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KR100230812B1 - Semiconductor device - Google Patents

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KR100230812B1
KR100230812B1 KR1019970006250A KR19970006250A KR100230812B1 KR 100230812 B1 KR100230812 B1 KR 100230812B1 KR 1019970006250 A KR1019970006250 A KR 1019970006250A KR 19970006250 A KR19970006250 A KR 19970006250A KR 100230812 B1 KR100230812 B1 KR 100230812B1
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이성수
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김영환
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Abstract

본 발명은 플라즈마식각의 종료점을 결정하는 반도체장치에 관한 것으로, 종래의 반도체장치는 폴리실리콘, 금속과 같이 식각의 부산물이 많은 경우 그 식각의 부산물이 석영포트와 포토 멀티플라이 튜브의 연결부위에 적층되어 포토 멀티플라이 튜브의 감도를 저하시켜 플라즈마의 빛을 검출할 수가 없게 되는 문제점과, 공정중에 석영포트를 세정해야 함으로써 공정이 중단되어 생산성이 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 반도체웨이퍼의 식각공정이 진행되는 공정챔버에 플라즈마의 빛을 검출하는 부분이 두 개인 석영포트를 연결하고, 그 석영포트에 각각 선택적으로 사용이 가능한 포토 멀티플라이 튜브를 연결하여 식각의 부산물이 적층되어 하나의 포토 멀티플라이 튜브를 사용할 수 없는 경우 다른 포토 멀티플라이 튜브를 사용함으로써, 반도체장치의 세정주기를 증가시켜 반도체장치를 세정하기 위해 플라즈마 식각공정을 중단하는 횟수를 줄여 반도체 제품의 생산효율을 증가시키는 효과가 있다.The present invention relates to a semiconductor device for determining an end point of plasma etching. In the conventional semiconductor device, when a large number of by-products are etched, such as polysilicon and metal, the by-products of the etching are stacked on the connection portion between the quartz port and the photo multiply tube. Degradation of the sensitivity of the photomultiplier tube makes it impossible to detect plasma light, and the quartz port needs to be cleaned during the process, thereby stopping the process and reducing productivity. In view of the above problems, the present invention connects a quartz port having two portions to detect plasma light to a process chamber in which an etching process of a semiconductor wafer is performed, and connects a photo multiply tube that can be selectively used to each quartz port. If by-products of etching are stacked and one photo multiply tube cannot be used, another photo multiply tube is used to increase the cleaning cycle of the semiconductor device, thereby reducing the number of times the plasma etching process is stopped to clean the semiconductor device. It has the effect of increasing the production efficiency.

Description

반도체장치Semiconductor device

본 발명은 반도체장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 식각의 종료점을 정확히 감지하여 그 식각의 부산물을 세정하는 세정주기를 연장시키는데 적당하도록 한 반도체장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device that is suitable for prolonging a cleaning cycle for accurately detecting an end point of plasma etching and cleaning by-products of the etching.

일반적으로 반도체소자의 제조공정에 있어서, 플라즈마식각공정은 미세패턴을 정확한 깊이 및 크기로 식각하기 위해 공정챔버 내부에 가스, 압력, 전력의 3가지 요건에 의해 플라즈마를 생성하여 식각하고, 그 플라즈마의 특정한 주파수의 변화를 측정하여 식각의 종료점을 찾게되며, 이와 같은 종래 플라즈마 식각의 종료점을 감지하는 반도체장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In general, in the semiconductor device manufacturing process, the plasma etching process generates and etches plasma by three requirements of gas, pressure, and power in the process chamber in order to etch fine patterns to precise depth and size. The end point of the etching is found by measuring a change in a specific frequency, and the semiconductor device for detecting the end point of the conventional plasma etching is described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 종래 반도체장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이 반도체웨이퍼의 플라즈마식각공정이 진행되는 공정챔버(1)와; 상기 공정챔버(1)의 일측에 접속되어 플라즈마의 빛을 검출하기 위한 석영포트(2)와; 상기 석영포트(2)에 접속되어 석영보트(2)에서 검출된 플라즈마의 빛을 증폭하는 포토 멀티플라이 튜브(3)와; 상기 포토 멀티플라이 튜브(3)에서 증폭된 플라즈마의 빛을 입력받아 내부프로그램에 따라 처리하는 제어부(4)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 사용자에게 현재 식각의 정도를 그래프로 표시하는 표시부(5)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 식각의 정도를 판단하여 플라즈마 식각의 종료점 검출 단계를 조절하는 주제어부(6)로 구성된다.1 is a block diagram of a conventional semiconductor device, and a process chamber 1 in which a plasma etching process of a semiconductor wafer is performed as shown therein; A quartz port 2 connected to one side of the process chamber 1 for detecting light of plasma; A photo multiply tube (3) connected to the quartz port (2) for amplifying the light of the plasma detected by the quartz boat (2); A controller 4 for receiving the light of the plasma amplified by the photo multiply tube 3 and processing the light according to an internal program; A display unit 5 receiving the output signal from the controller 4 and displaying a current degree of etching to the user in a graph; The main controller 6 is configured to receive the output signal of the controller 4 to determine the degree of etching and to adjust the end point detection step of the plasma etching.

