KR20060121362A - Apparatus for measuring esc edge ring - Google Patents

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Abstract

An ESC(ElectroStatic Chuck) edge ring measuring apparatus is provided to prevent the generation of errors in semiconductor manufacturing equipment or a semiconductor device by using a measurement unit. An ESC edge ring measuring apparatus(100) is used for measuring the thickness of an edge ring, wherein the edge ring is installed on an ESC. The ESC edge ring measuring apparatus includes a measurement unit and a support unit. The measurement unit(110) is used for measuring the height of a predetermined portion of the edge ring adjacent to the ESC. The support unit(120) is installed on the ESC. The support unit is used for supporting the measurement unit. A focus ring or a shadow ring is used as the edge ring.

Description

정전척 에지 링 측정 장치{Apparatus for measuring ESC edge ring}Apparatus for measuring ESC edge ring

도 1은 일반적인 반도체 제조설비에서의 정전척과 섀도우링을 나타낸 도면1 is a view showing an electrostatic chuck and a shadow ring in a typical semiconductor manufacturing facility

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지링 측정장치의 평면도2 is a plan view of an edge ring measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지링 측정장치의 정면도3 is a front view of an edge ring measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 4 내지 도 6은 도 2 및 도 3을 이용하여 에지링 측정예를 보인 도면4 to 6 show examples of edge ring measurement using FIGS. 2 and 3.

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

10 : 정전척 20 : 에지링10: electrostatic chuck 20: edge ring

100 : 에지링 측정장치100: edge ring measuring device

110 : 게이지 112 : 지그110: gauge 112: jig

120 : 지지부 120: support

본 발명은 정전척 에지 링 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 상기 상기 정전척에 인접하는 부위의 상기 에지링 상부면이 상기 정전척의 상부면보 다 높은지 낮은지를 판단하기 위한 정전척 에지 링 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus, and more particularly, to an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus for determining whether the upper surface of the edge ring adjacent to the electrostatic chuck is higher or lower than the upper surface of the electrostatic chuck. It is about.

최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 반도체 기판 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet various needs of consumers. Generally, a semiconductor device is manufactured by forming a predetermined film on a silicon semiconductor substrate used as a semiconductor substrate and forming the film in a pattern having electrical properties.

상기 패턴은 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 단위 공정들의 순차적 또는 반복적인 수행에 의해 형성된다. 상기와 같은 단위 공정들에서는 반도체 기판을 지지하고, 고정시키는 척이 사용된다. 최근, 반도체 장치의 미세화 및 대용량화를 요구하는 반도체 기판 가공 기술에서는 매엽식 가공 공정 및 건식 가공 공정이 선호됨에 따라 반도체 기판을 고정하는 방법도 크게 변하고 있다. 부언하면, 종래의 경우 단순히 클램프 또는 진공을 이용하여 반도체 기판을 고정하는 정도였으나, 최근에는 반도체 기판을 정전기력을 이용하여 고정시킴과 동시에 반도체 기판의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 가스를 제공하는 정전척(electrostatic chuck ; ESC)이 주로 사용되고 있다. 상기 정전척의 사용 범위는 화학 기상 증착, 식각, 스퍼터링, 이온 주입 공정 등과 같이 전반적인 반도체 기판 가공 공정으로 확대되고 있다.The pattern is formed by sequential or repeated performance of unit processes such as chemical vapor deposition, sputtering, photolithography, etching, ion implantation, chemical mechanical polishing (CMP), and the like. In such unit processes, a chuck for supporting and fixing a semiconductor substrate is used. In recent years, in the semiconductor substrate processing technology which requires miniaturization and large capacity of the semiconductor device, the method of fixing the semiconductor substrate is also greatly changed as the sheet processing and the dry processing are preferred. In other words, in the conventional case, the clamping or vacuum was used to fix the semiconductor substrate. However, in recent years, the semiconductor substrate is fixed by using electrostatic force and at the same time providing a temperature control gas for maintaining a constant temperature of the semiconductor substrate. Electrostatic chucks (ESC) are mainly used. The use range of the electrostatic chuck has been extended to overall semiconductor substrate processing processes such as chemical vapor deposition, etching, sputtering, ion implantation processes, and the like.

상기 정전척을 구비하는 반도체 제조장치에서는 식각 프로세싱 등에서 웨이퍼의 가장자리를 커버링하기위한 에지 링(edge ring)인 섀도우 링(shadow ring)이 반도체 장치 내에 구비된다. In the semiconductor manufacturing apparatus including the electrostatic chuck, a shadow ring, which is an edge ring for covering the edge of the wafer in etching processing or the like, is provided in the semiconductor device.

