KR20000044679A - Method for monitoring chamber status of semiconductor device manufacture equipment - Google Patents

Method for monitoring chamber status of semiconductor device manufacture equipment Download PDF

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KR20000044679A
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정의삼
윤용혁
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김영환
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Abstract

PURPOSE: A method for monitoring a chamber status of semiconductor device manufacture equipment is provided to maintain constantly a chamber condition by setting up simply a cleaning period. CONSTITUTION: A method for monitoring a chamber status of semiconductor device manufacturing equipment comprises the following steps. Components of a material adhered on a wall face of a chamber are analyzed by measuring an energy of an Auger electron reflected after emitting an electron beam on the wall face of a semiconductor device manufacture equipment. The material is etched as much as a predetermined thickness by using an Ar ion gun(7). The deposition of the material is monitored and a cleaning period is set up by repeating the above processes.

Description

반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법Chamber condition monitoring method of semiconductor device manufacturing apparatus

본 발명은 반도체소자 제조장비에 사용되는 챔버의 상태를 모니터링하는 방법에 관한 것으로, 특히 간단하게 챔버의 세정 주기를 설정하여 항상 일정한 챔버 조건을 유지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring a state of a chamber used in semiconductor device manufacturing equipment, and more particularly, to a method of maintaining a constant chamber condition at all times by simply setting a cleaning cycle of a chamber.

반도체 제조장치는 공정의 신뢰성 확보를 위하여 일정수준의 모니터링 스펙으로 관리 유지되어야 할 필요가 있다. 챔버를 모니터링하기 위한 기존의 방법은 매일 또는 매주 모니터링하고 있으며 그 내용은 도 1에 도시한 바와 같다. 먼저, 웨이퍼를 사용하여 파티클 검사를 실시하고, 정해진 순서에 따라 챔버 내에서 파티클 모니터링을 위한 공정단계를 진행하고, 다시 파티클 모니터링을 실시하여 그 차이로서 기설정된 스펙값과 비교 검토하여 생산용 웨이퍼 프로세싱을 실시할지 여부를 결정하게 된다. 만일 스펙값과 비교하여 그 결과가 나쁘게 모니터링되었다면 챔버의 습식세정을 실시하거나 챔버의 분위기를 공정조건에 맞추어주기 위한 작업으로서 조정(seasoning)을 실시한다. 이때 조정을 실시할 경우도 웨이퍼가 필요하게 된다. 이와 같은 작업을 완료한 후, 챔버 모니터링을 위한 단계를 다시 한번 실시하게 된다. 상기와 같은 작업이 매일 또는 매주 반복되므로 실제 장비를 유지하는데 필요한 웨이퍼는 더욱 많이 소요되며, 웨이퍼 크기의 증가에 따라 챔버 모니터링을 위한 웨이퍼값만으로도 고액의 유지비가 소요된다.The semiconductor manufacturing apparatus needs to be managed and maintained at a certain level of monitoring specifications in order to secure process reliability. Existing methods for monitoring the chamber are monitored daily or weekly, as shown in FIG. First, perform particle inspection using wafers, process steps for particle monitoring in a chamber according to a predetermined order, perform particle monitoring again, compare and compare with a predetermined spec value as a difference, and produce wafer processing for production. It is decided whether or not to execute. If the results are poorly monitored compared to the specification values, perform wet cleaning of the chamber or seaming as a task to adapt the atmosphere of the chamber to the process conditions. At this time, a wafer is also needed when adjusting. After completing this operation, the steps for monitoring the chamber are performed once again. Since the above operations are repeated daily or weekly, more wafers are required to maintain the actual equipment, and according to the increase in the wafer size, a large amount of maintenance costs are required only for the wafer value for chamber monitoring.

