KR20060009387A - 측정장치 - Google Patents

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KR20060009387A
KR20060009387A KR1020057023486A KR20057023486A KR20060009387A KR 20060009387 A KR20060009387 A KR 20060009387A KR 1020057023486 A KR1020057023486 A KR 1020057023486A KR 20057023486 A KR20057023486 A KR 20057023486A KR 20060009387 A KR20060009387 A KR 20060009387A
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미츠오 다다
야스나리 스토
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판의 표면 위 형성된 박막의 두께 등을 측정하는 측정장치에 관련된다. 측정장치는 마이크로파를 물질에 방사하는 마이크로파 방사장치(40), 마이크로파 방사장치(40)로 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발전기(45), 물질에 의해 반사되거나 물질을 지나 통과한 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기(47), 및 검출기(47)에 의해 검출된 마이크로파의 위상 또는 진폭에 의거해 물질의 구조를 분석하는 분석기(48)를 포함한다.

Description

측정장치{MEASURING APPARATUS}
본 발명은 물질 등의 두께를 측정하기 위한 측정장치, 더욱 구체적으로는 반도체 웨이퍼 등의 기판 표면 위에 형성된 박막 등의 두께를 측정하기 위한 측정장치에 관련된다.
최근 반도체 장치들은 더욱 고도로 통합되고, 회로 연결(interconnect)들의 정밀도가 요구되며, 멀티레이어 연결 내 레이어 수는 증가되었다. 이러한 경향 하에서, 반도체 웨이퍼 등의 기판 표면을 평탄하려는 요구가 있어왔다. 구체적으로, 회로 연결들이 더욱 정밀해짐에 따라, 포토리소그래피에 사용되는 광선의 파장은 더욱 짧아진다. 짧은 파장을 갖는 광선을 사용하는 경우, 기판 표면 위 포커스 영역 내 허용되는 단차 높이는 더욱 작아진다. 따라서, 포커스 영역 내 단차 높이가 작아지도록, 기판에 있어 고도로 평탄한 표면이 요구된다. 이와 같은 관점에서, 평탄표면을 얻기 위해 화학기계적 폴리싱(CMP) 공정에 의해 반도체 웨이퍼층의 표면 위 형성된 요철들을 제거하는 것이 통상이다. CMP 장치에 의해 수행되는 기계화학적 폴리싱 공정에서, 폴리싱되는 대상물로서의 반도체 웨이퍼는 폴리싱액이 폴리싱패드 위로 공급되는 동안에 슬라이딩하게 되어 폴리싱패드와 접촉한다. 이로써 반도체 웨이퍼가 폴리싱된다.
상술한 화학기계적 폴리싱 공정에서, 폴리싱 공정이 수행된 이후 소정점에서 소정 시간 동안 폴리싱 공정을 중단하는 것이 필요하다. 예를 들면, SiO2와 같은 절연층이 Cu 또는 Al 등의 금속 연결 위 남을 것이 요구된다. 이러한 절연층은 금속 층과 같은 레이어가 후속하는 공정에서 절연층 위에 형성되기 때문에 층간 절연막이라 불린다. 이러한 경우, 절연층이 과도하게 폴리싱되면, 이때 절연층 아래 금속연결이 노출될 가능성이 있다. 따라서, 폴리싱공정은 절연층(층간 절연막)이 일정 두께를 가지고 금속연결 위에 남도록 하기 위해 소정점에서 중단되어야 한다.
또한 반도체 웨이퍼의 표면 위에 미리 형성된 소정 패턴을 갖는 연결그루브는 Cu(또는 Cu 합금)로 채워지고, 그 후 화학기계적 폴리싱(CMP) 공정에 의해 표면 위 남아있는 Cu 층의 불필요한 부분이 제거된다. Cu 층이 CMP 공정에 의해 제거될 때, Cu 층이 연결그루브 내에만 존재하도록 반도체 웨이퍼로부터 Cu 층만 선택적으로 제거할 것이 요구된다. 구체적으로, Cu 층은, SiO2 =와 같은 절연층(비금속층)이 연결그루브들 이외의 부분에서 노출되지 않는 식으로 표면으로부터 제거될 것이 요구된다.
이 경우, 폴리싱 공정이 절연층과 함께 연결그루브 내 Cu 층을 폴리싱하기 위해 과도하게 수행된다면, 회로 저항이 커져서 반도체 장치가 폐기되어야 하고, 큰 손실을 초래한다. 이것과 대조적으로 폴리싱 공정이 Cu 층을 절연층 위에 남아있도록 하기 위해 불충분하게 수행되는 경우, 회로연결들이 서로로부터 구분되지 않아서, 단선을 야기한다. 이 결과, 폴리싱 공정이 다시 수행되어야 하므로, 제조 단가가 상승한다. 이러한 문제들은 Cu 층을 폴리싱하는 경우뿐만 아니라 Al 층과 같이 다른 종류의 금속층을 이러한 금속층을 형성한 후에 CMP 공정에 의해 폴리싱하는 경우에 일어난다.
따라서, 지금까지는 CMP 공정의 종점을 검출하기 위해, 표면 위에 형성된, 폴리싱될 절연층(절연막) 또는 금속층(금속막)의 두께를 광학센서를 갖는 측정장치를 사용해 측정하는 것이 일반적이었다. 이러한 종류의 측정장치에서는, 폴리싱 공정이 수행되는 동안 레이저빔 또는 백색광이 광원으로부터 반도체 웨이퍼로 방사되고, 형성된 반도체 웨이퍼의 절연막 또는 금속막으로부터 반사된 광선이, 폴리싱 공정의 종점을 검출하기 위해 측정된다. 다른 종류의 측정장치에서는, 폴리싱 수행 중에 가시선(visible ray)이 광원으로부터 반도체 웨이퍼로 방사되고, 형성된 반도체웨이퍼의 절연막 또는 금속막으로부터 반사된 광선이 폴리싱 공정의 종점을 검출하기 위해 분광기를 사용해 분석된다.
그러나, 상술한 측정장치는 다음과 같은 문제들을 갖는다: 광원과 반도체 웨이퍼 사이에 폴리싱 패드 등의 방해물이 존재하는 경우, 광원으로부터 방사되는 레이저빔과 가시선이 반도체 웨이퍼에 닿을 수 없다. 따라서, 레이저빔과 가시선이 그것을 통해 통과할 수 있도록, 폴리싱패드에 스루홀 또는 투명창 등의 전달창을 제공하는 것이 필요하다. 그 결과, 폴리싱패드의 제조공정의 수가 증가되고, 이로인해 소모성 구성요소인 폴리싱패드의 비용이 증가한다. 또한, 상술한 측정장치에서, 반도체 웨이퍼로부터 반사된 각각의 레이저빔과 가시선은 불안정하다. 따라서, 막 두께를 정확하게 측정하기 어렵다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 고안되었다. 따라서 본 발명의 목적은 방해물에 스루홀 등의 전달창을 제공하지 않고, 물질의 구조, 예를 들면 두께를 정확하게 측정할 수 있는 측정장치를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 의한 측정장치는: 마이크로파를 물질로 방사하는 마이크로파 방사장치; 마이크로파를 상기 마이크로파 방사장치로 공급하는 마이크로파 발전기; 물질로부터 반사되거나 물질을 지나 통과한 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기; 및 상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 물질의 구조를 분석하는 분석기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 분석기는 반사계수, 정재파비, 및 표면임피던스 중 적어도 하나를 연산한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 분석기는 물질의 두께, 내부 결함, 유전상수, 전기 전도도, 및 자기투과율 중 적어도 하나를 측정한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 기판을 폴리싱 패드에 슬라이딩 접촉시킴으로써 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치에 있어서, 상기 폴리싱장치는: 상기 폴리싱 패드를 갖는 폴리싱테이블; 상기 기판을 홀딩하고 상기 폴리싱 패드에 대해 프레스하는 톱링; 및 기판의 표면 위에 형성된 막의 두께를 측정하는 측정장치를 포함하고, 상기 측정장치는, 막으로 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사장치, 상기 마이크로파 방사장치에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발전기, 막으로부터 반사되거나 막을 지나 통과하는 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기, 및 상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 막의 두께를 측정하는 분석기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 복수의 상기 마이크로파 방사장치는 상기 톱링에 제공되고; 상기 복수의 마이크로파 방사장치 중 적어도 하나는 기판의 중심부에 상응하는 위치에 제공되고; 그외의 상기 복수의 마이크로파 방사장치들은 기판의 방사 방향으로 기판의 중심부로부터 떨어져서 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 측정장치는 맴돌이 전류센서, 광학센서, 상기 폴리싱패드와 기판 사이의 마찰력을 검출하는 마찰력 검출기, 및 상기 톱링 또는 상기 폴리싱테이블의 토크를 검출하는 토크 센서 중 적어도 하나를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 기판의 표면 위 막을 형성하는 CVD 장치에 있어서, 상기 CVD 장치는: 기판이 배치되는 챔버; 상기 챔버로 머티리얼 가스를 공급하는 가스 공급기; 기판을 가열하는 히터; 및 기판의 표면 위 형성되는 막의 두께를 측정하는 측정장치;를 포함하고, 상기 측정장치는 막으로 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사장치, 상기 마이크로파 방사장치에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발전기, 막으로부터 반사되거나 막을 지나 통과하는 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기, 및 상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 막의 두께를 측정하는 분석기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 측정장치에 있어서: 선형편파 또는 원형편파를 물질에 방사하는 방사장치; 물질로부터 반사된 파를 각각 수신하는 적어도 두 개의 수신장치; 반사파의 진폭 및 위상을 각각 검출하는 적어도 두 개의 검출기; 및 물질의 두께를 측정하기 위해 상기 검출기에 의해 검출된 진폭 및 위상에 의거해 반사파의 편광 상태의 변화를 분석하는 분석기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 분석기는 물질의 유전상수, 전기 전도도, 자기투과율, 굴절률을 더욱 측정한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 물질은 멀티레이어드 막이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 기판을 폴리싱 패드에 슬라이딩 접촉시킴으로써 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치에 있어서, 상기 폴리싱 장치는: 상기 폴리싱 패드를 갖는 폴리싱테이블; 상기 기판을 홀딩하고 상기 폴리싱 패드에 대해 상기 기판을 프레스하는 톱링; 및 기판의 표면 위에 형성된 물질의 두께를 측정하는 측정장치를 포함하고, 상기 측정장치는, 물질로 선형편파 또는 원형편파를 물질에 방사하는 방사장치, 상기 물질로부터 반사된 파를 각각 수신하는 적어도 두개의 수신장치, 반사파의 진폭 및 위상을 각각 검출하는 적어도 두 개의 검출기, 및 물질의 두께를 측정하기 위해 상기 검출기에 의해 검출된 진폭 및 위상에 의거해 반사파의 편광 상태의 변화를 분석하는 분석기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 방사장치는 상기 폴리싱테이블에 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 물질은 멀티레이어 막이다.
