KR100251642B1

KR100251642B1 - Shutter gap control gage for semiconductor metallization facilities

Info

Publication number: KR100251642B1
Application number: KR1019960062082A
Authority: KR
Inventors: 최정호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 2000-05-01
Also published as: KR19980044061A

Abstract

PURPOSE: A shutter gap adjustment gauge is provided to easily adjust a gap between a shutter and a shield within a process chamber for performing a metal film deposition process. CONSTITUTION: A shutter gap adjustment gauge includes a shield(12) of a ring shape having a given thickness and width. A wafer(14) supported by a support(15) is located within the shield(12). A shutter(16) of a circular plate shape is fixed to an upholder(20) of a controller fixed to on a process chamber. The height of the shutter(16) can be adjusted and can also be rotated. Also, the shutter(16) is separated by a given height between a target and the wafer(14), that is, over the shield(12) upwardly. A gap adjustment gauge(26) easily sets the location of the shutter(16).

Description

Shutter gap control gage for semiconductor metallization facilities

본 발명은 반도체 금속막 증착설비의 셔터 간극 조절게이지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속막 증착 공정을 수행하는 공정챔버 내부의 타겟(target)과 웨이퍼 사이에 설치되어 초기의 스퍼터링(sputtering)에 의해 불안정하게 떼어지는 타겟물질로부터 웨이퍼를 보호하는 셔터를 정위치시키도록 하는 반도체 금속막 증착설비의 셔터 간극 조절게이지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shutter gap control gauge of a semiconductor metal film deposition apparatus, and more particularly, is installed between a target and a wafer inside a process chamber for performing a metal film deposition process by initial sputtering. A shutter gap control gauge of a semiconductor metal film deposition apparatus for positioning a shutter protecting a wafer from an unstable target material.

반도체장치 제조공정에 있어서의 금속막 증착 공정은 공정챔버 내부를 고진공으로 형성하고, 양단에 고전압을 인가한 상태에서 아르곤(Ar) 등의 비활성 기체를 주입시켜 플라즈마 상태로 형성한 후 플라즈마 상태의 높은 운동 에너지를 갖는 Ar⁺으로 하여금 음전위와 연결된 타겟과 충돌하도록 함으로써 떼어진 타겟물질이 웨이퍼의 표면에서 증착 되도록 하는 것이다.The metal film deposition process in the semiconductor device manufacturing process is performed by forming a high vacuum inside the process chamber, injecting an inert gas such as argon (Ar) in a state where a high voltage is applied to both ends thereof, and then forming a plasma state. By causing Ar ⁺ with kinetic energy to collide with the target connected to the negative potential, the separated target material is deposited on the surface of the wafer.

이때 상술한 바와 같이 떼어진 타겟물질은 고진공 상태의 공정챔버 내부 전 표면에 대해 선택성 없이 증착됨에 따라 이것을 방지하기 위한 부재로 쉴드(shield)와 셔터(shutter)가 사용된다.At this time, the target material separated as described above is deposited without selectivity to the entire surface inside the process chamber in a high vacuum state, so that a shield and a shutter are used as a member to prevent this.

이렇게 사용되는 쉴드(12)는 도1에 도시된 바와 같이 소정 두께와 폭을 갖는 링 형상으로 공정챔버(10)의 내부 소정 위치에 설치 고정되어 있으며, 내측 부위에 받침대(15) 상면에 안착된 웨이퍼(14)가 위치된다.The shield 12 used as described above is fixedly installed at a predetermined position inside the process chamber 10 in a ring shape having a predetermined thickness and width as shown in FIG. 1, and is mounted on the upper surface of the pedestal 15 at an inner portion thereof. The wafer 14 is located.

한편, 셔터(16)는 원판 형상으로 공정챔버(10) 소정 위치에 설치 고정된 위치 조절부(18)의 지지대(20)에 지지를 받아 타겟(22)과 웨이퍼(14) 사이 즉, 상술한 쉴드(12)의 상면으로부터 상측으로 소정 간격으로 이격되어 위치된다.On the other hand, the shutter 16 is supported between the target 22 and the wafer 14, that is, described above by receiving the support of the support 20 of the position adjuster 18 fixed to the process chamber 10 at a predetermined position in a disk shape. The shield 12 is spaced apart from the upper surface at a predetermined interval.

