KR20060008374A

KR20060008374A - End point detector of semiconductor device manufacturing equipment

Info

Publication number: KR20060008374A
Application number: KR1020040057047A
Authority: KR
Inventors: 이정희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-01-26

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정시 챔버로부터 방사되는 플라즈마 파장 변화를 통해 웨이퍼 전면 상부에 증착되어 있는 물질막에 대해 식각종말점을 검출하는 식각종말점 검출장치에 관한 것이다. 본 발명에서는, 공정이 진행되는 챔버의 외벽 및 내벽에 각각 필터부를 형성함으로써, 전체적으로 이중 구조의 필터부를 형성한다. 이처럼, 챔버의 외벽 및 내벽에 필터부를 이중으로 형성하게 되면 전체적인 필터부의 두께가 외벽에만 형성되어 있던 종래의 필터부에 비해 보다 두꺼워지게 되어 챔버로부터 센서부의 위치가 상대적으로 멀어지게 됨에 따라 센서부에 증착되는 폴리머의 양을 감소시킬 수 있게 된다. 그 결과, 센서부의 감도가 저하되지 않아 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대해 보다 정확한 식각종말점을 검출할 수 있게 된다.
The present invention relates to an etching endpoint detecting apparatus for detecting an etching endpoint of a material film deposited on an upper surface of a wafer through a plasma wavelength change emitted from a chamber during a dry etching process using plasma. In the present invention, a filter portion having a double structure is formed as a whole by forming filter portions on the outer wall and the inner wall of the chamber where the process proceeds. As such, when the filter part is formed on the outer wall and the inner wall of the chamber in double, the overall filter part becomes thicker than the conventional filter part formed only on the outer wall, and thus the sensor part is relatively far from the chamber. It is possible to reduce the amount of polymer deposited. As a result, the sensitivity of the sensor unit is not lowered, and thus the etching end point can be more accurately detected with respect to the material film deposited on the wafer.

반도체, 건식 식각, 플라즈마, 식각종말점, 폴리머 Semiconductor, Dry Etch, Plasma, Etch End Point, Polymer

Description

End point detector of semiconductor device manufacturing equipment

도 1은 건식 식각 장치에서 수행되는 통상적인 식각종말점 검출과정을 설명하기 위한 식각종말점 검출장치의 블록구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of an etching endpoint detection apparatus for explaining a conventional etching endpoint detection process performed in a dry etching apparatus.

도 2는 식각종말점 검출장치가 형성되어 있는 통상적인 챔버의 평면구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a planar structure of a conventional chamber in which an etching endpoint detection device is formed.

도 3은 종래 기술에 따른 식각종말점 검출장치의 단면구조도이다.3 is a cross-sectional structure diagram of an etching endpoint detection apparatus according to the prior art.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식각종말점 검출장치의 단면구조도이다.4 is a cross-sectional structural view of an etching endpoint detection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10a, 10a-1: 필터부 12a: 센서부
10a, 10a-1: filter part 12a: sensor part

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식 식각 공정시 웨이퍼 상부의 물질막에 대한 식각종말점을 검출하기 위한 반도체 제조 설비의 식각종말점 검출장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to an etching endpoint detection apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus for detecting an etching end point of a material film on a wafer during a dry etching process.

최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 대중화에 따라 반도체 디바이스도 비약적으로 발전하고 있다. 이로 인해 그 기능적인 면에 있어서도 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구되어 반도체 디바이스의 집적도는 점차 증가되고 있는 실정이다. 이러한 반도체 디바이스의 고집적화 및 대용량화 추세로 인해 메모리셀을 구성하는 각각의 단위소자 사이즈가 축소됨에 따라 제한된 면적내에 다층구조를 형성하는 고집적화기술 또한 눈부신 발전을 거듭하고 있다.Recently, with the rapid development of the information communication field and the rapid popularization of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. As a result, it is required to operate at high speed and have a large storage capacity in terms of its functional aspects, and thus the degree of integration of semiconductor devices is gradually increasing. Due to the trend toward higher integration and higher capacity of semiconductor devices, as the size of each unit device constituting the memory cell is reduced, a high integration technology for forming a multilayer structure within a limited area has also been remarkably developed.

