KR20050041313A - Electrostatic chuck with monitoring system and plasma treatment apparatus with the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파워 모니터링 시스템을 갖는 ESC(electrostatic chuck) 및 이 ESC를 갖는 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치는, 공정 챔버; 상기한 공정 챔버의 내측에 설치되며, 파워 서플라이로부터 파워를 공급받는 ESC; 상기 ESC의 파워 입력단에 연결되며, 상기 ESC에 인가되는 실제 인가 파워를 체크하는 체크부를 구비하는 파워 모니터링 시스템; 상기 공정 챔버의 상부에 설치되는 타겟 및 상기 타겟이 장착되는 캐소드;를 포함하며, 상기 체크부는 ESC의 파워 입력단에 연결되는 볼트미터로 이루어진다.The present invention relates to an electrostatic chuck (ESC) having a power monitoring system and a plasma processing apparatus having the ESC. The plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a process chamber; An ESC installed inside the process chamber and receiving power from a power supply; A power monitoring system connected to a power input terminal of the ESC, the power monitoring system including a check unit for checking actual applied power applied to the ESC; And a target mounted on the upper portion of the process chamber and a cathode on which the target is mounted, wherein the check unit includes a voltmeter connected to a power input terminal of the ESC.
Description
본 발명은 플라즈마 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파워 모니터링 시스템을 갖는 이에스씨(electrostatic chuck: 이하, 'ESC'라 한다) 및 이 ESC를 갖는 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to an electrostatic chuck (hereinafter referred to as 'ESC') having a power monitoring system and a plasma processing apparatus having the ESC.
잘 알려진 바와 같이, 반도체 웨이퍼는 다양한 종류의 박막, 예를 들면 산화막, 질화막, 절연막, 금속막 등이 차례로 적층되는 구조로 이루어지며, 각 박막들은 증착 및 식각 공정에 의해 목표로 하는 임의의 패턴으로 형성된다.As is well known, a semiconductor wafer has a structure in which various kinds of thin films, for example, an oxide film, a nitride film, an insulating film, a metal film, etc., are sequentially stacked, and each thin film is formed in a desired pattern by a deposition and etching process. Is formed.
그리고, 상기 증착과 에칭 공정을 진행할 때에는 반도체 웨이퍼를 고정밀도로 고정할 필요가 있는데, 통상적인 기계적 고정장치는 조립과 균일성 측면에서 많은 문제들을 수반하기 때문에 최근에는 정전척(electrostatic chuck)이 주로 사용된다.In addition, it is necessary to fix the semiconductor wafer with high accuracy during the deposition and etching process. In recent years, the electrostatic chuck is mainly used because the conventional mechanical fixing device has many problems in terms of assembly and uniformity. do.
상기한 정전척을 이용한 고정 방법으로는 유니폴라(unipolar) 고정 방법과 바이폴라(bipolar) 고정 방법 및 존-라벡(John-Rahbek) 고정 방법이 있다. As the fixing method using the electrostatic chuck, there are a unipolar fixing method, a bipolar fixing method, and a John-Rahbek fixing method.
이 중에서 바이폴라 고정 방법을 사용하는 종래의 ESC 장치는 파워 서플라이와, 파워 서플라이로부터 파워를 공급받는 ESC와, ESC 파워를 모니터링하기 위한 모니터링 시스템을 포함하며, 상기 모니터링 시스템은 파워 서플라이의 출력단으로부터 파워를 전달받아 이를 표시하는 모니터를 포함한다.Among them, the conventional ESC apparatus using the bipolar fixing method includes a power supply, an ESC powered from the power supply, and a monitoring system for monitoring the ESC power, and the monitoring system draws power from the output of the power supply. It includes a monitor that receives and displays it.
