KR100563818B1

KR100563818B1 - 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구

Info

Publication number: KR100563818B1
Application number: KR1020030053475A
Authority: KR
Inventors: 김태훈
Original assignee: 동부아남반도체 주식회사
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2006-03-28
Also published as: KR20050015019A

Abstract

본 발명은 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구를 개시한다. 본 발명의 치구는 에칭 챔버의 측면 내벽과 하부 전극 사이에 설치될 수 있도록 배플 플레이트와 동일한 원판 링 형상의 상, 하부 본체를 갖는다. 상기 상, 하부 본체에는 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일한 형태로 관통 홀들이 형성된다. 상기 상, 하 본체의 가장자리에는 상기 상, 하부 본체를 나사에 의해 체결된다. 상기 나사의 삽입을 위한 상기 하부 본체의 관통 홀에는 상, 하부 본체의 관통 홀의 오버랩 면적을 조절하기 위해 상기 나사의 직경보다 큰 길이를 갖는다.

따라서, 본 발명은 상기 치구를 에칭 챔버에 적용한 후 에칭 공정을 진행하고 그 결과에 따라 상기 치구의 상, 하부 본체의 관통홀들의 수직으로 오버랩하는 폭을 용이하게 조절할 수 있다.

따라서, 본 발명은 배플 플레이트의 배플 홀들의 최적 총 면적을 구하기 위해 여러번의 배플 플레이트 제작을 방지할 수 있고, 나아가, 상기 에칭 챔버에 실제로 적용할 배플 플레이트의 제작에 소요되는 비용과 시간을 줄일 수가 있다.

플라즈마, 에칭 챔버, 배플 플레이트, 배플 홀, 치구

Description

플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구{Tool For Baffle Plate Of Plasma Etching Chamber}

도 1은 종래 기술에 의한 플라즈마 에칭 장치를 나타낸 개략 구성도.

도 2는 도 1의 배플 플레이트를 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구를 나타낸 분해 사시도.

도 4는 도 3의 치구의 배플 홀의 오버랩을 나타낸 요부 평면도.

도 5는 도 4의 배플 홀의 오버랩을 나타낸 요부 단면도.

본 발명은 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트(baffle plate)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배플 플레이트의 배플 홀들의 최적 사이즈를 용이하게 결정하도록 한 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구에 관한 것이다.

일반적으로, 에칭공정은 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중의 하나로서 습식 에칭공정과 건식 에칭공정으로 구분된다. 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 반도체 소자의 미세화되므로 반도체 소자의 미세한 패턴을 형성하는데 상기 건식 에칭공정이 주로 사용되고 있는 실정이다. 상기 건식 에칭공정의 대표적인 공정이 플라즈마를 이용한 에칭공정이다. 상기 플라즈마를 이용한 에칭 공정은 전형적으로 평행판 타입의 에칭장치에서 수행된다.

상기 평행판 타입의 일반적인 에칭장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 에칭 반응을 위한 내부 공간을 확보하는 에칭 챔버(100)를 포함한다. 상기 에칭 챔버(100)는 대략 실린더 형상의 본체(10)를 가진다. 상기 본체(10)의 상면 내벽에 상부 전극(20)이 설치되고, 상기 본체(10)의 저면 내벽에 하부 전극(30)이 설치된다. 상기 하부 전극(30)은 에칭할 웨이퍼(1)를 지지하기 위한 지지대로서 역할을 한다. 고주파(RF) 전원 공급부(40)가 고주파 전원을 상기 하부 전극(30)에 공급하고, 상기 상부 전극(20)이 접지된다. 이때, 전장(E)이 상기 상부 전극(20)과 하부 전극(30) 사이에 생성된다. 자장 생성부(50)가 상기 본체(110)의 측면 외벽에 설치되어 자장(B)을 생성시킨다. 공정 가스 공급부(미도시)가 상기 본체(10)의 가스 공급라인(11)을 거쳐 공정 가스를 상기 본체(10)의 내부 공간으로 공급한다. 펌핑부(미도시)가 상기 본체(10)의 가스 배기구(13)를 거쳐 상기 본체(10)의 내부 공간을 펌핑한다. 상기 웨이퍼(1)의 반송을 위한 개폐용 도아(15)가 상기 본체(10)의 측벽에 설치되고, 상기 하부 전극(30)이 승강기(미도시)에 의해 수직으로 승강한다.

