 19에서 설명한 재질과 구성외에도 이미 공지된 플라즈마 장치에 적용되는 다양한 재질과 다양한 변형 구성이 적용될 수 있다.The basic structure of the configuration shown in FIG. 26 is similar to that of the capacitively coupled plasma apparatus 100 shown in FIG. 3 and the inductively coupled plasma apparatus 500 shown in FIG. 19, 3 and 19, various materials and various modifications applicable to the known plasma apparatus may be applied.

먼저 본 발명에 따라 제어되는 용량 결합형 플라즈마 장치에 대하여 살펴보면, 상기 도 26의 (a)에 도시된 용량 결합형 플라즈마 장치(100)의 구성에서는 다중 주파수를 이용하기 위해서 상부 전극(130)에 연결되는 상부 RF 제너레이터(150)에 상이한 주파수의 다양한 RF를 인가하기 위한 복수개의 RF 제너레이터(150a, 150b,…150n)가 구비될 수 있고, 또한 하부 전극(110)에 연결되는 하부 RF 제너레이터(170)에도 상이한 주파수의 다양한 RF를 인가하기 위한 복수개의 RF 제너레이터(170a, 170b,…170n)가 구비될 수 있다.First, in the capacitive coupling type plasma apparatus controlled according to the present invention, in the configuration of the capacitive coupling type plasma apparatus 100 shown in FIG. 26 (a), a connection is made to the upper electrode 130 A plurality of RF generators 150a, 150b, ..., 150n for applying various RFs of different frequencies to the upper RF generator 150 may be provided and the lower RF generator 170 connected to the lower electrode 110 may be provided. A plurality of RF generators 170a, 170b, ..., 170n may be provided for applying various RFs of different frequencies.

그리고 상부 RF 제너레이터(150)와 하부 RF 제너레이터(170)는 제어부(500a)에 의해 동작이 제어된다. 가령, 도 26은 반도체 식각 또는 증착 장비에서 사용 중인 다양한 영역의 주파수 대역을 나타내는데, 상기 도 26의 (a)에 따른 플라즈마 장치(100)는 상기 도 27에 나타난 용량 결합형 플라즈마 장치인 CCP에서 이용할 수 있는 다양한 주파수 대역을 필요에 따라 이용 가능하도록 제어부(500a)는 상부 RF 제너레이터(150)와 하부 RF 제너레이터(170)에 포함된 각각의 RF 제너레이터(150a, 150b,…150n, 170a, 170b,…170n)의 동작을 조합하여 온, 오프를 제어함으로써 필요로 하는 RF 주파수의 이용이 가능하다.The upper RF generator 150 and the lower RF generator 170 are controlled by the controller 500a. 26 shows various frequency bands used in semiconductor etching or deposition equipment. The plasma apparatus 100 according to FIG. 26 (a) is used in the CCP, which is a capacitive coupling type plasma apparatus shown in FIG. 27 The control unit 500a controls the RF generator 150a, 150b, ..., 150n, 170a, 170b, ..., 150n included in the upper RF generator 150 and the lower RF generator 170 so that various frequency bands, It is possible to use the required RF frequency by controlling ON and OFF by combining the operations of the RFs 170n and 170n.

또한 제어부(500a)는 상부 RF 제너레이터(150)와 하부 RF 제너레이터(170)에 포함된 각각의 RF 제너레이터(150a, 150b,…150n, 170a, 170b,…170n)를 개별적으로 제어함으로써 공정 수행 중에 전체적인 RF 파워의 제어가 가능하다.The control unit 500a controls the RF generators 150a, 150b, ..., 150n, 170a, 170b, ..., 170n included in the upper RF generator 150 and the lower RF generator 170 individually, RF power control is possible.

이와 같은 제어부(500a)를 통해 앞서 파악한 미립자의 발생과 행동 양식에 기초로 상부 RF 제너레이터(150)와 하부 RF 제너레이터(170)에 포함된 각각의 RF 제너레이터(150a, 150b,…150n, 170a, 170b,…170n)를 개별적으로 제어한다.The RF generator 150a, 150b, ..., 150n, 170a, and 170b included in the upper RF generator 150 and the lower RF generator 170, based on the generation and behavior of the particulates detected through the controller 500a, , ..., 170n.

나아가서 제어부(500a)에는 각각의 RF 제너레이터의 오프 순서와 동작 시차를 제어하기 위한 동기화된 다중 채널 파형 발생기를 포함할 수 있으며, 각각의 RF 제너레이터에 인가되는 파형의 듀티비를 제어함으로써 각각의 RF 제너레이터 간의 온,오프에 대한 지연시간을 조절할 수 이다.Further, the control unit 500a may include a synchronized multichannel waveform generator for controlling the off sequence and the operation time difference of each RF generator. By controlling the duty ratio of the waveform applied to each RF generator, Can adjust the delay time for the on and off states.

다음으로 본 발명에 따라 제어되는 유도 결합형 플라즈마 장치에 대하여 살펴보면, 상기 도 26의 (b)에 도시된 유도 결합형 플라즈마 장치(600)의 구성은 기본적인 구조가 상기 도 26의 (a)와 유사하나, 상부 전극(630)은 소스 전원으로 동작하여 이에 연결된 상부 RF 제너레이터(650)에 필요에 따른 적절한 주파수의 RF가 인가되며, 하부 전극(610)은 바이어스 전원으로 동작하며, 이에 연결된 하부 RF 제너레이터(670)에 필요에 따른 적절한 주파수의 RF가 인가된다. Next, the inductively coupled plasma apparatus controlled in accordance with the present invention will be described. The inductively coupled plasma apparatus 600 shown in FIG. 26 (b) has a basic structure similar to that of FIG. 26 (a) The lower electrode 610 is operated as a bias power source, and the lower RF generator 650, which is connected to the lower RF generator 650 and the lower RF generator 650, (RF) of the appropriate frequency is applied to the antenna 670 as needed.

나아가서 바이어스의 경우 다양한 주파수의 RF가 적용되어 다중 주파수로서 구성될 수 있는데, 이를 위하여 상기 도 26의 (b)에 도시된 바와 같이 하부 전극(610)에 연결되는 하부 RF 제너레이터(670)에 상이한 주파수의 다양한 RF를 인가하기 위한 복수개의 RF 제너레이터(670a, 670b,…670n)가 구비될 수 있다.Further, in the case of the bias, RF of various frequencies may be applied and configured as multiple frequencies. To this end, a different frequency is applied to the lower RF generator 670 connected to the lower electrode 610 as shown in FIG. 26 (b) A plurality of RF generators 670a, 670b, ..., 670n for applying various RFs of the RF generator 670a, 670b, ..., 670n.

