KR100476677B1 - 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 관한 것이다.
본 발명은, 이온주입공정의 수행시 반도체기판이 안착되는 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 있어서, 상기 정전척(ESC)에 안착되는 반도체기판을 냉각시킬 수 있는 냉각가스가 상기 반도체기판의 이면으로 배기되도록 상기 냉각가스를 배기시키는 배기수단이 상기 정전척의 전면(全面)에 고르게 분포되도록 형성시켜 이루어짐을 특징으로 한다. 따라서, 냉각효율에 따른 제조설비의 가동효율이 향상되고, 파티클로 인한 불량을 최소화시킴으로써 반도체장치의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척
본 발명은 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체기판을 냉각시킬 수 있는 냉각가스를 배기시키는 배기수단을 정전척(Electro Static Chuck : 이하 'ESC'라 한다.)의 전면(全面)에 고르게 분포시킨 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치의 제조에서는 소자의 특성에 따라 반도체기판의 선택적인 영역에 불순물을 도핑(Doping)시키는 공정인 확산공정 또는 이온주입공정을 수행한다.
이러한 불순물을 도핑시키는 상기의 공정 중에서 최근의 반도체장치의 제조에서는 주로 이온주입공정을 이용하여 반도체기판의 선택적인 영역에 불순물을 도핑시킨다.
여기서 상기 이온주입공정은 공정의 수행시 반도체기판에 주입시키는 불순물 즉, 이온(Ion)의 형성으로 인하여 온도가 상승하기 때문에 주로 고온에서 공정을 수행한다.
이에 따라 상기 이온주입공정의 수행시 상기 반도체기판이 안착되는 척(Chuck), 즉 정전척에는 별도의 냉각수단이 구비된다.
상기의 정전척에 구비되는 종래의 냉각수단은 주로 탈이온수(Deionized Water)가 상기 정전척의 내부를 순환하는 순환라인을 이용하였다.
그러나 최근의 고에너지를 이용하는 이온주입장치는 공정의 수행시 온도가 더욱 상승하기 때문에 탈이온수 등을 순환시키는 상기 순환라인 이외에도 도1에 도시된 바와 같은 별도의 냉각수단으로서 에어(Air) 또는 N2 등의 냉각가스를 배기시키는 배기수단(10)을 형성시켜 이용하였다.
즉, 반도체기판이 안착되는 정전척(1)에 상기 배기수단(10)을 형성시켜 공정의 수행시 상기 반도체기판의 이면에 상기 냉각가스가 배기되도록 하였다.
그러나 종래의 냉각가스를 배기시키는 배기수단(10)은 정전척(1)의 외곽으로만 분포되도록 형성시켰다.
이에 따라 종래의 정전척(1)를 이용한 반도체기판의 냉각시에는 상기 반도체기판의 중심부(Center Area)와 에지부(Edge Area)의 온도차가 극명하게 발생하였고, 이러한 온도차는 냉각효율을 저하시켰다.
또한 상기 배기수단(10)을 이용한 냉각가스의 배기시 그 배기압력이 높음으로 인하여 반도체기판의 이면에 파티클(Particle)이 흡착되는 등이 상황이 빈번하게 발생하였고, 이러한 파티클의 흡착은 후속공정의 수행시 불량을 유발시키는 원인으로 작용하였다.
따라서 종래의 정전척을 이용한 반도체기판의 냉각은 그 냉각효율의 저하로 제조설비의 가동에 따른 효율성이 저하되었고, 또한 파티클 등의 흡착으로 인한 불량의 유발로 반도체장치의 신뢰도가 저하되는 등의 문제점들이 있었다.
본 발명의 목적은, 반도체기판의 이면에 냉각가스를 배기시키는 배기수단을 정전척의 전면에 고르게 분포시킴으로써 공정의 수행시 냉각효율의 향상을 통하여 제조설비의 가동에 따른 효율을 향상시키고, 또한 파티클 등의 흡착으로 인한 불량을 방지함으로써 반도체장치의 신뢰도를 향상시키기 위한 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척은, 이온주입공정의 수행시 반도체기판이 안착되는 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 있어서, 상기 정전척(ESC: Electro Static Chuck)에 안착되는 반도체기판을 냉각시킬 수 있는 냉각가스가 상기 정전척과 상기 반도체기판 사이의 갭을 통하여 배기되도록 상기 냉각가스를 배기시키는 배기 라인이 상기 반도체 기판의 중심부에서 에지부를 향해 소정 경사각을 가지며 상기 정전척의 전면(全面)에 고르게 분포되도록 형성시켜 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 배기수단은 상기 정전척의 중심을 기준으로 동심원의 형태로 분포되도록 형성시켜 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 2는 이온주입공정의 수행시 반도체기판이 안착되는 정전척(2)가 구비되어 있고, 상기 정전척(2)에는 반도체기판을 냉각시킬 수 있는 냉각가스를 배기시키는 배기수단(20)이 구비되어 있다.