또한, 배플 플레이트(baffle plate)(60)가 상기 하부 전극(30)과 상기 본체(10)의 측면 내벽 사이에 설치됨으로써 상기 본체(10)의 내부 공간을 상, 하측 내부 공간(12),(14)으로 각각 구분한다. 상기 상측 내부 공간(12)은 에칭 공정을 위한 공간이고, 상기 하측 내부 공간(14)은 상기 웨이퍼(1)의 반송을 위한 공간이다.

또한, 상기 배플 플레이트(60)가 도 2에 도시된 바와 같이, 원판 링 형상의 본체(61)를 가지며, 대략 사각 형상의 배플 홀들(63)이 상기 본체(61)에 형성된다. 상기 배플 홀들(63)이 상기 본체(61)의 방사상 방향(R)과 동일한 방향으로 직선 연장하여 형성되고, 상기 본체(61)의 원주 방향으로 일정 간격을 두고 이격하여 배치된다.

여기서, 상기 배플 플레이트(60)의 배플 홀들(63)의 총 면적은 상기 배플 플레이트(60)의 직경 및 면적과, 에칭공정의 조건, 예를 들어 공정 가스의 종류 및 유량, 챔버 내의 압력 등을 고려하여 상기 가스 배기구(13)의 면적 대비 일정 비율로 결정된다. 이는 상측 내부 공간(12)의 압력 변화를 감소시키고 미반응 가스 및 반응 부산물의 폴리머 등을 원활히 배기시키기 위함이다.

그러데, 종래에는 에칭 챔버용 배플 플레이트의 배플 홀들의 총 면적을 최적의 값으로 결정하기 위해 에칭 챔버에 배플 플레이트를 적용한 상태에서 에칭공정을 실제로 진행한 후 상기 에칭공정의 특성을 분석한다. 이때, 상기 에칭공정의 특성이 당초 원하는 특성과 상이할 경우, 상기 배플 플레이트의 배플 홀들의 총 면적을 변경시키기 위해 새로운 배플 플레이트를 제작한다. 그런 다음, 상기 새로운 배플 플레이트를 상기 에칭 챔버에 다시 적용시킨 상태에서 상기 에칭공정을 진행시킨 후 에칭공정의 특성을 분석한다. 이때에도, 상기 에칭공정의 특성이 당초 원하 는 특성과 상이할 경우, 또다시 새로운 배플 플레이트를 제작한다.

그러나, 종래에는 배플 플레이트의 배플 홀들의 최적 총면적을 결정하기 위해 여러번의 시행착오를 거치면서 여러장의 배플 플레이트를 제작하여 왔다. 이는 에칭공정 조건에 배플 플레이트의 배플 홀들의 총면적을 최적화시키는데 많은 어려움이 있다.

또한, 상기 시행착오를 거칠 때마다 새로운 배플 플레이트를 제작하여야 하므로 상기 에칭 챔버에 실제로 적용할 배플 플레이트를 선정하는데 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 에칭장치의 에칭공정 조건의 변화에 따른 배플 플레이트를 용이하게 최적화시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 최적의 배플 플레이트를 선정하는데 소요되는 비용과 시간을 줄이는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구는

