KR100433008B1 - plasma etching device - Google Patents

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KR100433008B1
KR100433008B1 KR10-2001-0020848A KR20010020848A KR100433008B1 KR 100433008 B1 KR100433008 B1 KR 100433008B1 KR 20010020848 A KR20010020848 A KR 20010020848A KR 100433008 B1 KR100433008 B1 KR 100433008B1
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Abstract

건식 세정을 거친 웨이퍼의 가장자리에 잔류하는 파티클을 플라즈마로 완벽하게 제거할 수 있는 플라즈마 식각 장치를 제공하며, 이 장치는 반응챔버 내의 스테이지 직경이 그 상면으로 놓여지는 웨이퍼의 직경보다 작은 치수를 가지고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되는 캐소드 링과 애노드 링 사이의 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 캐소드 링에는 RF 출력단이 접속된 구성이거나, 또는 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에 각각 애노드 링이 부착되어서 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되어 상하로 대향하는 1쌍의 애노드 링 사이의 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 스테이지의 중심에 배치되는 웨이퍼 척으로 RF 출력단이 접속된 구성으로 된 것이다.Provided is a plasma etching apparatus capable of completely removing particles remaining at the edges of a dry cleaned wafer with a plasma, the apparatus having dimensions smaller than the diameter of the wafer on which the stage diameter in the reaction chamber is placed on its top surface, The stage and the insulator are each set closer than the gap between the cathode ring and the anode ring attached to the outer circumference thereof, and the lower end is close to the periphery of the cathode ring on the outer circumference of the anode ring provided on the outer circumference of the insulator. A view ring having an extended lower end portion is attached concentrically to shield the periphery of the stage except for a predetermined gap formed between the outer circumferential surface of the cathode ring, and the cathode ring has an RF output terminal connected thereto, Or anodized on the periphery of the stage and insulator A ring is attached and disposed to face up and down, and the stage and the insulator are each set to be closer to the outer periphery than a distance between a pair of anode rings that are attached to the outer periphery, and an anode ring installed on the outer periphery of the insulator. On the outer periphery of the view ring having a lower end extending contiguously around the cathode ring is concentrically attached to shield the periphery of the stage except for a predetermined gap formed between the outer peripheral surfaces of the cathode ring. And an RF output stage is connected to a wafer chuck disposed at the center of the stage.

Description

플라즈마 식각 장치{plasma etching device}Plasma etching device

본 발명은 반도체 웨이퍼에서 표면의 파티클을 건식 식각 방법으로 제거하기 위한 플라즈마 식각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식 세정 과정에서 웨이퍼의 가장자리로 퇴적되는 파티클을 플라즈마로 식각 제거할 수 있는 구성으로 되어 있는 플라즈마 식각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma etching apparatus for removing particles on a surface from a semiconductor wafer by a dry etching method, and more particularly, to a structure in which particles deposited on the edge of a wafer can be etched away by plasma during a dry cleaning process. The present invention relates to a plasma etching apparatus.

웨이퍼 표면에 회로 패턴을 현상하고 식각하는 공정으로 제조되는 집적회로의 생산 단계에서 미세 먼지나 수분 등의 파티클은 회로 패턴의 형성에 해를 주기 때문에 적극적으로 제거되어야 한다. 일반적으로 외적 요인으로 발생되는 파티클은 크린 설비를 통한 공정 분위기의 청정화를 통해 사전에 방지할 수 있으나, 에칭 등의 처리공정에서 생기는 내적 요인의 파티클은 미연에 제거할 수 없기 때문에 웨이퍼는 공정간을 이동하는 과정에서 여러 단계의 세정을 거치고 있다.Particles, such as fine dust and water, have to be actively removed in the production stage of the integrated circuit manufactured by the process of developing and etching the circuit pattern on the wafer surface. In general, particles generated by external factors can be prevented in advance by cleaning the process atmosphere through a clean facility, but since internal particles generated in processing processes such as etching cannot be removed in advance, wafers can be removed between processes. There are several stages of cleaning in the process.

웨이퍼의 세정은 주지된 바와 같이 용제나 린스에 침적하여 표면의 파티클이 제거되게 하는 습식 세정과, 플라즈마로 표면을 식각하여 제거하는 건식 세정이 알려져 있다.As is well known, wet cleaning is known as wet cleaning so as to remove particles on the surface by dipping in a solvent or rinse, and dry cleaning by etching the surface with plasma.

습식 세정은 웨이퍼 표면에 도포되는 포토 레지스트층을 제거하는데 효과적으로 활용되고 있으나 공정 관리가 어렵고 세정액에 소모되는 비용 등의 운전비용이 고가로 될 뿐만 아니라 런 타임이 길어 생산성이 좋지 않기 때문에 현재는 플라즈마를 이용한 건식 세정이 널리 시행되고 있다.Wet cleaning is effectively used to remove the photoresist layer applied to the wafer surface, but it is difficult to manage the process and the operating cost such as the cost of cleaning liquid is not only expensive but also the productivity is not good because of the long run time. Dry cleaning used is widely practiced.