일반적으로 반도체 디바이스는 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 회로 기하구조를 형성함으로써 제조하게 되는데, 이러한 반도체 디바이스를 제조하기 위한 공정은 크게 반도체 기판 상에 가공막을 형성하는 증착(deposition)공정, 상기 증착공정으로 형성된 가공막 상에 감광막을 도포한 뒤, 마스크를 이용하여 감광막을 노광한 후 노광되어 패터닝된 상기 감광막을 식각마스크로서 이용하여 반도체 기판상의 상기 가공막을 패터닝하는 포토리소그래피(photolithography)등과 같은 식각 공정, 그리고 웨이퍼 표면에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 웨이퍼 표면을 연마하여 단차를 없애는 평탄화(CMP: Chemical Mechanical Polishing)공정등과 같은 여러 단위 공정들로 이루어져 있다.In general, a semiconductor device is manufactured by depositing and patterning a thin film that performs various functions on the wafer surface to form various circuit geometries. A process for manufacturing such a semiconductor device is largely formed by forming a processing film on a semiconductor substrate. After applying a photoresist film on the process film formed by the deposition process, the deposition process, and then using the mask to expose the photoresist film and patterning the processed film on the semiconductor substrate using the exposed and patterned photosensitive film as an etching mask Etching processes such as photolithography and chemical mechanical polishing (CMP) processes to remove the step by polishing the wafer surface after depositing an interlayer insulating film on the wafer surface. consist of.

반도체 디바이스를 제조함에 있어서, 웨이퍼 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 물질막 패턴을 형성하기 위해서는, 증착된 전체 물질막 중에서 필요한 부분은 남겨두고 불필요한 부분은 제거하기 위한 화학적 또는 물리적 방법의 식각 공정이 수행된다. 그러나 반도체 소자의 고집적화 추세가 가속됨에 따라 메모리셀을 구성하는 각각의 단위 영역들간의 단차가 증가하여 종횡비(aspect ratio)가 증가됨으로 인하여 보다 미세한 가공기술들의 연구가 불가피한 실정이다. 따라서, 상기한 식각 공정에 있어서, 습식 식각은 밀착성이 나쁘고 감광막과 하부물질막 사이에 식각에천트가 스며들어 패터닝의 정확도가 불량한 단점이 있어 제한적으로 적용된다. 이에 비하여 건식 식각은 감광막의 밀착성을 특히 우수하게 유지하여야 할 필요성이 습식 식각에 비해 낮으며, 사이드 에치가 적어 정확한 프로파일이 얻어지는 장점이 있어 광범위하게 적용되고 있는데, 이러한 건식 식각공정으로서는 플라즈마, 스퍼터링 또는 이온 빔을 이용한 건식 식각 공정이 통상적으로 행해지고 있다.In manufacturing a semiconductor device, in order to form a material film pattern that performs various functions on the wafer surface, an etching process of a chemical or physical method is required to remove an unnecessary part while leaving a necessary part of the entire deposited material film. Is performed. However, as the trend toward higher integration of semiconductor devices accelerates, research into more sophisticated processing technologies is inevitable due to an increase in aspect ratio due to an increase in a step ratio between each unit region constituting a memory cell. Therefore, in the above etching process, wet etching has a disadvantage in that adhesion is poor and patterning accuracy is poor due to infiltration of etching etches between the photoresist film and the lower material film, and thus is limited. On the other hand, dry etching has a wider application because it is less necessary to maintain excellent adhesion of the photoresist film than wet etching, and the side profile has less side etch, so that an accurate profile can be obtained. Dry etching processes using ion beams are commonly performed.

