KR20220086488A - 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템 - Google Patents
반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220086488A KR20220086488A KR1020210174428A KR20210174428A KR20220086488A KR 20220086488 A KR20220086488 A KR 20220086488A KR 1020210174428 A KR1020210174428 A KR 1020210174428A KR 20210174428 A KR20210174428 A KR 20210174428A KR 20220086488 A KR20220086488 A KR 20220086488A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- real
- spectrum
- deposition process
- chemical vapor
- vapor deposition
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 77
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 37
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 28
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 17
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 claims description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/2209—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using wavelength dispersive spectroscopy [WDS]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/443—Emission spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/227—Measuring photoelectric effect, e.g. photoelectron emission microscopy [PEEM]
- G01N23/2273—Measuring photoelectron spectrum, e.g. electron spectroscopy for chemical analysis [ESCA] or X-ray photoelectron spectroscopy [XPS]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/045—Circuits
- G01N27/046—Circuits provided with temperature compensation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정에서 균일한 증착막 두께와 균일한 증착막 굴절률을 제어하고 모니터링할 수 있도록, 화학증착 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자가 반영된 균일한 발광분광분석(OES ; Optical Emission Spectromtry) Intensity 측정을 위하여, OES를 통해 얻어진 spectrum의 차이가 최소화되는 특정 기준 온도로 보정된 spectrum을 찾도록 OES로 측정된 spectrum 중 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 수치적으로 계산된 spectrum을 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여, 증착공정 모니터링에 필요한 증착막 두께와 증착막 굴절률의 변화에 관한 정보인 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 계산하여 제공함으로써 반도체/디스플레이 산업에 필요한 플라즈마 화학증착공정의 정밀하고 신뢰할 수 있는 균일한 양산설비를 구축할 수 있는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정에서 균일한 증착막 두께와 균일한 증착막 굴절률을 제어하고 모니터링할 수 있도록, 화학증착 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자가 반영된 균일한 발광분광분석(OES ; Optical Emission Spectromtry) Intensity 측정을 위하여, OES를 통해 얻어진 spectrum의 차이가 최소화되는 특정 기준 온도로 보정된 spectrum을 찾도록 OES로 측정된 spectrum 중 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 수치적으로 계산된 spectrum을 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여, 증착공정 모니터링에 필요한 증착막 두께와 증착막 굴절률의 변화에 관한 정보인 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 계산하여 제공함으로써 반도체/디스플레이 산업에 필요한 플라즈마 화학증착공정의 정밀하고 신뢰할 수 있는 균일한 양산설비를 구축할 수 있는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 웨이퍼 상에 확산, 증착, 사진, 식각, 이온주입 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하게 됨으로써 이루어진다. 이들 제조공정 중에서 식각, 확산, 증착 공정 등은 밀폐된 공정챔버 내에 소정의 분위기에서 공정가스를 투입함으로써 공정챔버 내의 웨이퍼 상에서 반응이 일어나도록 공정을 수행하게 된다.
예컨대 막을 형성하는 증착공정은 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 방법 또는 플라즈마 강화 화학기상증착(Plasma Enhancemenat CVD, PECVD) 방법 등을 이용하여 수행하고 있다.
이러한 반도체 공정에서 수율을 향상시키기 위하여 공정 중에 발생하는 사고를 미리 방지하고 장비의 오동작 등을 사전에 방지하기 위해 공정의 상태를 실시간으로 모니터링하여 이상 상태 발생시 공정을 중단시키는 등의 조치를 취하여 불량률을 낮춤으로써 공정을 최적화하는 것이 필요하다.
뿐만 아니라, 기판 상에 막을 증착시킨 이 후에 상기 증착된 막이 목표한 두께 또는 굴절율 등의 특성을 충족하는지 여부를 확인하기 위한 공정이 수행되어야 하므로 상기 증착 공정을 수행한 후, 증착된 막의 두께 또는 굴절율 등의 특성 외에도 공정챔버 내의 플라즈마 가스 농도 등의 공정조건들을 측정하는 계측설비가 필요하다.
그러나, 상기한 계측설비들을 사용하여 별도로 측정하는 경우에는 기판의 손실 내지 생산성 저하를 유발하며 모든 기판에 대해 검사가 불가능 하다는 문제점이 존재하는데, 이러한 계측설비들은 실시간 분석 기술의 양산 설비 적용을 위해서는 생산공정에 대한 간섭이 없어야 한다.
이를 위하여, 플라즈마 공정을 모니터링하는 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)가 사용되고 있는데, 이는 증착된 막의 두께 또는 굴절율 등의 특성 외에도 공정챔버 내의 플라즈마 가스 농도 등의 공정조건들을 공정 장비에 영향을 주지 않으면서 진단할 수 있는 장점이 있다.
