KR20060127658A - 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 공정에 사용되며, 소정의 베이스상에 지지되는 챔버를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로서, 상기 챔버 외부의 장치 주변에는 공정 중 발생하는 파티클의 정도를 모니터링하여 공정 불량을 미연에 예방하기 위한 파티클 감지 수단이 설치되어, 장치 주변의 파티클 과다로 인한 공정 불량을 미연에 방지함으로써 웨이퍼 수율을 증가시킬 수 있다.

플라즈마 발생 장치, 파티클, 센서, 레이저 다이오드, 디텍터, 빔 스톱

Description

파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치{PLASMA DISCHARGER WITH PARTICLE DETECTOR}

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 요부 단면도; 및

도 3은 본 발명에 따른 도 1의 플라즈마 발생 장치의 A부분에 설치되는 파티클 감지 센서의 구성을 도시한 구성도.

본 발명은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로서, 특히 장치 외부의 웨이퍼 이송 공간상에 발생할 수 있는 파티클로 인한 공정 불량을 미연에 방지하기 위하여 구성되는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 반도체 제조 공정 중 건식 식각 공정(dry etching process)은 일정 간격으로 이격된 상, 하 전극 수단 사이에 고주파를 인가시키고, 공정 가스를 주입시켜 플라즈마를 발생시킴으로써 웨이퍼(wafer)상의 미세 패턴을 형성하는 공정이다. 건식 식각 공정을 수행하는 건식 식각 장치로는 이온 농도와 이온 에너지의 독립적인 제어가 가능할 뿐만 아니라 공정의 마진을 증가시키고 웨이퍼의 손상을 크게 줄일 수 있는 플라즈마 발생 장치를 사용하게 된다.

상기 플라즈마 발생 장치는 소정의 챔버 저부에 웨이퍼를 파지시킴과 동시에 접지되는 서셉터를 구비하고 있으며, 상부에는 상부 전극 수단이 포함된다. 상기 상부 전극 수단은 소정의 전극판을 포함하고 있으며, 상기 전극판에는 일정 공간의 공정 가스 유입 공간이 형성되어 있으며, 상기 공정 가스 유입 공간의 하측으로는 상기 챔버까지 다수의 토출구가 형성되어 있다. 따라서, 상기 전극판에 소정의 고주파를 인가함과 동시에 공정 가스를 유통시키면 챔버내에 플라즈마가 발생되고 그 하측의 피 처리물상의 증착 물질 중 소망하는 부분을 식각할 수 있게 되는 것이다. 더욱이, 상기 서셉터는 하부 전극을 포함함과 동시에 일정 정전기력으로 웨이퍼를 파지하기 위한 정전척을 구비하고 있다. 상술한 플라즈마 발생 장치의 챔버 외부에는 소정의 마그네트가 설치되어 플라즈마를 가속시키는 역할을 수행하게 될 것이다.

그러나 상술한 바와 같이 구성되는 플라즈마 발생 장치는 외부에 소정의 파티클 감지 수단이 존재하지 않기 때문에 웨이퍼를 챔버내로 로딩 또는 언로딩시 웨이퍼 상부면에 치명적인 원인으로 존재할 수 있는 공기중의 파티클 수를 감지하지 못하여 웨이퍼 불량등의 공정 불량을 미연에 방지하지 못하는 문제점이 있을뿐 만 아니라, 정기적인 모니터링이나 배어 파티클(bare particle)측정 등 연속성이 떨어지는 수준의 파티클 측정 역시 이에 도움이 되지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 항상 일정한 간격으로 플라즈마 발생 장치 주변의 파티클 상태를 감지하여 공정 불량을 미연에 방지할 수 있도록 구성되는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마 발생 장치 주변의 파티클 상태를 항상 모니터링하여 공정 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성되는 파티클 감지 센서를 갖는 프라즈마 발생 장치를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 반도체 공정에 사용되며, 소정의 베이스상에 지지되는 챔버를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 있어서, 상기 챔버 외부의 장치 주변에는 공정 중 발생하는 파티클의 정도를 모니터링하여 공정 불량을 미연에 예방하기 위한 파티클 감지 수단이 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 파티클 감지 수단은 소정의 센서 챔버와, 상기 센서 챔버의 일측에 설치되어 타측으로 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드에서 조사된 빛을 흡수하기 위하여 상기 센서 챔버의 레이저 다이오드와 마주보도록 설치되는 빔 스톱 및 상기 센서 챔버내의 파티클에 의해 굴 절된 레이저 빔의 광량을 감지하기 위한 빔 디텍터를 포함하는 파티클 감지 센서임을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 요부 단면도이다. 본 발명에 따른 파티클 감지 센서 A는 상기 플라즈마 발생 장치(10)의 주변에 설치될 수 있다. 더욱 상세하게는 파티클이 가장 쉽게 발생할 수 있는 TGV 근처에 설치하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명에서는 파티클 감지 센서 A가 플라즈마 발생 장치(10)의 주변에 설치되고 있으나, 반도체 제조 공정 중 장치의 외부에서 파티클이 발생되지 않아야 하는 다양한 설비에 적용될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이동 가능한 바퀴를 포함하는 베이스(20)상에 원통형 챔버(11)가 설치된다. 상기 챔버(11)의 내부에는 웨이퍼를 파지함과 동시에 고주파 전원부(13)에 의해 전원이 인가되는 서셉터(16)가 설치됨다. 상기 챔버(11)의 상부에 역시 고주파 전원부(12)가 설치되어 상기 챔버(11)의 상부 전극에 고주파 전원을 인가시킨다. 상기 챔버(11)의 외부에는 플라즈마 발생을 가속시키기 위한 일정 자속 밀도를 갖는 마그네트(14)가 설치되어 있다.