그리고 상부 RF 제너레이터(650)와 하부 RF 제너레이터(670)는 제어부(500b)에 의해 동작이 제어되며, 나아가서 상기 도 26의 (b)와 같이 하부 RF 제너레이터(670)가 다중 주파수 발생을 위한 복수개의 RF 제너레이터(670a, 670b,…670n)로 구성되는 경우 제어부(500b)는 각각의 RF 제너레이터를 개별적으로 제어할 수 있다. 바람직하게는 상기 도 27에 나타난 유도 결합형 플라즈마 장치인 ICP에서 이용할 수 있는 다양한 주파수 대역을 필요에 따라 이용 가능하도록 제어부(500b)는 하부 RF 제너레이터(670)에 포함된 각각의 RF 제너레이터(670a, 670b,…670n)의 동작을 조합하여 온, 오프를 제어함으로써 필요로 하는 RF 주파수의 이용이 가능하다.The operation of the upper RF generator 650 and the lower RF generator 670 is controlled by the controller 500b and the lower RF generator 670 is controlled by a plurality of In the case of the RF generators 670a, 670b, ..., 670n, the control unit 500b can individually control each RF generator. The controller 500b controls the RF generators 670a and 670b included in the lower RF generator 670 so that various frequency bands available in the inductively coupled plasma (ICP) 670b, ..., 670n are combined to control ON and OFF to use the required RF frequency.

이와 같은 제어부(500b)를 통해 앞서 파악한 미립자의 발생과 행동 양식에 기초로 상부 RF 제너레이터(650)와 하부 RF 제너레이터(670)를 개별적으로 제어한다.The upper RF generator 650 and the lower RF generator 670 are separately controlled based on the generation and behavior pattern of the above-identified fine particles through the controller 500b.

나아가서 제어부(500b)에는 각각의 RF 제너레이터의 오프 순서와 동작 시차를 제어하기 위한 동기화된 다중 채널 파형 발생기를 포함할 수 있으며, 각각의 RF 제너레이터에 인가되는 파형의 듀티비를 제어함으로써 각각의 RF 제너레이터 간의 온,오프에 대한 지연시간을 조절할 수 있다.상기 도 26의 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템에서 본 발명에 따라 반도체 공정의 공정 종료 구간과 공정 전환 구간 동안 인가되는 RF를 제어하기 위해서는 반도체 공정의 해당 구간을 파악해야 하는데, 이를 위하여 상기 도 26에는 도시되지 않았으나, 상기 다중 주파수 플라즈마 장치를 순차적인 반도체 공정 순서에 따라 제어하면서 구동시키는 시스템 제어 장치가 포함되며, 상기 시스템 제어 장치를 통해 반도체 공정 중의 공정 종료 구간과 공정 전환 구간을 파악할 수 있으며, 파악된 공정 종료 구간과 공정 전화 구간에 대한 정보를 기초로 제어부(500a, 500b)는 해당 RF를 제어할 수 있다. 또한 상기 시스템 제어 장치를 통해 공정 종료 구간에 있어서 해당 RF가 제어되는 완충 구간과 완충 구간의 시간이 설정될 수 있고, 공정 전환 구간에 있어서 해당 RF가 제어되는 전환 구간과 전환 구간의 시간이 설정될 수 있으며, 이와 같은 설정 정보를 기초로 제어부(500a, 500b)가 완충 구간 또는 전환 구간에서 해당 RF를 제어할 수 있다.Furthermore, the control unit 500b may include a synchronized multi-channel waveform generator for controlling the off sequence and the operation time difference of each RF generator. By controlling the duty ratio of the waveform applied to each RF generator, The plasma processing apparatus of the present invention can adjust the delay time for turning on and off the plasma between the process end period of the semiconductor process and the RF applied during the process transition period in the system for generating and controlling gaseous fine particles in the multi- In order to control the corresponding section of the semiconductor process, a system controller for controlling and driving the multi-frequency plasma apparatus in accordance with the sequential semiconductor process sequence is included in FIG. 26, Through the device, And the control unit 500a or 500b can control the corresponding RF based on the information of the process termination period and the process phone interval that are detected. In addition, the buffering period and the buffering period in which the corresponding RF is controlled in the process termination period can be set through the system control apparatus, and the switching period in which the corresponding RF is controlled in the process switching period and the switching period are set And the control units 500a and 500b can control the RF in the buffering period or the switching period based on the setting information.

본 발명에서는 상기 도 26에 제시된 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템을 통해 앞서 살펴본 다양한 실험예로 파악한 미립자의 발생과 행동 양식을 기초로 공정 중의 RF를 제어하는 방법을 제시하는데, 이에 대하여 살펴보기로 한다.
The present invention proposes a method of controlling RF in the process based on the generation and behavior of the particulate matter obtained in the various experiment examples described above through the system for generating and controlling the gaseous particulates in the multi-frequency plasma apparatus shown in FIG. 26, Let's take a look at this.

본 발명에서는 플라즈마 장치에서 수행되는 반도체 공정 중 RF 변화 구간을 파악하는데, 이와 같은 RF 변화 구간은 순차적인 반도체 공정 순서에 따라 플라즈마 장치를 제어하는 시스템 제어 장치에서 설정된 반도체 공정 순서를 통해 파악할 수 있다. 그리고 파악된 RF 변화 구간 정보를 기초로 복수의 RF에 대한 순서를 설정하고 순서에 따라 복수의 RF의 파워를 제어부(500a, 500b)가 개별적으로 조절함으로써 플라즈마 내의 이온 유인력을 조절하여 미립자 구름이 쉬쓰 경계면에 침투하지 못하도록 제어하게 된다.In the present invention, an RF change period is detected during a semiconductor process performed in a plasma apparatus. The RF change period can be determined through a semiconductor process sequence set in a system controller that controls a plasma apparatus according to a sequential semiconductor process sequence. Then, the control unit 500a or 500b adjusts the power of a plurality of RFs in accordance with the order of the plurality of RFs based on the identified RF change interval information, and controls the ion attracting power in the plasma, So that it can not penetrate the interface.

본 발명에 따른 반도체 공정 제어 방법은, 상기 도 26의 (a)에 따른 용량 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템을 이용하는 반도체 공정의 제어 방법과 상기 도 26의 (b)에 따른 유도 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템을 이용하는 반도체 공정의 제어 방법으로 구분할 수 있는데, 도 28에 도시된 본 발명에 따른 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법의 개략적인 흐름도를 통해 전체적인 과정을 살펴보고, 이후에 용량 결합형 플라즈마 장치와 유도 결합형 플라즈마 장치의 특성별로 반도체 공정을 제어하는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.The semiconductor process control method according to the present invention is a method of controlling a semiconductor process using a system for generating and controlling gaseous fine particles in the capacitively coupled plasma apparatus according to the above FIG. 26 (a) A control method of a semiconductor process using a system for generation and control of gaseous fine particles in an inductively coupled plasma apparatus can be categorized into a semiconductor process control for generating and controlling gaseous fine particles in a multi-frequency plasma apparatus according to the present invention shown in FIG. And a process of controlling the semiconductor process by the characteristics of the capacitively coupled plasma device and the inductively coupled plasma device will be described below.

