KR20020060817A - Plasma process control system and method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for controlling plasma process are provided to improve reliability of semiconductor devices fabricated in plasma state by precisely controlling process parameters in real time on the basis of directly checking results of plasma state. CONSTITUTION: A plasma generator(110) generates plasma in a reaction chamber(100) containing a semiconductor device(102), and a gas supplier(120) injects reaction gas into the chamber(100). A pressure controller(130) creates a vacuum in the chamber(100) or keeps a uniform pressure in the chamber(100). During the plasma process, a photo-detector(144) receives light radiating from plasma in the chamber(100) and transmits light to an analyzer(146). The analyzer(146) checks the plasma state by spectroscopic analysis of light, compares the plasma state with initial conditions, and judges whether each process parameter is within a permitted limit. When the parameter is beyond the limit, the analyzer(146) sends an instruction signal to a centralized controller(148). Then, the centralized controller(148) automatically controls each process parameter according to the signal in real time.

Description

플라즈마 공정 제어 장치 및 그 방법{PLASMA PROCESS CONTROL SYSTEM AND METHOD}Plasma process control device and method thereof {PLASMA PROCESS CONTROL SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 반도체 소자 제조를 위한 플라즈마 공정 제어 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공 중에서 플라즈마를 발생시켜 반도체 소자를 제조하는 플라즈마 공정의 제어를 수행하는데 적합한 플라즈마 공정 제어 장치 및 그 방법에관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma process control technique for semiconductor device manufacturing, and more particularly, to a plasma process control apparatus and method suitable for performing control of a plasma process for producing a semiconductor device by generating plasma in a vacuum.

잘 알려진 바와 같이, 반도체 소자를 제조하는 장비들 중 하나인 플라즈마 공정 시스템은 반응 챔버, 플라즈마 발생계, 가스 공급계 및 압력 제어계를 구비하여 플라즈마를 이용해 반응 챔버 내에 수납한 반도체 소자에 임의의 패턴을 형성하는데 사용되는 장비이다.As is well known, a plasma processing system, which is one of the devices for manufacturing a semiconductor device, includes a reaction chamber, a plasma generator, a gas supply system, and a pressure control system to apply an arbitrary pattern to a semiconductor device stored in the reaction chamber using plasma. Equipment used to form.

즉, 플라즈마 공정 시스템에서는 플라즈마 발생계를 통해 반응 챔버 내에 플라즈마를 발생시키고, 압력 제어계를 통해 반응 챔버의 내부를 진공 상태로 일정하게 유지하며, 가스 공급계를 통해 반응 챔버 내로 반응 가스를 주입하고, 제조가 완료된 후에는 반응 챔버 내의 잔류 가스 및 파티클 등을 제거함으로써, 반도체 소자 상에 목표로 하는 임의의 패턴을 형성한다.That is, in the plasma processing system, the plasma is generated in the reaction chamber through the plasma generation system, the inside of the reaction chamber is constantly maintained in a vacuum state through the pressure control system, the reaction gas is injected into the reaction chamber through the gas supply system, After fabrication is complete, the target gas is formed on the semiconductor device by removing residual gas, particles, and the like in the reaction chamber.

이때, 공정 파라미터를 설정 조건에 맞도록 적절하게 조절하는 것은 반도체 소자의 신뢰도 및 생산 수율에 결정적인 영향을 미치기 때문에 매우 중요하다고 볼 수 있다. 즉, 공정 파라미터의 적절한 제어를 통해 공정 조건을 최적화시키는 것이 매우 필요하다.At this time, it is important to properly adjust the process parameters to meet the set conditions because it has a decisive influence on the reliability and production yield of the semiconductor device. In other words, it is very necessary to optimize process conditions through proper control of process parameters.

최근 들어, 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 고집적화된 패턴을 안정되게 형성할 필요가 있는데, 이러한 필요를 충족시키기 위해서는 플라즈마 장비의 관리 상태가 항상 최적으로 유지, 즉 안정된 플라즈마 제어가 필수적이다. 이를 위해서는 장비의 공정 파라미터 제어에 대한 신뢰도가 점점 더 중요해지고 있는 실정이다.In recent years, as the integration of semiconductor devices has progressed, it is necessary to stably form a highly integrated pattern. In order to meet such needs, it is necessary to always maintain an optimal management state of plasma equipment, i.e., stable plasma control. For this purpose, the reliability of the process parameter control of the equipment is becoming increasingly important.

