KR100734779B1 - 반도체 제조장치의 포커스링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치의 포커스링에 관한 것으로, 웨이퍼의 외곽부에 배치되도록 대체로 환형의 형태를 가지며, 소정 형태의 돌기가 복수개 배열되어 다른 부분에 비해 표면적이 확대된 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 포커스링의 일부 상단면에 원통형 기타 임의의 형태를 가진 돌기가 형성됨으로써 불소 라디칼과 그만큼 접촉하는 표면적이 확대된다. 따라서, 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 낮출 수 있게 됨으로써 웨이퍼 외곽부의 등방성 식각의 문제를 개선시켜 웨이퍼 전체적으로 식각 균일도가 향상되는 효과가 있다.

반도체, 플라즈마, 건식 식각, 포커스링

Description

반도체 제조장치의 포커스링{FOCUS RING OF SEMICONDUCTOR MANUNFACTURING APPARATUS}

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조장치의 포커스링을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 포커스링을 도시한 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100; 포커스링

110; 돌기

본 발명은 반도체 제조장치의 포커스링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 식각 균일성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조장치의 포커스링에 관한 것이다.

반도체 디바이스 제조에서 실리콘 웨이퍼에 박막을 형성하고나 식각을 실시하고자 하는 경우에 플라즈마를 이용한 장치가 많이 이용되고 있다. 이와 같은 장치 중 플라즈마 식각 장치에서는, 하부전극에 처리하고자 하는 실리콘 웨이퍼를 배 치하고, 상부전극으로부터 반응가스를 유입시키고, 양 전극에 고주파 전압을 인가하여 양 전극간에 고주파 플라즈마를 발생시켜 실리콘 웨이퍼를 식각한다.

이와 같은 플라즈마 장치에서는 실리콘 웨이퍼에 공급되는 플라즈마를 균일하게 할 필요가 있다. 이러한 연유로, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 주위에 포커스링(10)을 배치하여 플라즈마를 웨이퍼의 외측까지 확대시키고, 웨이퍼 상의 플라즈마의 균일성을 향상시키는 것이 종래부터 행해져 왔다. 여기서, 포커스링(10)의 내부 영역(20)에 실리콘 웨이퍼가 배치된다. 포커스링(10)은 실리콘 웨이퍼와 동일한 재질, 즉 실리콘으로 구성되는 것이 일반적이다.

그런데, 가령 불소계 가스를 이용한 건식 식각시 웨이퍼 외곽부에 등방성 식각이 많이 발생하는 부분이 나타날 수 있다. 포커스링(10)은 불소 라디칼의 농도를 낮춰주어 등방성 식각 문제를 해결하는데 웨이퍼 외곽부의 특정 지점에 등방성 식각 현상이 두드러진다는 것은 포커스링(10)이 부분적으로 불소 라디칼의 농도를 저하시키는 능력이 떨어진다고 여겨진다고 볼 수 있다. 웨이퍼 외곽부의 특정 지점에 등방성 식각이 두드러지게 되면, 웨이퍼 전체적으로는 식각 균일성이 떨어지게 되어 수율 하락에 주요한 요인이 된다.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼의 식각 균일성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조장치의 포커스링을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 포커스링은 라디칼과 접촉하는 표면적이 확대된 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 특징을 구현할 있는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 포커스링은, 웨이퍼의 외곽부에 배치되도록 대체로 환형의 형태를 가지며, 소정 형태의 돌기가 복수개 배열되어 다른 부분에 비해 표면적이 확대된 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 있어서, 상기 표면적이 확대된 부분은 복수개의 돌기가 규칙적 또는 불규칙적으로 배열된다. 상기 돌기는 원통형을 포함한다.

본 발명에 의하면, 포커스링의 일부 상단면에 원통형 기타 임의의 형태를 가진 돌기가 형성됨으로써 불소 라디칼과 그만큼 접촉하는 표면적이 확대된다. 따라서, 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 낮출 수 있게 됨으로써 웨이퍼 외곽부의 등방성 식각의 문제를 개선시켜 웨이퍼 전체적으로 식각 균일도가 향상된다.

이하 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 포커스링을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다.