상기 도 28을 참조하여 본 발명에 따른 다중 주파수 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 반도체 공정 제어 방법을 살펴보면, 먼저 플라즈마 장치에서 수행되는 반도체 공정 중 RF 변화 구간을 파악(S10)하는데, 반도체 제조 공정에서 RF 파워가 급격하게 변화하는 구간은 앞서 살펴본 바와 같이 RF 파워를 온(On)시키는 공정 시작 구간, 공정 조건이 변하는 전환(Transition) 구간 그리고 공정 종료에 따라 RF 파워를 오프(Off)시키는 공정 종료 구간으로 구분될 수 있으므로, RF 변화 구간이 공정 전환 구간(S110)인지 공정 종료 구간(S210)인지를 구분한다.Referring to FIG. 28, a method of controlling a semiconductor process for generating and controlling gaseous fine particles in a multi-frequency plasma apparatus according to the present invention will be described. First, a period of RF change in a semiconductor process performed in a plasma apparatus is identified As described above, the RF power is rapidly changed in the process, the RF power is turned on, the transition period in which the process conditions are changed, and the RF power is turned off according to the process termination End interval, it is discriminated whether the RF change interval is the process change interval S110 or the process end interval S210.

반도체 공정 중 공정 시작 구간에서 RF 파워에 대한 변화 제어는 앞서 상기 제3 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 미립자 구름 분포에 특별한 행동 양식이 나타나지 않았으므로 RF 파워에 대한 특별한 제어가 큰 의미를 갖지 않으므로 본 발명에서는 공정 시작 구간에서는 특별한 공정 제어를 부여하지 않는다.As described above in the third experimental example, the special control of RF power does not have a significant meaning since no special behavior is exhibited in the distribution of the particulate matter clouds, , No special process control is given in the process start period.

공정 전환 구간에서는 앞서 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 제4 실험예와 제5 실험예를 통해 살펴본 바와 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 제10 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 미립자의 행동 특성에 따라 RF 파워를 어떻게 제어하는냐에 따라 미립자로 인한 기판의 오염을 줄이고 공정 변수의 영향을 최소화시킬 수 있으며, 또한 공정 종료 구간에서도 앞서 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 제6 실험예와 제7 실험예를 통해 살펴본 바와 유도 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 제11 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 미립자의 행동 특성에 따라 RF 파워를 어떻게 제어하는냐에 따라 미립자로 인한 기판의 오염을 줄이고 공정 변수의 영향을 최소화시킬 수 있다.As shown in the tenth experiment example for the inductively coupled plasma apparatus as described in the fourth and fifth experimental examples for the capacity-coupled plasma apparatus, in the process transition period, according to the behavior characteristics of the microparticles, RF The contamination of the substrate due to the fine particles can be reduced and the influence of the process parameters can be minimized according to how the power is controlled. Also, in the process termination period, the capacitive coupling type plasma apparatus can be obtained through the sixth experiment example and the seventh experiment example As described above, according to the 11th Experimental Example of the inductively coupled plasma apparatus, the contamination of the substrate due to the fine particles can be reduced and the influence of the process parameters can be minimized according to how the RF power is controlled according to the behavior characteristics of the fine particles .

그런데, 공정 전환 구간에서의 공정 제어와 공정 종료 구간에서의 본 발명에 따른 공정 제어가 상이하므로, RF 변화 구간이 공정 전환 구간인지 공정 종료 구간인지를 구분한다.Since the process control in the process transition period differs from the process control according to the present invention in the process termination period, the RF change period is classified into a process transition period or a process termination period.

만약 RF 변화 구간이 공정 전환 구간(S110)인 경우, 본 발명에서는 전환 구간의 시간과 상기에서 살펴본 실험예를 통해 파악한 미립자의 특성을 고려하여 오프시킬 일부 RF를 선택하고, 전환 구간의 시작시 선택된 일부 RF를 오프(S120)시키고, 나머지 RF의 파워를 전환 구간 동안 유지(S130)시킨다. 그리고 공정 전환 구간이 끝나면 오프시켰던 일부 RF를 다시 온(S140)시켜서 다음 공정을 진행하게 된다.If the RF change period is the process change period S110, the present invention selects some RFs to be turned off in consideration of the time of the changeover period and the characteristics of the fine particles obtained through the experiment examples described above, (S120), and the remaining RF power is maintained (S130) during the switching period. At the end of the process transition period, some RFs turned off are turned on again (S140) and the next process is performed.

또한 RF 변화 구간이 공정 종료 구간(S210)인 경우, 본 발명에서는 완충 구간의 시간과 상기에서 살펴본 실험예를 통해 파악한 미립자의 특성을 고려하여 오프시킬 일부 RF를 선택하고, 완충 구간의 시작시 선택된 일부 RF를 오프(S220)시키고, 나머지 RF의 파워를 완충 구간 동안 유지(S230)시킨 후 완충 구간이 끝나면 나머지 RF의 파워를 오프(S240)시켜 공정을 종료시킨다.In the case where the RF change period is the process termination period (S210), in the present invention, some RFs to be turned off are selected in consideration of the time of the buffering period and the characteristics of the fine particles obtained through the experiment examples described above, The RF power is turned off (S220), and the remaining RF power is maintained for the buffering period (S230). When the buffering period ends, the remaining RF power is turned off (S240).

이하에서는 공정 전환 구간과 공정 종료 구간에서 RF를 제어하는 세부 사항을 구체적으로 살펴보기로 한다.Hereinafter, details of controlling the RF in the process transition period and the process termination period will be described in detail.

먼저 상기 도 26의 (a)에 따른 용량 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템을 이용하는 반도체 공정의 제어 방법을 살펴보면, 상기 도 26의 (a)에서와 같이 본 발명이 적용되는 용량 결합형 플라즈마 장치(100)는 하부 전극(110)과 상부 전극(130)에 각각 하나 이상의 RF 제너레이터(150, 170)가 연결되어 복수의 RF가 인가되는데, 인가된 복수의 RF를 주파수 크기에 따라 내림차순으로 순차적인 순번을 설정하고, 공정 전환 구간과 공정 종료 구간에서 설정된 순번에 따라 각각의 RF의 파워를 제어한다.26 (a), a control method of a semiconductor process using a system for generating and controlling gaseous fine particles in a capacitively coupled plasma apparatus according to the present invention will be described. Referring to FIG. 26 (a) In the coupled plasma apparatus 100, one or more RF generators 150 and 170 are connected to the lower electrode 110 and the upper electrode 130, respectively, to apply a plurality of RFs. Sequential order numbers are set in descending order, and the power of each RF is controlled according to the order set in the process transition period and the process termination period.

