KR20080097517A - 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 그 설비의 플라즈마크린 설정에러 방지방법 - Google Patents

플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 그 설비의 플라즈마크린 설정에러 방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에서 플라즈마 크린공정이 설정되어 있지 않을 시 트랙인이 진행되지 않도록 하여 공정 후 크린불량으로 인한 공정사고를 미연에 방지하는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법에 관한 것이다.
플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에서 플라즈마 크린공정이 세팅되어 있지 않을 시 파티클로 인한 품질사고를 예방할 수 있는 본 발명에 적용되는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비는, 각 공정을 수행하기 위한 공정조건을 입력시켜 해당 공정을 시작하도록 하고, 모니터 웨이퍼 사용유무를 체크하는 오퍼레이터 인터페이스서버와, 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로부터 각 공정을 시작하기 위한 명령을 받아 다수의 공정설비를 제어하고 상기 공정설비로부터 제조공정 중에 발생되는 데이터를 실시간으로 수집하여 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로 제공하며, 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로부터 트랙인 명령이 입력될 시 상기 다수의 공정설비 별 플라즈마 크린 세팅유무를 체크하여 상기 플라즈마 크린 세팅이 되어 있지 않을 시 트랙인 방지신호를 발생하여 플라즈마 크린 미적용 페일상태를 표시하도록 제어하는 호스트 컴퓨터와, 상기 호스트 컴퓨터의 제어명령에 의해 웨이퍼를 투입시켜 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 공정설비를 포함한다.
드라이 크린, 플라즈마 크린, 파티클 제거, 트랙인 방지

Description

플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법{SEMICONDUCTOR PRODUCTION DEVICE USING PLASMA AND METHOD FOR PREVENTING SETTING ERROR OF PLASMA CLEAN IN DEVICE THEREOF}
도 1은 종래의 반도체 제조용 플라즈마 식각장치의 구성도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비를 관리하기 위한 시스템 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 크린 세팅상태를 체크하기 위한 트랙인 제어 흐름도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 오퍼레이션 인터페이스서버 102: 유저인터페이스 서버
104: 호스트 컴퓨터 106: 공정설비
본 발명은 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세 하게는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에서 플라즈마 크린 공정이 설정되어 있지 않을 시 트랙인이 진행되지 않도록 하여 공정 후 크린불량으로 인한 공정사고를 미연에 방지하는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법에 관한 것이다.
통상적으로 반도체장치를 제조하기 위한 웨이퍼는 세정, 확산, 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 식각 및 이온주입 등과 같은 공정을 반복하여 거치게 되며, 이들 과정별로 해당 공정을 수행하기 위한 설비가 사용된다.
이러한 공정중 식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 나눌 수 있으며, 습식식각은 소자의 최소선폭이 수백 내지 수십마이크로대의 LSI 시대에 범용으로 적용되었으나 VLSI, ULSI소자에는 등방성 식각이 보이는 집적도의 한계 때문에 거의 사용되지 않고 있다. 따라서 현재 일반적으로 건식식각을 사용하고 있으며, 건식식각 설비 중 플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 초미세 가공하는 공정설비는 공정챔버에서 가스와 고주파 파워 등 각종요소를 이용하여 공정을 진행할 때 외부와 완전히 차단된 초고진공을 요구하고 있다.
플라즈마 처리동작은 제조수율에 상당한 영향을 끼칠수 있고, 반도체 장치가 형성하기 위해 웨이퍼상에서 동작하는 특정한 플라즈마 처리를 일반적으로 플라즈마 레시피(PLASMA RECIPE)라고 부른다.
플라즈마 처리는 웨이퍼 상에서 실시되며, 다수의 웨이퍼를 저장하는 카세트 또는 보트는 하나 또는 그 이상의 처리 챔버에 연결된 웨이퍼 핸들러에 의해 접근될 수 있는 위치에 제공된다. 처리챔버는 플라즈마처리에 의해 한번에 하나이상의 웨이퍼를 할 수도 있고 하나의 웨이퍼를 처리할 수도 있다.
