KR100205245B1 - 반도체제조장치의 웨이퍼클램프 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막형성장치로서 사용되는 스퍼터링장치, 건식식각장치 및 이온주입장치 등의 반도체제조장치에서 웨이퍼를 고정하여 그 이탈을 방지하는 데 사용되는 웨이퍼클램프의 구조에 관한 것으로서, 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 클램프몸체(10a)와: 상기 클램프몸체(10a)에 형성되어 있고, 상기 웨이퍼(20_의 에지에서 그 웨이퍼를 고정하기 위하여 상기 클램프몸체(10a)의 내주면에서 돌출하여 상기 클램프몸체(10a)와 일체로 형성된 복수의 고정용 돌기(14)를 포함하는 구조를 갖는다. 상술한 웨이퍼클램프에 의하면, 웨이퍼의 에지와 접촉하는 면적을 줄일 수 있어서, 칩의 불량유발을 방지할 수 있고, 또한 공정중에 파티클의 발생을 감소시킬 수 있을 뿐만아니라 수율을 향상시킬 수 있다.
Description
제1도는 종래의 웨이퍼클램프의 구조를 보여주고 있는 도면.
제1a도는 사시도.
제1b도는 평면도.
제1c도는 단면도.
제2도는 본 발명의 웨이퍼클램프의 구조를 보여주고 있는 도면.
제2a도는 사시도.
제2b도는 평면도.
제2c도는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10a : 클램프몸체 14 : 고정돌기
20 : 웨이퍼
본 발명은 반도체제조장치의 웨이퍼클램프에 관한 것으로서, 구체적으로는 박막형성장치로서 사용되는 스퍼터링장치, 마이크로패턴을 형성하는데 사용되는 건식식각장치 및 웨이퍼에 불순물을 주입하는 이온주입장치 등의 반도체제조장치에서 웨이퍼를 고정하여 그 이탈을 방지하는 데 사용되는 웨이퍼클램프의 구조에 관한 것이다.
반도체제조장치로서는 건식식각장치 및 이온주입장치등 여러 설비가 있지만, 그중 알루미늄 배선막 형성을 위한 스퍼터링장치에 본 발명의 웨이퍼클램프를 적용시킨 것을 예를 들어 설명한다.
반도체소자의 제조에 사용되는 스퍼터링기술은 반도체소자의 박막퇴적에 있어서 매우 중요한 기로서, 통상적으로 불활성가스(예를 들면, 아르곤)를 전리해서 양이온을 발생시키고, 이들 양이온을 가속해서 타겟(target)의 표면에 충돌시키는 것에 의해 타겟에 구성원자 또는 분자를 방출시키고, 그리고 타겟에 대향해서 배치된 기판위에 해방된 원자나 분자를 퇴적시키는 기술이다. 퇴적률 또는 속도는 타겟의 표면에 입사하는 이온의 수와 각 이온의 스퍼터링효율에 의존하기 때문에, 입사이온의 수를 많게 하려면 고밀도 플라즈마의 이용이 효과적이다.
이러한 스퍼터링기술에 통상적으로 사용되는 캐소드형 스퍼터링시스템은, 타겟재료가 있는 면을 가진 음극을 구비하고 있고 또한 그 음극의 타겟면의 반대쪽의 면에 1쌍의 자극을 구비하고 있다.
한편, 스퍼터링장치에 장입되기 전에 웨이퍼는 공기중에 노출되어 있기 때문에, 그 웨이퍼의 표면에 자연산화막이 형성된다. 이러한 자연산화막은 실질적으로 알루미늄 등의 배선막을 웨이퍼상에 형성할 때 그 배선막이 웨이퍼상에 고착되는 것을 방해할 뿐만아니라 반도체소자의 전기적인 특성을 저하시키는 요인으로서 작용한다.