이하, 상기와 같이 구성된 종래 반도체장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the conventional semiconductor device configured as described above will be described.

먼저, 공정챔버(1)의 내부에 식각의 대상이 되는 반도체 웨이퍼를 장착하고, 플라즈마를 형성하여 그 플라즈마를 이용한 식각을 한다. 이때 플라즈마는 상기 반도체 웨이퍼 내의 식각정도에 따라 다른 주파수의 빛을 발생한다. 또한, 사용자는 주제어부(6)에 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 설정한다.First, a semiconductor wafer to be etched is mounted in the process chamber 1, and plasma is formed to be etched using the plasma. At this time, the plasma generates light of different frequencies according to the degree of etching in the semiconductor wafer. In addition, the user sets the period for detecting the light of the plasma in the main control section (6).

그 다음, 상기 공정챔버(1)의 일측에 연결된 석영포트(2)는 상기 주제어부(6)에 설정된 플라즈마의 빛을 검출하는 주기에 따라 공정챔버(1)내 플라즈마의 빛을 검출한다.Next, the quartz port 2 connected to one side of the process chamber 1 detects the light of the plasma in the process chamber 1 according to the period of detecting the light of the plasma set in the main controller 6.

그 다음, 포토 멀티플라이 튜브(3)는 상기 석영포트(2)에서 검출한 플라즈마의 빛을 증폭한다.The photo multiply tube 3 then amplifies the light of the plasma detected by the quartz port 2.

그 다음, 제어부(4)는 상기 포토 멀티플라이 튜브(3)에서 증폭된 플라즈마의 빛을 입력받고, 내부프로그램에 따라 그 플리즈마 빛의 주파수에 해당하는 데이터를 출력하게 된다.Then, the controller 4 receives the light of the plasma amplified by the photo multiplier tube 3, and outputs data corresponding to the frequency of the plasma light according to the internal program.

그 다음, 상기 제어부(4)의 출력데이타를 인가 받은 표시부(5)는 현재 식각의 정도를 그래프로 나타내어 사용자가 식각의 정도를 인식할 수 있도록 하며, 이와 동시에 제어부(4)의 출력데이타를 인가 받은 주제어부(6)는 상기 플라즈마의 빛을 검출하는 주기, 즉 식각시간과 식각의 정도를 비교하여 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 재 설정하게 된다. 다시 말해서, 플라즈마의 빛을 검출하는 한 주기 내에 반도체웨이퍼의 식각된 정도가 예상 값보다 크면 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 짧게 하고, 한 주기 내에 반도체웨이퍼의 식각된 정도가 예상 값보다 작으면 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 길게 하여 플라즈마 식각의 종료점을 찾게된다.Next, the display unit 5 receiving the output data of the controller 4 displays the current degree of etching in a graph so that the user can recognize the degree of etching, and at the same time, the output data of the controller 4 is applied. The received main controller 6 resets the period of detecting the light of the plasma, that is, the period of detecting the light of the plasma by comparing the etching time with the degree of etching. In other words, if the etched degree of the semiconductor wafer is greater than the expected value within one period of detecting the light of the plasma, the period of detecting the light of the plasma is shortened. If the etched degree of the semiconductor wafer is less than the expected value within the period, the plasma The end of the plasma etching is found by lengthening the period of detecting the light.