건식 세정은 웨이퍼 표면에 도포된 포토 레지스트층을 플라즈마로 식각하여 제거하는 방식으로 공정이 간편하고 런 타임이 짧은 이점이 있는 등, 습식 세정이 안고 있는 문제점을 해결하여 주는 장점이 있다. 그러나 건식 세정 방식은 웨이퍼의 중심측 상방에서 가장자리를 향해 플라즈마를 주사시켜 표면의 포토 레지스트층이 식각되게 하는 것이므로 표면에서 식각된 파티클의 일부가 웨이퍼의 가장자리로 퇴적하게 되어 가장자리 측에 패터닝된 반도체소자의 불량율이 높아져 수율 저하를 초래하는 결점을 갖고 있다.이러한 종래의 플라즈마 식각에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 일본국 공개특허공보 평성 07-142449호에 개시된 플라즈마 에칭장치에서는 웨이퍼의 상면을 플라즈마 식각 함에 있어서 웨이퍼의 가장자리 면으로 한정하여 식각하는 방식을 개시하고 있다. 이 방식의 장치는 웨이퍼의 가장자리에 대응하는 형상으로 되고 상호 대향하게 배치된 상 하부전극을 제외한 그 내 외측부에 절연재를 배치하여 플라즈마 식각이 상기 웨이퍼의 가장자리에만 행해지게 하되, 중앙의 비방전부로는 중심을 통해 불활성가스를 불어넣고, 또 식각에 요구되는 반응가스는 상부전극을 통해 공급함과 동시에 고주파전원을 상부전극으로 인가하여 플라즈마가 발생되게 한 구성을 보여주고 있다.상술한 구성의 식각장치는 상부전극과 웨이퍼 사이의 간격, 그리고 비방전부와 웨이퍼 사이의 간격이 동일 면으로 형성되어 있어서, 상 하부전극 사이뿐만 아니라 여기에 인접된 비방전부의 일부 영역에서도 플라즈마가 발생되기 쉬운 구성으로 되어 있고, 고주파전원을 웨이퍼가 놓여진 면의 대향측으로 인가하는 구성이어서 웨이퍼의 표면에서 셀프 바이어스가 생기지 않기 때문에 식각의 효과를 기대할 수 없으며, 또 상 하부전극 사이에서 발생되는 플라즈마는 웨이퍼의 가장자리 면만 식각하게 되어, 궁극적으로 웨이퍼 가장자리의 파티클 제거를 완벽하게 할 수 없는 구성이다.Dry cleaning is a method of removing the photoresist layer applied to the wafer surface by plasma etching to remove the problem of wet cleaning, such as an easy process and a short run time. However, the dry cleaning method scans the photoresist layer on the surface by scanning the plasma toward the edge from above the center side of the wafer, so that a part of the particles etched from the surface is deposited on the edge of the wafer and patterned on the edge side. In order to solve the problems caused by the conventional plasma etching, the plasma etching apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-142449 uses plasma etching on the upper surface of the wafer. A method of etching by limiting to the edge surface of the wafer is disclosed. The device of this type has a shape corresponding to the edge of the wafer, and an insulating material is disposed on the outer side thereof except for the upper and lower electrodes disposed opposite to each other so that the plasma etching is performed only at the edge of the wafer. The inert gas is blown through the center, and the reaction gas required for etching is supplied through the upper electrode, and the high frequency power is applied to the upper electrode to generate a plasma. The gap between the upper electrode and the wafer and the gap between the non-discharge portion and the wafer are formed in the same plane, so that the plasma is easily generated not only between the upper and lower electrodes but also in a portion of the non-discharge portion adjacent thereto. The high frequency power is applied to the side opposite the surface on which the wafer is placed. Because the self-biasing does not occur on the surface of the wafer, the effect of etching cannot be expected, and the plasma generated between the upper and lower electrodes only etches the edge of the wafer, thus ultimately eliminating particles at the wafer edge. .

이를 다시 설명하면, 건식 세정된 웨이퍼의 가장자리에서 파티클이 퇴적되는 형태는 도 6의 도시와 같이 웨이퍼(91)의 중앙에서 주변으로 주사되는 플라즈마의 흐름 방향에 따라 가장자리 측면으로 파티클(93)이 퇴적된다. 이 때 웨이퍼(91)는 스테이지(95)에 안착된 상태이기 때문에 파티클(93)은 대개 웨이퍼(91)의 가장자리 측면에서 밑면에 이르는 범위로 퇴적되는 양상을 보인다.In other words, in the form of particles deposited at the edge of the dry cleaned wafer, as shown in FIG. 6, particles 93 are deposited on the edge side along the flow direction of the plasma scanned from the center of the wafer 91 to the periphery. do. At this time, since the wafer 91 is seated on the stage 95, the particles 93 are usually deposited in a range from the edge side of the wafer 91 to the bottom surface.

파티클(93)의 퇴적 양상이 상기와 같으므로 웨이퍼(91)의 가장자리 상면만 식각하는 것으로는 퇴적된 파티클을 완전히 제거할 수 없게 되는 것이다.Since the deposition aspect of the particle 93 is as described above, only etching the upper surface of the edge of the wafer 91 does not completely remove the deposited particles.

