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KR101007713B1 - 이중 다마신 트렌치 깊이 모니터링 - Google Patents

이중 다마신 트렌치 깊이 모니터링 Download PDF

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KR101007713B1
KR101007713B1 KR1020057002003A KR20057002003A KR101007713B1 KR 101007713 B1 KR101007713 B1 KR 101007713B1 KR 1020057002003 A KR1020057002003 A KR 1020057002003A KR 20057002003 A KR20057002003 A KR 20057002003A KR 101007713 B1 KR101007713 B1 KR 101007713B1
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글로벌파운드리즈 인크.
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Abstract

단일층의 유전 물질을 포함하는 절연 구조물에 다수의 비어 개구부를 형성하고, 상기 절연 구조물에 직선상으로 위치하는 비어 개구부들을 따라 각각 위치하는 다수의 트렌치를 형성하고, 이와 동시에 산란측정 시스템을 이용하여 트렌치 깊이를 결정하고 원하는 트렌치 깊이에 도달하면 상기 트렌치 형성을 종료함으로써 상기 트렌치 형성을 모니터링하는 단계를 포함하는 이중 다마신 공정이 제공된다.

Description

이중 다마신 트렌치 깊이 모니터링{DUAL DAMASCENE TRENCH DEPTH MONITORING}
본 발명은 반도체 기판에 이중 다마신 구조를 형성하는 방법과 관련된다. 특히 본 발명은 단일층의 절연 물질에 트렌치 식각 저지층이 없이도 이중 다마신 구조를 효과적으로 형성하는 방법에 관련된다.
반도체 디바이스는 통상적으로 반도체 기판과 상기 기판에 형성된 다수의 절연층 및 전도층으로 구성된다. 집적 회로는 수 많은 마이크로 전자 소자들을 포함하는데, 예를 들면 금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET), 상호 배선 간격으로 분리되어 있는 전도성 라인으로 구성되는 다수의 전도성 패턴, 그리고 버스 라인, 비트 라인, 워드 라인, 논리 상호 배선 라인 등의 상호 배선 라인 등이 있다. 상기 상호 배선 라인은 금속으로 형성되며 사이즈(폭) 및 집적 회로의 다양한 기능적 특성의 관점에서 한계적 요소가 있다. 따라서, 크기가 작으면서 높은 동작 속도, 신호대 잡음비의 향상, 및 신뢰성의 개선이 가능한 상호 배선 구조를 제공할 필요가 있다.
이중 다마신 공정을 이용하여 전도성 라인을 위해 수천의 개구부 및 비어(via)가 반도체 디바이스에 패턴되는데, 상기 개구부 및 비어는 알루미늄이나 구리 등의 전도성 물질로 채워지며 집적 회로의 능동 및/또는 수동 소자를 상호 연결시키는 역할을 한다. 상기 이중 다마신 공정은 또한 반도체 디바이스가 장착된 다층 기판의 절연층에 전도성 금속으로 된 다단 신호 배선을 형성하는데 이용된다.
다마신(단일 다마신)은 절연 구조물에 그루브(groove)가 형성되고 금속이 채워져 전도성 라인을 형성하는 상호 배선 제조 공정이다. 이중 다마신은 단일 다마신의 그루브 형성에 부가하여 전도성 비어용 상기 개구부가 형성되는 다단 상호 배선 공정이다.
표준 이중 다마신 공정에서는, 비어 개구부의 이미지 패턴이 있는 제1마스크를 절연 구조물 위에 형성하고, 기판에서 상기 절연 구조물의 상부 부분을 이방성으로 식각한다(비어 식각). 패턴된 리지스트 물질을 제거한 후, 상기 비어 개구부와 정렬되어 있는 전도성 라인의 이미지 패턴이 있는 제2마스크를 상기 절연 구조물 위에 형성한다. 상기 절연 구조물의 상반부(upper half)에서 상기 전도성 라인용 개구부를 이방성 식각하면, 상기 상반부에 존재하던 상기 비어 개구부가 상기 절연 구조물의 하반부(lower half)에서 동시에 식각된다(트렌치 식각). 상기 식각이 완료된 후, 상기 비어 및 그루브는 금속으로 채워진다. 도 1에 이 과정이 도시되어 있다.
또 다른 표준 이중 다마신 공정에서는, 상기 비어 개구부의 이미지 패턴이 있는 절연 구조물 위에 제1마스크를 형성하고, 상기 절연 구조물은 상기 패턴으로 이방성 식각된다(비어 식각). 패턴된 리지스트 물질을 제거한 후, 상기 비어 개구부와 정렬되어 있는 전도성 라인의 이미지 패턴이 있는 제2마스크를 상기 절연 구 조물 위에 형성하고, 상기 전도성 라인의 패턴을 이방성 식각한다(트렌치 식각). 상기 식각이 완료된 후, 상기 비어와 그루브를 금속으로 채운다. 이 과정이 도 2에 도시되어 있다.
이중 다마신은 전도성 그루브와 비어를 동시에 금속으로 채울 수 있어 공정 단계를 감소시키기 때문에 단일 다마신에 비하여 개선된 기술이다. 표준 이중 다마신 공정은 다른 상호 배선 공정에 비하여 이점을 제공하지만, 많은 단점들이 있다. 예를 들어, 비어와 트렌치를 관통하여 형성되는 상기 절연 구조물은 통상 세 개의 층으로 구성된다. 즉, 제1물질로 된 상대적으로 두꺼운 하부 절연층 및 상부 절연층이 상대적으로 두께가 얇은 제2물질로 된 절연층을 감싸고 있으며, 상기 제1물질과 제2물질에는 식각 선택성이 있다. 상기 상대적으로 두께가 얇은 절연층은 트렌치 식각 저지층으로 알려져 있다. 상기 얇은 절연층이 있기 때문에 트렌치 식각을 정밀하고 정확하게 종료시킬 수 있어 트렌치 깊이가 원하는 깊이로 조절된다.
다층의 절연 구조물을 사용하게 되면 다수의 층들을 정밀한 두께로 형성해야 하기 때문에 공정이 복잡해진다. 그러나, 트렌치 식각 저지층이 없는 경우에는 트렌치 식각으로 인하여 너무 얕거나 혹은 너무 깊은 트렌치가 형성되어 기판 전체에 걸쳐 균일성이 떨어진다(예를 들어 웨이퍼 가장자리 부근의 영역에서는 트렌치가 너무 얕고, 웨이퍼 중앙에서는 트렌치가 너무 깊게 됨). 또한, 트렌치 식각 공정이 웨이퍼에 따라 변화한다.
본 발명은 트렌치 식각 저지층이 필요하지 않는 개선된 이중 다마신 공정용 시스템 및 방법을 제공한다. 이중 다마신 공정을 이용하는 상기 시스템 및 방법은 제조가 용이한 단일층의 절연 구조물을 이용한다. 상기 시스템 및 방법은 트렌치 식각 공정 과정에서 웨이퍼 전체에 걸쳐 트렌치 식각 깊이 및 프로파일을 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템을 이용하여 작업자가 트렌치 식각 공정을 정확하게 종료할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단일층의 유전 물질을 포함하는 절연 구조물에 실질적으로 직선으로 위치하는 다수의 비어 개구부를 형성하고, i) 상기 절연 구조물에 상기 직선상으로 위치하는 비어 개구부들을 따라 각각 위치하는 복수의 트렌치를 형성하고, 이와 동시에, ii) 상기 트렌치 형성에 관련된 시그내쳐를 생성하고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 원하는 트렌치 깊이에 도달하면 상기 트렌치 형성을 종료함에 의해, 산란측정 시스템을 이용하여 상기 트렌치 형성을 모니터링하는 단계를 포함하는 이중 다마신 공정을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상면에 절연 구조물이 있는 반도체 기판을 제공하는 단계와, 여기서 상기 절연 구조물은 단일층의 유전 물질로 구성되며; 상기 절연 구조물에 적어도 하나의 비어 개구부를 형성하는 단계와; 그리고 i) 상기 절연 구조물에 상기 비어 개구부 위에 위치하는 트렌치를 형성하는 단계와, 여기서 상기 비어 개구부와 트렌치는 이중 다마신 개구부를 구성하며, 이와 동시에 ii) 상기 절연 구조물에 입사광 빔(a beam of incident light)을 투사하고, 그 절연 구조물에서 반사되는 빛을 수집하고, 상기 반사된 빛을 트렌치 형성에 관련된 시그내쳐로 변환시키고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 그리고 원하는 트렌치 깊이에 도달하면 상기 트렌치 형성을 종료함에 의해, 산란측정 시스템을 이용하여 상기 트렌치 형성을 모니터링하는 단계를 포함하는 반도체 기판의 이중 다마신 개구부 형성 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 단일층의 유전 물질을 포함하는 절연 구조물에 다수의 비어 개구부를 형성하는 단계와, 여기서 상기 비어 개구부들은 실질적으로 직선으로 위치하며; i) 트렌치 식각 제어기를 이용하여 상기 절연 구조물에 상기 직선상으로 위치하는 비어 개구부들을 따라 각각 위치하는 복수의 트렌치를 형성하는 단계와, 이와 동시에; ii) 상기 트렌치 형성에 관련된 시그내쳐를 생성하고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 상기 결정된 트렌치 깊이가 원하는 트렌치 깊이의 수용 범위 내에 있지 않으면 상기 트렌치 식각 제어기가 트렌치 형성을 계속하면서 선택적으로 트렌치 식각 공정 요소를 조정하도록 명령하고, 상기 결정된 트렌치 깊이가 원하는 트렌치 깊이의 수용 범위 내에 있으면 상기 트렌치 식각 제어기가 상기 트렌치 형성을 종료하도록 명령함에 의해, 산란 측정 시스템을 이용하여 상기 트렌치의 형성을 모니터링하는 단계를 포함하는 이중 다마신 구조 형성 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스템의 개략적인 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스템의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 신경망이 포함된 시스템의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 3의 시스템에 포함된 신경망의 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 다마신 공정에 이용되는 시스템의 부분적인 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 다마신 공정하의 웨이퍼의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 다마신 공정하의 웨이퍼의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 다마신 공정하의 웨이퍼의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 예시적인 신경망의 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 예시적인 산란측정 시스템의 모식도이다.
