KR100635709B1 - Semiconductor manufacture equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명의 반도체제조설비는 소정의 처리공간을 제공하는 공정챔버와, 공정챔버의 내부 하측에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척과, 공정챔버의 상하측에 전력을 인가하는 전원과, 공정챔버의 내부에 공급되는 반응가스를 공급하는 분사구가 형성된 다수의 가스 노즐 및 가스 노즐과 이격되게 설치되어 가스 노즐을 감싸되 분사구와 대응되는 위치가 개방된 노즐 커버부를 포함하므로 가스 노즐에서 파티클에 발생할 때 발생된 파티클이 공정챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지하는 이점이 있다.The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes a process chamber providing a predetermined processing space, a chuck installed at the lower side of the process chamber to seat the wafer, a power source for applying power to the upper and lower sides of the process chamber, and a process chamber inside the process chamber. Particles generated when the particles are generated in the gas nozzle because the nozzle comprises a plurality of gas nozzles and the nozzle cover is formed spaced apart from the gas nozzles are formed spaced apart from the gas nozzles and the openings corresponding to the injection openings are opened. There is an advantage of preventing falling into the process chamber.

Description

반도체 제조설비 { SEMICONDUCTOR MANUFACTURE EQUIPMENT }Semiconductor Manufacturing Equipment {SEMICONDUCTOR MANUFACTURE EQUIPMENT}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 도시한 도면,1 is a view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 노즐커버부를 도시한 도면,2 is a view showing a nozzle cover unit according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 노즐커버부의 일부를 도시한 도면이다.3 is a view showing a part of the nozzle cover portion according to the present invention.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawings

10 : 공정챔버 11 : 척10 process chamber 11: chuck

17 : 진공펌프 19 : 진공라인17: vacuum pump 19: vacuum line

20 : 상부 전극 22 : 전원 20: upper electrode 22: power

30 : 가스 노즐부 31 : 가스노즐30 gas nozzle part 31 gas nozzle

33 : 분사구 40 : 노즐 커버부33: injection hole 40: nozzle cover portion

41 : 끝단 41a : 개구41: end 41a: opening

W : 웨이퍼 W: Wafer

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반응가스를 공급하는 가스 노즐이 설치된 반도체 제조설비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a semiconductor manufacturing equipment provided with a gas nozzle for supplying a reaction gas.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 집적 회로를 구성하는 단위 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 사진, 확산, 식각, 증착 등의 공정이 반복적으로 이루어져 반도체장치로 제작된다.In general, unit devices constituting an integrated circuit in a semiconductor manufacturing process are fabricated as a semiconductor device by repeatedly performing a process such as photographing, diffusion, etching, and deposition on a semiconductor wafer.

상기 식각공정은 식각방식에 따라 케미컬(Chemical)을 이용하여 등방성 식각하는 습식식각방식과 식각가스를 이용하여 이방성 식각하는 건식식각방식으로 구분할 수 있으며, 상기 습식식각방식 및 건식식각방식은 각각의 특성과 장점을 가지고 있으므로 공정의 성질에 따라 선택적으로 사용되고 있다.The etching process may be classified into a wet etching method using an isotropic etching method using a chemical method and a dry etching method using an anisotropic etching method using an etching gas. It has the advantage of being used selectively according to the nature of the process.

이와 같은 식각공중 중 건식식각공정은 이온밀링(Ion milling)과 같은 물리적인 식각, RIE(Reactive Ion Etching)와 같은 물리 화학적인 식각, 플라즈마 식각과 같은 화학적인 식각 등으로 나눌 수 있다.Dry etching process in the etching can be divided into physical etching such as ion milling (Ion milling), physical chemical etching such as RIE (Reactive Ion Etching), chemical etching such as plasma etching and the like.

상기 플라즈마 건식식각공정은 식각공정이 진행되는 밀폐된 공정챔버 내부에 소정간격 이격되게 설치된 상부전극 및 하부전극에 고주파 전력을 인가하여 전기장을 형성함으로써 공정챔버 내부로 공급된 공정가스를 전기장에 의해서 활성화시켜 플라즈마 상태로 형성한 후, 플라즈마 상태의 이온이 하부전극 상에 위치한 웨이퍼상의 상면 또는 패턴 마스크로부터 노출되는 부위에서 반응하도록 하여 식각공정을 수행한다.The plasma dry etching process activates the process gas supplied into the process chamber by applying an high frequency power to the upper electrode and the lower electrode, which are installed at a predetermined interval, inside the closed process chamber where the etching process is performed, thereby forming an electric field. After forming in a plasma state, the etching process is performed by allowing the ions in the plasma state to react at the portion exposed from the upper surface or the pattern mask on the wafer located on the lower electrode.