본 발명에 의하면, 방해물(예를 들면, 폴리싱패드)가 측정될 대상물인 물질과 마이크로파 방사장치 사이에 존재하는 경우라도, 마이크로파는 방해물을 통과(관통)하여 물질(예를 들면, 기판)에 도달한다. 따라서, 방해물 내 스루홀 등의 전달창을 제공하는 것이 필요치 않다. 그 결과, 이러한 전달창을 제공하기 위한 프로세스가 요구되지 않고, 이로 인해 제조 비용이 낮아진다. 또한, 본 발명에 의하면, 물질의 두께 등이 폴리싱액 등에 의해 영향받지 않고, 정확하게 검출될 수 있다.
도 1a는 본 발명에 의한 측정장치의 구성 원리를 나타내는 도면;
도 1b는 반사파의 진폭과 막 두께 사이의 관계를 나타내는 그래프;
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱 장치를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 나타내는 구성도;
도 4a는 도 2에 도시된 폴리싱 장치를 나타내는 개략적인 평면도;
도 4b는 폴리싱될 반도체 웨이퍼의 표면을 나타내는 개략도;
도 5a는 반도체 웨이퍼 표면의 각 영역에서 측정된 막 두께값이 시간에 따라 변화하는 것을 나타내는 그래프;
도 5b는 측정된 막 두께값의 수렴 범위를 나타내는 도면;
도 6은 막 두께가 시간에 따라 변화하는 것을 나타내는 그래프;
도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱 장치의 다른 예를 나타내는 단면도;
도 7b는 도 7a에 도시된 톱링을 나타내는 확대 단면도;
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 전해 폴리싱 장치를 나타내는 단면도;
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 드라이 에칭 장치를 나타내는 단면도;
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 도금 장치를 나타내는 단면도;
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 CVD 장치를 나타내는 단면도;
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 PVD 장치를 나타내는 단면도;
도 13은 타원해석기의 원리를 나타내는 도면;
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱장치를 나타내는 개략도.
본 발명의 실시예에 의한 측정장치가 이하 도면을 참조하여 설명될 것이다. 도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치의 원리를 나타내는 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 마이크로파(입사파 I)가 측정될 물질 S로 방사되면, 마이크로파는 물질 S에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(이하 "반사파 R")는 물질 S의 두께와 물리적 특성 등의 구조에 따라 다른 진폭과 위상을 갖는다. 따라서, 물질 S의 구조가 반사파 R의 진폭 및 위상 중 적어도 하나를 검출함으로써 분석될 수 있다. 물질의 구조는 물질의 두께, 기판 내 형성된 공극(void) 등의 내부 결함, 유전상수, 전기 전도도 및 자기투과율을 포함한다.
예를 들어, 물질 S의 두께가 폴리싱 공정, 도금 공정 또는 다른 공정들에 의해 변경된 경우, 이때 물질 S로부터의 반사파 R은 물질 S의 두께에 따라 달라진다. 따라서, 반사파 R의 진폭을 검출함으로써, 물질 S의 두께 변화가 모니터 될 수 있다. 이 경우, 물질 S의 막 두께와 반사파 R 간의 관계를 나타내는 데이터가 미리 저장된다면, 물질 S로부터의 반사파 R의 진폭을 검출함으로써 물질 S의 절대 두께(absolute thickness)가 측정될 수 있다.
마이크로파는 전자파(electromagnetic wave)의 한 종류이다. 이하, 본 명세서에서는, 마이크로웨이브를 300㎒ 내지 300㎓ 범위의 주파수를 갖고 1m 내지 1mm 범위의 파장을 갖는 전자파로 정의한다. 반사파 R로부터 판독될 수 있는 정보는 그것의 진폭 및 위상을 포함한다. 또한, 판독된 진폭 및 위상에 의거해, 반사상수(즉, 입사파 I의 진폭에 대한 반사파 R의 진폭 비율), 물질의 표면 임피던스(즉, 물질의 표면에 따라 달라지는 임피던스), 정재파비(즉, 전송선로에서 최소전압에 대한 최대전압의 비율) 등 몇 가지 종류의 정보를 얻을 수 있다. 주파수가 입사파 I의 (f)로부터 반사파 R의 (f+△f)까지 변하는 경우, 변화량 △f는 물질의 두께와 같은 구조에 비례하는 것으로 여겨진다. 따라서, 주파수 변화를 측정하는 것에 의해 물질의 구조가 분석될 수 있다.
다음으로, 반사파의 진폭과 두께 간의 관계가 도 1b를 참조하여 설명될 것이다. 도 1b는 테스트 결과를 나타내는 그래프이다. 이 테스트에서, 마이크로파는 두 께 th1, th2, th3(th1＜th2＜th3)를 갖는 3종류의 다결정 실리콘에 방사되고, 반사파의 진폭이 측정되었다. 도 1b에서 전력(dbm)은 진폭을 나타내는 단위로서 이용된다.
도 1b에 도시된 테스트 결과들로부터 알 수 있는 바와 같이, 다결정 실리콘이 얇을 때 진폭은 작고, 다결정 실리콘이 두꺼울 때 진폭은 크다. 테스트 결과는 마이크로파(반사파)의 진폭과 물질 두께 간에 일정한 관계가 있음을 보여준다. 따라서, 마이크로파(반사파)의 진폭을 검출함으로써 물질의 두께가 측정될 수 있다.
물질 S에 방사되는 마이크로파가 단일 주파수를 갖는 것으로 한정되지는 않는다. 구체적으로, 각각 다른 주파수를 갖고 서로 포개지는 수개의 마이크로파가 사용될 수 있다. 또한, 주파수는 주파수-변환 장치를 사용함으로써 시간에 따라 달라질 수 있다. 물질 S의 구조가 정확하게 측정되도록, 물질 S의 타입에 따라 마이크로파의 주파수를 적절하게 선택하는 것이 바람직하다 또한, 마이크로파가 물질 S를 거쳐 통과하기 때문에, 물질 S의 구조를 반사파 R 뿐만 아니라 물질 S를 거쳐 전달된(즉, 통과한) 마이크로파(이하, 이러한 마이크로웨이브는 전달파(transmitted wave) P라고 부른다)를 분석함으로써도 측정할 수 있다.