도 11은 종래의 이중 다마신 공정을 도시한다.
도 12는 종래의 이중 다마신 공정을 도시한다.
도 13 내지 16은 본 발명의 일 실시형태에 따른 이중 다마신 공정을 도시한다.
도 17 내지 20은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 이중 다마신 공정을 도시한다.
본 발명은 이중 다마신이 형성되는 절연 구조물에 트렌치 식각 저지층의 필요를 없앰으로써 이중 다마신 공정 효율을 개선시킨 것과 관련된다. 본 발명은 단일층의 유전 물질 또는 절연 물질에 이중 다마신 개구부(비어 및 트렌치)를 형성하는 것과 관련된다. 즉, 이중 다마신 개구부가 형성되는 절연 구조물이 하나의 층으로만 이루어지며, 다층 구조를 포함하지 않는다. 그 결과, 이중 다마신 개구부가 형성되는 절연 구조물을 제조하기 위한 다층의 유전 물질을 형성하는 공정이 제거되므로 이중 다마신 공정의 효율이 개선된다.
도 13 내지 16을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 다마신 공정이 도시되어 있다. 도 13을 참조하면, 반도체 기판(500)에는 단일층의 유전 물질 또는 절연 물질로 된 절연 구조물(502)이 기판 상부 표면에 구비되어 있다. 여기서, 상기 기판은 반도체 기판 자체 뿐만 아니라 공정 중에 반도체 기판에 형성되는 여러 층이나 구조물을 포함한다. 반도체 기판(500)은 폴리실리콘 게이트, 워드 라인, 소스 영역, 드레인 영역, 비트 라인, 베이스, 에미터, 콜렉터, 전도성 라인, 전도성 플러그, 확산 영역 등을 포함하는 능동 소자 및 수동 소자와 같은 구조물을 하나 이상 포함할 수 있다.
유전 물질 또는 절연 물질은 실리콘계 유전 물질, 실리케이트, 및 저유전(low κ) 물질을 포함한다. 실리콘계 유전 물질로는 이산화실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘산화질화물이 포함된다. 실리케이트로는 불소 도핑된 실리콘 유리(FSG), 테트라에틸오소실리케이트(TEOS), 보로포스포테트라에틸오소실리케이트 (BPTEOS), 포스포실리케이트 유리(PSG), 보로포스포실리케이트 유리(BPSG), 기타 적절한 스핀-온 글래스(spin-on glass)가 포함된다.
저유전 고분자 물질로는 하나 이상의 폴리이미드, 불소 함유 폴리이미드, 폴리실세퀴옥산, 벤조시클로부텐(BCB), 폴리(아릴린 에스테르), 파릴린 F, 파릴린 N, 및 비정질 폴리테트라플르오로에틸렌이 포함된다. 상업적으로 판매되는 저유전 물 질의 구체적인 예로는 퍼플르오로바이페닐과 아로마틱 바이스피놀로부터 유도되는 AlliedSignal사의 제품인 Flare™, Applied Material사의 제품인 Black Diamond™, Asahi Chemical사의 제품인 ALCAP-S, Dow Chemical사의 제품인 SiLK®와 Cyclotene® BCB, Dupone사의 제품인 Teflon® polytetrafluoroethylene, Dow Corning사의 제품인 XLK 및 3MS, Hitachi Chemical사의 제품인 HSG RZ25, Honeywell Electronic Materials사의 제품인 HOSP™ 및 Nanoglass™, JSR Microelectronics사의 제품인 LKD, Novellus사의 제품인 CORAL™ 및 AF4, Battelle PNNL사의 제품인 mesoporous silica, Schumacher사의 제품인 Velox™ PAE-2 등이 포함된다.
일실시예에서, 상기 절연 구조물(502)의 두께는 약 2000Å 이상 30,000Å 이하이다. 다른 실시예에서, 상기 절연 구조물(502)의 두께는 약 5000Å 이상 20,000Å 이하이다.
패턴된 리지스트(504)가 상기 절연 구조물(502) 상면에 형성된다. 상기 패턴된 리지스트(504)는 비어의 개구부에 해당하는 개구부(506)가 있으며, 이로 인하여 상기 절연 구조물의 일부가 노출된다. 상기 절연 구조물(502)의 노출 부분은 전체 구조물이 식각 처리의 대상으로 됨에 따라 제거된다. 특정 식각 물질 및 식각 조건은 절연 구조물(502)의 성질에 기초하여 선택된다. 이방성 식각 또는 등방성 식각을 이용할 수 있지만, 이방성 식각이 선호된다.
도 14를 참조하면, 식각된 비어(512)가 절연 구조물(502)을 관통하여 연장된다. 비어(512)의 폭은 약 0.25㎛ 이하, 0.18㎛ 이하, 0.15㎛ 이하, 0.12㎛ 이하, 심지어는 0.1㎛ 이하가 될 수도 있다. 또 다른 패턴된 리지스트(508)가 상기 절연 구조물(502) 상에 형성되며, 상기 리지스트(508)는 후속적으로 형성되는 트렌치에 상응하는 개구부(510)를 포함한다.
도 15를 참조하면, 식각에 의해 복수의 트렌치가 형성됨과 동시에 산란측정(scatterometry)을 이용하여 상기 트렌치의 형성이 모니터링된다. 상기 산란측정 동작을 이하에서 상세히 기술한다. 상기 산란측정 모니터링으로 인하여 상기 절연 구조물(502)에서 트렌치 식각 저지층 없이도 트렌치 깊이의 끝 지점을 정확하게 감지할 수 있다. 이에 따라 원하는 트렌치 깊이가(절연 구조물(502)의 두께에 의존) 얻어지면 상기 산란측정 모니터링은 식각 공정의 중단을 위한 신호를 보낸다.
상기 절연 구조물(502)의 특성에 따라 특정 식각 물질 및 식각 조건이 선택되는데, 모니터링 시스템에 따라 식각 조건이 변화될 수 있지만 상기 비어(512)와 관련된 동일한 식각 물질 또는 다른 식각 물질이 사용될 수 있다. 이방성 식각 또는 등방성 식각을 이용할 수 있지만, 이방성 식각이 선호된다. 상기 트렌치는 그 전에 형성된 비어와 더불어 이중 다마신 개구부(514)를 구성한다. 상기 이중 다마신 개구부(514)에서 트렌치 부분의 폭과 깊이는 개별적으로 약 0.35㎛ 이하, 약 0.25㎛ 이하, 0.18㎛ 이하, 0.15㎛ 이하, 0.12㎛ 이하, 심지어는 0.1㎛ 이하가 될 수도 있다.
도 16을 참조하면, 전도성 물질(516)이 상기 이중 다마신 개구부(514)에 증착된다. 예를 들어, 전도성 물질은 전체 구조물에 증착된 다음, 화학적 기계적 연마(CMP)를 통하여 전체 구조물을 평탄화시킬 수도 있다. 적절한 전도성 물질로는 구리, 텅스텐, 금, 은, 알루미늄, 기타 이들의 합금이나 조합물이 포함된다. 상기 전도성 물질의 증착 이전에 장벽층(미도시)을 상기 이중 다마신 개구부(514) 내에 선택적으로 형성할 수도 있다.
