JP2004088111A

JP2004088111A - ウェーハエッジエッチング装置

Info

Publication number: JP2004088111A
Application number: JP2003299733A
Authority: JP
Inventors: Teiu Jo; 徐　廷　宇
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2004-03-18
Also published as: KR100464857B1; KR20040018656A

Abstract

【課題】　ウェーハエッジエッチング装置を提供する。
【解決手段】　工程チャンバ１００内に設けられ、ウェーハのエッジ部位のみエッチングガスが提供されるようにエッチングガス流れをガイドするガス分散板を備えるウェーハエッジエッチング装置において、ガス分散板１０６は、エッチングガスの流入口が中央に形成された上部板１０８と、上部板と締結されてエッジで前記エッチングガスの流出口を形成するために前記上部板と所定の間隔を維持する下部板１１０と、流入口と流出口間に配置されて上部板と下部板の間隔を維持するための少なくとも一つ以上のスペーサ１１２と、流出口近所に形成され、流入口に流入されたエッチングガスがエッジの流出口に流出する際、少なくとも一つ以上のスペーサの配置に関係なしに、実質的に均一に分散吐出されるようにガイドするガイド手段とを備える。
【選択図】　　　図４

Description

　本発明はウェーハエッジエッチング装置に関するものであり、より詳細には、ウェーハエッジにエッチングガスを均一に供給することができるようにガス分散構造を改善するためのウェーハエッジエッチング装置に関するものである。

　半導体素子の高機能化高集積化によりパターンが微細化され、これによる新しい技術と工程が続けて導入されている。ＣＭＰ工程、パッドポリ工程の導入によりシリコンオキサイドの平坦度が改善され、高集積化が可能になったが、附随的に他の問題点が示されている。

　ＣＭＰ工程の導入によりスラリーで起因された微細スクラッチ及びパーティクル発生の問題点と、ポリパッド使用による犠牲酸化膜エッチング工程の適用により、流れ特性によるパーティクル発生の問題点がそのうちの一つである。

　高集積されたデバイスで高質的に出る問題うちの一つは、パーティクル制御である。発生原因が不明である多様なパーティクルの発生は、収率を低下させ、ラインモニタリング時にスペックアウト（ＳＰＥＣ−ＯＵＴ）の主要原因になっている。

　このようなパーティクルは、正確なソースの確認が困難であるだけでなく、いろいろな工程のスプリットテスト（ＳＰＬＩＴ　ＴＥＳＴ）の結果を通じても類義差が生じなくて、高質的な問題に台頭されている。ウェーハのエッジ部でパターン内にパーティクルが動き、パーティクルの主成分はＳｉ、ＳｉＯ_２系列であるということが確認されている。

　しかし、これは、ソースを見分けるには非常に広範囲である。半導体で使用される大部分の部品がＳｉやＳｉＯ_２系列であるために、推定することが容易でないからである。

　従って、最近にはウェーハエッジ部位のみをエッチングして、パーティクルの発生ソース自体を除去しようとする技術が導入されている。

　ウェーハエッジエッチング装置またはエッジストリッパ（ｅｄｇｅ　ｓｔｒｉｐｐｅｒ）はウェーハエッジ及び傾斜部をエッチングしてパーティクルソースを除去するエッチング設備によりエッチングガスがウェーハエッジ側にのみ噴射されるように設計されている。

　図１に示すように、ウェーハエッジエッチング装置は工程チャンバ１０内の真空チャック１２にウェーハ１４を真空吸着して把持して、ウェーハ１４上の工程チャンバ１０の上部に設けられたガス分散板１６を通じてウェーハ１４エッジ部位にエッチングガスを噴射してエッチング部位の堆積物をエッチングする。

　ガス分散板１６は上部板１８、下部板２０、スペーサ２２、締結ねじ２４を含む。上部板１８の中央にはガス流入口２６が形成され、ガス供給管２８から供給されたエッチングガスを上部板１８及び下部板２０間の中央空間に流入する。上部板１８のエッジには下方に垂直延びられたガイドリング３０が形成されている。

　下部板２０はガイドリング３０の内径よりさらに小さい直径を有し、上部板との間にスペーサ２２を介在して締結ねじ２４により締結される。

　従って、中央に供給されたガスはスペーサ２２がない上部板１８と下部板２０との間の空間を通じて四方に水平分散され、ガイドリング３０と下部板２０のエッジ間の空間を通じて垂直下方に流出される。