공정 전환 구간의 경우, 전환 구간의 시간에 따라 복수의 RF 중 하나의 순번을 선택하여 전환 구간의 시작시 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고 나머지 순번의 RF의 파워를 전환 구간 동안 유지시킬 수도 있다.In the case of the process transition period, one of the plurality of RFs may be selected according to the time of the switching period to turn off the power of the RFs up to the selected order at the start of the switching period and to maintain the RF power of the remaining order during the switching period have.

그리고 전환 구간이 종료되면 다시 오프된 RF의 파워를 온시킬 수 있다.When the switching period ends, the power of the RF that has been turned off can be turned on again.

여기서, 오프시킬 RF 순번의 선택은 전환 구간의 시간에 따라 변경될 수 있는데, RF 파워는 매칭(Matching) 회로를 통해 인가되며 일반적으로 RF 파워의 변화가 발생하는 경우에 이로 인한 매칭 회로의 안정화는 몇 초 정도 소요될 수 있으며, RF 파워의 변화가 급격할수록 매칭 회로의 안정화 소요시간이 더 길어질 수 있다. 따라서 급격한 RF 변화에 따른 매칭 회로의 안정화 소요시간을 고려하여 오프시킬 RF의 수가 선택될 수 있다.Here, the selection of the RF sequence number to be turned off can be changed according to the time of the switching section. The RF power is applied through a matching circuit, and in general, when the RF power changes, the stabilization of the matching circuit It may take a few seconds, and as the RF power changes suddenly, the stabilization time of the matching circuit may become longer. Therefore, the number of RFs to be turned off can be selected in consideration of the time required for stabilization of the matching circuit due to rapid RF changes.

나아가서 전환 구간 동안 최소한의 RF가 유지될 수 있도록 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF의 파워를 유지시킨 후 상기 전환 구간 이후 오프된 RF의 파워를 다시 온시킬 수도 있다. 즉, 전환 구간 동안 가장 낮은 주파수의 RF 하나만 유지시키고 나머지 RF의 파워는 오프시킨다. 이는 상기 도 6 내지 도 8을 통해 살펴본 바와 같이 주파수가 증가할수록 기판으로의 이온 플럭스가 증가하며 이온 플럭스의 증가는 쉬쓰 경계 부근에서 전극 방향으로의 이온 유인력 증가에 기여하게 된다. 또한 주파수가 증가할수록 DC 바이어스(Bias)의 감소에 따라 미립자를 전극으로부터 밀어내려는 정전기력이 감소하게 되어 전극 주변 미립자 구름의 크기가 커지고 위치도 전극 방향으로 이동하게 되므로 가능한 낮은 주파수의 RF를 유지시킴으로써 미립자에 의한 오염과 공정의 악영향을 최소화시킬 수 있기 때문이다.Further, it is also possible to turn off the power of the RFs up to the highest order so that the minimum RF can be maintained during the switching period, to maintain the RF power of the highest order, have. That is, during the switching period, only the lowest frequency RF is kept and the remaining RF power is turned off. 6 to 8, as the frequency increases, the ion flux to the substrate increases, and the increase of the ion flux contributes to the increase in the attracting force of ions toward the electrode in the vicinity of the sheath boundary. As the frequency increases, the electrostatic force that pushes the particles away from the electrode decreases as the DC bias decreases. Thus, the size of the electrode peripheral particle cloud becomes larger and the position moves toward the electrode. Therefore, And adverse effects of the process can be minimized.

바람직하게는 오프시킬 RF가 다수일 경우 순차적인 순번에 따라 차례로 RF를 오프시킬 수 있으며, 연이은 RF의 오프시에 소정의 시간 간격을 두고 오프시킬 수 있다. 즉, 오프시킬 RF를 차례로 오프시켜 전체적인 RF 파워가 계단형 모습이 되도록 하는데 이는 앞서 설명한 바와 같이 매칭 회로의 안정화에 기여하고자 함이다.Preferably, when there are a plurality of RFs to be turned off, the RFs can be turned off in sequence according to the sequential order, and can be turned off at a predetermined time interval when the RFs are turned off successively. That is, the RF to be turned off is sequentially turned off, so that the overall RF power becomes a step-like appearance. This is to contribute to the stabilization of the matching circuit as described above.

또한 상기 전환 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직한데, 이는 앞서 이론적 근거를 토대로 살펴본 내용과 상기 도 5의 제1 실험예의 결과와 상기 도 13의 제4 실험예의 결과에서 보듯이 공정 중의 전환 구간에서는 RF 파워를 어느 정도는 약하게 유지하는 것이 오염의 관점에서 유리하기 때문이다.In addition, it is desirable to control the power of the RF held during the switching period as low as possible. This is because, as shown in the results of the first experimental example of FIG. 5 and the fourth experimental example of FIG. 13, This is because it is advantageous from the viewpoint of contamination that the RF power is maintained to a certain degree in the transition period during the process.

다음으로 공정 종료 구간에서는 미립자 오염이 가장 취약한데, 본 발명에서는 앞서 상기 제6 실험예와 제7 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 플라즈마가 완전히 꺼지는 순간에도 미립자 구름이 기판을 오염시키지 않고 펌핑 포트로 바로 빠져나갈 수 있도록 유도하기 위해서 적절한 RF를 유지시켜 완충 구간을 적용한다.Next, in the process termination period, the particulate contamination is the most vulnerable. In the present invention, as described above in the sixth and seventh experimental examples, even when the plasma is completely turned off, the particulate cloud does not contaminate the substrate, In order to get them to go out, apply a buffer zone by maintaining proper RF.

이를 위해서 본 발명에서는 인가된 복수의 RF를 주파수 크기에 따라 내림차순으로 순차적인 순번을 설정하고, 완충 구간의 시간에 따라 하나의 순번을 선택하여 완충 구간의 시작시에 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고 나머지 순번의 RF의 파워를 완충 구간 동안 유지시킨 후 상기 완충 구간의 종료시에 상기 나머지 순번의 RF 파워를 오프시킬 수 있다.For this purpose, in the present invention, a plurality of RFs are sequentially set in descending order according to the frequency magnitude, and one order is selected according to the time of the buffer period, and the power of RF up to the selected order at the beginning of the buffer period is set The RF power of the remaining sequence number is maintained for the buffer period, and the RF power of the remaining sequence number is turned off at the end of the buffer period.

여기서 오프시킬 RF의 순번 선택은 앞서 전환 구간에서 설명한 바와 같이 매칭회로의 안정화에 기여하고자 함이며 이를 위해 오프시킬 RF의 순번은 완충 구간의 시간을 고려하여 선택될 수 있다.Here, the order selection of the RF to be turned off is intended to contribute to the stabilization of the matching circuit as described above in the switching period, and the order of RF to be turned off can be selected in consideration of the time of the buffer period.