도 17 내지 20을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중 다마신 공정이 도시되어 있다. 도 17을 참조하면, 반도체 기판(500)에는 단일층의 유전 물질 또는 절연 물질로 된 절연 구조물(502)이 기판 상부 표면에 구비되어 있다. 유전 물질 또는 절연 물질은 실리콘계 유전 물질, 실리케이트, 및 저유전(low κ) 물질을 포함한다. 일실시예에서, 상기 절연 구조물(502)의 두께는 약 2000Å 이상 30,000Å 이하이다. 다른 실시예에서, 상기 절연 구조물(502)의 두께는 약 5000Å 이상 20,000Å 이하이다.
패턴된 리지스트(504)가 상기 절연 구조물(502) 상면에 형성된다. 상기 패턴된 리지스트(504)는 후속적인 비어 개구부에 해당하는 개구부(506)가 있으며, 이로 인하여 상기 절연 구조물의 일부가 노출된다. 상기 절연 구조물(502)의 노출 부분은 전체 구조물이 식각 처리됨에 따라 제거된다. 상기 절연 구조물(502)의 특성에 따라 특정 식각 물질 및 식각 조건이 선택된다.
도 18을 참조하면, 식각된 비어(512)가 절연 구조물(502)을 관통하여 연장된다. 비어(512)의 폭은 약 0.25㎛ 이하가 될 수 있다. 또 다른 패턴된 리지스트(508)가 상기 절연 구조물(502) 상에 형성되며, 상기 리지스트(508)는 후속적으로 형성되는 트렌치에 상응하는 개구부(510)를 포함한다.
도 19를 참조하면, 식각에 의해 복수의 트렌치가 형성됨과 (그리고 비어가 완전히 형성됨과) 동시에 산란측정을 이용하여 상기 트렌치의 형성이 모니터링된다. 상기 산란측정 동작을 이하에서 상세히 기술한다. 상기 산란측정 모니터링으로 인하여 상기 절연 구조물(502)에서 트렌치 식각 저지층 없이도 트렌치 깊이의 끝 지점을 (뿐만 아니라 비어의 끝 지점을) 정확하게 감지할 수 있다. 이에 따라 원하는 트렌치 깊이가(절연 구조물(502)의 두께에 의존) 얻어지면 상기 산란측정 모니터링은 식각 공정의 중단을 위한 신호를 보낸다.
상기 절연 구조물(502)의 특성에 따라 특정 식각 물질 및 식각 조건이 선택되는데, 모니터링 시스템에 따라 식각 조건이 변화될 수 있지만 상기 비어(512)와 관련된 동일한 식각 물질 또는 다른 식각 물질이 사용될 수 있다. 상기 트렌치는 상기 비어와 더불어 이중 다마신 개구부(514)를 구성한다. 상기 이중 다마신 개구부(514)에서 트렌치 부분의 폭과 깊이는 개별적으로 약 0.35㎛ 이하가 될 수 있다.
도 20을 참조하면, 전도성 물질(516)이 상기 이중 다마신 개구부(514)에 증착된다. 예를 들어, 전도성 물질은 전체 구조물에 증착된 다음, CMP를 통하여 전체 구조물을 평탄화시킬 수도 있다. 적절한 전도성 물질로는 구리, 텅스텐, 금, 은, 알루미늄, 기타 이들의 합금이나 조합물이 포함된다. 상기 전도성 물질의 증착 이전에 장벽층(미도시)을 상기 이중 다마신 개구부(514) 내에 선택적으로 형성할 수도 있다.
상기 트렌치 식각 공정이 진행됨에 따라 대상 웨이퍼를 모니터링함으로써 이중 다마신 개구부의 외관과 형성 과정을 시각적으로 확인할 수 있어 진행중인 이중 다마신 공정을 효과적으로 최적화할 수 있다. 이중 다마신 개구부가 원하는 깊이, 폭 및/또는 프로파일에 근접함에 따라 트렌치 공정의 종료 시점이 결정될 수 있으며, 따라서 절연 구조물에 트렌치 식각 저지층을 도입할 필요가 없게 된다.
이중 다마신 공정은 산란측정 시스템에 의하여 모니터링될 수 있고 부분적으로 최적화될 수 있다. 도 10을 참조한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 대상 웨이퍼에 빛을 입사시키고 대상 웨이퍼로부터 반사된 빛을 수집함으로써 산란측정 데이타가 얻어진다. 상기 반사된 빛은 대상 웨이퍼의 실시간 상태(current state)에 상응한다. 즉, 웨이퍼로부터 반사된 빛은 웨이퍼의 개구부의 깊이 및/또는 프로파일에 직접적으로 관련된다. 광 감지 장치로 상기 반사된 빛 및/또는 광 데이타를 모아 이 정보를 트렌치 모니터링 시스템으로 전송한다.
상기 트렌치 모니터링 시스템은 상기 광 감지 장치로부터 수신된 광 데이타를 산란측정 기술에 따라 분석하여 이중 다마신 공정을 모니터한다. 상기 광 데이타는 산란측정 데이타로 변환될 수도 있다. 산란측정 데이타는 통상적으로 입사빔에 대하여 반사된 빛을 분석하여 생성된 시그내쳐(signature)로 구성된다. 따라서, 상기 생성 시그내쳐는 이중 다마신 공정 중의 특정 시점에서 대상 웨이퍼의 실시간 상태에 상응한다. 상기 생성 시그내쳐는 유사한 이중 다마신 공정이 진행된 웨이퍼와 관련된 공지의 시그내쳐로 이루어진 데이타베이스 또는 시그내쳐 라이브러리와 비교해볼 수 있을 것이다. 일치가 확인되면, 대상 웨이퍼의 상태(즉, 치수)가 상기 트렌치 모니터링 시스템으로 결정될 수 있으며, 이것을 다시 이중 다마신 공정/시스템에 피드백하여 현재의 그리고 장래의 웨이퍼에서 트렌치 형성을 최적화하는데 적용할 수 있다. 웨이퍼 치수에는 예를 들어 대상 웨이퍼의 깊이, 폭, 및/또는 프로파일 등이 포함될 뿐만 아니라 이중 다마신 공정에 관련되거나 영향을 받거나 관계하는 기타 치수들이 포함된다. 산란측정의 비침식성, 비파괴적 성질로 인하여 산란측정 데이타는 일정한 간격으로 수집될 수 있으며, 이러한 데이타는 이중 다마신 공정의 일련의 분석을 용이하게 한다.
상기 산란측정 데이타는 또한 제어기로 이용될 수도 있다. 상기 제어기는 동작 실시형태에서 상기 트렌치 모니터링 시스템과 결합된다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제어기는 대상 웨이퍼에 관련된 정보 및/또는 트렌치 모니터링 시스템으로부터 관련 정보들을 수신한다. 상기 제어기는 이들 정보를 활용하여 하나 이상의 이중 다마신 공정의 구성 부품을 포함하는 식각 장치를 식각 구동 시스템을 통해 제어한다. 구체적으로, 상기 식각 구동 시스템은 제어기의 지시 명령을 해석하고 수행할 뿐만 아니라 상기 제어기로부터 수신된 정보를 처리하여 그 명령을 수행한다. 이와 달리, 상기 식각 구동 시스템은 상기 제어기로부터 수신된 지시 명령 및/또는 정보를 직접 하나 이상의 식각 공정 부품에 전달할 수도 있을 것이다. 하나 이상의 식각 공정 부품의 예로는 트렌치 식각 공정을 수행하는데 이용되는 장치, 기구, 구성품, 측정기, 시스템 또는 이들의 조합 중의 적어도 하나를 들 수 있다.
본 발명은 정보의 피드백을 용이하게 제어하여 진행 중인 이중 다마신 공정에서 하나 이상의 변화를 효과적으로 수행한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 식각 구동 시스템으로 피드백된 정보는 상기 식각 구동 시스템에 신호를 보내어 트렌치 식각 공정을 계속하게 하거나 종료시킨다. 공정의 종료는 즉시 일어날 수도 있고 혹은 소정 시간에 일어날 수도 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 식각 구동 시스템이 신호를 받아 웨이퍼의 소정 상태에 따라 하나 이상의 트렌치 식각 공정 부품을 조정할 수도 있다. 트렌치 식각 공정 부품에 대한 상기 조정 내지는 변형은 소정의 종료점을 얻는데 필요할 수 있다. 도 3 - 4 및 9와 관련하여 후술되는 학습 신경망(trained neural network) 또는 유사 장치를 병합하여 이중 다마신 공정을 용이하게 최적으로 변형시킬 수도 있을 것이다. 예를 들어, 상기 학습 신경망을 이중 다마신 공정을 모니터링하는 시스템에 병합하고 이중 다마신 공정의 파라미터, 측정치, 기타 본 발명을 수행하는 과정에서 발생하고 결정된 다른 데이타들과 관련시키거나 및/또는 평가하도록 프로그램될 수 있을 것이다.