일반적으로, DRAM등의 반도체 디바이스를 제조함에 있어서는, 반응챔버내에 반응가스를 주입하고 고주파 또는 마이크로 웨이브 전력을 인가시켜 플라즈마 상태를 형성하고, 반응가스로부터 자유전자 또는 이온을 발생시켜 웨이퍼 상부의 물질막을 패터닝하는 플라즈마 방식의 건식 식각 공정은 반도체 디바이스 제조를 위해 수행되는 매우 주요한 공정중의 하나이다. 그런데, 상기에서 언급한 바와 같이, 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 인접 패턴들과의 종횡비가 증가하여 영역간의 물질막의 증착두께가 일정하지 않고, 기존에 형성된 패턴들의 단차로 인하여 식각 공정이 웨이퍼 전반에 걸쳐 이상적으로만 이루어지지는 않는다. 따라서, 원하는 부분에서 원하는 물질층을 완전히 식각하기 위해서는 충분한 시간동안 식각공정을 진 행할 수 밖에 없다. 그러나, 식각이 오래 진행되면 식각 타겟막은 물론 그 하부의 원치않는 물질막까지도 식각되는 경우가 있다. 식각률을 높이기 위해 선택비가 낮은 식각물질을 사용할 경우 이러한 문제점은 더욱 심화될 수 있다.In general, in manufacturing a semiconductor device such as a DRAM, a reaction gas is injected into a reaction chamber and high frequency or microwave power is applied to form a plasma state, and free electrons or ions are generated from the reaction gas to form a material film on the wafer. Plasma patterned dry etching is one of the major processes performed for semiconductor device fabrication. However, as mentioned above, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the aspect ratio with adjacent patterns increases, so that the deposition thickness of the material film between regions is not constant. It is not ideally done throughout. Therefore, in order to completely etch the desired material layer in the desired portion, the etching process is forced to proceed for a sufficient time. However, if the etching proceeds for a long time, not only the etching target layer but also the unwanted material layer below may be etched. This problem may be further exacerbated by using low selectivity etching materials to increase the etching rate.

따라서, 이러한 문제점을 완화시키기 위해 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정에서는 일정 시간을 정해놓고 공정을 진행시키는 방법 이외에 공정의 특정 시점을 찾아 식각 조건을 바꾸어주는 방법이 많이 사용되고 있다. 즉, 특정 시점 전에는 식각 속도를 빠르게 할 수 있는 조건을 선택하여 공정을 진행시키고, 특정 시점후에는 식각속도는 보다 느려도 타겟막 하부의 물질막과의 선택비가 높은 조건을 선택하여 공정을 진행시키는 방법이다. 이때, 상기 특정 시점이라함은 식각할 타겟막 하부의 물질막이 드러나는 시점을 시점을 의미하는데, 이를 식각종말점(End Point)이라 한다. 이러한 식각종말점 검출과정에 있어서, 식각할 타겟막 하부의 물질막이 드러나는 시점(식각종말점)전까지의 식각 공정을 주식각, 상기 하부의 물질막이 드러난 시점 이후의 식각 공정을 과도식각이라 한다. 이와 같이, 식각 단계를 나누어 수행함에 있어서는 식각종말점을 검출하는 것이 매우 중요한 과정이다. 이러한 식각종말점을 검출하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 공정챔버내의 플라즈마에서 발생하는 에미션(emission)을 모노크로메터(monocrometer)로 측정하여 특정 물질의 고유한 파장임을 인식함으로써 식각 공정을 제어하는 방법이 주로 이용되고 있다. Therefore, in order to alleviate such a problem, in the dry etching process using plasma, a method of changing the etching conditions by finding a specific time point of the process, in addition to the method of deciding a predetermined time, is used. In other words, before a specific point in time, the process may be performed by selecting a condition that may speed up the etching rate, and after a certain point, the process may be selected by selecting a condition having a high selectivity with the material film under the target layer even though the etching rate is slower. to be. In this case, the specific time point refers to a time point at which the material film under the target layer to be etched is revealed, which is referred to as an end point. In the etching end point detection process, the etching process until the material layer under the target layer to be etched (etching end point) is called stock etching, and the etching process after the point where the lower material layer is exposed is called overetching. In this way, in performing the etching step by dividing the etching end point is a very important process. There are various methods for detecting the etching end point, but the method of controlling the etching process by measuring the emission generated by the plasma in the process chamber with a monochromometer to recognize the unique wavelength of the specific material. This is mainly used.

