半导体处理系统及其控制方法技术方案

提供了一种半导体处理系统及其控制方法。该半导体处理系统包括：半导体处理室，其包括设置在室外壳中的静电卡盘和用于将第一射频(RF)电力供应至设置在静电卡盘中的内部电极的第一电力供应器；电压测量装置，其测量对应于第一RF电力的电压，以输出数字信号；以及控制装置，当基于数字信号确定电压增大至预定参考范围内时,其将互锁控制信号输出至半导体处理室。静电卡盘被配置为使得晶圆能够安装于静电卡盘的表面上。电卡盘的表面上。电卡盘的表面上。

【技术实现步骤摘要】
半导体处理系统及其控制方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2021年7月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0087089的优先权的利益，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。


[0003]本专利技术构思涉及半导体处理系统及其控制方法。

技术介绍

[0004]半导体处理系统用于制造半导体装置。半导体处理系统可包括用于执行半导体工艺以形成半导体装置的半导体处理室以及用于控制半导体处理室的控制装置。半导体处理室可包括静电卡盘。半导体晶圆布置在静电卡盘上，以成为半导体工艺的目标。如果静电卡盘在半导体工艺中损坏，则可能无法适当地形成半导体晶圆。
[0005]半导体处理室的操作可周期性地停止，从而可确定静电卡盘是否劣化。如果确定静电卡盘劣化，则更换静电卡盘，然后可重新开始操作。可使用单独操作台的夹具来确定静电卡盘是否劣化。然而，半导体装置的制造时间由于操作的这种不断的停止和开始而变长。此外，单独操作台的使用增加了制造半导体装置的成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术构思的至少一个实施例提供了一种半导体处理系统及其控制方法，该半导体处理系统用于通过在半导体处理室正在操作的同时实时监视静电卡盘的劣化并且确定静电卡盘是否要更换，将半导体处理室的操作中的停止最少化并且监视静电卡盘的状态，以增大半导体工艺的产率。
[0007]根据本专利技术构思的实施例，一种半导体处理系统包括：半导体处理室，其包括设置在室外壳中的静电卡盘和用于将第一射频(RF)电力供应至设置在静电卡盘中的内部电极的第一电力供应器；电压测量装置，其用于测量对应于第一RF电力的电压，以输出数字信号；以及控制装置，其用于在基于数字信号确定测量的电压增大至预定参考范围内时将互锁控制信号输出至半导体处理室。静电卡盘被配置为使得晶圆能够安装于静电卡盘的表面上。
[0008]根据本专利技术构思的实施例，一种半导体处理系统包括：多个半导体处理室，其各自包括室外壳和用于将RF电力供应至室外壳内的电极的射频(RF)电力供应器；多个电压测量装置，其用于测量来自多个半导体处理室的对应于RF电力的电压，以输出数字信号；多个控制装置，其用于基于数字信号将互锁控制信号输出至所述多个半导体处理室中的至少一个；以及数据服务器，其用于基于从所述多个电压测量装置接收的原始数据调整在所述多个电压测量装置中的每一个中应用于将电压转换为数字信号的多个操作参数中的至少一个。
[0009]根据本专利技术构思的实施例，提供了一种控制半导体处理系统的方法。该方法包括：
通过在更换静电卡盘之后操作半导体处理室来执行半导体工艺；在执行半导体工艺的同时，检测对应于供应至半导体处理室的射频(RF)电力的电压；将电压转换为数字信号；以及当基于数字信号确定电压增大至预定参考范围内时停止半导体处理室的操作。
附图说明
[0010]将从下面结合附图的详细描述中更清楚地理解本专利技术构思的以上和其它各方面和特征，在附图中：
[0011]图1是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统中包括的半导体处理室的示意图；
[0012]图2至图5是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的操作的示图；
[0013]图6和图7是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的操作的示图；
[0014]图8和图9是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的操作的示图；
[0015]图10是示出根据本专利技术构思的示例实施例的控制半导体处理系统的方法的流程图；
[0016]图11是示出根据本专利技术构思的示例实施例的控制半导体处理系统的方法的曲线图；
[0017]图12是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的操作的示图；
[0018]图13是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的操作的图；以及
[0019]图14是示意性地示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统的示图。
具体实施方式
[0020]下文中，将参照附图详细描述本专利技术构思的示例实施例。
[0021]图1是示出根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理系统中包括的半导体处理室的示意图。