본 발명의 다른 다양한 실시형태에 따르면 이중 다마신 공정과 관련된 에러 코스트(error cost)를 용이하게 최적화 및/또는 최소화시키는 기술이 도입될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 비선형 학습 시스템/방법론 (예를 들어, back propagation, Baysian, fuzzy sets, non-linear regression, 또는 기타 신경망 파라다임으로서 mixture of experts, cerebella model arithmetic computer(CMACS), radial basis functions, directed search network and function link networks 등)이 도입될 수 있다.
도 1을 참조하면, 이중 다마신 공정을 모니터링하는 시스템(20)이 모식적으로 도시되어 있다. 상기 시스템(20)은 이중 다마신/트렌치 식각 공정이 진행될 웨이퍼(30)를 포함한다. 상기 시스템(20)은 또한 트렌치 식각 챔버/장치(미도시)와 동작이 결합되어 있는 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)을 포함한다. 상기 트렌치 식각 챔버/장치는 트렌치 식각 공정을 수행하며, 하나 이상의 식각 공정 부품(50)을 포함한다.
상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 독립적인(stand-alone) 장치 일 수도 있으며, 및/또는 둘 이상의 다른 관련 장치 및/또는 공정에 배치될 수도 있다. 상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 컴퓨터와 같은 하나의 물리적 장치 또는 하나의 프로세스와 같은 논리적 장치에 속하거나 및/또는 둘 이상의 물리적 및/또는 논리적 장치에 배치될 수도 있다. 상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 공정 챔버 내부에 위치하는 하나 이상의 부품 및/또는 공정 챔버 내부에 위치하지 않는 하나 이상의 부품을 포함할 수 있다. 상기 식각 공정 부품(50)은 원하는 애플리케이션에 따라 비어 및/또는 트렌치 식각 공정에 이용될 수 있다.
상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 동작 측면에서 하나 이상의 식각 공정 부품(50)과 결합된다. 하나 이상의 식각 공정 부품(50)은 이중 다마신 모니터링 시스템(40)과 함께 작용한다. 일례로서, 하나 이상의 식각 공정 부품(50)은 이중 다마신 모니터링 시스템(40)으로부터 지시 명령을 받아 이를 수행한다. 상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 예를 들어 웨이퍼(30)의 하나 이상의 치수와 관련된, 특히 웨이퍼에서 트렌치 형성에 관련된 데이타를 생성하고 이를 분석하여 지시 명령을 만들어 낸다.
상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 입사빔을 직접 웨이퍼(30)에 입사시키고 상기 웨이퍼로부터 반사되거나 및/또는 굴절되는 빛을 수렴시킴으로써 상기 데이타를 생성해낸다. 입사빔(60)은 많은 서로 다른 광원, 예를 들어 주파수 안정화 레이저(frequency stabilized laser)에 의하여 공급될 수 있다. 상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 입사빔(60)을 실질적으로 웨이퍼(30) 전체에 혹은 웨이퍼의 사전 선택된 영역에 입사시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 이중 다마 신 공정 모니터링 시스템(40)은 웨이퍼(30) 상에서 산란측정 시그내쳐를 발생시키기에 충분한 데이타를 제공하는 선택된 영역에 입사빔(60)을 입사시킬 수 있을 것이다. 반사빔(70)은 상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)에 수렴되며 산란측정 기술을 이용하여 분석되어 시그내쳐를 발생시킨다. 발생된 시그내쳐는 하나 이상의 웨이퍼 치수 및/또는 상기 대상 웨이퍼(30)에 관련된 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90)를 쉽게 결정할 수 있게 한다.
웨이퍼 치수에는 대상 웨이퍼(30)의 두께 및 프로파일이 포함되며, 이에 한정되지는 않는다. 트렌치 식각 공정 파라미터(90)(미도시)는 식각 조성물(91), 유전 물질(92)의 종류, 식각 물질 유동율(93), 온도(95), 압력(97), 식각율(96) (및 트렌치 식각 공정 파라미터(90)로서 참조 할 수 있는 것들) 등이 포함되며, 이에 한정되지 않는다.
상기 이중 다마신 공정 모니터링 시스템(40)은 반사빔(70)을 수집하여 얻은 산란측정 데이타를 분석하는 산란측정 시스템을 포함한다. 산란측정 분석에는 얻은 하나 이상의 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리(80)에 있는 하나 이상의 공지 시그내쳐와 비교하는 것이 포함될 수 있다. 상기 시그내쳐는 반사빔(70) 측정치를 병합하여 반사빔(70) 패턴과 관련된 시그내쳐를 발생시킴으로써 생성될 수 있다.
이중 다마신 공정이 진행되면서, 웨이퍼(30) (또는 트렌치 식각 공정이 진행중인 층)과 관련한 시그내쳐가 연속적으로 생성되거나 혹은 공정 진행 중에 일정 간격으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 시각 T1에서 웨이퍼(30)로부터 반사된 빛은 트렌치 깊이 H1 및/또는 웨이퍼 프로파일 P1에 해당하는 시그내쳐 S1을 발생시킨다. 유사하게, 시각 T3에서 웨이퍼(30)로부터 반사된 빛은 트렌치 깊이 H3 및/또는 웨이퍼 프로파일 P3에 해당하는 시그내쳐 S3을 발생시킨다. 시그내쳐들의 서열을 분석하여 상기 웨이퍼(30) 또는 트렌치가 균일하게 식각되고 있는지 및/또는 상기 웨이퍼(30)가 예를 들어 원하는 속도, 폭, 압력 및/또는 깊이로 식각되고 있는지를 쉽게 결정할 수 있다.
상기 서열 분석으로부터 피드백 정보가 생성되어 하나 이상의 상기 트렌치 식각 공정 부품들을 유지하거나 증가시키거나 감소시켜 진행중인 트렌치 식각 공정을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 서열 분석과 관련된 정보를 상기 식각 공정 부품(50)에 피드백하고, 상기 식각 공정 부품(50)이 변화되거나 최적화되어 진행중인 이중 다마신 공정에서 하나 이상의 변화를 실행하도록 할 수 있다. 이러한 변화에는 트렌치 식각 공정의 종료점을 결정하거나 및/또는 얻기 위한 식각 조성물, 식각율, 및 또는 식각 압력의 변화가 포함될 수 있다.
이중 다마신 공정 모니터링 시스템은 동작 측면에서 상기 시그내쳐 라이브러리(80)와 결합된다. 상기 시그내쳐 라이브러리(80)는 예를 들어 하나 이상의 리스트, 어레이, 테이블, 데이타베이스, 링크된 리스트 및 데이타 큐브(cube) 등과 같은 다양한 형태로, 그러나 이들에 한정되지는 않는 형태의, 데이타를 저장할 수 있다. 상기 시그내쳐 라이브러리(80)는 하나 이상의 물리적 장치, 예를 들어 디스크 드라이브, 테이프 드라이브, 및/또는 메모리 유닛 등에 담겨 있을 수 있다.
서열 분석을 포함하여, 반사빔(70) 및/또는 상기 시그내쳐 라이브러리(80)에 저장된 공지의 시그내쳐들과 관련된 분석은 하나 이상의 상기 식각 공정 부품(50) 을 제어하는데 이용될 수 있다. 상기 식각 공정 부품(50)은 원하는 애플리케이션에 따라 어떤 방식으로든지 웨이퍼 표면 내에 비어나 트렌치를 형성하는데 이용될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2를 참조하면, 이중 다마신 공정을 모니터링하고 산란측정을 이용하여 트렌치 식각 공정의 종료점을 결정하는 시스템(100)이 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 시스템(100)은 피드백 제어 능력이 있어 이중 다마신 공정에 있어서 다음의 웨이퍼를 위하여 하나 이상의 변화를 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 시스템(100)은 현재 트렌치가 형성중인 웨이퍼 및 다음 웨이퍼를 위하여 이중 다마신 공정을 최적화시키기에 용이하도록 피드백 제어 능력을 갖춘 폐 루프 시스템이다.
상기 시스템(100)은 이중 다마신 공정을 거치게 될 혹은 거치고 있는 웨이퍼(110) (절연층(115) 및 기판(113))를 포함한다. 또한, 상기 시스템(100)은 이중 다마신 모니터링 시스템(150), 제어기(160), 및 트렌치 식각 구동 시스템(170)을 포함하며, 이들은 협력하여(cooperatively) 동작하여 식각 장치(171)를 제어하며 트렌치 식각 공정에서 종료점 결정을 용이하게 한다. 특히, 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)을 조정하는 제어기(160)와 동작 측면에서 결합된다. 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)은 상기 식각 장치(171)를 선택적으로 제어한다. 상기 식각 장치(171)는 트렌치 식각 공정을 수행하며 하나 이상의 식각 공정 부품, 예를 들어 식각물질 공급기(173) 등을 포함한다.