보다 구체적으로는, 이러한 식각종말점은 건식 식각이 진행되는 챔버내에서 웨이퍼를 가공할 때 산화막, 폴리실리콘등의 물질막이 플라즈마에 의해 반응할 때 방출되는 파장(빛)을 감지하여 식각종말점을 검출하는 식각종말점 검출장치를 통해 검출되는데, 이러한 식각종말점 검출장치를 이용한 식각종말점 검출과정을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 염소(Cl₂) 플라즈마에서 폴리실리콘을 식각할 때 표면반응의 산출물로는 염화실리콘이 생성되고, 상기 폴리실리콘의 식각이 완료되어 하부 층간절연막인 이산화실리콘막이 드러나면 염화실리콘은 더 이상 생성되지 않는다. 이때, 상기 염화실리콘은 플라즈마내에서 파장이 282.3nm인 고유의 에미션을 방출한다. 따라서 광학 필터 또는 모노크로메터를 사용하여 플라즈마의 에미션에서 여러 파장의 광 가운데 파장이 282.3nm인 광만을 선택적으로 추출한 후, 이 파장의 광의 세기를 시간의 함수로 나타내면 일정 시점에서 변곡점을 가지며 급격히 감소하는 형태를 얻을 수 있는데, 이러한 시점을 물질막의 식각종말점으로 결정하는 것이다.More specifically, such an etching endpoint detects an etching endpoint by detecting a wavelength (light) emitted when a film of a material such as an oxide film or polysilicon reacts with a plasma when processing a wafer in a chamber in which dry etching is performed. Detected by the etching endpoint detection device, the etching endpoint detection process using the etching endpoint detection device will be described as follows. First, when the polysilicon is etched in the chlorine (Cl ₂ ) plasma, silicon chloride is produced as a product of the surface reaction, and the silicon chloride is no longer generated when the etching of the polysilicon is completed to reveal the silicon dioxide film, which is a lower interlayer insulating film. Do not. In this case, the silicon chloride emits a unique emission having a wavelength of 282.3 nm in the plasma. Therefore, using optical filters or monochromators, selectively extract only 282.3 nm of light from multiple wavelengths in the emission of plasma, and then express the intensity of light at this wavelength as a function of time. A decreasing form can be obtained, which is determined by the etch endpoint of the material film.

본 분야에 적용되고 있는 식각종말점 검출장치는 통상적으로 웨이퍼가 로딩되는 반응챔버 외벽에 구비되는데, 이러한 식각종말점 검출장치 및 이를 이용한 식각종말점 검출방법이 미국특허 US106017호등에 상세히 개시되어 있다.Etch endpoint detection apparatus applied to the field is typically provided on the outer wall of the reaction chamber in which the wafer is loaded, such an etch endpoint detection device and an etching endpoint detection method using the same is disclosed in detail in US Patent US106017.

도 1은 건식 식각 장치에서 수행되는 통상적인 식각종말점 검출과정을 설명하기 위한 식각종말점 검출장치(1)의 블록구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of an etching endpoint detection apparatus 1 for explaining a typical etching endpoint detection process performed in a dry etching apparatus.

