KR100338955B1 - Apparatus for supply of gas in dry etching process of semiconductor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 반도체의 건식각 공정을 위해 챔버(51) 측으로 가스를 공급하는 가스공급수단과, 상기 가스공급수단으로부터 가스를 제공받아 상기 챔버(51)의 내부로 가스를 공급하는 배플플레이트(67)를 포함하고; 상기 가스공급수단은 배플플레이트(67)의 중심부로 가스를 공급하는 제 1 가스공급관(53)과, 상기 배플플레이트(67)의 가장자리부로 가스를 공급하는 제 2 가스공급관(55)으로 구성되며; 상기 배플플레이트(67)의 하면에는 배플플레이트(67) 내부의 가스를 챔버(51)로 분사시키기 위한 다수의 배플구멍(67a)이 형성됨으로써 챔버(51) 내부의 가스 분포 상태가 균일해지도록 가스를 공급할 수 있게 되므로 챔버(51) 내에 형성되는 플라즈마 밀도가 균일해져 웨이퍼(W')의 식각 상태가 전면에 걸쳐 고르게 되고, 이에 따라 식각 불균일로 인한 웨이퍼(W') 가장자리의 미식각 현상이 제거되어 반도체의 수율 및 신뢰성이 향상되도록 한 것이다.The present invention relates to a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor, and the present invention provides a gas supply means for supplying a gas to the chamber 51 side for a dry etching process of a semiconductor, and receives the gas from the gas supply means A baffle plate 67 for supplying gas into the chamber 51; The gas supply means comprises a first gas supply pipe (53) for supplying gas to the center of the baffle plate (67), and a second gas supply pipe (55) for supplying gas to an edge of the baffle plate (67); The bottom surface of the baffle plate 67 is formed with a plurality of baffle holes 67a for injecting the gas inside the baffle plate 67 into the chamber 51 so that the gas distribution state inside the chamber 51 becomes uniform. Since it is possible to supply the plasma density formed in the chamber 51 is uniform, the etching state of the wafer (W ') is even across the entire surface, thereby eliminating the etch phenomenon of the edge of the wafer (W') due to the etching irregularity This is to improve the yield and reliability of the semiconductor.
Description
본 발명은 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 챔버 내부의 가스 분포 상태가 균일해지도록 배플플레이트의 중심부와 가장자리부에 동시에 가스를 공급하는 구조를 구비한 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor, and more particularly, to a dry etching process of a semiconductor having a structure for simultaneously supplying gas to a center portion and an edge portion of a baffle plate so that the gas distribution inside a chamber is uniform It relates to a gas supply device.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 배플플레이트의 구조가 도시된 저면도이고, 도 3은 종래의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 중심 부분 식각 상태가 도시된 단면도이고, 도 4는 종래의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 가장자리 부분 식각 상태가 도시된 단면도이다.1 is a block diagram showing a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the prior art, Figure 2 is a bottom view showing the structure of a baffle plate according to the prior art, Figure 3 is a conventional gas supply apparatus When the dry etching process is performed using a cross-sectional view showing a central portion etching state of the wafer, Figure 4 is a cross-sectional view showing the edge portion etching state of the wafer when the dry etching process using a conventional gas supply device.
상기한 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치는, 챔버(1) 측으로 가스를 공급하는 가스공급관(3)과, 상기 가스공급관(3)에 설치되어 챔버(1)로 공급되는 가스의 흐름을 제어하는 각종 밸브와, 상기 가스공급관(3)에 설치되어 챔버(1)로 공급되는 가스의 유량을 제어하는 유량제어기(MFC: Mass Flow Controller)(5)와, 상기 가스공급관(3)으로부터 가스를 제공받아 상기 챔버(1)의 내부로 가스를 공급하는 배플플레이트(7)로 구성된다.1 and 2, a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the related art is provided in a gas supply pipe 3 for supplying gas to a chamber 1 side, and in the gas supply pipe 3. And various valves for controlling the flow of the gas supplied to the chamber 1, and a mass flow controller (MFC) installed in the gas supply pipe 3 to control the flow rate of the gas supplied to the chamber 1 ( 5) and a baffle plate 7 which receives gas from the gas supply pipe 3 and supplies gas into the chamber 1.
