KR100826775B1

KR100826775B1 - Ｒｆ 쉴드를 갖춘 프리클린챔버

Info

Publication number: KR100826775B1
Application number: KR1020060135323A
Authority: KR
Inventors: 이성원
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-04-30

Abstract

본 발명은 프리클린챔버내에 RF 쉴드, 가열선, 필터, 아르곤 가스 공급구를 설치하여 프리클린챔버의 생산성을 증대시키기 위한 RF 쉴드를 갖춘 프리클린챔버에 관한 것이다.

본 발명에 의한 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버는 웨이퍼가 안착되는 페데스탈, 상기 페데스탈 하부를 보호하기 위한 알루미늄 쉴드와 상기 페데스탈의 상부에 RF 플라즈마가 형성되어지는 벨자로 구성된 프리클린챔버에 있어서, 상기 벨자내부의 상기 웨이퍼의 상부에 RF 쉴드를 형성하되, 상기 RF 쉴드는 상면은 막히고 하면은 뚫린 원통형이고, 상기 RF 쉴드의 벽은 이중벽으로 구성되어 있으며, 상기 이중벽의 내부벽은 그물의 형상을 가지고, 상기 RF 쉴드의 상기 이중벽 사이에는 코일이 삽입되어 있다.

본 발명에 의하여, 벨자내의 산화막등의 부산물의 제거효율이 향상되어서 프리클린챔버를 깨끗한 상태로 유지할 수 있으며, 아울러 아르곤 가스벽과 RF 쉴드에 의해서 프리클린 공정의 산화막 제거효율이 향상되어서 생산성이 증대될 수 있다.

프리클린챔버, RF쉴드, 알루미늄쉴드, 필터, 벨자, 산화막

Description

ＲＦ 쉴드를 갖춘 프리클린챔버{Pre-Clean Chamber with RF shield}

도 1은 종래의 프리클린챔버의 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드의 측면에서 본 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드의 위에서 본 단면도,

도 4는 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버에서의 벨자의 단면도,

도 5는 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버에서의 알루미늄 쉴드의 단면도,

도 6은 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : RF 쉴드 30 : 벨자

31 : 필터 32 : 가열선

40 : 알루미늄 쉴드

본 발명은 프리클린챔버에 관한 것으로서, 상세하게는 프리클린챔버내에 RF 쉴드, 가열선, 필터, 아르곤 가스 공급구를 설치하여 프리클린챔버의 생산성을 증대시키기 위한 RF 쉴드를 갖춘 프리클린챔버에 관한 것이다.

반도체 제조 공정은 확산, 사진, 증착, 식각등의 공정이 수없이 반복되어진고 있다. 이러한 과정에서 웨이퍼가 공기중에 노출되면 산화막이 형성되고, 이러한 산화막은 이 후의 증착공정을 진행하기 전에 반드시 제거되어야 한다. 이러한 산화막의 제거는 주로 프리 클린 챔버(Pre Clean Chamber)에서 플라즈마에 의한 건식 식각 방법에 의해 이루어진다.

도 1은 종래의 프리클린챔버의 개략도이다. 프리클린챔버는 크게 웨이퍼(12)가 놓이는 페데스탈(fedestal)(11)과 상기 페데스탈(11)의 상부에 RF 플라즈마가 형성되는 벨자(bell jar)(13)부분이 있다. 벨자(13)는 전체적으로 돔(dome) 형태이며, 재질은 석영이다. 웨이퍼(12)는 페데스탈(11)위에 안착되면, 벨자(13)에 RF 플라즈마가 형성이 되고, 웨이퍼(12)의 산화막이 제거된다. 이 과정에서 제거된 산화막의 일부는 벨 자(13) 내부에 증착되어 진다. 즉 RF 발진기(generator)(14)와 RF 매처(matcher)(15)에 의해서 RF 전원을 레조내이터 커버(resonator cover)(16)와 페테스탈(11)에 인가함으로서 프리 클린 챔버(10)의 벨자(13)에 RF 플라즈마가 형 성되어, 페데스탈(11)위에 놓인 웨이퍼(12)의 산화막을 제거하게 된다.