도 1을 참조하면, 상기 식각종말점 검출장치(1)는 챔버(도시되지 않음)로부터 방사되는 플라즈마 파장을 직접 리딩하는 필터부(10), 상기 필터부(10)를 통해 리딩된 플라즈마 파장을 분별하는 센서부(12), 상기 센서부(12)로부터 전달되는 플 라즈마 파장 신호를 증폭하는 증폭부(14), 상기 증폭부(14)로부터 전달되는 플라즈마 파장 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부(16) 및 상기 플라즈마 파장 신호의 입력/출력을 콘트롤하는 I/O부(18)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 I/O부(18)로부터 출력되는 EOP 신호는 상기 플라즈마 파장을 통해 식각종말점을 최종적으로 검출하는 제어부(도시되지 않음)측으로 전송되도록 구성되는데, 이러한 식각종말점 검출장치는 챔버 측벽에 설치된다. 따라서, 플라즈마를 이용한 식각 공정이 진행되는 동안 상기와 같은 구성의 식각종말점 검출장치(1)를 통해 챔버로부터 방사되는 플라즈마 파장이 리딩되어, 웨이퍼 상부의 식각 타겟물질막의 식각종말점이 검출되는 것이다.Referring to FIG. 1, the etch endpoint detection device 1 discriminates the filter wavelength 10 directly reading the plasma wavelength emitted from a chamber (not shown), and the plasma wavelength read through the filter portion 10. Sensor unit 12, an amplifying unit 14 for amplifying the plasma wavelength signal transmitted from the sensor unit 12, A / A for converting the plasma wavelength signal transmitted from the amplifying unit 14 to a digital signal D converter section 16 and I / O section 18 for controlling the input / output of the plasma wavelength signal. The EOP signal output from the I / O unit 18 is configured to be transmitted to a control unit (not shown) that finally detects an etch endpoint through the plasma wavelength, and the etch endpoint detector is installed on the sidewall of the chamber. do. Accordingly, during the etching process using the plasma, the plasma wavelength emitted from the chamber is read through the etching endpoint detection device 1 having the above-described configuration, whereby the etching endpoint of the etching target material film on the wafer is detected.

여기서, 웨이퍼 표면으로부터 방사되는 플라즈마 파장을 직접 리딩하는 필터부(10)는 쿼르츠(quartz)로 형성되는데, 이러한 필터부(10)는 물론 센서부(12)를 청결하게 유지하는 것이 보다 정확한 식각종말점 검출을 위해 필수적이다.Here, the filter portion 10 that directly reads the plasma wavelength emitted from the wafer surface is formed of quartz, which is more precisely etched to keep the filter portion 10 as well as the sensor portion 12 clean. Essential for endpoint detection.

한편, 도 2는 식각종말점 검출장치(1)가 형성되어 있는 통상적인 챔버의 평면구조를 개략적으로 나타낸다.2 schematically shows a planar structure of a conventional chamber in which an etching endpoint detection apparatus 1 is formed.

도 2를 참조하면, 참조번호 (20)은 공정 챔버를 나타내며, 참조번호 (22)는 공정시 웨이퍼가 로딩되는 챔버 내부의 반경을 나타낸다. 그리고, 상기 공정 챔버의 측벽에는 식각종말점 검출장치(1)가 형성되어 있다. 상기와 같은 챔버(20) 내부에 웨이퍼가 로딩되어 건식 식각 공정이 진행되면, 상기 식각종말점 검출장치(1)의 필터부를 통해 플라즈마 반응 파장이 인식되어 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대한 식각종말점이 검출되는 것이다. Referring to FIG. 2, reference numeral 20 denotes a process chamber, and reference numeral 22 denotes a radius inside the chamber in which a wafer is loaded during the process. An etching endpoint detection device 1 is formed on the sidewall of the process chamber. When the wafer is loaded in the chamber 20 as described above and the dry etching process is performed, an etching end point of the material film deposited on the wafer is recognized by the plasma reaction wavelength through the filter unit of the etching end point detection device 1. Is detected.