이와 같은 공정을 수행하는 반도체 제조설비는 공정이 진행되는 공정챔버와, 공정챔버의 내부에 웨이퍼가 안착되는 척이 설치되고, 공정챔버에는 초고주파 전력 이 인가되는 상부전극 및 하부전극이 구비된다. 또한, 공정챔버의 상측에는 공정에 필요한 반응가스를 공급하는 가스 노즐이 설치된다.In the semiconductor manufacturing equipment performing such a process, a process chamber in which a process is performed and a chuck on which a wafer is placed in the process chamber are installed. The process chamber includes an upper electrode and a lower electrode to which ultra-high frequency power is applied. In addition, a gas nozzle for supplying a reaction gas required for the process is provided above the process chamber.

종래의 이러한 반도체 제조설비는 가스 노즐을 통해 반응 가스가 공급될 경우, 상부전극과 하부전극에 전력이 인가되면 가스 노즐의 끝부분에서 아킹(Arcing)이 발생된다. 즉, 가스 노즐의 끝부분에는 공급되는 반응가스가 잔존하게 되고, 초고주파 전력이 인가되면 잔존하는 반응가스에 의해 아킹이 발생하여 가스 노즐이 손상되는 문제점이 발생된다.In a conventional semiconductor manufacturing apparatus, when reactive gas is supplied through a gas nozzle, arcing is generated at the end of the gas nozzle when electric power is applied to the upper electrode and the lower electrode. That is, the reactive gas supplied remains at the end of the gas nozzle, and when ultra-high frequency power is applied, arcing occurs due to the remaining reactive gas, thereby causing a problem that the gas nozzle is damaged.

또한, 가스 노즐이 손상되면, 공정이 진행되는 공정챔버에는 가스 노즐의 파편이 떨어져 파티클을 유발하는 문제점이 발생된다.In addition, when the gas nozzle is damaged, a problem occurs that fragments of the gas nozzle fall to cause a particle in the process chamber where the process is performed.

그리고, 반도체 제조설비는 파티클에 의해 공정수율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, the semiconductor manufacturing equipment has a problem that the process yield is reduced by the particles.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 초고주파 전력이 인가될 때 발생하는 아킹에 의해 파티클이 발생하는 것을 방지하는 반도체 제조설비를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus that prevents particles from being generated by arcing generated when ultra-high frequency power is applied.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 처리공간을 제공하는 공정챔버와, 상기 공정챔버의 내부 하측에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척과, 상기 공정챔버의 상하측에 전력을 인가하는 전원과, 상기 공정챔버의 내부에 공급되는 반응가스를 공급하는 분사구가 형성된 다수의 가스 노즐 및 상기 가스 노즐과 이격되게 설치되어 상기 가스 노즐을 감싸되 상기 분사구와 대응되는 위치가 개방된 노즐 커버부를 포함하는 반도체 제조설비를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a process chamber for providing a predetermined processing space, a chuck installed in the lower side of the process chamber to seat the wafer, a power supply for applying power to the upper and lower sides of the process chamber and And a plurality of gas nozzles formed with injection holes for supplying a reaction gas supplied into the process chamber, and a nozzle cover part spaced apart from the gas nozzles to surround the gas nozzles and having a position corresponding to the injection holes. Provide semiconductor manufacturing equipment.

상기 노즐 커버부는 상기 분사구의 위치보다 길게 형성된 것이 바람직하다.The nozzle cover portion is preferably formed longer than the position of the injection port.

상기 노즐 커버부의 끝단은 단부로 갈수록 폭이 좁아지도록 테이퍼지게 형성된 것이 바람직하다.The end of the nozzle cover portion is preferably tapered to narrow the width toward the end.

상기 노즐 커버부 끝단의 테이퍼 각은 65~75˚일 수 있다.The taper angle of the end of the nozzle cover portion may be 65 ~ 75 °.

상기 노즐 커버부는 상기 가스 노즐의 하측에만 설치된 것일 수 있다.The nozzle cover part may be installed only on the lower side of the gas nozzle.