여기서, 상기 배플플레이트(7)의 하면에는 배플플레이트(7) 내부의 가스를 챔버(1)로 분사시키기 위한 다수의 배플구멍(7a)이 형성되어 있다.Here, a plurality of baffle holes 7a are formed in the lower surface of the baffle plate 7 for injecting the gas inside the baffle plate 7 into the chamber 1.
또한, 상기 배플플레이트(7)의 하측에는 배플플레이트(7)를 통해 분사되는 가스를 냉각시키기 위한 냉각플레이트(9)가 설치되고, 상기 냉각플레이트(9)에는 배플플레이트(7)의 배플구멍(7a)과 연통되도록 상기 배플구멍(7a)과 동일한 위치에 냉각구멍(9a)이 형성되어 있다.In addition, a cooling plate 9 for cooling the gas injected through the baffle plate 7 is installed below the baffle plate 7, and the cooling plate 9 has a baffle hole (7) in the baffle plate 7. A cooling hole 9a is formed at the same position as the baffle hole 7a so as to communicate with 7a.
상기와 같이 구성된 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치에서는, 챔버(1) 내에 진공이 형성되면 가스공급관(3)을 통해 상기 챔버(1) 측으로 가스가 공급된다. 이후, 상기 가스공급관(3)을 통해 이동된 가스는 챔버(1) 내부에 설치된 배플플레이트(7)로 공급되고, 상기 배플플레이트(7)로 이동된 가스는 각각의 배플구멍(7a)을 통해 챔버(1) 내부로 분사된다.In the gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor configured as described above, when a vacuum is formed in the chamber 1, the gas is supplied to the chamber 1 side through the gas supply pipe 3. Thereafter, the gas moved through the gas supply pipe 3 is supplied to the baffle plate 7 installed in the chamber 1, and the gas moved to the baffle plate 7 is passed through the respective baffle holes 7a. It is injected into the chamber 1.
상기와 같은 방식으로 챔버(1)의 내부에 적정량의 가스가 공급되면 챔버(1)에 파워가 공급되어 상기 챔버(1) 내부에 플라즈마가 형성된다. 이렇게 형성된 플라즈마에 의하여 반도체의 건식각 공정이 이루어진다.When an appropriate amount of gas is supplied into the chamber 1 in the above manner, power is supplied to the chamber 1 to form a plasma in the chamber 1. The dry etching process of the semiconductor is performed by the plasma thus formed.
그런데, 상기와 같은 종래의 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치에서는, 하나의 가스공급관(3)과 유량제어기(5)에 의해 배플플레이트(7)로 가스가 공급되기 때문에 상기 배플플레이트(7)의 중심부를 통해 챔버로 공급되는 가스의 유량과 상기 배플플레이트(7)의 가장자리를 통해 공급되는 가스의 유량이 다르게 된다.By the way, in the conventional gas supply apparatus for the dry etching process of the semiconductor as described above, since the gas is supplied to the baffle plate 7 by one gas supply pipe 3 and the flow controller 5, the baffle plate 7 The flow rate of the gas supplied through the center of the chamber and the flow rate of the gas supplied through the edge of the baffle plate 7 is different.
즉, 상기 가스공급관(3)이 결합된 배플플레이트(7)의 중심부를 통해 공급되는 가스의 유량이 상기 배플플레이트(7)의 가장자리를 통해 공급되는 가스의 유량보다 더 크게 된다.That is, the flow rate of the gas supplied through the center of the baffle plate 7 to which the gas supply pipe 3 is coupled is greater than the flow rate of the gas supplied through the edge of the baffle plate 7.
