KR20190130864A - wafer for measuring plasma condition - Google Patents

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KR20190130864A
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배정운
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    • H05H1/0081—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature by electric means

Abstract

The present invention relates to a wafer for monitoring a semiconductor process, which measures a state of uniformity or density of plasma, comprising: a wafer body formed by bonding a first wafer of an upper portion and a second wafer of a lower portion; a pair of metal electrodes formed to be isolated inside the wafer body to measure a plasma state; a first metal layer formed on an inner surface of the wafer body except for a region where the metal electrodes are formed; and a second metal layer formed on an outer surface of the wafer body except for the region where the metal electrodes are formed. Therefore, a problem that the metal electrodes provided to measure a state of uniformity or density of plasma are contaminated or worn during a process is solved. Also, a problem of damaging to an internal circuit by an RF component generated by forming plasma is solved.

Description

플라즈마 측정용 웨이퍼{wafer for measuring plasma condition}Wafer for measuring plasma condition

본 발명은 반도체공정 모니터링을 위한 웨이퍼에 관한 것으로, 특히 플라즈마 균일도나 밀도 등의 상태를 측정하는 플라즈마 측정용 웨이퍼에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer for semiconductor process monitoring, and more particularly to a wafer for plasma measurement for measuring conditions such as plasma uniformity and density.

반도체 제조공정에서는 플라즈마가 널리 활용되고 있다. Plasma is widely used in semiconductor manufacturing processes.

반도체 소자를 제조하는 공정으로는 이온주입공정, 성장 및 증착공정, 노광공정, 그리고 식각공정 등이 있는데, 이들 공정 중에서 진공 상태의 챔버 내에 플라즈마를 형성하고 반응가스를 주입하여 물질막을 증착하거나 식각하는 공정에 플라즈마 장비가 널리 사용되고 있다.Processes for manufacturing semiconductor devices include ion implantation process, growth and deposition process, exposure process, and etching process. Among these processes, a plasma is formed in a vacuum chamber and a reaction gas is injected to deposit or etch a material film. Plasma equipment is widely used in the process.

이온주입공정 이후에 플라즈마를 이용하여 물질막을 증착하는 공정을 진행하면 웨이퍼에 주입된 불순물의 확산이 더이상 일어나지 않기 때문에 저온에서 공정을 진행할 수 있으며, 증착되는 물질막의 두께 균일도가 우수해 진다. 또한, 플라즈마를 이용하여 식각공정을 진행할 시에는 웨이퍼 전면에 걸쳐 식각 균일도도 우수해 진다.After the ion implantation process, the process of depositing the material film using plasma can proceed the process at low temperature because diffusion of impurities implanted into the wafer no longer occurs, and the thickness uniformity of the deposited material film is excellent. In addition, when the etching process is performed using the plasma, the etching uniformity is excellent over the entire wafer surface.

한편, 반도체 제조공정에서 이용되는 플라즈마의 전자밀도나 이온밀도 측정은 필수적이라 할 수 있는데, 가장 일반적인 것이 랑뮈어 프로브(Langmuir probe)다. On the other hand, it is essential to measure the electron density or ion density of the plasma used in the semiconductor manufacturing process, the most common is a Langmuir probe (Langmuir probe).

랑뮈어 프로브는 외부에서 챔버 내에 탐침을 삽입시키고 그 탐침에 인가되는 전원(전압)을 가변하여 플라즈마 특성을 측정하는 것으로, 탐침에 음전위가 인가되면 플라즈마의 양이온이 탐침으로 포집되어 이온에 의한 전류가 발생하며, 반대로 탐침에 양전위가 인가되면 플라즈마의 전자들이 탐침으로 포집되어 전자에 의한 전류가 발생한다. 이때, 이온 또는 전자에 의해 발생된 전류를 측정한 후에 탐침에 인가된 전압과의 상관관계를 분석하여 플라즈마 밀도를 측정할 수 있다.The Langer Probe measures the plasma characteristics by inserting the probe into the chamber from the outside and varying the power (voltage) applied to the probe.When a negative potential is applied to the probe, the cations of the plasma are collected by the probe to generate a current caused by ions. On the contrary, when a positive potential is applied to the probe, electrons in the plasma are collected by the probe to generate a current caused by the electron. In this case, the plasma density may be measured by analyzing the correlation with the voltage applied to the probe after measuring the current generated by the ion or electron.