(실시예)

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 포커스링을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예의 포커스링(100)은 웨이퍼의 외곽부에 배치되도록 환형의 형태를 가진다. 포커스링(100)의 내부 영역(200)에 웨이퍼가 배치된다. 포커스링(100)은 주로 플라즈마 식각 장치에 이용된다. 플라즈마 식각 장치는 주지된 바와 같이, 하부전극에 처리하고자 하는 웨이퍼를 배치하고, 상부전극으로부터 반응가스를 유입시키고, 양 전극에 고주파 전압을 인가하여 양 전극간에 고주파 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼를 식각한다. 여기서, 포커스링(100)은 플라즈마를 웨이퍼 외측까지 확대시키고, 웨이퍼상의 플라즈마의 균일도를 향상시킨다.

포커스링(100)은 화학적 안정성이 우수한 고순도 흑연이나 유리상 탄소(glassy carbon)로 구성될 수 있다. 그런데, 웨이퍼 식각시 포커스링(100) 자체도 플라즈마에 의해 식각된다. 포커스링(100)이 플라즈마에 의해 식각되면 파티클 발생 원인으로도 작용할 수 있다. 그러므로, 포커스링(100)은 파티클 발생 원인이 되는 흑연이나 유리상 탄소 보다도 웨이퍼의 재질과 동일한 재질, 즉 실리콘으로 구성되는 것이 바람직하다.

포커스링(100)이 실리콘으로 구성되면 실리콘과 불소와의 결합으로 인해 플라즈마를 구성하는 불소 라디칼의 농도를 낮춰주는 역할을 한다. 따라서, 웨이퍼 식각, 가령 콘택 공정시 불소 라디칼의 농도를 낮춰주어 등방성 식각 문제를 개선시킨다. 그런데, 장치의 셋팅이나 기타 여러 요인에 의해서 웨이퍼의 일부, 가령 외곽부 일부에서 등방성 식각이 다른 부분에 비해 비교적 많이 발생할 수 있다. 등 방성 식각이 많이 발생한 웨이퍼 외곽부에 접하는 포커스링(100)이 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 줄이지 못하는데서 그 원인을 파악할 수 있다. 이에 따라, 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 줄이기 위해 포커스링(100)의 상단면 일부(A)는 불소 라디칼과의 접촉을 확대시키기 위해 복수개의 돌기(110)가 형성되어 있다.

본 실시예에서 돌기(110)는 원통형이지만 그 형태는 사각형과 같은 다각형일 수 있는 등 임의적이다. 그리고, 돌기(110)의 배열은 규칙적으로 배열되거나 이와 다르게 불규칙적으로 배열될 수 있는 등 설계에 따라 얼마든지 변경 가능한다.본 실시예의 포커스링(100)에 있어서, 표면적이 확대된 부분(A)은 어느 한 곳에만 형성되어 있으나 이 부분(A)은 다수의 지점에 형성될 수 있다.

포커스링(100) 장착시 표면적이 확대된 부분(A)을 웨이퍼에서 특히 등방성 식각 문제가 발생한 지점에 오도록 한다. 그러면, 이 부분(A)이 불소 라디칼과의 증가된 접촉을 통해 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 낮추어 웨이퍼 외곽부 일부에서 발생하는 등방성 식각 문제를 개선시킨다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용 도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 포커스링의 일부 상단면에 원통형 기타 임의의 형태를 가진 돌기가 형성됨으로써 불소 라디칼과 그만큼 접촉하는 표면적이 확대되어 있다. 따라서, 불소 라디칼의 농도를 효과적으로 낮출 수 있게 됨으로써 웨이퍼 외곽부의 등방성 식각의 문제를 개선시켜 웨이퍼 전체적으로 식각 균일도가 향상되는 효과가 있다. 식각 균일도 향상으로 말미암아 결국 반도체 디바이스의 제조 수율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼의 외곽부에 배치되도록 대체로 환형의 형태를 가지며,

   소정 형태의 복수 개의 돌기들이 일군을 이루며 배열되어 다른 부분에 비해 표면적이 확대된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 포커스링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 표면적이 확대된 부분은 복수개의 돌기가 규칙적 또는 불규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 포커스링.
3. 웨이퍼의 외곽부에 배치되도록 대체로 환형의 형태를 가지며,

   원통 형상을 가지는 복수 개의 돌기들이 일군을 이루며 배열되어 다른 부분에 비해 표면적이 확대된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 포커스링.

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