KR101862938B1 - 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트를 검출하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 반도체 플라즈마 식각 또는 클리닝 공정의 엔드포인트를 검출하는 시스템으로서, 공정 가스를 주입하여 대상물에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 공정 챔버, 공정 챔버의 뷰포트를 통하여 상기 대상물의 특정 영역을 확대하는 줌 기능 및 초점 조절 기능을 가지고 대상물의 특정 영역에서 발생한 광 데이터를 수집하는 광학 유닛, 광학 유닛으로부터 광 데이터를 받아 분석하는 분광기, 분광기의 분석 결과 식각 또는 클리닝 공정이 엔드포인트에 도달한 경우 식각 또는 클리닝 공정을 정지시키도록 제어하는 제어부, 공정 챔버와 광학 유닛 사이에 개재되어 대상물의 특정 영역을 변경하여 관찰할 수 있도록 상하좌우로 각도 조절이 가능한 틸팅 유닛, 및 광학 유닛을 통과한 상기 광 데이터를 상기 분광기에 전달하는 광 데이터 전달 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 반도체 식각 또는 클리닝 공정에서 특정 위치에서의 엔드포인트를 감지할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트를 검출하는 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 화학 반응을 이용하여 기판 위의 박막을 식각할 수 있다. 플라즈마 화학 반응을 이용하는 전형적인 식각 방법으로서, 액정 표시 기판과 같은 처리된 대상물을 상부 전극에 평행하게 위치한 하부 전극에 위치시키고, 전극들 사이에 고주파수 전압을 인가하여 플라즈마를 생성한 후, 설정된 패턴에 따라 대상물을 식각할 수 있다.
정확한 식각을 수행하기 위해서는 식각 종말점을 정확하게 검출할 필요가 있다. 반도체 공정의 End Point를 찾기 위한 방법으로 대표적인 것으로는, (1) Gas Monitoring 방식, (2) OES(Optical Emission Spectroscopy) 방식, (3) RF Generator 방식, (4) 간섭계를 이용하는 방식 등이 있는데, 방출 스펙트로스코프 분석을 이용한 검출 방법이 식각 종말점 검출 방법으로서 광범위하게 사용되고 있다. 모든 원자는 고유의 emission wavelength를 가지므로 다른 재료가 etch될 때에는 Plasma의 색이 변하는데, Optical sensor로 이러한 변화를 감지하고 Etch 공정의 Endpoint를 측정하는 것이다. 이 식각 종말점 검출 방법에서는, 식각 가스의 분해물 또는 반응 형성물인, 기(group), 이온 등과 같은 활성화된 종(species)중에서 가장 용이하게 관찰될 수 있는 활성화 종이 선택되고, 설정된 파장에 따른 방출 세기의 변화에 기초하여 식각 종료 시점이 검출된다.
반도체 공정에 있어 공정의 수율 및 원가 절감을 위해 공정이 정상적으로 끝난 시점을 찾는 것이 매우 중요하다. 예를 들어 에칭 공정에 있어 공정의 엔드포인트(End Point)를 정확히 찾지 못하면 에칭이 덜 되거나 또는 더 되어 공정 수율이 매우 낮아지며, 클리닝 공정의 경우에는 공정의 End Point를 더 지나서 클리닝을 하는 경우 고가의 클리닝 가스를 낭비하게 되고 장비의 효율성이 떨어진다.
최근 반도체 및 LCD 제조공정에 있어 기판(웨이퍼나 글라스)이 대형화 됨에 따라 공정의 End Point 시점이 기판의 위치에 따라 달라지는 문제가 있다. 예를 들어 8세대 LCD 기판의 클리닝 공정에서는 클리닝 공정이 끝나는 시점이 LCD 기판의 위치마다 다르며(일반적으로 기판의 가장자리의 클리닝이 중앙보다 늦게 끝난다) 이러한 특징 및 편차는 장비마다 다르다(어떤 장비는 가장자리 클리닝이 중앙보다 먼저 끝나는 경우도 있다). 이러한 편차 문제를 극복하기 위해서는 지정된 특정 위치의 공정이 끝나는 시점을 찾을 수 있어야만 한다. 예를 들어 공정 챔버 클리닝 공정의 경우 일반적으로 공정 챔버의 가장자리의 클리닝이 가장 늦게 끝나기 때문에 공정 챔버 클리닝에서는 공정 챔버의 가장자리의 클리닝이 끝나는 시점을 찾아야 한다.