특히, 반도체/디스플레이 생산공정에서 OES는 Dry Cleaning 시 EPD(End Point Detecting)으로 사용되고 있고, 많은 data 관측이 가능한 OES의 특성을 활용하여 실시간 분석을 실시하며, 실시간으로 막질의 정보를 추출할 수 있다.
뿐만 아니라, 공정 챔버 내부의 전자 밀도, 이온 밀도 등과 같은 플라즈마 특성은 플라즈마 처리 공정의 처리율(process rate), 균질성(homogeneity), 균일성(uniformity) 및 웨이퍼 대 웨이퍼 반복성(wafer-to-wafer repeatability)에 영향을 미치는 요인이다. 예를 들어, 공정 챔버 내의 전자 밀도는 전자의 여기(excitation), 이온화(ionization), 해리(dissociation) 정도에 영향을 미친다. 따라서, 플라즈마 처리 공정을 효과적으로 수행하기 위해서, 공정 챔버 내부의 상태를 검사하고, 플라즈마 상태를 파악하는 데에 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)가 사용되고 있다.
종래, 반도체/디스플레이 생산공정에서 사용되는 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy) 사용한 플라즈마 공정 모니터링 기술들을 살펴 보면, 한국공개특허 10-2010-0078097(공개일자 2010년07월08일)에 챔버 내에 로딩된 기판 상에 막을 증착하는 단계; 상기 막의 증착 중에 상기 챔버 내에서 발생되는 광학적 방사 분광 데이터를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 광학 방사 분광 데이터로부터 상기 증착 공정 중에 기판에 증착된 막의 두께를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막의 두께 산출 방법이 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2019-0121864(공개일자 2019년10월28일)에는 기판 상에 형성되는 층의 플라즈마 보조 표면 개질(plasma-assisted surface modification)의 프로세스를 모니터링 및 제어하기 위한 방법으로서, 표면 개질 가스를 플라즈마 프로세싱 시스템의 플라즈마 프로세싱 챔버 안으로 유동시키는 단계; 상기 플라즈마 프로세싱 챔버에서 플라즈마를 점화시켜 기판 상에 형성되는 층에 대한 표면 개질 프로세스를 개시하는 단계; 및 상기 층에 대한 상기 표면 개질 프로세스 동안, 상기 플라즈마 프로세싱 챔버에 부착되는 광학 방출 분광법 시스템(optical emission spectroscopy system)으로부터 광학 방출 스펙트럼을 획득하는 단계를 포함하는, 기판 상에 형성되는 층의 플라즈마 보조 표면 개질의 프로세스를 모니터링 및 제어하기 위한 방법이 공지되어 있다.
그러나, 상기 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy) 사용한 플라즈마 공정 모니터링 기술들은 특정 챔버 내 플라즈마 이상 상태가 발생하게 되는 경우 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)가 균일하지 않음에 따라, OES의 측정결과의 재현성이 떨어질 수 있다
예를들어, [도 1]에 도시한 바와 같이, [도 1]의 ① 및 ②는 동일한 조건/플라즈마공정을 수행하는 공정 챔버를 측정한 경우의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 Intensity이다. 이러한 경우, 동일한 OES Intensity가 얻어져야 하나, ① 및 ②의 사이에 편차가 발생할 수 있다.
상기한 편차는 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 기기편차 또는 특정 챔버 내 플라즈마 이상 상태에 따라 발생될 수 있으므로 보다 정확한 OES Intensity의 보정이 필요하다.
이에 따라, 한국공개특허 10-2015-0032987(공개일자 2015년04월01일)에는 공정 챔버(Process Chamber)의 일측에 펌프를 통하여 공정 가스를 배출하는 배기관; 상기 배기관의 일측에서 분기된 인입관을 통하여 배기관을 경유하는 가스 성분을 인입하는 플라즈마 챔버, 이 배기가스를 방전시켜 플라즈마화하는 고주파(RF, Radio Frequency) 발전기, 이 플라즈마화된 배기가스의 빛을 분광기에 전달하는 윈도우, 및 상기 다수의 셀프 플라즈마 윈도우의 챔버에서 나오는 플라즈마 빛을 광로를 통해 입력받아 시간과 파장에 따른 분광분포를 측정하는 분광기(Spectrometer)를 구비하는 다수의 셀프 플라즈마 분광기; 상기 분광기와 인터페이스되어 분산된 빛을 분석하는 제어부; 및 상기 제어부에서 분석한 데이터를 취합하여, 상기 다수의 셀프 플라즈마 발광분광기의 각각의 고주파 발전기의 출력 파워를 원격 통신으로 조절하여 각각의 셀프 플라즈마 발광분광기가 동일한 측정값을 갖도록 하는 고주파 제어기를 포함하는 셀프 플라즈마 발광분광기 간의 캘리브레이션 장치가 개발되었다.