한편, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정에서는 플라즈마 반응에 의한 폴리머가 생성되어 공정 챔버 내부에 쌓이게 된다. 특히 쿼르츠로 이루어진 상기 필터부(10) 및 그 후방의 센서부(12)에 이러한 폴리머가 쌓일 경우 정확한 식각종말점이 검출되지 못하는 문제점이 있는데, 하기의 도 3을 참조하여 이러한 종래의 문제점을 보다 구체적으로 살펴보기로 하자.On the other hand, in the dry etching process using a plasma is produced a polymer by the plasma reaction is accumulated in the process chamber. In particular, when such a polymer is accumulated in the filter unit 10 and the sensor unit 12 formed of quartz, there is a problem that an accurate etching endpoint cannot be detected. Let's look at it in detail.

도 3은 상기 도 2에 도시되어 있는 식각종말점 검출장치(1)의 A-A`방향으로의 단면도로서, 필터부(10)와 센서부(12)의 단면구조가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 웨이퍼 표면으로부터 방사되는 플라즈마 파장을 직접 리딩하는 필터부(10)가 형성되어 있고, 그 후방으로는 상기 필터부(10)를 통해 리딩된 플라즈마 파장을 분별하는 센서부(12)가 형성되어 있다. 참조부호 B는 상기 필터부를 구성하는 쿼르츠의 두께를 나타내며, 참조부호 C는 상기 필터부(10)와 센서부(12)의 대략 경계영역으로서, 식각 공정 진행중에 발생된 폴리머가 주로 많이 증착되는 영역을 나타낸다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the etch endpoint detecting apparatus 1 shown in FIG. 2 in the A-A 'direction, and a cross-sectional structure of the filter unit 10 and the sensor unit 12 is shown. Referring to the drawings, a filter unit 10 for directly reading a plasma wavelength emitted from the wafer surface is formed, and a sensor unit 12 for discriminating the plasma wavelength read through the filter unit 10 behind the filter unit 10. Is formed. Reference numeral B denotes the thickness of the quartz constituting the filter portion, and reference numeral C denotes an approximately boundary area between the filter portion 10 and the sensor portion 12, in which a large amount of polymer generated during the etching process is deposited. Represents an area.

이와 같이, 종래에는 필터부를 구성하는 쿼르츠의 길이가 짧아 PM(Prevent Maintenance) 주기가 오기전에 센서부(12) 영역에 폴리머가 증착되는 문제점이 있다. 이처럼 센서부(12)에 폴리머가 증착될 경우, 센서부의 감도가 저하되어 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대한식각종말점이 정확히 검출되지 못하게 된다. 그 결과, 양호한 식각 프로파일을 형성하지 못하여 웨이퍼 로스가 유발되고, 후속의 공정에까지 악영향을 미치게 되어 결과적으로 전체적인 생산성을 저하시키는 심각한 문제점을 초래하게 된다.As described above, there is a problem in that polymers are deposited in the area of the sensor unit 12 before the PM (Prevent Maintenance) cycle comes due to the short length of quartz constituting the filter unit. When the polymer is deposited on the sensor unit 12 as described above, the sensitivity of the sensor unit is lowered, so that the etching end point of the material film deposited on the wafer is not accurately detected. As a result, failure to form a good etch profile results in wafer loss, which adversely affects subsequent processes, resulting in a serious problem of lowering overall productivity.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정시 발생되는 폴리머가 센서부에 증착되는 문제점을 최소화할 수 있도록 하는 반도체 제조 설비의 식각종말점 검출장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the conventional problems as described above, to provide an etching endpoint detection apparatus of a semiconductor manufacturing equipment to minimize the problem that the polymer generated during the dry etching process using a plasma deposited on the sensor unit. have.

본 발명의 다른 목적은, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정시, 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대한 식각종말점을 보다 정확히 검출할 수 있도록 하는 반도체 제조 설비의 식각종말점 검출장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an etching end point detection apparatus of a semiconductor manufacturing facility which enables more precise detection of an etching end point of a material film deposited on a wafer during a dry etching process using plasma.