그리고, 이렇게 위치된 셔터(16)는 조절부(18)에 의해 높낮이 조절 및 회전하도록 되어 있다.The shutter 16 positioned as described above is adjusted and rotated by the adjusting unit 18.

이러한 셔터(16)는 식각공정을 수행함에 있어서, 초기의 상태에서 조절부(18)에 의해 웨이퍼(14) 상측에 위치되어 불안정하게 도포되는 타겟물질로부터 웨이퍼(14)를 커버하여 보호하고, 적정 수준의 공정이 진행될 때 조절부(18)에 의해 회전하여 도포되는 타겟물질로부터 웨이퍼(14)를 개방하는 위치로 이동하게 된다.In the etching process, the shutter 16 covers and protects the wafer 14 from a target material which is positioned on the wafer 14 by the control unit 18 in an initial state and is unstablely applied, and is appropriate. As the level process proceeds, it is moved by the adjusting unit 18 to a position to open the wafer 14 from the target material to be applied.

한편, 셔터(16)와 쉴드(12) 사이의 간격은 셔터(16)의 이동시 상호 접촉되지 않을 정도의 간격과 방향성 없이 불안정하게 도포되는 타겟물질로부터 웨이퍼(14)에 영향을 주지 않는 정도의 절충된 간격이 유지되어야 한다.On the other hand, the gap between the shutter 16 and the shield 12 is a compromise that does not affect the wafer 14 from the target material that is unstablely applied without the direction and the gap that does not contact each other when the shutter 16 moves. Intervals must be maintained.

보다 상세히 설명하면, 셔터(16)와 쉴드(12) 사이의 간격이 일정 간격보다 좁게 되면, 쉴드(12)의 상면에 계속적으로 증착되는 금속막과 이동하는 셔터(16)의 소정 부위와 접촉되어 파티클을 생성하게 되고, 일정 간격 이상 이격된 상태로 있게 되면 그 틈새로 불안정하게 도포되는 타겟물질이 웨이퍼(14)에 불규칙적으로 도포 증착되어 공정 불량을 유발하게 된다.In more detail, when the interval between the shutter 16 and the shield 12 becomes smaller than a predetermined interval, the metal film continuously deposited on the upper surface of the shield 12 and a predetermined portion of the moving shutter 16 are brought into contact with each other. Particles are generated, and when the particles are spaced apart for a predetermined interval, the target material which is unstablely applied to the gap is irregularly deposited on the wafer 14 to cause a process defect.

따라서, 세정 또는 각 부품의 교체 주기에 따라 식각설비를 분해 조립할 경우 상술한 셔터(16)와 쉴드(12) 사이의 상호 간격을 일정 간격으로 유지시키는 것이 중요하며, 이러한 간격을 조절하기 위해 종래에는 작업자가 각 부위별로 버니어 캘리퍼스(Vernier calipers)(도시 안됨)를 근접시켜 조절부(18)의 조절레버(24)를 조작하여 간격을 조절하였다.Therefore, when disassembling the etching facility according to the cleaning or replacement cycle of each component, it is important to maintain the mutual gap between the shutter 16 and the shield 12 at a constant interval. The operator adjusted the spacing by operating the control lever 24 of the control unit 18 by bringing the Vernier calipers (not shown) close to each site.

그러나, 작업자가 버니어 캘리퍼스를 근접시켜 간격을 조절하도록 함에 있어 셔터의 정확한 간격 조절을 기대하기 어려우며, 버니어 캘리퍼스의 소정 부위가 셔터(16)의 일측 부위를 누르게 되면 셔터(16)가 균형 상태를 유지하지 못하고 이동 중 긁힘 현상 또는 반대편의 들뜸 현상이 발생되어 웨이퍼의 손상 및 공정 불량을 유발하는 문제가 있었다.However, it is difficult for the operator to close the vernier caliper to adjust the spacing, so it is difficult to expect the precise spacing of the shutter. When the predetermined portion of the vernier caliper presses one side of the shutter 16, the shutter 16 remains in a balanced state. There was a problem that the scratches during the movement or the lifting of the other side occurs to cause damage to the wafer and process failure.

