KR20070084829A

KR20070084829A - 반도체 제조용 식각설비의 리크검출장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20070084829A
Application number: KR1020060017089A
Authority: KR
Inventors: 주영수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-27

Abstract

본 발명은 반도체 식각설비에서 식각공정 진행 중 리크가 발생되는 것을 검출하여 공정진행 공정을 중지시키는 반도체 제조용 식각설비에 관한 것이다.

반도체 제조용 식각설비에서 식각공정 진행 시 리크상태를 검출하여 리크발생 시 식각공정을 중단시켜 리크로인한 비용로스를 방지하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 식각장치의 리크발생 검출장치는, 식각공정을 진행하는 공정쳄버와, 상기 공정쳄버를 진공상태를 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프와, 상기 공정쳄버의 진공라인에 연결되어 상기 진공라인의 진공압력을 측정하여 인지할 수 있도록 표시하는 압력게이지와, 상기 압력게이지로부터 측정된 진공압력값을 받아 진공압력값의 변화가 발생되었을 시 알람 발생제어신호와 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함한다.

반도체 제조용 식각장치에서 식각공정 진행 중에 진공압력을 측정하여 진공압이 미리 설정된 기준 진공압력이하로 떨어지지 않을 경우 리크가 발생한 것으로 판단하여 알람을 발생하고 식각공정이 중지되도록 하므로, 웨이퍼의 불량발생을 방지하여 불량발생으로 인한 비용을 절감한다.

반도체 제조용 식각장치, 리크발생, 식각공정

Description

반도체 제조용 식각설비의 리크검출장치 및 그 방법{LEAK DETECTION APPRATUS AND METHOD IN DRY ETCHER OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURE TYPE THEREOF}

도 1은 종래의 이온성 반응 식각공정을 수행하기 위한 식각설비의 구성도

도 2는 종래의 진공압의 변화파형도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 식각장치의 구성도

도 4는 본 발명의 설비 조치후 진공압의 변화파형도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기준압력값을 세팅하기 위한 설정화면 상태예시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 식각설비의 리크발생 시 공정진행을 중지시키기 위한 제어흐름도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 공정쳄버 12: 상부전극

14: 하부전극 16: 웨이퍼

18: 척 20: 가스인입부

22: 진공펌프 24: 압력게이지

26: 밸브 28: 콘트롤러

본 발명은 반도체 제조용 식각설비의 리크검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 반도체 식각설비에서 식각공정 진행 중 리크가 발생되는 것을 검출하여 공정진행 공정을 중지시키는 반도체 제조용 식각설비의 리크검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어지고, 이들 반도체장치 제조공정 중 식각, 확산, 화학기상증착 등의 공정은 밀폐된 공정챔버 내에 소정의 분위기하에서 공정가스를 투입함으로써 공정챔버 내의 웨이퍼 상에서 반응토록 하는 공정을 수행하게 된다. 이러한 반도체 제조공정은 대부분 진공상태에서 진행되고 있으며, 진공상태가 설정된 값에서 정확하게 유지되어야만 정밀한 반도체 제조공정을 수행할 수 있다.

그런데 반도체 제조공정 중에 건식식각 공정을 수행하기 위한 식각설비는 여러 종류의 개스가 개별적으로 공급되고, 최후 프로세스 챔버로 투입되기 이전에 혼합 개스로 합하여져 챔버로 공급되는 시스템을 갖추고 있다. 이때 공급되는 공정개스의 공급압력은 일정한 스펙을 갖추고 있으나 개스의 특성에 따라 그 압력이 서로 다르게 공급되고 있다.

이러한 반도체공정의 특성상, 각 공정챔버에서는 각종의 반응개스 및 세정개 스 등의 공급과 사용한 잔여개스의 배기가 반복적으로 이루어진다.

각 공정챔버에는 공급되는 개스를 공정의 순서와 종류에 따라서 공급과 배기를 할 수 있도록 개스공급장치와 배기장치가 구비되어 있다. 반응개스 공급장치는 반응에 소요되는 공정개스의 종류별로, 개스를 저장하는 개스공급부과 공정챔버로 저장된 개스를 운반하는 개스공급라인과 개스공급라인을 통해서 공정챔버로 공급되는 개스량을 조절하는 개스유량조절기(MFC: Mass Flow Controller)로 구성되어 있다. 그리고 공정챔버로 공급된 개스는 다시 배기라인을 통해 미리 설정된 압력으로 배출하게 된다.