이와 같은 종래의 랑뮈어 프로브는 챔버 내에 탐침을 삽입하여 플라즈마의 밀도를 측정하기 때문에, 공정이 진행되는 동안 실시간으로 플라즈마의 밀도를 측정할 수 있다. 그러나, 플라즈마 밀도를 측정하기 위해서는 탐침을 챔버 내에 삽입해야 하기 때문에 증착공정 시에는 증착물질에 의해 탐침이 오염되는 문제가 있으며, 식각공정 시에는 탐침이 식각되어 마모되는 문제가 발생한다. 그에 따라 실제 양산공정에 적용하기에는 어려움이 따른다.Since such a Langlanger probe measures a density of a plasma by inserting a probe into a chamber, the density of the plasma can be measured in real time during the process. However, since the probe must be inserted into the chamber to measure the plasma density, the probe is contaminated by the deposition material during the deposition process, and the probe is etched and worn during the etching process. As a result, it is difficult to apply to the actual production process.

그외에도 플라즈마 특성을 측정하기 위한 도구들로서, 플라즈마 오실레이션 탐침이나 플라즈마 흡수 탐침 등이 개발되었지만 플라즈마 오실레이션 탐침은 높은 압력에서 열선이 견디는 동작조건에서만 측정이 가능하다는 한계가 있으며 플라즈마 흡수 탐침은 측정 전에 교정과정을 거쳐야 하는 번거로움과 복잡한 계산과정이 수반되는 단점이 있었다. 결국, 이러한 개량된 기술도 실효성이 떨어지는 문제점이 있었다.Other tools for measuring plasma characteristics have been developed such as plasma oscillation probes and plasma absorption probes, but plasma oscillation probes can only be measured under operating conditions that withstand hot wires at high pressures. There was a disadvantage that it was necessary to go through the calibration process and complicated calculation process. As a result, this improved technology also had a problem of poor effectiveness.

또한, 종래 기술에서는 플라즈마 발생을 위해 고주파 전력이 인가되는데, 그 고주파 전력으로 인한 고주파 성분이 공정 모니터링을 위한 내부 회로를 오작동하게 하거나 파손시키는 문제가 있다. In addition, in the prior art, high frequency power is applied to generate plasma, and there is a problem that high frequency components due to the high frequency power cause the internal circuit for process monitoring to malfunction or be damaged.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 플라즈마 균일도나 밀도 등의 상태를 측정할 수 있는 플라즈마 측정용 웨이퍼를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma measuring wafer capable of measuring conditions such as plasma uniformity, density, and the like, in view of the above points.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마 측정을 위한 메탈전극을 웨이퍼 내부에 격리시켜 메탈전극의 오염도 없으면서 고주파 전력의 인가에 따른 고주파 성분의 유입을 차단할 수 있는 플라즈마 측정용 웨이퍼를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a plasma measuring wafer which isolates the metal electrode for plasma measurement inside the wafer and can block the inflow of high frequency components due to the application of high frequency power without contamination of the metal electrode.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 특징은, 상부의 제1웨이퍼와 하부의 제2웨이퍼가 본딩되어 형성되는 웨이퍼 본체와, 플라즈마 상태 측정을 위해 상기 웨이퍼 본체의 내부에 격리되게 형성되는 한 쌍의 메탈전극과, 상기 한 쌍의 메탈전극이 형성된 영역을 제외한 상기 웨이퍼 본체의 내부면에 형성되는 제1메탈층과, 상기 한 쌍의 메탈전극이 형성된 영역을 제외한 상기 웨이퍼 본체의 외부면에 형성되는 제2메탈층을 구비하는 것이다.A plasma measuring wafer according to the present invention for achieving the above object is a wafer body formed by bonding an upper first wafer and a lower second wafer, and inside the wafer body for plasma state measurement. The wafer except for a pair of metal electrodes that are formed to be isolated, a first metal layer formed on an inner surface of the wafer body except for a region where the pair of metal electrodes are formed, and a region where the pair of metal electrodes are formed It is provided with the 2nd metal layer formed in the outer surface of a main body.