마이크로파를 이용하는 측정장치의 이점은 다음과 같다:
(1) 공기는 마이크로파를 전달하기에 적합한 매개물이다.
(2) 물질의 구조가 비접촉 및 비파괴적인 방식으로 측정될 수 있다.
(3) 측정거리가 길게 설정될 수 있다. 예를 들면, 맴돌이전류 센서를 사용하는 측정장치의 측정거리가 최대 4mm인 반면에, 마이크로파를 이용하는 측정장치의 측정거리는 35mm이다. 측정거리는 안테나(즉, 마이크로파 방사장치)와 물질 사이의 거리로서 정의된다. 적절한 측정거리는 요구되는 측정범위(measurement sensitivity)를 고려해서 결정된다.
(4) 안테나와 물질 사이에 방해물이 존재하는 경우라도, 마이크로파는 방해물을 통과해서 물질에 도달할 수 있다. 따라서, 방해물에 스루홀 등의 전달창을 제공할 필요가 없다.
(5) 일반적으로, 안테나 사이즈는 작다. 따라서, 측정장치가 용이하게 폴리싱 장치 또는 다른 장치에 병합될 수 있다.
(6) 마이크로파는 포커싱 센서 등을 이용함으로써 물질의 좁은 영역 위에 포커스될 수 있기 때문에, 물질의 두께 등의 구조가 정확하게 측정될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱 장치(CMP 장치)가 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 폴리싱장치는 그것의 상부표면 위 부착되는 폴리싱패드(10)를 갖는 폴리싱테이블(20), 폴리싱될 반도체웨이퍼(즉, 기판) W를 홀딩하고 반도체 웨이퍼 W를 폴리싱패드(10)의 상부표면에 대해 프레스하기 위한 톱링(30)을 포함한다. 폴리싱패드(10)의 상부표면은 폴리싱될 대상물로서의 반도체 웨이퍼 W와 접촉하게 되는 폴리싱면으로서 역할한다. 수지 등의 바인더(binder)에 의해 고정되는 미세한 연마입자들(CeO2등으로 만들어짐)을 포함하는 고정연마플레이트 의 상부표면이 폴리싱 면으로서 역할할 것이다.
폴리싱테이블(20)은 그것의 아래 제공되는 모터(21)와 연결되고, 표시된 화살표와 같이 그 축 주위에서 회전될 수 있다. 폴리싱액 공급노즐(22)은 폴리싱테이블(20) 위쪽에 제공되어, 폴리싱액 Q가 폴리싱액 공급노즐(22)로부터 폴리싱패드(10) 위로 공급된다.
톱링(30)은 모터와, 톱링축(31)을 거쳐 상승/하강 실린더(미도시)에 연결된다. 톱링(30)은 이로써 수직으로 이동할 수 있고, 화살표로 표시된 바와 같이 톱링축(31) 주위를 회전할 수 있다. 폴리우레탄 등으로 만들어진 탄성매트(32)가 톱링(30)의 하부표면에 부착된다. 폴리싱될 대상물인 반도체 웨이퍼 W는 흡착되어, 진공 등에 의해 탄성매트(32) 하부표면 곁에 유지된다. 가이드링(33)이 톱링(30)의 하부 주변부에 제공되고, 이로써 반도체 웨이퍼 W가 톱링(30)으로부터 해방(disengage)되는 것이 방지된다.
상술한 기구들에 의해, 톱링(30)은 회전되면서 그것의 하부표면에 유지된 반도체 웨이퍼 W를 폴리싱패드(10)에 대해 소정 압력 하에서 프레스할 수 있다. 반도체 웨이퍼 W와 폴리싱패드(10) 사이에 폴리싱액 Q가 존재할 때, 반도체 웨이퍼 W의 하부표면은 평탄 마무리로 폴리싱된다.
폴리싱테이블(20)은 마이크로파를 폴리싱될 반도체 웨이퍼 W의 표면으로 방사하기 위한 안테나(마이크로파 방사장치)(40)를 갖는다. 안테나(40)는 폴리싱테이블(20)에 장착된다. 안테나(40)는 톱링(30)에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼 W의 중앙부에 상응하는 위치에 제공되고, 도파관(41)을 거쳐 메인유닛(네트워크 분석기) 에 연결된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 나타내는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 측정장치는 안테나(40)와, 도파관(41)을 거쳐 안테나(40)에 연결되는 메인유닛(41)을 포함한다. 도파관(41)의 길이는 가능한 짧은 것이 바람직하다. 안테나(40)와 메인유닛(42)은 일체로 구성될 수 있다. 메인유닛(42)은 마이크로파를 발생시키고 발생한 마이크로파를 안테나(40)에 공급하는 마이크로파 소스(45), 마이크로파 소스(45)에 의해 발생된 마이크로파(입사파)와 반도체 웨이퍼 W의 표면으로부터 반사된 마이크로파(반사파)를 서로 분리하기 위한 분리기(seperator)(46), 분리기(46)에 의해 분리된 반사파를 수신하여 반사파의 진폭 및 위상을 검출하기 위한 검출기(47), 검출기(48)에 의해 검출된 반사파의 진폭 및 위상에 의거해 반도체 웨이퍼 W의 구조를 분석하기 위한 분석기(48)를 포함한다. 바람직하게, 분리기(46)로 방향성 결합기가 이용될 수 있다.
안테나(40)는 도파관(41)을 거쳐 분리기(46)에 연결된다. 마이크로파 소스(45)는 분리기(46)에 연결되고, 마이크로파 소스(45)에 의해 발생한 마이크로파가 분리기(46) 및 도파관(41)을 거쳐 안테나(40)에 공급된다. 마이크로파는 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W로 방사되고, 폴리싱패드(10)를 지나 통과해 반도체 웨이퍼 W의 중앙부에 도달한다. 반도체 웨이퍼 W로부터 반사된 파는 다시 폴리싱패드(10)를 지나 통과하고, 그리고나서 안테나(40)에 의해 수신된다.
반사파는 안테나(40)로부터 도파관(41)을 거쳐 분리기(46)로 보내지고, 입사파와 반사파가 분리기(46)에 의해 서로 분리된다. 분리기(46)는 검출기(48)와 연결 되고, 분리기(46)에 의해 분리된 반사파가 검출기(47)에 보내진다. 검출기(47)는 반사파의 진폭 및 위상을 검출한다. 구체적으로, 반사파의 진폭은 전력(dbm 또는 W) 또는 전압(V) 값으로 측정되고, 반사파의 위상은 검출기(47)에 병합된 위상계(미도시)에 의해 검출된다. 위상계를 제공하지 않고 반사파의 진폭만 검출기(47)에 의해 검출하거나, 반사파의 위상만 위상계에 의해 검출할 수 있다.
분석기(48)에서는, 반도체 웨이퍼 W에 형성된 금속막 또는 비금속막이, 검출기(47)에 의해 검출된 반사파의 진폭 및 위상에 의거해 분석된다. 제어유닛(40)이 분석기(48)에 연결된다. 제어유닛(50)은 분석기(48)에 의해 얻어진 막 두께에 의거해 폴리싱 공정의 종점을 검출한다.
마이크로파의 초점(focal spot)의 지름을 감소시키기 위해, 마이크로파를 포커싱하기 위한 포커싱 센서가 안테나(40)에 제공된다. 이와 같은 구성에 의해, 안테나(40)로부터 방사된 마이크로파가 반도체 웨이퍼 W 위 좁은 영역으로 인가될 수 있다. 측정범위의 측면에서 볼 때, 안테나(40)와 반도체 웨이퍼 W 간의 거리(측정거리)는 가능한 짧은 것이 바람직하다. 한편, 측정거리는 마이크로파 소스(45)의 출력 파워를 증가시킴으로써 측정 범위를 유지하면서 길게 설정될 수 있다.
반도체 웨이퍼 W로 방사되는 마이크로파의 주파수는 물질의 종류(금속막 또는 비금속막)에 따라 바람직하게 선택된다. 복수의 마이크로파 소스가 각각 다른 주파수를 갖는 복수의 마이크로파를 발생시키기 위해 제공되는 경우, 이용되는 마이크로파 소스 중 어느 하나는 물질의 종류에 따라 선택된다. 선택적으로, 마이크로파 소스(45)는 마이크로파의 주파수를 변경하기 위한 주파수-변환 장치를 가질 수 있다. 이 경우, 주파수-변환 장치는 주파수를 변경하기 위한 함수발생기(function generator)를 채용할 수 있다.