상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)은 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)으로부터 수집되고 전송되는 데이타 분석에 기초하여 상기 제어기(160)로부터 정보 및/또는 지시 명령을 받는다. 상기 제어기(160)는 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 전송될 정보의 내용 및 형태를 결정하는 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 반사빔의 데이타를 수집하고 산란측정 기술 내지는 방법을 이용하여 상기 데이타를 분석한다. 분석된 데이타는 상기 제어기(160)로 전송된다. 상기 제어기(160)는 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 전송될 정보의 내용 및 형태를 결정함으로써 분석된 데이타를 처리한다. 따라서, 상기 제어기(160) 및/또는 상기 구동 시스템(170)은 트렌치 식각 구동 시스템(170)에 연결되거나 혹은 관련되어 있는 상기 식각 장치(171)를 선택적으로 조정 또는 제어한다.
또한, 상기 모니터링 시스템(150), 제어기(160) 및 상기 구동 시스템(170) 간의 공동의 상호 작용은 절연 구조물 내에 트렌치 식각 저지층 없이도 트렌치 식각 공정을 용이하게 한다. 결국에는, 트렌치 깊이 에러가 경감되며 반도체 제조의 효율이 증가된다.
도 2를 참조하여, 상기 시스템(100)과 관련된 부품들을 보다 상세하게 설명한다. 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 하나 이상의 타겟 광원(185) 및 하나 이상의 광 감지기(187)와 동작 측면에서 결합되어 있다. 상기 타겟 광원(185)은 이중 다마신/트렌치 식각 공정이 곧 수행될 혹은 수행되고 있는 웨이퍼(110)에 빛을 투사한다. 상기 빛은 하나 이상의 빛, 예를 들어 레이저가 될 수 있다; 그러나 본 발명을 구현하는데 적합한 다른 형태의 빛이 사용될 수도 있다. 상기 빛은 웨이퍼(110) 전체 표면으로 투사될 수도 있고, 웨이퍼(110) 표면의 선택 영역에 투사될 수도 있다. 웨이퍼(110)로부터 반사된 빛은 하나 이상의 광 감지기(187)에 수집된다. 또한, 상기 빛은 상기 웨이퍼(110)의 표면으로부터 굴절될 수도 있음을 이해하여야 한다.
상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 수집된 빛의 데이터를 산란측정 시스템(155)을 이용하여 분석하고 시그내쳐를 생성한다. 수집된 빛의 분석에는 산란측정 원리에 따라 상기 웨이퍼(110)에 관련된 적어도 하나의 치수를 결정하는 것이 수반된다. 예를 들어, 절연층(115)(그리고 그 내부의 개구부)의 깊이, 폭, 및/또는 프로파일이 측정될 수 있으며 원하는 깊이, 폭, 및/또는 프로파일과 비교될 수 있다. 반사된 빛을 입사된 빛에 대하여 측정하여 상기 절연층(115)에 관련된 다양한 치수를 얻는다.
본 발명을 구현하는데 적합한 어떠한 산란측정 시스템(155)도 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 그러한 시스템은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 간주된다.
상기 시스템(100)은 또한 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)을 통하여 상기 타겟 광원(185)에 빛을 공급하는 광원(180)을 포함한다. 상기 광원(180)은 주파수 안정화 레이저일 수 있다. 그러나 본 발명을 구현하는데 적합한 다른 레이저 또는 광원이 사용될 수도 있음을 이해하여야 한다. 다른 예로는 레이저 다이오드 또는 헬륨 네온 가스 레이저 등이 있다.
수집된 빛의 데이타는 또한 사기 제어기(160)에 의해 추가로 분석된다. 상기 제어기(160)는 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)과 동작 측면에서 결합되어 있다. 따라서, 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)은 적어도 부분적으로는 상기 제어기(160)에 의하여 제어된다. 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)은, 적어도 부분적으로 상기 제어기(160)로부터 수신된 정보에 따라, 상기 식각 장치(171)를 선택적으로 제어할 뿐만 아니라 하나 이상의 트렌치 식각 공정 부품을 제어한다. 상기 제어기(160)는 트렌치 식각 공정의 진행 뿐만 아니라 상기 절연층(115)의 가장 최근 상태를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제어기(160)는 측정된 깊이 Hm을 처리하여 진행중인 트렌치 식각 공정의 종료점을 결정한다. 예를 들어, 상기 측정 깊이를 저장되어 있는 시그내쳐와 비교할 수 있을 것이다. 각각의 저장된 시그내쳐에는 수행될 경우에 식각의 종료를 용이하게 결정하는 일련의 트렌치 식각 공정 파라미터들이 포함된다. 일치가 확인되면, 일련의 트렌치 식각 공정 파라미터들을 상기 제어기(160)로 분석하고 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 수행하여 진행중인 트렌치 식각 공정의 종료점을 얻는다. 상기 제어기(160)는 현재의 트렌치 식각 공정의 파라미터들에 따라 상기 일련의 트렌치 식각 공정 파라미터들 전부 또는 일부를 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 전송한다. 이와 같이, 상기 제어기(160)는 상기 트렌치 식각 구동 시스템(170)을 통하여 하나 이상의 트렌치 식각 공정 부품들을 선택적으로 제어하여 현재 진행중인 이중 다마신 공정의 종료점을 결정한다.
상술한 바와 같이, 상기 제어기(160)는 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서, 혹은 중앙처리장치로는 여러 프로세서 중의 어느 것이 될 수 있으며, 예를 들어 AMD K7, AMD Athlon™, AMD Duron™, 및 기타 유사한 및/또는 호환 가능한 처리 장치가 될 수 있다. 상기 제어기(160)/프로세서는 상기 시스템(100) 내의 다양한 부품들을 제어하고 동작시키도록 프로그램되어 상술한 다양한 기능들을 수행하게 할 수 있을 것이다.
상기 제어기(160)는 또한 메모리(190)와 동작 측면에서 결합되어 있다. 상기 메모리(190)는 정보, 예를 들어 상술한 시스템(100)의 동작 기능을 수행하기 위하여 상기 제어기(160)가 실행하는 프로그램 코드 등을 저장하는 역할을 한다. 일례로서, 상기 메모리(190)는 패턴, 시그내쳐, 기타 관찰된 (측정된) 데이타가 비교될 수 있는 다른 데이타를 저장할 수 있다. 상기 메모리(190)는 또한 트렌치 식각 공정 파라미타, 측정된 웨이퍼 및/또는 층의 치수, 예를 들어 트렌치 식각 공정 진행값, 트렌치 식각 공정 진행 테이블, 부품 좌표계, 웨이퍼 및/또는 층의 형태와 크기, 산란측정 정보, 얻어진 웨이퍼 및/또는 층의 치수, 원하는 웨이퍼 및/또는 층의 치수, 기타 본 발명을 용이하게 구현하는데 이용될 수 있는 다른 데이타들을 임시로 저장하는 저장 매체로서 작용한다.
상기 시스템(100)은 전원 공급장치(195)로부터 전원이 공급된다. 상기 전원 공급장치(195)는 본 발명을 수행하는데 필요한 적합한 어떤 종류의 전원 공급장치도 가능하며, 예를 들어, 배터리 및/또는 라인 파워 등이 있다.
도 3을 참조하면, 상기 시스템(100)과 유사한 이중 다마신 모니터링 최적화 및 종료점 결정 시스템(105)가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 상기 이중 다마신 모니터링 및 종료점 결정 시스템(100)은 상기 수집된 빛의 데이타와 생성된 시그내쳐에 관련된 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90) 내의 문제점을 감지하고 진단하는 학습 신경망(TNN)(200)을 포함한다. 상기 TNN(200)은 상기 빛 데이타가 감지되고 수집되는 시점에서 상기 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90)를 평가하여 상기 파라미터에 가해져야 하는 필요한 조정을 결정할 수 있다. 상기 TNN(200)의 동작이 도 4에 설명되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 TNN(200)은 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)으로부터 입력 데이타, 예를 들어 트렌치 식각 공정 파라미터(90) 및/또는 생성된 관련 시그내쳐 등의 데이타를 수신할 수 있다. 트렌치 식각 공정 파라미터의 예로는 식각 조성물의 특성(91), 절연 물질의 특성(92), 식각물 유동율(93), 온도(95), 압력(97), 식각율(96)이 포함된다. 상기 TNN(200)은 상기 파라미터 및/또는 시그내쳐 정보 혹은 데이타를 처리하고 상기 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90)에 적용될 하나 이상의 조정 사항을 포함하는 목록(201)을 출력한다. 그 다음, 실행을 위하여 상기 목록(201)을 상기 제어기(160)로 전송한다. 상기 제어기(160)는 상기 목록 정보를 정보 명령으로 바꾸고 상기 명령을 도 2에 도시된 바와 같이 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 전송한다. 이와 대체하여 또는 부가하여, 상기 목록(201)을 작업자가 평가할 수 있도록 출력/디스플레이 장치(202)에 전송한다.