도 1은 반도체 제조설비를 구성하는 정전척과 상기정전척 가장자리 부위에 섀도우 링이 구비된 모습을 보인 도면이다.1 is a view showing a state in which a shadow ring is provided at the edge of the electrostatic chuck and the electrostatic chuck constituting the semiconductor manufacturing equipment.

도 1에 도시된 바와 같이, 정전척(10)은 반도체 기판을 정전기력을 이용하여 고정시킴과 동시에 반도체 기판의 온도를 일정하게 유지하기 위한 온도 조절 가스를 제공하기 위한 것이다.As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 10 is to provide a temperature control gas for fixing a semiconductor substrate using electrostatic force and at the same time maintaining a constant temperature of the semiconductor substrate.

또한, 상기 섀도우링(20)은 상기 정전척(10) 상에 놓이는 웨이퍼의 에지부위을 보호하여 식각 공정 등에서 균일성을 유지하기 위한 것으로 상기 정전척의 에지(가장자리)부위에 구비된다. In addition, the shadow ring 20 is provided at the edge (edge) of the electrostatic chuck to protect the edge of the wafer placed on the electrostatic chuck 10 to maintain uniformity in an etching process or the like.

상기 정전척(10)과 섀도우 링(20)은 보통 반도체 식각설비에 채용된다. 상기 섀도우 링(20)은 상기 정전척(10) 주위에 조립되었을 때 상기 정전척(10)에 인접하는 부위의 상부면이 상기 정전척(10)의 상부면(12)보다 낮은 높이를 가져야한다. 그러나 제작상의 결함이나 조립상의 문제로 정전척(10)의 상부면(12)보다 높은 상태가 되어 공정이 진행되면, 반도체 기판을 냉각시키기 위해 플로우(flow)되는 헬륨(He) 등의 냉각가스의 누설(leak)이 발생될 수 있어 설비 에러를 유발하게 된다. 이러한 에러발생의 원인이 되는 상기 섀도우 링(20)의 제작상의 결함 또는 조립상의 문제는 작업자의 오감에 의해 확인하는 방법 외에는 다른 방법이 없어 미세한 차이가 발생하였을 경우에는 그 확인의 신뢰성 부족으로 인하여 설비의 에러 발생을 원천적으로 막을 수는 없다. 이러한 설비의 에러발생은 반도체 제조 설비에 의해 제조되는 반도체 소자의 에러발생으로 이어지므로 이에 대한 대책이 필요한 실정에 있다.The electrostatic chuck 10 and the shadow ring 20 are usually employed in semiconductor etching equipment. When the shadow ring 20 is assembled around the electrostatic chuck 10, the upper surface of the portion adjacent to the electrostatic chuck 10 should have a height lower than that of the upper surface 12 of the electrostatic chuck 10. . However, when the process proceeds due to manufacturing defects or assembly problems higher than the upper surface 12 of the electrostatic chuck 10, the cooling gas such as helium (He) flowing to cool the semiconductor substrate flows. Leak may occur, causing equipment errors. The manufacturing defect or assembly problem of the shadow ring 20 which causes such an error may be caused by the lack of reliability in the case of a minute difference because there is no method other than the method of checking by the five senses of the operator. Does not prevent the error of The occurrence of such an error leads to the occurrence of an error of the semiconductor device manufactured by the semiconductor manufacturing facility, so there is a need for countermeasures.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 정전척 에지링 측정장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus which can overcome the above-mentioned conventional problems.

본 발명의 다른 목적은 반도체 제조설비 또는 반도체 소자의 에러발생을 방지 또는 최소화할 수 있는 정전척 에지링 측정장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus capable of preventing or minimizing the occurrence of errors in semiconductor manufacturing facilities or semiconductor devices.

본 발명의 또 다른 목적은 정전척에 인접하는 부위의 에지링 상부면이 상기 정전척의 상부면에 대하여 높낮이를 측정할 수 있는 정전척 에지링 측정장치를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus capable of measuring a height of an edge ring upper surface of a portion adjacent to an electrostatic chuck with respect to an upper surface of the electrostatic chuck.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 설비에서의 정전척에 장착되는 에지 링의 두께를 측정하는 정전척 에지링 측정장치는, 상기 에지링의 상부면 중 상기 정전척에 인접하는 부위가 상기 정천척의 상부면을 기준으로 하여 높낮이를 측정하기 위한 측정부와; 상기 정전척의 상부면에 놓이며 상기 측정부를 지지하기 위한 지지부를 구비한다.According to an aspect of the present invention for achieving some of the above technical problems, the electrostatic chuck edge ring measuring apparatus for measuring the thickness of the edge ring mounted on the electrostatic chuck in the semiconductor device manufacturing facility according to the present invention, A measuring unit for measuring a height of a portion of the upper surface of the edge ring adjacent to the electrostatic chuck based on the upper surface of the ceiling chuck; It is placed on the upper surface of the electrostatic chuck and has a support for supporting the measurement.