도 4a는 도 2에 도시된 폴리싱 장치를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 4b는 폴리싱될 반도체 웨이퍼의 표면을 나타내는 개략도이다. 도 5a는 반도체 웨이퍼 표면의 각 영역에서 측정된 막 두께값이 시간에 따라 변화하는 것을 나타내는 그래프이고, 도 5b는 측정된 막 두께값의 수렴 범위를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서는, 도 4b에 도시된 바와 같이 막 두께는, 그 중 하나가 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 위치하는 다섯개의 존(zone), Z1, Z2, Z3, Z4, Z5에서 측정된다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 톱링(30)과 폴리싱테이블(20)은 서로 독립적으로 회전한다. 따라서, 반도체 웨이퍼 W에 대한 안테나(40)의 위치는 폴리싱 공정이 수행되면서 변한다. 이러한 상황에서라도, 안테나(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 상응하는 위치에 제공되기 때문에, 안테나(40)는 소정 영역, 즉, 폴리싱테이블(20)이 1회전 할 때마다 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 위치하는 존 Z3를 가로질러 지나간다(sweep). 따라서, 고정된 영역, 즉, 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 위치하는 존 Z3에서 막 두께를 모니터하는 것이 가능하고, 이로인해 정확한 폴리싱 비율이 획득될 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 다섯개의 존, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5에서 측정된 막 두께 M1, M2, M3, M4, M5는 폴리싱 공정이 진행됨에 따라, 점점 일정 영역 이내로 수렴한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 제어유닛(50)에서(도 2 및 도 3), 상한 U와 하한 L이 존 Z3에서 측정된 막 두께 M3에 대하여 제공된다. 존, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5에서 측정된 막 두께 M1, M2, M3, M4, M5 모두가, 상한 U로부터 하한 L까지의 범위 L이내에 수렴할 때, 제어유닛(50)은 폴리싱될 막이 반도체 웨이퍼 W의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 폴리싱된 것으로 판정한다. 이와 같은 식으로, 폴리싱 공정은 각각의 존, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5에서 측정된 막 두께 M1, M2, M3, M4, M5가 소정 범위 이내에 수렴할 때 중단된다. 따라서, 표면이 평탄 마무리로 폴리싱될 수 있다. 반도체 웨이퍼 W 위 막이 소정 두께로 폴리싱 될 때, 폴리싱 공정은 제어유닛(50)에 의해 중단된다.
폴리싱 공정의 종점은 폴리싱 공정의 경과시간에 의거해 검출될 수 있다. 경과 시간에 의거해 종점을 검출하는 방법이 이하 설명된다. 도 6은 막 두께가 시간에 따라 변하는 방식을 나타내는 그래프이다. 또한 도 6은 폴리싱 비율을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이, 폴리싱 공정이 개시된(t0) 이래로 일정 시간이 경과한 때, 막 두께의 변화 비율이 크게 낮아진다. 제어유닛(50)(도 2 및 3)은 타임 포인트(t1)를 검출하고 기본주기 T1(t0~t1)을 설정한다. 다음으로, 보조주기 T2(t1~t2)가 기본주기 T1과 소정계수를 이용한 덧셈, 뺄셈, 곱셈 및 나눗셈 등의 산술 연산에 의해 연산된다. 그리고나서, 제어유닛(50)은 보조주기 T2를 기본주기 T1에 더함으로써 얻어진 주기(T1+T2)가 지난 때(t2), 폴리싱 공정을 중단한다.
이 방법에 의해, 폴리싱 비율의 작은 변화 때문에 폴리싱 공정의 종점 검출이 어려운 경우라도, 폴리싱 공정의 종점이 기본주기 T1과 보조주기 T2를 계산함으로써 판정될 수 있다. 상술한 계수는 금속막인지 비금속막인지 등의 막의 종류에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
폴리싱패드(10)의 온도를 조절하기 위해, 온도조절기구가 폴리싱테이블(20)에 제공될 수 있다. 예를 들면, 유체통로가 폴리싱테이블(20)의 하부표면에 형성되어, 고온 유체 또는 저온 유체가 유체통로로 공급된다. 이때 제어유닛(50)은 측정장치에 의해 얻어진 측정값에 의거해 유체의 공급을 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에서, 폴리싱액 Q와 금속 또는 비금속으로 만들어진 막 사이의 화학반응이 촉진 또는 억제되고, 이에 의해 폴리싱 비율의 제어가 가능하다. 또한, 제어유닛(50)은 폴리싱테이블(20)과 톱링(30) 간의 상대속도를 측정장치에 의해 얻어진 측정값에 의거해 제어한다.
폴리싱패드(10)와 반도체 웨이퍼 W 사이 마찰력을 측정하기 위해 폴리싱테이블(20)에 응력센서(마찰력 센서)가 제공되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 톱링(30) 또는 폴리싱테이블(20)의 토크를 측정하기 위한 토크센서가 제공될 수도 있다. 이때, 토크센서는 톱링(30) 또는 폴리싱테이블(20)을 회전시키는 모터에 공급되는 전류를 측정하기 위한 전류계를 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 반도체 웨이퍼 W가 평탄표면으로 폴리싱될 때, 폴리싱패드(10)와 반도체 웨이퍼 W 사이의 마찰력은 작아진다. 따라서, 응력센서 또는 토크센서의 출력값이 소정값으로 감소한 이후에 폴리싱 공정이 중단되는 경우, 이때 반도체 웨이퍼 W의 평탄표면이 보장될 수 있다. 본 실시예의 측정장치에 덧붙여, 맴돌이전류 센서 또는 광학센서가 반도체 웨이퍼 위 형성된 금속막을 측정하기 위해 제공될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 폴리싱 장치의 다른 예를 나타내는 단면도이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 톱링을 나타내는 확대 단면도이다. 이하에서 설명되는 것 이외의 폴리싱 장치의 구성요소와 동작은 도 2에 도시된 폴리싱 장치와 동일하다.
도 7a에 도시된 폴리싱 장치에는, 복수의 안테나 40A, 40B, 40C, 40D, 40E가 톱링(30)에 제공되고, 마이크로파가 각각의 안테나 40A, 40B, 40C, 40D, 40E로부터 반도체 웨이퍼 W로 방사된다. 안테나 40A, 40B, 40C, 40D, 40E는 각각 메인유닛(42)(도 2)에 연결된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 안테나 40C는 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 상응하는 위치에 제공된다. 안테나 40B와 40D는 안테나 40C(반도체 웨이퍼 W의 중심부)로부터 방사상으로 떨어진 위치에 제공된다. 안테나 40A와 40E는 각각 안테나 40B와 40D로부터 방사상으로 거리 "d"만큼 떨어진 위치에 제공된다. 이와 같은 식으로 안테나 40B와 40D, 안테나 40A와 40E는, 반도체 웨이퍼 W의 방사상 방향을 따라 다른 위치에 제공된다.
도 7a에 도시된 폴리싱 장치에서는 또한, 반도체 웨이퍼 W 위 막 두께가 다섯개의 존들 Z1, Z2, Z3, Z4, Z5(도 4B 참조)에서 각각 안테나 40A, 40B, 40C, 40D, 40E에 의해 측정된다. 안테나들은 톱링(30)과 폴리싱테이블(20) 양쪽에 제공될 수 있다. 이때, 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W를 향해 톱링(30) 또는 폴리싱테이블(20)에 제공되는 안테나(안테나들)로부터 방사되고, 반도체 웨이퍼 W를 지나 통과한 마이크로파(전달파)는 반대 측에 제공된 안테나(안테나들)에 의해 수신된다. 그리고나서, 전달파의 진폭 및 위상이 검출되어, 반도체 웨이퍼 W 위 막의 두 께가 측정된다.
안테나의 위치가 폴리싱테이블(20) 및 톱링(30)에 제한되지는 않는다. 예를 들면, 안테나는 가이드링(33)에 제공될 수 있다. 이 경우, 측정장치는 반도체 웨이퍼 W가 톱링(30)으로부터 해방되는 것을 검출하기 위한 센서로서 이용될 수 있다. 안테나는 폴리싱테이블(20)의 방사상 외측에 제공될 것이다. 이 경우, 폴리싱 공정이 수행되는 도중 또는 이후에, 톱링(30)은, 톱링(30)의 일부가 폴리싱테이블(20)의 주변 가장자리 밖에 위치되는 오버행잉(overhanging) 위치로 이동한다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 전해 폴리싱 장치를 나타내는 단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전해 폴리싱 장치는 전해용액(100)을 내부에 유지하기 위한 전해조(101), 폴리싱될 표면이 아래쪽을 향하는 상태에서 반도체 웨이퍼 W를 분리가능하게 유지하기 위해 전해조(101) 위에 제공되는 기판홀더(102)를 포함한다. 전해조(101)는 위쪽에서 개방되고 원통 형상을 갖는다.