상기 반응가스는 헬륨인 것이 바람직하다.The reaction gas is preferably helium.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 노즐커버부를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 노즐커버부의 일부를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view showing a nozzle cover portion according to the present invention, Figure 3 is a view showing a part of the nozzle cover portion according to the present invention.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 반도체 제조설비는 소정의 처리공간을 제공하는 공정챔버(10)와 상기 공정챔버(10)의 내부 하측에 설치되어 웨이퍼(W)를 안착시키는 척(11) 그리고, 상기 척(11)의 측면에 설치되어 웨이퍼(W)의 에지부를 감싸도록 설치되는 포커스 링(13)으로 구성된다.As shown in these figures, the semiconductor manufacturing equipment is provided with a process chamber 10 which provides a predetermined processing space, and a chuck 11 installed inside the process chamber 10 to seat the wafer W, It is composed of a focus ring 13 installed on the side of the chuck 11 to surround the edge of the wafer (W).

상기 포커스 링(13)은 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하도록 에지부에 소정의 단을 형성하여, 공정챔버(10)에 주입되는 공정가스가 웨이퍼(W)에 분사될 때 이를 안내하는 것으로서, 척(11)에 안착된 웨이퍼(W)의 에지면과 척(11)의 상면과 비접촉하는 웨이퍼(W)의 저면을 비롯하여, 상기 척(11)의 외면을 에워싸게 설치된다.The focus ring 13 forms a predetermined stage at an edge portion to prevent separation of the wafer W, and guides the process gas injected into the process chamber 10 when it is injected onto the wafer W. The outer surface of the chuck 11 is enclosed, including the edge surface of the wafer W seated on the chuck 11 and the bottom surface of the wafer W which is not in contact with the top surface of the chuck 11.

또한, 공정챔버(10)의 상부에는 상부전극(20)이 설치되고, 하부에 설치되는 척(12)이 하부전극이 되며, 상부전극(20)과 척(11)에는 공급된 반응가스를 활성화 시켜 플라즈마 상태의 이온을 발생시키기 위한 고주파전력을 인가하기 위한 전원(22)이 설치된다.In addition, the upper electrode 20 is installed on the upper portion of the process chamber 10, the chuck 12 installed at the lower portion is a lower electrode, and the reaction gas supplied to the upper electrode 20 and the chuck 11 is activated. Power supply 22 for applying high frequency power to generate ions in the plasma state.

공정챔버(10)의 상부에는 공정에 사용되는 반응가스가 공급되는 가스노즐부(30)가 설치되고, 공정챔버(10)의 일측에는 공정챔버(10)에 연결되어 공정챔버(10)의 내부를 진공으로 유지시키고, 공정부산물을 배기시키는 진공펌프(17)가 구비된 진공라인(19)이 설치된다.The gas nozzle part 30 to which the reaction gas used in the process is supplied is installed at the upper portion of the process chamber 10, and at one side of the process chamber 10, the gas nozzle part 30 is connected to the process chamber 10 so as to form an interior of the process chamber 10. Vacuum line (19) is provided with a vacuum pump (17) for maintaining the vacuum and evacuating process by-products.

가스 노즐부(30)는 원통형으로 형성된 공정챔버(10)의 상측에 설치되는 링 형상으로서, 내측으로 돌출되게 다수개의 가스 노즐(31)이 설치된다. 가스 노즐(31)은 그 끝단에 공급되는 반응가스가 분사되도록 분사구(33)가 형성된다.The gas nozzle unit 30 is a ring shape provided on the upper side of the process chamber 10 formed in a cylindrical shape, and a plurality of gas nozzles 31 are provided to protrude inward. The gas nozzle 31 is formed with an injection hole 33 so that the reaction gas supplied to the end thereof is injected.