본 발명에 따른 파티클 감지 센서 A는 도 1에 지칭된 화살표 부분, 즉 플라즈마 발생 장치(10)의 TGV 근처에 설치되어 있다. 상기 TGV 근처는 플라즈마 발생 장치(10)의 외부에서 파티클이 가장 많이 발생하는 부분이다.

도 3은 본 발명에 따른 도 1의 플라즈마 발생 장치의 화살표로 지칭된 부분에 설치되는 파티클 감지 센서 A의 구성을 도시한 구성도로써, 일정 크기의 센서 챔버(sensor chamber)(30)내에 레이저 빔(laser beam)을 조사하기 위한 광원으로써 레이저 다이오드(laser diode)(31)가 설치되며, 상기 레이저 다이오드(31)를 수광하기 위한 빔 스톱(beam stop)(32)이 함께 설치된다. 따라서, 상기 레이저 다이오드(31)와 상기 빔 스톱(32)은 상기 센서 챔버(30)내에서 마주보도록 설치되어야 할 것이다. 더욱이, 상기 센서 챔버(30)는 장치 주변의 분위기와 같도록, 즉, 센서 챔버(30)내로 파티클이 원활히 확산될 수 있는 충분한 공간이 형성되어야 할 것이다. 또한, 상기 상기 레이저 다이오드(31)와 빔 스톱(32) 사이의 센서 챔버(30)에는 빔 디텍터(beam detector)(33)가 설치 된다. 상기 빔 디텍터(33)는 레이저 다이오드(31)에서 조사된 빔이 파티클에 충돌하여 굴절된 광량을 측정하기 위한 것으로서, 이를 일정 수치로 환산하고 일정 공간내에 파티클 수를 산출할 수 있게 되는 것이다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 주변에 수시로 모니터링할 수 있는 파 티클 감지 센서를 설치하여 파티클 과다로 인한 공정 불량을 미연에 방지함으로써 웨이퍼 수율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반도체 공정에 사용되며, 소정의 베이스상에 지지되는 챔버를 포함하는 플라즈마 발생 장치에 있어서,

   상기 챔버 외부의 장치 주변에는 공정 중 발생하는 파티클의 정도를 모니터링하여 공정 불량을 미연에 예방하기 위한 파티클 감지 수단이 설치됨을 특징으로 하는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 파티클 감지 수단은,

   센서 챔버;

   상기 센서 챔버의 일측에 설치되어 타측으로 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드;

   상기 레이저 다이오드에서 조사된 빛을 흡수하기 위하여 상기 센서 챔버의 레이저 다이오드와 마주보도록 설치되는 빔 스톱; 및

   상기 센서 챔버내의 파티클에 의해 굴절된 레이저 빔의 광량을 감지하기 위한 빔 디텍터를 포함하는 파티클 감지 센서임을 특징으로 하는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 센서 챔버는 파티클이 충분이 외부에서 내부로, 또는 내부에서 외부로 확산될 수 있는 공간이 형성됨을 특징으로 하는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 파티클 감지 센서는 장치의 TGV 근처에 설치됨을 특징으로 하는 파티클 감지 센서를 갖는 플라즈마 발생 장치.

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