이로 인해 상기 챔버(1) 내부에 분포된 가스의 밀도가 불균일해지게 되어 챔버(1)의 중심부와 가장자리부 사이의 플라즈마 밀도가 달라지게 되고, 결과적으로는 웨이퍼(W)의 중심부에 위치된 홀(H1)의 식각 상태와 웨이퍼(W)의 가장자리부에 위치된 홀(H2)의 식각 상태가 다르게 된다.As a result, the density of the gas distributed in the chamber 1 becomes non-uniform, resulting in a change in the plasma density between the center and the edge of the chamber 1, and consequently the hole located in the center of the wafer W. The etching state of H1 and the etching state of the hole H2 located at the edge portion of the wafer W are different.
즉, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 중심부에 위치된 홀(H1)은 정상적으로 식각되는데 반하여 상기 웨이퍼(W)의 가장자리에 위치된 홀(H2)은 플라즈마의 부족으로 인해 미식각되게 된다.That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the hole H1 located at the center of the wafer W is normally etched, whereas the hole H2 located at the edge of the wafer W is deficient in plasma. Because of that gourmet.
따라서, 상기한 종래 기술에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치는, 챔버(1)로 공급되는 가스의 불균일한 분포 상태로 인하여 웨이퍼(W)의 가장자리부가 정상적으로 식각되지 않게 되고, 이러한 웨이퍼(W) 가장자리부의 미식각 현상으로 인해 상기 웨이퍼(W)의 가장자리부에 위치된 홀(H2)들이 오픈되게 되어 반도체의 수율 및 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.Accordingly, in the above-described gas supply apparatus for a semiconductor dry etching process according to the related art, the edge portion of the wafer W is not normally etched due to the non-uniform distribution state of the gas supplied to the chamber 1, and the wafer ( W) Due to the erosion of the edge portion, the holes H2 positioned at the edge portion of the wafer W are opened, thereby lowering the yield and reliability of the semiconductor.
상기에서, 미설명된 참조번호 11은 웨이퍼(W)를 지지하여 고정하는 정전형 척(ESC: Electrostatic Chuck)을 나타내고, 참조번호 13은 상기 정전형 척(11)을 지지하여 이동시키는 스테이지를 나타낸다.In the above description, reference numeral 11 denotes an electrostatic chuck (ESC) for supporting and fixing the wafer W, and reference numeral 13 denotes a stage for supporting and moving the electrostatic chuck 11. .
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 챔버 내부의 가스 분포 상태가 균일해지도록 가스를 공급함으로써 챔버 내에 형성되는 플라즈마 밀도가 균일해져 웨이퍼의 식각 상태가 전면에 걸쳐 고르게 되고, 이에 따라 식각 불균일로 인한 웨이퍼 가장자리의 미식각 현상이 제거되어 반도체의 수율 및 신뢰성이 향상되도록 하는 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above-described problems is that the plasma density formed in the chamber is uniformed by supplying gas so that the gas distribution state inside the chamber is uniform, so that the etching state of the wafer is uniform across the entire surface, Accordingly, the present invention provides a gas supplying device for a dry etching process of a semiconductor, which removes an embossing phenomenon at the edge of a wafer due to an etching irregularity, thereby improving yield and reliability of the semiconductor.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치가 도시된 구성도,1 is a block diagram showing a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the prior art,
도 2는 종래 기술에 의한 배플플레이트의 구조가 도시된 저면도,Figure 2 is a bottom view showing the structure of the baffle plate according to the prior art,
도 3은 종래의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 중심 부분 식각 상태가 도시된 단면도,3 is a cross-sectional view showing the etching state of the central portion of the wafer when the dry etching process using a conventional gas supply device,
도 4는 종래의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 가장자리 부분 식각 상태가 도시된 단면도,Figure 4 is a cross-sectional view showing the edge portion etching state of the wafer when the dry etching process using a conventional gas supply device,