한편, 현재까지는, 플라즈마 장비의 공정 파라미터의 제어를 위해, 예를 들면 가스 MFC를 체크하여 가스 공급계에 대한 이상 유무를 체크 및 판단하거나, RF 파워 미터 등을 이용하여 파워 공급계의 이상 유무를 체크 및 판단하는 등의 간접적인 방식을 사용하고 있는 것이 일반적인 실정이다. 즉, 종래 방식에서는 공정 파라미터를 제어하는 장비(예를 들면, 플라즈마 발생계, 가스 공급계, 압력 제어계 등)들을 각각 개별적으로 관리하여 전체 장비의 이상 유무를 간접적으로 판단하고 있다.In the meantime, for the control of the process parameters of the plasma equipment, for example, the gas MFC is checked to check and determine the abnormality of the gas supply system, or the RF power meter or the like is used to check the abnormality of the power supply system. It is common to use indirect methods such as checking and judging. That is, in the conventional method, equipment (eg, plasma generator, gas supply system, pressure control system, etc.) for controlling process parameters is individually managed to indirectly determine whether there is an abnormality of the entire equipment.

그러나, 상술한 바와 같이 간접적으로 이상 유무를 체크 및 판단하는 종래 방법은 반도체 소자를 제조할 때 행해지는 공정을 직접 관찰하는 방식이 아닌 관계로 실제 반도체 소자를 제조의 제조 관련 진행 상태를 직접 관찰할 수 없다는 문제점을 가지고, 이러한 문제점은 공정 파라미터의 불안정으로 인해 공정 조건에 미세한 변화가 일어날 때 이에 즉각적으로 대응할 수 없다는 문제점을 수반하며, 이러한 문제는 결국 반도체 소자의 신뢰도 및 생산 수율의 감소를 유발시키는 한 요인으로 작용하게 된다.However, as described above, the conventional method of indirectly checking and determining an abnormality is not a method of directly observing a process performed when fabricating a semiconductor device, and thus a real process of manufacturing a semiconductor device may be directly observed. This problem entails the inability to immediately respond to minute changes in process conditions due to instability of process parameters, which in turn leads to a reduction in reliability and production yield of semiconductor devices. It becomes a factor.