한편 웨이퍼(12)로부터 제거된 산화막은 일부가 벨자(13)에 부착되어지는데, 벨자(13)의 부착된 산화막을 제거하기 위하여 프리클린공정을 진행한 후에 레조내이터(16)에서 벨자(13)에 RF 플라즈마를 형성하여서 벨자 클리닝을 실시하고 있다. 또한 주기적인 예방정비를 실시하여 벨자(13)를 클리닝하고 있다. 한편 웨이퍼(12)에서 제거된 산화막에 의해 페데스탈(11) 하부가 오염되는 것을 방지하기 위하여 알루미늄 쉴드(Al shield)(18)가 페데스탈(11)의 측면에 형성되어 있다.

그러나 프리클린 공정 진행후의 벨자 클리닝을 하여도 벨자(13)가 완전하게 클리닝이 되지 않는 문제가 있다. 또한 프리클린챔버(10)의 예방정비 및 일일 모니터링시에 프리클린챔버의 분위기를 조성하기 위하여 더미 웨이퍼에 의한 시즈닝(seasoning)을 실시하는 과정에서 간혹 작업자가 잘못된 웨이퍼를 사용하여 프리클린챔버의 내부가 오염되는 경우가 있다.

이러한 과정에서 벨자의 오염은 후속공정에서의 산화막을 완전하게 제거할 수 없게 만들며, 아울러 산화막등의 부산물들이 날려서 웨이퍼의 표면에 파티클 및 스크랩을 유발시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기된 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 프리클린공정에서의 산화막을 보다 효과적으로 제거하고, 아울러 벨자의 내벽등에 부착되는 산화막을 자체적으로 클리닝할 수 있는 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 벨자의 내부벽에 벨자를 가열하기 위한 가열선과 상기 가열선을 보호하기 위하여 상기 가열선을 감싸는 서스로 만든 배관이 설치되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 웨이퍼가 안착된 상기 페데스탈 측면의 상기 알루미늄 쉴드에 상기 페데스탈의 둘레로 아르곤 가스가 공급될 수 있도록 아르곤 가스 공급구가 형성되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 벨자의 내부벽에는 크기가 큰 산화막등의 부산물이 벨자내벽에 직접 부착되는 것을 방지하기 위한 필터가 설치되어 있다.

이하 예시도면을 참조하면서 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 다만 이러한 설명은 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시하게 하기 위함이지, 이로써 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드의 측면에서 본 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드의 위에서 본 단면도이다. RF 쉴드(20)는 상면은 막혀 있고, 하면은 뚫린 원통형이며, RF 쉴드(20)는 내부벽(22)과 외부벽(21)으로 구성된 이중벽 구조이다. 이 중 내부벽(22)은 그물 형상으로서 작은 구멍이 촘촘히 뚫려 있는 형상이며, 아울러 상기 RF 쉴드의 이중벽의 사이에는 코일(23)이 감겨 있다. 상기 코일(23)은 RF 매처와 연결되어 있어서, RF 전원이 인가되어 RF 플라즈마를 발생시키는 역할을 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예로서의 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버의 단면도이다. 도면에서 보는 바와 같이 RF 쉴드(20)는 프리클린챔버내의 웨이퍼(12)가 안착된 페데스탈(11) 상부에 설치되는데, 이로서 웨이퍼(12) 위에 RF 플라즈마가 원활하게 형성되어서 웨이퍼 상의 산화막의 제거를 용이하게 한다.

한편 프리클린공정의 진행중에 웨이퍼(12)에서 제거된 산화막은 RF 쉴드(20)에 증착되는데, 이 과정에서 RF 쉴드(20)의 내부벽(22)의 체형상보다 작은 것은 내부벽(22)을 통과하여 RF 쉴드(20)의 외부벽(21)의 내측에 부착되고, RF 쉴드(20)의 내부벽(22)의 체형상보다 큰 것은 내부벽(22)에 부착된다. 이렇게 증착된 산화막등의 부산물은 클리닝과정에서 RF 쉴드(20)에 자체적으로 형성된 RF 플라즈마에 의하여 제거된다.