그러나, 종래의 반도체장치는 폴리실리콘, 금속과 같이 식각의 부산물이 많은 경우 그 식각의 부산물이 석영포트와 포토 멀티플라이 튜브의 연결부위에 적층되어 포토 멀티플라이 튜브의 감도를 저하시켜 플라즈마의 빛을 검출할 수가 없게 되는 문제점과, 공정중에 석영포트를 세정해야 함으로써 공정이 중단되어 생산성이 감소하는 문제점이 있었다.However, in the conventional semiconductor device, when there are many by-products of etching such as polysilicon and metal, the by-products of the etching are stacked on the connection portion between the quartz port and the photo multiply tube to reduce the sensitivity of the photo multiply tube to detect the light of the plasma. There was a problem that there is no number and the problem that the process is stopped by reducing the quartz port during the process, the productivity is reduced.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 석영포트를 세정하는 주기를 연장시킨 반도체장치의 제공에 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention has an object to provide a semiconductor device having an extended period for cleaning a quartz port.

도1은 종래 반도체장치의 블록도.1 is a block diagram of a conventional semiconductor device.

도2는 본 발명에 의한 반도체장치의 블록도.2 is a block diagram of a semiconductor device according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:공정챔버 2:석영포트1: process chamber 2: quartz port

3, 3-1:포토 멀티플라이 튜브 4:제어부3, 3-1: Photo multiply tube 4: Control part

5:표시부 6:주제어부5: display unit 6: main control unit

7:비교부 8:모터구동부7: Comparative part 8: Motor drive part

9:모터 10:보호막9: motor 10: shield

상기와 같은 목적은 석영포트에 플라즈마의 빛을 검출하는 부분 및 플라즈마의 빛을 증폭하는 포토 멀티플라이 튜브를 다수로 설치하여 하나의 포토 멀티플라이 튜브와 석영포트의 접속점에 식각의 부산물이 적층되어 플라즈마의 빛을 검출하기 적당하지 않으면 다른 포토 멀티플라이 튜브를 사용하여 플라즈마의 빛을 검출 및 증폭함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명에 의한 반도체장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The purpose of the above is to install a plurality of photo multiply tubes for amplifying the plasma light and a portion for detecting the light of the plasma in the quartz port by etching the by-products of the photomultiply tube and the connection point of the quartz port is laminated to the light of the plasma If it is not suitable to detect this is achieved by detecting and amplifying the light of the plasma using another photo multiply tube, the semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.

도2는 본 발명에 의한 반도체장치의 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 반도체웨이퍼의 플라즈마식각공정이 진행되는 공정챔버(1)와; 상기 공정챔버(1)의 일측에 접속되어 플라즈마의 빛을 검출하기 위한 석영포트(2)와; 상기 석영포트(2)에 접속되어 석영보트(2)에서 검출된 플라즈마의 빛을 증폭하는 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)와; 상기 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)에서 증폭된 플라즈마의 빛을 입력받아 내부프로그램에 따라 처리하는 제어부(4)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 사용자에게 현재 식각의 정도를 그래프로 표시하는 표시부(5)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 식각의 정도를 판단하여 플라즈마식각의 종료점 검출 단계를 조절하는 주제어부(6)와; 상기 주제어부(6) 및 제어부(4)의 출력신호를 입력받아 비교출력하는 비교부(7)와; 상기 비교부(7)의 출력신호를 인가 받아 모터구동신호를 출력하는 모터구동부(8)와; 상기 모터구동부(8)의 모터구동신호에 따라 구동되어 보호막(10)을 사용하여 상기 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)를 선택하는 모터(9)로 구성된다.2 is a block diagram of a semiconductor device according to the present invention, which includes a process chamber 1 in which plasma etching of a semiconductor wafer is performed; A quartz port 2 connected to one side of the process chamber 1 for detecting light of plasma; Photomultiply tubes (3) and (3-1) connected to the quartz port (2) for amplifying the light of the plasma detected by the quartz boat (2); A controller 4 for receiving the light of the plasma amplified by the photo multiply tubes 3 and 3-1 and processing the light according to an internal program; A display unit 5 receiving the output signal from the controller 4 and displaying a current degree of etching to the user in a graph; A main controller 6 which receives the output signal of the controller 4 to determine the degree of etching and adjusts an end point detection step of plasma etching; A comparison unit 7 which receives the output signals of the main controller 6 and the controller 4 and compares them; A motor driver 8 which receives the output signal of the comparator 7 and outputs a motor drive signal; And a motor 9 driven according to a motor driving signal of the motor driving unit 8 to select the photo multiply tubes 3 and 3-1 using the protective film 10.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 반도체장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the semiconductor device according to the present invention configured as described above will be described.