더욱이, 최근 들어 반도체 소자가 고집적화되어 가는 추세임을 감안할 때, 종래 방법은 생산되는 반도체 소자의 신뢰도를 현격하게 저하시키는 주요한 요인을 제공하게 된다.Moreover, in view of the recent trend toward higher integration of semiconductor devices, the conventional method provides a major factor that significantly lowers the reliability of the semiconductor devices produced.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마 상태에서 반도체 소자를 제조할 때 플라즈마 상태를 직접 체크한 결과에 의거하여 각 공정 파라미터를 실시간으로 고 정밀하게 제어함으로써 반도체 소자의신뢰도를 증진시킬 수 있는 플라즈마 공정 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems of the prior art, and when manufacturing the semiconductor device in the plasma state, based on the results of the direct check of the plasma state of the semiconductor device by controlling each process parameter in real time and precisely It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling a plasma process that can improve reliability.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 반도체 소자의 패턴 형성을 위해 반응 챔버의 내부를 기 설정된 임의 조건의 플라즈마, 반응 가스 및 압력으로 설정하여 플라즈마 공정을 수행하는 플라즈마 공정 시스템의 공정을 제어하는 장치에 있어서, 상기 반응 챔버의 외측 일부에 설치된 수광부; 상기 수광부를 통해 상기 반응 챔버 내부의 플라즈마에서 방출되는 빛을 수광하는 수단; 상기 수광된 빛을 분광 분석하고, 분석 결과의 피크 데이터와 기 설정 조건의 피크 데이터와의 비교를 통해 플라즈마 상태의 변화에 따라 이상 유무를 판단하며, 플라즈마 상태가 이상 상태를 나타낼 때, 해당하는 공정 파라미터의 동작 제어를 위한 신호를 발생하는 수단; 및 상기 발생된 신호에 응답하여 해당하는 공정 파라미터를 조절함으로써, 상기 반응 챔버 내의 플라즈마 상태를 기 설정 조건 범위로 일정하게 유지하는 수단으로 이루어진 플라즈마 공정 제어 장치를 제공한다.The present invention according to one aspect to achieve the above object, the process of the plasma processing system for performing a plasma process by setting the inside of the reaction chamber to a predetermined condition of plasma, reaction gas and pressure to form a pattern of a semiconductor device An apparatus for controlling a light, comprising: a light receiving unit installed at an outer portion of the reaction chamber; Means for receiving light emitted from the plasma inside the reaction chamber through the light receiving unit; Spectral analysis of the received light, and comparing the peak data of the analysis result with the peak data of the preset conditions to determine the abnormality according to the change of the plasma state, when the plasma state indicates the abnormal state, the corresponding process Means for generating a signal for controlling the operation of the parameter; And means for keeping the plasma state in the reaction chamber constant within a predetermined condition range by adjusting a corresponding process parameter in response to the generated signal.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 반도체 소자의 패턴 형성을 위해 반응 챔버의 내부를 기 설정된 임의 조건의 플라즈마, 반응 가스 및 압력으로 설정하여 플라즈마 공정을 수행하는 플라즈마 공정 시스템의 공정을 제어하는 방법에 있어서, 플라즈마 공정 중에 플라즈마에서 방출되는 임의의 파장을 갖는 빛을 수광하는 과정; 상기 수광된 빛의 분광 분석을 수행하여 피크 데이터를 검출하는 과정; 상기 검출된 피크 데이터와 기 설정된 플라즈마 공정 조건에 대응하는 피크 데이터간의 비교를 통해 상기 반응 챔버 내 플라즈마 상태의 이상 유무를 판단하는 과정; 및 상기 플라즈마 상태의 이상이 검출될 때, 이상 발생에 대응하는 공정 파라미터 조절함으로써, 상기 반응 챔버 내의 플라즈마 상태를 기 설정 조건 범위로 일정하게 유지하는 과정으로 이루어진 플라즈마 공정 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, a process of a plasma processing system is performed in which a plasma process is performed by setting an inside of a reaction chamber to a predetermined condition of plasma, a reaction gas, and a pressure to form a pattern of a semiconductor device. CLAIMS 1. A method of controlling a light source, comprising: receiving light having an arbitrary wavelength emitted from a plasma during a plasma process; Detecting peak data by performing a spectral analysis of the received light; Determining an abnormality of a plasma state in the reaction chamber by comparing the detected peak data with peak data corresponding to a predetermined plasma process condition; And when the abnormality of the plasma state is detected, by adjusting a process parameter corresponding to the occurrence of the abnormality, it provides a plasma process control method comprising the step of maintaining a constant plasma state in the reaction chamber to a predetermined condition range.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 공정 제어 장치를 채용한 플라즈마 공정 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a plasma process system employing a plasma process control device according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 반응 챔버 102 : 반도체 소자100: reaction chamber 102: semiconductor device

104 : 플라즈마 110 : 플라즈마 발생계104: plasma 110: plasma generator

120 : 가스 공급계 130 : 압력 제어계120: gas supply system 130: pressure control system

140 : 플라즈마 공정 제어계 142 : 수광용 창140: plasma process control system 142: light receiving window

144 : 수광계 146 : 감시계144: light receiving system 146: monitoring system

148 : 집중 제어계148: centralized control system

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 핵심 기술요지는, 공정 파라미터를 제공하는 각 계통의 이상 유무를 개별적으로 각각 체크하여 전체 장비의 공정 조건을 간접적으로 제어하는 전술한 종래 방법과는 달리, 플라즈마 공정이 진행 중일 때 플라즈마에서 방출되는 빛의 분광 분석을 통해 플라즈마 상태를 체크하여 초기 설정 조건과 비교하고, 이 비교 결과에 의거하여 각 공정 파라미터의 이상 유무 상태를 판단하며, 이 판단 결과에 의거하여 각 공정 파라미터를 실시간으로 조절한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.First, a key technical aspect of the present invention is that, unlike the aforementioned conventional method of indirectly controlling the process conditions of the entire equipment by individually checking each system for providing process parameters, there is an abnormality when the plasma process is in progress. The plasma state is checked by spectroscopic analysis of the light emitted from the plasma and compared with the initial setting conditions. Based on this comparison result, abnormality status of each process parameter is determined. Based on this result, each process parameter is determined in real time. By adjusting to, it is possible to easily achieve the object of the present invention through this technical means.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 공정 제어 장치를 채용한 플라즈마 공정 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a plasma process system employing a plasma process control apparatus according to the present invention.