본 발명의 목적은, 금속막 증착 공정을 수행하는 공정챔버 내부의 셔터와 쉴드 사이의 간격을 용이하게 조절할 수 있도록 하는 반도체 금속막 증착설비의 셔터 간극 조절게이지를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a shutter gap control gauge of a semiconductor metal film deposition apparatus that can easily adjust the interval between the shutter and the shield inside the process chamber for performing the metal film deposition process.

도1은 반도체 금속막 증착설비 내에 셔터의 설치 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the relationship between the installation of a shutter in a semiconductor metal film deposition apparatus.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셔터 간극 조절게이지의 설치 관계를 나타낸 분해 사시도이다.Figure 2 is an exploded perspective view showing the relationship between the installation of the shutter gap adjustment gauge according to an embodiment of the present invention.

도3은 도2의 간극 조절게이지의 사용 상태를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state of use of the gap adjusting gauge of FIG.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10: 공정챔버 12: 쉴드10: process chamber 12: shield

14: 웨이퍼 15: 받침대14: wafer 15: pedestal

16: 셔터 18: 조절부16: shutter 18: adjuster

20: 지지대 22: 타겟20: support 22: target

24: 조절레버 26: 간극 조절게이지24: Adjustment lever 26: Gap adjustment gauge

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 금속막 증착설비의 셔터 간극 조절게이지는 금속막 증착공정시 쉴드 저면과 셔터 상면 사이에 요구되는 간격과 동일한 두께를 갖는 판재 형상의 스테인레스 재질로, 쉴드의 상측면에 평행하게 밀착 위치시켜 셔터를 하강시키면서 상기 쉴드와 셔터와의 간격을 조절할 수 있도록 상, 하면이 평탄하게 형성됨을 특징으로 한다.Shutter gap control gauge of the semiconductor metal film deposition apparatus according to the present invention for achieving the above object is a plate-shaped stainless steel material having the same thickness as the gap required between the shield bottom surface and the shutter top surface during the metal film deposition process, It is characterized in that the upper and lower surfaces are formed flat so as to adjust the distance between the shield and the shutter while lowering the shutter by placing in close contact with the upper side.

그리고, 상기 두께는 2.8 ∼ 3.1 ㎜ 사이로 형성함이 바람직하다.The thickness is preferably formed between 2.8 and 3.1 mm.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2와 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 금속막 증착설비의 셔터 간극 조절게이지의 설치 및 사용 관계를 나타낸 도면으로서 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.2 and 3 are diagrams showing the relationship between the installation and use of the shutter gap control gauge of the semiconductor metal film deposition equipment according to an embodiment of the present invention, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art, It will be omitted.

도2와 도3을 참조하여 설명하면, 쉴드(12)는 도2에 도시된 바와 같이 소정 두께와 폭을 갖는 링 형상으로 내측에 받침대(15)에 의해 지지되는 웨이퍼(14)가 위치된다.Referring to FIGS. 2 and 3, as shown in FIG. 2, the shield 12 has a ring shape having a predetermined thickness and width, and a wafer 14 supported by the pedestal 15 is located therein.

그리고, 셔터(16)는 원판 형상으로 공정챔버(10)의 상측 부위에 설치 고정된 위치 조절부(18)의 지지대(20)에 지지 고정된 상태로 높낮이 조절 및 회전 가능하게 설치되어 타겟(22)과 웨이퍼(14) 사이 즉, 상술한 쉴드(12)의 상면으로부터 상측으로 소정 높이 이격되어 위치된다.In addition, the shutter 16 is installed in a disc shape in such a manner that the height and the height of the target can be adjusted and rotated while being fixed to the support 20 of the position adjusting unit 18 fixed to the upper portion of the process chamber 10. ) And the wafer 14, that is, spaced apart a predetermined height upward from the upper surface of the above-described shield 12.