따라서 종래에 알려진 플라즈마 식각장치를 이용하여 웨이퍼의 가장자리를 식각 처리하더라도 이 후 공정에서 습식 세정을 병행해야 하므로 불필요한 공정의 생략과 반도체소자의 수율 향상은 기대할 수 없었다.Therefore, even if the edge of the wafer is etched using a conventionally known plasma etching apparatus, wet cleaning may be performed in a subsequent process, so that unnecessary processes may be omitted and semiconductor device yields may not be expected.

본 발명의 목적은 플라즈마를 이용한 건식 세정으로 웨이퍼 가장자리에 퇴적된 파티클을 제거함에 있어서, 플라즈마의 흐름을 웨이퍼 가장자리의 상면에서 밑면으로 유도하여 식각이 완전하게 행해질 수 있고, 가장자리의 방전 영역을 명확하게 구분시킨 구성으로 된 플라즈마 식각 장치를 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to remove particles deposited on the wafer edge by dry cleaning using plasma, inducing the flow of plasma from the upper surface of the wafer edge to the lower surface so that etching can be performed completely, and the discharge area of the edge is clearly defined. It is to provide a plasma etching apparatus having a divided configuration.

상기의 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 통상의 반응챔버 내부 중심에 스테이지와 인슐레이터가 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 플라즈마를 생성시키기 위한 전극이 대향 배치됨과 아울러 상기 인슐레이터의 중심으로는 불활성가스가 분출되고, 상기 인슐레이터의 주위로는 반응가스가 분출되는 것에 의해 상기 스테이지에 놓여진 웨이퍼의 가장자리만 플라즈마 식각이 베풀어지게 되어 있는 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 스테이지의 직경은 그 상면으로 놓여지는 웨이퍼의 직경보다 작은 치수를 가지고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되는 캐소드 링 및 애노드 링의 사이 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 캐소드 링에는 RF 출력단이 접속된 구성의 플라즈마 식각 장치를 제안한다.상술한 구성의 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 뷰 링은 석영으로 형성될 수 있다.또한, 본 발명에 관련된 플라즈마 식각 장치는, 통상의 반응챔버 내부 중심에 스테이지와 인슐레이터가 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 플라즈마를 생성시키기 위한 전극이 대향 배치됨과 아울러 상기 인슐레이터의 중심으로는 불활성가스가 분출되고, 상기 인슐레이터의 주위로는 반응가스가 분출되는 것에 의해 상기 스테이지에 놓여진 웨이퍼의 가장자리만 플라즈마 식각이 베풀어지게 되어 있는 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 스테이지의 직경은 그 상면으로 놓여지는 웨이퍼의 직경보다 작은 치수를 가지고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 애노드 링이 부착되어서 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되어 상하로 대향하는 1쌍의 애노드 링 사이의 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 스테이지의 중심에 배치되는 웨이퍼 척으로 RF 출력단이 접속된 구성을 제안한다.상술한 본 발명의 플라즈마 식각 장치에 있어서, 상기 스테이지의 하측면 외주측에는 링 자석이 배치되어 플라즈마의 발생이 촉진되게 할 수도 있다.이 때, 상기 자석은 영구자석 또는 전자석 중의 어느 하나를 적용할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention has a stage and an insulator disposed upside down in the center of a conventional reaction chamber, and electrodes for generating a plasma are disposed on the outer periphery of the stage and the insulator, respectively, and a center of the insulator is provided. In the plasma etching apparatus, inert gas is blown out, and the reaction gas is blown out around the insulator so that only the edge of the wafer placed on the stage is subjected to plasma etching. It has a dimension smaller than the diameter of the wafer to be placed, and the stage and the insulator are set closer than the gap between the cathode ring and the anode ring attached to the outer circumference, respectively, and the outer circumference of the anode ring provided on the outer circumference of the insulator , Bottom A view ring having a lower end extending to approach the periphery of the cathode ring is concentrically attached to shield the periphery of the stage except for a predetermined gap formed between the outer circumferential surface of the cathode ring. A plasma etching apparatus having a configuration in which an RF output terminal is connected is proposed. In the plasma etching apparatus having the above-described configuration, the viewing ring may be formed of quartz. In addition, the plasma etching apparatus according to the present invention is a conventional reaction chamber. Stages and insulators are disposed up and down at the inner center, and electrodes for generating plasma are disposed at the outer peripheries of the stage and the insulator, respectively, and inert gas is blown out at the center of the insulator. The web placed on the stage by the reaction gas is ejected In the plasma etching apparatus in which only the edge of the fur is subjected to plasma etching, the diameter of the stage is smaller than the diameter of the wafer placed on the upper surface thereof, and an anode ring is attached to the outer periphery of the stage and the insulator, respectively. And the stage and the insulator are disposed closer to each other than the distance between the pair of anode rings that are attached to the outer periphery and face up and down, and the lower end portion is formed on the outer periphery of the anode ring provided on the outer periphery of the insulator. A view ring having a lower end extending to approach the periphery of the cathode ring is concentrically attached to shield the periphery of the stage except for a predetermined gap formed between the outer circumferential surface of the cathode ring, Centered Wafer Chuck with RF Output In the above-described plasma etching apparatus of the present invention, a ring magnet may be disposed on the outer peripheral side of the lower surface of the stage to facilitate the generation of plasma. In this case, the magnet may be a permanent magnet or an electromagnet. Either can be applied.