동 도면에 도시된 바와 같이, 전형적인 플라즈마 공정 시스템은 반응챔버(100), 플라즈마 발생계(110), 가스 공급계(120) 및 압력 제어계(130)를 포함하며, 또한 본 발명에 따른 플라즈마 공정 제어 장치(즉, 플라즈마 공정 제어계(140))를 구비한다.As shown in the figure, a typical plasma processing system includes a reaction chamber 100, a plasma generating system 110, a gas supply system 120 and a pressure control system 130, and also controls a plasma process in accordance with the present invention. An apparatus (ie, a plasma process control system 140).

도 1을 참조하면, 플라즈마 발생계(110)는, 도시 생략된 전압원을 통해 전극판에 소정의 플라즈마 전압을 인가함으로써, 플라즈마 공정을 수행하는데 필요한 플라즈마, 즉 반응 챔버(100)의 내부에 플라즈마(104)를 발생하고, 가스 공급계(120)는 도시 생략된 가스 탱크로부터 배출되는 반응 가스를 가스 공급관을 통해 유도하여 반도체 소자(102)가 수납된 반응 챔버(100) 내로 주입한다.Referring to FIG. 1, the plasma generator 110 applies a predetermined plasma voltage to an electrode plate through a voltage source (not shown), so that a plasma necessary for performing a plasma process, that is, a plasma inside the reaction chamber 100 may be formed. 104, the gas supply system 120 induces the reaction gas discharged from the gas tank (not shown) through the gas supply pipe and injects the reaction gas into the reaction chamber 100 in which the semiconductor device 102 is housed.

다음에, 압력 제어계(130)는 진공 펌프, 게이지, 압력 제어 밸브 등을 포함하는 것으로, 진공 펌프를 통해 플라즈마 공정을 위해 반응 챔버(100)의 내부를 진공 상태로 만들고, 게이지와 압력 제어 밸브 등의 제어를 통해 플라즈마 공정이 진행되는 동안 반응 챔버(100) 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 제어한다.Next, the pressure control system 130 includes a vacuum pump, a gauge, a pressure control valve, and the like, which makes the inside of the reaction chamber 100 vacuum for the plasma process through the vacuum pump, and the gauge and the pressure control valve, etc. Through the control of the control to maintain a constant pressure in the reaction chamber 100 during the plasma process.

따라서, 상술한 바와 같은 구조의 플라즈마 공정 시스템에서는, 반응 챔버(100)내 패턴을 형성하고자 하는 반도체 소자(102)가 수납된 상태에서 압력 제어계(130)가 반응 챔버(100) 내부의 압력을 기 설정된 조건으로 조절하고, 플라즈마 발생계(110)가 반응 챔버(100) 내에 기 설정된 조건의 플라즈마를 생성하며, 가스 공급계(120)가 반응 챔버(100) 내로 소정량의 반응 가스를 주입하면, 반응 챔버(100)의 내부는 플라즈마(104) 상태로 천이되며 이러한 상태에서 반도체 소자(102)에 대한 패턴 형성 공정이 수행된다.Therefore, in the plasma process system having the above-described structure, the pressure control system 130 may maintain the pressure inside the reaction chamber 100 while the semiconductor element 102 to form the pattern in the reaction chamber 100 is accommodated. When adjusted to the set conditions, the plasma generation system 110 generates a plasma of a predetermined condition in the reaction chamber 100, when the gas supply system 120 injects a predetermined amount of reaction gas into the reaction chamber 100, The interior of the reaction chamber 100 is transitioned to the plasma 104 state, and in this state, a pattern forming process for the semiconductor device 102 is performed.