기존 방식으로는 공정이 끝나는 시점이 기판의 위치마다 다른 문제에 대응할 수 없는 어려움이 있다. 예를 들어 Gas Monitoring 방식의 경우 공정 챔버 내의 전체적인 가스 성분의 변화로부터 공정의 종점을 판단하므로 원하는 위치(예를 들어 글라스의 가장자리)의 공정이 끝나는 시점을 알 수 없으며(공정 챔버 내부의 끝나는 시점의 평균만을 알 수 있다), 기존의 다른 방법들(OES, RF, 간섭계)도 동일한 한계가 있다.
본 발명은 반도체 공정에서 특정 위치에서의 엔드포인트를 감지할 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, 반도체 플라즈마 식각 또는 클리닝 공정의 엔드포인트를 검출하는 시스템으로서, 공정 가스를 주입하여 대상물에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 공정 챔버, 공정 챔버의 뷰포트를 통하여 상기 대상물의 특정 영역을 확대하는 줌 기능 및 초점 조절 기능을 가지고 대상물의 특정 영역에서 발생한 광 데이터를 수집하는 광학 유닛, 광학 유닛으로부터 광 데이터를 받아 분석하는 분광기, 분광기의 분석 결과 식각 또는 클리닝 공정이 엔드포인트에 도달한 경우 식각 또는 클리닝 공정을 정지시키도록 제어하는 제어부, 공정 챔버와 광학 유닛 사이에 개재되어 대상물의 특정 영역을 변경하여 관찰할 수 있도록 상하좌우로 각도 조절이 가능한 틸팅 유닛, 및 광학 유닛을 통과한 상기 광 데이터를 상기 분광기(70)에 전달하는 광 데이터 전달 유닛을 포함하는 엔드포인트 검출 시스템일 수 있다.
광학 유닛은, 공정 챔버로부터 광 데이터를 직접적으로 수집하는 대물렌즈, 대물렌즈를 통과한 광 데이터를 1차적으로 집속시키고, 줌 기능을 위하여 슬리이딩이 가능한 1차 집광렌즈, 확대 영역의 면적을 조절하는 조리개, 및 조리개를 통과한 광 데이터를 2차적으로 집속시키고, 초점 조절을 위하여 슬라이딩이 가능한 2차 집광렌즈를 포함할 수 있다.
본 측면은 특정 영역의 위치를 확인할 수 있는 위치확인 유닛을 더 포함할 수 있다.
위치확인 유닛은, 레이저 광원, 레이저 광원에서 발생된 레이저를 레이저 조사 유닛에 전달하는 레이저 전달 유닛, 및 레이저 광원에서 발생된 레이저를 대상물의 특정 영역에 조사하는 레이저 조사 유닛을 포함할 수 있다.
광 데이터 전달 유닛은 코아 광 섬유 및 상기 코아 광 섬유를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유를 가지는 광 섬유를 포함하고, 코아 광 섬유를 통하여 수광 유닛에서 받은 광 데이터를 분광기에 전달할 수 있다.
레이저 조사 유닛은, 코아 광 섬유 및 상기 코아 광 섬유를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유를 가지는 광 섬유를 포함하고, 외각 광 섬유를 통하여 상기 레이저 광원에서 발생된 레이저를 상기 레이저 조사 유닛에 전달할 수 있다.
본 발명에 의하면, 반도체 공정에서 특정 위치에서의 엔드포인트를 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광학 유닛의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 틸팅 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광 데이터 전달 유닛과 레이저 조사 유닛을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광학 유닛의 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 틸팅 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광 데이터 전달 유닛과 레이저 조사 유닛을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 발명은, 본 발명은 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트를 검출하는 시스템에 관한 것이다.