또한, 한국공개특허 10-2018-0054474(공개일자 2018년05월24일)에는 공정 챔버와 연관된 광 신호들의 챔버-내 교정을 위한 광학 교정 장치에 있어서: 인클로저(enclosure); 상기 인클로저 내에 위치되어, 연속적인 스펙트럼을 갖는 소스 광을 제공하도록 구성된 광원; 및 상기 인클로저 내에 위치되어, 상기 공정 챔버 내의 동작 동안 플라즈마 방출에 근사하는 교정 광에 상기 소스광을 형성하도록 구성된 광학 성형 소자들을 포함하는, 광학 교정 장치가 공지되어 있다.
또한, 한국공개측허 10-2020-0016650(공개일자 2020년02월17일)에는 기준 광원; 상기 기준 광원으로부터 방출된 광이 유입되는 수광부; 상기 수광부로부터 상기 수광부로 유입된 광을 전송받고, 상기 수광부로 유입된 광을 분석하는 분석부; 및 상기 기준 광원으로부터 방출된 광을 보정하는 보정부를 포함하되, 상기 보정부는 상기 수광부로 입사되는 광의 입사각에 따라 보정 비율이 달라지도록 상기 수광부로 입사되는 광을 보정하는 광학 방출 분광 시스템이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2182057(등록일자 2020년11월17일)에는 플라즈마로부터의 빛을 투과하도록 구성된 견시창; 상기 견시창으로 표준광원을 조사하는 표준광원 입사부; 상기 표준광원 입사부로부터 입사된 표준광원의 상기 견시창에 의해 반사된 빛을 수광 하는 표준광원 수광부; 상기 견시창을 통해 투과되는 상기 플라즈마의 빛을 수광 하는 플라즈마 빛 수광부; 상기 표준광원 입사부로 수광된 빛의 세기으로부터 표준광원의 반사율을 구하고 상기 반사율로부터 상기 플라즈마 빛 수광부로부터 실측값의 보정값을 산출하는, 제어부를 포함하고, 상기 표준광원 입사부 및 상기 표준광원 수광부는 플라즈마 챔버의 외부에 위치하고, 상기 표준광원 입사부는 소정의 입사 각도로 상기 견시창에 입사하도록 구성되고, 상기 표준광원 수광부는 상기 입사 각도에 대응되는 반사 각도의 반사광을 수광하도록 구성되는, 플라즈마 OES 진단 윈도우 시스템이 공지되어 있다.
그러나, 상기 특허들에 공지된 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 Intensity 보정은 발광분광분석 스펙트럼의 고주파 제어에 의한 보정 또는 단지, 발광분광분석기(OES) 자체의 광원보정, 수광부 보정 등의 광학보정에 관한 것이므로 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자에 관하여는 전혀 고려되지 않아 실질적인 OES의 Intensity 보정은 불가능한 문제점이 있었다.
다만, 한국공개특허 10-2020-0043184(공개일자 2020년04월27일)에는 온도 변화에 따른 스펙트럼의 노이즈를 제거하는 스펙트럼 처리 장치로서, 대상체의 온도를 모듈레이션하는 온도 모듈레이터와, 대상체의 온도 변화에 따른 스펙트럼을 측정하는 분광기 및 획득된 스펙트럼을 기초로 온도 변화 벡터를 추출하고, 추출된 온도 변화 벡터를 기초로 스펙트럼을 보정하는 스펙트럼 처리부를 포함하는 대상체의 온도 변화에 따른 스펙트럼 처리 장치 및 방법이 공지되어 있다.
그러나, 상기 온도 변화에 따른 스펙트럼 보정은, [도 2] 내지 [도 4]에 도시한 바와 같이, 온도 변화에 따른 스펙트럼의 흡광도 노이즈를 제거하기 위한 것이다.
즉, [도 2]는 온도 변화에 따라 스펙트럼의 흡광도 변화를 나타낸 것인 바, 온도가 258 ℃에서 320 ℃로 변화되면, 획득된 스펙트럼의 흡광도는 점차 감소하는 것을 알 수 있으므로 이로부터 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 및/또는 특이값 분해(Singular Value Decomposition, SVD) 기법 등을 적용하여 [도 3]과 같이 온도변화벡터를 추출한 후, [도 2]의 온도별 스펙트럼 특성과 [도 3]의 온도 변화벡터(온도 변화에 따른 스펙트럼의 파장별 특성)을 반영하여, [도 4]과 같이, 온도 변화에 따른 노이즈를 제거한다.