가스 노즐(31)의 외측에는 이격되게 노즐 커버부(40)가 설치된다. 노즐 커버부(40)는 가스 노즐(31)을 감싸도록 형성되되, 공급된 반응가스가 분사되는 가스 노즐(31)의 분사구(33)와 대응되는 측은 개방된 개구(41a) 형성된다. 또한, 노즐 커버부(40)는 가스 노즐(31)의 분사구(33)보다 길게 형성된다. 분사구(33)보다 길게 형성된 노즐 커버부(40)의 끝단(41)은 노즐 커버부(40)의 외측 즉, 공정챔버(10)의 내측으로 갈수록 좁아지도록 테이퍼지게 형성된다. 이때, 노즐 커버부(40) 끝단(41)의 테이퍼 각은 65~75˚정도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 노즐 커버부(40a)는 가스 노즐(31)의 하측만 커버하도록 반원통형인 것일 수 있다.The nozzle cover part 40 is provided on the outer side of the gas nozzle 31 so as to be spaced apart from each other. The nozzle cover 40 is formed to surround the gas nozzle 31, and an opening 41a is formed at a side corresponding to the injection hole 33 of the gas nozzle 31 to which the supplied reaction gas is injected. In addition, the nozzle cover portion 40 is formed longer than the injection port 33 of the gas nozzle 31. The end 41 of the nozzle cover portion 40 formed longer than the injection hole 33 is tapered so as to narrow toward the outside of the nozzle cover portion 40, that is, the inside of the process chamber 10. At this time, the taper angle of the tip 41 of the nozzle cover portion 40 is preferably formed to be inclined to about 65 ~ 75 °. Here, the nozzle cover portion 40a may be a semi-cylindrical type so as to cover only the lower side of the gas nozzle 31.

즉, 가스 노즐(31)의 분사구(33)에서 분사되는 반응가스는 노즐 커버부(40)의 개구(41a)를 통과하여 분사된다. 따라서, 가스 노즐(31)의 분사구(33)측에서 파티클이 발생하면, 분사구(33)에서 분사된 파티클은 분사구(33)보다 길게 형성되어 노즐 커버부(40)의 내측을 감싸도록 테이퍼지게 형성된 끝단(41)의 내측에 떨어지게 된다.That is, the reaction gas injected from the injection port 33 of the gas nozzle 31 is injected through the opening 41a of the nozzle cover 40. Therefore, when particles are generated at the injection hole 33 side of the gas nozzle 31, the particles injected from the injection hole 33 are formed longer than the injection hole 33 to be tapered to surround the inside of the nozzle cover part 40. It will fall inside the tip 41.

한편, 공정챔버(10)에 공급되는 반응가스는 헬륨인 것이 바람직하다. 헬륨은 상부전극(20)과 척(11)에 고주파전력이 인가되면, 가스 노즐(31)의 끝단인 분사구(33)에 잔존하여 아킹이 발생될 수 있다.On the other hand, the reaction gas supplied to the process chamber 10 is preferably helium. When high frequency power is applied to the upper electrode 20 and the chuck 11, helium may remain in the injection hole 33 that is the end of the gas nozzle 31 to generate arcing.

이하에서는 이러한 구성에 의하여 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예의 작용 및 효과를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment according to the present invention by such a configuration will be described in detail.

먼저, 공정챔버(10)는 내부에 위치한 척(11)에 웨이퍼(W)가 안착되면, 진공라인(19)으로 연결된 진공펌프(17)에 의해 진공상태가 된다.First, when the wafer W is seated on the chuck 11 located therein, the process chamber 10 is in a vacuum state by the vacuum pump 17 connected to the vacuum line 19.

진공 상태의 공정챔버(10)는 가스 노즐부(30)를 통해 반응가스가 공급되면, 상부전극(20)과 하부전극인 척(12)에 전원(20)이 인가된다. 반응가스는 상부전극(20) 및 척(12)은 인가된 전원(22)에 의해 플라즈마 상태의 이온이 되어 웨이퍼(W)의 상면에 분사된다.In the vacuum process chamber 10, when the reaction gas is supplied through the gas nozzle unit 30, the power source 20 is applied to the upper electrode 20 and the lower electrode chuck 12. The reaction gas is injected into the upper surface of the wafer W by the upper electrode 20 and the chuck 12 being ions in a plasma state by the applied power supply 22.

이때, 반응가스는 가스 노즐(31)의 분사구(33)를 통해 분사되어 노즐 커버부(40) 끝단(41) 개구(41a)를 통해 공정챔버(10)의 내부로 분사된다.At this time, the reaction gas is injected through the injection hole 33 of the gas nozzle 31 is injected into the process chamber 10 through the opening 41a of the end 41 of the nozzle cover 40.