바람직하게, 상기 한 쌍의 메탈전극은 상기 제1웨이퍼에 형성되는 제1메탈전극과 제2메탈전극으로 구성되되, 상기 제1메탈전극과 상기 제2메탈전극은 서로 이격되게 형성될 수 있다.Preferably, the pair of metal electrodes may include a first metal electrode and a second metal electrode formed on the first wafer, and the first metal electrode and the second metal electrode may be spaced apart from each other.

보다 바람직하게, 상기 한 쌍의 메탈전극은 상기 제1웨이퍼에 구비된 제1리세스(1st recess)의 내부에 형성될 수 있다.More preferably, the pair of metal electrodes may be formed in a first recess provided in the first wafer.

보다 바람직하게, 상기 제1메탈층은 상기 제1웨이퍼의 표면과 상기 제1리세스의 측벽에 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1메탈층은 상기 제1리세스의 바닥면에서 상기 한 쌍의 메탈전극과 이격되게 형성될 수 있다.More preferably, the first metal layer may be formed on the surface of the first wafer and the sidewall of the first recess. In particular, the first metal layer may be formed to be spaced apart from the pair of metal electrodes on the bottom surface of the first recess.

보다 바람직하게, 상기 한 쌍의 메탈 전극과 상기 제1웨이퍼 사이에 절연막이 구비될 수 있다.More preferably, an insulating film may be provided between the pair of metal electrodes and the first wafer.

바람직하게, 상기 제2웨이퍼는 상기 제1웨이퍼와 본딩 시에 상기 한 쌍의 메탈전극을 하부에서 커버하게 형성되는 제2리세스(2nd recess)를 구비할 수 있다.Preferably, the second wafer may include a second recess formed to cover the pair of metal electrodes at the bottom when bonding with the first wafer.

바람직하게, 상기 한 쌍의 메탈전극을 구성하는 제1메탈전극과 제2메탈전극 간에 형성된 정전용량의 변화를 측정하는 회로를 상기 웨이퍼 본체의 내부에 더 구비할 수 있다.Preferably, a circuit for measuring a change in capacitance formed between the first metal electrode and the second metal electrode constituting the pair of metal electrodes may be further provided inside the wafer body.

바람직하게, 상기 제2메탈층이 형성된 상기 웨이퍼 본체의 외부면 전체에 형성되는 보호막을 더 구비할 수 있다.The protective film may be further provided on the entire outer surface of the wafer body on which the second metal layer is formed.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼에서 정전용량을 측정하기 위한 메탈전극 쌍들의 배치 구조를 도시한 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a wafer for plasma measurement according to a first embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing the structure of a wafer for plasma measurement according to a second embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing the structure of a wafer for plasma measurement according to a third embodiment of the present invention;
4 is a plan view illustrating an arrangement structure of metal electrode pairs for measuring capacitance in a wafer for plasma measurement according to the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating the configuration and operation of the embodiment of the present invention, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described by at least one embodiment, By the technical spirit of the present invention described above and its core configuration and operation is not limited.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the wafer for plasma measurement according to the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼의 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼에서 정전용량을 측정하기 위한 메탈전극 쌍들의 배치 구조를 도시한 평면도이다.1 is a cross-sectional view showing a structure of a plasma measuring wafer according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view showing a structure of a plasma measuring wafer according to a second embodiment of the present invention, Figure 3 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a plasma measuring wafer according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating an arrangement structure of metal electrode pairs for measuring capacitance in the plasma measuring wafer according to the present invention. to be.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼는 웨이퍼 본체(100)와, 그 웨이퍼 본체(100)의 내부에 격리되게 형성되는 한 쌍의 메탈전극(300)과, 한 쌍의 메탈전극(300)이 형성된 영역을 제외한 웨이퍼 본체(100)의 내부면에 형성되는 제1메탈층(13a) 또는 제2메탈층(13b)과, 한 쌍의 메탈전극(300)이 형성된 영역을 제외한 웨이퍼 본체(100)의 외부면에 형성되는 제3메탈층(13c)을 포함하여 구성된다. 1 to 4, the plasma measuring wafer according to the present invention includes a wafer body 100, a pair of metal electrodes 300 formed to be isolated from the wafer body 100, and a pair of wafers. Except for the region where the metal electrode 300 is formed, the region where the first metal layer 13a or the second metal layer 13b and the pair of metal electrodes 300 are formed is formed on the inner surface of the wafer body 100. The third metal layer 13c is formed on the outer surface of the wafer body 100 except for the above.