이처럼, 상기와 같은 온도 변화에 따른 스펙트럼의 노이즈 제거는 보다 정확한 OES의 Intensity값을 측정하는 것은 가능하나, 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자를 고려하여 균일하게 측정될 수 있는 OES의 Intensity 보정은 여전히 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하고자 한 것으로, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정에서 균일한 증착막 두께와 균일한 증착막 굴절률을 제어하고 모니터링할 수 있도록, 화학증착 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자가 반영된 균일한 발광분광분석(OES ; Optical Emission Spectromtry) Intensity 측정을 위하여, OES를 통해 얻어진 spectrum의 차이가 최소화되는 특정 기준 온도로 보정된 spectrum을 찾도록 OES로 측정된 spectrum 중 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 수치적으로 계산된 spectrum을 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여, 증착공정 모니터링에 필요한 증착막 두께와 증착막 굴절률의 변화에 관한 정보인 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 계산하여 제공함으로써 반도체/디스플레이 산업에 필요한 플라즈마 화학증착공정의 정밀하고 신뢰할 수 있는 균일한 양산설비를 구축할 수 있는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정챔버 내 기판의 막 두께, 막 굴절율을 포함하는 기판 특성 또는 공정챔버 내의 플라즈마 가스 농도를 포함하는 공정챔버조건에 관한 발광분광분석(Optical Emission Spectroscopy) 스펙트럼을 측정하는 스펙트럼측정부와; 상기 공정챔버 내부의 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 이에 관한 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여 온도보정벡터를 추출하는 온도보정벡터추출부와; 상기 추출된 온도보정벡터를 반영하여 상기 스펙트럼측정부에서 측정된 스펙트럼을 보정하는 보정스펙트럼추출부와; 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하는 실시간정보계산분석부와; 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값과의 비교상관계수를 계산하기 위한 캘리브레이션부;를 포함하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 다음 함수알고리즘에 의해 수행되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
(여기서, 
는 N2(질소)가스온도에 관한 실시간 온도정보, 
는 보정스펙트럼값, 
는 측정 스펙트럼값, 
는 스펙트럼 측정횟수이다.)
상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 병렬수치해석 프로그램에 의해 수행되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 스펙트럼측정부는 공정챔버에 광을 조사하는 하나 이상의 광원; 및 산란 또는 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보정스펙트럼추출부는 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 및 특이값 분해(Singular Value Decomposition, SVD)기법 중 적어도 하나의 기법에 의해 수행되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보정스펙트럼추출부는 보정스펙트럼을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보정스펙트럼추출부는 보정스펙트럼을 외부 기기에 전송하는 통신부를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 실시간정보계산분석부는 계산된 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 공정 챔버에서 시간 변화에 따라 변화되는 실시간 온도정보(RTI)로부터 상기 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하고, 상기 캘리브레이션부에서 얻어진 비교상관계수로 보정계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 캘리브레이션부는 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값과의 비교상관계수를 계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템은, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정에서 균일한 증착막 두께와 균일한 증착막 굴절률을 제어하고 모니터링할 수 있도록, 화학증착 공정챔버의 온도, 가스농도의 변화 등에 따른 보정 인자가 반영된 균일한 발광분광분석(OES ; Optical Emission Spectromtry) Intensity 측정을 위하여, OES를 통해 얻어진 spectrum의 차이가 최소화되는 특정 기준 온도로 보정된 spectrum을 찾도록 OES로 측정된 spectrum 중 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 수치적으로 계산된 spectrum을 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여, 증착공정 모니터링에 필요한 증착막 두께와 증착막 굴절률의 변화에 관한 정보인 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 계산하여 제공함으로써 반도체/디스플레이 산업에 필요한 플라즈마 화학증착공정의 정밀하고 신뢰할 수 있는 균일한 양산설비를 구축할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 종래 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity) 불균일을 나타내는 도면
도 2는 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 3은 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 4는 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)에 의한 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))가 반영된 보정된 OES Intensity를 나타낸 도면
도 6은 실시간 계산된 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))의 변화를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 RTI 정보를 통해서 계산된 실시간 막 두께의 변화량을 나타낸 도면
도 8은 본 발명을 통해 계산된 RTI 와 실시간 막 두께의 상관 관계를 시간축(x)의 변화에 따라 나타낸 도면
도 2는 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 3은 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 4는 종래기술의 발광분광분석기(Optical Emission Spectroscopy)의 감도(Intensity)의 노이즈를 제거과정을 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)에 의한 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))가 반영된 보정된 OES Intensity를 나타낸 도면
도 6은 실시간 계산된 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))의 변화를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 RTI 정보를 통해서 계산된 실시간 막 두께의 변화량을 나타낸 도면
도 8은 본 발명을 통해 계산된 RTI 와 실시간 막 두께의 상관 관계를 시간축(x)의 변화에 따라 나타낸 도면
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.