상기 반도체 제조설비는 식각 설비일 수 있으며, 상기 에지링은 포커스 링이나 섀도우 링일 수 있다.The semiconductor manufacturing facility may be an etching facility, and the edge ring may be a focus ring or a shadow ring.

상기한 구성에 따르면, 에지링의 제작상의 결함이나 조립상의 문제에 따른 반도체 제조설비의 에러 발생 및 반도체 소자의 에러 발생을 줄일 수 있게 된다. According to the above configuration, it is possible to reduce the occurrence of errors in the semiconductor manufacturing equipment and the occurrence of errors in the semiconductor elements due to defects in manufacturing the edge ring or assembly problems.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings without any intention other than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 에지링 측정장치를 나타낸 도면이다. 도 2는 평면도를 나타낸 것이고, 도 3은 정면도를 나타낸 것이다.2 and 3 is a view showing an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows a plan view, Figure 3 shows a front view.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척 에지링 측정장치(100)는, 정전척과 에지링(예를들면, 섀도우 링 또는 포커스 링)을 구비한 반도체 제조설비에 사용된다.2 and 3, the electrostatic chuck edge ring measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, a semiconductor manufacturing having an electrostatic chuck and an edge ring (for example, a shadow ring or a focus ring) Used for installation.

상기 정전척 에지링 측정장치(100)는, 측정부(110,112)와 지지부(20)를 구비한다. 상기 측정부(110,112)는 상기 에지링의 상부면 중 상기 정전척에 인접하는 부위의 높낮이를 측정하기 위한 것이다. The electrostatic chuck edge ring measuring apparatus 100 includes measuring units 110 and 112 and a supporting unit 20. The measuring units 110 and 112 measure heights of portions of the upper surface of the edge ring adjacent to the electrostatic chuck.

상기 측정부(110,112)는 상기 에지링의 상부면 중 상기 정전척에 인접하는 부위의 면의 높낮이를 측정하기 위하여 상기 정전척의 상부면을 기준으로 한다. 상기 측정부(110,112)는 상기 에지링의 상부면의 높낮이를 확인할 수 있는 게이지(110)와 상기 에지링의 상부면에 접촉되도록 길이가 조절되는 지그(112)를 구비한다.The measuring units 110 and 112 reference the upper surface of the electrostatic chuck to measure the height of the surface of the upper surface of the edge ring adjacent to the electrostatic chuck. The measuring units 110 and 112 include a gauge 110 capable of checking the height of the upper surface of the edge ring and a jig 112 whose length is adjusted to contact the upper surface of the edge ring.

상기 지지부(120)는 상기 정전척의 상부면에 놓이며 상기 측정부(110,112)를 지지하기 위한 것이다. The support part 120 is placed on the upper surface of the electrostatic chuck to support the measurement parts 110 and 112.

상기 지지부(20)는 상기 정전척의 상부면에 바닥면이 놓이도록 구성되며. 상 기 측정부에서 진동없이 정확한 측정이 가능하도록 상기 측정부(110,112)를 지지한다.The support portion 20 is configured so that the bottom surface is placed on the upper surface of the electrostatic chuck. The measuring unit supports the measuring units 110 and 112 to enable accurate measurement without vibration.

도 4 내지 도 6은 상기 도 2 및 도 3에서 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 에지링 측정장치를 사용하여 에지링의 상부면의 높낮이를 측정한 예들을 보인 도면들이다.4 to 6 are diagrams showing examples of measuring the height of the upper surface of the edge ring using the edge ring measuring apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 and FIG.

도 4는 상기 에지링의 상부면의 높낮이를 측정하기 위하여 기준높이를 정하는 과정을 도시한 것이다.Figure 4 shows the process of determining the reference height in order to measure the height of the upper surface of the edge ring.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 에지링 측정장치의 기준높이를 정전척(10)의 상부면(12)의 높이(Y)로 정한다. 즉, 상기 측정부(110,112)의 지그(112)를 상기 정전척(10)의 상부면에 접촉되도록 하여 상기 기준높이(Y)를 정한다. 그리고 상기 게이지(110)의 제로포인트를 확인한다.As shown in FIG. 4, the reference height of the edge ring measuring device is defined as the height Y of the upper surface 12 of the electrostatic chuck 10. That is, the reference height Y is determined by bringing the jig 112 of the measuring unit 110 and 112 into contact with the upper surface of the electrostatic chuck 10. And check the zero point of the gauge (110).

