KR100445635B1 - 웨이퍼 제조용 가스분배판 - Google Patents

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KR100445635B1 KR10-2002-0011278A KR20020011278A KR100445635B1 KR 100445635 B1 KR100445635 B1 KR 100445635B1 KR 20020011278 A KR20020011278 A KR 20020011278A KR 100445635 B1 KR100445635 B1 KR 100445635B1
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    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 설치되어 외부로부터 공급되는 각종 가스를 웨이퍼로 분산처리시키기 위한 가스분배판을 제공한다. 이 가스분배판은 일정한 외경을 갖고, 중심점에 제 1 홀이 형성되며, 제 1 홀의 중심으로부터 일정한 거리상에 위치되고 등간격을 이루도록 복수개의 주변홀을 형성된 제 1 플레이트를 포함한다.

Description

웨이퍼 제조용 가스분배판{GAS DISTRIBUTION PLATE FOR MANUFACTURING WAFER}
본 발명은 웨이퍼 제조용 가스분배판에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조장치에 설치되어 외부로부터 공급되는 각종 가스를 웨이퍼로 분산처리시키기 위한 가스분배판에 관한 것이다.
식각공정은 반도체 제조공정 중 웨이퍼 기판상에 반도체 집적회로를 형성시키는 공정이다. 이 식각공정은 포토공정에서 형성된 PR패턴을 마스크로 사용하여 하부막질을 가공하는 공정이다. 이 식각공정 중 건식식각(Dry etch)은 반응성 가스입자의 플라즈마 상태를 이용하여 식각하고자 하는 막질을 화학적, 물리적 반응으로 막질을 식각하는 방법이다.
반도체 소자의 제조과정 중에 발생하는 오염물 입자는 소자의 수율과 매우 밀접한 관련이 있으며, 특히 식각공정 중에 발생하는 오염물 입자는 식각의 장애물로 작용하여 오염물 입자의 하부에 있는 부분은 식각되지 않도록 하며, 이로 인해 소자의 오동작을 유발시키고 제품의 수율에 치명적인 악영항을 끼친다. 플라스마를 이용한 식각공정은 챔버 내에 식각가스를 주입하여 플라스마를 발생시킴으로써 식각을 실시하는 공정으로서, 이러한 플라스마를 이용한 식각공정에서 오염물 입자가 발생하는 원인으로는 식각공정 중의 부산물, 식각장비의 오염 및결함, 펌프의 역류(back stream)현상에 의한 오염 등이 있다고 알려져 있으며, 이들에 대해서는 그 동안 많은 연구가 이루어져 왔다.
일반적으로 스트립 챔버의 일단에는 프로세스 가스를 챔버 안으로 공급하기 위한 노즐이 설치되어 있고 이 노즐의 끝단부에는 프로세스 가스를 웨이퍼 위로 고르게 공급할 수 있도록 가스분배판이 설치되어 있다. 그러나 도 5에서 보인 바와 같이 이와 같은 스트립 챔버에서 식각공정을 수행한 웨이퍼상에는 중심부분(A)에 포토레지스트가 남는 문제점이 종종 발생하였다. 본 발명자는 이와 같은 문제점이 가스분배판에 의해서 발생되는 것으로 판단하였다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 스트립 공정시 웨이퍼상에 포토레지스트가 남는 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 가스분배판을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스분배판이 사용되는 스트립 챔버를 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 가스분배판이 사용되는 일례를 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스분배판을 보여주는 도면;
도 4는 본 발명에 따른 가스분배판과 종래 가스분배판을 각각 사용한 경우 어쉬 레이트(ash rate)를 보여주는 도면이다.
도 5는 종래 가스분배판을 사용한 경우 웨이퍼의 중심부분에 남은 포토레지스트를 보여주는 사진이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 스트립 챔버 20 : 가스분배판
22 : 제 1 플레이트 24 : 제 1 홀
26 : 주변홀 28 : 제 2 플레이트
30 : 제 2 홀 32 : 제 3 플레이트
40 : 램프 모듈 50 : 척
60 : 웨이퍼
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 반도체 제조장치에 설치되어 외부로부터 공급되는 각종 가스를 웨이퍼로 분산처리시키기 위한 가스분배판을 제공한다. 이 가스분배판은 일정한 외경을 갖고, 중심점에 제 1 홀이 형성되며, 상기 제 1 홀의 중심으로부터 일정한 거리상에 위치되고 등간격을 이루도록 복수개의 주변홀을 형성된 제 1 플레이트를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 가스분배판은 그 바람직한 실시예와 같이 상기 제 1 플레이트의 앞측에 위치되고 상기 제 1 홀과 같은 축상에 놓이는 제 2 홀이 형성된 제 2 플레이트 및; 상기 제 1 플레이트의 뒤측에 위치되고 전면상에 일정한 크기의 다수개의 홀이 형성된 제 3 플레이트를 더 포함하되, 상기 제 1 플레이트는 가스가공급되는 방향으로부터 3번째에 설치될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 가스분배판은 그 바람직한 실시예와 같이 상기 제 1 홀의 직경은 2.5 내지 3mm일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스분배판(20)(GDP, gas distribution plate)이 사용되는 스트립 챔버(10)는 기본적으로 프로세스 가스가 유입되는 상부에 가스분배판(20)이 설치되고, 공정이 진행되는 웨이퍼(60)를 홀딩하기 위한 척(50)과 공정온도를 조절하기 위한 램프 모듈(40) 등이 설치된다. 이때 가스분배판(20)은 스트립 공정시에 사용되는 각종 가스를 웨이퍼로 분산 처리시켜 준다. 일반적으로 금속건식식각(Metal dry etch)은 메탈라인을 식각한 후 발생된 폴리머 및 포토레지스트를 제거하기 위한 스트립(어쉬) 챔버가 별도로 설치되어 있으므로 연속적인 공정이 가능하다. 이와 같은 스트립 챔버(10)는 RF 플라즈마를 형성시켜서 스트립 공정을 진행한다.
