KR20040053592A - Deposition system of single type for monitoring and controlling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 싱글 타입의 챔버를 갖는 반도체 소자의 증착 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증착 공정이 진행되는 싱글 챔버에서 웨이퍼 상부면에 증착되는 증착막의 두께를 검출하여 공정 조건을 제어하는 싱글 타입의 감시/제어용 증착시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deposition system for a semiconductor device having a single type chamber. More particularly, the present invention relates to a single type for controlling process conditions by detecting a thickness of a deposited film deposited on an upper surface of a wafer in a single chamber where a deposition process is performed. A deposition system for monitoring / control.
반도체 제조 공정에서 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)의 감소에 따라 웨이퍼 상부면에 증착되는 증착막의 균일성(uniformity)이 웨이퍼(wafer)의 수율과 직접적인 관계를 가지고 있다. 그러한 이유로 반도체 제조 공정에서 균질성(homogeneity)은 필수적으로 획득해야 할 기본적인 설비 요구 사항이 되었다.As the design rule of the semiconductor device decreases in the semiconductor manufacturing process, the uniformity of the deposited film deposited on the upper surface of the wafer has a direct relationship with the yield of the wafer. For that reason, homogeneity in semiconductor manufacturing processes has become a fundamental facility requirement to be acquired.
그런데 기존의 증착 시스템은 챔버가 싱글 타입(single type)이나 퍼니스 타입(furnace type)에 관계없이 웨이퍼에 증착되는 증착막의 두께를 모니터하는 방법은, 테스트 웨이퍼(test wafer)를 챔버에 공급하여 증착 공정을 진행시킨 후 챔버에서 반출하여 계측기를 이용하여 실측하는 방법이 사용되기 때문에, 테스트 웨이퍼 손실 및 증착 시스템의 생산성이 떨어지는 문제점을 안고 있다.However, in the conventional deposition system, the method of monitoring the thickness of the deposition film deposited on the wafer regardless of whether the chamber is a single type or a furnace type is a deposition process by supplying a test wafer to the chamber. Since the method is used to carry out the measurement in the chamber and actually measured using a measuring instrument, there is a problem in that test wafer loss and deposition system productivity are lowered.
또한 테스트 웨이퍼와 실질적인 공정에 투입되는 웨이퍼는 실질적인 공정 상에서 상당한 차이가 있기 때문에, 테스트 웨이퍼에서는 균일하게 증착되는 막이 실질적인 웨이퍼에는 균일하게 증착되지 못하는 불량이 발생될 수 있다.In addition, since the test wafer and the wafer introduced into the actual process are substantially different in the actual process, a defect may occur in that a film that is uniformly deposited on the test wafer may not be uniformly deposited on the actual wafer.
따라서, 본 발명의 목적은 증착 공정을 진행하는 챔버 안의 웨이퍼에 증착되는 막의 두께를 직접 감시하여 공정 조건을 제어하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to control the process conditions by directly monitoring the thickness of the film deposited on the wafer in the chamber undergoing the deposition process.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 상부면에 균일한 두께로 증착막이 형성될 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to allow a deposition film to be formed in a uniform thickness on the upper surface of the wafer.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a single type monitoring / controlling deposition system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 싱글 챔버에 검출기의 센서가 설치된 상태를 보여주는 평면도이다.2 is a plan view illustrating a state in which a sensor of a detector is installed in the single chamber of FIG. 1.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *Description of the main parts of the drawing
10 : 싱글 챔버 12 : 히터 블록10: single chamber 12: heater block
20 : 검출기 24 : 센서20: detector 24: sensor
30 : 제어기 40 : 웨이퍼30 controller 40 wafer
100 : 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템100: single type monitoring / control deposition system
상기 목적을 달성하기 위하여, 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템으로, 내부로 공급되는 웨이퍼에 대한 증착 공정이 진행되며, 내부로 공급되는 상기 웨이퍼가 탑재되는 히터 블록을 갖는 싱글 챔버와; 상기 싱글 챔버 내의 웨이퍼 상부면에 형성되는 증착막의 두께를 주기적으로 검출하여 표시하는 검출기; 및 상기 검출기에서 주기적으로 전송되는 상기 증착막의 두께에 대한 정보를 바탕으로 증착 공정의 공정 조건을 제어하여 상기 웨이퍼 상부면에 증착막이 균일하게 형성되게 하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, a single type monitoring / controlling deposition system comprising: a single chamber having a heater block in which a deposition process is performed on a wafer supplied therein and mounted on the wafer; A detector for periodically detecting and displaying a thickness of a deposition film formed on an upper surface of a wafer in the single chamber; And a controller for controlling the process conditions of the deposition process based on the information on the thickness of the deposited film periodically transmitted from the detector so that the deposited film is uniformly formed on the upper surface of the wafer. Provided is a deposition system for monitoring / control.