도 5는 정상적인 경우를 측정하는 경우를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a case of measuring a normal case.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 에지링(20)의 상기 정전척(10)에 인접하는 부위의 상부면의 높이(Y+a)를 측정한다. 이때는 게이지의 값이 'Y+a'변하게 되어 상기 에지링(20)의 상부면의 높이가 상기 정전척(10)의 상부면보다 낮음을 알 수 있게 되고 이에 따라 정상이라는 판정을 할 수 있게 된다. As shown in FIG. 5, the height Y + a of the upper surface of the portion of the edge ring 20 adjacent to the electrostatic chuck 10 is measured. In this case, the value of the gauge is changed to 'Y + a' so that the height of the upper surface of the edge ring 20 is lower than that of the upper surface of the electrostatic chuck 10, thereby determining that it is normal.

도 6은 에러가 발생된 경우에 측정하는 경우를 도시한 것이다.6 shows a case of measuring when an error occurs.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 에지링(20)의 상기 정전척(10)에 인접하는 부위의 상부면의 높이(Y-b)를 측정한다. 이때는 게이지의 값이 'Y-b'변하게 되어 상기 에지링(20)의 상부면의 높이가 상기 정전척(10)의 상부면보다 높음을 알 수 있게 되고 이에 따라 에러가 발생되었음을 알 수 있게 된다. As shown in FIG. 6, the height Y-b of the upper surface of the portion adjacent to the electrostatic chuck 10 of the edge ring 20 is measured. In this case, the value of the gauge is changed to 'Y-b', so that the height of the upper surface of the edge ring 20 is higher than the upper surface of the electrostatic chuck 10 and thus an error occurs.

상술한 바와 같이 에지링 측정장치를 구비함에 의하여 에지링의 제작상의 결함 또는 조립상의 문제에 따른 에러 발생을 방지 또는 최소화 하는 것이 가능해진다.By providing the edge ring measuring device as described above, it is possible to prevent or minimize the occurrence of errors due to manufacturing defects or assembly problems of the edge ring.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.  The description of the above embodiments is merely given by way of example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 제조설비에 사용되는 에지링의 제작상의 결함 또는 조립상의 결함을, 정전척에 인접하는 부위의 에지링 상부면이 상기 정전척의 상부면에 대하여 높낮이를 측정할 수 있는 정전척 에지링 측정장치를 통하여 쉽게 발견해 낼 수 있게 되어 반도체 제조설비 또는 반도체 소자의 에러발생을 방지 또는 최소화할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, fabrication defects or assembly defects of the edge ring used in the semiconductor manufacturing equipment are measured, and the edge ring upper surface of the portion adjacent to the electrostatic chuck measures the height with respect to the upper surface of the electrostatic chuck. It can be easily found through the electrostatic chuck edge ring measuring device, which can prevent or minimize the occurrence of errors in semiconductor manufacturing facilities or semiconductor devices.

Claims (3)

반도체 소자 제조 설비에서의 정전척에 장착되는 에지 링의 두께를 측정하는 정전척 에지링 측정장치에 있어서:In an electrostatic chuck edge ring measuring apparatus for measuring the thickness of an edge ring mounted on an electrostatic chuck in a semiconductor device manufacturing facility: 상기 에지링의 상부면 중 상기 정전척에 인접하는 부위가 상기 정천척의 상부면을 기준으로 하여 높낮이를 측정하기 위한 측정부와;A measuring unit for measuring a height of a portion of the upper surface of the edge ring adjacent to the electrostatic chuck based on the upper surface of the ceiling chuck; 상기 정전척의 상부면에 놓이며 상기 측정부를 지지하기 위한 지지부를 구비함을 특징으로 함을 특징으로 하는 에지링 측정장치.An edge ring measuring device, characterized in that provided on the upper surface of the electrostatic chuck having a support for supporting the measurement. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 제조설비는 식각 설비임을 특징으로 하는 에지링 측정장치.The semiconductor manufacturing equipment is an edge ring measuring apparatus characterized in that the etching equipment. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 에지링은 포커스 링이나 섀도우 링임을 특징으로 하는 에지링 측정장치.The edge ring measuring device characterized in that the focus ring or shadow ring.
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