도 5는 본 발명에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치가 도시된 구성도,5 is a configuration diagram showing a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 배플플레이트의 구조가 도시된 저면도,Figure 6 is a bottom view showing the structure of the baffle plate according to the present invention,
도 7은 본 발명의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 중심 부분 식각 상태가 도시된 단면도,7 is a cross-sectional view showing the etching state of the central portion of the wafer when the dry etching process using the gas supply apparatus of the present invention;
도 8은 본 발명의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 가장자리 부분 식각 상태가 도시된 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating an edge portion etching state of a wafer when a dry etching process is performed using the gas supply apparatus of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
51 : 챔버 53 : 제 1 가스공급관51 chamber 53 first gas supply pipe
55 : 제 2 가스공급관 57 : 샤워플레이트55: second gas supply pipe 57: shower plate
59, 61 : 필터 63, 65 : 유량제어기59, 61: filter 63, 65: flow controller
67 : 배플플레이트 67a : 배플구멍67 baffle plate 67a baffle hole
69 : 냉각플레이트 69a : 냉각구멍69: cooling plate 69a: cooling hole
71 : 정전형 척 73 : 스테이지71: electrostatic chuck 73: stage
W' : 웨이퍼W ': Wafer
H1' : 웨이퍼의 중심부에 위치된 홀H1 ': hole located in the center of wafer
H2' : 웨이퍼의 가장자리부에 위치된 홀H2 ': hole located at the edge of wafer
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 반도체의 건식각 공정을 위해 챔버 측으로 가스를 공급하는 가스공급수단과, 상기 가스공급수단으로부터 가스를 제공받아 상기 챔버의 내부로 가스를 공급하는 배플플레이트를 포함하고; 상기 가스공급수단은 배플플레이트의 중심부로 가스를 공급하는 제 1 가스공급관과, 상기 배플플레이트의 가장자리부로 가스를 공급하는 제 2 가스공급관으로 구성되며; 상기 배플플레이트의 하면에는 배플플레이트 내부의 가스를 챔버로 분사시키기 위한 다수의 배플구멍이 형성된 것에 있어서, 상기 제 2 가스공급관과 배플플레이트 사이에는 상기 배플플레이트의 전면(全面)에 걸쳐 가스가 균일하게 분사되도록 상기 제 2 가스공급관으로부터 제공받은 가스를 1차 저장한 후 상기 배플플레이트의 상면과 측면으로 동시에 공급하는 샤워플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a gas supply means for supplying gas to the chamber side for the dry etching process of the semiconductor, and a baffle for supplying gas from the gas supply means to supply the gas into the chamber A plate; The gas supply means comprises a first gas supply pipe for supplying gas to the center of the baffle plate, and a second gas supply pipe for supplying gas to the edge of the baffle plate; The bottom surface of the baffle plate is formed with a plurality of baffle holes for injecting the gas inside the baffle plate into the chamber, wherein the gas is uniformly distributed over the entire surface of the baffle plate between the second gas supply pipe and the baffle plate. Provided is a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor, characterized in that the shower plate for storing the gas supplied from the second gas supply pipe to be injected first and then simultaneously supply to the upper and side surfaces of the baffle plate.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치가 도시된 구성도이고, 도 6은 본 발명에 의한 배플플레이트의 구조가 도시된 저면도이고, 도 7은 본 발명의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 중심 부분 식각 상태가 도시된 단면도이고, 도 8은 본 발명의 가스 공급 장치를 이용하여 건식각 공정을 한 경우 웨이퍼의 가장자리 부분 식각 상태가 도시된 단면도이다.5 is a configuration diagram showing a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the present invention, Figure 6 is a bottom view showing the structure of the baffle plate according to the present invention, Figure 7 is a gas supply apparatus of the present invention When the dry etching process is performed using the cross-sectional view showing a central portion etching state of the wafer, Figure 8 is a cross-sectional view showing the edge etching state of the wafer when the dry etching process using the gas supply apparatus of the present invention. .