본 발명에 따른 히터 블록은 웨이퍼가 탑재되는 부분에 대응되는 중심 영역과, 중심 영역을 둘러싸는 고리 형태의 가장자리 영역이 적어도 4개 이상의 영역으로 구분되어 각기 가열된다.In the heater block according to the present invention, a center region corresponding to a portion on which a wafer is mounted and a ring-shaped edge region surrounding the center region are divided into at least four or more regions, and are heated.
그리고 본 발명에 따른 검출기는 히터 블록에 탑재된 웨이퍼 상부면에 형성되는 증착막의 두께를 검출하는 센서들을 포함한다. 특히 센서들은 히터 블록의 구분된 영역 위의 웨이퍼 상부면의 증착막의 두께를 각기 검출하도록 배치된다.And the detector according to the present invention includes sensors for detecting the thickness of the deposited film formed on the upper surface of the wafer mounted on the heater block. In particular, the sensors are arranged to respectively detect the thickness of the deposited film on the upper surface of the wafer on the divided area of the heater block.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템(100)을 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 싱글 챔버(10)에 검출기의 센서(24)가 설치된 상태를 보여주는 평면도이다.1 is a block diagram illustrating a single type monitoring / control deposition system 100 in accordance with an embodiment of the present invention. 2 is a plan view illustrating a state in which a sensor 24 of a detector is installed in the single chamber 10 of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템(100)은 내부로 공급되는 웨이퍼(40)에 대한 증착 공정이 진행되며 내부로 공급된 웨이퍼(40)가 탑재되는 히터 블록(12)을 갖는 싱글 챔버(10)와, 싱글 챔버(10) 내의 웨이퍼(40) 상부면에 형성되는 증착막의 두께를 주기적으로 검출하여 표시하는 검출기(20) 및 검출기(20)에서 주기적으로 전송되는 증착막의 두께에 대한 정보를 바탕으로 증착 공정의 공정 조건을 제어하여 웨이퍼(40) 상부면에 증착막이 균일하게 형성되게 하는 제어기(30)를 포함한다. 즉, 본 발명은 증착 공정이 진행되는 싱글 챔버(10) 안의 웨이퍼(40) 상부면에 증착되는 증착막의 두께를 검출하고, 그를 바탕으로 공정 조건을 제어하여 웨이퍼(40) 상부면에 증착막이 균일하게 형성될 수 있도록 한다.1 and 2, the single type monitoring / control deposition system 100 according to an embodiment of the present invention is a deposition process for the wafer 40 supplied therein and the wafer 40 supplied therein. Detector 20 and detector for periodically detecting and displaying the thickness of the deposition film formed on the upper surface of the wafer 40 in the single chamber 10 and the single chamber 10 having the heater block 12 mounted thereon. The controller 30 controls the process conditions of the deposition process based on the information on the thickness of the deposited film periodically transmitted in 20) to uniformly form the deposited film on the upper surface of the wafer 40. That is, the present invention detects the thickness of the deposited film deposited on the upper surface of the wafer 40 in the single chamber 10 in which the deposition process is performed, and controls the process conditions based thereon to uniform the deposited film on the upper surface of the wafer 40. To be formed.