[0022]参照图1，根据本专利技术构思的示例实施例的半导体处理室100可为用于利用等离子体执行半导体工艺的装置。半导体处理室100可包括室110、卡盘电压供应器120、第一射频(RF)电力供应器130、第二RF电力供应器140和进气单元(或气体供应器)150。半导体处理室100可包括图1中未示出的额外组件。例如，卡盘电压供应器120、RF电力供应器130或第二RF电力供应器140可通过电压生成器或电源实施。
[0023]室110可包括室外壳111、静电卡盘(ESC)112、形成在静电卡盘112内的内部电极113、上电极114和进气口115。内部电极113和上电极114可通过导体实施。晶圆W(半导体工艺的目标)可安装于静电卡盘112上。在实施例中，在静电卡盘112的直接接触晶圆W的区中形成陶瓷涂布层。陶瓷涂布层可由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等形成，并且可具有约1mm的厚度。然而，陶瓷涂布层的材料和厚度可根据示例实施例不同地修改。
[0024]在示例实施例中，晶圆W可在安装于静电卡盘112上的同时通过由卡盘电压供应器120供应的电压固定至静电卡盘112。例如，卡盘电压供应器120可将恒定电压供应至静电卡盘112，并且恒定电压可具有几百至几千伏特的大小。卡盘电压供应器120可连接至静电卡盘112内的电极(例如，导体)，以供应恒定电压，并且静电卡盘112内的电极可布置为基本面对晶圆W的整个表面。
[0025]可通过进气口115引入反应气体，以开始半导体工艺。第一RF电力供应器130可将第一RF电力供应至形成在静电卡盘112中的内部电极113，第二RF电力供应器140可将第二RF电力供应至静电卡盘112和位于晶圆W上的上电极114。
[0026]第一RF电力供应器130和第二RF电力供应器140中的每一个可包括用于供应偏置电力的高频电源。可通过第一RF电力和第二RF电力生成包括反应气体的自由基151和离子152的等离子体150，并且反应气体可被等离子体150激活，以增加反应性。例如，当半导体处理室100是蚀刻装置时，反应气体的自由基151和离子152可通过从第一RF电力供应器130供应至内部电极113的第一RF电力集中于晶圆W上。半导体衬底或包括在晶圆W中的层的至少一部分可通过反应气体的自由基151和离子152被干性蚀刻。
[0027]可通过分别供应至内部电极113和上电极114的第一RF电力和第二RF电力在晶圆W上生成自偏置电压。在示例实施例中，供应至内部电极113的第一RF电力可为几千至几万瓦特，结果，可在晶圆W上形成负几千瓦特的自偏置电压。
[0028]如上所述，静电卡盘112可包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体处理系统，包括：半导体处理室，其包括设置在室外壳中的静电卡盘和用于将第一射频电力供应至设置在所述静电卡盘中的内部电极的第一电力供应器；电压测量装置，其被配置为测量对应于所述第一射频电力的电压，以输出数字信号；以及控制装置，其被配置为当基于所述数字信号确定所述测量的电压增大至预定参考范围内时将互锁控制信号输出至所述半导体处理室，其中，所述静电卡盘被配置为使得晶圆能够安装于所述静电卡盘的表面上。2.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述电压测量装置包括射频电压测量电路和信号处理器，所述射频电压测量电路通过测量来自所述内部电极的电压生成模拟信号，所述信号处理器将所述模拟信号转换为所述数字信号。3.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述静电卡盘包括被配置为接触所述晶圆的表面的陶瓷涂布层。4.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第一电力供应器包括第一电源和连接在所述第一电源与所述内部电极之间的第一偏置匹配电路。5.根据权利要求4所述的半导体处理系统，其中，所述电压测量装置被配置为测量所述内部电极与所述第一偏置匹配电路之间的所述电压。6.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述控制装置在更换所述静电卡盘的第一时间点测量所述电压，并且当确定所述电压已增大至所述参考范围时确定所述静电卡盘的更换时间已到。7.根据权利要求6所述的半导体处理系统，其中，所述控制装置被配置为当确定所述静电卡盘的更换时间已到时将所述互锁控制信号输出至所述半导体处理室。8.根据权利要求7所述的半导体处理系统，其中，所述半导体处理室被配置为响应于所述互锁控制信号停止其操作。9.根据权利要求1所述的半导体处理系统，还包括：数据服务器，其用于从所述电压测量装置接收对应于所述数字信号的原始数据，并且存储所述原始数据。10.根据权利要求9所述的半导体处理系统，其中，所述数据服务器被配置为利用在不同时间从所述电压测量装置接收的原始数据调整所述电压测量装置中的应用于将所述电压转换为所述数字信号的多个操作参数中的至少一个。11.根据权利要求10所述的半导体处理系统，其中，所述多个操作参数包括放大器的增益、滤波器的滤波带、衰减器的衰减系数和模数转换器的满量程电压中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：林成龙，金永焘，姜大元，金成烈，南象基，宋明根，曹秉局，陈铉喆，皮宗勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：