따라서 알루미늄 등의 배선막을 형성하기 위해 사용되는 스퍼터링장치에서는 그 배선막의 도포전에 에치챔버에서 RF파워로 웨이퍼상에 형성된 자연산화막을 제거하는 공정을 필연적으로 수행해야만 한다. 이러한 제거 공정은 상술한 바와같이 스퍼터링장치의 에치챔버에서 수행된다. 이러한 에치챔버에 장입된 웨이퍼는 링모양의 웨이퍼클램프에 의해 고정되어서 그 자연산화막의 제거공정이 진행된다.
또한 알루미늄 등의 금속배선막을 형성하기 위해서는 증착챔버로 웨이퍼가 제공되고, 이 증착챔버에서 웨이퍼의 에지가 링모양의 웨이퍼클램프에 의해 고정되어서 금속배선의 증착공정이 진행된다.
또한 건식식각장치는 특히 반도체기판상에 마이크로패턴을 형성하기 위해 사용되는 설비이다. 즉, 반도체기판상에 폴리실리콘막이 형성되어 있고, 그리고 그 위에 소정패턴의 감광막이 형성되어서, 상기 폴리실리콘막을 패터닝할 때 상술한 건식식각장치가 사용된다.
이러한 건식식각장치 또는 스퍼터링장치 등에서 공정중 프로세스챔버의 원통형 기판스테이지상에 놓여진 웨이퍼를 고정하여 정위치에서 이탈되지 않도록 하기 위하여 상부면 및 하부면이 개구된 원통형의 웨이퍼클램프가 사용된다.
제1도는 상술한 스퍼터링장치 또는 건식식각장치 등의 반도체제조장치에 적용되는 종래의 웨이퍼클램프의 구조를 보여주고 있는 도면으로서, 제1a도는 사시도를, 제1b도는 평면도를 그리고 제1c도는 단면도를 보여주고 있다.
이러한 종래의 웨이퍼클램프는, 제1a도에 도시된 바와같이, 통상적으로 상부면과 하부면이 개구된 원통형 클램프몸체(10)와 이 몸체와 일체로 형성된 접촉부(12)를 구비하고 있고, 이 접촉부(12)는 웨이퍼의 에지부위와 중첩되는 부분으로서, 통상적으로 웨이퍼의 에지로부터 약 3mm 정도를 덮는 링형상의 구조로 되어 있다.
이러한 클램프구조에 있어서, RF파워를 사용하여 반도체기판상의 자연산화막을 제거할 경우 또는 패턴형성을 위하여 패터닝할 경우에, 상기 접촉부(12)가 웨이퍼의 에지부분을 누르는 접촉면적에서는 그 제거공정 또는 패터닝공정이 정상적으로 이루어지지 않게 되어 칩의 불량을 유발하는 문제점이 있었다.
또한 상기 접촉부(12)가 웨이퍼의 에지부분에 접촉되는 면적이 넓기 때문에 클램프와 웨이퍼가 붙어버리는 현상인 스틱킹현상(sticking)이 발생되어 칩의 불량을 일으키는 문제점도 있었다.
게다가, 감광막패턴을 마스크로 사용하여 패턴대상막(예를 들어, 폴리실리콘막)인 하부막을 패터닝할 때, 상기 접촉부(12)가 웨이퍼의 에지부분을 넓게 누르기 때문에 패턴대상막상에 형성된 감광막패턴의 리프팅현상(lifting)이 발생된다. 이러한 현상은 감광막물질의 파티클이 발생되게 하는 문제점을 유발한다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 제반문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서 웨이퍼의 에지와 접촉하여 그 웨이퍼를 고정하는 접촉부의 접촉면적을 최소화하는 반도체제조장치의 웨이퍼클램프를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 기판스테이지 상에 재치된 웨이퍼를 고정하여 그의 이탈을 방지하는 데 사용되는 반도체 제조장치의 웨이퍼클램프는, 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 클램프몸체와: 상기 클램프몸체에 형성되어 있고, 상기 웨이퍼의 에지에서 그 웨이퍼를 고정하기 위하여 상기 클램프몸체의 내주면에서 돌출하여 상기 클램프 몸체와 일체로 형성된 복수의 고정용 돌기를 포함하는 구조를 갖는다.