싱글 타입의 감시/제어용 증착 시스템(100)을 좀더 상세히 설명하면, 싱글 챔버(10)는 200mm 이상의 웨이퍼(40) 한 장씩 증착 공정이 진행되는 챔버로서, 내부에는 싱글 챔버(10) 내부로 공급된 웨이퍼(40)가 탑재되고, 탑재된 웨이퍼(40)와 싱글 챔버(10) 내부를 증착 공정에 필요한 온도로 가열하는 히터 블록(12)을 포함한다. 특히 히터 블록(12)은 검출기(20)의 검출 능력을 고려하여 5개 이상의 영역으로 구분하여, 각 부분을 각기 가열하는 히팅 코일(heating coil) 방식을 따른다. 예컨대, 히터 블록(12)은 웨이퍼(40)가 탑재되는 부분에 대응되는 중심 영역과, 중심 영역을 둘러싸는 고리 형태의 가장자리 영역이 4개의 영역으로 구분되어 각기 가열된다.Referring to the single type monitoring / control deposition system 100 in more detail, the single chamber 10 is a chamber in which a deposition process is performed for each wafer 40 or more of 200 mm or more, and is provided inside the single chamber 10. The wafer 40 is mounted, and includes a heater block 12 for heating the mounted wafer 40 and the interior of the single chamber 10 to a temperature necessary for a deposition process. In particular, the heater block 12 is divided into five or more areas in consideration of the detection capability of the detector 20, and follows a heating coil method for heating each part. For example, in the heater block 12, a center region corresponding to a portion on which the wafer 40 is mounted and a ring-shaped edge region surrounding the center region are divided into four regions and are heated.
검출기(20)는 싱글 챔버(10)에서 증착 공정이 진행되어 웨이퍼(40) 상부면에 증착되는 증착막의 두께를 주기적으로 검출하는 센서(24)들을 포함하며, 센서(24)가 검출한 증착막의 두께에 대한 정보는 주기적으로 제어기(30)로 피드-백(feed-back)된다. 예컨대, 센서(24)는 증착되는 막의 두께에 따른 반사되는 빛의 파장의 변화를 검출한다. 특히 센서(24)들은 히터 블록(12)의 구분된 영역 위의 웨이퍼(40) 상부면의 증착막의 두께를 각기 검출하도록 배치된다.The detector 20 includes sensors 24 that periodically detect the thickness of the deposited film deposited on the upper surface of the wafer 40 by the deposition process in the single chamber 10, and the sensor 24 detects the thickness of the deposited film. Information about the thickness is periodically fed back to the controller 30. For example, sensor 24 detects a change in the wavelength of reflected light depending on the thickness of the film being deposited. In particular, the sensors 24 are arranged to respectively detect the thickness of the deposited film on the upper surface of the wafer 40 on the separated area of the heater block 12.
그리고 제어기(30)는 검출기(20)에서 전송된 증착막의 두께에 대한 주기적인 정보를 바탕으로 공정 조건, 즉, 싱글 챔버(10)의 온도, 압력 및 공정 가스등을 제어하여 웨이퍼(40) 상부면에 증착막이 균일하게 형성되게 한다. 그리고 제어기(30)는 검출기(20)에서 전송된 증착막의 두께에 대한 주기적인 정보와 공정 조건에 대한 정보를 작업자가 확인하고 감시할 수 있는 모니터와 같은 표시 수단을 구비할 수 있다.And the controller 30 controls the process conditions, that is, the temperature, pressure and process gas of the single chamber 10 based on the periodic information on the thickness of the deposited film transmitted from the detector 20, the upper surface of the wafer 40 The vapor deposition film is formed uniformly. In addition, the controller 30 may include display means such as a monitor that allows an operator to check and monitor periodic information on the thickness of the deposited film transmitted from the detector 20 and information on the process conditions.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 싱글 챔버 내에서 증착 공정이 진행되어 웨이퍼 상부면에 증착되는 증착막의 두께를 검출하고, 그 검출된 정보를 바탕으로 공정 조건을 제어함으로써, 웨이퍼 상부면에 증착막이 균일하게 형성될 수 있도록 한다.Therefore, according to the structure of the present invention, the deposition process is performed in a single chamber to detect the thickness of the deposited film deposited on the upper surface of the wafer, and the process conditions are controlled based on the detected information, so that the deposited film is uniform on the upper surface of the wafer. To be formed.
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2002
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