상기한 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치는, 반도체의 건식각 공정을 위해 챔버(51) 측으로 가스를 공급하는 가스공급수단과, 상기 가스공급수단으로부터 가스를 제공받아 상기 챔버(51)의 내부로 가스를 공급하는 배플플레이트(67)를 포함하고; 상기 가스공급수단은 배플플레이트(67)의 중심부로 가스를 공급하는 제 1 가스공급관(53)과, 상기 배플플레이트(67)의 가장자리부로 가스를 공급하는 제 2 가스공급관(55)으로 구성된다.5 and 6, a gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the present invention includes gas supply means for supplying gas to a chamber 51 side for a dry etching process of a semiconductor, and the gas supply. A baffle plate (67) for receiving gas from the means and for supplying gas into the chamber (51); The gas supply means includes a first gas supply pipe 53 for supplying gas to the center of the baffle plate 67, and a second gas supply pipe 55 for supplying gas to an edge of the baffle plate 67.
또한, 상기 제 2 가스공급관(55)과 배플플레이트(67) 사이에는 상기 배플플레이트(67)의 전면(全面)에 걸쳐 가스가 균일하게 분사되도록 상기 제 2 가스공급관(55)으로부터 제공받은 가스를 1차 저장한 후 상기 배플플레이트(67)의 상면과 측면으로 동시에 공급하는 샤워플레이트(57)가 설치된다.In addition, between the second gas supply pipe 55 and the baffle plate 67, the gas provided from the second gas supply pipe 55 is injected such that the gas is uniformly sprayed over the entire surface of the baffle plate 67. After the primary storage, a shower plate 57 is provided to simultaneously supply the upper and side surfaces of the baffle plate 67.
또한, 상기 제 2 가스공급관(55)은 메인관(55a)과, 상기 메인관(55a)에서 분기된 제 1 분기관(55b)과, 상기 제 1 분기관(55b)에 연결되어 양끝단이 각각 상기 샤워플레이트(57)의 가장자리에 결합된 제 2 분기관(55c)으로 구성된다.In addition, the second gas supply pipe 55 is connected to the main pipe 55a, the first branch pipe 55b branched from the main pipe 55a, and the first branch pipe 55b. Each consists of a second branch pipe (55c) coupled to the edge of the shower plate (57).
또한, 상기 제 1 분기관(55b)과 제 2 분기관(55c)의 연결 부위에는 제 2 가스공급관(55)을 통해 공급되는 가스의 순수도를 조절할 수 있도록 가스 속에 포함된 이물질을 제거하여 상기한 가스를 정화시키는 필터(59)(61)가 각각 설치된다.In addition, by removing the foreign matter contained in the gas to the connection portion of the first branch pipe (55b) and the second branch pipe (55c) to control the purity of the gas supplied through the second gas supply pipe (55) Filters 59 and 61 for purifying a gas are provided respectively.
또한, 상기 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)에는 각각 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)을 통해 공급되는 가스의 유량을 제어하기 위한 유량제어기(63)(65)가 설치된다.In addition, the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55, respectively, a flow controller 63 for controlling the flow rate of the gas supplied through the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55 65 is installed.
또한, 상기 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)에는 챔버(51) 측으로 공급되는 가스의 흐름을 조절하기 위한 각종 밸브가 장착된다.In addition, the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55 are equipped with various valves for controlling the flow of the gas supplied to the chamber 51 side.
또한, 상기 배플플레이트(67)의 하면에는 배플플레이트(67) 내부의 가스를 챔버(51)로 분사시키기 위한 다수의 배플구멍(67a)이 형성되고, 상기 배플구멍(67a)은 방사형으로 분포되는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of baffle holes 67a are formed in the bottom surface of the baffle plate 67 to inject the gas inside the baffle plate 67 into the chamber 51, and the baffle holes 67a are radially distributed. It is preferable.
또한, 상기 배플구멍(67a)은 배플플레이트의 중심부보다 가장자리부에 더 집중되어 분포된다.In addition, the baffle hole 67a is distributed more concentrated at the edge portion than the center of the baffle plate.