앞에서 기술한 내용은 챔버내의 파티클만을 예로 들은 경우이며, 장비에 따라 식각속도 또는 증착속도를 모니터링하기 위하여 상기와 동일한 방법을 추가로 실시하고 있으며 이 모든 경우를 고려할때 반도체 제조장치 유지를 위한 비용은 기하급수적으로 증가하게 된다.The above description is for the case of only particles in the chamber, and according to the equipment, the same method is additionally performed to monitor the etching rate or the deposition rate. It will increase exponentially.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 챔버는 사용빈도 및 사용량이 증가할수록 챔버벽에 폴리머가 다량 증착된다는 점에 착안하여 웨이퍼를 사용하지 않고 전자빔이나 이온빔, X선, 레이저 또는 점광원의 빛을 이용하여 챔버 벽에 존재하는 폴리머의 두께를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정함으로써 반도체 제조장치 유지비를 큰 폭으로 감소시킬 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, the chamber is focused on the fact that the amount of polymer is deposited on the chamber wall as the frequency of use and the amount of use increases, without the use of a wafer without an electron beam, ion beam, X-ray, laser or point light source It is an object of the present invention to provide a method for significantly reducing the maintenance costs of semiconductor manufacturing apparatus by setting the cleaning cycle of the chamber by monitoring the thickness of the polymer present in the chamber wall using light.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 의한 챔버 상태 모니터링방법은 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 전자빔을 입사하여 방출되는 오거 전자의 에너지를 측정함으로써 챔버 벽에 부착된 물질의 성분을 분석한 다음 Ar이온 건을 사용하여 상기 물질을 일정두께 식각한 후 다시 전자빔을 입사하는 단계를 반복적으로 수행하여 챔버 벽에 증착된 상기 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다.The chamber condition monitoring method according to the first embodiment of the present invention for achieving the above object is to measure the energy of the auger electrons emitted by incident electron beam on the wall surface of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus of the material attached to the chamber wall After analyzing the components, using the Ar ion gun, the material is etched to a predetermined thickness, and then the electron beam is incident again. The cleaning cycle of the chamber is set by monitoring the deposition degree of the material deposited on the chamber wall. .

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 의한 챔버 상태 모니터링방법은 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 가속시킨 이온빔을 입사하여 방출되는 2차 이온의 질량을 분석하여 챔버 벽에 부착된 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다.Chamber state monitoring method according to a second embodiment of the present invention for achieving the above object is attached to the chamber wall by analyzing the mass of secondary ions emitted by the incident ion beam accelerated to the wall surface of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus The cleaning cycle of the chamber is established by monitoring the deposition of the deposited material.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시예에 의한 챔버 상태 모니터링방법은 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 X선을 입사시켜 방출되는 광전자를 분석한 다음 Ar이온 건을 사용하여 상기 챔버 벽면에 증착된 물질을 일정두께 식각한 후 다시 X선을 입사하는 단계를 반복적으로 수행하여 챔버 벽에 증착된 상기 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다.In accordance with a third aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring a chamber state by analyzing X-rays emitted by incident X-rays on a wall of a process chamber of a semiconductor device manufacturing apparatus, and then arranging the chamber using an Ar ion gun. After etching a predetermined thickness of the material deposited on the wall surface, the step of injecting X-rays is repeatedly performed to monitor the deposition degree of the material deposited on the chamber wall to set the cleaning cycle of the chamber.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4실시예에 의한 챔버 상태 모니터링방법은 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 레이저를 입사시켜 반사되는 레이저의 강도를 측정하여 챔버의 벽면에 증착된 폴리머의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다.Chamber condition monitoring method according to a fourth embodiment of the present invention for achieving the above object is to measure the intensity of the laser reflected by the laser incident on the wall surface of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus of the polymer deposited on the wall surface of the chamber Deposition rate is monitored to set the cleaning cycle of the chamber.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5실시예에 의한 챔버 상태 모니터링방법은 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 레이저 또는 점광원을 입사시킨뒤 반사되는 반사파의 경로차를 이용하여 챔버의 벽면의 폴리머의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다.The chamber condition monitoring method according to the fifth embodiment of the present invention for achieving the above object is a wall surface of the chamber using a path difference of the reflected wave reflected after the laser or point light source is incident on the wall surface of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus Set the cleaning cycle of the chamber by monitoring the degree of deposition of the polymer.

도 1은 종래의 챔버 상태 모니터링 과정을 도시한 흐름도.1 is a flowchart illustrating a conventional chamber condition monitoring process.