그러나 완충 구간에서도 플라즈마가 꺼지지 않으므로 이로 인해 공정이 계속 진행되기 때문에 식각이나 CVD 등의 공정 결과에 영향을 최소화하기 위해서는 완충 구간의 적용 시간을 적절하게 조절할 필요가 있으므로, 이에 따라 오프시킬 RF의 순번도 적절하게 선택될 수 있다.However, since the plasma is not turned off even in the buffer zone, the process is continuously performed. Therefore, in order to minimize the influence on the process results such as etching and CVD, it is necessary to appropriately control the application time of the buffer zone. Can be appropriately selected.

나아가서 공정 종료 구간에서 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF 파워를 완충 구간 동안 유지시킨 후 상기 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF 파워를 오프시킬 수도 있다. 즉, 가장 낮은 주파수의 RF를 완충 기간 동안 유지시키는 것인데, 이는 앞서 상기 전환 구간에서 살펴본 바와 같이 주파수가 증가할수록 이온 플럭스가 증가하여 쉬쓰 경계 부근에서 전극 방향으로의 이온 유인력이 증가하므로 미립자의 오염과 공정 악영향이 그만큼 커지기 때문이다.Further, it is also possible to turn off the power of the RFs up to the highest order in the process termination period, hold the RF power of the highest order in the buffering period, and turn off the RF power of the highest order after the buffering period. That is, the RF of the lowest frequency is maintained during the buffering period, as the ion flux increases as the frequency increases, as the ion attracting power increases toward the electrode in the vicinity of the sheath boundary, This is because the adverse effect of the process is so large.

바람직하게는 앞서 전환 구간에서와 같이 오프시킬 RF가 다수일 경우 전체적인 RF 파워가 계단형 모습이 되도록 순차적인 순번에 따라 차례로 RF를 오프시킬 수 있으며, 연이은 RF의 오프시에 소정의 시간 간격을 두고 오프시킬 수 있다. Preferably, when the number of RFs to be turned off is large as in the switching period, the RF power may be sequentially turned off according to the sequential order so that the overall RF power becomes a stepped view. Off.

또한 앞서 이론적 근거를 토대로 살펴본 내용과 상기 도 16의 제6 실험예의 결과에서 보는 바와 같이 완충 구간에서의 RF 파워가 낮을수록 미립자 구름이 기판으로부터 더욱 멀어졌으므로 완충 구간 동안 유지되는 RF 파워를 최소한으로 조정할 수도 있다.
Also, as shown in the results of the above based on the theoretical basis and the result of the sixth experiment example shown in FIG. 16, since the RF power is lower in the buffer section, the RF power maintained during the buffering period is minimized It is possible.

상기 도 26의 (b)에 따른 유도 결합형 플라즈마 장치에서 기상 미립자 발생 및 제어를 위한 시스템을 이용하는 반도체 공정의 제어 방법을 살펴보면, 상기 도 26의 (b)에서와 같이 본 발명이 적용되는 유도 결합형 플라즈마 장치(600)는 바이어스 RF가 인가되는 하부 전극(610)과 소스 RF가 인가되는 상부 전극(630)에 각각 하부 RF 제너레이터(670)와 상부 RF 제네레이터(650)가 연결되어 복수의 RF가 인가되는데, 상기 소스 RF 다음으로 바이어스 RF의 순서로 순번을 설정한다. 즉, 유도 결합형 플라즈마 장치를 이용하는 반도체 공정의 경우 상기 제8 실험예와 상기 제9 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 소스 RF는 미립자에 거의 영향을 미치지 않고 바이어스 RF의 제어가 미립자에 주된 영향을 주기 때문에 소스 RF를 우선적으로 제어하고 바이어스 RF를 제어하도록 순번을 설정하게 된다.26 (b), a control method of a semiconductor process using a system for generating and controlling gaseous fine particles in an inductively coupled plasma apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 26 (b) Type plasma apparatus 600 includes a lower RF generator 670 and an upper RF generator 650 connected to a lower electrode 610 to which a bias RF is applied and an upper electrode 630 to which a source RF is applied, And the order is set in the order of the source RF and the bias RF. That is, in the case of a semiconductor process using an inductively coupled plasma device, as shown in the eighth and ninth experimental examples, the source RF has little influence on the particulates and the control of the bias RF mainly affects the particulates Therefore, the source RF is preferentially controlled and the sequence number is set to control the bias RF.

나아가서 상기 도 26의 (b)에 도시된 유도 결합형 플라즈마 장치와 같이 바이어스 RF를 인가하는 하부 RF 제네레이터(670)는 복수개의 RF 제네레이터(670a, 670b,…670n)를 포함하여 바이어스 RF가 복수개의 RF로 인가될 수 있는데, 이와 같은 경우에 우선적으로 소스 RF의 순번을 첫번째로 설정하고 다음 순번부터 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF의 주파수 크기에 따른 내림차순으로 순차적인 순번을 설정할 수 있다.Further, the lower RF generator 670 for applying the bias RF, like the inductively coupled plasma apparatus shown in FIG. 26B, includes a plurality of RF generators 670a, 670b, ..., 670n, RF. In this case, it is possible to first set the order of the source RFs first, and to set the order of descending order according to the frequency magnitudes of a plurality of RFs included in the bias RF from the next order.

이와 같이 설정된 복수의 RF에 대한 순번에 기초하여 공정 전환 구간과 공정 종료 구간에서 각각의 RF의 파워를 제어한다.The power of each RF is controlled in the process transition period and the process termination period based on the order of the plurality of RFs thus set.

공정 전환 구간의 경우, 소스 RF와 바이어스 RF의 순번에 따라 복수 RF를 제어하는데, 하나의 소스 RF와 하나의 바이어스 RF로 이루어진 복수개의 RF가 이용되는 경우, 소스 RF를 첫번째 순번으로 설정하였으므로 소스 RF를 먼저 오프시키고 바이어스 RF는 전환 구간 동안 유지시킬 수 있다. 즉, 상기 제10 실험예에 기초하여 전환 구간에서 소스 RF는 오프시키고 전환 구간 동안 바이어스 RF를 유지시킴으로써 전환 구간에서 미립자 트랩을 유지시켜 기판의 오염을 최소화시킬 수 있다.In case of a process changeover period, a plurality of RFs are controlled according to the order of the source RF and the bias RF. When a plurality of RFs composed of one source RF and one bias RF are used, since the source RF is set as the first order, And the bias RF can be maintained for the switching period. That is, on the basis of the tenth experiment example, the source RF is turned off and the bias RF is maintained during the switching period, thereby keeping the particulate trap in the switching period to minimize contamination of the substrate.