우선, OES 측정 data는 다양한 정보를 포함하고 있으나, 이를 처리하여 특정한 처리 결과로 전환하는 기술과 활용하는 방법은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
Spectrum을 활용한 온도 계산 방법은 온도를 계산하기 위한 target gas, spectrum 계산 범위, data 처리 방법, 계산 알고리즘에 따라 서로 상이하며 또한 정보처리장치(ex, 컴퓨터)의 성능에 따라 얻을 수 있는 단위 시간당 계산 가능한 정보의 양이 제한되는 관계로 반도체/디스플레이와 같은 정밀 공정을 다루는데 있어 기존의 spectrum 계산 방식을 양산 공정에 적용함에 불편이 가중되고 있다.
이에, 정밀한 온도 계산을 위해 spectrum resolution을 증가시킬 경우, 사무용 목적으로 사용되는 보편적인 정보처리 기기를 활용한다면 1회의 spectrum 계산에 수분에서 시간 단위의 분석 프로세스 비용이 소요되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 기존의 spectrum 계산 방식을 개선하여 측정 후 1초이내 온도 계산을 완료하여 분석 결과를 제공하도록 real-time temperature information(RTI) 기술을 확립하였다.
Real-time temperature information을 제공하기 위해 본 특허에서는 측정된 spectrum 중 N2(질소) 가스 target gas로 선택하여 온도를 계산하였고, 필요에 따라 N2 가스의 0-0 혹은 1-0, 2-0의 발광밴드(emission band)를 바꾸어 계산할 수 있도록 하는 알고리즘을 개발하였다.
상기 알고리즘은 질소 가스 또는 질소 도핑 방전에서의 온도를 측정하는 방법을 사용하며, 실험적으로 측정한 질소의 첫 포지티브 시스템
에서 얻을 수 있는 0-0(1025~1056 nm, Band Head: 1051.0 nm), 1-0(875~896 nm, Band Head: 891.25 nm) 및 2-0(765~780 nm, Band Head: 775.3 nm) 밴드의 스펙트럼을 수치적으로 계산하여 생성한 결과와 비교하며 RTI 결과를 계산하는 방법을 사용한다.
질소의 가스 온도를 계산하는 방법은 본 특허에서 제시하는 방법과 달리, 다른 밴드의 피크 비율을 계산하는 방법 (M. Simek and S. De Benedictis, Plasma Chem. Plasma Proc. 15, 451 1995년)이나, D.M. 필립스(D.M Phillips)의 연구 논문(참조 : Journal of Physics D, 제9권, 페이지 507, 1975년)은 질소 분자의 온도상승을 순시적으로 측정하고, 여기광(exciting light)만을 질소 기체를 가열하는 가열원으로 이용하는 방법, 혹은 계산 방법과 알고리즘은 다르지만 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 온도 측정 방법 (특1992-0007850)등이 있다.
하지만, 상기 방법을 사용하는 경우 적절하지 못한 분석 밴드의 선택은 RTI 계산에 오차를 발생시키거나, 반도체/디스플레이 산업의 CVD 공정과정에 사용하기에는 정확도가 떨어진다는 단점이 존재한다.
또한 상기 방법을 통해 RTI 값을 계산하는 방법은 측정 파장대에서 발생되는 스펙트럼을 계산하는 시간이 상당히(수분 이상) 소모되며, 공정 과정의 변화 혹은 순간적인 리크 발생에 따른 RTI값의 많은 계산 시간은 발생된 문제를 대응하기에 부적합한 단점이 있다.
따라서 본 특허에서는, real-time temperature information을 실시간으로 제공하기 위해 OES장비를 통해서 얻어진 spectrum의 차이가 최소화되는 지점을 특정 온도를 기준으로 계산된 spectrum을 찾도록 Non-linear least squares method를 적용하였으며, 이때 발생되는 부하를 프로세서가 나누어 처리할 수 있도록 병렬화 하였다.
Non-linear least squares method을 사용하면, OES 측정 장비에서 사용하는 일반적인 spectrum resolution을 적용하거나 근사 온도 계산을 위해 resolution을 높이는 경우 계산 시간이 기하 급수적으로 증가하는 문제가 발생하는 관계로, 본 특허에서는 이러한 문제점을 최소화하기 위해 비용 함수 계산을 위한 예측 값을 초기값으로 활용하였으며 병렬 계산 프로세스 부하 총량을 감소시킬 수 있도록 알고리즘에 반영하여 RTI를 제공하였다.
또한, 일부 계산 프로세스를 블록화하거나 동일한 연산의 반복이 최소화 되도록 알고리즘을 변경하였으며, 분산 프로세스간 원자 연산(Atomic Operation)이 발생될 수 있는 과정을 줄이고 프로세서의 로드를 감소시켜, 반도체/디스플레이 산업의 정밀한 양산 혹은 생산 설비에 사용 가능한 RTI를 제공할 수 있도록 하였다.