여기서 본 발명은 상기 정전척(2)에 구비되는 배기수단(20)을 상기 정전척(2)의 전면에 고르게 분포되도록 형성시킬 수 있다.
그리고 실시예에서는 상기 배기수단(20)을 정전척의 중심을 기준으로 동심원의 형태로 분포되도록 형성시킨다.
즉, 본 발명의 배기수단(20)은 냉각가스를 상기 반도체기판의 이면의 배기시킬 수 있는 배기라인으로 형성시키는 것이다.
또한 본 발명은 도3에 도시된 바와 같이 냉각가스를 배기시키는 배기수단(20)을 상기 반도체기판의 중심부에서 에지부로 배기되도록 형성시킬 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 소정의 각을 가지는 형태로 형성시켜 상기 냉각가스가 반도체기판의 중심부에서 에지부로 배기되도록 한다.
여기서 본 발명의 정전척(2)에는 상기 배기수단 이외에도 탈이온수를 순환시켜 상기 반도체기판을 냉각시키는 순환라인(도시되지 않음)이 구비될 수 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명은 상기 정전척(2)에 안착되는 반도체기판을 냉각시키는 냉각가스를 배기하는 배기수단(20)을 상기 정전척(2)의 전면에 고르게 분포시킴으로써, 고온으로 수행되는 이온주입공정의 수행시 상기 반도체기판의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
그리고 상기 배기수단(20)을 정전척(2)의 전면에 고르게 분포되도록 형성시킴으로써 그 배기압력을 낮출 수 있음으로 인해 이온주입공정의 수행시 상기 반도체기판의 이면에 파티클이 흡착되는 등의 상황을 최소화시킬 수 있다.
여기서 상기 이온주입공정의 수행시 상기 배기가스의 외부로의 배기는 상기 정전척(2)가 구비되는 챔버(Chamber)(도시되지 않음)를 진공을 형성시키는 진공펌프(Vacuum Pump)(도시되지 않음)를 이용한다.
이에 따라 본 발명은 이온주입공정의 수행시 상기 배기수단(20)을 이용함으로써 상기 반도체기판의 냉각시 반도체기판의 중심부와 에지부의 온도차를 최소화시킬 수 있다.
즉, 상기 이온주입공정의 수행시 본 발명의 배기수단(20)이 구비되는 정전척(2)의 이용으로 반도체기판을 균일하게 냉각시킬 수 있음으로 인하여 상기 반도체기판의 온도가 전체적으로 낮아진다.
이에 따라 본 발명은 대구경화되어가는 최근의 반도체장치의 제조에 효율적으로 이용할 수 있다.
따라서 본 발명은 이온주입공정의 수행시 상기 배기수단(20)이 구비되는 정전척(2)를 이용함으로써 제조설비의 가동에 따른 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한 동일한 배기압력에 비해 상기 배기수단(20)이 다수로 형성됨으로써 그 배기압력을 낮출 수 있기 때문에 냉각가스의 배기시 반도체기판의 이면에 파티클 등이 흡착되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라 후속공정의 수행시 상기 파티클로 인한 불량의 발생을 최소화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 냉각효율에 따른 제조설비의 가동효율이 향상되고, 파티클로 인한 불량을 최소화시킴으로써 반도체장치의 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.
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.
도 1은 종래의 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척을 나타내는 단면도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
1, 2 : 정전척 10, 20 : 배기수단

Claims (2)

  1. 이온주입공정의 수행시 반도체기판이 안착되는 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척에 있어서,
    상기 정전척(ESC : Electro Static Chuck)에 안착되는 반도체기판을 냉각시킬 수 있는 냉각가스가 상기 정전척과 상기 반도체 기판 사이의 갭을 통하여 배기되도록 상기 냉각가스를 배기시키는 배기 라인이 상기 반도체 기판의 중심부에서 에지부를 향해 소정 경사각을 가지며 상기 정전척의 전면(全面)에 고르게 분포되도록 형성시켜 이루어짐을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기수단은 상기 정전척의 중심을 기준으로 동심원의 형태로 분포되도록 형성시켜 이루어짐을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 이온주입장치의 정전척.
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