도 1은 본 발명에 관련된 플라즈마 식각 장치의 구성을 나타내는 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a plasma etching apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 웨이퍼의 가장자리 주변에 생성되는 플라즈마의 흐름을 보여주는 부분 확대도.FIG. 2 is a partially enlarged view showing the flow of plasma generated around the edge of the wafer shown in FIG.

도 3은 본 발명에 관련된 다른 실시 예의 구성을 나타내는 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of another embodiment according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 웨이퍼의 가장자리 주변에 생성되는 플라즈마의 흐름을 보여주는 확대 단면도.4 is an enlarged cross-sectional view showing the flow of plasma generated around the edge of the wafer shown in FIG.

도 5는 도 3에 관련된 실시 예의 다른 변형 예를 도시하는 종단면도.FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another modified example of the embodiment according to FIG. 3. FIG.

도 6은 종래 웨이퍼의 상면으로부터 건식 식각된 포토 레지스트층이 가장자리에 퇴적되는 형태를 설명하기 위한 웨이퍼의 가장자리 부분 확대도.FIG. 6 is an enlarged view of an edge portion of a wafer for explaining a form in which a photoresist layer dry etched from an upper surface of a conventional wafer is deposited on an edge; FIG.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1 : 웨이퍼 3 : 반응챔버1: wafer 3 reaction chamber

5 : 스테이지 7 : 웨이퍼 척5: Stage 7: Wafer Chuck

9 : 하부 실린더 11 : 하부 인슐레이터9: lower cylinder 11: lower insulator

13 : 캐소드 링 15 : 상부 인슐레이터13: cathode ring 15: upper insulator

17 : 애노드 링 19 : 가스 분사로17: anode ring 19: gas injection furnace

21 : 뷰 링 23 : 스템21: Viewing 23: Stem

25 : 상부 실린더 27 : 로드25: upper cylinder 27: rod

29a 29b : 가스공급로 33 : RF 출력단29a 29b: gas supply path 33: RF output stage

35 : 접지선35: ground wire

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 통하여 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Advantages and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments.

도 1은 본 발명에 관련된 장치의 구성을 나타내는 종단면도로서, 웨이퍼(1)는 외부와 격리되는 반응챔버(3)의 내부 중심에 배치된 스테이지(5)의 상면으로 안착되어 건식으로 세정받게 되는 것이며, 상기 스테이지(5)는 그 중심부에 웨이퍼 척(7)을 보유하고 있고, 이것은 통상의 방식과 동일하게 하부 실린더(9)에 의해 상하로 승강 작동하면서 인서트된 웨이퍼(1)를 상기 스테이지(5)의 상면으로 안착시켜 주게 되어 있다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of an apparatus according to the present invention, in which the wafer 1 is seated on the upper surface of the stage 5 disposed in the inner center of the reaction chamber 3, which is isolated from the outside, and is dry-cleaned. The stage 5 has a wafer chuck 7 at the center thereof, which carries the inserted wafer 1 while moving up and down by the lower cylinder 9 in the same manner as usual. It is settled on the upper surface of 5).

상기 스테이지(5)의 하측부는 하부 인슐레이터(11)로 지지되어 있음과 동시에 그 외주에는 캐소드 링(13)이 부착되어 있다.The lower part of the stage 5 is supported by the lower insulator 11 and a cathode ring 13 is attached to the outer circumference thereof.

한편, 상기 스테이지(5)의 상방에는 상부 인슐레이터(15)가 대향 배치되어 있고, 이것도 상기 하부 인슐레이터(11)와 마찬가지로 외주에 애노드 링(17)이 설치된 구성으로 되어 있으나, 상기 애노드 링(17)에 인접한 내주측에는 가스 분사로(19)가 링상으로 열려져 있음과 아울러 외주측에는 뷰 링(21)이 배치되어서 그 종단을 상기 애노드 링(17) 보다 하측으로 연장시킨 구조로 설치되어 있다.On the other hand, the upper insulator 15 is disposed opposite the stage 5, and the anode ring 17 is provided on the outer circumference similarly to the lower insulator 11, but the anode ring 17 On the inner circumferential side adjacent to the gas injection path 19 is opened in a ring shape, and on the outer circumferential side, a view ring 21 is disposed, and the terminal is extended in a lower side than the anode ring 17.