　しかし、このような構造でも図２に示すように、スペーサ２２の配置構造によりスペーサとスペーサ間に対向するエッジ部分３２よりは、スペーサで対向するエッジ部分３４でガス圧が図３に示すように相対的に低下されるので、ウェーハエッジに供給されるエッチングガスの噴射圧または噴射量が不均一になって、エッジエッチングがよくならず、噴射量が少ない部位が十分にエッチングされるように全体的なエッチング工程時間が遅延される問題点が発生されている。

　本発明の目的は、ウェーハエッジに噴射されるガス噴射量がスペーサの配置に関係なしに、実質的に均一になるように構造を改善したウェーハエッジエッチング装置を提供することにある。

　上述した目的を達成するための本発明によるウェーハエッジエッチング装置は、工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位のみエッチングガスが提供されるようにエッチングガスの流れをガイドするガス分散板を備えるウェーハエッジエッチング装置において、前記ガス分散板は、前記エッチングガスの流入口が中央に形成された上部板と、前記上部板と締結されてエッジで前記エッチングガスの流出口を形成するために前記上部板と所定の間隔を維持する下部板と、前記流入口と流出口間に配置されて上部板と下部板の間隔を維持するための少なくとも一つ以上のスペーサと、前記流出口近所に形成され、前記流入口に流入された前記エッチングガスがエッジの流出口に流出する際、前記少なくとも一つ以上のスペーサの配置に関係なしに実質的に均一に分散吐出されるようにガイドするガイド手段とを備える。

　本発明で、ガイド手段は、下部板のエッジで上向に突出された突出環輪であり、突出環輪には複数のスリットが前記スペーサと向き合う位置よりスペーサとスペーサとの間に向き合う位置でさらに広い間隔を有するように形成されることが望ましい。

　本発明で、ガイド手段は、上部板と下部板のエッジで互いに向き合って交差するように各々突出された少なくとも一つ以上の突出環輪により構成することもできる。

　本発明の一実施形態は、工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位のみエッチングガスが提供されるようにエッチングガス流れをガイドするガス案内板を備えたウェーハエッジエッチング装置において、ガス案内板は、底面が平坦であり、その中央にガス引入用通孔が形成され、エッジで垂直方向に延びた下向ガイドリングが形成された上部円板と、上部円板の下向ガイドリングの内径より小さい直径を有し、上面が平坦であり、前記上面が前記上部円板の底面と一定ギャップを維持し、側面が前記ガイドリングの内側壁と一定ギャップを維持し、エッジで垂直に上部に延びた上向ガイドリングが形成され、前記ガイドリングには複数のスリットが形成され、前記上部円板に着脱可能に結合された下部円板と、上部円板と下部円板との間に放射状に配置されて介在され、前記ガスの流れを分散させ、一定ギャップを維持するための複数のスペーサを備え、複数のスリットの間隔は前記スペーサに向き合う位置より前記スペーサとスペーサとの間に向き合う位置でさらに広い間隔を有する。

　本発明の他の実施形態は、工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位のみエッチングガスが提供されるようにエッチングガス流れをガイドするガス案内板を備えたウェーハエッジエッチング装置において、ガス案内板は、底面が平坦であり、その中央にガス引入用通孔が形成され、エッジで垂直方向に延びた下向ガイドリングが形成され、前記下向ガイドリングから内側に一定間隔離れた所に垂直下方に延びた下向補助ガイドリングが形成された上部円板と、上部円板の下向ガイドリングの内径より小さい直径を有し、上面が平坦であり、前記上面が前記上部円板の底面と一定ギャップを維持し、側面が前記ガイドリングの内側壁と一定ギャップを維持し、エッジで垂直に上方に延びた上向ガイドリングが形成され、前記上向ガイドリングから内側に一定間隔離れた所に垂直上向に延びた上向補助ガイドリングが形成され、前記上部円板に着脱可能に結合された下部円板と、上部円板と下部円板との間に放射形配置に介在され、前記ガスの流れを分散させ、前記一定ギャップを維持するための複数のスペーサを備え、下向補助ガイドリングは前記上向ガイドリングと上向補助ガイドリングの間に交差するように配置され、前記上向ガイドリング及び上向補助ガイドリングと下向補助ガイドリングの高さは前記スペーサの厚さより小さいことを特徴とする。