플라즈마 가스는 전기적인 파괴에 의해 생성되어 가스의 종류에 따라 강한 화학반응을 일으킬 수 있다. 즉, 플라즈마 건식식각은 반도체 제조 시 실리콘층, 실리콘 질화막, 다결정 실리콘막, 그리고 실리콘 산화막을 식각할 수 있다.
도 1은 종래의 반도체 제조용 플라즈마 식각장치의 구성도이다.
종래의 반도체 제조용 플라즈마 식각장치는 공정가스가 유입되며 압력조절이 가능한 공정챔버(10)를 포함하고, 공정챔버(10) 내부에는 플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 정전척(13)을 구비한다.
또한, 챔버 내부에는 플라즈마 영역을 형성하기 위한 캐소드(12)(cathode)가 위치되며, 캐소드(12)에는 13.56㎒의 제 1고주파 전압이 인가된다.
그리고, 챔버 외부에는 캐소드(12)와의 사이에 플라즈마 영역을 형성하기 위한 코일(11)이 고정 설치되며, 코일(11)에는 12.56㎒의 제 2 고주파 전압이 인가된다.
이러한 구조를 갖는 반도체 제조용 플라즈마 식각장치에서 웨이퍼의 식각은, 먼저, 웨이퍼(미도시)가 정전척(13) 상에 위치되면 챔버(10) 내부로 공정가스를 유입시키고 압력을 조절하게 된다.
그리고, 캐소드(12)에 13.56 ㎒의 제 1 고주파 전원을 인가시키고, 동시에 12.56㎒의 제 2 고주파 전원을 코일(11)에 인가하면, 공정가스의 전자들이 여기되면서 충돌하여 이온의 밀도를 증가시켜 캐소드(12)와 코일(11) 사이에 일정한 플라즈마영역을 형성하게 된다.
이렇게 플라즈마 영역이 형성되면 플라즈마 측정장치로 플라즈마의 밀도를 측정하여 공정가스의 유량 및 챔버 내부의 압력을 조절하여 일정한 플라즈마 밀도가 형성되게 한다.
그 후 플라즈마 영역 내의 이온들은 캐소드(12)에 인가되는 제 1 고주파 전원에 의해 정전척(13) 상의 웨이퍼 표면으로 유도되어 막을 식각한다.
그러나, 플라즈마에 의한 웨이퍼의 식각은 공정상의 여러 가지 변수에 의해 식각률 및 식각의 균일성이 변화된다. 즉, 플라즈마 형성영역은 챔버 내부의 압력, 공정가스 유량, 인가 전압 등의 공정조건에 민감하게 변화되므로, 공정조건을 적절하게 제어하지 못하면 플라즈마 형성영역이 변화되어 웨이퍼의 식각률 및 식각균일성이 저하된다.
이와 같은 반도체 제조설비는 플라즈마 환경에서 일어나는 반응에 의해 반응부산물을 생성시킨다. 이 반응 부산물 중 펌핑되지 않고 챔버 내에 남아있는 성분은 프로세스 중 파티클로 작용하여 에칭을 방해하는 요소로 작용할 수 있다. 이러한 현상을 예방하기 위해 플라즈마 크린이라는 기술을 활용하며, 플라즈마 클린은 반응부산물과 잘 반응하는 개스를 활성화시킨 플라즈마를 이용하여 챔버 내에 잔류하고 있는 반응 부산물을 제거하는 기술적인 방법을 나타낸다.