이를 위하여 본 발명의 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템은, 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정챔버 내 기판의 막 두께, 막 굴절율을 포함하는 기판 특성 또는 공정챔버 내의 플라즈마 가스 농도를 포함하는 공정챔버조건에 관한 발광분광분석(Optical Emission Spectroscopy) 스펙트럼을 측정하는 스펙트럼측정부와; 상기 공정챔버 내부의 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 이에 관한 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여 온도보정벡터를 추출하는 온도보정벡터추출부와; 상기 추출된 온도보정벡터를 반영하여 상기 스펙트럼측정부에서 측정된 스펙트럼을 보정하는 보정스펙트럼추출부와; 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하는 실시간정보계산분석부와; 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값과의 비교상관계수를 계산하기 위한 캘리브레이션부;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 다음 함수알고리즘에 의해 수행된다.
(여기서, 
는 N2(질소)가스온도에 관한 실시간 온도정보, 
는 보정스펙트럼값, 
는 측정 스펙트럼값, 
는 스펙트럼 측정횟수이다.)
상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 병렬 수지해석 프로그램에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 스펙트럼측정부는 공정챔버에 광을 조사하는 하나 이상의 광원; 및 산란 또는 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 것은 당연하다.
특히, 상기 보정스펙트럼추출부는 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 및 특이값 분해(Singular Value Decomposition, SVD)기법 중 적어도 하나의 기법에 의해 수행될 수 있으며, 보정스펙트럼을 출력하는 출력부를 포함하여 구성될 수 있고, 아울러, 출력된 보정스펙트럼을 외부 기기에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실시간정보계산분석부는 계산된 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 공정 챔버에서 시간 변화에 따라 변화되는 실시간 온도정보(RTI)로부터 상기 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하고, 상기 캘리브레이션부에서 얻어진 상관계수로 보정계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행될 수 있으며, 상기 캘리브레이션부는 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값과의 비교상관계수를 계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 보정스펙트럼 출력 예시에 대하여 설명하면, [도 5]에 도시한 바와 같이, 2-0 밴드에서 100 K 초과시 측정한 스펙트럼 (b) 및 100 K 미만시 측정한 스펙트럼의 편차가 본 발명의 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method) 함수알고리즘이 반영된 보정스펙트럼 (a)로부터 상기 보정스펙트럼 (a)는 스펙트럼 (b)(c)의 편차가 보정되어 일치되는 것을 확인할 수 있다.
한편, [도 6] 내지 [도 8]을 참조하여 설명하며, 본 발명의 보정스펙트럼을 사용하여 실시간 계산된 RTI 정보는 반도체/디스플레이 양산설비에서 필요로하는 막질의 두께나 굴절률, 산포를 관리수준 이내로 유지하기 위한 정보를 도출할 수 있다.
[도 6]은 실시간 계산된 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))의 변화를 나타낸 도면이고, [도 7]은 RTI 정보를 통해서 계산된 실시간 막 두께의 변화량을 나타낸 도면이다.
즉, [도 6] 내지 [도 7]에 도시한 바와 같이, 상기 계산된 RTI 정보는 공정과정에 사용된 가스의 유량과 밀도와 밀접하게 연결되어 있으며, CVD 공정에서 생성되는 막질의 두께나 굴절률과 상관 관계를 갖는다.
따라서, 동일 플라즈마 에칭 공정에서 RTI 값의 구배는 웨이퍼에 불균일성을 발생시켜 반도체에 불량을 일으키는 원인이 되는 관계로, 양산 설비에 있어서 정밀한 RTI 값의 계산은 CVD공정 또는 플라즈마를 사용하는 프로세스를 이해하고 컨트롤하는 중요한 요소이다.
이러한 상관관계는 공정과정의 환경에 따라 달라질 수 있는 관계로, 이를 보정하기 위한 방법을 필요로 하고, 이러한 정보는 공정이 완료된 후 계측장비에서 실측된 정보를 사용하여야 하며, 상관 계수를 빠르게 계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행해야 한다.
상기 보정된 상관계수를 사용하면, 공정 챔버에서 시간 변화에 따라 변화되는 사용하여 두께와 굴절률 또는 EPD(End Point Detection) 등의 정보를 빠르게 추출할 수 있다.