상기 TNN(200)은 또한 파라미터-조정 실행 에러(도 4에 미도시)를 감지하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 TNN(200)은 하나 이상의 상기 트렌치 식각 공정 파라미터(90)에 수행되었던 조정 목록(201)을 기억하도록 프로그램될 수 있다. 따라서, 상기 TNN(200)이 이전에 명령되었던 조정이 반영되지 않은 입력 데이타(예를 들어, 트렌치 식각 공정 파라미터(90))를 수신한다면, 상기 TNN(200)은 특정 파라미터에 해당하는 에러 신호를 출력한다. 예를 들어, 시각 T5에서, 상기 TNN(200)은 생성된 시그내쳐 S5 및 해당 공정 파라미터 91, 92, 93, 95 및 97에 관련된 입력 데이타를 수신한다. 상기 생성 시그내쳐 S5과 공정 파라미터에 따라, 상기 TNN(200)은 절연 물질의 특성 및 식각물 유동율(93)이 각각의 파라미터에 특정한 조정치로 하향 조정이 요구되는지 결정한다. 이러한 조정과 관련한 정보는 상기 제어기(160)로 전송되고, 그 다음 실제 실행을 위하여 트렌치 식각 구동 시스템(170)으로 전송된다. 그러나, 시각 T6에서 식각물 유동율(93)과 관련한 입력 데이타는 이전의 조정이 제대로 실행되지 않았음을 표시한다(즉, 증가된 식각물 유동율(93)은 상향 조정을 표시한다).
생성된 에러 신호는 식각물 유동율을 표시하고 상기 시스템(105) 및/또는 작업자에게 출력/디스플레이 장치(202)를 통하여 상기 에러 및 그 원인(예를 들어, 식각물 유동율)을 경고한다. 상기 TNN(200)은 또한 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90)가 소정의 조정치로부터 벗어나는 정도를 표시하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 시각 T6에서 식각물 유동율이 시각 T5에서의 측정치 보다 1.5배 증가됨을 표시한다. 따라서, 상기 TNN(200)은 트렌치 식각 공정 파라미터 조정을 지시하고 또한 내부적인 조정 실행 에러를 감지함으로써 상기 트렌치 식각 공정의 최적화를 용이하게 할 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 8과 관련된 이중 다마신 모니터링 및 종료점 결정 시스템(100)에 대하여 상세하게 기술한다. 그러나, 본 발명은 상기 시스템(105)를 이용할 수도 있음을 이해하여야 한다.
도 5를 참조하면, 동작중인 상기 시스템(100)이 도시되어 있다. 도 5는 상기 시스템(100)이 트렌치 식각 종료점을 결정하기 위하여 이중 다마신 공정을 모니터링하는데 이용되고 있음을 도시한다. 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(110)(상부 절연층(115) 및 기판(113))이 트렌치 식각 공정 중에 있다. 그러나, 상기 시스템(100)은 상기 공정이 진행될 어떠한 웨이퍼 구조에서도 동작할 수 있다. 상기 웨이퍼(110) 표면 상에 원하는 애플리케이션에 따른 방식 및 양으로 식각물질을 공급한다. 식각물질 공급기(173)와 같은 식각 장치(171)를 위치시켜 트렌치 식각 공정을 시작한다. 상기 트렌치 식각 공정 전 및/또는 공정 도중에 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)을 도입할 수 있다. 상기 타겟 광원(185)은 하나 이상의 빛(205)을 상기 절연층(115)(웨이퍼(110) 상면)에 투사한다. 반사된 빛(210)은 하나 이상의 광 감지기(187)로 감지되며 산란측정 기술에 따라 상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)에 수집된다.
상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 수집된 빛 및/또는 관련 데이타를 분석하고 산란측정 기술을 이용하여 시그내쳐를 생성한다. 수집된 빛 및/또는 관련 데이타의 분석은 수집된 빛 데이타를 저장된 빛 데이타와 비교하여 (상기 빛(205)이 투사되고 상기 층(115)으로부터 반사되는 빛(210)의 시점에서) 상기 층(115)의 상태를 결정하는 것과 관련될 수 있다. 상기 층(115)의 상태를 결정하는 것에는 트렌치의 깊이, 트렌치의 폭, 비어의 깊이, 절연층(115) 전체 길이 또는 선택된 부분에 대한 프로파일 등과 같은 절연층의 치수를 결정하는 것을 포함한다. 생성된 시그내쳐 및/또는 관련 데이타는 상기 제어기(160)로 전송되어 상기 트렌치 식각 구동 시스템(도 2)에 사용 가능한 형태로 정보 및 지시 명령으로 처리된다.
상기 제어기(160)에서 수행된 처리 과정은 또한 측정된 트렌치 식각 공정 파라미터를 공지의 트렌치 식각 공정 파라미터와 비교하여 현재의 트렌치 식각 공정의 적당한 종료점을 결정하는 것을 수반할 수 있다.
상기 이중 다마신 모니터링 시스템(150)은 상기 제어기(160)에 트렌치 식각 공정이 진행되면서 상기 절연층(115)의 현재 상태에 관련된 직접적인 실시간 측정치 및 관찰 내용을 제공한다. 상기 제어기(160) 및 상기 트렌치 식각 구동 시스템(도 2)에 실시간으로 직접적인 측정치를 제공함으로써 종래의 식각 공정 종료점 감지 시스템 및 방법에 비하여 트렌치 식각 공정 종료점을 보다 정확하게 결정할 수 있다.
도 6 내지 8은 공정 개시전 시점(T0) 부터 공정 종료 시점(TE) 까지의 트렌치 식각 공정에 도입된 트렌치 식각 공정 모니터링 시스템(150)을 설명한다. 도 6에서는, 빛(205)이 웨이퍼(110)(즉, 절연층(115))에 직접 입사된다. 트렌치 식각 공정의 진행 및 종료점을 결정하기 위하여 상기 웨이퍼(110)의 전체 길이 및/또는 선택 부분이 모니터링되고 측정될 수 있다. 측정치를 얻기 위하여 상기 입사 빛(205)은 다중의 빔으로 되어 고정각으로 동시에 상기 웨이퍼(110) 상에 입사될 수 있다. 다음으로 감시 시스템(150)은 웨이퍼(110)의 절연층(115)으로부터 반사된 빛(210)을 수집한다. 여기서, 본 발명을 구현함에 있어서는 하나 이상의 입사 빛(205)이 도입될 수 있고 하나 이상의 반사 빛이 수집될 수 있음을 이해하여야 한다.
시점 T0 에서 얻어진 측정치는 식각 바로 전의 웨이퍼(110)의 초기 상태(예를 들어, 깊이 및 프로파일)를 확정하는데 사용될 수 있다. 상기 웨이퍼(110)의 초기 치수에 상응하는 측정치는 또한 트렌치 식각 공정 과정 중의 어느 시점(Tn)에서 일어하는 식각의 범위 및 정도를 결정하는데 이용될 수도 있다. 또한, T0 및 Tn 에서의 절연층의 상태를 비교함으로써 트렌치 식각 공정의 종료점을 용이하게 결정할 수도 있을 것이다.
도 7에서, 트렌치 식각 공정(213)이 진행되는 과정에서 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)을 이용하여 상기 웨이퍼(110), 특히 절연층(115)을 모니터링하고 있다. 상기 식각물 공급기(173) 및 기타 트렌치 식각 공정 부품은 상기 절연층(115) 전체에 걸쳐 이동하면서 식각물질을 공급한다. 상기 트렌치 식각 공정 부품이 상기 절연층(115) 전체에 걸쳐 이동하면서 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)은 연속적으로 빛(205)을 투사하고, 반사 빛(210)을 모으며, 수집된 빛 데이타를 분석하여 트렌치 식각 공정(213)의 종료점을 결정한다. 특히, 상기 공정(213)이 진행되면서 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)은 연마중인 절연층에 관련된 정보를 실시간으로 얻을 수 있고 상기 정보를 제어가능하도록 상기 제어기(160)(도 2)를 통하여 상기 트렌치 식각 구동 시스템(및 트렌치 식각 공정 부품)에 피드백할 수 있다. 따라서, 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)은 절연층(115)에 트렌치 식각 저지층 없이도 더욱 개선된 정확성 및 제어성으로 트렌치 식각 공정 종료점을 용이하게 결정할 수 있다.
도 8은 트렌치 식각 공정(213)(도 7)이 완료된 웨이퍼(110)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(110)에는 내부에 이중 다마신 개구부가 있는 절연층(215)이 형성되어 있다. 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)은 상기 시스템이 결정하는 종료점의 정확성을 확인하기 위하여 트렌치 식각 공정(213) 완료 시에도 상술한 동작을 계속할 수 있다.
