KR200163036Y1 - 반도체 소자의 에칭장치 - Google Patents

Abstract

반도체 소자의 에칭장치에 관한 것으로서, 웨이퍼의 에칭 작업시 챔버내에서 발생되는 특수한 파장의 광을 인가받는 분광헤드와, 상기 분광헤드에서 검출된 특수한 파장의 광의 강도에 의해서 웨이퍼의 에칭양을 비교, 분석하여 모니터링하는 분광분석기를 구성하여 웨이퍼 에칭챔버내에서 진행되는 에칭상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한 것이다.

Description

반도체 소자의 에칭장치

본 고안은 반도체 장비에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼의 에칭 균일성(Uniformity)을 실시간으로 모니터링하는 반도체 소자의 에칭장치에 관한 것이다.

일반적으로 웨이퍼를 원하는 패턴으로 에칭하는 공정에서 웨이퍼 중앙부와 주변부가 균일하게 에칭되어야 다음 공정으로 이동될 수 있는데 현재까지는 웨이퍼의 에칭이 종료되어야 장비로 부터 인출하여 에칭된 부분의 두께를 중앙, 상, 하, 좌, 우 5개소를 측정하여 균일성을 판단한다.

종래기술에 따른 반도체 소자의 에칭장치는 반도체 제조시 사용되는 웨이퍼의 에칭 균일성을 실시간으로 모니터링 할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 반도체 소자의 에칭장치로 부터 인출한 뒤 에칭된 부분의 두께가 불량으로 판단되었을 경우 그때까지 진행된 웨이퍼를 폐기해야하는 커다란 손실이 있으며, 반도체 소자의 에칭장치를 다시 보정함으로써 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 웨이퍼의 에칭작업시 발생되는 특수한 파장의 광으로 웨이퍼의 에칭 균일성을 실시간으로 모니터링하는 반도체 소자의 에칭장치를 제공함에 있다.

제1도는 본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치의 일실시예를 나타낸 종단면도,

제2도는 제1도에서의 분광헤드와 웨이퍼상의 검출위치를 나타낸 도면,

제3도는 본 고안에 따른 반도체소자의 에칭장치의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 챔버 11 : 배기관

12 : 고진공펌프 13 : 웨이퍼

14 : 수정패널 15 : 분광헤드

16 : 광파이버 17 : 분광분석기

18 : 제어부 19 : 척

본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치의 특성은, 웨이퍼 에칭챔버 외부에 분광분석기, 분광헤드, 광파이버를 구비하여 웨이퍼 에칭챔버 내의 척 위에 놓여 있는 웨이퍼의 에칭 작업시에 발생되는 특수한 파장의 광으로 웨이퍼의 위치별 에칭 상태를 실시간으로 모니터링하는데 있다.

이하, 본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치의 일실시예를 나타낸 종단면도이다.

도 1를 참조하면, 본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치는 로딩된 웨이퍼를 진공상태에서 에칭하는 챔버(10)와, 챔버(10)에 연결된 배기관(11)과, 배기관(11) 내부에 설치되어 챔버(10)내의 압력강하를 위해 펌핑하는 고진공펌프(12)와, 챔버(10)내의 웨이퍼(13) 에칭작업시 웨이퍼(13)에서 발생되는 특수한 파장의 광을 수정패널(14)을 통해 인가받는 다수개의 분광헤드(15)들과, 상기 분광헤드(15)들에서 출력되는 광을 광파이버(16)를 통해 웨이퍼(13)의 임의의 위치에서 검출한 에칭양을 비교, 분석하는 분광분석기(17), 분광분석기(17)에서 비교, 분석된 웨이퍼의 에칭양을 모니터링하고, 전체 시스템을 제어하는 제어부(18)로 구성된다.

여기서, 챔버(10)는 챔버(10)내의 하부에 웨이퍼(13)가 안착되도록 척(19)이 설치되어 있고, 척(17)내에는 챔버(10)내의 온도를 상승시키도록 메인 히터(도시하지 않음)가 내장되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

챔버(10)의 내부에 공정을 진행할 웨이퍼(13)를 로딩한 상태에서 고진공펌프(12)를 구동하여 챔버(10)내의 압력이 최저가 되도록 한 다음 플라즈마 측벽을 통해 챔버(10)의 내부로 반응가스를 주입시킨다.

이어, 전력을 인가하면 플라즈마 측벽에서 플라즈마(Plasma)가 생성되고 웨이퍼(13)는 반응가스에 의해 표면이 에칭되기 시작한다.

이때, 웨이퍼(13)의 에칭이 시작되면 웨이퍼(13)에 있는 원소가 플라즈마와 반응하면서 특수한 파장의 광을 발생한다.

상기 특수한 파장의 광의 강도는 그 곳에서 반응하고 에칭되는 양에 따라 비례하므로 수정패널(14)에 설치된 다수개의 분광헤드(15)에 연결된 광파이버(16)를 통해 분광분석기(17)에 광신호가 전기적신호로 변환되어 인가된다.

상기 분광분석기(17)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각의 위치에서 검출한 에칭량 비교, 분석에 의하여 웨이퍼의 중앙, 전, 후, 좌, 우와 상대하여 1:1로 에칭량과 강도를 검출하여 균일성을 계산한다.

상기 분광분석기(17)에서 비교, 분석된 결과에 따라서 제어부(18)는 웨이퍼의 에칭양을 판단하여 표시해주고 그 결과에 따라 반도체 장치를 전반적으로 제어한다.

또한, 제어부(18)는 다수개의 분광헤드(15)들 및 광파이버(16)에 의해 에칭의 종료점을 동시에 모니터한다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 측벽 다수개의 분광헤드(15)를 설치하여 웨이퍼의 에칭량 모니터링 하여 외부로 표시해주고 그 결과에 따라 웨이퍼의 식각량을 제어할 수 있다.

본 고안에 따른 반도체 소자의 에칭장치는 웨이퍼 에칭 작업시 웨이퍼에서 발생되는 특수한 파장의 광에 의해 웨이퍼 에칭 진행 상태를 실시간으로 모니터링함으로써 표본검사에 의한 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼 및 챔버를 구비한 반도체 장치에 있어서,

   상기 웨이퍼 위치별 에칭상태를 실시간으로 검출하기 위해 상기 챔버 상부에 설치되는 다수개의 분광헤드;

   상기 다수개의 분광헤드에서 검출된 웨이퍼의 위치별 에칭상태를 비교 분석하는 분광 분석기; 그리고,

   상기 분광분석기의 출력에 따라 에칭량을 판단하여 표시하고, 그에 따라 반도체 장치를 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 소자의 에칭장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 대수개의 분광헤드는 분광분석기와 광파이버로 연결됨을 특징으로 하는 반도체 소자의 에칭장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 다수개의 분광헤드는 플라즈마 측벽에 경사각을 가지고 설치됨을 특징으로 하는 반도체 소자의 에칭장치.