도 1에는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템을 개략적으로 나타내었다. 도 2에는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광학 유닛의 단면을 개략적으로 나타내었다. 도 3에는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 틸팅 유닛의 구조를 개략적으로 나타내었다. 도 4에는 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템의 광 데이터 전달 유닛과 레이저 조사 유닛을 개략적으로 나타내었다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은, 반도체 플라즈마 식각 또는 클리닝 공정의 엔드포인트를 검출하는 시스템으로서, 공정 가스를 주입하여 대상물에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 공정 챔버(10), 공정 챔버(10)의 뷰포트(20)를 통하여 대상물의 특정 영역을 확대하는 줌 기능 및 초점 조절 기능을 가지고 대상물의 특정 영역에서 발생한 광 데이터를 수집하는 광학 유닛(40), 광학 유닛(40)으로부터 광 데이터를 받아 분석하는 분광기(70), 분광기(70)의 분석 결과 식각 또는 클리닝 공정이 엔드포인트에 도달한 경우 식각 또는 클리닝 공정을 정지시키도록 제어하는 제어부(80), 공정 챔버(10)와 광학 유닛(40) 사이에 개재되어 대상물의 특정 영역을 변경하여 관찰할 수 있도록 상하좌우로 각도 조절이 가능한 틸팅 유닛(30), 및 광학 유닛(40)을 통과한 상기 광 데이터를 상기 분광기(70)에 전달하는 광 데이터 전달 유닛(60)을 포함하는 엔드포인트 검출 시스템일 수 있다.
공정 챔버(10)에서는 공정 가스를 주입하여 대상물에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 이루어질 수 있다. 대상물은 웨이퍼 상에 산화물 층이나 포토레지스트 층이 형성된 것일 수 있다.
공정 챔버(10)에 공정가스가 주입되는 공정가스 공급부(미도시)와, 공정부산물이 배기되는 배기부(미도시)가 설치되고, 내부에는 고주파전력을 인가하는 상부전극(미도시)과, 상부전극과 일정간격으로 이격되어 설치되어 상면에 웨이퍼 등이 안착되는 하부전극(미도시)이 설치된다.
공정가스 공급부로부터는 비활성 기체인 아르곤 가스를 공정 챔버(10) 내부로 공급하고, 고주파전력을 상부 및 하부전극에 가하면, 아르곤 가스가 고주파전력에 의해 플라즈마 내의 높은 에너지를 갖고 있는 중성의 아르곤 가스 이온과 전자로 이온화된다. 고주파전력으로 가속된 전자는 분자와의 탄성충돌을 거쳐 고에너지를 얻고 다음에 분자와 비탄성 충돌하여 전리 여기하여 플라즈마를 발생시킴으로써 챔버 내에서는 웨이퍼의 상부에 형성된 막질에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 행해진다. 이 때, 플라즈마 내 반응생성물에서 방출되는 특정 파장의 빛은 뷰 포트를 통하여 외부에서 수신할 수 있다.
공정 챔버(10)에는 공정 챔버(10) 내에서 발생하는 빛을 외부에서 관찰 또는 수집할 수 있도록 뷰포트(20)(챔버 윈도우)가 형성될 수 있다. 뷰포트은 석영 재질로 이루어져 내부의 광 파장을 챔버 외부에서 검출할 수 있도록 되어 있다.
광학 유닛(40)은 공정 챔버(10)의 뷰포트(20)를 통하여 입사되는 광 데이터를 모으는 역할을 한다. 이에 더불어 대상물의 특정 영역을 확대하여 관찰할 수 있는 줌 기능을 가질 수 있으며 또한 초점 조절 기능을 가질 수 있다. 특정 영역을 확대한 경우에는 그 확대된 특정 영역에서 발생한 광 데이터를 집광할 수 있다.
도 2를 참조하면, 광학 유닛(40)은 공정 챔버(10)쪽으로부터 순차적으로 대물렌즈(46), 1차 집광렌즈(45), 조리개(42), 2차 집광렌즈(44)를 포함할 수 있다.
대물렌즈(46)에서는 공정 챔버(10)로부터 광 데이터를 직접적으로 수집할 수 있다.
1차 집광렌즈(45)에서는 대물렌즈(46)를 통과한 광 데이터를 1차적으로 집속시킬 수 있다. 1차 집광렌즈(45)는 전후로 움직일 수 있는 슬라이딩 가능 구조를 가질 수 있다. 이로써 2차 집광렌즈(44)와의 조합에 의하여 줌 기능을 구현할 수 있으며, 관찰하고자 하는 영역의 크기를 결정할 수 있다.
1차 집광렌즈(45)와 2차 집광렌즈(44)의 조합을 통하여 줌인(zoom-in)하여 관찰하고자 하는 특정 영역(A)을 결정한 후, 다시 조리개(42)를 통하여 확대된 특정 영역(A)의 면적을 조절할 수 있다.