나아가서 바이어스 RF가 복수개의 RF를 포함하는 경우에는 공정 전환 구간 동안 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 모두를 유지시킬 수도 있으나, 바람직하게는 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 중 하나의 순번을 선택하여 전환 구간의 시작시 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 중 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고 바이어스 RF에 포함된 나머지 순번의 RF의 파워를 전환 구간 동안 유지시킬 수도 있다. 즉, 첫번째 순번인 소스 RF를 오프시킨 상태에서 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF에 대한 미립자의 행동 양식 특성은 용량 결합형 플라즈마 장치에 대한 상기 제4 실시예와 상기 제5 실시예와 동일하게 취급할 수 있으므로 상기 제4 실시예와 상기 제5 실시예의 결과를 토대로 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 중 선택된 순번까지의 RF를 오프시키고 나머지 순번의 RF의 파워를 전환 구간 동안 유지시킴으로써 미립자에 의한 오염과 공정의 악영향을 최소화시킬 수 있다. 이때 오프시킬 RF 순번은 앞서 살펴본 바와 같이 전환 구간의 시간에 따라 매칭 회로의 안정화 소요 시간을 고려하여 선택될 수 있다.Further, when the bias RF includes a plurality of RFs, it is possible to maintain all of the plurality of RFs included in the bias RF during the process transition period, but it is preferable to select one of the plurality of RFs included in the bias RF, It is possible to turn off the power of the RFs up to the selected order among the plurality of RFs included in the bias RF at the start of the interval and to maintain the RF power of the remaining order included in the bias RF for the switching period. That is, the behavioral style characteristics of the particulate matter for a plurality of RFs included in the bias RF in the state in which the first sequential source RF is turned off are handled in the same manner as in the fourth embodiment and the fifth embodiment for the capacitively coupled plasma apparatus The RFs up to the selected number of RFs contained in the bias RF are turned off and the powers of the remaining RFs are maintained during the switching period based on the results of the fourth and fifth embodiments, And adverse effects of the process can be minimized. At this time, the RF order number to be turned off can be selected in consideration of the stabilization time of the matching circuit according to the time of the switching period as described above.

또한 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 중 가장높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고 전환 구간 동안 가장 높은 순번의 RF만 파워를 유지시킬 수도 있는데, 이역시 앞서 살펴본 바와 같이 전환 구간 동안 가능한 낮은 주파수의 RF만을 유지시켜 미립자에 의한 오염과 공정의 악영향을 최소화시키기 위함이다.Also, it is possible to turn off the power of the RFs of the plurality of RFs included in the bias RF until the highest order and maintain the power of only the RFs of the highest order during the switching period. As described above, So that contamination by the fine particles and adverse influences of the process can be minimized.

바람직하게는 오프시킬 RF에 첫번째 순번의 소스 RF와 바이어스 RF 중 일부 RF가 포함되는 경우, 순차적인 순번에 따라 차례로 RF를 오프시킬 수 있으며, 연이은 RF의 오프시에 소정의 시간 간격을 두고 오프시킬 수 있다. 즉, 오프시킬 RF를 차례로 오프시켜 전체적인 RF 파워가 계단형 모습이 되도록 하는데 이는 앞서 설명한 바와 같이 매칭 회로의 안정화에 기여하고자 함이다.Preferably, when the RF to be turned off includes the RF of the first order and some RFs of the bias RF, the RF can be turned off in turn according to the sequential order, and the RF can be turned off at a predetermined time interval . That is, the RF to be turned off is sequentially turned off, so that the overall RF power becomes a step-like appearance. This is to contribute to the stabilization of the matching circuit as described above.

또한 상기 제1 실험예와 상기 제4 실험예의 결과에 따라 공정 전환 구간에서 RF 파워를 어느 정도 약하게 유지시키는 것이 미립자에 의한 오염을 최소화시킬 수 있으므로 전환 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 가능한 낮게 제어할 수도 있다.Also, according to the results of the first experimental example and the fourth experimental example, it is possible to minimize the contamination caused by the fine particles by keeping the RF power to be somewhat weak in the process transition period, It is possible.

그리고 공정 전환 구간이 종료되면 오프시킨 RF의 파워를 다시 온시켜 재가동하여 전환 구간 이후의 다음 반도체 공정이 진행된다.When the process changeover period ends, the power of the RF that has been turned off is turned on again, and the next semiconductor process after the changeover period proceeds.

다음으로 공정 종료 구간의 경우도 소스 RF와 바이어스 RF의 순번에 따라 복수개의 RF를 제어하여 순차적으로 오프시키는데, 상기 제11 실험예를 통해 살펴본 바와 같이 복수개의 RF를 순차적으로 오프시 그 중간에 완충 구간을 적용하여 플라즈마가 완전히 꺼지는 순간에도 미립자 구름이 기판을 오염시키지 않고 펌핑 포트로 바로 빠져나갈 수 있도록 유도한다.Next, in the process termination period, a plurality of RFs are controlled in accordance with the order of the source RF and the bias RF so as to be sequentially turned off. As shown in the eleventh experiment example, when a plurality of RFs are sequentially turned off, Section to induce the particulate cloud to escape directly into the pumping port without contamination of the substrate even when the plasma is completely shut off.

바람직하게는 소스 RF와 바이어스 RF를 포함하는 복수개의 RF의 순번 중 선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고 나머지 순번의 RF의 파워를 완충 구간 동안 유지시킨 후 상기 완충 구간의 종료시에 나머지 순번의 RF 파워도 오프시킬 수 있다.Preferably, RF power to the selected sequence number of the plurality of RFs including the source RF and the bias RF is turned off, the RF power of the remaining sequences is maintained for the buffer period, Power can also be turned off.

가령, 복수개의 RF가 하나의 소스 RF와 하나의 바이어스 RF로 구성되는 경우에 선택된 순번은 첫번째 순번으로써, 첫번째 순번인 소스 RF를 오프시킨 후 완충 구간 동안 바이어스 RF를 유지시키고 완충 구간 종료시에 바이어스 RF도 오프시킬 수 있다.For example, in the case where a plurality of RFs are composed of one source RF and one bias RF, the selected sequence number is the first sequence number, the source RF is turned off first, and then the bias RF is maintained during the buffer period. At the end of the buffer period, Can also be turned off.

바람직하게는 상기 제11 실시예에서 상기 도 23의 (c)에 도시된 제어 조건에 따라 첫번째 순번인 소스 RF를 오프시킨 후 완충 구간 동안 바이어스 RF를 유지시키고, 상기 완충 구간 후에 바이어스 RF의 파워를 낮추어 제2 완충 구간 동안 파워를 낮춘 바이어스 RF를 유지시킨 후 상기 제2 완충 구간 종료시 바이어스 RF의 파워를 오프시킬 수도 있다.Preferably, in the eleventh embodiment, the source RF is turned off in the first order according to the control condition shown in FIG. 23 (c), the bias RF is maintained during the buffering period, and after the buffering period, The power of the bias RF may be maintained at a lower level during the second buffering period, and the power of the bias RF may be turned off at the end of the second buffering period.