에칭 챔버의 측면 내벽과 하부 전극 사이에 설치될 배플 플레이트 형상과 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일하게 관통홀들 이 형성된 상부 본체; 상기 상부 본체와 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일하게 관통 홀들이 형성된 하부 본체; 및 상기 상부 본체와 상기 하부 본체를 체결하며, 상기 상부 본체와 상기 하부 본체의 서로 대응하는 관통 홀들의 수직 오버랩 면적을 조절하는 체결 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 체결 수단은 나사를 이용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 상부 본체와 상기 하부 본체의 대응하는 부분에 상기 나사의 삽입을 위한 관통 홀이 각각 형성되고, 상기 하부 본체의 관통홀이 상기 수직 오버랩 면적의 조절을 위해 상기 하부 본체의 원주 방향으로 소정의 길이만큼 연장하여 형성될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 배플 플레이트를 위한 치구(160)는 상, 하부 본체(170),(180)를 포함한다. 상기 상, 하부 본체(170),(180)가 임의의 체결 수단, 예를 들어 나사(191) 및 너트(193)에 의해 체결된다.

상기 상부 본체(170)가 도 1의 본체(10)의 측면 내벽과 하부 전극(30) 사이에 배치될 수 있도록 배플 플레이트(60)와 동일한 직경을 갖는 원판 링 형상으로 이루어진다.

상기 상부 본체(170)에는 배플 홀들(171)이 도 2의 배플 플레이트(60)의 배 플 홀들(63)과 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 상기 배플 홀들(171)과 상기 배플 홀들(63)의 사이즈, 개수 및 위치가 동일하다. 상기 본체(170)의 중앙부에는 상기 하부 전극(30)을 삽입하여 면접할 수 있도록 원형 중공홀(173)이 형성된다.

상기 하부 본체(180)에는 배플 홀들(181)이 도 2의 배플 플레이트(60)의 배플 홀들(63)과 동일하게 형성된다. 즉, 상기 배플 홀들(181)과 상기 배플 홀들(63)의 사이즈, 개수 및 위치가 동일하다. 상기 본체(180)의 중앙부에는 상기 하부 전극(30)을 삽입하여 면접할 수 있도록 원형 중공홀(193)이 형성된다.

또한, 상기 상부 본체(170)의 가장자리부에 관통홀(175)이 형성되고, 상기 하부 본체(180)의 가장자리부에는 상기 관통홀(175)과 동일 수직선 상에 위치하도록 관통홀(185)이 형성된다. 상기 관통홀(175)은 나사(177)를 삽입하기에 적합한 직경을 갖는 원형 형상의 홀이다. 상기 관통홀(185)은 상기 나사(177)를 삽입하기에 적합한 폭을 가지며 원주 방향을 따라 곡선으로 임의의 길이(D)로 길게 연장된, 대략 사각 형상의 홀이다. 상기 관통홀(185)의 길이(L)는 상기 상, 하부 본체(170),(180)을 서로 반대의 원주 방향으로 길이(L)만큼 회전시킬 수 있도록 상기 나사(177)의 직경보다 크게 설정되는데, 이는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상, 하부 본체(170),(180)의 배플 홀(171),(181)을 수직으로 오버랩하는 실질적인 폭(Weff)을 조절하기 위함이다. 상기 배플 홀(171),(181)의 폭이 W이고, 상기 배플 홀(171),(181)의 길이가 L이다.

이와 같이 상, 하부 본체(170),(180)를 나사 체결한 치구(160)를 도 1의 에칭 챔버(100)의 배플 플레이트(60)의 대신에 상기 에칭 챔버(100)에 설치한 상태에 서 에칭 공정을 실제로 진행한 후 상기 에칭공정의 특성을 분석한다.

이때, 상기 에칭공정 특성이 당초 원하는 특성과 상이할 경우, 상기 치구(160)를 상기 에칭 챔버(100)로부터 외부로 이동시킨 후 상기 치구(160)의 상, 하부 본체(170),(180)를 나사 체결한 나사(191)와 너트(193)를 분리시킨다. 그런 다음, 상기 상, 하부 본체(170),(180)를 서로 반대의 원주 방향으로 회전시킴으로써 새로운 원하는 값의 폭(Weff)을 조절시킨다.

상기 조절된 폭(Weff)을 그대로 유지시키기 위해 상기 상, 하부 본체(170),(180)를 나사(191)와 너트(193)에 의해 나사 체결시킨다. 이후, 상기 치구(160)를 에칭 챔버(100)에 다시 설치한 상태에서 상기 에칭 공정을 동일하게 진행하고 나서 상기 에칭공정의 특성을 분석한다.

이러한 절차를 반복 진행하면, 상기 폭(Weff)을 상기 에칭 공정에 적합한 최적의 값으로 결정할 수 있다. 그 결과, 상기 폭(Weff)의 최적 값과, 상기 관통홀(171),(181)의 길이 및 개수를 곱셈으로 연산한 값을 상기 에칭 챔버(100)에 적용될 배플 플레이트의 배플 홀들의 총면적을 최적의 값으로 결정할 수 있다.

따라서, 본 발명은 치구를 이용하여 에칭 챔버에 적용할 배플 플레이트의 배플 홀들의 최적의 총 면적을 용이하게 결정할 수 있다. 그러므로, 상기 배플 홀들의 최적의 총 면적을 결정하기 위한 여러번의 배플 플레이트 제작을 방지할 수 있고, 나아가 상기 에칭 챔버에 실제 적용할 배플 플레이트의 제작에 소요되는 비용과 시간이 줄어든다.

한편, 설명의 편의상 상기 상, 하부 본체의 체결 수단으로서 나사를 이용하 였지만, 이외에도 사용 가능한 다양한 형태의 체결 수단을 적용할 수 있음은 자명한 사실이다. 또한, 배플 플레이트의 배플 홀들이 방사상 방향으로 연장하여 형성된 것을 기준으로 설명하였으나, 상기 배플 홀들이 상기 방사상 방향과 임의의 경사 각도로 기울어져 형성된 경우에도 본 발명을 동일하게 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 플라즈마 에칭 챔버의 배플 플레이트를 위한 치구는 에칭 챔버의 측면 내벽과 하부 전극 사이에 설치될 수 있도록 배플 플레이트와 동일한 원판 링 형상의 상, 하부 본체를 갖는다. 상기 상, 하부 본체에는 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일한 형태로 관통 홀들이 형성된다. 상기 상, 하 본체의 가장자리에는 상기 상, 하부 본체를 나사에 의해 체결된다. 상기 나사의 삽입을 위한 상기 하부 본체의 관통 홀에는 상, 하부 본체의 관통 홀의 오버랩 면적을 조절하기 위해 상기 나사의 직경보다 큰 길이를 갖는다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으 며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims

에칭 챔버의 측면 내벽과 하부 전극 사이에 설치될 배플 플레이트 형상과 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일하게 관통홀들이 형성된 상부 본체;

상기 상부 본체와 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 배플 플레이트의 배플 홀들과 동일하게 관통 홀들이 형성된 하부 본체; 및

상기 상부 본체와 상기 하부 본체를 서로 밀착할 수 있게 체결하며, 상기 상부 본체와 상기 하부 본체의 서로 대응하는 관통 홀들의 수직 오버랩 면적을 조절하는 체결 수단을 포함하는 플라즈마 에칭 챔버용 배플 플레이트를 위한 치구.
제 1 항에 있어서, 상기 체결 수단은 나사를 이용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 챔버용 배플 플레이트를 위한 치구.
제 1 항에 있어서, 상기 상부 본체와 상기 하부 본체의 대응하는 부분에 상기 체결 수단의 삽입을 위한 관통 홀이 각각 형성되고, 상기 하부 본체의 관통홀이 상기 수직 오버랩 면적의 조절을 위해 상기 하부 본체의 원주 방향으로 소정의 길이만큼 연장하여 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 챔버용 배플 플레이트를 위한 치구.