KR20080060371A - Method for measuring surface charge of thin film in semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 박막 표면 전하 측정방법을 도시한 단면도.1A to 1C are cross-sectional views showing a thin film surface charge measurement method according to the prior art.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 박막 표면 전하 측정방법을 도시한 단면도.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method for measuring a thin film surface charge according to an embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
10, 110 : 기판10, 110: substrate
11, 112 : HDP(High Density Plasma)막11, 112: HDP (High Density Plasma) film
20, 130 : 측정장비20, 130: measuring equipment
111 : 전하 차단막111: charge blocking film
본 발명은 반도체 소자의 손상 측정방법에 관한 것으로, 특히 플라즈마(plasma) 장비를 이용한 반도체 소자의 증착공정 중 CVD-HDP(Chemical Vapor Depostion-High Density Plasma) 증착공정시 발생되는 플라즈마 손상을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring damage to semiconductor devices, and in particular, to measure plasma damage generated during a deposition process of CVD-HDP (Chemical Vapor Depostion-High Density Plasma) during the deposition process of semiconductor devices using plasma equipment. It is about a method.
반도체 소자의 제조공정에서는 매립 특성이 우수한 물질로 CVD-HDP막을 사용하고 있다. 그러나, CVD-HDP막은 플라즈마 장비를 사용하기 때문에 공정 과정에서 발생되는 플라즈마에 의해 기판 또는 기판 상에 형성된 구조물층 등이 손상될 수 있다. 이에 따라, HDP막 제조 공정 과정에서 발생되는 전하를 정확히 측정하여 플라즈마에 의한 손상을 분석하는 것은 소자의 특성을 결정하는 중요한 요소로 작용하고 있다. In the semiconductor device manufacturing process, a CVD-HDP film is used as a material having excellent embedding characteristics. However, since the CVD-HDP film uses plasma equipment, the substrate or the structure layer formed on the substrate may be damaged by the plasma generated during the process. Accordingly, analyzing the damage caused by plasma by accurately measuring the charge generated during the HDP film manufacturing process serves as an important factor in determining the characteristics of the device.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 HDP 제조 공정 후 실시되는 전하 측정방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 1A to 1C are cross-sectional views illustrating a charge measurement method performed after the HDP manufacturing process according to the prior art.
도 1a를 참조하면, 기판(10) 또는 소정의 구조물층이 형성된 기판(10) 상에 HDP막(11)을 증착한다. 이때, HDP막(11) 증착 과정에서 발생하는 표면 전하(surface chrge)는 HDP막(11) 내에 남아있지 않고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판(10)으로 빠져나간다. 그 이유는 HDP막(11)이 누설(leakage) 특성이 강한 물질이기 때문이다. 이후, 도 1c에 도시된 바와 같이 전하 측정장비(20)를 이용하여 전하를 측정한다. Referring to FIG. 1A, an
그러나, 전하 측정장비(20)를 이용한 전하 측정시 HDP막(11)내의 전하들이 기판(10)으로 빠져나가 거의 존재하지 않기 때문에 접촉 전위차(contact potential difference)를 이용하여 표면 전하를 측정하는 것은 사실상 어렵다. 이에 따라, 플라즈마 손상의 모니터링(monitoring)이 불가능하고, 소자의 페일(failure) 분석이 어려워진다. However, in the charge measurement using the
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 플라즈마 장비를 이용한 박막 증착공정시 발생되는 전하를 안정적으로 측정할 수 있는 반도체 소자의 박막 표면 전하 측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problems according to the prior art, and provides a thin film surface charge measurement method of a semiconductor device capable of stably measuring the charge generated during the thin film deposition process using plasma equipment. There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 박막 증착공정시 발생되는 전하를 측정하기 위한 박막 표면 전하 측정방법에 있어서, 기판 상에 전하 차단막을 형성하는 단계와, 상기 전하 차단막 상에 상기 박막을 증착하는 단계와, 상기 기판과 상기 박막 간의 표면 전위차를 측정하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 박막 표면 전하 측정방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film surface charge measuring method for measuring charges generated during a thin film deposition process, the method comprising: forming a charge blocking film on a substrate; It provides a thin film surface charge measurement method of a semiconductor device comprising the step of depositing the thin film, and measuring the surface potential difference between the substrate and the thin film.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸 다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, parts denoted by the same reference numerals (reference numbers) throughout the specification represent the same components.
실시예Example
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 박막 표면 전하 측정방법을 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 여기서는 일례로 CVD-HDP막에 대해 설명한다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method for measuring a thin film surface charge of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Here, the CVD-HDP film will be described as an example.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(110)-또는, 소정의 구조물층이 형성된 기판- 상부에 조밀한 전하 차단막(111)을 형성한다. 여기서, 전하 차단막(111)은 후속 HDP막(112, 도 2b참조) 증착공정시 발생되는 전하들이 기판(110)으로 빠져 나가는 것을 방지하는 역할을 한다. 이때, 전하 차단막(111)은 산화막(oxide), 질화막(nitride) 또는 산화질화막(oxinitride)으로 형성한다. 예컨대, 산화막의 경우 실리콘산화막(SiO2)으로 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정을 이용하여 형성하거나, 열 산화공정(thermal oxidation) 공정을 이용하여 형성할 수도 있다. First, as shown in FIG. 2A, a dense
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 전하 차단막(111) 상에 CVD-HDP막(112)을 증착한다. 이 과정에서 플라즈마 불균일(plasma non-uniformity) 및 고온에 의해 전하가 발생되며, 이렇게 발생된 전하는 도 2c와 같이 전하 차단막(111)에 의해 기판(110)으로 빠져나가지 못하고, HDP막(112)의 표면과 그 내부에 트랩(trap)되어 남아있게 된다. Subsequently, as shown in FIG. 2B, a CVD-
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 전하 측정장비(120)를 이용하여 기 판(110)과 HDP막(112) 간의 표면 전위차를 측정하고, 이를 통해 HDP막(112)이 표면과 내부에 트랩된 전하를 측정하여 플라즈마에 기인하여 전하가 소자의 특성을 열화시키는 현상을 분석할 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the surface potential difference between the
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 CVD-HDP막에 증착공정시 발생되는 전하 측정에만 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 증착장비에서 발생되는 전하를 측정하기 위한 방법에도 적용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention is not limited to the measurement of the charge generated during the deposition process on the CVD-HDP film, it is also applicable to a method for measuring the charge generated in the plasma deposition equipment. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, HDP막 증착 전에 그 하부에 전하 차단막을 형성하고, 이를 통해 HDP막 증착공정시 발생되는 전하가 하부로 빠져나가는 것을 방지하여 안정적으로 HDP막 증착공정시 발생되는 전하를 측정함으로써 플라즈마에 기인하여 발생되는 전하가 소자의 특성을 열화시키는 현상을 분석할 수 있다. As described above, according to the present invention, a charge blocking film is formed below the HDP film before deposition, thereby preventing the charge generated during the HDP film deposition process from escaping to the bottom, thereby stably generated during the HDP film deposition process. By measuring the charge that is generated, it is possible to analyze the phenomenon in which the charge generated due to the plasma deteriorates the characteristics of the device.
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KR1020060134346A KR20080060371A (en) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | Method for measuring surface charge of thin film in semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104599961A (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Method for reducing silicon oxynitride surface charges |
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CN104599961A (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Method for reducing silicon oxynitride surface charges |
CN104599961B (en) * | 2013-11-01 | 2017-10-20 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | A kind of method for reducing silicon oxynitride film surface charge |
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