2차 집광렌즈(44)는 조리개(42)를 통과한 광 데이터를 2차적으로 집속시킬 수 있다. 2차 집광렌즈(44)는 전후로 움직일 수 있도록 슬라이딩이 가능한 구조일 수 있다. 전후 이동을 통하여 관찰하고자 하는 식각 또는 클리닝 대상물(11)의 특정 영역에 초점 맞추기 위한 것이다.
기존 OES 형식의 EPD(End Point Detection) 시스템은 옵티컬 파이버 앞에 1개의 광각렌즈(시야각이 넓은 렌즈)가 달려 있어, 반응 챔버 내의 식각 또는 클리닝 대상물(11)의 특정 위치나 영역에서 나오는 빛만을 집광할 수 없고, 반응 챔버 내의 거의 모든 위치에서 나오는 광을 집광하여 관찰할 수 밖에 없었다. 식각 또는 클리닝 대상물(11)의 특정 영역만을 확대하여 관찰하기 위하여는 광학 유닛(40)에 입사하는 광량이 매우 적기 때문에 특수한 집광 광학계가 필요한데, 본 발명에서는 위에서 설명한 광학 유닛(40)을 통하여 이를 구현할 수 있었다.
틸팅 유닛(30)은 공정 챔버(10)와 광학 유닛(40) 사이에 개재되어 설치되고, 관찰하고 있는 대상물의 특정 영역을 변경하여 관찰할 수 있도록 상하좌우로 각도 조절이 가능할 수 있다.
식각 또는 클리닝 대상물(11)의 특정 영역(A)을 선택하는 것은 공정 조건이나 기타 기판의 종류 등 다양한 요인에 의하여 다를 수 있다. 매번 식각 또는 클리닝 대상물(11)이 바뀔 때마다 해당 대상물의 경우에 식각 또는 클리닝 품질을 좌우할 수 있는 특정 영역을 관찰할 수 있도록 틸팅 유닛(30)을 이용하여 관찰하고자 하는 특정 영역을 이동시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 틸딩 유닛을 조작함으로써 관찰하고자 하는 특정 영역(A)을 상하좌우로 이동(화살표)할 수 있다.
도 3을 참조하면, 틸팅 유닛(30)은 공정 챔버(10)의 뷰포트(20) 측에 결합되는 제1 플레이트(31)와, 광학 유닛(40) 측에 결합되는 제2 플레이트(32)를 포함할 수 있다. 플레이트는 사각형일 수 있으며, 그 중 정사각형이 바람직하다. 왜냐하면 가로와 세로의 길이가 동일한 정사각형의 경우가 틸팅 유닛(30)을 조작할 때 특정 영역의 변동 경로를 보다 쉽게 예상할 수 있기 때문이다.
제1 플레이트(31)와 공정 챔버(10)와의 결합은 볼트를 통하여 이루어질 수 있다(미도시). 제1 플레이트(31)에는 뷰포트(20)로부터 입사되는 광 데이터가 통과하며, 뷰포트(20)와 결합되는 뷰포트(20) 결합 홀(100)이 형성될 수 있다. 제2 플레이트(32)에는 광 데이터가 통과하며, 광학 유닛(40)과 결합하는 광학 유닛(40) 결합 홀(90)이 형성될 수 있다. 뷰포트 결합 홀(100)과 광학 유닛 결합 홀(90)은 각각 뷰포트(20)와 광학 유닛(40)의 형태에 맞도록 형성될 수 있다. 특정한 형상으로 한정되는 것은 아니다.
제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)는 볼트(35a, 35b)를 사용하여 연결할 수 있다. 볼트를 연결하기 위한 홀이 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)에 형성될 수 있다. 볼트(35a, 35b)에는 그 하부 부분에만 나사산이 형성될 수 있다. 제1 플레이트(31)에 형성된 제1-1 홀(31a) 및 제1-2 홀(31b)의 내면에는 나사산이 형성될 수 있다. 제2 플레이트(32)에 형성된 제2-1 홀(37a) 및 제2-2 홀(37b)의 내면에는 나사산이 존재하지 않을 수 있다. 볼트를 제2 플레이트(32) 측으로부터 삽입하기 때문에 제2 플레이트(32)는 그대로 통과하고 제1 플레이트(31)의 나사산과 결합하도록 하기 위한 것이다. 제2 플레이트(32)에 형성된 제2-1 홀(37a) 및 제2-2 홀(37b)의 내경은 볼트의 외경 보다 크게 하여 볼트가 제2-1 홀(37a) 및 제2-2 홀(37b)을 자유롭게 통과할 수 있도록 할 수 있다.