나아가서 바이어스 RF가 복수개의 RF로 구성되어 소스 RF의 순번 다음 순번부터 주파수 크기에 따라 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF에 대한 순차적인 순번이 설정된 경우에, 바이어스 RF에 포함된 복수개의 RF 중 어느 하나의 순번까지 선택될 수 있으며, 선택된 순번까지의 순차적인 순번의 순서에 따라 RF의 파워를 오프시키고 나머지 순번의 RF의 파워를 완충 구간 동안 유지시킨 후 상기 완충 구간의 종료시에 상기 나머지 순번의 RF 파워를 오프시킬 수 있다.In addition, when the bias RF is composed of a plurality of RFs and a sequential order of a plurality of RFs included in the bias RF is set according to the frequency magnitude from the order of the order of the source RFs, The power of the RF is turned off according to the order of the sequential order up to the selected order and the RF power of the remaining order is maintained for the buffer period and then the RF power of the remaining orders is maintained at the end of the buffer period Can be turned off.

여기서 오프시킬 RF의 순번 선택은 앞서 설명한 바와 같이 매칭회로의 안정화를 고려하여 완충 구간의 시간에 따라 선택될 수 있으며, 이때 완충 구간에서도 플라즈마가 꺼지지 않으므로 이로 인해 공정이 계속 진행되기 때문에 식각이나 CVD 등의 공정 결과에 영향을 최소화하기 위해서는 완충 구간의 적용 시간을 적절하게 조절할 필요가 있다.As described above, the order of the RF to be turned off can be selected according to the time of the buffer zone in consideration of the stabilization of the matching circuit. Since the plasma is not turned off even during the buffer zone, It is necessary to appropriately adjust the application time of the buffer section in order to minimize the influence on the process result of the buffer section.

나아가서 공정 종료 구간에서 유지시키는 RF의 주파수가 증가할수록 이온 플럭스가 증가하여 쉬쓰 경계 부근에서 전극 방향으로의 이온 유인력이 증가하므로써 미립자의 오염과 공정 악영향이 커지기 때문에, 공정 종료 구간에서 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF 파워를 완충 구간 동안 유지시킨 후 상기 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF 파워를 오프시킬 수도 있다. Furthermore, as the frequency of the RF maintained at the end of the process increases, the ion flux increases and the ion attracting power increases toward the electrode in the vicinity of the sheath boundary, thereby increasing the contamination of the fine particles and adversely affecting the process. The RF power of the highest order may be kept off for the buffer period, and the RF power of the highest order may be turned off after the buffer period.

바람직하게는 공정 종료 구간에서 오프시킬 RF가 다수일 경우 전체적인 RF 파워가 계단형 모습이 되도록 순차적인 순번에 따라 차례로 RF를 오프시킬 수 있으며, 연이은 RF의 오프시에 소정의 시간 간격을 두고 오프시킬 수 있다. 또한 앞서 이론적 근거를 토대로 살펴본 내용과 상기 도 16의 제6 실험예의 결과에서 보는 바와 같이 완충 구간에서의 RF 파워가 낮을수록 미립자 구름이 기판으로부터 더욱 멀어졌으므로 완충 구간 동안 유지되는 RF 파워를 최소한으로 조정할 수도 있다.Preferably, if there are a plurality of RFs to be turned off in the process termination period, the RF power may be turned off sequentially in order of sequential order so that the overall RF power becomes a stepped view, . Also, as shown in the results of the above based on the theoretical basis and the result of the sixth experiment example shown in FIG. 16, since the RF power is lower in the buffer section, the RF power maintained during the buffering period is minimized It is possible.

이상에서 살펴본 본 발명에 의하면 다중 주파수 플라즈마 장치를 이용한 공정에서 RF가 급격히 변화하는 순간에 RF 제어를 통한 주파수 변화에 따른 미립자의 행동 양식 특성을 활용하여 기상 미립자 구름의 위치를 기판으로부터 멀리 이동시키도록 제어할 수 있으며, 이를 통해 공정 중 발생되는 기상 미립자로 인한 기판 오염과 공정의 악영향을 제거 또는 최소화시킬 수 있게 된다.
According to the present invention as described above, the position of the cloud of the gas phase particle is moved away from the substrate by utilizing the behavior pattern of the particulate according to the frequency change through the RF control at the instant when the RF is suddenly changed in the process using the multi-frequency plasma device Which can eliminate or minimize substrate contamination and adverse effects of the process due to gaseous particulates generated during the process.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 용량 결합형 플라즈마 장치,
110 : 하부 전극, 130 : 상부 전극,
135 : 샤워 헤드,
150 : 상부 RF 제너레이터, 170 : 하부 RF 제너레이터,
200 : 레이저, 250 : 빔 익스펜더,
300 : CCD 카메라, 350 : 밴드패스 필터,
500a, 500b : 제어부,
600 : 유도 결합형 플라즈마 장치,
610 : 하부 전극 , 630 : 상부 전극,
635 : 윈도우,
650 : 상부 RF 제너레이터, 670 : 하부 RF 제너레이터,
700 : 레이저, 750 : 빔 익스펜더,
800 : CCD 카메라, 850 : 밴드패스 필터.100: capacitively coupled plasma device,
110: lower electrode, 130: upper electrode,
135: shower head,
150: upper RF generator, 170: lower RF generator,
200: laser, 250: beam expander,
300: CCD camera, 350: band-pass filter,
500a, 500b: a control unit,
600: inductively coupled plasma device,
610: lower electrode, 630: upper electrode,
635: Windows,
650: Upper RF generator, 670: Lower RF generator,
700: laser, 750: beam expander,
800: CCD camera, 850: Bandpass filter.

Claims (16)

