KR20040080020A

KR20040080020A - 종말점 검출창의 오염방지수단이 구비된 반도체 제조장치

Info

Publication number: KR20040080020A
Application number: KR1020030014854A
Authority: KR
Inventors: 강현규
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-18

Abstract

종말점 검출창의 오염방지수단이 구비된 반도체 제조장치를 제공한다. 이 장치는 공정챔버내의 플라즈마 발광을 관측할 수 있는 투명한 종말점 검출창과, 상기 종말점 검출창의 외측에 설치되어 상기 플라즈마 발광을 수렴하는 광학탐침을 포함한다. 상기 종말점 검출창의 일측에 상기 종말점 검출창에 인접한 챔버내부 영역에 자기장을 형성하는 자기발생수단이 설치어 있다.

Description

종말점 검출창의 오염방지수단이 구비된 반도체 제조장치{APPARATUS FOR FABRICATING SEMICONDUECTOR WHIT POLLUSION PREVENTING DEVICE}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로써, 더 상세하게는 종말점 검출창의 오염방지수단이 구비된 반도체 제조장치에 관한 것이다.

플라즈마를 사용하는 공정, 특히 건식 식각 공정은 공정의 종말점을 검출하기 위해 종점검출장치를 사용한다. 일반적으로 플라즈마의 전자 밀도(Ne), 이온 밀도(Ni)를 측정하는데 플라즈마에 탐침을 삽입하고, 탐칩에 발생한 전류를 측정하여 탐침에 가해진 전압과의 상관관계를 분석함으로써 플라즈마의 농도를 측정하는 랑뮈어 프로브가 있따. 그러나, 랑뮈어 프로브는 챔버내에 탐침을 삽입하여 플라즈마의 농도를 측정하기 때문에 공정이 진행되는 동안 실시간으로 플라즈마의 농도를 측정할 수 없다. 이를 개선한 것이 광학적 발광 분광계(OES;Optical EmissionSpectrometer)를 사용한 플라즈마 측정장치이다.

광학적 발광 분광계는 물질에 따라 고유한 파장의 플라즈마 발광이 발산되는 것을 이용하여, 공정챔버 내의 플라즈마 발광을 분석하는 장치이다.

도 1은 종래의 종말점 검출장치가 구비된 반도체 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 반도체 제조장치, 특히 건식식각 장치는 웨이퍼(14)가 배치되어 공정이 진행되는 공정챔버(10)를 구비한다. 상기 공정챔버(10) 내에 형성된 플라즈마(16)를 이용하여 식각공정이 수행된다. 상기 공정챔버(10)은 내부의 플라즈마 발광을 관측할 수 있는 검출창(12)이 설치되어 있다. 상기 검출창(12)에 광학적 발광 분광계의 광학탐침(20)이 설치된다.

공정이 진행되는 동안 식각 부산물에 의해 플라즈마의 조성이 달라진다. 식각된 물질에 따른 고유한 파장의 빛이 상기 광학탐침(20)에 수렴된다. 그러나, 반도체 제조장치의 운용 시간이 경과함에 따라 상기 공정챔버(10) 내에서 형성되는 반응부산물에 의해 폴리머가 생성되며, 폴리머가 상기 반응실 벽면 뿐만 아니라 상기 검출창(12)의 표면에도 부착되어 플라즈마 발광이 상기 검출창(12)을 투과하는 것을 방해한다. 이에 따라, 상기 광학탐침(20)에 수렴되는 플라즈마 발광이 약해지거나, 식각되는 물질의 고유한 파장을 검출할 수 없어 종말점 검출이 어려워진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반응부산물에 의해 종말점 관측창이 오염되는 문제를 해결할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종말점 검출창을 갖는 전형적인 반도체 제조장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염방지수단을 나타낸 도면이다,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염방지수단을 나타낸 도면이다.

상기 기술적 과제들은 오염방지수단이 구비된 반도체 제조장치에 의해 달성되어질 수 있다. 이 장치는 공정챔버내의 플라즈마 발광을 관측할 수 있는 투명한 종말점 검출창과, 상기 종말점 검출창의 외측에 설치되어 상기 플라즈마 발광을 수렴하는 광학탐침을 포함한다. 상기 종말점 검출창의 일측에 상기 종말점 검출창에 인접한 챔버내부 영역에 자기장을 형성하는 자기발생수단이 설치어 있다. 상기 자기발생수단은 영구자석 또는 전자석으로 형성할 수 있다.