그리고, 상기한 종래의 ESC 장치를 이용한 증착 공정은 아이들 단계(idle step), 전이 단계(transfer step), 척킹 단계(chucking step), 안정화 단계(stable step), 프로세스 단계(process step), 및 펌핑 단계(pumping step)를 포함하는데, 척킹 단계에서 백사이드 아르곤과 ESC 파워를 턴온시키고, 안정화 단계에서 백사이드 아르곤과 ESC 파워의 턴온을 유지하면서 압력과 가스를 턴온시키며, 프로세스 단계에서 DC 파워를 턴온시킴으로서 챔버 내에 플라즈마를 생성하여 증착 공정을 수행하고, 프로세스 단계가 끝난 후에 먼저 DC 파워, 압력 및 가스를 턴오프 하고, 바로 이어서 백사이드 아르곤과 ESC 파워를 턴오프 시킴으로써 공정을 종료한다.In addition, the deposition process using the conventional ESC apparatus includes an idle step, a transfer step, a chucking step, a stable step, a process step, and a pumping process. A pumping step, comprising: turning on the backside argon and ESC power in the chucking step, turning on pressure and gas while maintaining the turn-on of the backside argon and ESC power in the stabilization step, and turning on the DC power in the process step The plasma is generated in the deposition process, and after the process step is completed, the DC power, pressure and gas are first turned off, and then the backside argon and ESC power are turned off to terminate the process.
그런데, 종래의 ESC 장치는 상기 모니터에 표시되는 파워가 파워 서플라이의 출력단 파워이므로, 실제 ESC의 양극단에 인가되는 파워에 문제가 발생하더라도 모니터에 디스플레이되는 파워가 이상이 없는 경우에는 ESC 파워와 관련된 에러 신호가 출력되지 않는다.However, in the conventional ESC device, since the power displayed on the monitor is the output terminal power of the power supply, an error related to the ESC power when the power displayed on the monitor is not abnormal even when a problem occurs in the power applied to the positive end of the ESC. No signal is output.
따라서, 만약의 경우, 양극단에 설정 파워와 다른 파워가 인가되면 웨이퍼의 한쪽에 불균일한 파워가 걸리게 되며, 이로 인해 웨이퍼의 패턴이 불균일하게 형성된다. 그리고, 상기 ESC 파워 에러가 발생된 경우에도 즉각적인 조치가 불가능하며, 공정 진행 중에 유발되는 여러 가지 형태의 에러가 ESC 파워에 의한 에러인지 아닌지를 판단하기 위해서는 파티클 맵(particle map)을 측정해야 하므로, 장비 가동률이 저하됨과 아울러, 인적 및 경제적 손실이 발생하는 문제점이 있다.In this case, therefore, when power different from the set power is applied to the anode end, non-uniform power is applied to one side of the wafer, which causes non-uniform pattern of the wafer. In addition, even when the ESC power error occurs, no immediate action is possible, and in order to determine whether various types of errors caused during the process are errors caused by the ESC power, a particle map must be measured. In addition to the deterioration of the equipment utilization rate, there is a problem in that human and economic losses occur.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 ESC에 인가되는 파워의 실제 값을 모니터링할 수 있는 파워 모니터링 시스템을 갖는 ESC를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an ESC having a power monitoring system capable of monitoring an actual value of power applied to the ESC.
본 발명의 다른 목적은 상기의 ESC를 갖는 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus having the above ESC.
상기한 본 발명의 목적은, The object of the present invention described above,
반도체 제조 공정중 식각 또는 증착 공정에서 사용하는 ESC 장치로서,ESC device used in the etching or deposition process of the semiconductor manufacturing process,
상기 ESC 장치에 파워를 공급하는 파워 서플라이; 및A power supply for supplying power to the ESC device; And
상기 ESC 장치에 인가되는 파워를 모니터링하기 위한 모니터링 시스템;A monitoring system for monitoring power applied to the ESC device;
을 포함하며, 상기 모니터링 시스템은 상기 ESC의 파워 입력단에 연결되어 실제 입력되는 파워를 체크하는 체크부를 포함한다.It includes, The monitoring system is connected to the power input terminal of the ESC includes a check unit for checking the power actually input.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 체크부는 터미널 블록(TB)의 출력단에 연결되는 볼트미터(volt meter)로 이루어진다. According to a preferred embodiment of the present invention, the check unit is made of a volt meter connected to the output terminal of the terminal block TB.
이러한 구성에 의하면, ESC에 인가되는 실제 파워를 모니터링할 수 있으므로, 파워 에러로 인해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다.According to this configuration, since the actual power applied to the ESC can be monitored, problems caused by power errors can be solved.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ESC 장치를 구비하는 플라즈마 처리장치의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.1 is a schematic cross-sectional view of a plasma processing apparatus having an ESC apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 플라즈마 처리장치는 크게 공정 챔버(10), 공정 챔버의 내부에 설치되는 ESC(20), 타겟(30) 및 캐소드(32), 가스 공급 유닛(40)을 포함한다.As shown, the plasma processing apparatus includes a process chamber 10, an ESC 20, a target 30 and a cathode 32, and a gas supply unit 40 that are installed inside the process chamber.