상술한 상부 인슐레이터(15)와 애노드 링(18), 그리고 뷰 링(21)은 스템(23)에 의해 지지되는 것이며, 이 스템(23)은 상부 실린더(25)에 연동하여 승강되는 로드(27)의 하단에 현수되어 있다. 또 캐소드 링(13)과 애노드 링(17)은 각각 대응하는 스테이지(5)와 상부 인슐레이터(15)의 두께보다 작은 치수로 되어서 플라즈마 식각 시에는 상기 캐소드 링(13)과 애노드 링(17) 사이의 간격은 방전이 발생되기에 충분한 간격을 이루게 되는데 반해, 상기 상부 인슐레이터(15)와 웨이퍼(1) 사이의 간격은 방전이 일어날 수 없는 1mm이하의 간격이 되도록 사전에 설정되어 있다.그리고 상기 로드(27)는 내부에 상기 가스 분사로(19)와 연통되는 가스공급로(29a), 그리고 이것과 나란하게 연통되어 상부 인슐레이터(15)의 중앙으로 열려진 가스공급로(29b)를 각각 보유하고 있고, 이들은 각각 접속구(31a)(31b)를 통해 외부로부터 반응가스와 불활성 가스를 공급받아 상기 애노드 링(17)의 내주측으로는 반응가스를, 그리고 상부 인슐레이터(15)의 중앙으로는 불활성가스를 분출시키게 된다.The upper insulator 15, the anode ring 18, and the view ring 21 described above are supported by the stem 23, and the stem 23 is lifted in cooperation with the upper cylinder 25. Hanging at the bottom of the In addition, the cathode ring 13 and the anode ring 17 have dimensions smaller than the thicknesses of the corresponding stage 5 and the upper insulator 15, respectively, so that during plasma etching, the cathode ring 13 and the anode ring 17 are separated from each other. While the interval of is to be a sufficient interval for the discharge to occur, the interval between the upper insulator 15 and the wafer 1 is set in advance so that the interval of less than 1mm in which discharge cannot occur. 27 has a gas supply passage 29a in communication with the gas injection passage 19 therein, and a gas supply passage 29b communicating in parallel with this and opened to the center of the upper insulator 15, respectively. They are supplied with a reaction gas and an inert gas from the outside through the connection ports 31a and 31b, respectively, and the inert gas is supplied to the inner circumferential side of the anode ring 17 and the center of the upper insulator 15, respectively. Kige is released.

하측의 캐소드 링(13)은 RF 출력단(33)을 통해 통상의 플라즈마 발생기로 접속되고 또 상측의 애노드 링(17)에는 접지선(35)이 접속된다. 이러한 접속은 RIE(reactive ion etching) 방식에 따른 것으로, 플라즈마 식각 시 웨이퍼의 표면에서 셀프 바이어스 현상이 발생되어 효과적인 에칭이 행해진다.The lower cathode ring 13 is connected to an ordinary plasma generator via the RF output terminal 33, and the ground wire 35 is connected to the upper anode ring 17. Such a connection is based on a reactive ion etching (RIE) method, and self-biasing occurs on the surface of the wafer during plasma etching, thereby effectively etching.

웨이퍼(1)는 반응챔버(3)의 일측에 마련된 출입구(37)를 통해 공급 또는 회수되는 것이며, 상기 출입구(37)에는 통상의 게이트 밸브(39)가 설치되어서 상기 반응챔버(3)의 내부 진공을 유지하게 되어 있다.The wafer 1 is supplied or recovered through an entrance 37 provided at one side of the reaction chamber 3, and a normal gate valve 39 is installed at the entrance 37 so that the inside of the reaction chamber 3 is provided. It is supposed to maintain a vacuum.

또 반응챔버(3)의 내부 진공은 밀폐상태에서 10-1~ 10-3Torr 정도의 저압으로 유지되어도 좋다.The internal vacuum of the reaction chamber 3 may be maintained at a low pressure of about 10 −1 to 10 −3 Torr in a sealed state.

웨이퍼(1)가 스테이지(5)의 상면으로 안착하게 될 때 상기 스테이지(5)의 내측에는 국부적인 공기 밀도 차이가 발생하여 그 상방의 웨이퍼(1)가 움직이게 되는 사례가 생긴다.When the wafer 1 is settled on the upper surface of the stage 5, a local air density difference occurs inside the stage 5 to cause the wafer 1 to move above.

본 발명에서는 상기 웨이퍼 척(7)이 상면에 등분 배열된 3개의 접촉 포인트(71)를 갖추고 있기 때문에 웨이퍼(1)를 인수하고 스테이지(5)로 인계하는 과정에서 발생하는 공기의 흐름은 상기 접촉 포인트(71) 사이로 유통되어 국부적인 공기 밀도 차이가 발생하지 않기 때문에 상기 웨이퍼(1)는 흔들림 없이 바른 자세로 상기 스테이지(5) 상에 놓여지고, 이 과정에서 웨이퍼 척(7)의 승강 이동 거리는 5mm 이내로 한정하는 것이 좋다.In the present invention, since the wafer chuck 7 has three contact points 71 equally arranged on the upper surface, the air flow generated in the process of taking over the wafer 1 and handing over to the stage 5 is controlled by the contact. The wafer 1 is placed on the stage 5 in a correct posture without shaking because the local air density difference does not occur between the points 71 and in this process, the lifting movement distance of the wafer chuck 7 is It is recommended to limit it to within 5mm.

한편, 스테이지(5)의 상면 형태도 일정 폭을 가지는 림(rim) 형상의 구조로 되어 있어서 상기 웨이퍼(1)를 최소 면적으로 접촉 지지하여 웨이퍼(1)의 흔들림을 적극적으로 방지하여 주게 되어 있다.On the other hand, the upper surface of the stage 5 also has a rim-like structure having a predetermined width so that the wafer 1 is contacted and supported with a minimum area to actively prevent the wafer 1 from shaking. .