전해조(101)는 모터(미도시)에 의해 회전되는 축(103)에 연결된다. 캐소드판(즉, 처리 전극)(104)은 전해용액(100) 내 담기고, 전해조(101)의 바닥에 수평으로 위치한다. 부직포 타입의 폴리싱툴(1005)이 캐소드판(104)의 상부표면에 부착된다. 전해조(101)와 폴리싱툴(105)은 축(103) 근처를 함께 회전한다.
기판홀더(102)는 회전속도를 제어할 수 있는 회전기구와, 폴리싱 압력을 조절할 수 있는 수직이동 기구를 갖는 지지로드(107)의 하부 끝에 연결된다. 기판홀더(102)는 진공 등에서 반도체 웨이퍼 W를 흡착하고, 그것의 하부표면에 유지한다.
기판홀더(102)는 금속막을 애노드로 만들기 위해, 전기를 반도체 웨이퍼 W 위 표면에 형성된 금속막에 공급하는 전기접점(즉, 공급전극)을 갖는다. 전기접점(108)은 파워 소스인 정류기(110)의 애노드 단자에 지지로드(107)와 와이어(109a)에 제공되는 롤 슬라이딩 커넥터(미도시)를 거쳐 연결된다. 캐소드판(104)은 와이어(109b)를 거쳐 정류기(110)의 캐소드 단자에 연결된다. 전해용액 공급기(111)는 전해용액(100)을 전해조(101)에 공급하기 위해 전해조(101) 위에 제공된다.
본 실시예에 의한 안테나(40)가 기판홀더(102)에 장착되어, 마이크로파가 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W를 향해 방사된다. 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W의 하부표면에 형성된 금속막에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(반사파)는 안테나(40)에 의해 수신되고 도파관(41)을 거쳐 메인유닛(42)으로 보내진다. 그리고나서, 금속막의 두께가 메인유닛(42)에 통합된 분석기(48)(도 3)에 의해 측정된다. 제어유닛(50)이 메인유닛(42)에 연결되고, 폴리싱-비율 제어와 폴리싱 공정의 종점 검출이, 분석기(48)에 의해 측정된 막 두께값에 기초하여, 제어유닛(50)에 의해 수행된다. 도 8에 도시된 측정장치의 구조(안테나(40)와 메인유닛(42))는 도 3에 도시된 그것과 동일하다.
상술한 전해 폴리싱 장치의 동작이 이하 설명된다. 전해용액(100)은 전해용액 공급기(111)로부터 전해조(101)로, 전해용액(100)이 전해조(101)를 넘쳐 흐를 때까지 공급된다. 전해조(101)와 폴리싱툴(105)은 같이 회전하며, 전해용액(100)이 전해조(101)를 넘쳐 흐르도록 한다. 기판홀더(102)는 금속막이 아래쪽을 향하는 상태에서 Cu 막 등의 금속막을 갖는 반도체 웨이퍼를 흡인하고 유지한다. 이 상태에 서, 반도체 웨이퍼 W는 전해조(101)의 회전 방향과는 반대방향으로 기판홀더(102)에 의해 회전된다. 기판홀더(102)는 아래쪽으로 움직이면서, 반도체 웨이퍼 W의 하부표면이 소정 압력 하에서 폴리싱툴(105)의 하부표면과 접촉하도록 반도체 웨이퍼 W를 회전시킨다. 동시에, 직류 또는 펄스류(pulse current)가 정류기(110)로부터 캐소드판(104)과 전기접점(108) 사이에 공급된다. 이와 같은 방법으로, 반도체 웨이퍼 W 위 금속막이 평탄하게 폴리싱된다. 폴리싱 공정 동안, 반도체 웨이퍼 W의 두께가 측정장치에 의해 측정되어, 폴리싱 공정은 금속막이 소정 두께로 폴리싱된 때 제어유닛(50)에 의해 중단된다.
도 8에 도시된 전해 폴리싱 장치는 촉매를 이용한 초순수 전해 폴리싱 공정에 사용될 수 있다. 이때, 500 ㎲/㎝의 전기 전도도을 갖는 초순수는 전해용액(100) 대신에 사용되고, 폴리싱툴(105) 대신에 이온 교환제가 사용된다. 초순수 전해 폴리싱 공정의 동작은 상술한 전해 폴리싱 공정과 동일하다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 드라이 에칭 장치를 나타내는 단면도이다. 드라이 에칭 장치는 진공챔버(200), 소정의 가스를 진공챔버(200)에 공급하는 가스공급유닛(201), 진공펌프(202), 및 고주파 파워소스(203)에 연결되는 전극(205)을 포함한다. 동작시, 소정의 가스가 가스공급유닛(201)으로부터 진공챔버(200)로 유입되며, 진공챔버(200)는 진공챔버(200)의 내부를 소정 압력으로 유지하기 위해, 흡입기(evacuator)인 진공펌프(202)에 의해 이배큐에이트(evacuate)된다. 이러한 환경 아래, 고주파 전력이 고주파 파워소스(203)로부터 전극(205)으로 공급되고, 이로써 진공챔버(200) 내 플라즈마를 발생시키며, 이로써 전극(205) 위 위치되는 반도체 웨이퍼 W의 에칭을 실행한다.
본 실시예에 의한 안테나(40)는 전극(205)의 베이스(206)에 장착되어, 마이크로파가 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W를 향해 방사된다. 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W의 상부표면 위 형성되는 금속막 또는 비금속막 등의 박막에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(반사파)는 안테나(40)에 의해 수신되고, 도파관(41)을 거쳐 메인유닛(42)으로 보내진다. 그리고나서, 박막 두께가 메인유닛(42)에 일체로 형성된 분석기(48)(도 3)에 의해 측정된다. 제어유닛(50)은 메인유닛(42)에 연결되고, 처리-비율 제어와 에칭 공정의 종점 검출이 분석기(48)에 의해 측정된 막 두께값에 의거해 제어유닛(50)에 의해 수행된다. 도 9에 도시된 측정장치의 구성(즉, 안테나(40)와 메인유닛(42))은, 도 3에 도시된 것과 동일하다. 본 발명에 의한 측정장치는 드라이 에칭 장치뿐만 아니라 습식 에칭 등의 다른 종류의 에칭 장치에도 적용가능하다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 도금 장치를 나타내는 단면도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 도금 장치는 내부에 도금용액(301)을 홀딩하기 위해 원통 형상을 갖는, 위쪽으로 개방되는 도금조(302), 도금될 표면이 아래쪽을 향하는 상태에서 반도체 웨이퍼 W를 분리가능하게 유지하는 기판테이블(304)을 갖는 수직-이동 헤드부(기판홀더)(306)를 포함한다. 시일링 커버(308)가 도금조(302)의 상부 개구를 커버하기 위해 제공되며, 이로써 도금용액(301) 위에 밀폐공간(310)을 형성한다. 밀폐공간(310)은 시일링 커버(308)에 고정된 배출파이프(discharge pipe)(312)를 통해 감압 기구로서의 진공펌프(314)와 연통되어, 상술 한 밀폐공간(310)의 내부 압력은 진공펌프(314)를 구동함으로써 감소된다.
판 형상 애노드(322)가 수평으로 제공되고, 도금조(302)에 채워진 도금용액(301)에 담긴다. 전도층이 도금될, 반도체 웨이퍼 W의 하부표면에 형성되고, 전도층의 주변부는 캐소드 전극과 접촉한 채로 유지된다. 도금 공정의 수행시, 소정 전압이 반도체 웨이퍼 W의 애노드(양전극)(322)와 전도층(음전극) 사이에 인가되고, 이로써 반도체 웨이퍼 W의 전도층 표면 위 도금막(금속막)을 형성한다.
도금조(302)의 바닥 중심부는 도금용액(301)의 상방 흐름을 형성하기 위해 도금용액 공급유닛으로서의 도금용액 배출파이프(ejection pipe)(330)에 연결된다. 도금용액 배출파이프(330)는 도금용액 공급파이프(331)를 거쳐 도금용액 조절탱크(334)에 연결된다. 도금용액 공급파이프(331)는 밸브-유출구 압력을 조절하기 위한 제어밸브(335)를 갖는다. 제어밸브(335)를 지나 통과한 이후, 도금용액(301)은 소정의 유량으로 도금용액 배출파이프(330)로부터 도금조(302)로 배출된다. 도금조(302)의 상부는 도금용액(301)을 수신하기 위해 도금용액 리시버(332)에 의해 둘러싸이고, 도금용액 리시버(332)는 도금용액 리턴파이프(336)를 통해 도금용액 조절탱크(334)에 연결된다. 밸브(337)는 도금용액 리턴파이프(336) 위에 제공된다.