또한, 상기 배플플레이트(67)의 하측에는 배플플레이트(67)를 통해 분사되는 가스를 냉각시키기 위한 냉각플레이트(69)가 설치되고, 상기 냉각플레이트(69)에는 배플플레이트(67)의 배플구멍(67a)과 연통되도록 상기 배플구멍(67a)과 동일한 위치에 냉각구멍(69a)이 형성된다.In addition, a cooling plate 69 for cooling the gas injected through the baffle plate 67 is provided below the baffle plate 67, and the cooling plate 69 is provided with a baffle hole 67 of the baffle plate 67. The cooling hole 69a is formed at the same position as the baffle hole 67a so as to communicate with 67a.
또한, 상기 배플플레이트(67)와 냉각플레이트(69) 사이에는 가스가 배플구멍(67a)과 냉각구멍(69a)을 통과하는 동안 서로 섞이는 것이 방지되도록 상기 배플구멍(67a)과 냉각구멍(69a) 의해 이루어지는 각각의 유로를 밀폐하는 실링수단이 설치되고, 상기 실링수단은 배플플레이트(67)와 냉각플레이트(69) 사이에 설치된 다수의 오링(O-Ring)으로 구성된다.Further, between the baffle plate 67 and the cooling plate 69, the baffle hole 67a and the cooling hole 69a are prevented from mixing with each other while the gas passes through the baffle hole 67a and the cooling hole 69a. Sealing means for sealing each of the flow paths is provided, the sealing means is composed of a plurality of O-rings provided between the baffle plate 67 and the cooling plate 69.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치는 다음과 같이 작동된다.Gas supply apparatus for a dry etching process of a semiconductor according to the present invention configured as described above is operated as follows.
먼저, 챔버(51) 내에 진공이 형성되면 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)을 통해 상기 챔버(51) 측으로 가스가 공급된다. 이때, 상기 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)을 통해 공급되는 가스의 유량은 각각의 유량제어기(63)(65)에 의해 별도로 제어되며, 상기 제 2 가스공급관(55)을 통해 배플플레이트(67)의 가장자리부로 공급되는 가스의 유량이 상기 제 1 가스공급관(53)을 통해 배플플레이트(67)의 중심부로 공급되는 가스의 유량보다 1.5 내지 2.0배 정도 크게 되도록 되어 있다.First, when a vacuum is formed in the chamber 51, gas is supplied to the chamber 51 through the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55. At this time, the flow rate of the gas supplied through the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55 is separately controlled by each flow controller 63, 65, the second gas supply pipe 55 The flow rate of the gas supplied to the edge of the baffle plate 67 through the first gas supply pipe 53 is 1.5 to 2.0 times greater than the flow rate of the gas supplied to the center of the baffle plate 67.
이후, 상기 제 1 가스공급관(53)과 제 2 가스공급관(55)을 통해 챔버(51) 측으로 이동된 가스는 샤워플레이트(57)로 유입되고, 상기 샤워플레이트(57)는 가스를 1차적으로 저장한 상태에서 배플플레이트(67)의 상면과 측면으로 가스를 동시 공급한다.Thereafter, the gas moved to the chamber 51 through the first gas supply pipe 53 and the second gas supply pipe 55 flows into the shower plate 57, and the shower plate 57 primarily supplies the gas. The gas is simultaneously supplied to the upper and side surfaces of the baffle plate 67 in the stored state.
이와 같이 상기 샤워플레이트(57)를 통해 배플플레이트(67)의 측면에서도 가스를 공급하면 이렇게 측면으로 공급된 가스의 압력에 의해 상기 배플플레이트(67)의 배플구멍(67a)으로 분사되는 가스가 배플플레이트(67)의 전 영역에 걸쳐 균일한 양으로 분사되게 된다.As such, when gas is supplied from the side of the baffle plate 67 through the shower plate 57, the gas injected into the baffle hole 67a of the baffle plate 67 is caused by the pressure of the gas supplied to the side. It is sprayed in a uniform amount over the entire area of the plate 67.