　本発明によると、中央から流入されてエッジにガスを分散させるウェーハエッジエッチング装置において、スペーサの配置に関係なしに四方に一定なガス量が供給されることができるようにエッジにガス分散手段を設けることにより、均一なエッジエッチングが可能であるので、完璧にパーティクルソースを除去することができ、エッチング工程の効率性を向上させることができる。

　以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。

　図４は本発明によるウェーハエッジエッチング装置の望ましい一実施形態の断面構造であり、図５は上部板と下部板を上下に広げた状態を示し、図６はガス分散板の一部切開斜視図である。

　一実施形態でウェーハエッジエッチング装置は工程チャンバ１００内の真空チャック１０２にウェーハ１０４を真空吸着して把持し、ウェーハ１０４上の工程チャンバ１００の上部に設けられたガス分散板１０６を通じてウェーハ１０４エッジ部位にエッチングガスを噴射してエッジ及び傾斜部のパーティクルまたは堆積物をエッチングする。

　ガス分散板１０６は上部板１０８、下部板１１０、スペーサ１１２、締結ねじ１１４を含む。

　上部板１０８の中央にはガス流入口１１６が形成され、ガス供給管１１８から供給されたエッチングガスを上部板１０８及び下部板１１０間の中央空間に流入する。上部板１０８のエッジには下方に垂直延びられたガイドリング１２０または下向ガイドリングが形成されている。ガイドリング１２０の縦端は下部板１１０の上面と底面の延長線間に位置する。

　従って、ガイドリング１２０は水平分散されたガスが垂直下向に噴射されるようにガスの流出方向をガイドする。

　下部板１１０はガイドリング１２０の内径よりさらに小さい直径を有し、上部板との間にスペーサ１１２を介在して締結ねじ１１４により締結される。締結ねじ１１４は下部板１１０の通孔とスペーサ１１２の通孔１２６を通じて挿入され、上部板１０８の締結溝１２４にねじ結合されて下部板１１０及びスペーサ１１２を上部板１０８に締結させる。

　ここで、スペーサは上部板または下部板に一体で形成されることもできる。

　従って、中央にガス流入口１１６を通じて流入されたガスはスペーサ１１２間を通じてエッジに流れて四方に水平分散され、ガイドリング１２０と下部板１１０のエッジ間の空間を通じて垂直下方に流出されてウェーハ１０４のエッジに供給される。

　本発明の一実施形態では下部板１１０のエッジで上方向に垂直に延びた突出環輪１２２、または上向ガイドリングを含む。突出環輪１２２はその高さが上部板１０８と下部板１１０間の間隔よりは低く、複数のスリット１２８が形成されている。複数のスリット１２８は図５に図示したようにスペーサ１１２と向き合う位置１３０よりスペーサ１１２とスペーサ１１２との間と向き合う位置１３２でさらに広い間隔を有するように形成される。

　従って、位置１３２より位置１３０でさらに多いガスが流出されるように調節することにより、単位時間当り流出されるガス量は実質的に殆ど同一に調節される。したがって、図７に図示したようにエッジ四方で殆ど同一な量にガスが噴射されることが分かる。

　図８及び図９は本発明によるウェーハエッジエッチング装置の望ましい他の実施形態の断面構造であり、図１０は上部板と下部板を上下に広げた状態を示し、図１１はガス分散板の一部切開斜視図を示す。

　他の実施形態で、ウェーハエッジエッチング装置は工程チャンバ２００内の真空チャック２０２にウェーハ２０４を真空吸着して把持し、ウェーハ２０４上の工程チャンバ２００の上部に設けられたガス分散板２０６を通じてウェーハ２０４エッジ部位にエッチングガスを噴射してエッジ及び傾斜部のパーティクルまたは堆積物をエッチングする。

　ガス分散板２０６は上部板２０８、下部板２１０、スペーサ２１２、締結ねじ２１４を含む。

　上部板２０８の中央にはガス流入口２１６が形成され、ガス供給管２１８から供給されたエッチングガスを上部板２０８及び下部板２１０間の中央空間に流入する。上部板２０８のエッジには下方に垂直延びたガイドリング２２０または下向ガイドリングが形成されている。ガイドリング２２０の縦端は下部板２１０の上面と底面の延長線間に位置する。