도 1은 종래의 이온성 반응 식각공정을 수행하기 위한 식각설비의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 공정쳄버(10)내에 플라즈마를 형성시키기 위하여 고주파의 전력을 인가시킬 수 있도록 상부전극(12) 및 하부전극(14)이 구비된다. 상기 상부전극(12)은 플라즈마를 형성시키기 위한 전력인가 시 그라운드(Ground)역할을 수행하고, 하부전극(14)은 웨이퍼(16)를 안착시킬 수 있는 척(18) 상에 구비된다. 상기 상부전극(12)의 중앙부에 홀이 형성되어 상기 공정쳄버(10) 내에 식각공정에 필요한 반응가스 등을 공급하기 위한 가스 인입부(20)가 형성되어 있다. 공정쳄버(10)의 진공라인에 연결되어 상기 공정쳄버(10)를 진공상태를 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프(22)가 구비된다. 상기 공정쳄버(10)의 진공라인에 연결되어 진공압력을 측정하여 인지할 수 있도록 표시하는 압력게이지(24)가 구비되어 있다. 진공라인상에 설치되어 진공압의 전달을 선택적으로 차단하기 위한 밸브(26) 가 구비되어 있다.

상기와 같은 종래의 식각설비는 리크발생으로 인하여 압력이 도 2에서 보는 바와 같이 압력게이지(24)에 60mT이상으로 높아질 경우 식각공정이 계속 진행되어 웨이퍼 불량으로 인한 막대 비용의 손실이 발생하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조용 식각설비에서 식각공정 진행 시 리크상태를 검출하여 리크발생 시 식각공정을 중단시켜 리크로인한 비용로스를 방지하는 반도체 식각설비의 리크발생 검출장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조용 식각장치의 리크발생 검출장치는, 식각공정을 진행하는 공정쳄버와, 상기 공정쳄버를 진공상태를 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프와, 상기 공정쳄버의 진공라인에 연결되어 상기 진공라인의 진공압력을 측정하여 인지할 수 있도록 표시하는 압력게이지와, 상기 압력게이지로부터 측정된 진공압력값을 받아 진공압력값의 변화가 발생되었을 시 알람 발생제어신호와 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 한다.

상기 콘트롤러는 상기 진공압력값이 5mt보다 높게 검출될 시 진공압력의 변 화가 발생된 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 식각설비의 리크발생 검출방법은, 식각공정 진행 중에 압력게이지에 의해 진공압을 측정하는 단계와, 상기 측정된 진공압과 미리 저장된 진공압력값을 비교하여 리크발생유무를 검출하는 단계와, 상기 리크발생이 있는 것으로 검출될 시 식각공정을 중지하기 위한 인터록신호를 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 리크발생이 있는 것으로 검출될 시 알람을 발생하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 식각장치의 구성도이다.

식각공정을 진행하는 공정쳄버(10)와, 상기 공정쳄버(10)내에 플라즈마를 형성시키기 위하여 고주파의 전력을 인가시킬 수 있도록 상부전극(12) 및 하부전극(14)과, 상기 상부전극(12)의 중앙부에 홀이 형성되어 상기 공정쳄버(10) 내에 식각공정에 필요한 반응가스 등을 공급하기 위한 가스 인입부(20)와, 공정쳄버(10)의 진공라인에 연결되어 상기 공정쳄버(10)를 진공상태로 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프(22)와, 상기 공정쳄버(10)의 진공라인에 연결되어 진공압력을 측정하여 인지할 수 있도록 표시하는 압력게이지(24)와, 상기 압력게이지(24) 로부터 측정된 진공압력값을 받아 진공압력값의 변화가 발생되었을 시 알람 발생제어신호와 인터록신호를 발생하는 콘트롤러(28)로 구성되어 있다.

상기 상부전극(12)은 플라즈마를 형성시키기 위한 전력인가 시 그라운드(Ground)역할을 수행하고, 하부전극(14)은 웨이퍼(16)를 안착시킬 수 있는 척(18) 상에 구비된다.

도 4는 본 발명의 설비 조치후 진공압의 변화파형도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 식각설비의 리크발생 시 공정진행을 중지시키기 위한 제어흐름도이다.