도 4는 본 발명의 일실시예로서 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버에서의 벨자의 단면도이다. 본 발명에 의한 프리클린챔버에서의 벨자(30)의 내부에는 벨자 내벽에 증착된 산화막등을 분해하기 위한 가열선(32)이 설치되어 있으며, 상기 가열선(32)은 가열선(32)의 보호를 위하여 외부가 서스라인에 의해 둘러싸여져 있다. 상기 가열선(32)은 산화막등이 벨자의 내벽에 부착된 경우 이를 분해하는 역할을 한다.

한편 본 발명에 의한 프리클린챔버의 벨자(30)의 내벽에는 필터(31)가 설치되어 있으며, 이는 산화막등의 부산물이 벨자의 내벽에 직접 닿기 전에 1차로 크기가 큰 산화막등의 부산물을 걸려내어서 크기가 작은 산화막등의 부산물만 벨자(30) 의 내벽에 부착되므로, 가열선(32)에 의한 히팅의 효과를 극대화시키는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예로서 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버에서의 알루미늄 쉴드의 단면도이다. 본 발명에 의한 프리클린챔버에서의 알루미늄 쉴드(40)에는 상기 페데스탈(11)의 둘레로 아르곤 가스가 공급될 수 있도록 아르곤 가스 공급구(41)가 촘촘하게 형성되어 있으며, 상기 아르곤 가스 공급구(41)로는 아르곤 가스가 공급되어서, 웨이퍼 둘레로 아르곤 장벽을 만들어서 프리클린공정진행중에 웨이퍼로 침투하는 부산물의 흐름을 차단하는 역할을 수행한다.

본 발명에 의한 RF 쉴드를 갖춘 프리클린챔버의 전체적인 형상은 도 6에 도시되어 있다. 프리클린챔버는 프리클린공정 진행중에는 RF 쉴드(20)에 의해 웨이퍼의 상부에 RF 플라즈마가 원활하게 형성되어서 웨이퍼의 산화막 제거 효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러 알루미늄 쉴드(40)에서의 아르곤 가스 공급구(41)에서 공급되는 아르곤 가스에 의한 아르곤 가스 장벽은 산화막등의 부산물의 공정 진행중인 웨이퍼로 침투하는 것을 방지한다.

또한 웨이퍼에서 제거된 산화막등의 부산물은 RF 쉴드(20)와 벨자(30) 내벽에 증착되는데, RF쉴드(20)에 증착되는 부산물중 크기가 작은 것은 RF 쉴드(20)의 외부벽(21)의 내부에 증착되나, 크기가 큰 것은 RF 쉴드(20)의 체 형상의 내부 벽(22)에 부착된다. 이렇게 부착된 부산물은 RF 전원이 인가되어 RF 쉴드에 형성된 RF 플라즈마에 의하여 제거된다.

벨자의 내벽에 증착되는 부산물은 벨자 내벽에 설치된 필터(31)에 의해 1차적으로 큰 입자는 걸려지고, 필터를 통과한 작은 입자의 부산물은 벨자 내벽에 설치된 가열선(32)에 의해 제거되어 진다.

Claims

웨이퍼가 안착되는 페데스탈, 상기 페데스탈 하부를 보호하기 위한 알루미늄 쉴드와 상기 페데스탈의 상부에 RF 플라즈마가 형성되어지는 벨자로 구성된 프리클린챔버에 있어서, 상기 벨자내부의 상기 웨이퍼의 상부에 RF 쉴드를 형성하되, 상기 RF 쉴드는 상면은 막히고 하면은 뚫린 원통형이고, 상기 RF 쉴드의 벽은 이중벽으로 구성되어 있으며, 상기 이중벽의 내부벽은 그물의 형상을 가지고, 상기 RF 쉴드의 상기 이중벽 사이에는 코일이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버.
제1항에 있어서, 상기 벨자의 내부벽에 벨자를 가열하기 위한 가열선과 상기 가열선을 보호하기 위하여 상기 가열선을 감싸는 서스로 만든 배관이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼가 안착된 상기 페데스탈 측면의 상기 알루미늄 쉴드에 상기 페데스탈의 둘레로 아르곤 가스가 공급될 수 있도록 아르곤 가스 공급구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버.
제1항에 있어서, 상기 벨자의 내부벽에 부산물을 1차로 걸러주는 필터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 RF 쉴드를 갖는 프리클린챔버.