보다 구체적으로, 공정 챔버(10)는 소정의 면적을 가지며, 외부에 대하여 밀봉된 챔버로, 실제 증착 공정은 이 공정 챔버(10)의 내부에서 수행되며, 공정 챔버(10)의 소정 위치에는 타겟(30) 및 캐소드(32)가 설치된다. More specifically, the process chamber 10 is a chamber having a predetermined area and sealed to the outside, and an actual deposition process is performed inside the process chamber 10, and a target is located at a predetermined position of the process chamber 10. 30 and the cathode 32 are provided.
그리고, ESC(20)는 웨이퍼(W)를 안착하며 파워 서플라이(22)로부터 고주파 바이어스 전력을 공급받는다.The ESC 20 receives the high frequency bias power from the power supply 22 on the wafer W.
따라서, 웨이퍼(W)를 ESC(20)에 장착한 상태에서 웨이퍼(W)과 타겟(30) 사이에 플라즈마 방전을 발생시켜, 플라즈마 방전에 의해 생성된 양이온들에 의해 타겟 물질이 타겟(30)으로부터 튕겨져 나와 웨이퍼(W)의 표면으로 이동함으로써 웨이퍼(W) 위에 박막의 타겟 물질이 증착된다.Therefore, plasma discharge is generated between the wafer W and the target 30 in a state where the wafer W is mounted on the ESC 20, so that the target material is formed by the cations generated by the plasma discharge. The target material of the thin film is deposited on the wafer W by bouncing off from it and moving to the surface of the wafer W.
이러한 구성의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 ESC(20)에 인가되는 실제 인가 파워를 모니터링 하기 위해 ESC(20)의 파워 입력단에는 볼트미터(24)가 설치된다.In the plasma processing apparatus having such a configuration, a voltmeter 24 is installed at the power input terminal of the ESC 20 to monitor the actual applied power applied to the ESC 20.
여기에서, 상기 볼트미터(24)는 ESC(20)에 연결되는 터미널 보드(TB)의 출력단에 연결하는 것이 바람직하다.Here, the voltmeter 24 is preferably connected to the output terminal of the terminal board (TB) connected to the ESC (20).
따라서, 상기한 구성의 볼트 미터(24)에는 ESC(20)에 실질적으로 인가되는 파워가 디스플레이 되므로, 작업자가 실제 인가 파워를 실시간으로 모니터링 할 수 있게 된다.Therefore, since the power applied to the ESC 20 is displayed on the voltmeter 24 having the above-described configuration, the operator can monitor the actual applied power in real time.
상술한 바와 같이, 본 발명의 모니터링 시스템을 갖는 ESC 장치는 ESC에 인가되는 실제 인가 파워를 실시간으로 모니터링하여 에러 발생시 즉각적인 조치가 가능하다. As described above, the ESC device having the monitoring system of the present invention can monitor the actual applied power applied to the ESC in real time, so that an immediate action can be taken when an error occurs.
그리고, 파워의 사전 점검으로 인해 장비 에러 문제를 미연에 방지할 수 있으며, 이로 인해 장비의 가동률을 향상시킬 수 있고, 또한, 공정 조건을 안정화할 수 있는 효과가 있다.In addition, due to the preliminary check of the power, it is possible to prevent the equipment error problem in advance, thereby improving the operation rate of the equipment, and also has the effect of stabilizing the process conditions.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ESC 장치를 갖는 플라즈마 처리장치의 모니터링 시스템의 개략 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a monitoring system of a plasma processing apparatus having an ESC apparatus according to an embodiment of the present invention.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100733992B1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-06-29 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Method and apparatus for dynamic plasma treatment of bipolar esc system |
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2003
- 2003-10-30 KR KR1020030076439A patent/KR20050041313A/en not_active Application Discontinuation
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| KR100733992B1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-06-29 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Method and apparatus for dynamic plasma treatment of bipolar esc system |
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