　従って、ガイドリング２２０は水平分散されたガスが垂直下向に噴射されるようにガスの流出方向をガイドする。

　また、上部板２０８には下向ガイドリング２２０の内側に補助下向ガイドリング２２１が形成される。補助下向ガイドリング２２１の高さは上部板２０８と下部板２１０間の間隔より低い高さを有する。

　下部板２１０は下向ガイドリング２２０の内径よりさらに小さい直径を有し、上部板との間にスペーサ２１２を介在して締結ねじ２１４に締結される。締結ねじ２１４は下部板２１０の通孔とスペーサ２１２の通孔２２６を通じて挿入され、上部板２０８の締結溝２２４にねじ結合されて下部板２１０及びスペーサ２１２を上部板２０８に締結させる。

　ここで、スペーサは上部板２０８または下部板２１０に一体で形成されることもできる。

　従って、中央にガス流入口２１６を通じて流入されたガスはスペーサ２１２間を通じてエッジに流れて四方に水平分散され、ガイドリング２２０と下部板２１０のエッジ間の空間を通じて垂直下方に流出されてウェーハ２０４のエッジに供給される。

　本発明の他の実施形態では、下部板２１０のエッジで上方向に垂直に延びた突出環輪２２２、または上向ガイドリングと上向ガイドリング２２２の内側に形成された補助上向ガイドリング２２３を含む。突出環輪２２２及び補助上向ガイドリング２２３はその高さが上部板２０８と下部板２１０間の間隔より低い高さを有し、上部板２０８の補助下向ガイドリング２２１とは交差するように配置される。

　ガイドリング２２１、２２２、２２３の間はガイドリングの高さよりさらに広い間隔を維持することが均一なガス分散に望ましい。

　即ち、スペーサ間に向き合う位置では、ガス流れが速く、またはスペーサと向き合う位置でガス流れが遅くなるが、補助上向ガイドリング２２３、補助下向ガイドリング２２１、上向ガイドリングを順次に経てバッファリングされながら、四方どこでもガス流れが殆ど類似している速度に調節されるようにする。従って、最終ウェーハエッジに噴射されるガスの噴射量は殆ど同一である状態になる。

　以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できるで。

　例えば、他の実施形態の内側補助ガイドリングに一実施形態と同一である複数のスリットを形成することもできる。

関連された技術分野のウェーハエッジエッチング装置を示す図面である。図１のガス分散手段の上部板と下部板を上下に広げた状態を示す図面である。図１のガス分散手段でのエッジの方位角によるガス噴射量を示すグラフである。本発明によるウェーハエッジエッチング装置の望ましい一実施形態の断面図である。図４の上部板と下部板を上下に広げた状態を示す図面である。図４のガス分散板の一部切開斜視図である。図４のガス分散手段でのエッジの方位角によるガス噴射量を示すグラフである。本発明によるウェーハエッジエッチング装置の望ましい他の実施形態の断面図である。本発明によるウェーハエッジエッチング装置の望ましい他の実施形態の断面図である。図８の上部板と下部板を上下に広げた状態を示す図面である。図８のガス分散板の一部切開斜視図である。

符号の説明

１００　　工程チャンバ、
１０２　　真空チャック、
１０４　　ウェーハ、
１０６　　ガス分散板、
１０８　　上部板、
１１０　　下部板、
１１２　　スペーサ、
１１４　　締結ねじ、
１１６　　ガス流入口、
１１８　　ガス供給管、
１２０　　下向ガイドリング、
１２２　　突出環輪または上向ガイドリング、
１２４　　締結溝、
１２８　　スリット。