도금용액 배출파이프(330)로부터 배출된 도금용액(301)은 도금조(302)를 넘쳐흐른다. 도금조(302)를 넘쳐 흐르는 도금용액(301)은 도금용액 리시버(332)에 의해 회수되고, 도금용액 리턴파이프(336)를 거쳐 도금용액 조절탱크(334)로 돌아온다. 도금용액 조절탱크(334)에서 도금용액(301)의 온도가 조절되며, 도금용액(301)에 포함된 구성요소의 농도가 측정, 조절된다. 그 후에, 도금용액(301)이 도금용액 조절탱크(334)로부터 필터(341)를 거쳐 펌프(340)에 의해 도금용액 배출파이프(330)에 공급된다.
본 실시예에 의한 안테나(40)는 헤드부(기판홀더)(306) 내 장착되어, 마이크로파가 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W를 향해 방사된다. 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W의 하부표면 위에 형성된 금속막에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(반사파)는 안테나(40)에 의해 수신되고, 도파관(41)을 거쳐 메인유닛(42)으로 보내진다. 그리고나서, 금속막의 두께가 메인유닛(42)에 일체로 형성된 분석기(48)에 의해 측정된다. 제어유닛(50)은 메인유닛(42)에 연결되고, 처리-비율 제어 및 도금 공정의 종점 판정이, 분석기(48)에 의해 측정된 막 두께값에 의거해 제어유닛(50)에 의해 수행된다. 도 10에 도시된 측정장치의 구조(즉, 안테나(40)와 메인유닛(42))는 도 3에 도시된 그것과 같다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 CVD 장치를 나타내는 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, CVD 장치는 챔버(400), 머티리얼 가스(material gas)를 챔버(400) 내부로 공급하는 가스공급헤드(401), 및 반도체 웨이퍼 W를 가열하기 위한 히터(403)를 포함한다. 반도체 웨이퍼 W는 히터(403)의 상부표면에 위치된다.
침전물 원료인 머티리얼 가스는 가스공급헤드(401)로부터 챔버(400)로 공급된다. 동시에, 반도체 웨이퍼 W는 히터(403)에 의해 가열된다. 따라서, 여기 에너지(excitation energy)가 머티리얼 가스에 공급되고, 이로 인해 산출물(박막)이 반도체 웨이퍼 W의 상부표면에 침전된다. 산출물의 침전 프로세스 동안에 생성되는 부산물은, 진공펌프(402)에 의해 챔버(400)로부터 이배큐에이트 된다.
본 실시예에 의한 안테나(40)는 히터(403) 내 장착되어, 마이크로파가 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W를 향해 방사된다. 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W의 상부표면에 형성된 박막에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(반사파)는 안테나(40)에 의해 수신되고, 도파관(41)을 거쳐 메인유닛(42)으로 보내진다. 이후, 반도체 웨이퍼 W 위 침전되는 박막의 두께가 메인유닛(42)에 일체로 형성된 분석기(48)(도 3 참조)에 의해 측정된다. 제어유닛(50)은 메인유닛(42)에 연결되고, 처리-비율 제어 및 침전 프로세스의 종점 검출이 분석기(48)가 측정한 막 두께값에 따라 제어유닛(50)에 의해 수행된다. 도 11에 도시된 측정장치의 구조(즉, 안테나(40) 및 메인유닛(42))는 도 3의 그것과 동일하다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 측정장치를 통합하는 PVD 장치를 나타내는 단면도이다. 도 12에 도시된 바와 같이 PVD 장치(스퍼터링 장치)는 챔버(500), 챔버(500) 내 배치되는 타겟(캐소드)(501), 타겟(501)을 향하도록 제공되는 기판홀더(애노드), 전압을 타겟(501)과 기판홀더(502) 사이에 인가하는 파워소스(503), 아르곤 가스를 챔버(500)에 공급하는 가스공급유닛(504), 및 흡인기로서 챔버(500)에 연결되는 진공펌프(505)를 포함한다. 반도체 웨이퍼 W는 기판홀더(502)의 상부표면에 위치된다.
챔버(500)는 진공펌프(505)에 의해 이배큐에이트되어, 고진공이 챔버(500) 내 생성된다. 동시에, 아르곤 가스가 가스공급유닛(504)으로부터 챔버(500) 안에 공급된다. 전압이 타겟(501)과 기판홀더(502) 사이로, 파워소스(503)에 의해 인가 된 때, 아르곤가스는 전기장 때문에 플라즈마 상태로 변한다. 아르곤 이온들이 전기장에 의해 가속되어, 이로써 타겟(501)에 충돌한다. 타겟(501)을 구성하는 금속 원자들은 아리곤 이온들에 의해 스퍼터(sputter)되고 타겟(501)을 마주하는 반도체 웨이퍼 W의 상부표면에 침전되어, 이로써 반도체 웨이퍼 W의 상부표면에 박막을 형성한다.
본 실시예에 의한 안테나(40)는 기판홀더(502) 내 장착되어 마이크로파가 안테나(40)로부터 반도체 웨이퍼 W를 향해 방사된다. 마이크로파는 반도체 웨이퍼 W의 상부표면에 형성된 박막에 의해 반사된다. 반사된 마이크로파(반사파)는 안테나(40)에 의해 수신되고 도파관(41)을 통해 메인유닛(42)으로 보내진다. 이후, 반도체 웨이퍼 W 위 침전된 박막 두께가 메인유닛(42)에 일체로 형성된 분석기(48)(도 3 참조)에 의해 측정된다. 제어유닛(50)은 메인유닛(42)에 연결되고, 처리-비율 제어와 침전 프로세스의 종점 판정이 분석기(48)가 측정한 막 두께값에 기초해 제어유닛(50)에 의해 수행된다. 도 12에 도시된 측정장치(즉, 안테나(40)와 메인유닛(42))의 구조는 도 3에 도시된 그것과 동일하다.
다음으로, 타원해석기를 이용하는 측정방법 및 측정장치가 설명된다.
타원해석기는 물질의 두께, 유전상수, 자기투과율, 전도도, 굴절률 등을 물질로부터 반사된 파의 편광 상태의 변화를 분석함으로써 측정하는 방법이다. 타원해석기의 원리가 도 13을 참조하여 이하 설명된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 광선빔 등의 전자파가 측정될 물질 S 위로 비스듬히 입사한 때, 전자파는 물질 S에 의해 반사된다. 입사면은 입사파 I와 반사파 R을 포함하는 평면으로 정의된다. 선 형편파(linearly polarized wave)가 입사파 I로 사용된 경우, 선형편파의 전기장 벡터 E는 입사면에 평행한 p-성분(즉, p-편광)과 입사면에 수직인 s-성분(즉, s-편광)으로 분해된다. 선형편파는 물질 S에 의해 반사되고, 이로써 p-편광 및 s-편광 사이에서 진폭 및 위상이 변한다. 그 결과, 선형편파는 도 13에 도시된 바와 같이 타원형편파로 변환된다. 진폭과 위상이 변화되는 방식(즉, 편광 상태의 변화)는 물질 S의 특성(구조)에 따라 달라진다. 따라서, 물질의 두께, 굴절률 등이 편광 상태의 변화를 분석함으로써 측정될 수 있다.
다음은 타원해석기를 이용하는 측정장치의 이점들이다.
(i) 측정될 물질은 금속 또는 비금속 물질일 것이므로 측정장치를 물질의 종류에 따라 다른 것으로 교체할 필요가 없다.
(ii) 상술한 측정장치를 막 두께를 측정하기 위한 CMP 장치에 일체로 형성하는 경우, 광선빔이 그것을 거쳐 통과하도록 폴리싱패드 내 스루홀을 제공할 필요가 없다. 따라서, 측정장치가 폴리싱 공정에 영향을 미치지 않는다.
(iii) 선형편파의 진폭이 변환되는(modulate) 경우, 이때 측정 시간은 1 msec 가량으로 최소화될 수 있다.
(iv) 레이저가 파원(wave source)으로 사용되지 않기 때문에, 측정장치의 메인터넌스가 용이해진다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예인 측정방법 및 측정장치가 상세히 설명된다.
본 실시예에서, 마이크로파는 물질에 방사되는 전자파로서 이용된다. 바람직 하게, 30 내지 300 ㎓ 범위의 주파수를 갖는 밀리미터파가 사용된다. 또한, S/N 비를 향상시키고 신속한 측정을 수행하기 위해, 진폭-변환 전자파가 사용되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 물질에 방사되는 전자파는 선형편파이거나, 물질에 비스듬하게 입사하는 원형편파이다. 선형편파를 사용하는 경우, 그것의 전기장 벡터 방향은 시계방향이나 반시계방향으로 입사면에 수직인 평면에 대해 45°로 기울어진다.