웨이퍼 척(7)이 하강하여 스테이지(5) 상으로 웨이퍼(1)를 인도하고 게이트 밸브(39)가 닫혀지면 상부 실린더(25)는 하강 작동되어 상부 인슐레이터(15)는 웨이퍼(1)의 상면을 실드하게 되고, 또 상측의 애노드 링(17)은 하측의 캐소드 링(13)과 근접하고 있게 된다.When the wafer chuck 7 descends to guide the wafer 1 onto the stage 5 and the gate valve 39 is closed, the upper cylinder 25 is lowered so that the upper insulator 15 is the upper surface of the wafer 1. Is shielded, and the upper anode ring 17 is in close proximity to the lower cathode ring 13.

이 상태에서 가스공급로(29b)를 통해 질소가스를 주입하여 웨이퍼(1)의 가장자리 내측으로 반응가스나 플라즈마의 유입을 막아주는 에어커튼이 형성되게 한 다음, 다른 가스공급로(29a)를 통해 반응가스, 예를 들면 CF4, SF63와 같은 반응가스를 주입하면서 플라즈마 발진을 행하면, 상기 반응가스는 도 2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(1)의 가장자리를 훑으면서 뷰 링(21)에 안내되어 그 내측면을 타고 외부로 배출된다. 이 때, 대향하고 있는 캐소드 링(13)과 애노드 링(17) 사이로 전압을 인가하여 방전되게 하면, 그 사이에 존재하는 반응가스가 플라즈마(P)로 되어 생성되는 이온 또는 중성 라디칼이 웨이퍼(1)의 면에 충돌하여 파티클의 분자 결합을 깨뜨리게 되고, 이 과정에서 분자상으로 깨진 파티클 성분은 반응가스와 결합되는 것에 의해 제거되는 것이며, 이러한 셀프 바이어스 현상으로 웨이퍼의 가장자리측 파티클 제거가 효율적으로 행해지게 된다.게다가 본 발명은 상기 도 2로 나타낸 바와 같이 반응가스는 가스 분사로(19)에서 나와 플라즈마(P)로 되어 웨이퍼(1)의 가장자리 주변으로 흐르고 다시 뷰 링(21)의 내측면을 타고 안내되면서 상기 뷰 링(21)과 하부 인슐레이터(11) 사이로 형성된 갭(G)을 통해 배출될 때에 일부는 웨이퍼(1)의 가장자리 밑면까지 식각하게 되는 것이므로 상기 웨이퍼(1)의 가장자리에 퇴적되어 있던 파티클을 완전히 제거하게 된다.In this state, nitrogen gas is injected through the gas supply path 29b to form an air curtain that prevents the reaction gas or plasma from flowing into the edge of the wafer 1, and then through another gas supply path 29a. When plasma oscillation is performed while injecting a reaction gas such as CF 4 , SF 6 3 , the reaction gas is guided to the viewing ring 21 while sweeping the edge of the wafer 1 as shown in FIG. 2. It is discharged to the outside on its inner surface. At this time, when a voltage is applied between the opposite cathode ring 13 and the anode ring 17 to discharge, the reaction gas existing therebetween becomes plasma P, and ions or neutral radicals generated in the wafer 1 ), And the molecular bonds of the particles are broken by the collision of the particles. In this process, the broken particles of the particles are removed by combining with the reaction gas. In addition, in the present invention, as shown in FIG. 2, the reaction gas exits the gas injection path 19, becomes plasma P, flows around the edge of the wafer 1, and again the inner surface of the view ring 21. As shown in FIG. Guides through the gap G formed between the view ring 21 and the lower insulator 11, so that a portion is etched to the underside of the edge of the wafer 1 It is because it is completely remove the particles that have been deposited on the edge of the wafer (1).

식각 과정에서 반응가스 CF4는 CF4→CF3+ F*혹은 CF4→CF2+ 2F*등으로 해리 반응하여 중성 F 라디칼이 생기고, 이것이 웨이퍼(1)의 가장자리에 퇴적되어 있는 파티클과 반응하여 휘발성의 화합물로 변화되면서 갭(G)을 통해 외부로 방출되고, 이렇게 방출된 휘발성 화합물은 별도 라인을 통해 전량 수거된다.During etching, the reaction gas CF 4 dissociates to CF 4 → CF 3 + F * or CF 4 → CF 2 + 2F * to generate neutral F radicals, which react with particles deposited on the edge of the wafer 1. As a result, the volatile compound is released to the outside through the gap G while being converted into a volatile compound, and the released volatile compound is collected in a separate line.

상술한 상 하부 인슐레이터(15)(11)는 세라믹, 석영 또는 산화 피막을 가지는 알루미늄 중에서 선택적으로 채용될 수 있다.The upper and lower insulators 15 and 11 described above may be selectively employed among ceramics, quartz or aluminum having an oxide film.

도 3은 본 발명에 관련된 장치의 다른 실시 예를 도시하고 있다.3 shows another embodiment of a device according to the present invention.