먼저, 공정챔버(1)의 내부에 식각의 대상이 되는 반도체 웨이퍼를 장착하고, 플라즈마를 형성하여 그 플라즈마를 이용한 식각을 한다. 이때 플라즈마는 상기 반도체 웨이퍼 내의 식각정도에 따라 다른 주파수의 빛을 발생한다. 또한, 사용자는 주제어부(6)에 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 설정한다.First, a semiconductor wafer to be etched is mounted in the process chamber 1, and plasma is formed to be etched using the plasma. At this time, the plasma generates light of different frequencies according to the degree of etching in the semiconductor wafer. In addition, the user sets the period for detecting the light of the plasma in the main control section (6).

그 다음, 상기 공정챔버(1)의 일측에 연결된 석영포트(2)는 상기 주제어부(6)에 설정된 플라즈마의 빛을 검출하는 주기에 따라 공정챔버(1)내 플라즈마의 빛을 검출한다.Next, the quartz port 2 connected to one side of the process chamber 1 detects the light of the plasma in the process chamber 1 according to the period of detecting the light of the plasma set in the main controller 6.

그 다음, 포토 멀티플라이 튜브(3)는 상기 석영포트(2)에서 검출한 플라즈마의 빛을 증폭한다.The photo multiply tube 3 then amplifies the light of the plasma detected by the quartz port 2.

그 다음, 제어부(4)는 상기 포토 멀티플라이 튜브(3)에서 증폭된 플라즈마의 빛을 입력받고, 내부프로그램에 따라 그 플리즈마 빛의 주파수에 해당하는 데이터를 출력하게 된다.Then, the controller 4 receives the light of the plasma amplified by the photo multiplier tube 3, and outputs data corresponding to the frequency of the plasma light according to the internal program.

그 다음, 상기 제어부(4)의 출력데이타를 인가 받은 표시부(5)는 현재 식각의 정도를 그래프로 나타내어 사용자가 식각의 정도를 인식할 수 있도록 하며, 이와 동시에 제어부(4)의 출력데이타를 인가 받은 주제어부(6)는 상기 플라즈마의 빛을 검출하는 주기를 결정하게 된다. 이와 같은 동작의 반복으로 플라즈마 식각공정이 진행되어 식각의 부산물의 발생이 증가하여 상기 석영포트(2)와 포토 멀티플라이 튜브(3)의 연결부분에 식각의 부산물이 적층되어 더 이상 포토 멀티플라이 튜브(3)를 사용할 수 없는 경우, 상기 주제어부(6)의 출력신호는 제어부(4)의 출력신호보다 높게 출력된다.Next, the display unit 5 receiving the output data of the controller 4 displays the current degree of etching in a graph so that the user can recognize the degree of etching, and at the same time, the output data of the controller 4 is applied. The received main controller 6 determines the period for detecting the light of the plasma. By repeating the above operation, the plasma etching process is performed to increase the generation of by-products of the etching, so that the by-products of etching are stacked on the connection portions of the quartz port 2 and the photo multiply tube 3, and thus the photo multiply tube 3 ) Is not available, the output signal of the main controller 6 is output higher than the output signal of the controller 4.