[도 8]은 본 발명을 통해 계산된 RTI 와 실시간 막 두께의 상관 관계를 시간축(x)의 변화에 따라 나타낸 도면으로서, 본 발명을 통해 계산된 RTI값과 CVD공정에서 생성되는 막질의 두께를 시간 변화의 흐름에 따라 도식하였으며, 보정된 상관계수를 적용할 경우 반도체/디스플레이 산업의 양산설비에서 요구하는 정밀한 관리 요구 수준을 컨트롤 할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (9)
- 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정챔버 내 기판의 막 두께, 막 굴절율을 포함하는 기판 특성 또는 공정챔버 내의 플라즈마 가스 농도를 포함하는 공정챔버조건에 관한 발광분광분석(Optical Emission Spectroscopy) 스펙트럼을 측정하는 스펙트럼측정부와; 상기 공정챔버 내부의 N2(질소) 가스 온도를 실시간으로 측정하고 이에 관한 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)을 적용하여 온도보정벡터를 추출하는 온도보정벡터추출부와; 상기 추출된 온도보정벡터를 반영하여 상기 스펙트럼측정부에서 측정된 스펙트럼을 보정하는 보정스펙트럼추출부와; 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하는 실시간정보계산분석부와; 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값의 상관계수를 계산하기 위한 캘리브레이션부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 다음 함수알고리즘에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
(여기서,는 N2(질소)가스온도에 관한 실시간 온도정보,
는 보정스펙트럼값,
는 측정 스펙트럼값,
는 스펙트럼 측정횟수이다.)
- 제2항에 있어서,
상기 온도보정벡터추출부의 실시간 온도정보(real-time temperature information(RTI))를 위한 비선형최소제곱법(Non-linear least squares method)은 병렬수치해석 프로그램에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 스펙트럼측정부는 공정챔버에 광을 조사하는 하나 이상의 광원; 및 산란 또는 반사되는 광을 검출하는 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 보정스펙트럼추출부는 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA) 기법 및 특이값 분해(Singular Value Decomposition, SVD)기법 중 적어도 하나의 기법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 보정스펙트럼추출부는 보정스펙트럼을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 보정스펙트럼추출부는 보정스펙트럼을 외부 기기에 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 실시간정보계산분석부는 계산된 상기 실시간 온도정보(RTI)를 사용하여 공정 챔버에서 시간 변화에 따라 변화되는 실시간 온도정보(RTI)로부터 상기 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 수치를 계산하고, 상기 캘리브레이션부에서 얻어진 비교상관계수로 보정계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
- 제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션부는 증착공정이 완료된 후 계측장비에서 측정된 막 두께와 막 굴절률 또는 EPD(End Point Detection)를 포함하는 측정값과 상기 실시간정보계산분석값과의 비교상관계수를 계산하기 위한 알고리즘이 포함된 프로그램에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200176431 | 2020-12-16 | ||
| KR20200176431 | 2020-12-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220086488A true KR20220086488A (ko) | 2022-06-23 |
| KR102574604B1 KR102574604B1 (ko) | 2023-09-06 |
Family
ID=82222003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210174428A KR102574604B1 (ko) | 2020-12-16 | 2021-12-08 | 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102574604B1 (ko) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10245673A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Asahi Optical Co Ltd | 光学薄膜設計システムおよび光学薄膜製造システム |
| KR100281157B1 (ko) * | 1993-07-28 | 2001-11-30 | 밀러 제리 에이 | 고용량반도체도펀트의증착및산화방법 |
| US20060100730A1 (en) * | 2002-07-12 | 2006-05-11 | Parkes Alan S | Method for detection and relocation of wafer defects |
| KR20100078097A (ko) | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 삼성전자주식회사 | 막의 두께 산출 방법 및 이를 이용한 막 형성 방법 |
| JP2011527523A (ja) * | 2008-07-07 | 2011-10-27 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理チャンバ内の膜を特性化するためのｒｆバイアス容量結合静電（ｒｆｂ−ｃｃｅ）プローブ構成、それに関連する方法、及び、その方法を実行するコードを格納するプログラム格納媒体 |
| KR20150032987A (ko) | 2013-09-23 | 2015-04-01 | 주식회사 엠아이티에스솔루션 | 다수의 셀프 플라즈마 발광분광기 및 다수의 공정챔버 간의 셀프 플라즈마 발광분광기의 캘리브레이션 장치 및 이를 이용한 캘리브레이션 방법 |
| KR20180054474A (ko) | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 베러티 인스트루먼트, 인코퍼레이티드 | 반도체 공정 시스템들에서 광 신호들의 교정을 위한 시스템 및 방법 |
| KR20190121864A (ko) | 2017-03-17 | 2019-10-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 메트릭 향상을 위한 표면 개질 제어 |
| KR20200016650A (ko) | 2018-08-07 | 2020-02-17 | 삼성전자주식회사 | 광학 방출 분광 시스템 및 그 보정 방법, 반도체 소자 제조 방법 |
| KR20200043184A (ko) | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 삼성전자주식회사 | 대상체의 온도 변화에 따른 스펙트럼 처리 장치 및 방법 |