이하, 본 발명에 따른 콤퓨레셔 및 그를 사용한 구동장치를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명하며, 도 1 내지 도 4에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 각 도면에서 주 요소들의 연결, 결합, 고정을 위한 각종 체결구(피팅), 볼트 및 나사, 홀, 와셔, 너트, 등의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 일반적인 가스분배판을 위한 구성으로부터 이 분야의 종사자들이 기본적으로 적용할 수 있는 구성요소들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이 하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 가스분배판이 사용되는 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스분배판을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스분배판(20)은 다양한 형태로 사용될 수 있다. 즉 지정된 형태와 수의 분배홀들을 갖는 다수개의 플레이트들을 나열하여 구성할 수 있는 것이다. 본 발명의 특징은 이와 같이 구성되는 가스분배판(20)에서 제 1 플레이트(22)를 도 3과 같이 구성하는 것이다. 즉 도 3을 참조하면 제 1 플레이트(22)는 중심점에 제 1 홀(24)이 형성되고 이 제 1 홀(24)의 중심으로부터 일정한 거리상에 복수개의 주변홀(26)을 등간격을 이루도록 형성하는 것이다. 이때 제 1 플레이트(22)의 외경은 사용되는 스트립 챔버 또는 기기에 따라 일정한 외경을 갖도록 할 것이다. 특히 본 실시예에서 제 1 플레이트(22)는 제 2 플레이트(28)와 제 3 플레이트(32) 사이에서 가스가 공급되는 방향으로부터 3번째에 설치되도록 하여 가스분배판(20)을 구성하도록 하였다. 제 2 플레이트(28)는 제 1 플레이트(22)의 앞측에 위치되고 제 1 홀(24)과 같은 축상에 놓이는 제 2 홀(28)이 형성된다. 제 3 플레이트(32)는 전면상에 일정한 크기의 다수개의 홀(34)이 형성된다. 물론 상기 제 1 플레이트(22)와 제 2 플레이트(28) 그리고 제 1 플레이트(22)와 제 3 플레이트(32) 사이에는 다른 형태의 플레이트(36, 38)를 각각 설치할 수 있다.
도 4는 제 1 플레이트(22)의 제 1 홀(24)의 직경이 2.5 내지 3mm되도록 하고이와 같은 구성을 갖는 가스분배판(20)을 구성하여 스트립 공정을 행한 결과와 종래 가스분배판을 사용한 경우 웨이퍼상의 각 영역별로 측정된 어쉬 레이트(ash rate)의 결과를 보여주는 것이다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 종래 가스분배판을 사용한 경우에 비하여 본 발명에 따른 가스분배판(20)을 사용한 경우는 웨이퍼 중심부분의 어쉬레이트가 상당히 낮아진 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스분배판을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이 스트립 공정을 완료한 후 웨이퍼 중심부분의 어쉬 레이트가 훨씬 감소하므로 포토레지스트의 잔존을 제거하여 공정불량을 개선하므로써 공정을 안정화시켜서 웨이퍼의 손실을 줄일 수 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조장치에 설치되어 외부로부터 공급되는 각종 가스를 웨이퍼로 분산처리시키기 위한 가스분배판에 있어서,
    일정한 외경을 갖고, 중심점에 제 1 홀이 형성되며, 상기 제 1 홀과 인접한 복수개의 주변홀이 형성된 제 1 플레이트;
    상기 제 1 플레이트의 앞측에 위치되고 상기 제 1 홀과 같은 축상에 놓이는 제 2 홀이 형성된 제 2 플레이트 및;
    상기 제 1 플레이트의 뒤측에 위치되고 전면상에 일정한 크기의 다수개의 홀이 형성된 제 3 플레이트를 포함하여,
    가스가 상기 제 2 플레이트와 제 1 플레이트와 상기 제 3 플레이트를 순차로 통과함으로써 상기 가스의 공급 분포가 점점 넓어지도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조용 가스분배판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는 가스가 공급되는 방향에서부터 최근접하게 설치되고, 상기 제 1 플레이트는 상기 제 2 플레이트와 상기 제 3 플레이트 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 제조용 가스분배판.
  3. 삭제
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