도 2는 일반적인 식각챔버를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a general etching chamber.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 챔버 조건 모니터링을 위한 챔버 상태를 도시한 도면.3 is a view showing a chamber state for monitoring the chamber condition according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 챔버 조건 모니터링을 위한 챔버 상태를 도시한 도면.4 is a diagram illustrating a chamber state for monitoring chamber conditions according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 챔버 조건 모니터링을 위한 챔버 상태를 도시한 도면.5 is a diagram illustrating a chamber state for monitoring the chamber condition according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 거울부분을 확대하여 나타낸 도면.FIG. 6 is an enlarged view of the mirror part of FIG. 5; FIG.

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

1.GDP 2.챔버의 벽1.GDP 2.The wall of the chamber

3.뷰포트 4.펌핑부3. Viewport 4. Pumping part

5.척 6.거울5.chuck 6.mirror

7.전자빔 입사장치 및 Ar이온 건,7.electron beam incident device and Ar ion gun,

7.이온빔 주사장치 및 2차 이온 질량분석장치,7.ion beam scanning device and secondary ion mass spectrometer,

7.X선 입사장치 및 Ar이온 건,7. X-ray injector and Ar ion gun,

7.레이저 발생 및 강도 측정장치7.Laser generation and strength measuring device

7.레이저 또는 점광원 입사장치 및 보강, 상괘 간섭분석기7.Laser or point light source incident device and reinforcement

12.챔버벽 13.거울12.Chamber wall 13.Mirror

14.증착된 폴리머14. Deposited polymer

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명의 원리를 도면으로 설명하면 다음과 같다.The principle of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 일반적인 식각 챔버를 나타낸 것으로, 이 식각챔버는 웨이퍼가 장착되는 척(chuck)(5)과, 반응실을 구성하는 챔버 벽(2), 식각가스를 공급하는 GDP(gas distribution panel)(1), 챔버를 펌핑하기 위한 펌핑부(4)로 구성되며, 챔버 벽에는 EOP(end of point)를 모니터링하기 위한 뷰포트(view port)(3)가 구비되어 있다.2 shows a general etching chamber, which includes a chuck 5 on which a wafer is mounted, a chamber wall 2 constituting a reaction chamber, and a gas distribution panel (GDP) for supplying etching gas ( 1), consisting of a pumping part 4 for pumping the chamber, the chamber wall is provided with a view port 3 for monitoring the end of point (EOP).

도 3은 도 2의 챔버 벽(2)에 거울(6)을 부착하고, 뷰포트(3)에 전자빔 입사장치 및 Ar이온 건(7)을 부착시킨 상태를 도시한 단면도이다. 본 발명의 제1실시예에 의한 챔버 벽상태의 분석방법은 AES(Auger electron spectroscopy)방법을 이용하는 것으로, 먼저, 거울(6)의 표면에 수천Å 크기로 집속된 전자빔(8)을 입사시켜 방출되는 오거(Auger)전자(9,10)의 에너지를 측정함으로써 물질의 성분을 분석한 다음, Ar이온 건(7)으로 상기 분석이 완료된 지역을 일정두께 식각한 후, 다시 수천Å 크기로 집속된 전자빔을 입사시켜 방출되는 오거 전자의 에너지를 측정하는 방법을 반복하여 식각되는 두께와 방출되는 물질의 성분에 대한 정보를 토대로 하여 챔버 벽에 존재하는 폴리머의 상태를 파악한다. 여기서, 거울(6)은 방출되는 오거 전자의 분석시 혼선을 피하기 위하여 분석이 용이한 표준물질을 사용한다.3 is a cross-sectional view showing a state in which a mirror 6 is attached to the chamber wall 2 of FIG. 2, and an electron beam injector and an Ar ion gun 7 are attached to the viewport 3. The chamber wall state analysis method according to the first embodiment of the present invention uses an AES (Auger electron spectroscopy) method, which first emits an electron beam 8 focused on a surface of the mirror 6 at a size of several thousand microns. Analyze the composition of the material by measuring the energy of the Auger electrons (9,10), and then etch the area where the analysis is completed with an Ar ion gun (7) to a certain thickness, and then concentrate the size to The method of measuring the energy of auger electrons emitted by injecting an electron beam is repeated to determine the state of the polymer present in the chamber wall based on information about the thickness of the etch and the composition of the emitted material. Here, the mirror 6 uses a standard that is easy to analyze in order to avoid crosstalk in the analysis of emitted auger electrons.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기존의 챔버의 특정부분에 수천Å 크기로 집속된 전자빔 입사장치 및 Ar이온 건을 부착하고 반대쪽에 분석의 효율성을 높이기 위해 표준물질을 사용하는 거울을 부착함으로써 챔버 사용횟수가 증가함에 따라 거울에 증착되는 폴리머의 정도를 분석하여 챔버 조건을 분석할 수 있음을 알 수 있다. 상기 실시예에서 전자빔이 입사되는 지역이 앞에서 이미 분석되어 폴리머가 얇아진 지역에 다시 입사되는 단점을 방지하기 위하여 일정범위내에서 전자빔 입사위치 및 Ar이온 건의 위치를 변경할 수도 있다. 또한, 상기의 방법을 사용하여 분석된 자료를 반도체 제조장치의 중앙제어장치에 송신하여 일정시점에 경보가 모니터에 표시되도록 함으로써 작업자가 쉽게 챔버 조건에 대한 정보를 얻을 수 있게 할 수도 있다.2 and 3, the chamber by attaching an electron beam injector and Ar ion gun focused to a specific size of the existing chamber and a mirror using a standard material on the opposite side to increase the efficiency of analysis. As the number of uses increases, the chamber conditions can be analyzed by analyzing the degree of polymer deposited on the mirror. In the above embodiment, the electron beam incident position and the position of the Ar ion gun may be changed within a certain range in order to prevent the disadvantage that the region where the electron beam is incident is already analyzed before being incident again in the region where the polymer is thinned. In addition, the data analyzed using the above method may be transmitted to the central control unit of the semiconductor manufacturing apparatus so that an alarm may be displayed on the monitor at a certain point so that the operator may easily obtain information on the chamber condition.