본 발명의 다른 목적은, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정시, 웨이퍼 전면에 걸쳐 균일한 식각 프로파일을 형성할 수 있도록 하는 반도체 제조 설비의 식각종말점 검출장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an etching end point detection apparatus of a semiconductor manufacturing facility for forming a uniform etching profile over the entire wafer surface during a dry etching process using plasma.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 식각종말점 검출장치는, 챔버의 외부 측벽에 형성되어 있는 제1필터부와 상기 상기 제1필터부와 합체되어 하나의 전체 필터부로서 기능하는, 챔버의 내부 측벽에 형성되어 있는 제2필터부를 구비함을 특징으로 한다. An etching endpoint detection apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention for achieving the above objects, the first filter unit formed on the outer side wall of the chamber and the first filter unit is combined to function as one whole filter unit. It is characterized in that it comprises a second filter formed on the inner side wall of the chamber.

바람직하게는, 상기 제1필터부 및 제2필터부는 쿼르츠로 형성된다.
Preferably, the first filter part and the second filter part are formed of quartz.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예 는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various other forms without departing from the scope of the present invention, and only the present embodiment makes the disclosure of the present invention complete and common knowledge It is provided to fully inform the person of the scope of the invention.

도 4는 상기 도 2에 도시되어 있는 식각종말점 검출장치(1)의 A-A`방향으로의 단면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 제1필터부(10a), 제2필터부(10a-1) 및 센서부(12a)의 단면구조가 도시되어 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view in the AA ′ direction of the etch endpoint detection device 1 shown in FIG. 2, wherein the first filter part 10a and the second filter part 10a-1 according to the embodiment of the present invention. And a cross-sectional structure of the sensor portion 12a is shown.

도면을 참조하면, 챔버(도시되지 않음)의 외부 측벽에는 웨이퍼 표면으로부터 방사되는 플라즈마 파장을 직접 리딩하는 제1필터부(10a)가 형성되어 있고, 그 후방으로는 상기 제1필터부(10a)를 통해 리딩된 플라즈마 파장을 분별하는 센서부(12a)가 형성되어 있다. 그리고, 본 발명에서는 챔버 외부 측벽에 형성되어 있는 상기 제1필터부(10a) 전면에 제2필터부(10-1)를 더 구비함을 특징으로 하는데, 상기 제2필터부(10-1)는 챔버 내부 측벽에 설치된다. Referring to the drawings, a first filter part 10a is formed on the outer sidewall of the chamber (not shown) to directly read the plasma wavelength emitted from the wafer surface, and behind the first filter part 10a. A sensor unit 12a for classifying the plasma wavelength read through is formed. Further, in the present invention, the second filter part 10-1 is further provided on the front surface of the first filter part 10a formed on the outer sidewall of the chamber. Is installed on the inner wall of the chamber.

이와 같이, 본 발명에서는 챔버 내부 측벽에 필터부(10-1)을 추가로 더 형성하여 전체적으로 이중 구조의 필터부를 형성함으로써, 전체 필터부의 두께를 종래에 비해 보다 두껍게 형성할 수 있다. 즉, 참조부호 D는 본 발명에 따른 제1필터부(10a) 및 제2필터부(10-1)로 이루어진 전체 필터부(10,10-1)의 두께를 나타내는데, 종래의 필터부(10) 두께를 나타내는 참조부호 B에 비해 참조부호 E만큼 두께가 더 두꺼워 졌음을 알 수 있다.As described above, in the present invention, the filter unit 10-1 is further formed on the inner side wall of the chamber to form a filter structure having a double structure as a whole, so that the thickness of the entire filter unit can be made thicker than before. That is, reference numeral D denotes the thicknesses of the entire filter units 10 and 10-1 consisting of the first filter unit 10a and the second filter unit 10-1 according to the present invention. It can be seen that the thickness is thicker by the reference E than the reference B indicating the thickness.