도 9를 참조하면, 예시적인 신경망(200)에는 상기 트렌치 식각 모니터링 시스템(150)의 센서 또는 감지 장치 (미도시)로부터 각각 수신되는 식각 조성물의 특성, 절연 물질의 특성, 식각물 유동율, 압력, 온도 및 식각율에 해당하는 뉴런(220, 222, 224, 225, 226)이 있는 입력층(218)이 포함되어 있다. 하나 이상의 중간층 혹은 숨김층(228)이 상기 신경망(200)에 제공되며, 숨김층의 뉴런(230)은 임의의 수가 될 수 있다. 상기 신경망(200)은 또한 등급(241)의 소정 트렌치 식각/공정 파라미터 등급 값에 해당하는 다수의 출력 뉴런이 있는 출력층(240)을 포함한다. 예를 들어 상기 출력층(240)은 등급 값 0, 1, 2, 3, 4에 각각 해당하는 출력 뉴런(242, 244, 246, 248, 250)을 포함하여, 상기 신경망(200)이 하나 이상의 트렌치 식각 공정 파라미터(90)에 필요한 조정을 나타내는 조정 목록(201)을 출력할 수 있을 뿐만 아니라 관련된 모니터링 시스템(예를 들어, 시스템(150))에서 조정 실행 에러의 존재 및 그 정도를 출력할 수도 있다.
여기서, 상기 숨김층(228)의 뉴런의 수, 형태, 배치는 신경망을 구성하는데 공지되어 있는 설계 법칙에 따라 결정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 입력층(218) 및 출력층(240)의 뉴런의 수는 각각 상기 시스템(105)과 관련된 특성(예를 들어, 압력, 유동, 식각율 등)의 수, 그리고 파라미터 등급(241)의 수에 따라 선정될 수 있다. 또한, 층의 개수, 그 구성 뉴런의 개수, 서로 다른 층에서 그리고 같은 층 내에서 뉴런 간의 연결 방식, 신경망(200) 내의 뉴런이 입력을 수신하고 출력을 내보내는 방식, 뉴런 간의 연결 강도는 주어진 애플리케이션(예를 들어, 트렌치 식각 모니터링 시스템) 또는 기타 설계 사항에 따라 결정될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명에는 도 9의 예시적인 신경망(200)에 대하여 설명한 것들, 예를 들어 공진 구조를 포함하는 많은 계층 구조를 갖는 신경망들이 고려될 수 있다. 더불어, 상기 신경망(200)의 층간 연결 방식으로는 완전 연결 방식, 부분 연결 방식, 피드-포워드(feed-forward) 방식, 양 방향 방식, 순환(recurrent) 방식, 중심 이탈(off-center) 혹은 주변 이탈(off-surround) 연결 방식 등을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 예시적인 신경망(200)은 백프로퍼게이션(back propagation), 비감독형 학습(unsupervised learning), 강화 학습(reinforcement learning) 등을 포함하며 이에 한정되지 않는 다양한 기법에 따라 학습될 수 있으며, 상기 학습들은 온라인 및/또는 오프라인에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 등급 간의 전이가 연속적이고 공정 파라미터 등급 간의 차이가 미미한 경우에는 조정-실행 에러를 감지에 비감독형 학습을 이용하는 것이 어려우며, 이 경우에는 감독형 학습이 바람직하며 백프로퍼게이션을 이용하는 것이 유리할 수 있다. 이와 관련하여, 등급자(classifier)의 학습은 많은 트렌치 식각 공정 파라미터 등급(예를 들어, 심각성의 단계) 및 모니터링 시스템의 동작 조건들을 포괄하는 충분한 양의 학습 데이타에 기반하여 수행될 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 상기 신경망(200)의 학습은 Hebb's Rule, Hopfield Law, Delta Rule, Kohonen's Learning Law, 및/또는 유사 법칙 등을 포함하며 이에 한정되지 않는 적절한 학습 법칙에 따라 수행될 수 있을 것이다.
도 10은 반사된 빛을 모으는 예시적인 산란측정 시스템(300)을 도시한다. 레이저(305)로부터 발생된 빛이 공지의 방법에 따라 초점을 형성하여 빔(310)을 형성한다. 웨이퍼(315) 등의 샘플이 상기 빔(310)과 적당한 공지 구조의 광 감지기 또는 광 증폭기(320)의 경로상에 위치한다. 산란 파워를 결정하는데 다른 감지 방법이 이용될 수도 있다. 격자 피치를 얻기 위해 상기 광 감지기 또는 광 증폭기(320)를 적당한 공지의 설계 구조의 회전 스테이지(325)에 장착할 수도 있다. 적당한 공지의 설계 구조의 마이크로컨트롤러(330)를 사용하여 회절 격자 피치 계산을 가능케 하는 서로 다른 회절 차수의 각도상 위치를 포함하며 이에 한정되지 않는 감지기 판독을 처리할 수 있다. 따라서, 상기 샘플(315)로부터 반사된 빛이 정확하게 측정된다.
산란측정은 입사빔이 조사되는 표면에 관한 정보를 추출하는 기술이다. 산란측정은 샘플의 형태를 그 산란 효과와 관련시키는 측정기법이다. 산란측정은 광학적 회절 응답으로부터 격자 프로파일을 재구성하는데 기초한다. 이중 다마신 개구부/트렌치의 깊이, 폭, 부식, 프로파일, 두께를 포함하며 이에 한정되지 않는 특성 관련 정보와 표면상에 존재하는 요소들의 임계 치수를 얻어낼 수 있다. 상기 정보는 표면에 조사된 빛의 위상 및/또는 강도를 입사빔이 조사된 표면으로부터 반사하거나 및/또는 회절된 빛에 기인하는 복합 반사 빛 및/또는 회절 빛의 위상 및/또는 강도 신호를 비교함으로써 얻을 수 있다. 상기 반사 빛 및/또는 회절 빛의 위상 및/또는 강도는 입사빔의 조사되는 표면의 특성에 따라 변화될 수 있다. 그러한 특성의 예로는 표면의 트렌치, 표면의 평활도, 표면의 구조(feature), 표면의 기공(void), 표면의 개구부 깊이 등이 포함되며, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명에서는 상기 반사 빛 및/또는 회절 빛의 위상 및/또는 강도가 식각되는 웨이퍼에 요구되는 임계 치수와 관련되기 때문에 이를 조사한다.
상기 언급된 특성들의 다른 조합은 입사빔의 위상 및/또는 강도에 영향을 미쳐 상기 복합 반사 및/또는 회절 빛에서 독특한 강도/위상 시그내쳐를 야기한다. 따라서, 강도/위상 시그내쳐의 신호(시그내쳐 또는 저장된 값) 라이브러리를 조사함으로써 상기 표면의 특성에 관한 결정을 할 수 있다. 적어도 부분적으로는 입사빔이 조사되는 표면의 복소 굴절율에 기인하여, 상기 서로 다른 표면에서 반사되거나 및/또는 굴절된 빛에 의하여 상기 독특한 위상/강도 시그내쳐가 얻어진다. 상기 복소 굴절율(N)은 표면의 굴절율(n)과 흡광계수(extinction coefficient)(k)를 조사하여 계산할 수 있다. 상기 복합 굴절율의 일 계산 방법을 다음의 식으로 표현할 수 있다:
N = n - jk, 여기서 j는 허수.
상기 시그내쳐 라이브러리는 관찰된 강도/위상 시그내쳐 및/또는 모델링 및 시뮬레이션으로 생성된 시그내쳐로 구성될 수 있다. 일례로서, 강도, 파장 및 위상을 알고 있는 제1입사빔에 노출되면, 웨이퍼 상의 제1피쳐(feature)는 제1위상/강도 시그내쳐를 생성할 수 있다. 유사하게, 강도, 파장 및 위상을 알고 있는 제1입사빔에 노출되면, 웨이퍼 상의 제2피쳐는 제2위상/강도 시그내쳐를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1깊이의 트렌치는 제1시그내쳐를 생성하며 제2깊이의 트렌치는 제2시그내쳐를 생성할 수 있을 것이다. 관찰된 시그내쳐는 시뮬레이션 및 모델링된 시그내쳐와 결합하여 시그내쳐 라이브러리를 구성할 수 있다. 시뮬레이션과 모델링은 측정된 위상/강도 시그내쳐에 대항하는 시그내쳐를 얻는데 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 시뮬레이션, 모델링 및 관찰된 시그내쳐들은 삼십만여 개의 위상/강도 시그내쳐를 포함하는 시그내쳐 라이브러리에 저장된다. 따라서, 산란측정 감지 부품으로부터 위상/강도 시그내쳐가 수신되면, 위상/강도 신호는 예를 들어 상기 신호 라이브러리와 패턴을 매치시켜 상기 신호가 저장된 시그내쳐에 해당하는지 결정할 수 있다.