일반적으로, 타원해석기, 반사파를 수신하기 위한 수신검출기(즉, 수신 안테나와 검출기 세트)는 0°내지 360°의 방위각으로부터 2°씩 증가하면서 그 자신의 축 주위를 간헐적으로 회전하여, 반사파, 즉, 타원형편파의 진폭 및 위상이 각 방위(방위각)에서 측정된다. 한편, 이 방법은 측정에 많은 시간이 소요된다. 따라서, 본 실시예는 각각 방위각이 0°내지 45°인 위치에 보장되는 두 개의 수신검출기를 채용한다. 수신검출기는 고-편광(high-polarization) 의존도를 갖는다. 이와 같은 구성에 의해, 타원형편파의 선형편광성분-그 벡터들이 0°내지 45°의 각에서 기울어짐-이 두 개의 수신검출기들에 의해 수신된다. 타원형편파를 수신한 이후, 타원형편파의 s-편광의 반사계수에 대한 p-편광의 반사계수 비율이 다음의 방법으로 연산된다.
p-편광의 반사계수 Rp가 수학식 (1)에 의해 얻어진다.
Figure 112005071360512-PCT00001
s-편광의 반사계수 Rs가 수학식 (2)에 의해 얻어진다.
Figure 112005071360512-PCT00002
s-편광의 반사계수 Rs에 대한 p-편광의 반사계수 Rp의 비율이 수학식 (3)에 의해 정의된다.
Figure 112005071360512-PCT00003
이와 같은 식으로, s-편광의 반사계수 Rs에 대한 p-편광의 반사계수 Rp의 비율이
Figure 112005071360512-PCT00004
(psi) 및 △(delta)에 의해 표현될 수 있다.
Figure 112005071360512-PCT00005
과 △는 입사각, 측정될 물질의 두께 등에 의해 결정된다. 따라서, 물질의 두께, 유전상수, 자기 투과율, 전도도, 반사계수 등이 역추정에 의해
Figure 112005071360512-PCT00006
및 △ 값에 의거해 측정될 수 있다.
다음으로, 제 2 실시예에 의한 측정장치가 도 14를 참조하여 설명된다. 도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 측정장치를 나타내는 개략도이다. 이 실시예는 측정장치가 CMP 장치에 일체로 형성되는 경우의 일례를 나타낸다. 이하 설명되는 것 이외의 본 실시예의 CMP 장치의 구성 및 동작은 도 2에 도시된 폴리싱장치의 그것과 동일하다.
도 14에 도시된 바와 같이, 측정장치는 밀리미터파 소스(60), 밀리미터파의 진폭을 변환하기 위한 진폭변조기(amplitude modulator), 밀리미터파를 선형편파로 변환하는 편광판(62), 선형편파를 반도체 웨이퍼 W 위로 방사하는 전달안테나(방사 장치)(63), 반도체 웨이퍼 W에 의해 반사된 타원형편파를 수신하는 두 개의 수신안테나(64A, 64B), 수신안테나(64A, 64B)에 각각 연결되는 두 개의 검출기(65A, 65B), 검출기(65A, 65B)로부터 보내진 신호들을 증폭하는 전치증폭기(preamplifier)(66), 노이즈를 가진 신호들로부터 소정 신호들을 분리하는 고정위상 증폭기(lock-in amplifier), 분리된 신호들을 분석함으로써 반도체 웨이퍼 W의 두께 등을 측정하는 분석기(71)를 포함한다.
전달안테나(63)는 폴리싱테이블(20)에 제공되고, 톱링(30)에 의해 유지되는 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 근접한 위치에 배치된다. 선형편파(즉, 밀리미터파)는 전달안테나(63)로부터 폴리싱패드(10) 위 반도체 웨이퍼 W의 중심부를 향해 기울어진 방향에서 방사된다. 선형편파는 폴리싱패드(10) 위로 비스듬히 입사하고, 폴리싱패드(10)를 지나 통과하여 반도체 웨이퍼 W의 중심부에 도달한다. 측정될 대상물들(물질들)은 폴리싱패드(10)와 반도체 웨이퍼 W의 하부표면에 형성된 합판박막을 포함하는 멀티레이어 막이다. 측정될 박막의 예는 SiO2나 폴리실리콘의 절연막, Cu나 W(텅스텐)의 금속막, Ti, TiN, Ta, 또는 TaN의 배리어막을 포함한다.
밀리미터파 소스(60)는 건 발진기(Gunn oscillator), 또는 건 발진기와 배율기(multiplier)의 조합을 포함한다. 선택적으로 마이크로파 발진기 및 배율기가 밀리미터파 소스(60)로 이용될 수 있다. 편광판(62)은 편광 의존도를 갖는 도파관을 포함할 수 있다. 반도체 웨이퍼 W에 방사될 선형편파의 지향성(directivity)를 향상시키기 위해, 피라미드 혼(pyramidal horn) 안테나가 전달안테나(63)로 사용되는 것이 바람직하다. 선형편파 대신에 원형편파를 이용하는 경우, 원뿔형 혼 안테나가 수신안테나(64A, 64B)로 사용된다. 검출기들(65A, 65B)은 쇼트키 가로막 빔 리드 다이오드(Schottky barrier beam read diode), 또는 믹서와 쇼트키 가로막 빔 리드 다이오드의 조합을 포함할 수 있다.
반도체 웨이퍼 W로 방사될 밀리미터파는 선형편파이다. X축(미도시)이 입사파와 반사파를 포함하는 입사면에 수직인 방향으로 정의되는 경우, 선형편파의 전기장벡터는 전파 방향에 수직인 면의 X축에 대해 시계 또는 반시계 방향으로 45°각도로 기울어진다. 원형편파가 반도체 웨이퍼 W에 방사되는 밀리미터파로 이용될 수도 있다. 이 경우, 원형 편광판이 상술한 편광판(62) 대신에 이용된다.
선형편파는 단일의 전달안테나(63)로부터 반도체 웨이퍼 W로 비스듬히 방사되고나서, 측정 대상물인 멀티레이어 박막의 표면 및 인터페이스에 의해 반사된다. 반도체 웨이퍼 W로부터의 반사파는 두 개의 수신안테나(64A, 64B)에 의해 수신된다. 이 두 개의 수신안테나(64A, 64B)는 각각 X축에 대해 0°내지 45°의 방위각으로 기울어, 타원형편파의 선형편광 성분이 두 개의 검출기(65A, 65B)에 의해 0°내지 45°의 방위각에서 검출된다. 두 개의 수신안테나(64A, 64B)와 두 개의 검출기 (65A, 65B)를 갖는 구성에 의해, 폴리싱 공정 동안, s-편광의 진폭에 대한 p-편광의 진폭 비율
Figure 112005071360512-PCT00007
와 p-편광과 s-편광 사이의 위상 차이 △가 동시에 검출된다. 검출된 신호들은 전치증폭기(66), 고정위상 증폭기(67), 및 로터리조인트(70)를 거쳐 분석기(71)로 보내진다. 분석기(71)는 예를 들면, 뉴턴 방법(Newton method)을 이용해,
Figure 112005071360512-PCT00008
와 △ 값에 의거해 반도체 웨이퍼 W 위 막의 두께를 연산한다. 제어유닛(50)(도 2 참조)은 막 두께와 관련된 계수(index)를 사용해 폴리싱 공정의 종점을 검출한다.
이와 같은 방법으로, 폴리싱패드(10)의 감소와 반도체 웨이퍼 W 위에 형성된 산화막, 금속막 등의 박막의 감소가, s-편광의 진폭에 대한 p-편광의 진폭 비율
Figure 112005071360512-PCT00009
와 p-편광과 s-편광 사이의 위상 차이 △를 동시에 분석함으로써 측정될 수 있다. 또한, 파라미터
Figure 112005071360512-PCT00010
와 △ 양쪽을 검출함에 있어서의 정밀도는, 제 위치에 확보된 두 개의 수신안테나(64A, 64B)를 사용함으로써 향상될 수 있다. 네 개의 수신안테나들이 각각 90°, 45°,0°, -45°의 방위각으로 기울어지는 방법으로, 네 개의 수신안테나가 이용될 수 있다. 또한, 이때는, 네 개의 검출기가 각각 네 개의 수신안테나에 연결된다. 네 개의 수신안테나와 네 개의 검출기를 갖는 구성에 의해, 공통모드 노이즈를 포함하는 공통모드 성분들이 차동검출에 의해 리젝트 될 수 있고, 이로 인해 차동 출력은 합 신호(sum signal)에 의해 나눠져서, 전자파의 강도 변동과 반도체 웨이퍼 W의 변동이 상쇄된다.