상기의 모니터링방법은 챔버내의 플라즈마를 온(on)시킨 후 사용하거나, 플라즈마를 오프(off)시킨 후 사용할 수 있고, 또한 플라즈마 온상태 및 플라즈마 오프상태에 동시에 사용할 수도 있다.The monitoring method may be used after turning on the plasma in the chamber, or after turning off the plasma, and may be used simultaneously in the plasma on state and the plasma off state.

상기와 같은 원리를 이용하면 상술한 바와 같은 매일 또는 매주 반복되는 챔버검사를 위한 웨이퍼의 사용량을 대부분 감소시킬 수 있으며, 특히 웨이퍼 크기 증가 및 이로 인한 웨이퍼 비용의 증가분을 고려하면 장비 유지비를 획기적으로 감소시킬 수 있다.Using the above principle, the amount of wafers used for the daily or weekly repeated chamber inspection as described above can be largely reduced. Especially, considering the increase in wafer size and the increase in wafer cost, the equipment maintenance cost is drastically reduced. You can.

다음에 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2실시예는 SIMS(secondary ion mass spectroscopy)방법을 이용한 것으로, 수 KeV로 가속된 이온빔을 챔버 벽에 주사하여 일정부분 식각후 검출되는 2차 이온의 질량을 측정하여 물질의 성분 및 분자의 성분을 분석하여 챔버 벽에 존재하는 폴리머의 상태를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다. 이 방법을 위해서는 도 3의 전자빔 입사장치 및 Ar이온 건(7) 대신에 수 KeV로 가속된 이온빔 추진 장치 및 방출되는 2차이온의 질량을 측정할 수 있는 장치를 뷰포트(3)에 부착하여 사용한다. 이때 거울(6)은 2차 이온의 분석에 있어서 혼선을 막기 위한 역할을 한다. 본 발명의 제2실시예에서는 이온빔이 입사되는 지역이 앞에서 이미 분석되어 폴리머가 얇아진 지역에 다시 입사되는 단점을 방지하기 위하여 일정범위내에서 이온빔의 주사위치를 변경할 수도 있다Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention uses a secondary ion mass spectroscopy (SIMS) method, which scans an ion beam accelerated at several KeVs to a chamber wall to measure the mass of secondary ions that are detected after a certain portion of the material, and The composition of the molecules is analyzed to monitor the condition of the polymer present on the chamber walls to establish the cleaning cycle of the chamber. For this method, instead of the electron beam injector and the Ar ion gun 7 of FIG. 3, an ion beam propulsion device accelerated to several KeV and a device capable of measuring the mass of the emitted secondary ion are attached to the viewport 3. do. At this time, the mirror 6 serves to prevent crosstalk in the analysis of the secondary ions. In the second embodiment of the present invention, the ion beam may be changed within a certain range in order to prevent the disadvantage that the area where the ion beam is incident is already analyzed and is reentered in the area where the polymer is thinned.