이와 같은 공정이 진행됨에 있어, 웨이퍼(W)의 에지부를 감싸도록 설치된 포커스 링(15)은 웨이퍼(W)의 이탈이 방지됨과 아울러, 플라즈마 상태의 공정가스가 웨이퍼(W)에 분사되는 것을 안내한다.In this process, the focus ring 15 provided to cover the edge of the wafer W prevents the wafer W from being separated and guides the injection of the plasma process gas into the wafer W. do.

여기서, 가스 노즐(31)은 일측에 가스 노즐(31)을 통해 분사되는 헬륨이 잔존할 경우, 전원(22)에 의해 고주파가 인가될 때 방전이 일어나 아킹이 발생되어 가스 노즐(31)의 일부가 파손될 수 있다. 그러나 잔존하는 헬륨은 노즐 커버부(40)에 의해 감싸지므로 아킹이 방지된다.Here, when helium injected through the gas nozzle 31 remains on one side of the gas nozzle 31, a discharge occurs when a high frequency is applied by the power supply 22, so that arcing occurs and a part of the gas nozzle 31 is generated. Can be broken. However, since the remaining helium is wrapped by the nozzle cover portion 40, arcing is prevented.

또한, 노즐 커버부(40)가 반원통형으로 형성되어 가스 노즐(31)의 하측에만 설치될 경우, 아킹이 발생되어 가스 노즐(31)의 일측이 파손되면, 그 파편은 떨어져 노즐 커버부(40)에 떨어지게 된다. 그리고, 노즐 커버부(40)의 끝단(41)은 노즐 커버부(40)의 내측으로 오목하게 테이퍼지게 형성되므로 가스 노즐(31)의 파편이 노즐 커버부(40)의 외측으로 벗어나는 것이 방지된다.In addition, when the nozzle cover portion 40 is formed in a semi-cylindrical shape and is installed only on the lower side of the gas nozzle 31, when arcing occurs and one side of the gas nozzle 31 is broken, the fragments are dropped and the nozzle cover portion 40 falls. Fell on). In addition, since the end 41 of the nozzle cover portion 40 is formed to be concave and tapered inwardly of the nozzle cover portion 40, debris of the gas nozzle 31 is prevented from escaping to the outside of the nozzle cover portion 40. .

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 가스 노즐을 감싸는 노즐 커버부가 마련됨에 따라 가스노즐에서 파티클에 발생할 때 발생된 파티클이 공정챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지하는 이점이 있다.As described above, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention has an advantage of preventing particles generated when the particles are generated from the gas nozzle into the process chamber as the nozzle cover portion surrounding the gas nozzle is provided.

또한, 반도체 제조설비는 파티클 발생율을 감소시킬 수 있으므로 반도체 공정 수율을 향상 시키는 이점이 있다.
In addition, the semiconductor manufacturing equipment can reduce the particle generation rate has the advantage of improving the semiconductor process yield.

Claims (6)

삭제delete 소정의 처리공간을 제공하는 공정챔버;A process chamber providing a predetermined processing space; 상기 공정챔버의 내부 하측에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척;A chuck installed inside the process chamber to seat the wafer; 상기 공정챔버의 상하측에 전력을 인가하는 전원;A power supply for applying power to upper and lower sides of the process chamber; 상기 공정챔버의 내부에 공급되는 반응가스를 공급하는 분사구가 형성된 다수의 가스 노즐; 및A plurality of gas nozzles formed with injection holes for supplying a reaction gas supplied into the process chamber; And 상기 가스 노즐과 이격되게 설치되어 상기 가스 노즐을 감싸되 상기 분사구와 대응되는 위치가 개방되며, 상기 분사구의 위치보다 길게 형성된 노즐 커버부를 포함하는 반도체 제조설비.And a nozzle cover part disposed to be spaced apart from the gas nozzle to surround the gas nozzle, the position corresponding to the injection hole is opened, and formed to be longer than the position of the injection hole. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 노즐 커버부의 끝단은 단부로 갈수록 폭이 좁아지도록 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.End of the nozzle cover portion is a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that tapered so that the width becomes narrower toward the end. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 노즐 커버부 끝단의 테이퍼 각은 65~75˚인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.The taper angle of the end of the nozzle cover portion is a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that 65 ~ 75 °. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 노즐 커버부는 상기 가스 노즐의 하측에만 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.And the nozzle cover portion is provided only below the gas nozzle. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반응가스는 헬륨인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.The reaction gas is a semiconductor manufacturing equipment, characterized in that helium.
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