공정 챔버에서 공정 진단이 가능한 센서 개발에 관한 연구 = Research on the development of a sensor capable of process diagnosis in a process chamber

국문 초록 (Abstract)

산업이 발전함에 따라 반도체 소자의 초미세화 및 고집적화가 빠르게 진행되고 있으며, 이로 인해 공정 난이도가 증가하고 있다. 따라서 소자의 신뢰성과 생산 수율을 확보하기 위해 제조 과정에서 공정 오류를 줄이는 것이 중요해졌다. 현재 Langmuir probe 그리고 Optical Emission Spectroscopy(OES) 등플라즈마를 진단할 수 있는 기술이 개발되고 사용되고 있지만, 이러한 기술들은 플라즈마에 노출되어 공정에 영향을 미치거나 간접적인 측정 방식으로 인해 정확한 결과를 도출하는 데 어려움이 따른다. 본 연구에서는 플라즈마 공정 진행에 따른 챔버 내 오염으로 인해 발생하는 플라즈마의 미세 변화를 실시간으로 측정하여 공정 오류를 사전 진단할 수 있는 in-situ 형식의 센서를 연구하였다. 반도체 산업에서 주로사용되는 C4F8 가스의 플라즈마 방전을 유지하며, 챔버 내 폴리머 형성과 이에 따른 플라즈마 상태 변화사이의 관계를 관찰하고 분석함으로써 공정 제어의 가능성을 제시하였다. 이를 위해 챔버 벽과 chuck 부근에서 축적되는 폴리머의 두께를 관찰하고, VI-probe를 사용하여 이에 따른 챔버 상태 변화를 평가하였다.