다음에 본 발명의 제3실시예를 설명한다. 본 발명의 제3실시예는 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy)방법을 이용하는 것으로, 도 3의 장치에서 전자빔 입사장치 및 Ar이온 건(7) 대신에 X선 입사장치 및 Ar이온 건을 부착하여 사용한다. 챔버 벽 상태의 분석방법은 먼저, 거울(6)의 표면에 X선을 입사시켜 방출되는 광전자의 운동에너지를 분석함으로써 물질의 성분을 분석한 다음, Ar이온 건(7)으로 일정두께 식각하고, 다시 X선을 입사시켜 방출되는 광전자의 운동에너지를 분석하는 방법을 반복하여 식각되는 두께와 방출되는 물질의 성분에 대한 정보를 토대로 하여 챔버 벽에 존재하는 폴리머의 상태를 파악한다. 여기서 거울은 방출되는 광전자의 분석시 혼선을 피하기 위하여 분석이 용이한 표준물질을 사용한다. 본 발명의 제3실시예에서는 X선이 입사되는 지역이 앞에서 이미 분석되어 폴리머가 얇아진 지역에 다시 입사되는 단점을 방지하기 위하여 일정범위내에서 X선의 입사위치 및 Ar이온 건의 위치를 변경할 수도 있다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment of the present invention uses the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method, and uses the X-ray injector and the Ar ion gun in place of the electron beam injector and the Ar ion gun 7 in the apparatus of FIG. 3. do. In the analysis method of the chamber wall state, first, by analyzing the kinetic energy of the photoelectrons emitted by the incident X-rays on the surface of the mirror (6) to analyze the components of the material, and then etched a certain thickness with the Ar ion gun (7), The method of analyzing the kinetic energy of the photoelectrons emitted by incident X-rays is repeated to determine the state of the polymer in the chamber wall based on the thickness of the etch and the information on the composition of the emitted material. The mirror here uses a standard that is easy to analyze to avoid crosstalk in the analysis of emitted photons. In the third embodiment of the present invention, the incident position of the X-rays and the position of the Ar ion gun may be changed within a certain range in order to prevent the disadvantage that the region where the X-rays are incident is already analyzed before being incident again in the thinned region.

다음에 본 발명의 제4실시예는 레이저를 사용하는 방법으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이 기존의 챔버를 사용하되 뷰포트(3)에 레이저발생 및 강도 측정장치(7)를 부가하여 챔버 벽에 레이저(8)를 발사하고 챔버 벽에서 반사되는 레이저(9)의 강도를 측정하며, 챔버의 사용빈도가 증가할수록 챔버 벽에는 폴리머가 증착되고 이로 인해 반사되는 레이저(9)의 강도가 감소하는 원리를 이용하여 챔버 내부의 폴리머 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다. 본 발명의 제4실시예에서는 챔버 벽 자체가 레이저에 반사되는 특징을 가지고 있으므로 특별히 제작된 거울을 사용하지 않아도 된다. 상기 레이저로는 HeNe레이저 또는 Ar레이저를 이용할 수 있다.Next, a fourth embodiment of the present invention is a method of using a laser, which uses an existing chamber as shown in FIG. 4, but adds a laser generation and intensity measuring device 7 to the viewport 3 to laser the chamber wall. (8) firing and measuring the intensity of the laser (9) reflected from the chamber wall, and as the frequency of use of the chamber increases, polymers are deposited on the chamber wall, thereby reducing the intensity of the reflected laser (9). The cleaning cycle of the chamber is set by monitoring the degree of deposition of polymer inside the chamber. In the fourth embodiment of the present invention, the chamber wall itself has the characteristic of being reflected by the laser, so that a specially manufactured mirror is not required. HeNe laser or Ar laser may be used as the laser.