다중 주파수 플라즈마 장치를 이용한 반도체 공정에 있어서,
반도체 공정 중 인가된 복수의 RF에 대한 파워를 변화시키는 RF 변화 구간을 파악하는 RF 변화 구간 파악 단계; 및
상기 RF 변화 구간에서 상기 복수의 RF에 대한 순서를 설정하고 상기 순서에 따라 상기 복수의 RF의 파워를 개별적으로 조절하여 플라즈마 내의 이온 유인력을 조절함으로써 미립자 구름의 쉬쓰(Sheath) 경계면의 침투를 제어하는 RF 파워 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.In a semiconductor process using a multi-frequency plasma device,
An RF change interval grasping step of grasping an RF change interval in which power for a plurality of RFs applied during a semiconductor process is changed; And
And controlling the penetration of the sheath interface of the particulate matter cloud by adjusting the ion attracting power in the plasma by individually setting the order of the plurality of RFs in the RF change interval and controlling the powers of the plurality of RFs individually in accordance with the order And adjusting an RF power. 제 1 항에 있어서,
상기 다중 주파수 플라즈마 장치는 용량 결합형 플라즈마 장치로서, 상부 전극과 하부 전극 각각에 하나 이상의 RF가 인가되며,
상기 반도체 공정 제어 방법은,
주파수 크기에 따라 내림차순으로 상기 복수의 RF에 대한 순차적인 순번을 설정하는 순번 설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.The method according to claim 1,
The multi-frequency plasma apparatus is a capacitively coupled plasma apparatus in which at least one RF is applied to each of an upper electrode and a lower electrode,
The semiconductor process control method includes:
And setting an order of the plurality of RFs in descending order according to a frequency size. 제 1 항에 있어서,
상기 다중 주파수 플라즈마 장치는 유도 결합형 플라즈마 장치로서, 소스 RF와 바이어스 RF를 포함하는 복수의 RF가 인가되며,
상기 반도체 공정 제어 방법은,
상기 소스 RF 다음으로 상기 바이어스 RF의 순서로 순번을 설정하는 순번 설정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.The method according to claim 1,
The multi-frequency plasma apparatus is an inductively coupled plasma apparatus in which a plurality of RFs including a source RF and a bias RF are applied,
The semiconductor process control method includes:
Further comprising setting an order in the order of the source RF and the bias RF. 제 3 항에 있어서,
상기 바이어스 RF는 두개 이상의 RF를 포함하며,
상기 순번 설정 단계는,
상기 소스 RF의 다음 순번부터 주파수 크기에 따라 내림차순으로 상기 바이어스 RF에 포함된 두개 이상의 RF에 대한 순차적인 순번을 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.The method of claim 3,
The bias RF includes two or more RFs,
In the order setting step,
Wherein the sequential order of at least two RFs included in the bias RF is set in descending order according to the frequency magnitude from the next order of the source RF. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 변화 구간 파악 단계는,
공정 종료에 따라 복수의 RF에 대한 파워를 오프시키는 공정 종료 구간을 파악하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
In the RF change interval grasping step,
And a process termination period for turning off the power for the plurality of RFs in accordance with the process end is grasped. 제 5 항에 있어서,
상기 RF 파워 조절 단계는,
완충 구간을 설정하고 상기 완충 구간의 시간을 고려하여 상기 순번 중 하나의 순번을 선택하는 단계;
선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고, 나머지 순번의 RF의 파워를 상기 완충 구간 동안 유지시키는 완충 구간 제어 단계; 및
상기 완충 구간 이후 상기 나머지 순번의 RF 파워를 오프시키는 파워 오프 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.6. The method of claim 5,
The RF power adjusting step may include:
Setting a buffer interval and selecting one of the numbers in consideration of the time of the buffer interval;
A buffer interval control step of turning off the power of the RFs up to the selected sequence number and maintaining the RF power of the remaining sequence numbers during the buffer interval; And
And turning off the remaining RF power after the buffering period. 제 6 항에 있어서,
상기 완충 구간 제어 단계는,
상기 완충 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 낮추어 유지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.The method according to claim 6,
The buffer section control step includes:
Wherein power of the RF held during the buffering period is lowered and maintained. 제 6 항에 있어서,
상기 파워 오프 단계는,
제2 완충 구간을 설정하고, 상기 완충 구간 이후 상기 완충 구간 동안 유지시키던 RF의 파워를 낮추어 제2 완충 구간 동안 유지시키는 단계; 및
상기 제2 완충 구간 이후 유지시키던 RF의 파워를 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.The method according to claim 6,
The power-
Setting a second buffer period and lowering the power of RF held during the buffer period after the buffer period to maintain the RF power for a second buffer period; And
And turning off the RF power held after the second buffer period. 제 5 항에 있어서,
상기 RF 파워 조절 단계는,
완충 구간을 설정하고, 가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF 파워를 상기 완충 구간 동안 유지시키는 완충 구간 제어 단계; 및
상기 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF 파워를 오프시키는 파워 오프 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.6. The method of claim 5,
The RF power adjusting step may include:
A buffer interval control step of setting a buffer interval, turning off RF power before the highest sequence number, and maintaining the RF power of the highest sequence number during the buffer interval; And
And turning off the RF power of the highest order after the buffering period. 제 9 항에 있어서,
상기 완충 구간 제어 단계는,
상기 완충 구간 동안 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 유지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.10. The method of claim 9,
The buffer section control step includes:
And the power of the highest order RF is lowered and maintained during the buffer period. 제 9 항에 있어서,
상기 파워 오프 단계는,
제2 완충 구간을 설정하고, 상기 완충 구간 이후 상기 완충 구간 동안 유지시키던 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 제2 완충 구간 동안 유지시키는 단계; 및
상기 제2 완충 구간 이후 상기 가장 높은 순번의 RF의 파워를 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.10. The method of claim 9,
The power-
Setting a second buffer period and lowering the power of the RF of the highest order held during the buffer period after the buffer period to be maintained for a second buffer period; And
And turning off the RF power of the highest order number after the second buffer period. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 RF 변화 구간 파악 단계는,
복수의 RF 중 적어도 하나 이상의 RF에 대한 파워를 변화시키는 전환 구간(Transition step)을 파악하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.5. The method according to any one of claims 2 to 4,
In the RF change interval grasping step,
And determining a transition step for changing power of at least one RF among the plurality of RFs. 제 12 항에 있어서,
상기 RF 파워 조절 단계는,
전환 구간의 시간을 고려하여 상기 순번 중 하나의 순번을 선택하는 제어 RF 선택 단계;
선택된 순번까지의 RF의 파워를 오프시키고, 나머지 순번의 RF의 파워를 상기 전환 구간 동안 유지시키는 전환 구간 제어 단계; 및
상기 전환 구간 이후 오프된 RF의 파워를 다시 온시키는 RF 재가동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.13. The method of claim 12,
The RF power adjusting step may include:
A control RF selecting step of selecting one of the order numbers considering the time of the switching period;
A switching interval control step of turning off the power of the RFs up to the selected number of times and maintaining the power of the remaining number of times for the switching period; And
And an RF re-operation step of re-turning on the RF power that is turned off after the switching section. 제 13 항에 있어서,
상기 전환 구간 제어 단계는,
상기 전환 구간 동안 유지시키는 RF의 파워를 낮추어 유지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.14. The method of claim 13,
Wherein, in the switching section control step,
And the power of the RF held during the switching period is lowered and maintained. 제 12 항에 있어서,
상기 RF 파워 조절 단계는,
가장 높은 순번 이전까지의 RF의 파워를 오프시키고, 가장 높은 순번의 RF의 파워를 상기 전환 구간 동안 유지시키는 전환 구간 제어 단계; 및
상기 전환 구간 이후 오프된 RF의 파워를 다시 온시키는 RF 재가동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.13. The method of claim 12,
The RF power adjusting step may include:
A switching section control step of turning off RF power before the highest turn number and keeping the highest order RF power for the switching section; And
And an RF re-operation step of re-turning on the RF power that is turned off after the switching section. 제 15 항에 있어서,
상기 전환 구간 제어 단계는,
상기 전환 구간 동안 가장 높은 순번의 RF의 파워를 낮추어 유지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 제어 방법.16. The method of claim 15,
Wherein, in the switching section control step,
Wherein the RF power of the highest order number is lowered and maintained during the switching period.
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