이처럼, 필터부의 두께를 종래에 비해 보다 두껍게 형성한 결과, 상기 센서부(12) 영역에 폴리머가 증착되는 문제점을 최소화할 수 있게 된다. 그 결과, 센서부의 감도가 높게 유지되어 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대한 식각종말 점이 보다 정확히 검출되어지는 효과를 거둘 수 있게 된다.As such, as a result of forming the filter portion thicker than in the related art, it is possible to minimize the problem that the polymer is deposited in the sensor portion 12 region. As a result, the sensitivity of the sensor unit is maintained high, so that the etching end point of the material film deposited on the wafer can be more accurately detected.

또한, 종래에는 필터부(10)의 두께가 얇아 PM주기가 오기전에 센서부 영역에 폴리머가 증착되어 정확한 식각종말점 검출이 어려운 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 필터부(10,10-1)의 두께를 종래에 비해 보다 두껍게 형성하여 정상적인 PM 주기에 챔버를 클리닝할 수 있게 됨에 따라, 생산성 향상에 기여할 수 있게 된다.
In addition, in the related art, since the thickness of the filter unit 10 is thin, polymers are deposited on the sensor unit region before the PM cycle comes, thereby making it difficult to accurately detect the etching end point. However, in the present invention, the thickness of the filter parts 10 and 10-1 is thicker than in the related art, so that the chamber can be cleaned in a normal PM cycle, thereby contributing to productivity improvement.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정시 폴리머가 센서부에 증착되는 문제점을 최소화하기 위하여, 공정이 진행되는 챔버의 외벽 및 내벽에 필터부를 이중으로 형성한다. 이처럼, 챔버의 외벽 및 내벽에 필터부를 이중으로 형성하게 되면 전체적인 필터부의 두께가 외벽에만 형성되어 있던 종래의 필터부에 비해 보다 두꺼워지게 된다. 그 결과, 챔버로부터 센서부의 위치가 상대적으로 멀어지게 되어 센서부에 증착되는 폴리머의 양을 감소시킬 수 있게 됨으로써, 웨이퍼 상부에 증착되어 있는 물질막에 대해 보다 정확한 식각종말점을 검출할 수 있게 되고, 이로 인해 공정 안정화를 이루고 생산성 또한 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, in order to minimize the problem that the polymer is deposited in the sensor unit during the dry etching process using plasma, the filter unit is formed on the outer wall and the inner wall of the chamber in which the process is performed. As such, when the filter part is formed on the outer wall and the inner wall of the chamber in double, the overall filter part is thicker than the conventional filter part formed only on the outer wall. As a result, the position of the sensor portion is relatively far from the chamber, thereby reducing the amount of polymer deposited on the sensor portion, so that the etching end point can be detected more accurately with respect to the material film deposited on the wafer. This results in process stabilization and increased productivity.

Claims

In the etching end point detection apparatus of a semiconductor manufacturing equipment for detecting the etching end point of the etching target material film deposited on the wafer by reading the plasma wavelength emitted from the chamber during the dry etching process:

A first filter part formed on an outer sidewall of the chamber; And

And a second filter part formed on the inner sidewall of the chamber, which is integrated with the first filter part and functions as one entire filter part.

The apparatus of claim 1, wherein the first filter unit and the second filter unit are formed of quartz.

An etching endpoint detection apparatus of a semiconductor manufacturing facility for reading an etching endpoint of an etching target material film deposited on an upper surface of a wafer by reading a plasma wavelength emitted from a chamber during a dry etching process;

In order to minimize the problem of depositing the polymer generated during the dry etching process on the sensor unit formed on the outer side wall of the chamber, each filter unit is formed on the outer wall and the inner wall based on the side wall of the chamber. Etching end point detection device of semiconductor manufacturing equipment.

The apparatus of claim 3, wherein all of the filter parts formed on the outer wall and the inner wall of the chamber are formed of quartz.

In order to minimize the problem of depositing the polymer generated during the dry etching process on the sensor part formed on the outer side wall of the chamber, the outer wall and the inner wall are formed on the side wall of the chamber, respectively, and function as the entire filter part. Etching end point detection device of a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that it comprises a filter structure of a dual structure.

The apparatus of claim 5, wherein all of the dual filter parts are formed of quartz.