이때, 반응 챔버(100)의 내부에 발생한 플라즈마는 플라즈마를 구성하는 입자 성분이 어떠한 것인지에 따라 각각의 고유한 파장을 지닌 빛을 방출하게 되는데, 이 빛을 분광 분석에 의해 분석하여 어떠한 피크가 뜨느냐에 따라 플라즈마를 구성하는 입자 성분의 종류를 분석할 수 있고, 피크의 크기가 얼마냐에 따라 그 입자의 혼재량(즉, 조성비)을 분석할 수 있다. 즉, 플라즈마에서 방출되는 빛의 분광 분석을 통해 플라즈마 상태, 즉 플라즈마 구성입자의 성분, 조성비 등을 분석할 수 있다.At this time, the plasma generated inside the reaction chamber 100 emits light having a unique wavelength depending on what particle components make up the plasma, and the peak is determined by analyzing the light by spectroscopic analysis. Therefore, the kind of particle component which comprises a plasma can be analyzed, and the mixed amount (namely, composition ratio) of the particle can be analyzed according to the magnitude | size of a peak. That is, it is possible to analyze the plasma state, that is, the composition, composition ratio, etc. of the plasma constituent particles through the spectroscopic analysis of the light emitted from the plasma.

이를 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 공정 제어 장치(140)는, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 수광부(142), 수광계(144), 감시계(146) 및 집중 제어계(148)를 포함하는 기술적 구성을 제시한다.To this end, the plasma process control device 140 according to the present invention, as can be seen from Figure 1, including a light receiving unit 142, a light receiving system 144, a monitoring system 146 and the centralized control system 148 Present the technical configuration.

즉, 반응 챔버(100)의 외측 일부에는 반응 챔버(100) 내부를 투명하게 보여주는 수광부(142)가 설치되어 있는데, 수광계(144)에서는, 플라즈마 공정을 수행하는 중에, 반응 챔버(100) 내부에 생성된 플라즈마에서 방출되는 빛(임의의 파장을 갖는 빛)을 수광하며, 여기에서 수광된 빛은 감시계(146)로 전달된다.That is, the light receiving unit 142 which transparently shows the inside of the reaction chamber 100 is installed at a part of the outer side of the reaction chamber 100. In the light receiving system 144, the plasma chamber process is performed in the inside of the reaction chamber 100. Receives light (light having an arbitrary wavelength) emitted from the plasma generated by the light source, and the received light is transmitted to the monitoring system 146.

다음에, 감시계(146)는, 빛의 분광 분석을 수행할 수 있는 마이크로 프로세서 등을 포함하는 것으로, 수광된 빛의 피크와 기 설정된 공정 조건을 위한 피크를 비교하고, 비교 결과 빛의 피크가 허용 가능한 설정 피크 범위를 벗어날 때 해당하는 공정 파라미터의 동작 제어를 위한 지령 신호를 발생하여 집중 제어계(148)로 전달한다.Next, the monitoring system 146 includes a microprocessor capable of performing spectroscopic analysis of light, and compares the peak of the received light with a peak for a predetermined process condition. When outside the allowable set peak range, a command signal for operation control of a corresponding process parameter is generated and transmitted to the centralized control system 148.

예를 들어, 임의의 공정 파라미터에 이상이 발생하면 플라즈마의 상태가 기 설정된 공정 조건을 벗어나게 되는데, 이 경우 공정 조건이 안정되지 않고 이상 상태로 되어 플라즈마 구성입자의 성분과 조성이 차이를 갖게 되며, 이러한 결과는 플라즈마에서 방출되는 빛의 분광 분석 결과와 기 설정된 공정 조건의 피크 비교를 통해 실시간으로 파악된다.For example, when an abnormality occurs in any process parameter, the state of the plasma is out of the preset process condition. In this case, the process condition is not stabilized and becomes an abnormal state, whereby the composition and composition of the plasma constituent particles are different. These results are captured in real time through a spectral analysis of the light emitted from the plasma and a peak comparison of predetermined process conditions.

한편, 집중 제어계(148)는, 플라즈마 공정을 수행할 때 실시간으로 체크되는 현재의 플라즈마 상태 결과에 의거하여 각 공정 파라미터(즉, 플라즈마 발생, 반응 가스 공급, 압력 제어 등)의 동작을 자동 제어하는 것으로, 감시계(146)로부터 특정 파라미터의 동작 제어를 위한 지령신호가 제공될 때 이에 응답하여 해당하는 공정 파라미터의 조절을 위한 동작 제어를 수행한다.Meanwhile, the centralized control system 148 automatically controls the operation of each process parameter (ie, plasma generation, reactive gas supply, pressure control, etc.) based on the current plasma state result checked in real time when performing the plasma process. In response to the command signal for controlling the operation of a specific parameter from the monitoring system 146, an operation control for adjusting the corresponding process parameter is performed in response thereto.