상술한 바와 같이, 측정될 물질로부터 반사된 파의 편광 상태 변화를 분석함으로써, 드레싱(컨디셔닝)에 의한 폴리싱패드(10)의 두께 변화량, 유전체인 산화막 의 두께 변화량, 금속막의 두께 변화량이, 폴리싱 공정 중에 측정될 수 있다. 본 실시예에서, 폴리싱패드(10)는 측정될 대상물 중 하나이다. 폴리싱패드(10)는 일반적으로 우레탄폼으로 만들어지기 때문에, 밀리미터파는 폴리싱패드(10)를 관통하여 전달될 수 있다. 따라서, 폴리싱패드(10)의 범위를 넘어서 멀티레이어 박막의 두께를 측정할 수 있다. 본 실시예의 측정장치는 SiO2나 폴리실리콘의 절연막, Cu나 W(텅스텐)의 금속막, Ti, TiN, Ta, 또는 TaN의 배리어막 등의 복수 종류의 막 두께를 측정할 수 있다. 예를 들면, 100㎓의 주파수를 갖는 밀리미터를 이용하는 경우, 그 두께가 다음 수학식에 의해 얻어지는 225㎚ 보다 크지 않는 한, Cu 막의 두께를 측정하는 것이 가능하다.
종래의 광학측정장치는 그 두께가 30㎚ 보다 크지 않는 한, Cu 막의 두께를 측정할 수 있다. 그러나, 반도체 제조공정이 진행함에 따라, 전체 멀티레이어 막의 두께기 증가한다. 따라서, 폴리싱 공정을 제어하기 위해, 그 두께가 커진 때라도 멀티레이어 막 등의 두께를 측정하는 것이 요구된다. 이와 관련해, 본 실시예의 측정장치는 종래의 광학측정장치보다 큰 이점을 갖는다.
본 발명에 의한 측정장치는 폴리싱 장치뿐만 아니라, 반도체 웨이퍼의 표면 위 금속막이나 비금속막 등의 박막을 형성하거나 침전시키는 도금장치, CVD 장치, PVD 장치에 적용가능하다.
본 발명에 의하면, 물질의 구조가 전례없는 새로운 기술을 이용함으로써 측정된다. 구체적으로 반도체 웨이퍼에 형성되는, Cu, Al, Au, W 등의 금속막, SiOC 등의 언더-배리어 막(under-barrier film), Ta, TaN, Ti, TiN, WN 등의 배리어막, SiO2 등의 산화막, 다결정실리콘, BPSG(boro phospho silicate glass) 막, TEOS(tetra ethoxy silane) 막 등을 측정하는 것이 가능하다. 또한, 폴리싱 공정의 종점이 폴리싱 공정을 수행하면서(in-situ) 정확하게 검출될 수 있기 때문에, 폴리싱 공정이 중단된 이후(ex-situ), 막 두께가 측정되었던 종래 측정 방법에 비교해 폴리싱 단계의 총 횟수가 감소한다. 또한, STI(shallow trench isolation), 인터레이어 유전체(ILD 또는 IMD), Cu, 또는 W 등의 막을 기판을 폴리싱하기 위한 CMP 동작시, 또한 도금장치와 이러한 막들을 형성하기 위한 CVD 장치의 동작시, 상술한 장치에 의해 수행되는 모든 종류의 프로세스의 종점을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 방해물(예를 들면, 폴리싱패드)이 측정될 대상물인 물질과 방사 장치 사이에 놓인 경우라도, 마이크로파가 방해물을 지나 통과하여(관통하여), 물질(즉, 기판)에 도달한다. 따라서, 방해물에 스루홀 등의 전달창을 제공하는 것이 불필요하다. 그 결과, 전달창 등을 제공하기 위한 프로세스가 요구되지 않으므로 제조 비용이 감소할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 물질의 두께 등이 폴리싱 액 등에 의해 영향받지 않고 정확하게 검출될 수 있다.
본 발명은 반도체 웨이퍼의 표면 위 형성된 박막 등의 물질의 두께 등을 측정하기 위한 측정장치에 적용가능하다.

Claims (13)

  1. 측정장치에 있어서:
    마이크로파를 물질로 방사하는 마이크로파 방사장치;
    마이크로파를 상기 마이크로파 방사장치로 공급하는 마이크로파 발전기;
    물질로부터 반사되거나 물질을 지나 통과한 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기; 및
    상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 물질의 구조를 분석하는 분석기를 포함하는 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분석기는 반사계수, 정재파비, 및 표면임피던스 중 적어도 하나를 연산하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분석기는 물질의 두께, 내부 결함, 유전상수, 전기 전도도, 및 자기투과율 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  4. 기판을 폴리싱 패드에 슬라이딩 접촉시킴으로써 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치에 있어서, 상기 폴리싱장치는:
    상기 폴리싱 패드를 갖는 폴리싱테이블;
    상기 기판을 홀딩하고 상기 폴리싱 패드에 대해 프레스하는 톱링; 및
    기판의 표면 위에 형성된 막의 두께를 측정하는 측정장치를 포함하고,
    상기 측정장치는, 막으로 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사장치, 상기 마이크로파 방사장치에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발전기, 막으로부터 반사되거나 막을 지나 통과하는 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기, 및 상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 막의 두께를 측정하는 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    복수의 상기 마이크로파 방사장치는 상기 톱링에 제공되고;
    상기 복수의 마이크로파 방사장치 중 적어도 하나는 기판의 중심부에 상응하는 위치에 제공되고;
    그외의 상기 복수의 마이크로파 방사장치들은 기판의 방사 방향으로 기판의 중심부로부터 떨어져서 제공되는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    맴돌이 전류센서, 광학센서, 상기 폴리싱패드와 기판 사이의 마찰력을 검출하는 마찰력 검출기, 및 상기 톱링 또는 상기 폴리싱테이블의 토크를 검출하는 토크 센서 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱장치.
  7. 기판의 표면 위 막을 형성하는 CVD 장치에 있어서, 상기 CVD 장치는:
    기판이 배치되는 챔버;
    상기 챔버로 머티리얼 가스를 공급하는 가스 공급기;
    기판을 가열하는 히터; 및
    기판의 표면 위 형성되는 막의 두께를 측정하는 측정장치;를 포함하고,
    상기 측정장치는 막으로 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사장치, 상기 마이크로파 방사장치에 마이크로파를 공급하는 마이크로파 발전기, 막으로부터 반사되거나 막을 지나 통과하는 마이크로파의 진폭 또는 위상을 검출하는 검출기, 및 상기 검출기에 의해 검출된 마이크로파의 진폭 또는 위상에 의거해 막의 두께를 측정하는 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 CVD 장치.
  8. 측정장치에 있어서:
    선형편파 또는 원형편파를 물질에 방사하는 방사장치;
    물질로부터 반사된 파를 각각 수신하는 적어도 두 개의 수신장치;
    반사파의 진폭 및 위상을 각각 검출하는 적어도 두 개의 검출기; 및
    물질의 두께를 측정하기 위해 상기 검출기에 의해 검출된 진폭 및 위상에 의거해 반사파의 편광 상태의 변화를 분석하는 분석기를 포함하는 측정장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 분석기는 물질의 유전상수, 전기 전도도, 자기투과율, 굴절률을 더욱 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 물질은 멀티레이어 막인 것을 특징으로 하는 측정장치.
  11. 기판을 폴리싱 패드에 슬라이딩 접촉시킴으로써 기판을 폴리싱하는 폴리싱 장치에 있어서, 상기 폴리싱 장치는:
    상기 폴리싱 패드를 갖는 폴리싱테이블;
    상기 기판을 홀딩하고 상기 폴리싱 패드에 대해 상기 기판을 프레스하는 톱링; 및
    기판의 표면 위에 형성된 물질의 두께를 측정하는 측정장치를 포함하고,
    상기 측정장치는, 물질로 선형편파 또는 원형편파를 물질에 방사하는 방사장치, 상기 물질로부터 반사된 파를 각각 수신하는 적어도 두개의 수신장치, 반사파의 진폭 및 위상을 각각 검출하는 적어도 두 개의 검출기, 및 물질의 두께를 측정하기 위해 상기 검출기에 의해 검출된 진폭 및 위상에 의거해 반사파의 편광 상태의 변화를 분석하는 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 방사장치는 상기 폴리싱테이블에 제공되는 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 물질은 멀티레이어 막인 것을 특징으로 하는 폴리싱 장치.
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