이 클램프에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기는 클립형상의 돌기로 구성되어 있다.
이 클램프에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기는 적어도 3개의 돌기로 구성되어 있다.
이 클램프에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기는 서로 대향하여 배치된 4개의 돌기로 구성되어 있다.
이 클램프에 있어서, 상기 고정용 돌기는 1면이 약 3mm 인 정사각형인 구조를 갖는다.
상술한 웨이퍼클램프에 의하면, 웨이퍼의 에지와 접촉하는 면적을 줄일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면 제2도에 의거하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 반도체제조장치의 웨이퍼클램프의 구조를 보여주고 있고, 제1도에 도시된 종래의 웨이퍼클램프의 각 구성부품과 동일한 기능을 갖는 구성부품에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.
제2b도를 참고하면, 본 발명의 신규한 웨이퍼클램프는, 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 클램프몸체(10a)의 내주면으로부터 돌출되어 있고 그리고 웨이퍼(20)의 에지를 접촉하면서 고정하고, 상기 클램프몸체(10a)와 일체로 형성된 복수의 고정용 돌기(14)를 구비한 구조를 갖는다.
제2a도 내지 제2c도에 의하면, 반도체제조장치, 특히 건식식각장치 또는 스퍼터링장치에 있어서, 기판스테이지상에 재치된 웨이퍼를 고정하여 그의 이탈을 방지하는 데 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 몸체(10a)를 구비한 웨이퍼클램프가 사용되고, 본 발명에 따른 웨이퍼클램프는 상부면과 하부면이 개구된 원통형의 클램프몸체(10a)로부터 대향하면서 돌출된 4개의 클립형 돌기(14)가 형성되어 있다. 이 4개의 클립형 돌기(14)가 제2b도에 도시된 바와같이 웨이퍼(20)의 에지부분을 누르면서 고정하고 있다.
이 실시예에서는, 상기 고정용 돌기(14)가 4개의 클립형 돌기로 구성되어 있으나, 서로 동일한 각을 갖고 클램프몸체(10a)의 내주면에서 돌출된 3개의 돌기로 구성하는 것도 바람직하다.
또한 상기 고정용 돌기(14)는, 제2b도의 확대도에서 보여주고 있는 바와같이, 1면이 약 3mm 인 정사각형인 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상술한 웨이퍼클램프에 의하면, 웨이퍼의 에지와 접촉하는 면적이 클램프몸체(10a)의 내주면으로부터 돌출되어 있는 돌기의 면적으로 제한되기 때문에, 그 접촉면적이 감소되어 부분에서의 칩의 불량을 방지할 수 있다.
또한 접촉면적의 감소로 인하여 클램프에 웨이퍼의 에지부분이 붙어버리는 스틱킹현상의 발생을 방지할 수 있다.
Claims (5)
- 원통형의 기판스테이지상에 재치된 웨이퍼(20)를 고정하여 그의 이탈을 방지하는데 사용되는 반도체제조장치의 웨이퍼클램프에 있어서, 상부면 및 하부면이 개구된 원통형의 클램프몸체(10a)와 상기 클램프몸체(10a)에 형성되어 있고, 상기 웨이퍼를 고정하기 위하여 상기 클램프몸체(10a)의 내주면에서 돌출하여 상기 클램프몸체(10a)와 일체로 형성된 동일한 형상의 복수의 고정용 돌기(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼클램프.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기(14)는 적어도 3개의 돌기인 것을 특징으로 하는 웨이퍼클램프.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기(14)는 적어도 3개의 돌기인 것을 특징으로 하는 웨이퍼클램프.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 고정용 돌기(14)는 서로 대향하여 배치된 4개의 돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼클램프.
- 제1항에 있어서, 상기 고정용 돌기(14)는 1면이 약 3mm 인 정사각형인 구조인 것을 특징으로 하는 웨이퍼클램프.
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| KR1019950055693A KR100205245B1 (ko) | 1995-12-23 | 1995-12-23 | 반도체제조장치의 웨이퍼클램프 |
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| KR970052044A (ko) | 1997-07-29 |
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