예를 들어, 라인 L11을 통해 플라즈마 발생계(110)에 플라즈마 제어신호를 전달하여 플라즈마의 발생을 조절하거나, 라인 L12를 통해 가스 공급계(120)에 가스 공급 제어신호를 전달하여 가스 공급량을 조절하거나 혹은 L13을 통해 압력 제어계(130)에 압력 제어신호를 전달하여 반응 챔버(100) 내의 압력을 일정하게 조절하는 등의 기능을 수행한다.For example, the plasma control signal is transmitted to the plasma generation system 110 through the line L11 to control the generation of the plasma, or the gas supply control signal is transmitted to the gas supply system 120 through the line L12 to adjust the gas supply amount. Alternatively, the pressure control signal may be transmitted to the pressure control system 130 through L13 to control the pressure in the reaction chamber 100 constantly.

다른 한편, 도면에서의 도시는 생략하였으나, 본 발명의 플라즈마 공정 제어 장치는 플라즈마 상태가 기 설정된 조건 범위를 벗어날 때 빛의 분광 분석을 통해 얻은 결과에 의거하여 해당하는 공정 파라미터를 조정함과 동시에 장비 운용자가 이러한 상태를 인식할 수 있도록 즉각적인 경고 신호(시각적 또는 청각적 경고 신호)를 발생하도록 할 수 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, the plasma process control apparatus of the present invention adjusts the corresponding process parameters on the basis of the results obtained through the spectroscopic analysis of light when the plasma state is out of a predetermined condition range and at the same time equipment The operator may be able to generate an immediate warning signal (visual or audio warning signal) to recognize this condition.

즉, 집중 제어계(148)가 플라즈마 상태의 안정화를 위해 임의의 공정 파라미터를 조절할 때 이와 동시에 도시 생략된 시각 경보기 또는 청각 경보기를 구동시킴으로써, 장비 운용자가 현재 상태를 인식할 수 있도록 경보한다.That is, when the centralized control system 148 adjusts an arbitrary process parameter for stabilization of the plasma state, at the same time, by driving a visual alarm or an audio alarm, not shown, the equipment operator alerts to recognize the current state.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 공정 파라미터를 제공하는 각 계통의 이상 유무를 개별적으로 각각 체크하여 전체 장비의 공정 조건을 간접적으로 제어하는 전술한 종래 방법과는 달리, 플라즈마 공정 중에 플라즈마에서 방출되는 빛의 분광 분석을 통해 현재의 플라즈마 상태를 체크하고, 체크 결과를 초기 설정 조건과 비교하며, 이 비교 결과에 의거해 각 공정 파라미터의 이상 유무를 판단하여 각 공정 파라미터를 실시간으로 조절함으로써, 공정 챔버 내부의 플라즈마 상태를 최적의 조건으로 일정하게 유지할 수 있다.As described above, according to the present invention, unlike the above-described conventional method of indirectly controlling the process conditions of the entire equipment by individually checking each system for providing process parameters, the plasma is emitted from the plasma during the plasma process. Through the spectroscopic analysis of light, the current plasma state is checked, and the result of the check is compared with the initial setting conditions. Based on the result of the comparison, each process parameter is determined in real time and the process chamber is adjusted in real time. The internal plasma state can be kept constant at optimum conditions.

따라서, 본 발명은 고 정밀한 플라즈마 상태 제어를 통해 패턴 형성을 위한 반도체 소자의 식각 균일도 및 재현성 등을 향상시킬 수 있어 반도체 소자의 신뢰도 및 생산 수율을 증진시킬 수 있다.Therefore, the present invention can improve the etching uniformity and reproducibility of the semiconductor device for pattern formation through high-precision plasma state control, thereby improving the reliability and production yield of the semiconductor device.