본 발명의 제5실시예는 웨이퍼를 사용하지 않고 레이저 또는 점광원의 빛을 챔버 벽에 입사시켜 발생하는 보강 및 상쇄간섭에 따라 형성되는 사인 또는 코사인 그래프를 이용함으로써 챔버 벽에 증착되는 폴리머의 두께를 확인하며, 여기서 얻어지는 그래프의 분석을 통하여 챔버 벽에 존재하는 폴리머의 두께를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정한다. 도 5는 도 2의 챔버 벽에 거울(6)을 부착하고, 뷰포트(3)에 레이저 또는 점광원의 빛을 조사하기 위한 입사장치 및 보강, 상쇄 간섭 분석기(7)를 부착시킨 상태를 도시한 단면도이다. 여기서 거울(6)은 분석시 혼선을 피하기 위하여 분석이 용이한 표준물질을 사용한다.The fifth embodiment of the present invention utilizes a sine or cosine graph formed according to constructive and destructive interference caused by incidence of laser or point light source incident on the chamber wall without using a wafer. By setting the cleaning cycle of the chamber by monitoring the thickness of the polymer on the chamber wall through the analysis of the graph obtained here. FIG. 5 shows a state in which a mirror 6 is attached to the chamber wall of FIG. 2, and an incidence device for irradiating light of a laser or point light source and a reinforcement and cancellation interference analyzer 7 is attached to the viewport 3. It is a cross section. Here, the mirror 6 uses a standard that is easy to analyze in order to avoid cross talk.

도 6은 도 5의 거울부분을 확대한 도면으로, 빛 또는 레이저가 입사되어 일부는 즉시 반사되며 일부는 증착된 폴리머의 끝부분에서 반사됨을 알 수 있다. 이때 폴리머의 굴절율을 n이라고 정의하고, 폴리머내의 파장을 λ n, 챔버내의 파장을 λ 라고 정의하면FIG. 6 is an enlarged view of the mirror of FIG. 5, in which light or laser is incident, partly reflected immediately, and partly reflected at the end of the deposited polymer. In this case, the refractive index of the polymer is defined as n, and the wavelength in the polymer λ n, the wavelength in the chamber λ If you define

λ n = λ /n (1) λ n = λ / n (1)

와 같은 식이 성립한다.Equation

또한 증착된 폴리머의 시점에서 종점까지의 거리를 d, 폴리머내의 입사 및 반사각도를 θ 라고 할 때, 폴리머 표면에서 반사된 빛( ν 1)과 폴리머를 투과해서 반사된 빛( ν 2)의 경로차는 2dcos θ 이며, 이는 폴리머 내에서의 파장의 정수배와 같으므로 아래와 같은 식이 성립한다.In addition, the distance from the starting point of the deposited polymer to the end point d, the incident angle and the reflection angle in the polymer θ , The light reflected from the polymer surface ( ν 1) and light reflected through the polymer ( ν 2) the path difference is 2dcos θ Since this is equal to the integral multiple of the wavelength in the polymer, the following equation holds.

2dcos θ = m λ n (m=0,1,2,...) (2)2dcos θ = m λ n (m = 0,1,2, ...) (2)

식 (1)을 식(2)에 대입하면Substituting equation (1) into equation (2)

2dcos θ = m λ (3)2dcos θ = m λ (3)

식(3)에 θ 0 이면In equation (3) θ If 0

2nd = m λ (4)2nd = m λ (4)

의 식이 성립한다.Equation of

따라서 식(4)를 이용하여 d를 산출함으로써 증착된 폴리머의 두께를 알 수 있다.Therefore, the thickness of the deposited polymer can be known by calculating d using equation (4).

도 2와 도 5 및 도 6을 참조하면, 레이저 또는 점광원의 빛을 이용하고 반대쪽에 분석의 효율성을 높이기 위하여 투과성이 낮은 표준물질을 사용하는 거울을 부착함으로써 챔버 사용횟수가 증가함에 따라 거울에 증착되는 폴리머의 두께를 분석하여 챔버 조건을 분석할 수 있음을 알 수 있다. 상기 레이저로는 HeNe레이저 또는 Ar레이저를 사용할 수 있다. 또한 레이저 또는 점광원이 입사되는 지역이 일정범위내에서 변경될 수 있다. 도 6에서 참조부호 12는 챔버벽, 13은 거울, 14는 증착된 폴리머를 각각 나타낸다.Referring to FIGS. 2, 5, and 6, a mirror using a laser or a point light source and a mirror using a low-permeability standard material on the opposite side is attached to the mirror as the frequency of use of the chamber increases. It can be seen that chamber conditions can be analyzed by analyzing the thickness of the deposited polymer. The laser may be a HeNe laser or an Ar laser. In addition, the area where the laser or point light source is incident may be changed within a certain range. In Fig. 6, reference numeral 12 denotes a chamber wall, 13 a mirror, and 14 denotes a deposited polymer.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