여기서, 한 쌍의 메탈전극(300)은 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a)으로 구성되며, 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a)은 일정 거리만큼 이격된다. 특히, 한 쌍의 메탈전극(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼 본체(100)의 다수 영역에 배치될 수 있는데, 그 배치 형태는 한 쌍의 메탈전극(300) 간에 균일한 이격거리를 갖는 것이 바람직하다.Here, the pair of metal electrodes 300 is composed of a first metal electrode 30a and a second metal electrode 31a, and the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a are spaced apart by a predetermined distance. do. In particular, the pair of metal electrodes 300 may be disposed in a plurality of regions of the wafer body 100 as shown in FIG. 4, and the arrangement form of the pair of metal electrodes 300 provides a uniform separation distance between the pair of metal electrodes 300. It is desirable to have.

웨이퍼 본체(100)는 적어도 2개의 웨이퍼가 결합되는 것이다. 바람직하게는 웨이퍼 본체(100)가 제1웨이퍼(10)와 제2웨이퍼(20)로 구성될 수 있다.The wafer body 100 is a combination of at least two wafers. Preferably, the wafer body 100 may be composed of a first wafer 10 and a second wafer 20.

제2웨이퍼(20)는 하부 구조를 형성하며, 제1웨이퍼(10)가 제2웨이퍼(20)의 상부에 본딩된다. 즉, 제1웨이퍼(10)는 상부 웨이퍼이고 제2웨이퍼(20)는 하부 웨이퍼일 수 있다.The second wafer 20 forms a lower structure, and the first wafer 10 is bonded to the upper portion of the second wafer 20. That is, the first wafer 10 may be an upper wafer and the second wafer 20 may be a lower wafer.

제1웨이퍼(10)와 제2웨이퍼(20)가 본딩되어 웨이퍼 본체(100)를 형성한다. 이를 위해 제1웨이퍼(10)와 제2웨이퍼(20)는 본딩 패드를 구비할 수 있다. 그에 따라 제1웨이퍼(10)와 제2웨이퍼(20) 사이의 공간은 외부로부터 차폐될 수 있다.The first wafer 10 and the second wafer 20 are bonded to form the wafer body 100. To this end, the first wafer 10 and the second wafer 20 may be provided with bonding pads. Accordingly, the space between the first wafer 10 and the second wafer 20 may be shielded from the outside.

본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼는 반도체 공정 중에 챔버 내에서 플라즈마 밀도, 플라즈마 균일도, 온도, 가스 등의 공정 조건을 모니터링하기 위한 것이며, 특히 한 쌍의 메탈전극(300)은 플라즈마 밀도나 균일도와 같은 플라즈마 상태를 측정하기 위한 것이다. The wafer for plasma measurement according to the present invention is for monitoring process conditions such as plasma density, plasma uniformity, temperature, gas, etc. in a chamber during a semiconductor process. Particularly, the pair of metal electrodes 300 may have a plasma density or uniformity. It is for measuring a plasma state.

플라즈마 밀도의 경우, 플라즈마를 형성하기 위한 고주파 전력이 인가됨에 따라 챔버 내에 전기장이 형성되는데, 그 전기장의 변화를 측정하면 플라즈마의 밀도 변화를 측정할 수 있다.In the case of plasma density, an electric field is formed in the chamber as a high frequency power for forming plasma is applied, and the change in the density of the plasma can be measured by measuring the change in the electric field.

플라즈마 균일도의 경우, 도 4에서와 같이 균일한 이격거리로 배치된 한 쌍의 메탈전극(300) 다수에서 각각 측정되는 플라즈마 밀도 변화에서 오차가 발생하는 지의 여부로부터 측정할 수 있다. In the case of plasma uniformity, as shown in FIG. 4, the measurement may be performed based on whether an error occurs in the plasma density change measured at each of a plurality of pairs of metal electrodes 300 arranged at a uniform distance.

플라즈마 밀도 변화의 측정 원리는 한 쌍의 메탈전극(300)에 신호(전류나 전압)를 인가함에 따라 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a) 간에 정전용량이 형성되는데, 그 정전용량의 변화를 측정하여 플라즈마 밀도 변화를 측정할 수 있다.The measurement principle of the plasma density change is that the capacitance is formed between the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a by applying a signal (current or voltage) to the pair of metal electrodes 300. The change in capacity can be measured to determine the change in plasma density.

예를 들어, 고주파 전력에 의해 일정 수준의 전기장이 챔버 내에 형성된 상태에서 한 쌍의 메탈전극(300)에 인가된 신호(전류나 전압)에 의해 형성된 정전용량이 A라고 정의한다. 이후에 어떠한 원인으로 인해 챔버 내에 전기장의 변화가 발생하면 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a) 간에 형성된 정전용량이 변화한다. 따라서 A 값을 기준으로 정전용량이 변화한 오차가 어느 정도인가를 측정할 수 있으며, 그 오차의 정도로부터 플라즈마 밀도 변화의 정도를 측정할 수 있다. 여기서, 정전용량의 변화는 방전속도(방전량)의 변화와 관련된다. 즉, 한 쌍의 메탈전극(300)에 신호를 인가함에 따라 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a) 간에 정전용량이 형성되는데, 챔버 내의 전기장 변화나 플라즈마 상태 변화에 따라 방전속도(방전량)가 변화한다.For example, the capacitance formed by the signal (current or voltage) applied to the pair of metal electrodes 300 in a state where a certain level of electric field is formed in the chamber by high frequency power is defined as A. Thereafter, if a change in the electric field occurs in the chamber due to some cause, the capacitance formed between the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a changes. Therefore, it is possible to measure how much error the capacitance has changed based on the A value, and the degree of plasma density change can be measured from the degree of the error. Here, the change in capacitance is related to the change in discharge rate (discharge amount). That is, capacitance is formed between the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a as a signal is applied to the pair of metal electrodes 300. The discharge rate is changed according to the change of the electric field or the plasma state in the chamber. (Discharge amount) changes.

본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼는 플라즈마 밀도 변화의 측정을 위해 제1메탈전극(30a) 및 제2메탈전극(31a)과 전기적으로 연결되어 제1메탈전극(30a)과 제2메탈전극(31a) 간에 형성된 정전용량의 변화를 측정하는 회로(미도시)를 웨이퍼 본체(100)의 내부에 더 구비할 수 있다. The wafer for plasma measurement according to the present invention is electrically connected to the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a to measure the change in plasma density, so that the first metal electrode 30a and the second metal electrode 31a are electrically connected. A circuit (not shown) for measuring a change in capacitance formed between the wafers may be further provided inside the wafer body 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 메탈전극(300)은 제1웨이퍼(10)의 표면에 결합되게 형성될 수 있다. As shown in FIG. 1, the pair of metal electrodes 300 may be formed to be coupled to the surface of the first wafer 10.

한 쌍의 메탈전극(300)이 형성된 제1웨이퍼(10)는 고주파 전력이 인가됨에 따라 형성되는 전기장에 접하는 상부의 웨이퍼로서, 제1웨이퍼(10)의 두께는 측정 감도에 반비례할 수 있다. 그에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 플라즈마 상태에 대한 측정 감도를 높일 수 있도록 제1웨이퍼(10)가 요부를 형성하는 제1리세스(1st recess)(11)를 구비하고, 한 쌍의 메탈전극(300)이 그 제1리세스(1st recess)(11)의 내부에 형성될 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 메탈전극(300)이 제1리세스(1st recess)(11)의 내부에 형성됨에 따라 플라즈마 측정용 웨이퍼의 전체 두께도 줄일 수 있다.The first wafer 10 on which the pair of metal electrodes 300 is formed is a wafer on an upper side of the wafer in contact with an electric field formed by applying high frequency power, and the thickness of the first wafer 10 may be inversely proportional to the measurement sensitivity. Accordingly, as shown in FIG. 2, the first wafer 10 is provided with a first recess 11 forming a recessed portion so as to increase the measurement sensitivity with respect to the plasma state. The metal electrode 300 may be formed in the first recess 11. As described above, as the pair of metal electrodes 300 are formed in the first recess 11, the overall thickness of the wafer for plasma measurement may be reduced.

플라즈마 측정용 웨이퍼의 전체 두께를 줄이기 위한 다른 예로는, 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 메탈전극(300)이 웨이퍼 본체(100)의 내부에 격리되게 상부의 제1웨이퍼(10)에 결합되고, 제2웨이퍼(20)가 요부를 형성하는 제2리세스(2nd recess)(21)를 구비할 수 있다. 그에 따라, 제1웨이퍼(10)와 제2웨이퍼(20)가 본딩될 때 제2리세스(2nd recess)(21)가 한 쌍의 메탈전극(300)을 하부에서 커버한다.As another example for reducing the overall thickness of the wafer for plasma measurement, as shown in FIG. 3, the pair of metal electrodes 300 may be disposed on the upper portion of the first wafer 10 so as to be isolated from the inside of the wafer body 100. The second wafer 20 may be coupled and have a second recess 21 to form a recess. Accordingly, when the first wafer 10 and the second wafer 20 are bonded, the second recess 21 covers the pair of metal electrodes 300 from below.

한편, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 메탈 전극(300)과 제1웨이퍼(10) 사이에 절연막(12a)이 구비된다. 보다 상세하게, 한 쌍의 메탈전극(300)이 형성될 제1웨이퍼(10)에 먼저 절연막(12a)을 형성하고, 이후에 그 절연막(12a) 상에 한 쌍의 메탈 전극(300)을 형성할 수 있다. 여기서, 절연막(12a)은 실리콘산화막(SiO2)이나 실리콘질화막(SiNx)일 수 있다.1 to 3, an insulating film 12a is provided between the pair of metal electrodes 300 and the first wafer 10. More specifically, the insulating film 12a is first formed on the first wafer 10 on which the pair of metal electrodes 300 are to be formed, and then the pair of metal electrodes 300 are formed on the insulating film 12a. can do. The insulating layer 12a may be a silicon oxide film SiO 2 or a silicon nitride film SiNx.

또한, 본 발명에 따른 플라즈마 측정용 웨이퍼는 고주파 전력이 인가됨에 따라 발생하는 고주파 성분이 내부 회로에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 한 쌍의 메탈 전극(300)이 형성된 영역을 제외한 영역으로 고주파 성분이 유입되는 것을 차단하는 메탈층(13a,13b,13c)을 구비할 수 있다.In addition, the wafer for plasma measurement according to the present invention has a high frequency component except for an area where a pair of metal electrodes 300 are formed in order to prevent a high frequency component generated when high frequency power is applied to the internal circuit. The metal layers 13a, 13b, and 13c may be provided to block the inflow of the metal.

고주파 성분의 유입을 차단하는 메탈층(13a,13b,13c)은 웨이퍼 본체(100)의 내부면과 외부면에 형성될 수 있는데, 제1웨이퍼(10)의 양 표면에 형성될 수 있다.The metal layers 13a, 13b, and 13c which block inflow of high frequency components may be formed on the inner and outer surfaces of the wafer body 100, and may be formed on both surfaces of the first wafer 10.

특히, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 본체(100)의 내부 표면 중 하나에 해당하는 제1웨이퍼(10)의 하면에 제1메탈층(13a) 또는 제2메탈층(13b)이 형성되며, 웨이퍼 본체(100)의 외부 표면 중 하나에 해당하는 제1웨이퍼(10)의 상면에 제3메탈층(13c)이 형성될 수 있다. In particular, as shown in FIGS. 1 to 3, the first metal layer 13a or the second metal layer 13b is disposed on the lower surface of the first wafer 10 corresponding to one of the inner surfaces of the wafer body 100. and forming, and the third metal layers (13c) on the upper surface of the first wafer (10) corresponding to one of the outer surface of a wafer body 100 may be formed.