제1-1 홀(31a)과 제2-1 홀(37a)은 각 플레이트에서 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 각 플레이트의 코너 부분에 형성될 수 있다. 제1-2 홀(31b)과 제2-2 홀(37b)도 마찬가지이다.
제1-1 홀(31a)과 제1-2 홀(31b)은 제1 플레이트(31)에서 서로 대각선 방향의 코너 부분에 형성될 수 있다. 제2-1 홀(37a)과 제2-2 홀(37b)도 제2 플레이트(32)에서 서로 대각선 방향의 코너 부분에 형성될 수 있다.
제1 플레이트(31)에서 볼트 결합 홀이 형성되지 않은 코너 부분에는 제1 홈(38)이 형성될 수 있다. 제1 홈(38)은 제1 플레이트(31)의 상면에 형성될 수 있다. 제1 홈(38)은 구의 일부 형상을 가질 수 있다.
제2 플레이트(32)에서 볼트 결합 홀이 형성되지 않은 코너 부분에는, 제1 플레이트(31)의 제1 홈과 대응되는 위치에 제2 홈(39)이 형성될 수 있다. 제2 홈(39)은 제2 플레이트(32)의 하면에 형성될 수 있다. 제2 홈(39)은 구의 일부 형상을 가질 수 있다.
제1 홈(38) 및 제2 홈(39)에는 볼(33)이 삽입될 수 있다. 위에서는 홈의 형상이 구의 일부 형상을 가진다고 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 볼(33)이 삽입될 수 있는 구조로서 볼(33)이 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)가 결합되었을 때 볼(33)이 이동할 수 없는 것이라면 그 형상에는 제한이 없다. 홈의 형상은 네모, 세모, 오각형일 수 있다.
제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32) 사이에는 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)를 서로 밀어내는 힘이 작용하도록 하는 스프링(34a, 34b)이 장착될 수 있다. 도 3에는 볼트가 스프링의 가운데를 통과하는 방식을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32) 간에 서로 반발력이 작용하는 구조이기만 하면 된다.
틸팅 유닛(30)을 결합한 상태를 보면, 볼트(35a, 35b)의 하부 나사산이 제1 플레이트(31)의 제1-1 홀(31a) 및 제1-2 홀(31b)의 내부 나사산과 결합되고, 제1 및 제2 플레이트(32) 사이에는 스프링(34a, 34b)으로 인하여 서로 반발력이 작용하고 있는 상태이다. 또한 볼(33)이 제1 홈(38) 및 제2 홈(39)에 일부가 삽입되어 밀착된 상태이다.
이 상태에서 볼트(35a, 35b)를 조이거나 풀거나 하여 광학 유닛(40)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다. 볼(33)의 경우에는 아무런 변화가 없다. 제1 볼트(35a)를 조이면 관찰하고자 하는 식각 또는 클리닝 대상물(11)의 특정 영역(A)은 제2 볼트(35b) 쪽으로 이동할 수 있다. 반대로 제1 볼트(35a)를 풀면 특정 영역(A)은 제1 볼트(35b) 쪽으로 이동할 수 있다. 제2 볼트(35b)의 조작도 마찬가지이다. 따라서 제1 볼트(35a)와 제2 볼트(35b)를 적절히 조합하여 조이거나 풀면 원하는 위치로 관찰하고자 하는 특정 영역(A)을 이동할 수 있다.
위에서는, 플레이트를 이용한 틸팅 유닛(30)에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서버 모터 등을 이용하여 전자제어를 통한 틸딩 조작이 가능하다. 하지만 생산 비용 등을 고려하면 구조가 간단하고 조작이 용이한 플레이트를 이용한 틸팅 유닛이 바람직하다.
광 데이터 전달 유닛(60)에서는 광학 유닛(40)에서 집광된 광 데이터를 분광기(70)에 전달하는 역할을 한다. 광 데이터 전달 유닛(60)으로는 광 섬유를 사용할 수 있다.