도시된 장치는 상기 실시 예와 비교하여, RF 출력단(33)이 스테이지(5)의 중심에 배치되어서 하부 실린더(9)에 의해 승강 작동되는 캐소드 전극(41)과 접속 연결되고, 상기 스테이지(5)의 외주변과 상부 인슐레이터(15)의 외주변에는 각각 애노드 링(17)이 쌍을 이루어 대향 배치된 구조에 차이가 있고 다른 부분은 동일하게 되어 있다.Compared with the above-described embodiment, the device shown in FIG. 1 has an RF output stage 33 disposed at the center of the stage 5 and connected to the cathode electrode 41 which is lifted and operated by the lower cylinder 9. In the outer periphery of) and the outer periphery of the upper insulator 15, there are differences in the structure in which the anode rings 17 are arranged in pairs, and the other parts are the same.

상술한 구성에서 하부 실린더(9)가 상승 이동되면 스테이지(5)의 중심에 위치된 캐소드 전극(41)이 상향 이동되면서 웨이퍼(1)의 밑면과 접촉하게 되어 RF 발진은 상기 웨이퍼(1)를 통해 그 가장자리에서 대향 배치된 애노드 링(17)을 향해 방전을 일으키게 된다. 이 때 도 4로 나타낸 바와 같이 양 애노드 링(17) 사이를 흐르는 반응가스가 플라즈마(P)로 되면서 상기 웨이퍼(1)의 가장자리를 식각하게 되어 상술한 실시 예와 동일하게 파티클을 건식으로 제거하는 효과를 나타내게 된다. 또, 상기 실시 예에서 플라즈마 생성에 필요한 방전은 웨이퍼(1)와 상측 애노드 링(17), 그리고 웨이퍼(1)와 하측 애노드 링(17) 사이의 2개소에서 플라즈마 발진이 나타나게 되는 것이므로 파티클 제거 효과는 더욱 증진된다.In the above-described configuration, when the lower cylinder 9 is moved upward, the cathode electrode 41 located at the center of the stage 5 is moved upward to come into contact with the bottom surface of the wafer 1 so that the RF oscillation causes the wafer 1 to move. Discharge is caused through the edge toward the anode ring 17 disposed opposite. In this case, as shown in FIG. 4, the reaction gas flowing between both anode rings 17 becomes plasma P, and the edge of the wafer 1 is etched to dryly remove particles in the same manner as in the above-described embodiment. Effect. In addition, in the above embodiment, the discharge required for plasma generation is caused by plasma oscillation at two places between the wafer 1 and the upper anode ring 17 and between the wafer 1 and the lower anode ring 17, so that the particle removal effect Is further enhanced.

도 5는 상술한 도 3의 실시 예에 관련된 변형 예를 도시하고 있다.묘사된 구성의 주된 특징은 대향 배치된 양 애노드 링(17)의 외측방에 각각 링 자석(43)(45)이 나란히 배열된 구성에 있다. 상기 링 자석은 영구자석 또는 전자석 중에서 선택하여 채용될 수 있고, 이들 자석(43)(45)은 상기 대향하는 애노드 링(17)의 주변을 자계로 둘러쌓는 작용을 하여 이들과 웨이퍼(1)의 상 하면 사이로 생성되는 플라즈마(P)의 준위(準位)를 강화시켜 주는 효과를 나타낸다. 따라서 이 실시 예에 의하면 저출력의 RF 발진기를 채용하여도 높은 파티클 식각 효과를 얻을 수 있다.Fig. 5 shows a modification related to the embodiment of Fig. 3 described above. The main feature of the depicted configuration is that ring magnets 43 and 45 are arranged side by side on the outer side of the opposite anode rings 17, respectively, arranged side by side. It is in an arranged configuration. The ring magnets may be selected from a permanent magnet or an electromagnet, and these magnets 43 and 45 act to magnetically surround the periphery of the opposing anode ring 17 so that the ring magnets may It has the effect of strengthening the level of plasma P generated between the upper and lower surfaces. Therefore, according to this embodiment, even if a low power RF oscillator is employed, a high particle etching effect can be obtained.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 통상의 건식 세정 공정에서 웨이퍼의 가장자리로 퇴적되는 파티클을, 플라즈마에 의한 건식 식각으로 선택 제거하는 장치에 있어서, 종래 장치와는 달리 플라즈마가 웨이퍼의 가장자리 밑면까지 미치도록 뷰 링으로 안내하여 주는 구성이므로 통상적으로 건식 식각된 웨이퍼의 가장자리 상 밑면에 걸쳐 퇴적되는 파티클을 완벽하게 제거할 수 있는 이점을 가진다. 이에 따라 반도체소자의 제조 공정 간편화는 물론, 양품 회수율도 향상시켜 주는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a device for selectively removing particles deposited at the edge of a wafer by a dry etching process in a conventional dry cleaning process so that, unlike the conventional apparatus, the plasma extends to the bottom surface of the wafer. Since the configuration guides to the ring, it has the advantage that it is possible to completely remove the particles deposited over the bottom on the edge of the typically dry etched wafer. As a result, not only the manufacturing process of the semiconductor device is simplified but also the yield recovery is improved.