제1메탈층(13a)은 웨이퍼 본체(100)의 내부면 중에서 제1웨이퍼(10)의 표면에 형성된다(도 1, 도 3).The first metal layer 13a is formed on the surface of the first wafer 10 among the inner surfaces of the wafer body 100 (FIGS. 1 and 3).

제2메탈층(13b)은 한 쌍의 메탈전극(300)이 제1리세스(1st recess)(11)의 내부에 형성됨에 따라 제1웨이퍼(10)의 표면은 물론 제1리세스(11)의 측벽에 형성된다(도 2).In the second metal layer 13b, as the pair of metal electrodes 300 are formed in the first recess 11, the surface of the first wafer 10 as well as the first recess 11 may be formed. ) Is formed on the side wall of FIG.

제2메탈층(13b)이 제1리세스(11)의 측벽에 형성될 시에는 제1리세스(11)의 바닥면까지 형성되되, 제1리세스(11)의 바닥면에서 한 쌍의 메탈전극(11)과 이격되게 형성될 수 있다.When the second metal layer 13b is formed on the sidewall of the first recess 11, the second metal layer 13b is formed up to the bottom surface of the first recess 11, and a pair of the second metal layer 13b is formed on the bottom surface of the first recess 11. It may be formed to be spaced apart from the metal electrode 11.

제3메탈층(13c)은 웨이퍼 본체(100)의 외부면 중에서 제1웨이퍼(10)의 표면에 형성된다(도 1 내지 3). The third metal layer 13c is formed on the surface of the first wafer 10 among the outer surfaces of the wafer body 100 (FIGS. 1 to 3).

고주파 성분의 유입을 차단하는 메탈층(13a,13b,13c)은 한 쌍의 메탈전극(300)이 형성된 영역을 제외한 영역에 형성되어, 제1웨이퍼(10)의 하부 표면과 상부 표면에 전면적으로 형성되는 것이 아니라 한 쌍의 메탈전극(300)이 형성된 부분에서는 오픈된 구조로 형성되는 것이 바람직하다. The metal layers 13a, 13b, and 13c which block the inflow of high frequency components are formed in an area except for the region in which the pair of metal electrodes 300 are formed, and are formed on the lower surface and the upper surface of the first wafer 10 . Rather than being formed, it is preferable to form an open structure in a portion where the pair of metal electrodes 300 are formed.

제3메탈층(13c)이 형성된 웨이퍼 본체(100)의 외부면 전체에 제3메탈층(13c)을 보호하기 위한 보호막(14)을 더 구비할 수 있다. 특히, 보호막(14)은 제3메탈층(13c)이 형성된 제1웨이퍼(10)의 전면에 형성되는 것이 바람직하며, 보호막(14)은 산화막 계열일 수 있다.A passivation layer 14 may be further provided on the entire outer surface of the wafer body 100 on which the third metal layer 13c is formed to protect the third metal layer 13c. In particular, the passivation layer 14 may be formed on the entire surface of the first wafer 10 on which the third metal layer 13c is formed, and the passivation layer 14 may be based on an oxide layer.

한편, 본 발명은 절연막(12a)과 한 쌍의 메탈전극(300)이 제1웨이퍼(10)에 형성된 구조로만 한정하지 않으며, 도 1 내지 3에 도시된 바와 동일한 층 구조로 제2웨이퍼(20)에 절연막과 한 쌍의 메탈전극이 형성되게 구현할 수도 있다.Meanwhile, the present invention is not limited to the structure in which the insulating film 12a and the pair of metal electrodes 300 are formed on the first wafer 10, and the second wafer 20 has the same layer structure as illustrated in FIGS. 1 to 3. ) And an insulating film and a pair of metal electrodes may be formed.