그런데 이러한 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비는 소품종 대량생산인 경우에 플라즈마 크린모드를 기본적으로 세팅하여 트랙인을 하고 설정된 주기마다 크린공정을 진행하였으나, 최근 들어 다품종 소량 생산인경우에 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비는 플라즈마 크린공정을 일정주기마다 거치는 공정이 있고, 플라즈 마 크린공정을 거치지 않는 공정이 있게 된다. 플라즈마 크린공정을 거쳐야 하는 공정을 수행하는 반도체 제조설비에서 엔지니어의 실수로 인하여 플라즈마 크린공정이 세팅되지 않게 되면 파티클로 인한 품질사고가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에서 플라즈마 크린공정이 세팅되어 있지 않을 시 파티클로 인한 품질사고를 예방할 수 있는 플라즈마를 이용한 반도제 제조설비 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플라즈마 크린세팅 유무를 트랙인 진행 이전에 체크하여 품질사고를 미리 방지할 수 있는 플라즈마를 이용한 반도제 제조설비 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 적용되는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비는, 각 공정을 수행하기 위한 공정조건을 입력시켜 해당 공정을 시작하도록 하고, 모니터 웨이퍼 사용유무를 체크하는 오퍼레이터 인터페이스서버와, 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로부터 각 공정을 시작하기 위한 명령을 받아 다수의 공정설비를 제어하고 상기 공정설비로부터 제조공정 중에 발생되는 데이터를 실시간으로 수집하여 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로 제공하며, 상기 오퍼레이터 인터 페이스서버로부터 트랙인 명령이 입력될 시 상기 다수의 공정설비 별 플라즈마 크린 세팅유무를 체크하여 상기 플라즈마 크린 세팅이 되어 있지 않을 시 트랙인 방지신호를 발생하여 플라즈마 크린 미적용 페일상태를 표시하도록 제어하는 호스트 컴퓨터와, 상기 호스트 컴퓨터의 제어명령에 의해 웨이퍼를 투입시켜 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 공정설비를 포함함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 적용되는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법은, 트랙인 진입 명령에 응답하여 레시피 설정정보와 설비정보를 수신하는 단계와, 상기 레시피 설정정보와 설비정보를 수신한 후 공정설비로 설비상태 요구신호를 전송하는 단계와, 상기 설비상태요구신호에 응답하여 챔버 액티브상태정보와 플라즈마 크린설정 정보를 수신하는 단계와, 상기 플라즈마 크린정보를 수신하여 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있는가 검사하는 단계와, 상기 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있으면 트랙인 방지신호를 발생하는 단계를 포함한다.
상기 트랙인 방지신호를 발생한 후 상기 플라즈마 크린 미설정 에러 상태를 표시하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비 및 및 그 설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비를 관리하기 위한 시스템 구성도이다.
오퍼레이터 인터페이스서버(100)는 각 공정을 수행하기 위한 공정조건을 입력시켜 해당 공정을 시작하도록 하고, 모니터 웨이퍼 사용유무를 체크한다. 유저인터페이스 서버(102)는 엔지니어가 원격지에서 공정설비(106)의 상태를 조회한다. 호스트 컴퓨터(104)는 상기 오퍼레이터 인터페이스서버(100)로부터 각 공정을 시작하기 위한 명령을 받아 다수의 공정설비(106)를 제어하고 상기 공정설비(106)로부터 제조공정 중에 발생되는 데이터를 실시간으로 수집하여 오퍼레이터 인터페이스서버(100)로 제공하며, 상기 오퍼레이터 인터페이스서버(100)로부터 트랙인 명령이 입력될 시 다수의 공정설비(106) 별 플라즈마 크린 세팅유무를 체크하여 플라즈마 크린 세팅이 되어 있지 않을 시 트랙인 방지신호를 발생하여 플라즈마 크린 미적용 페일상태를 표시하도록 제어한다. 다수의 공정설비(106)는 상기 호스트 컴퓨터(104)의 제어명령에 의해 웨이퍼를 투입시켜 반도체 제조공정을 진행한다.
상기 호스트 컴퓨터(104)는 각종 공정을 진행하기 위한 공정조건 데이터(SPC: Statistic process control)를 저장하고 있는 데이터 베이스를 구비하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 크린 세팅상태를 체크하기 위한 트랙인 제어 흐름도이다.
상술한 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.
본 발명은 플라즈마 크린 미설정에러로 인한 파티클 발생을 사전에 예방하여 공정에러의 최소화 및 수율성 향상을 도모하기 위해 호스트 컴퓨터(104)의 제어동 작을 설명한다.