Claims (8)

통상의 반응챔버 내부 중심에 스테이지와 인슐레이터가 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 플라즈마를 생성시키기 위한 전극이 대향 배치됨과 아울러 상기 인슐레이터의 중심으로는 불활성가스가 분출되고, 상기 인슐레이터의 주위로는 반응가스가 분출되는 것에 의해 상기 스테이지에 놓여진 웨이퍼의 가장자리만 플라즈마 식각이 베풀어지게 되어 있는 플라즈마 식각장치에 있어서,A stage and an insulator are disposed up and down in the center of a normal reaction chamber, and electrodes for generating a plasma are disposed on the outer periphery of the stage and the insulator, respectively, and an inert gas is ejected to the center of the insulator. In the plasma etching apparatus wherein the plasma etching is performed only at the edge of the wafer placed on the stage by the reaction gas is ejected around the 상기 스테이지의 직경은 그 상면으로 놓여지는 웨이퍼의 직경보다 작은 치수를 가지고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되는 캐소드 링 및 애노드 링의 사이 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 캐소드 링에는 RF 출력단이 접속된 구성으로 되어 있는 플라즈마 식각 장치.The diameter of the stage has a dimension smaller than the diameter of the wafer placed on its upper surface, and the stage and the insulator are each set closer than the distance between the cathode ring and the anode ring attached to the outer periphery, and the outer periphery of the insulator On the outer circumference of the anode ring, which is installed at, a view ring having a lower end extending so that the lower end proximate to the periphery of the cathode ring is concentrically attached, except for a predetermined gap formed between the outer circumferential surfaces of the cathode ring. The surroundings are shielded, and the said plasma ring is a plasma etching apparatus by which the RF output terminal was connected. (삭제)(delete) (삭제)(delete) 제 1 항에 있어서, 상기 뷰 링은 석영으로 형성되어 있음을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.The plasma etching apparatus of claim 1, wherein the viewing ring is made of quartz. (삭제)(delete) 통상의 반응챔버 내부 중심에 스테이지와 인슐레이터가 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 플라즈마를 생성시키기 위한 전극이 대향 배치됨과 아울러 상기 인슐레이터의 중심으로는 불활성가스가 분출되고, 상기 인슐레이터의 주위로는 반응가스가 분출되는 것에 의해 상기 스테이지에 놓여진 웨이퍼의 가장자리만 플라즈마 식각이 베풀어지게 되어 있는 플라즈마 식각장치에 있어서,A stage and an insulator are disposed up and down in the center of a normal reaction chamber, and electrodes for generating a plasma are disposed on the outer periphery of the stage and the insulator, respectively, and an inert gas is ejected to the center of the insulator. In the plasma etching apparatus wherein the plasma etching is performed only at the edge of the wafer placed on the stage by the reaction gas is ejected around the 상기 스테이지의 직경은 그 상면으로 놓여지는 웨이퍼의 직경보다 작은 치수를 가지고, 상기 스테이지와 인슐레이터의 외주에는 각각 애노드 링이 부착되어서 상하로 대향 배치되고, 상기 스테이지와 인슐레이터 사이는 각각 그 외주에 부착되어 상하로 대향하는 1쌍의 애노드 링 사이의 간격보다 근접하게 설정되어 있으며, 상기 인슐레이터의 외주에 설치되는 애노드 링의 외주에는, 하단부가 상기 캐소드 링의 주위로 근접하도록 연장되는 하단부를 가진 뷰 링이 동심상으로 부착되어서 상기 캐소드 링의 외주면 사이에 형성되는 소정의 갭을 제외하고 상기 스테이지의 주변을 실드하게 되어 있고, 상기 스테이지의 중심에 배치되는 웨이퍼 척으로 RF 출력단이 접속된 구성으로 되어 있는 플라즈마 식각 장치.The diameter of the stage has a dimension smaller than the diameter of the wafer placed on its upper surface, and an anode ring is attached to the outer periphery of the stage and the insulator, respectively, and is disposed upside down, and the stage and the insulator are each attached to the outer periphery thereof. It is set closer to the distance between the pair of anode rings facing up and down, and on the outer circumference of the anode ring provided on the outer circumference of the insulator, a view ring having a lower end extending so that the lower end is proximate to the cathode ring is provided. Plasma concentrically attached to shield the periphery of the stage except for a predetermined gap formed between the outer circumferential surface of the cathode ring, and the RF output terminal is connected to a wafer chuck disposed at the center of the stage. Etching device. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 스테이지의 하측면 외주측으로 링 자석이 배치된 구성으로 되어 있음을 특징으로 하는 플라즈마 식각 장치.The plasma etching apparatus according to claim 1 or 6, wherein a ring magnet is arranged on the outer peripheral side of the lower surface of the stage. 제 7 항에 있어서, 상기 자석은 영구자석 또는 전자석 중의 어느 하나로 되는 것임을 특징으로 하는 플라즈마 식각장치.8. The plasma etching apparatus of claim 7, wherein the magnet is one of a permanent magnet and an electromagnet.
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