본 발명에서 제1웨이퍼(10)나 제2웨이퍼(20)는 절연성과 견고성과 열전도성 좋은 실리콘 계열 웨이퍼 또는 세라믹 계열 웨이퍼일 수 있다.In the present invention, the first wafer 10 or the second wafer 20 may be a silicon-based wafer or a ceramic-based wafer having good insulation, robustness, and thermal conductivity.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. While the preferred embodiments of the present invention have been described so far, those skilled in the art may implement the present invention in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments of the present invention described herein are to be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation, and the scope of the present invention is shown in the appended claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope are equivalent to the present invention. Should be interpreted as being included in.

10: 제1웨이퍼
11: 제1리세스
12a: 절연막
13a,13b,13c: 메탈층
14: 보호막
20: 제2웨이퍼
21: 제2리세스
30a,31a: 메탈전극10: first wafer
11: first recess
12a: insulating film
13a, 13b, 13c: metal layer
14: shield
20: second wafer
21: second recess
30a, 31a: metal electrode

Claims (9)

상부의 제1웨이퍼와 하부의 제2웨이퍼가 본딩되어 형성되는 웨이퍼 본체;
플라즈마 상태 측정을 위해 상기 웨이퍼 본체의 내부에 격리되게 형성되는 한 쌍의 메탈전극;
상기 한 쌍의 메탈전극이 형성된 영역을 제외한 상기 웨이퍼 본체의 내부면에 형성되는 제1메탈층; 그리고
상기 한 쌍의 메탈전극이 형성된 영역을 제외한 상기 웨이퍼 본체의 외부면에 형성되는 제2메탈층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.A wafer body formed by bonding an upper first wafer and a lower second wafer;
A pair of metal electrodes which are formed to be isolated inside the wafer body for plasma state measurement;
A first metal layer formed on an inner surface of the wafer body except for a region where the pair of metal electrodes are formed; And
And a second metal layer formed on an outer surface of the wafer body except for the region where the pair of metal electrodes are formed. 제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 메탈전극은,
상기 제1웨이퍼에 형성되는 제1메탈전극과 제2메탈전극으로 구성되되,
상기 제1메탈전극과 상기 제2메탈전극은 서로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 1,
The pair of metal electrodes,
Consists of a first metal electrode and a second metal electrode formed on the first wafer,
And the first metal electrode and the second metal electrode are spaced apart from each other. 제 2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 메탈전극은,
상기 제1웨이퍼에 구비된 제1리세스(1st recess)의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 2,
The pair of metal electrodes,
And a plasma measurement wafer formed in a first recess provided in the first wafer. 제 3 항에 있어서,
상기 제1메탈층은,
상기 제1웨이퍼의 표면과 상기 제1리세스의 측벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 3, wherein
The first metal layer,
And a plasma measuring wafer formed on the surface of the first wafer and the sidewall of the first recess. 제 4 항에 있어서,
상기 제1메탈층은,
상기 제1리세스의 바닥면에서 상기 한 쌍의 메탈전극과 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 4, wherein
The first metal layer,
And a plasma measuring wafer formed on the bottom surface of the first recess to be spaced apart from the pair of metal electrodes. 제 2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 메탈 전극과 상기 제1웨이퍼 사이에 절연막이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 2,
An insulating film is provided between the pair of metal electrodes and the first wafer. 제 1 항에 있어서,
상기 제2웨이퍼는,
상기 제1웨이퍼와 본딩 시에 상기 한 쌍의 메탈전극을 하부에서 커버하게 형성되는 제2리세스(2nd recess)를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 1,
The second wafer,
And a second recess (2nd recess) formed to cover the pair of metal electrodes at the bottom when bonding with the first wafer. 제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 메탈전극을 구성하는 제1메탈전극과 제2메탈전극 간에 형성된 정전용량의 변화를 측정하는 회로를 상기 웨이퍼 본체의 내부에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 1,
And a circuit for measuring a change in capacitance formed between the first metal electrode and the second metal electrode constituting the pair of metal electrodes in the wafer body. 제 1 항에 있어서,
상기 제2메탈층이 형성된 상기 웨이퍼 본체의 외부면 전체에 형성되는 보호막을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 측정용 웨이퍼.The method of claim 1,
And a protective film formed on the entire outer surface of the wafer body on which the second metal layer is formed.
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