Claims (6)

반도체 소자의 패턴 형성을 위해 반응 챔버의 내부를 기 설정된 임의 조건의 플라즈마, 반응 가스 및 압력으로 설정하여 플라즈마 공정을 수행하는 플라즈마 공정 시스템의 공정을 제어하는 장치에 있어서,An apparatus for controlling a process of a plasma processing system in which a plasma process is performed by setting an inside of a reaction chamber to a plasma, a reaction gas, and a pressure of a predetermined condition to form a pattern of a semiconductor device. 상기 반응 챔버의 외측 일부에 설치된 수광부;A light receiving unit installed at an outer portion of the reaction chamber; 상기 수광부를 통해 상기 반응 챔버 내부의 플라즈마에서 방출되는 빛을 수광하는 수단;Means for receiving light emitted from the plasma inside the reaction chamber through the light receiving unit; 상기 수광된 빛을 분광 분석하고, 분석 결과의 피크 데이터와 기 설정 조건의 피크 데이터와의 비교를 통해 플라즈마 상태의 변화에 따라 이상 유무를 판단하며, 플라즈마 상태가 이상 상태를 나타낼 때, 해당하는 공정 파라미터의 동작 제어를 위한 신호를 발생하는 수단; 및Spectral analysis of the received light, and comparing the peak data of the analysis result with the peak data of the preset conditions to determine the abnormality according to the change of the plasma state, when the plasma state indicates the abnormal state, the corresponding process Means for generating a signal for controlling the operation of the parameter; And 상기 발생된 신호에 응답하여 해당하는 공정 파라미터를 조절함으로써, 상기 반응 챔버 내의 플라즈마 상태를 기 설정 조건 범위로 일정하게 유지하는 수단으로 이루어진 플라즈마 공정 제어 장치.And means for maintaining a constant plasma state in the reaction chamber in a predetermined condition range by adjusting a corresponding process parameter in response to the generated signal. 제 1 항에 있어서, 상기 지령 신호 발생 수단은, 상기 분광 분석을 통해 플라즈마 구성입자의 성분과 조성비를 체크하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 제어 장치.The plasma process control apparatus according to claim 1, wherein the command signal generating means checks the components and composition ratios of the plasma constituent particles through the spectroscopic analysis. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 장치는, 상기 플라즈마 상태가 이상 상태를 나타낼 때, 이를 외부로 경보하는 경보 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 제어 장치.The plasma process control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the apparatus further comprises an alarm means for warning the outside when the plasma state indicates an abnormal state. 반도체 소자의 패턴 형성을 위해 반응 챔버의 내부를 기 설정된 임의 조건의 플라즈마, 반응 가스 및 압력으로 설정하여 플라즈마 공정을 수행하는 플라즈마 공정 시스템의 공정을 제어하는 방법에 있어서,A method of controlling a process of a plasma processing system in which a plasma process is performed by setting an inside of a reaction chamber to a plasma, a reaction gas, and a pressure of a predetermined condition to form a pattern of a semiconductor device, 플라즈마 공정 중에 플라즈마에서 방출되는 임의의 파장을 갖는 빛을 수광하는 과정;Receiving light having an arbitrary wavelength emitted from the plasma during the plasma process; 상기 수광된 빛의 분광 분석을 수행하여 피크 데이터를 검출하는 과정;Detecting peak data by performing a spectral analysis of the received light; 상기 검출된 피크 데이터와 기 설정된 플라즈마 공정 조건에 대응하는 피크 데이터간의 비교를 통해 상기 반응 챔버 내 플라즈마 상태의 이상 유무를 판단하는 과정; 및Determining an abnormality of a plasma state in the reaction chamber by comparing the detected peak data with peak data corresponding to a predetermined plasma process condition; And 상기 플라즈마 상태의 이상이 검출될 때, 이상 발생에 대응하는 공정 파라미터 조절함으로써, 상기 반응 챔버 내의 플라즈마 상태를 기 설정 조건 범위로 일정하게 유지하는 과정으로 이루어진 플라즈마 공정 제어 방법.And controlling a process parameter corresponding to the occurrence of an abnormality when the abnormality of the plasma state is detected, thereby keeping the plasma state in the reaction chamber constant within a predetermined condition range. 제 4 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 분광 분석에 의해 얻어지는 플라즈마 구성입자의 성분과 조성비 체크를 통해 플라즈마 상태의 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 제어 방법.The plasma process control method according to claim 4, wherein the method determines whether there is an abnormal state of the plasma state by checking components and composition ratios of the plasma constituent particles obtained by the spectroscopic analysis. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 플라즈마 상태의 이상이 검출될 때 이를 외부로 경보하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 제어 방법.The method according to claim 4 or 5, wherein the method further comprises a step of alerting the outside when an abnormality of the plasma state is detected.
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