이후, 상기 배플플레이트(67)의 배플구멍(67a)으로 분사된 가스는 냉각플레이트(69)의 냉각구멍(69a)을 지나면서 냉각된 다음 챔버(51) 내부로 공급된다.Thereafter, the gas injected into the baffle hole 67a of the baffle plate 67 is cooled while passing through the cooling hole 69a of the cooling plate 69 and then supplied into the chamber 51.
이때, 상기 배플구멍(67a)과 냉각구멍(69a)으로 이루어진 유로는 오링에 의해서 각각 실링되어 있으므로 배플플레이트(67)의 중심부에서 분사된 가스와 상기 배플플레이트(67)의 가장자리에서 분사된 가스가 상기 냉각플레이트(69)를 통과하는 동안 서로 혼합되는 것이 방지된다.At this time, since the flow paths formed of the baffle hole 67a and the cooling hole 69a are sealed by O-rings, the gas injected from the center of the baffle plate 67 and the gas injected from the edge of the baffle plate 67 Mixing with each other while passing through the cooling plate 69 is prevented.
또한, 상기 배플구멍(67a)은 배플플레이트(67)의 중심부 보다 가장자리부에 더 많이 형성되어 있으므로 상기 배플플레이트(67)를 통해 분사된 가스가 챔버(51)의 가장자리에까지 충분히 퍼지게 되어 상기 챔버(51) 내의 플라즈마 밀도가 균일해지게 된다.In addition, since the baffle hole 67a is formed at the edge portion more than the center of the baffle plate 67, the gas injected through the baffle plate 67 is sufficiently spread to the edge of the chamber 51, so that the chamber ( The plasma density in 51 becomes uniform.
따라서, 상기 챔버(51)의 중심부와 가장자리부 사이의 플라즈마 밀도 차이가 없어져 웨이퍼(W')의 중심 부분과 가장자리 부분 사이의 식각률 차이가 최소화되고, 이로써 균일하게 식각된 웨이퍼(W')를 얻을 수 있게 된다.Therefore, the difference in the plasma density between the center and the edge of the chamber 51 is eliminated, so that the difference in the etching rate between the center and the edge of the wafer W 'is minimized, thereby obtaining a uniformly etched wafer W'. It becomes possible.
즉, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W')의 중심부에 위치된 홀(H1')과 웨이퍼(W')의 가장자리부에 위치된 홀(H2')이 동일한 양만큼 균일하게 식각되게 된다.That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the hole H1 'positioned at the center of the wafer W' and the hole H2 'positioned at the edge portion of the wafer W' are uniformly equal to each other. Etched.
상기에서, 미설명된 참조번호 71은 웨이퍼(W')를 지지하여 고정하는 정전형 척을 나타내고, 참조번호 73은 상기 정전형 척(71)을 지지하여 이동시키는 스테이지를 나타낸다.In the above description, reference numeral 71 denotes an electrostatic chuck for supporting and fixing the wafer W ', and reference numeral 73 denotes a stage for supporting and moving the electrostatic chuck 71.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체의 건식각 공정용 가스 공급 장치는, 챔버(51) 내부의 가스 분포 상태가 균일해지도록 가스를 공급할 수 있으므로 챔버(51) 내에 형성되는 플라즈마 밀도가 균일해져 웨이퍼(W')의 식각 상태가 전면에 걸쳐 고르게 되고, 이에 따라 식각 불균일로 인한 웨이퍼(W') 가장자리의 미식각 현상이 제거되어 반도체의 수율 및 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.As described above, the gas supply apparatus for a semiconductor dry etching process according to the present invention can supply gas so that the gas distribution inside the chamber 51 is uniform, so that the plasma density formed in the chamber 51 becomes uniform. The etching state of the wafer W 'is uniform across the entire surface, thereby eliminating the etch phenomenon at the edge of the wafer W' due to the etching irregularity, thereby improving the yield and reliability of the semiconductor.
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