상술한 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 공정쳄버(10)내에 플라즈마를 형성시키기 위하여 고주파의 전력을 인가시킬 수 있도록 상부전극(12) 및 하부전극(14)이 구비된다. 상기 상부전극(12)은 플라즈마를 형성시키기 위한 전력인가 시 그라운드(Ground)역할을 수행하고, 하부전극(14)은 웨이퍼(16)를 안착시킬 수 있는 척(18) 상에 구비된다. 상기 상부전극(12)의 중앙부에 홀이 형성되어 상기 공정쳄버(10) 내에 식각공정에 필요한 반응가스 등을 공급하기 위한 가스 인입부(20)가 형성되어 있다. 상기 공정쳄버(10)를 진공상태를 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프(22)가 구비된다. 상기 공정쳄버(10)의 진공도를 인지할 수 있도록 압력게이지(24)가 구비되어 있다. 상기 공정쳄버(10)에 잔류하는 폴리머 등을 포함하는 미반응가스 등을 배기시키기 위해 슬릿이 형성되어 있는 플레이트배플이 구비된다. 플레이트배플은 상기 미반응가스 등을 배기시킬 수 있도록 상기 하부전극(14)의 원주면 면접될 수 있도록 설치되어 있다. 그리고 공정수행 시 척(18)은 반도체 기판(16)을 안착시킨 후 상기 척(18)의 원주면이 플레이트배플에 면접할 수 있는 위치로 상승하도록 구성되어 있다.

식각공정을 진행하기 위해서는 밸브(26)가 개방되고 진공펌프(22)를 가동한다. 상기 진공펌프(22)가 가동되면 공정쳄버(10)는 상압상태에서 진공압상태로 변환된다. 그리고 가스인입부(20)를 통해 공정가스가 공급되고 상부전극(12)과 하부전극(14)에 고주파 전원이 인가되어 공정쳄버(10)내에 플라즈마가 형성되어 척(18)에 올려진 웨이퍼(16)의 식각공정이 진행된다.

상기 식각공정을 진행하기 전에 도 5와 같은 화면에서 설정된 기준압력값을 세팅하여 저장한다. 그리고 상기와 같이 101단계에서 식각공정이 진행될 때 진공라인에 설치된 압력게이지(24)는 진공압을 측정하여 표시하는 동시에 콘트롤러(28)로 인가한다. 그러면 102단계에서 콘트롤러(28)는 압력게이지(24)로부터 측정된 압력과 미리 설정되어 있는 기준압력과 비교하여 기준압력이하로 떨어지지 않을 경우 103단계로 진행한다. 상기 기준압력은 예를들어 5mt가 될 수 있으며 5mt이하로 진공압력이 떨어지지 않을 경우 반도체 식각설비의 리크가 발생된 것으로 판단한다.상기 103단계에서 콘트롤러(28)는 알람발생부(30)를 제어하여 알람이 발생되도록 하고 104단계로 진행한다. 상기 104단계에서 콘트롤러(28)는 인터록신호를 발생하 여 식각공정이 중단되도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조용 식각장치에서 식각공정 진행 중에 진공압력을 측정하여 진공압이 미리 설정된 기준 진공압력이하로 떨어지지 않을 경우 리크가 발생한 것으로 판단하여 알람을 발생하고 식각공정이 중지되도록 하므로, 웨이퍼의 불량발생을 방지하여 불량발생으로 인한 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims

반도체 제조용 식각장치의 리크발생 검출장치에 있어서,

식각공정을 진행하는 공정쳄버와,

상기 공정쳄버를 진공상태를 형성시킬 수 있도록 펌핑동작을 수행하는 진공펌프와,

상기 공정쳄버의 진공라인에 연결되어 상기 진공라인의 진공압력을 측정하여 인지할 수 있도록 표시하는 압력게이지와,

상기 압력게이지로부터 측정된 진공압력값을 받아 진공압력값의 변화가 발생되었을 시 알람 발생제어신호와 인터록신호를 발생하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 반도체 식각설비의 리크발생 검출장치.
제1항에 있어서,

상기 콘트롤러는 상기 진공압력값이 5mt보다 높게 검출될 시 진공압력의 변화가 발생된 것으로 판단함을 특징으로 하는 반도체 식각설비의 리크발생 검출장치.
반도체 식각설비의 리크발생 검출방법에 있어서,

식각공정 진행 중에 압력게이지에 의해 진공압을 측정하는 단계와,

상기 측정된 진공압과 미리 저장된 진공압력값을 비교하여 리크발생유무를 검출하는 단계와,

상기 리크발생이 있는 것으로 검출될 시 식각공정을 중지하기 위한 인터록신호를 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 반도체 식각설비의 리크발생 검출방법.
제3항에 있어서,

상기 리크발생이 있는 것으로 검출될 시 알람을 발생하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 식각설비의 리크발생 검출방법.