예를 들면, 광 데이터 전달 유닛(60)은 코아 광 섬유(120) 및 코아 광 섬유(120)를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유(110)를 가지는 광 섬유를 포함할 수 있다(도 4 참조). 광 데이터는 코아 광 섬유(120)를 통하여 분광기(70)에 전달될 수 있다. 뒤에서 기술하겠지만 외각 광 섬유(110)를 통하여는 레이저 광원(51)에서 발생한 레이저가 통과하여 현재 관찰하고 있는 기판의 특정 영역에 조사되어 현재 위치를 확인할 수 있는 위치확인 유닛(50)으로 사용될 수 있다. 광 데이터 전달 유닛(60)과 위치확인 유닛(50)을 일체화함으로써 구조를 간단하게 할 수 있다.
본 측면은 관찰하고 있는 특정 영역의 위치(A)를 확인할 수 있는 위치확인 유닛(50)을 더 포함할 수 있다. 광학 유닛(40)을 통하여 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 특정 영역을 관찰할 수 있지만, 실제로 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 관찰 대상이 되는 특정 영역과 실제로 일치하는지 여부를 위치확인 유닛(50)을 통하여 확인할 수 있다.
예를 들어, 관찰하고 있는 특정 영역에 레이저를 조사하여 현재 관찰 중인 영역을 확인할 수 있다. 이 경우 위치확인 유닛(50)은, 레이저 광원(51), 레이저 광원(51)에서 발생된 레이저를 레이저 조사 유닛에 전달하는 레이저 전달 유닛, 및 레이저 광원(51)에서 발생된 레이저를 대상물의 특정 영역에 조사하는 레이저 조사 유닛을 포함할 수 있다.
틸팅 유닛(30)을 이용하여 광학 유닛(40)을 특정 방향을 정렬한 후 레이저를 켜면 현재 광학 유닛(40)이 관찰하는 위치를 정확히 확인할 수 있다.
레이저 광원(51)으로는 일반적으로 시중에서 판매되는 것을 사용할 수 있다. 레이저 광원(51)에서 발생된 레이저는 레이저 전달 유닛을 통하여 레이저 조사 유닛에 전달될 수 있다.
레이저 전달 유닛은 광 섬유로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 레이저 전달 유닛은, 코아 광 섬유(120) 및 코아 광 섬유(120)를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유(110)를 가지는 광 섬유를 포함할 수 있다. 외각 광 섬유(110)를 통하여 레이저 광원(51)에서 발생된 레이저를 레이저 조사 유닛에 전달할 수 있다.
레이저 조사 유닛은 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 공정 챔버(10) 내의 기판 상에 레이저를 조사하여 현재 관찰하고 있는 영역을 확인하도록 할 수 있다. 예를 들어 외각 광 섬유(110)가 6개인 경우에는 6개의 레이저 마크가 현재 관찰하고 있는 특정 영역에 표시될 수 있다.
분광기(70)에서는 광학 유닛(40)으로부터 광 데이터를 받아 분석할 수 있다. 분광기(70)에서는 분석 결과를 전기적 신호로 변환하여 제어부(80)로 보내고 제어부(80)에서는 미리 설정된 프로그램에 따라 분석하여 엔드포인트에 도달하였다고 판단되는 경우에는 식각 또는 클리닝 공정을 정지시킬 수 있다. 만약 식각 또는 클리닝 공정에 도달하지 않았다고 판단하는 경우에는 식각 또는 클리닝 공정을 지속할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어는 특정한 실시형태를 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부한 도면에 의하여 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 할 것이다.