그 다음, 상기 제어부(4) 및 주제어부(6)의 출력신호를 입력받은 비교부(7)는 두 신호를 비교하여 주제어부(6)의 출력신호가 큰 경우 출력신호를 모터구동부(8) 및 주 제어부(6)로 출력하게 된다.Next, the comparator 7 receiving the output signals of the controller 4 and the main controller 6 compares the two signals and outputs an output signal to the motor driver 8 when the output signal of the main controller 6 is large. And output to the main controller 6.

그 다음, 상기 비교부(7)의 출력신호를 인가 받은 모터구동부(8)는 모터구동신호를 출력하고, 그 모터구동신호에 따라 모터(9)가 구동되어 포토 멀티플라이 튜브(3-1)를 보호하고 있던 보호막(10)을 이동하여 포토 멀티플라이 튜브(3)를 보호함으로써, 포토 멀티플라이 튜브(3-1)를 사용하여 플라즈마의 빛을 검출하게 된다.Then, the motor driving unit 8 receiving the output signal of the comparing unit 7 outputs a motor driving signal, and the motor 9 is driven in accordance with the motor driving signal to operate the photo multiply tube 3-1. By moving the protective film 10 which was protected, and protecting the photo multiply tube 3, the light of a plasma is detected using the photo multiply tube 3-1.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체장치는 식각의 부산물이 적층되어 하나의 포토 멀티플라이 튜브를 사용할 수 없는 경우 다른 포토 멀티플라이 튜브를 사용함으로써, 반도체장치의 세정주기를 증가시켜 반도체장치를 세정하기 위해 플라즈마 식각공정을 중단하는 횟수를 줄여 반도체소자의 생산효율을 증가시키는 효과가 있다.As described above, in the semiconductor device according to the present invention, when the by-products of etching are stacked and one photo multiply tube cannot be used, another photo multiply tube is used, thereby increasing the cleaning period of the semiconductor device and thereby cleaning the semiconductor device. There is an effect of increasing the production efficiency of the semiconductor device by reducing the number of times to stop the etching process.

Claims (1)

반도체웨이퍼의 플라즈마식각공정이 진행되는 공정챔버(1)와; 상기 공정챔버(1)의 일측에 접속되어 플라즈마의 빛을 검출하기 위한 석영포트(2)와; 상기 석영포트(2)에 접속되어 석영포트(2)에서 검출된 플라즈마의 빛을 그 중 하나에 인가 받아 증폭하는 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)와; 상기 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)에서 증폭된 플라즈마의 빛을 입력받아 내부프로그램에 따라 처리하는 제어부(4)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 사용자에게 현재 식각의 정도를 그래프로 표시하는 표시부(5)와; 상기 제어부(4)의 출력신호를 인가 받아 식각의 정도를 판단하여 플라즈마식각의 종료점 검출 단계를 조절하는 주제어부(6)와; 상기 주제어부(6) 및 제어부(4)의 출력신호를 입력받아 비교출력하는 비교부(7)와; 상기 비교부(7)의 출력신호를 인가 받아 모터구동신호를 출력하는 모터구동부(8)와; 상기 모터구동부(8)의 모터구동신호에 따라 구동되어 보호막(10)을 사용하여 상기 포토 멀티플라이 튜브(3),(3-1)중 하나를 선택하는 모터(9)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 반도체장치.A process chamber 1 in which a plasma etching process of the semiconductor wafer is performed; A quartz port 2 connected to one side of the process chamber 1 for detecting light of plasma; Photomultiply tubes (3) and (3-1) connected to the quartz port (2) to amplify the light of the plasma detected by the quartz port (2) by being applied to one of them; A controller 4 for receiving the light of the plasma amplified by the photo multiply tubes 3 and 3-1 and processing the light according to an internal program; A display unit 5 receiving the output signal from the controller 4 and displaying a current degree of etching to the user in a graph; A main controller 6 which receives the output signal of the controller 4 to determine the degree of etching and adjusts an end point detection step of plasma etching; A comparison unit 7 which receives the output signals of the main controller 6 and the controller 4 and compares them; A motor driver 8 which receives the output signal of the comparator 7 and outputs a motor drive signal; And a motor 9 driven according to a motor driving signal of the motor driving unit 8 to select one of the photo multiply tubes 3 and 3-1 using the protective film 10. A semiconductor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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