본 발명에 의하면, 기존 장비의 기본적인 구조의 변경없이 거울, 전자빔 입사장치 및 Ar이온 건, 이온빔 입사장치, 레이저 또는 점광원 입사장치, X선 입사장치등을 사용하여 모니터링 웨이퍼의 사용량을 대폭 감소시킬 수 있고, 이로 인한 장비유지비 감소 및 소자 생산단가 감소의 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the use of a mirror, an electron beam injector and an Ar ion gun, an ion beam injector, a laser or point light source injector, an X-ray injector, etc. can be drastically reduced without changing the basic structure of existing equipment. This can reduce the equipment maintenance cost and reduce the device production cost.

Claims (22)

반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 전자빔을 입사하여 방출되는 오거 전자의 에너지를 측정함으로써 챔버 벽에 부착된 물질의 성분을 분석한 다음 Ar이온 건을 사용하여 상기 물질을 일정두께 식각한 후 다시 전자빔을 입사하는 단계를 반복적으로 수행하여 챔버 벽에 증착된 상기 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.Analyze the composition of the material attached to the chamber wall by measuring the energy of the auger electrons emitted by the electron beam incident on the wall surface of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus, and then etching the material by using an Ar ion gun A method of monitoring a chamber state of a semiconductor device manufacturing apparatus for setting a cleaning cycle of a chamber by repeatedly performing a step of injecting an electron beam to monitor a deposition degree of the material deposited on a chamber wall. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자빔은 상기 챔버에 부착된 수천Å 크기로 집속된 전자빔 입사장치를 이용하여 챔버의 벽면에 입사시키는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And the electron beam is incident on a wall surface of the chamber by using an electron beam incidence device focused to a size of thousands of microseconds attached to the chamber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자빔이 입사되는 챔버의 벽면에 거울을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And a mirror is provided on a wall surface of the chamber into which the electron beam is incident. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 거울은 전자빔이 입사되는 지역에서 방출되는 오거 전자의 분석에 있어서 혼선이 없는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The mirror is a chamber state monitoring method of a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that formed in the analysis of the auger electrons emitted from the region where the electron beam is incident. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전자빔이 앞에서 이미 분석되어 두께가 얇아진 지역에 다시 입사되는 것을 방지하기 위해 일정범위내에서 전자빔의 입사위치 및 Ar이온 건의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And changing an incident position of the electron beam and a position of the Ar ion gun within a predetermined range in order to prevent the electron beam from being incident again in the region where the electron beam has already been analyzed and thinned. 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 가속시킨 이온빔을 입사하여 방출되는 2차 이온의 질량을 분석하여 챔버 벽에 부착된 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.An apparatus for manufacturing a semiconductor device, in which a cleaning cycle of a chamber is set by analyzing a mass of secondary ions emitted by accelerating an ion beam incident on a wall of a process chamber of a semiconductor device manufacturing apparatus, and monitoring the deposition degree of a substance attached to the chamber wall. Chamber condition monitoring method. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 이온빔은 상기 챔버에 부착된 이온빔 가속장치에 의해 챔버내로 입사되며, 방출되는 2차 이온은 챔버에 부착된 2차 이온 질량분석장치를 사용하여 그 질량을 분석하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The ion beam is incident into the chamber by an ion beam accelerator attached to the chamber, and the emitted secondary ions are analyzed by mass using a secondary ion mass spectrometer attached to the chamber. Chamber condition monitoring method. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 이온빔이 입사되는 챔버의 벽면에 거울을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And a mirror is provided on a wall surface of the chamber into which the ion beam is incident. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 거울은 이온빔이 입사되는 지역에서 방출되는 2차 이온의 질량 분석에 있어서 혼선이 없는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The mirror is a chamber state monitoring method for a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that formed in the mass analysis of the secondary ions emitted in the region where the ion beam is incident free of crosstalk. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 이온빔이 앞에서 이미 분석되어 두께가 얇아진 지역에 다시 입사되는 것을 방지하기 위해 일정범위내에서 이온빔의 주사위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And changing the dice of the ion beam within a predetermined range in order to prevent the ion beam from being incident again in a region where the thickness of the ion beam has already been analyzed before. 