10: 공정 챔버 11: 식각 또는 클리닝 대상물(기판)
20: 뷰포트 30: 틸팅 유닛
31: 제1 플레이트 31a: 제1-1 홀
31b: 제1-2 홀 32: 제2 플레이트
33: 볼 34a: 제1 스프링(34a, 34b)
34b: 제2 스프링 35a: 제1 볼트
35b: 제2 볼트 37a: 제2-1 홀
37b: 제2-2 홀 38: 제1 홈
39: 제2 홈 40: 광학 유닛
42: 조리개 44: 2차 집광렌즈
45: 1차 집광렌즈 46: 대물렌즈
50: 위치 확인 유닛 51: 레이저 광원
60: 광 데이터 전달 유닛 70: 분광기
80: 제어부 90: 광학 유닛 결합 홀
100: 뷰포트 결합 홀 110: 외각 광 섬유
120: 코아 광 섬유
20: 뷰포트 30: 틸팅 유닛
31: 제1 플레이트 31a: 제1-1 홀
31b: 제1-2 홀 32: 제2 플레이트
33: 볼 34a: 제1 스프링(34a, 34b)
34b: 제2 스프링 35a: 제1 볼트
35b: 제2 볼트 37a: 제2-1 홀
37b: 제2-2 홀 38: 제1 홈
39: 제2 홈 40: 광학 유닛
42: 조리개 44: 2차 집광렌즈
45: 1차 집광렌즈 46: 대물렌즈
50: 위치 확인 유닛 51: 레이저 광원
60: 광 데이터 전달 유닛 70: 분광기
80: 제어부 90: 광학 유닛 결합 홀
100: 뷰포트 결합 홀 110: 외각 광 섬유
120: 코아 광 섬유
Claims (6)
- 반도체 플라즈마 식각 또는 클리닝 공정의 엔드포인트를 검출하는 시스템으로서,
공정 가스를 주입하여 대상물에 대한 식각 또는 클리닝 공정이 이루어지는 공정 챔버;
상기 공정 챔버의 뷰포트를 통하여 상기 대상물의 특정 영역을 확대하는 줌 기능 및 초점 조절 기능을 가지고 상기 대상물의 특정 영역에서 발생한 광 데이터를 수집하는 광학 유닛;
상기 광학 유닛으로부터 상기 광 데이터를 받아 분석하는 분광기;
상기 분광기의 분석 결과 식각 또는 클리닝 공정이 엔드포인트에 도달한 경우 식각 또는 클리닝 공정을 정지시키도록 제어하는 제어부;
상기 공정 챔버와 상기 광학 유닛 사이에 개재되어, 상기 대상물의 특정 영역을 변경하여 관찰할 수 있도록 상하좌우로 각도 조절이 가능한 틸팅 유닛; 및
상기 광학 유닛을 통과한 상기 광 데이터를 상기 분광기에 전달하는 광 데이터 전달 유닛;을 포함하고,
상기 광학 유닛은,
상기 공정 챔버로부터 광 데이터를 직접적으로 수집하는 대물렌즈;
상기 대물렌즈를 통과한 상기 광 데이터를 1차적으로 집속시키고, 줌 기능을 위하여 슬라이딩이 가능한 1차 집광렌즈;
상기 확대 영역의 면적을 조절하는 조리개; 및
상기 조리개를 통과한 상기 광 데이터를 2차적으로 집속시키고, 초점 조절을 위하여 슬라이딩이 가능한 2차 집광렌즈;를 포함하는, 엔드포인트 검출 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 특정 영역의 위치를 확인할 수 있는 위치확인 유닛을 더 포함하는, 엔드포인트 검출 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 위치확인 유닛은,
레이저 광원;
상기 레이저 광원에서 발생된 레이저를 레이저 조사 유닛에 전달하는 레이저 전달 유닛; 및
상기 레이저 광원에서 발생된 레이저를 상기 대상물의 특정 영역에 조사하는 레이저 조사 유닛;
을 포함하는, 엔드포인트 검출 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 광 데이터 전달 유닛은 코아 광 섬유 및 상기 코아 광 섬유를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유를 가지는 광 섬유를 포함하고, 상기 코아 광 섬유를 통하여 상기 광학 유닛에서 받은 상기 광 데이터를 분광기에 전달하는, 엔드포인트 검출 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 레이저 조사 유닛은, 코아 광 섬유 및 상기 코아 광 섬유를 감싸는 다수 가닥의 외각 광 섬유를 가지는 광 섬유를 포함하고, 상기 외각 광 섬유를 통하여 상기 레이저 광원에서 발생된 레이저를 상기 레이저 조사 유닛에 전달하는, 엔드포인트 검출 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020160147413A KR101862938B1 (ko) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160147413A KR101862938B1 (ko) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180050865A KR20180050865A (ko) | 2018-05-16 |
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ID=62452187
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160147413A KR101862938B1 (ko) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | 반도체 공정에서 기판의 특정 위치에서의 엔드포인트 검출시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101862938B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101600520B1 (ko) * | 2015-01-28 | 2016-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 광학 분광 분석 장치 |
-
2016
- 2016-11-07 KR KR1020160147413A patent/KR101862938B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101600520B1 (ko) * | 2015-01-28 | 2016-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 광학 분광 분석 장치 |
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|---|---|
| KR20180050865A (ko) | 2018-05-16 |
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