오퍼레이터가 오퍼레이션 인터페이스 서버(100)를 통해 트랙인 진입명령을 인가하면 101단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 레시피정보 및 설비 ID정보를 수신한다. 예를 들어 STANDBY TRACK IN HDR=(6EC51, M1, 6ET125A, TKIN, 0) EQPID=EPP001 등과 같은 정보를 수신한다. 그리고 102단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 공정설비(106)로 설비상태 요구신호를 전송하고 103단계로 진행한다. 상기 103단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 챔버 액티브상태정보와 플라즈마 크린설정 정보를 수신한다. 챔버 액티브 상태정보는 CHA=ON CHB=ON CHC=ON CHD=OFF, CH ID→EPP001-A, EPP001-B, EPP001-C가 된다. 플라즈마 크린설정 정보는 CHAMBER A= EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1011, CHAMBER B = EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1012, CHAMBER C= EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1013가 된다. 그런 후 104단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있는가 검사하여 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있으면 105단계로 진행한다. 상기 105단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 트랙인 방지신호를 발생하고 106단계로 진행한다. 상기 106단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 플라즈마 크린 미설정 에러 상태를 표시한다. 그러나 상기 104단계에서 호스트 컴퓨터(104)는 플라즈마 미설정 챔버가 없으면 107단계로 진행하여 트랙인 수행을 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 트랙인 명령이 입력될 시 공정챔버의 플라즈마 크린 설정여부를 체크하여 플라즈마 크린 설정이 되어 있지 않을 경우 트랙인 방지신호를 발생하여 트랙 인이 진행되지 않도록 하므로, 플라즈마 클린 미설정에러로 인한 파티클 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (4)

  1. 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비에 있어서,
    각 공정을 수행하기 위한 공정조건을 입력시켜 해당 공정을 시작하도록 하고, 모니터 웨이퍼 사용유무를 체크하는 오퍼레이터 인터페이스서버와,
    상기 오퍼레이터 인터페이스서버로부터 각 공정을 시작하기 위한 명령을 받아 다수의 공정설비를 제어하고 상기 공정설비로부터 제조공정 중에 발생되는 데이터를 실시간으로 수집하여 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로 제공하며, 상기 오퍼레이터 인터페이스서버로부터 트랙인 명령이 입력될 시 상기 다수의 공정설비 별 플라즈마 크린 세팅유무를 체크하여 상기 플라즈마 크린 세팅이 되어 있지 않을 시 트랙인 방지신호를 발생하여 플라즈마 크린 미적용 페일상태를 표시하도록 제어하는 호스트 컴퓨터와,
    상기 호스트 컴퓨터의 제어명령에 의해 웨이퍼를 투입시켜 반도체 제조공정을 진행하는 다수의 공정설비를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비.
  2. 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법에 있어서,
    트랙인 진입 명령에 응답하여 레시피 설정정보와 설비정보를 수신하는 단계 와,
    상기 레시피 설정정보와 설비정보를 수신한 후 공정설비로 설비상태 요구신호를 전송하는 단계와,
    상기 설비상태요구신호에 응답하여 챔버 액티브상태정보와 플라즈마 크린설정 정보를 수신하는 단계와,
    상기 플라즈마 크린정보를 수신하여 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있는가 검사하는 단계와,
    상기 플라즈마 크린 미설정된 챔버가 있으면 트랙인 방지신호를 발생하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 반도체 제조설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 트랙인 방지신호를 발생한 후 상기 플라즈마 크린 미설정 에러 상태를 표시하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 챔버 액티브 상태정보는 CH A=ON CH B=ON CH C=ON CH D=OFF, CH ID→ EPP001-A, EPP001-B, EPP001-C가 되고,
    상기 플라즈마 크린설정 정보는 CHAMBER A= EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1011, CHAMBER B = EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1012, CHAMBER C= EQ(CLEAN) Target(CLEAN) STATUS=PASS←1013임을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 플라즈마 크린 설정에러 방지방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113013059A (zh) * 2021-02-10 2021-06-22 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备中清洗配置的更新方法和装置

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