본 발명은 바람직한 특정 실시예에 대하여 기술되었지만 본 발명의 명세서 및 도면을 읽고 이해한 당업자라면 등가적인 변형 및 개량이 가능할 것이다. 앞서 언급된 부품(어셈블리, 장치, 회로 등)이 수행하는 다양한 기능들에 관하여, 상기 부품을 기술하는 데 사용한 용어("수단" 포함)는 달리 표현되지 않는 한, 비록 본 발명의 예시적인 실시예에서 기능을 수행하는 구조물과 구조적으로 등가적이지 않더라도, 언급된 부품의 특정 기능을 수행하는 다른 어떠한 부품(즉, 기능적으로 등가적인 부품)도 포함한다. 또한, 본 발명의 특정 피쳐는 몇몇 실시예 중의 하나에 대해서만 기술되었지만 상기 피쳐는 주어진 혹은 특정 애플리캐이션에 요구되거나 유리하다면 다른 실시예들의 하나 이상의 다른 피쳐들과 결합될 수도 있을 것이다.
본 발명은 반도체 제조 공정에 유용하며, 특히 중앙 처리 장치, 비휘발성 메모리, 기타 반도체 장치의 제조에 유용하다.

Claims (17)

  1. 이중 다마신 공정 방법으로서,
    상면에 절연 구조물을 구비하는 반도체 기판을 제공하는 단계와, 여기서 상기 절연 구조물은 단일층의 유전 물질로 구성되며;
    상기 절연 구조물에 복수의 비어 개구부들(via openings)을 형성하는 단계와, 여기서 상기 비어 개구부들의 그룹은 직선으로 배치되며;
    i) 상기 절연 구조물에 복수의 트렌치들을 형성하는 단계와, 여기서 상기 트렌치들 각각은 상기 비어 개구부들 각각의 위에 위치함으로써 복수의 이중 다마신 개구부들을 구성하며, 이와 동시에
    ii) 상기 절연 구조물에 입사광 빔을 투사하고, 상기 절연 구조물로부터 반사된 광을 수집하고, 상기 반사된 광을 상기 트랜치들의 형성에 관련된 시그내쳐로 변환하고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 그리고 원하는 트렌치 깊이에 도달될 때 상기 트렌치들의 형성을 종료함으로써, 산란측정 시스템을 이용하여 상기 트렌치들의 형성을 모니터링하는 단계와; 그리고
    상기 트렌치들과 비어 개구부들을 전도성 금속으로 충전하는 단계를 포함하는 이중 다마신 공정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트렌치들의 형성에 관련된 시그내쳐는 상기 트렌치들이 형성되기 이전, 형성되는 도중, 그리고 형성된 후의 상기 절연 구조물 상면의 특정 깊이 및 프로파일에 대응하는 이중 다마신 공정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    분석 시스템이 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하는 이중 다마신 공정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 트렌치 깊이에 따라 상기 트렌치들의 형성을 종료시키는 폐루프 피드백 제어 시스템은 상기 폐루프 피드백 제어 시스템을 통하여 트렌치 깊이에 관련된 정보를 트렌치 식각 제어기에 공급하며, 상기 트렌치 식각 제어기는 훈련된 신경 회로망(trained neural network)과 연결되어 상기 트렌치들의 형성의 종료를 용이하게 하는 이중 다마신 공정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산란 측정 시스템은 추가로 상기 시그내쳐와 시그내쳐 라이브러리를 비교하여 트렌치의 프로파일을 결정하고 원하는 트렌치 프로파일에 도달하면 상기 트렌치들의 형성을 종료시키는 이중 다마신 공정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    분석 시스템이 상기 시그내쳐와 시그내쳐 라이브러리를 비교하여 트렌치 깊이 및 비어 깊이를 결정하는 이중 다마신 공정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유전 물질은 이산화실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘산화질화물, 불소 도핑된 실리콘 유리, 테트라에틸오소실리케이트, 보로포스포테트라에틸오소실리케이트, 포스포실리케이트 유리, 보로포스포실리케이트 유리, 폴리이미드, 불소 함유 폴리이미드, 폴리실세퀴옥산, 벤조시클로부텐, 폴리(아릴린 에스테르), 파릴린 F, 파릴린 N, 및 비정질 폴리테트라플르오로에틸렌으로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나인 이중 다마신 공정 방법.
  9. 상면에 절연 구조물을 구비하는 반도체 기판을 제공하는 단계와, 여기서 상기 절연 구조물은 단일층의 유전 물질로 구성되며;
    상기 절연 구조물에 적어도 하나의 비어 개구부를 형성하는 단계와; 그리고
    i) 상기 절연 구조물에 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 트렌치는 상기 비어 개구부 위에 위치하고 상기 비어 개구부와 상기 트렌치는 이중 다마신 개구부를 구성하며, 이와 동시에,
    ii) 상기 절연 구조물에 입사광 빔(a beam of incedent light)을 투사하고, 상기 절연 구조물로부터 반사된 광을 수집하고, 상기 반사된 광을 상기 트렌치의 형성에 관련된 시그내쳐로 변환시키고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 그리고 원하는 트렌치 깊이에 도달될 때 상기 트렌치의 형성을 종료함으로써, 산란 측정 시스템을 이용하여 트렌치 형성을 모니터링하는 단계를 포함하는
    반도체 기판의 이중 다마신 개구부 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트렌치의 형성에 관련된 시그내쳐는 트렌치가 형성되기 이전, 형성되는 도중, 그리고 형성된 후의 상기 절연 구조물 상면의 특정 깊이 및 프로파일에 대응하는 이중 다마신 개구부 형성 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    분석 시스템이 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이 및 비어 깊이를 결정하는 이중 다마신 개구부 형성 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 결정된 트렌치 깊이에 따라 상기 트렌치의 형성을 종료시키는 폐루프 피드백 제어 시스템은 상기 폐루프 피드백 제어 시스템을 통하여 트렌치 깊이에 관련된 정보를 트렌치 식각 제어기에 공급하며, 상기 트렌치 식각 제어기는 훈련된 신경 회로망(trained neural network)과 연결되어 상기 트렌치의 형성의 종료를 용이하게 하는 이중 다마신 개구부 형성 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 산란 측정 시스템은 추가로 상기 시그내쳐와 시그내쳐 라이브러리를 비교하여 트렌치의 프로파일을 결정하고 원하는 트렌치 프로파일에 도달하면 상기 트렌치의 형성을 종료시키는 이중 다마신 개구부 형성 방법.
  14. 이중 다마신 구조를 형성하는 방법으로서,
    상면에 절연 구조물을 구비하는 반도체 기판을 제공하는 단계와, 여기서 상기 절연 구조물은 단일층의 유전 물질로 구성되며;
    상기 절연 구조물에 복수의 비어 개구부들을 형성하는 단계와, 여기서 상기 비어 개구부들의 그룹은 직선으로 배치되며;
    i) 트렌치 식각 제어기를 이용하여 상기 절연 구조물에 복수의 트렌치들을 형성하는 단계와, 여기서 상기 트렌치들 각각은 상기 비어 개구부들 각각의 위에 위치함으로써 복수의 이중 다마신 개구부들을 구성하고, 이와 동시에
    ii) 상기 절연 구조물에 입사광 빔을 투사하고, 상기 절연 구조물로부터 반사된 광을 수집하고, 상기 반사된 광을 상기 트랜치들의 형성에 관련된 시그내쳐로 변환하고, 상기 시그내쳐를 시그내쳐 라이브러리와 비교하여 트렌치 깊이를 결정하고, 그리고
    결정된 트렌치 깊이가 원하는 트렌치 깊이의 수용 범위 내에 있지 않으면 상기 트렌치 식각 제어기에 트렌치 형성을 계속하면서 선택적으로 트렌치 식각 공정 요소를 조정하도록 명령하고,
    결정된 트렌치 깊이가 원하는 트렌치 깊이의 수용 범위 내에 있으면 상기 트렌치 식각 제어기에 상기 트렌치들의 형성을 종료하도록 명령함으로써,
    산란 측정 시스템을 이용하여 상기 트렌치들의 형성을 모니터링하는 단계와; 그리고
    상기 트렌치들와 비어 개구부들을 전도성 금속으로 충전하는 단계를 포함하는 이중 다마신 구조 형성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 트렌치 식각 제어기와 훈련된 신경 회로망은 상기 트렌치 깊이가 원하는 트렌치 깊이의 수용 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 것을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 이중 다마신 구조 형성 방법.
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서,
    상기 트렌치들의 형성에 관련된 시그내쳐는, 상기 트렌치들이 형성되기 이전, 형성되는 도중, 그리고 형성된 후의 상기 절연 구조물 상면의 특정 깊이 및 프로파일에 대응하는 이중 다마신 구조 형성 방법.
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