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 X선을 입사시켜 방출되는 광전자를 분석한 다음 Ar이온 건을 사용하여 상기 챔버 벽면에 증착된 물질을 일정두께 식각한 후 다시 X선을 입사하는 단계를 반복적으로 수행하여 챔버 벽에 증착된 상기 물질의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.Analyze the photoelectrons emitted by injecting X-rays into the wall of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus, using a Ar ion gun to etch a predetermined thickness of the material deposited on the wall of the chamber and then incident X-rays again A chamber condition monitoring method of a semiconductor device manufacturing apparatus for setting a cleaning cycle of the chamber by monitoring the deposition degree of the material deposited on the chamber wall by performing. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 X선은 상기 챔버에 부착된 X선 입사장치를 이용하여 챔버의 벽면에 입사시키는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.And the X-rays are incident on the wall surface of the chamber by using an X-ray incidence device attached to the chamber. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 X선이 입사되는 챔버의 벽면에 거울을 설치하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The chamber state monitoring method of the semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that for installing the mirror on the wall surface of the chamber incident X-rays. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 거울은 X선이 입사되는 지역에서 방출되는 광전자의 분석에 있어서 혼선이 없는 물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The mirror is a chamber state monitoring method of a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that formed in the analysis of the photoelectrons emitted in the region where the X-rays are incident. 제11에 있어서,The method according to claim 11, 상기 X선이 앞에서 이미 분석되어 두께가 얇아진 지역에 다시 입사되는 것을 방지하기 위해 일정범위내에서 X선의 입사위치 및 Ar이온 건의 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The method for monitoring a chamber state of a semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the position of the X-rays and the position of the Ar ion gun are changed within a predetermined range to prevent the X-rays from being incident again in the region where the thickness has already been analyzed. 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 레이저를 입사시켜 반사되는 레이저의 강도를 측정하여 챔버의 벽면에 증착된 폴리머의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.Chamber state monitoring of the semiconductor device manufacturing apparatus which sets the cleaning cycle of the chamber by measuring the intensity of the laser reflected on the wall of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus and measuring the deposition degree of the polymer deposited on the wall of the chamber. Way. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 방법은 챔버 벽면에 증착되는 폴리머로 인해 반사되는 레이저의 강도가 낮아지는 원리를 이용한 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The method of claim 1, wherein the intensity of the laser reflected by the polymer deposited on the chamber wall is reduced. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 레이저로 HeNe레이저 또는 Ar레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.Chamber state monitoring method of a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that using the laser HeNe laser or Ar laser. 반도체소자 제조장치의 공정 챔버의 벽면에 레이저 또는 점광원을 입사시킨뒤 반사되는 반사파의 경로차를 이용하여 챔버의 벽면의 폴리머의 증착정도를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.After the laser or point light source is incident on the wall of the process chamber of the semiconductor device manufacturing apparatus, the cleaning cycle of the chamber is set by monitoring the deposition degree of the polymer on the wall of the chamber using the path difference of the reflected wave. Chamber condition monitoring method. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 폴리머의 두께를 모니터링하여 챔버의 세정주기를 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The chamber state monitoring method of the semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that for setting the cleaning cycle of the chamber by monitoring the thickness of the polymer. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 레이저로 HeNe레이저 또는 Ar레이저를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.Chamber state monitoring method of a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that using the laser HeNe laser or Ar laser. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 레이저 또는 점광원이 입사되는 지역의 위치를 일정범위내에서 변경하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치의 챔버 상태 모니터링 방법.The chamber state monitoring method of the semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that for changing the position of the region where the laser or point light source is incident within a predetermined range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050058082A (en) * 2003-12-11 2005-06-16 동부전자 주식회사 Polymer measuring system in etching equipment and method thereof

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