상기 광학탐침은 상기 종말점 검출창에 체결될 수 있도록 체결구에 의해 지지될 수 있다. 이 때, 상기 자기발생수단은 상기 체결구에 설치되어 상기 종말점 검출창에 부착된다. 이와 다른 구성으로, 상기 자기발생수단 및 상기 검출창은 일체형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 자기발생수단은 빛이 통과할 수 있는 오프닝을 가지는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 오염방지수단을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 오염방지수단은 공정챔버(50)에 설치된 검출창(52)에 부착할 수 있다. 공정챔버(50)에 공정챔버 내부의 플라즈마 발광을 투과할 수 있는 검출창(52)이 설치되고, 상기 검출창(52)의 외측에 플라즈마 발광을 수렴하는 광학적 발광 분광계의 광학 탐침(optical probe;60)이 설치된다. 상기 검출창(52)은 빛의 투과율이 높으면서 고온에 내성을 가지는 물질로써, 석영유리 또는 사파이어로 형성할 수 있다. 상기 광학 탐침(60)은 상기 검출창(52)에 체결되는 체결구(54)에 의해 지지된다. 상기 체결구(54)에 자기발생수단(70)이 설치된다. 상기 자기발생수단은 상기 검출창(52)에 인접한 영역의 상기 공정챔버(50)에 일정한 자기장을 형성하는 수단으로써, 예컨대 영구자석 또는 전자석으로 형성할 수 있다. 상기 자기발생수단(70)에 의해 상기 검출창(52)에 인접한 영역에 자기장이 형성되면, 상기 검출창(52)을 향해 진행하는 전하를 띤 입자들(90)은 로렌츠의 힘을 받아 자기장에 의해 일방향으로 그 궤도가 변경된다. 따라서, 상기 검출창(52)에 인접한 영역에서, 상기 검출창(52)로 향하는 전하들이 그 궤도를 변경하여 상기 검출창(52)의 법선방향에 수직한 힘이 가해지는 자기장을 형성함으로써, 전하를 띤 입자들이 상기 검출창(52)의 표면에 도달하지 않도록 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 오염방지수단을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 제1 실시예와 마찬가지로 검출창(52)는 공정챔버(50)의 일측에 체결된다. 제1 실시예와 다른 점은 제2 실시예의 자기발생수단은 상기 검출창(52)과 일체형으로 구비되어진다는 것이다. 즉, 상기 공정챔버(50)의 일측에 상기 검출창(52)이 체결될 수 있는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 홈에 상기 자기발생수단(80)과 결합된 상기 검출창(52)이 체결된다. 상기 자기발생수단(80)은빛이 통과할 수 있도록 오프닝이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 자기발생수단(80)은 중앙에 오프닝이 형성된 도우넛형태로 상기 검출창(52)의 상기 공정챔버(50)측에 결합되는 것이 바람직하다. 상기 검출창(52)의 외측에 광학적 발광 분광계의 광학 탐침(60)이 부착된다. 상기 광학 탐침(60)은 제1 실시예와 마찬가지로, 체결구(54)에 지지되어 상기 검출창(52)에 체결된다.

상기 공정챔버(50) 내에서 발생한 플라즈마 발광은 상기 자기발생수단(80)의 오프닝을 통하여, 상기 검출창(52)을 투과하고, 상기 검출창(52)을 투과한 플라즈마 광은 상기 광학 탐침(60)에 수렴되어 광학적 발광 분광계로 전달된다. 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 자기발생수단(80)은 영구자석 또는 전자석으로 형성될 수 있고, 상기 검출창(52)에 인접한 영역의 상기 공정챔버(50) 내에 자기장을 형성하여 공정챔버(50) 내의 입자들이 상기 검출창(52)을 향해 진행하는 것을 막아준다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 자기발생수단은 상기 검출창에 인접한 영역에만 임계치 이상의 자기장을 형성하고, 상기 검출창으로부터 떨어진 상기 공정챔버 내부의 플라즈마에 영향을 미치지 않도록 자기장의 세기를 적절히 조절하는 것이 바람직하다.

상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 종말점 검출장치의 검출창에 인접한 영역에 일정한 자기장을 형성하여 상기 검출창을 향해 진행하는 입자들의 궤도를 변경함으로써, 공정부산물들이 상기 검출창에 부착되는 것을 현저히 막을 수 있다.

그 결과, 플라즈마 발광을 이용하여 공정 종말점을 검출하는 광학적 발광 분광계에 프라즈마 발광 고유의 빛을 전달할 수 있어 공정 종말점을 정확하게 검출해낼 수 있다.

Claims

공정챔버내의 플라즈마 발광을 관측할 수 있는 투명한 종말점 검출창

상기 종말점 검출창의 외측에 설치되어 상기 플라즈마 발광을 수렴하는 광학탐침;및

상기 종말점 검출창의 일측에 설치되어 상기 종말점 검출창에 인접한 챔버내부 영역에 자기장을 형성하는 자기발생수단이 구비된 반도체 제조장치.
제1 항에 있어서,

상기 자기발생수단은 영구자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
제1 항에 있어서,

상기 광학탐침을 상기 종말점 검출창에 체결하기 위한 체결구를 더 구비하되,

상기 자기발생수단은 상기 체결구에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
제1 항에 있어서,

상기 자기발생수단 및 상기 종말점 검출창은 일체형으로 상기 공정챔버에 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.