이러한 구성에 있어 상술한 셔터(16)의 위치를 용이하게 설정하기 위해 도2에 도시된 바와 같이 간극 조절게이지(26)가 사용된다.In this configuration, the gap adjusting gauge 26 is used as shown in Fig. 2 to easily set the position of the shutter 16 described above.

이렇게 사용되는 간극 조절게이지(26)는 금속 재질 중 오염과 변형 정도가 작은 스테인레스 재질을 사용하여 제작된 것으로 셔터(16)의 밑면이 쉴드(12)의 상면으로부터 요구되는 위치의 간격과 동일한 두께와 평탄면을 갖는 소정 길이의 판 형상으로 형성된다.The gap adjusting gauge 26 used in this way is made of a stainless material with a small degree of contamination and deformation among metal materials. The bottom surface of the shutter 16 has a thickness equal to the interval of the required position from the top surface of the shield 12. It is formed in the shape of a plate of a predetermined length having a flat surface.

이렇게 형성된 간극 조절게이지(26)의 사용 관계에 대하여 도2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 공정챔버 소정 위치에 설치된 조절부(18)를 이용하여 셔터(16)의 높이를 쉴드(12)의 상면으로부터 충분히 이격된 높이에 위치시키고, 쉴드(12)의 중심으로부터 이격된 위치로 이동시킨다.The relationship between the use of the gap adjusting gauge 26 formed as described above will be described in more detail with reference to FIG. 2. The height of the shutter 16 is adjusted by using the adjusting unit 18 installed at a predetermined position in the process chamber. It is positioned at a height sufficiently spaced from the upper surface, and moved to a position spaced apart from the center of the shield 12.

이후, 상술한 간극 조절게이지(26)를 도2에 도시된 바와 같이 쉴드(12)의 상면 양측 부위에 걸쳐 평탄하게 위치시키고, 이어 조절부(18)를 이용하여 셔터(16)를 회전 이동시켜 간극 조절게이지(26) 상측에 위치시킨다.Thereafter, the above-described gap adjusting gauge 26 is flatly positioned over both sides of the upper surface of the shield 12 as shown in FIG. 2, and then the shutter 16 is rotated by using the adjusting unit 18. It is located above the clearance adjusting gauge 26.

그리고, 조절부의 조절레버를 조작하여 셔터(16)의 밑면이 상술한 간극 조절게이지(26)의 상면에 근접 위치되도록 조절하고, 정위치가 결정된 상태에서 셔터(16)를 회전시켜 쉴드(12)의 중심으로부터 이격 위치시킨 후 간극 조절게이지(26)를 제거함으로써 셔터(16)와 쉴드(12) 사이의 간극 조절을 끝내게 된다.Then, the bottom surface of the shutter 16 is adjusted to be located close to the upper surface of the above-described gap adjusting gauge 26 by operating the control lever of the adjusting unit, and the shutter 16 is rotated in a fixed position to shield 12. The gap adjustment between the shutter 16 and the shield 12 is ended by removing the gap adjustment gauge 26 after positioning it apart from the center of the.

따라서, 본 발명에 의하면, 간극 조절게이지를 사용함에 따라 한 번의 간격 조절로 셔터 위치를 정확하게 설정하게 되며, 셔터의 평형 상태를 확인하게 되어 파티클 발생을 방지하고, 웨이퍼의 오염 및 공정 불량을 방지하게 되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, according to the use of the gap adjusting gauge, the shutter position is accurately set by one step adjustment, and the equilibrium state of the shutter is checked to prevent particle generation and to prevent wafer contamination and process defects. It is effective.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims

(Correction) A plate-shaped stainless steel material having the same thickness as the gap required between the bottom of the shield and the top of the shutter during the metal film deposition process. Shutter gap control gauge of the semiconductor metal film deposition equipment, characterized in that the upper and lower surfaces are formed flat so that the gap can be adjusted.

(delete)

(Correction) The shutter gap control gauge of claim 1, wherein the thickness is formed between 2.8 and 3.1 mm.

(delete)