| KR102182057B1 (ko) | 2019-06-04 | 2020-11-23 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마 oes 진단 윈도우 시스템, 플라즈마 oes 값의 보정 방법 및 플라즈마 oes 진단용 윈도우 |
-
2021
- 2021-12-08 KR KR1020210174428A patent/KR102574604B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100281157B1 (ko) * | 1993-07-28 | 2001-11-30 | 밀러 제리 에이 | 고용량반도체도펀트의증착및산화방법 |
| JPH10245673A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Asahi Optical Co Ltd | 光学薄膜設計システムおよび光学薄膜製造システム |
| US20060100730A1 (en) * | 2002-07-12 | 2006-05-11 | Parkes Alan S | Method for detection and relocation of wafer defects |
| JP2011527523A (ja) * | 2008-07-07 | 2011-10-27 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマ処理チャンバ内の膜を特性化するためのｒｆバイアス容量結合静電（ｒｆｂ−ｃｃｅ）プローブ構成、それに関連する方法、及び、その方法を実行するコードを格納するプログラム格納媒体 |
| KR20100078097A (ko) | 2008-12-30 | 2010-07-08 | 삼성전자주식회사 | 막의 두께 산출 방법 및 이를 이용한 막 형성 방법 |
| KR20150032987A (ko) | 2013-09-23 | 2015-04-01 | 주식회사 엠아이티에스솔루션 | 다수의 셀프 플라즈마 발광분광기 및 다수의 공정챔버 간의 셀프 플라즈마 발광분광기의 캘리브레이션 장치 및 이를 이용한 캘리브레이션 방법 |
| KR20180054474A (ko) | 2016-11-14 | 2018-05-24 | 베러티 인스트루먼트, 인코퍼레이티드 | 반도체 공정 시스템들에서 광 신호들의 교정을 위한 시스템 및 방법 |
| KR20190121864A (ko) | 2017-03-17 | 2019-10-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 에칭 메트릭 향상을 위한 표면 개질 제어 |
| KR20200016650A (ko) | 2018-08-07 | 2020-02-17 | 삼성전자주식회사 | 광학 방출 분광 시스템 및 그 보정 방법, 반도체 소자 제조 방법 |
| KR20200043184A (ko) | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 삼성전자주식회사 | 대상체의 온도 변화에 따른 스펙트럼 처리 장치 및 방법 |
| KR102182057B1 (ko) | 2019-06-04 | 2020-11-23 | 한국기초과학지원연구원 | 플라즈마 oes 진단 윈도우 시스템, 플라즈마 oes 값의 보정 방법 및 플라즈마 oes 진단용 윈도우 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102574604B1 (ko) | 2023-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10365212B2 (en) | System and method for calibration of optical signals in semiconductor process systems | |
| US8358416B2 (en) | Methods and apparatus for normalizing optical emission spectra | |
| JP6650259B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法 | |
| KR100709360B1 (ko) | 플라즈마처리장치 및 처리방법 | |
| TWI518525B (zh) | 使用多變量分析之電漿蝕刻程序的終點偵測方法 | |
| US8101906B2 (en) | Method and apparatus for calibrating optical path degradation useful for decoupled plasma nitridation chambers | |
| US7813895B2 (en) | Methods for plasma matching between different chambers and plasma stability monitoring and control | |
| US20050146709A1 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
| JP2010526998A (ja) | 障害検出及びプロセスモニタリングのために使用される放射分析光学モニタリングシステムのキャリブレーション | |
| JP2010190824A (ja) | 半導体製造プロセス用吸光分析装置 | |
| US10685819B2 (en) | Measuring concentrations of radicals in semiconductor processing | |
| KR102574604B1 (ko) | 반도체/디스플레이 플라즈마 화학증착공정 모니터링 전용 실시간 온도편차 보정 발광분광분석시스템 | |
| WO2022035679A1 (en) | Endpoint detection of deposition cleaning in a pumping line and a processing chamber | |
| KR102017559B1 (ko) | 보정광원을 갖는 공정 모니터링 장치 및 이를 이용한 공정 모니터링 방법 | |
| EP3586352B1 (en) | Method for real-time monitoring of a process and mass spectrometer | |
| KR100812744B1 (ko) | 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법 | |
| JPH06132251A (ja) | プラズマエッチング装置のエッチングモニタ | |
| US11927543B2 (en) | Multiple reflectometry for measuring etch parameters | |
| KR20190068836A (ko) | 반도체 공정 챔버 및 가스라인의 가스분석을 위한 tof ms 가스질량분석 모니터링 시스템 | |
| WO2024118852A1 (en) | Spectral sensing of process chamber conditions | |
| KR101939634B1 (ko) | 플라즈마 반응기 벽면 상태 진단 방법 | |
| CN116377569A (zh) | 具有多种在线原位监测功能的脉冲激光沉积装备 | |
| Barna et al. | In Situ Metrology | |
| Wangmaneerat et al. | Plasma etching diagnostics for silicon nitride thin films using emission spectroscopy and multivariate calibration | |
| WO1997037379A1 (en) | In-situ sensor for the measurement of deposition on etching chamber walls |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |