KR100620193B1 - Shutter plate of a sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트(10)에 관한 것으로서, 스퍼터링 장치의 공정 챔버(2) 바닥에 설치시 공정 챔버(2) 바닥에 접촉하는 접촉면(11)을 가지는 환형 돌출부(12)가 일측면에 가장자리를 따라 형성되며, 공정 챔버(2) 바닥에 설치되어 웨이퍼를 대신하여 스퍼터링이 실시되는 셔터 플레이트(10)에 있어서, 셔터 플레이트(10)의 돌출부(12)는 외측 모서리를 모따기(13)한 것으로서, 스퍼터링시 셔터 플레이트의 상측면과 공정 챔버의 바닥, 즉 플래튼 링 상측면에 금속박막이 연속적으로 형성되지 않도록 하여 금속박막이 끊어져서 발생되는 파티클의 생성을 억제함으로써 스퍼터링 장치의 PM 및 다운 타임을 감소시킬 뿐만 아니라 웨이퍼의 수율을 향상시키며, 셔터 플레이트의 변형을 방지하여 셔터 플레이트의 교체에 따른 비용을 절약할 수 있는 효과를 가지고 있다.The present invention relates to a shutter plate 10 of a sputtering apparatus, wherein an annular protrusion 12 having a contact surface 11 contacting the bottom of the process chamber 2 when installed at the bottom of the process chamber 2 of the sputtering apparatus has one side surface. In the shutter plate 10 formed along the edge of the shutter plate 10, which is installed at the bottom of the process chamber 2 and sputtered on behalf of the wafer, the protrusions 12 of the shutter plate 10 are chamfered at the outer edges 13. As a result, during sputtering, the PM and down of the sputtering apparatus are suppressed by suppressing the generation of particles generated by breaking the metal thin film by preventing the metal thin film from being formed continuously on the upper side of the shutter plate and the bottom of the process chamber, that is, the upper side of the platen ring. It not only reduces the time, but also improves the yield of the wafer and prevents the deformation of the shutter plate, thus saving the cost of replacing the shutter plate. It has an effect.
Description
도 1은 종래의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 장착되어 스퍼터링이 실시된 모습을 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing a state in which sputtering is performed by mounting a conventional shutter plate in a process chamber of a sputtering apparatus,
도 2는 도 1의 셔터 플레이트를 스퍼터링 장치의 공정 챔버의 바닥으로부터 분리될 때 요부를 도시한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view showing main parts when the shutter plate of FIG. 1 is separated from the bottom of the process chamber of the sputtering apparatus, FIG.
도 3은 종래의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 뒤집어져서 장착되어 스퍼터링이 실시된 모습을 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional shutter plate is mounted upside down in a process chamber of a sputtering apparatus and sputtering is performed;
도 4는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 장착된 모습을 도시한 단면도이고, 4 is a cross-sectional view showing a state in which the shutter plate of the sputtering apparatus according to the present invention is mounted in the process chamber of the sputtering apparatus,
도 5는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버의 바닥으로부터 분리될 때 요부를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the main parts when the shutter plate of the sputtering apparatus according to the present invention is separated from the bottom of the process chamber of the sputtering apparatus.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 ; 셔터 플레이트 11 ; 접촉면10; Shutter
12 ; 돌출부 13 ; 모따기12;
본 발명은 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스퍼터링시 셔터 플레이트의 상측면과 공정 챔버의 바닥, 즉 플래튼 링 상측면에 금속박막이 연속적으로 형성되지 않도록 하여 금속박막이 끊어져서 발생되는 파티클의 생성을 억제하는 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a shutter plate of the sputtering apparatus, and more particularly, the sputtering is caused by breaking the metal thin film so that the metal thin film is not continuously formed on the upper surface of the shutter plate and the bottom of the process chamber, that is, the upper surface of the platen ring. A shutter plate of a sputtering apparatus which suppresses generation of particles to be produced.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 장치중 스퍼터링(sputtering) 장치는 알루미늄(Al)이나 티타늄(Ti) 등의 금속막을 웨이퍼 표면에 증착시켜 전극이나 배선을 형성하는 장치이다. 즉, 불활성 기체인 아르곤(Ar) 가스가 존재하는 진공 챔버내에서 양극과 음극사이에 고전압을 인가하면 플라즈마가 형성된다. 이 때, 강한 전기장 속에서 아르곤(Ar) 가스는 Ar+이나 Ar2+으로 이온화된다. 이러한 양이온들은 음으로 대전된 캐소드 타겟으로 가속되어 충돌을 일으키며, 이러한 충돌력에 의해 타겟 재료, 예컨대 알루미늄(Al)이나 티타늄(Ti) 원자를 튀어나오게 함으로써 웨이퍼 표면에 얇은 막으로 부착시키는 것이다.In general, a sputtering device among devices for manufacturing a semiconductor device is a device for forming electrodes or wirings by depositing a metal film such as aluminum (Al) or titanium (Ti) on the wafer surface. That is, when a high voltage is applied between the anode and the cathode in the vacuum chamber in which argon (Ar) gas, which is an inert gas, exists, plasma is formed. At this time, argon (Ar) gas is ionized to Ar + or Ar 2+ in a strong electric field. These cations are accelerated to negatively charged cathode targets and cause collisions, and the impact force causes the target material, such as aluminum (Al) or titanium (Ti) atoms, to stick out and adhere to a thin film on the wafer surface.
스퍼터링 장치는 PM(Preventive Maintenance)후 또는 Ti/Tin 등의 스퍼터링 실시전 공정 챔버의 컨디션을 최적화하기 위해 더미 웨이퍼(dummy wafer) 대용으로 셔터 플레이트(shutter plate)가 사용된다.The sputtering apparatus uses a shutter plate instead of a dummy wafer to optimize the condition of the process chamber after PM (Preventive Maintenance) or before sputtering such as Ti / Tin.
종래의 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 사용되는 셔터 플레이트를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the attached shutter plate used in the process chamber of the conventional sputtering apparatus with the accompanying drawings as follows.
도 1은 종래의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 장착되어 스퍼터링이 실시된 모습을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 셔터 플레이트를 스퍼터 링 장치의 공정 챔버의 바닥으로부터 분리될 때 요부를 도시한 단면도이고, 도 3은 종래의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 뒤집어져서 장착되어 스퍼터링이 실시된 모습을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional sputter plate is mounted in the process chamber of the sputtering apparatus and sputtering is performed, and FIG. 2 is a main portion of the sputtering apparatus when the shutter plate is separated from the bottom of the process chamber. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional shutter plate is mounted upside down in a process chamber of a sputtering apparatus and sputtering is performed.
도시된 바와 같이, 종래의 셔터 플레이트(1)는 스퍼터링 장치의 공정 챔버(2)의 바닥에 설치시 공정 챔버(2) 바닥에 접촉하는 접촉면(1a)을 가지는 환형 돌출부(1b)가 일측면에 가장자리를 따라 형성된다.As shown, the
공정 챔버(2)는 그 바닥이 고열을 방출하는 핫플레이트(hot plate; 2a)와, 핫플레이트(2a)의 외주면에 설치되는 플래튼 링(platen ring; 2b)으로 이루어져 있다.The
핫플레이트(2a)는 복수의 리프트핀(2c)이 수직방향으로 돌출 내지 삽입되도록 결합되며, 플래튼 링(2b)은 상측면에 셔터 플레이트(1)의 돌출부(1b)가 위치하여 접촉면(1a)과 접촉된다. The
공정 챔버(2)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)의 상측면에 셔터 플레이트(1)의 접촉면(1a)을 접촉하여 스퍼터링을 실시하면, 도 1에서 나타낸 바와 같이 셔터 플레이트(1)의 상측면 및 외주면과, 이들과 연장되는 플래튼 링(2b)의 상측면에 금속박막(a)이 증착된다. Sputtering is performed by contacting the
셔터 플레이트(1)와 플래튼 링(2b)에 금속박막(a)이 증착된 후 도 2에서 나타낸 바와 같이, 리프트 핀(2c)을 상승시켜 셔터 플레이트(1)를 공정 챔버(2)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)으로부터 분리시 금속박막(a)이 끊어져 파티클(p)이 발생하게 된다.
After the metal thin film a is deposited on the
이와 같이, 종래의 셔터 플레이트(1)는 스퍼터링후 공정 챔버(2)로부터 분리시 파티클(p)을 발생시켜 스퍼터링 장치의 PM 및 다운 타임을 증가시킬 뿐만 아니라 웨이퍼의 불량률을 증가시키는 문제점을 가지고 있었다.As described above, the
또한, 상기한 바와 달리, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 셔터 플레이트(1)를 뒤집어서 돌출부(1b)가 상측을 향하도록 공정 챔버(1)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)의 상측면에 설치한 후 스퍼터링을 실시하면 초기에는 셔터 플레이트(1)가 형상을 유지하여 파티클의 발생이 없으나 시간이 경과함에 따라 고열로 인해 변형이 일어나서 고가의 셔터 플레이트(1)를 폐기해야 하는 문제점을 가지고 있었다.In addition, unlike the above, as shown in FIG. 3, the
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스퍼터링시 셔터 플레이트의 상측면과 공정 챔버의 바닥, 즉 플래튼 링 상측면에 금속박막이 연속적으로 형성되지 않도록 하여 금속박막이 끊어져서 발생되는 파티클의 생성을 억제함으로써 스퍼터링 장치의 PM 및 다운 타임을 감소시킬뿐만 아니라 웨이퍼의 수율을 향상시키며, 셔터 플레이트의 변형을 방지하여 셔터 플레이트의 교체에 따른 비용을 절약할 수 있는 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to prevent the metal thin film is formed continuously on the upper surface of the shutter plate and the bottom of the process chamber, that is, the upper surface of the platen ring during sputtering By suppressing the generation of particles generated due to this broken, the sputtering apparatus can not only reduce the PM and down time of the sputtering apparatus, but also improve the yield of the wafer, and prevent the deformation of the shutter plate, thereby saving the cost of replacing the shutter plate. To provide a shutter plate.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 스퍼터링 장치의 공정 챔버 바닥에 설치시 공정 챔버 바닥에 접촉하는 접촉면을 가지는 환형 돌출부가 일측면에 가장자리를 따라 형성되며, 공정 챔버 바닥에 설치되어 웨이퍼를 대신하여 스퍼터링이 실시되는 셔터 플레이트에 있어서, 셔터 플레이트의 돌출부는 외측 모서리를 모따기한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an annular protrusion having a contact surface contacting the process chamber bottom when installed at the process chamber bottom of the sputtering apparatus along an edge at one side thereof. In the shutter plate is sputtered, the protrusion of the shutter plate is characterized by chamfering the outer edge.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버에 장착된 모습을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트가 스퍼터링 장치의 공정 챔버의 바닥으로부터 분리될 때 요부를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트(10)는 스퍼터링 장치의 공정 챔버(2) 바닥에 설치시 공정 챔버(2) 바닥에 접촉하는 접촉면(11)을 가짐과 아울러 외측 모서리를 모따기(13)한 환형 돌출부(12)가 일측면에 가장자리를 따라 형성된다.Figure 4 is a cross-sectional view showing that the shutter plate of the sputtering apparatus according to the invention is mounted in the process chamber of the sputtering apparatus, Figure 5 is a shutter plate of the sputtering apparatus according to the invention is separated from the bottom of the process chamber of the sputtering apparatus It is a sectional view showing the main part when the As shown, the
공정 챔버(2)는 그 바닥이 고열을 방출하는 핫플레이트(hot plate; 2a)와, 핫플레이트(2a)의 외주면에 설치되는 플래튼 링(platen ring; 2b)으로 이루어져 있다.The
핫플레이트(2a)는 복수의 리프트핀(2c)이 수직방향으로 돌출 내지 삽입되도록 결합되며, 플래튼 링(2b)은 상측면에 셔터 플레이트(10)의 돌출부(12)가 위치하여 접촉면(11)과 접촉된다. The
셔터 플레이트(10)가 공정 챔버(2)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)의 상측면에 셔터 플레이트(10)의 접촉면(11)을 접촉하여 스퍼터링을 실시하면, 도 4에서 나타낸 바와 같이 셔터 플레이트(10)의 상측면 및 외주면과, 이들과 비연속적으로 플래튼 링(2b)의 상측면에 금속박막(b)이 증착된다. When the
그러므로, 셔터 플레이트(10)와 플래튼 링(2b)에 금속박막(b)이 증착된 후 도 5에서 나타낸 바와 같이, 리프트 핀(2c)을 상승시켜 셔터 플레이트(10)를 공정 챔버(2)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)으로부터 분리시 금속박막(b)이 연속적이지 않기 때문에 끊어지는 경우가 없어 파티클이 발생하지 않는다. Therefore, after the metal thin film b is deposited on the
즉, 셔터 플레이트(10)는 플래튼 링(2b)의 상측면과 돌출부(12)의 모따기(13) 부위가 유격을 형성함으로써 스퍼터링시 이 유격을 형성한 부위에 금속박막(b)이 증착되지 않기 때문에 셔터 플레이트(10)를 공정 챔버(2)의 바닥, 즉 플래튼 링(2b)의 상측면으로부터 분리시 금속박막이 끊어지지 않게 되어 파티클이 발생하지 않는다.That is, in the
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스퍼터링시 셔터 플레이트의 상측면과 공정 챔버의 바닥, 즉 플래튼 링 상측면에 금속박막이 연속적으로 형성되지 않도록 하여 금속박막이 끊어져서 발생되는 파티클의 생성을 억제하며, 셔터 플레이트의 변형을 방지한다.According to a preferred embodiment of the present invention as described above, the generation of particles generated by breaking the metal thin film so that the metal thin film is not continuously formed on the upper surface of the shutter plate and the bottom of the process chamber, that is, the upper surface of the platen ring during sputtering. Suppresses and prevents deformation of the shutter plate.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트는 스퍼터링시 셔터 플레이트의 상측면과 공정 챔버의 바닥, 즉 플래튼 링 상측면에 금속박막이 연속적으로 형성되지 않도록 하여 금속박막이 끊어져서 발생되는 파티클의 생성을 억제함으로써 스퍼터링 장치의 PM 및 다운 타임을 감소시킬뿐만 아니라 웨이 퍼의 수율을 향상시키며, 셔터 플레이트의 변형을 방지하여 셔터 플레이트의 교체에 따른 비용을 절약할 수 있는 효과를 가지고 있다.As described above, the shutter plate of the sputtering apparatus according to the present invention is generated by breaking the metal thin film so that the metal thin film is not continuously formed on the upper surface of the shutter plate and the bottom of the process chamber, that is, the upper surface of the platen ring during sputtering. By suppressing the generation of particles, not only reduces the PM and down time of the sputtering device, but also improves the yield of the wafer, and prevents the deformation of the shutter plate, thereby reducing the cost of replacing the shutter plate.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 셔터 플레이트를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the shutter plate of the sputtering apparatus according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, Without departing from the gist of the present invention, one of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
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