Claims

　工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位にのみエッチングガスが提供されるようにエッチングガス流れをガイドするガス分散板を備えるウェーハエッジエッチング装置において、
　前記ガス分散板は、
　前記エッチングガスの流入口が中央に形成された上部板と、
　前記上部板と締結されてエッジで前記エッチングガスの流出口を形成するために前記上部板と所定の間隔を維持する下部板と、
　前記流入口と流出口間に配置されて上部板と下部板の間隔を維持するための少なくとも一つ以上のスペーサと、
　前記流出口近所に形成され、前記流入口に流入された前記エッチングガスがエッジの流出口に流出する際、前記少なくとも一つ以上のスペーサの配置に関係なしに実質的に均一に分散吐出されるようにガイドするガイド手段と、
　を備えることを特徴とするウェーハエッジエッチング装置。
　前記ガイド手段は、
　前記下部板のエッジで上向に突出された突出環輪であり、
　前記突出環輪には複数のスリットが前記スペーサと向き合う位置より前記スペーサとスペーサとの間に向き合う位置でさらに広い間隔を有するように形成されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　前記ガイド手段は、
　前記上部板と下部板のエッジで互いに向き合って交差するように各々突出された少なくとも一つ以上の突出環輪であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　前記少なくとも一つ以上の突出環輪は突出環輪の高さより突出環輪の間隔がさらに広いサイズを有することを特徴とする請求項１に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　前記下部板で突出された最も内側に位置する突出環輪には、複数のスリットが前記スペーサと向き合う位置より前記スペーサとスペーサとの間に向き合う位置でさらに広い間隔を有するように形成されることを特徴とする請求項４に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　前記下部板は前記複数のスペーサに対応する個数の結合通孔を有し、前記複数のスペーサは各々結合通孔を有し、下部板とスペーサは前記結合通孔を通じて前記上部板にねじ結合されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位にのみエッチングガスが提供されるようにエッチングガスの流れをガイドするガス案内板を備えたウェーハエッジエッチング装置において、
　前記ガス案内板は、
　底面が平坦であり、その中央にガス引入用通孔が形成され、エッジで垂直方向に延びた下向ガイドリングが形成された上部円板と、
　前記上部円板の下向ガイドリングの内径より小さい直径を有し、上面が平坦であり、前記上面が前記上部円板の底面と一定ギャップを維持し、側面が前記ガイドリングの内側壁と一定ギャップを維持し、エッジで垂直に上部に延びられた上向ガイドリングが形成され、前記ガイドリングには複数のスリットが形成され、前記上部円板に着脱可能に結合された下部円板と、
　前記上部円板と下部円板との間に放射状に配置されて介在され、前記ガスの流れを分散させ、前記一定ギャップを維持するための複数のスペーサを備え、
　前記複数のスリットの間隔は前記スペーサと向き合う位置より前記スペーサとスペーサとの間に向き合う位置でさらに広い間隔を有することを特徴とするウェーハエッジエッチング装置。
　前記下部円板には前記複数のスペーサに対応する個数の結合通孔を有し、前記複数のスペーサは各々結合通孔を有し、下部円板とスペーサは前記結合通孔を通じて前記上部基板にねじ結合されることを特徴とする請求項７に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　工程チャンバ内に設けられ、ウェーハのエッジ部位にのみエッチングガスが提供されるようにエッチングガス流れをガイドするガス案内板を備えたウェーハエッジエッチング装置において、
　前記ガス案内板は、
　底面が平坦であり、その中央にガス引入用通孔が形成され、エッジで垂直方向に延びた下向ガイドリングが形成され、前記下向ガイドリングから内側に一定間隔離れた所に垂直下方に延びた下向補助ガイドリングが形成された上部円板と、
　前記上部円板の下向ガイドリングの内径より小さい直径を有し、上面が平坦であり、前記上面が前記上部円板の底面と一定ギャップを維持し、側面が前記ガイドリングの内側壁と一定ギャップを維持し、エッジに垂直に上方に延びた上向ガイドリングが形成され、前記上向ガイドリングから内側に一定間隔離れた所に垂直上向に延びた上向補助ガイドリングが形成され、前記上部円板に着脱可能に結合された下部円板と、
　前記上部円板と下部円板との間に放射形配置に介在され、前記ガスの流れを分散させ、前記一定ギャップを維持するための複数のスペーサを備え、
　前記下向補助ガイドリングは前記上向ガイドリングと上向補助ガイドリングの間に交差するように配置され、前記上向ガイドリング及び上向補助ガイドリングと下向補助ガイドリングの高さは前記スペーサの厚さより小さいことを特徴とするウェーハエッジエッチング装置。
　前記最も内側に位置した上向補助ガイドリングには、複数のスリットが前記スペーサと向き合う位置より前記スペーサとスペーサ間に向き合う位置でさらに広い間隔を有するように形成されることを特徴とする請求項９に記載のウェーハエッジエッチング装置。
　前記下部板には前記複数のスペーサに対応する個数の結合通孔を有し、前記複数のスペーサは各々結合通孔を有し、下部板とスペーサは前記結合通孔を通じて前記上部基板にねじ結合されることを特徴とする請求項９に記載のウェーハエッジエッチング装置。