KR100829389B1

KR100829389B1 - 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 습기제거장치

Info

Publication number: KR100829389B1
Application number: KR1020030101720A
Authority: KR
Inventors: 오재영; 이무형
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2008-05-13
Also published as: KR20050070987A

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장비 중 HDP CVD 장치에 관한 것이다.

본 발명의 HDP CVD 장치의 습기제거 장치는 웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터, 상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터, 상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관, 상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서 및 상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가스 공급관을 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서 본 발명의 습기제거 장치는 질소가스를 어플리케이터 내부에 공급하여 상기 어플리케이터 내벽과 외벽의 온도차로 발생된 습기를 없애므로 옵틱패드 센서가 플라즈마를 검출하는 데 발생되는 에러를 감소시켜 장비의 가동률이 향상되고, 그로 인해 생산성이 향상되는 효과가 있다.

습기제거, 질소가스

Description

고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 습기제거 장치{Device for removing a water drop}

도 1은 종래기술에 의한 플라즈마 빛을 감지하기 위한 HDP CVD 설비의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 습기제거 장치의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

52 : 소스 챔버 53 : 프로세서 챔버

56 : 웨이퍼 척 60 : 베이스 쉴드 RF 시스템

70 : 소스 RF 시스템 80 : 척 RF 시스템

90 : 광 검출 센서 100 : 프로세스 챔버

110 : 어플리케이터 120 : 냉각관

130 : 질소가스 공급관 140 : 옵틱패드 센서

150 : RF 제너레이터

본 발명은 반도체 제조 장비 중 HDP CVD 장치에 관한 것이다.

도 1은 대한민국 공개특허공보 제1998-066302호에 기재된 종래의 기술로서, HDP(High Density Plasma) CVD(Chemical Vapour Deposition) 설비(50)는 공정용 가스가 공급될 경우 플라즈마 소스를 만드는 소스 챔버(52)와, 소스 챔버(52) 하부에 설치되며 플라즈마 소스를 이용하여 공정을 진행하는 프로세서 챔버(53)와, 챔버 내부를 세정하기 위한 베이스 쉴드 RF 시스템(60)과, 공정을 진행하기 위한 소스 RF 시스템(70)과, 웨이퍼 표면에 도포되는 막을 향상시키기 위한 척 RF(Radio Frequency) 시스템(80)과, 챔버 내부에서 발생된 플라즈마 빛을 감지하기 위한 광 검출 센서(90)로 구성되어 있다.

여기서 베이스 쉴드 RF 시스템(60)은 소스 챔버(52) 양측 벽(54) 내부에 각각 설치되어 공정 진행중에 챔버에 도포된 폴리머를 제거하기 위한 막대형상의 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)와, 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(63)와, RF 제너레이터(63)와 베이스 쉴드 RF 발생장치(61) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 베이스 쉴드 정합 콘트롤러(65)로 구성되어 있 다. 또한 소스 RF 시스템(70)은 각각의 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)와 일정간격 이격되고 코일로 형성된 소스 RF 발생장치(71)와, 소스 RF 발생장치(71)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(73)와, RF 제너레이터(73)와 소스 RF 발생장치(71) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 힐릭스 임피던스 정합 콘트롤러(75)로 구성되어 있다.

또한, 척 RF 시스템(80)은 프로세서 챔버(53) 하부면에 설치되어 있는 웨이퍼 척(56) 내부에 웨이퍼(56) 반응을 향상시키기 위한 척 RF 발생장치(81)와, 척 RF 발생장치(81)에 전력을 공급해주는 RF 제너레이터(83)와, RF 제너레이터(83)와 척 RF 발생장치(81) 사이에 설치되어 임피던스를 정합시켜주는 척 임피던스 정합 콘트롤러(85)로 구성되어 있다. 여기서, 광 검출 센서(90)의 입력측인 튜브(91)는 소스 챔버(52)에 삽입되어 있고 광 검출 센서(90)의 출력측은 각각의 임피던스 정합 콘트롤러, 즉, 베이스 쉴드 임피던스 정합 콘트롤러(65)와 힐릭스 임피던스 정합 콘트롤러(75)와 척 임피던스 정합 콘트롤러(81)에 연결되어 있으며, 프로세서 챔버(53) 하부면 일정영역에는 공정 진행중에 발생된 폐가스를 배출시키기 위한 배출구(59)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 HDP CVD 설비에 의한 증착 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소스 챔버(52) 내부에 공정용 가스를 주입한 후 베이스 쉴드 RF 시스템(60)을 구동시키면 RF 제너레이터(63)에서 전력이 인가되고 베이스 쉴드 임피던스 정합 콘트롤러(65)에서 RF 제너레이터(63)와 베이스 쉴드 RF 발생장치(61) 사이의 임피던스를 정합시키면 베이스 쉴드 RF 발생장치(61)에 최대 전력이 인가된다.

상기 소스 챔버(52) 내부에 가스가 공급되어 공정용 가스가 고주파에 의해서 플라즈마 상태로 활성화되면 광 검출 센서(90)에 플라즈마 빛이 감지되므로 소스 RF 시스템(70)이 구동되어 프로세서 챔버(53) 내부 분위기를 증착 공정이 진행될 수 있도록 조성하고, 웨이퍼(55) 온도를 상승시킨다. 이후, 척 RF 시스템(80)을 구동시켜 웨이퍼 척(56) 상부면에 놓여있는 웨이퍼(55) 표면에 고밀도 산화막을 증착시킨다.

한편, 증착공정이 진행되는 동안 시스템 오류가 발생되어 공정용 가스가 소스 챔버(52)에 공급되지 않을 경우 광 검출 센서(90)에 플라즈마 빛이 감지되지 않으므로 광 검출 센서(90)는 이 신호를 각각의 임피던스 정합 콘트롤러(65)(75)(85)에 전달하고 광 검출 센서(90)의 신호를 받은 각각의 임피던스 정합 콘트롤러(65)(75)(85)는 각각의 RF 제너레이터(63)(73)(83)에 신호를 전달하여 RF 전력 공급을 중단시킨다.

따라서, 공정용 가스가 공급되지 않을 경우 광 검출 센서에 플라즈마 빛이 감지되지 않으므로 RF 전력이 공급되지 않아 설비가 손상 방지할 수 있고 웨이퍼가 손상되는 것을 방지할 수 있어 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있다.

그러나, 상기 플라즈마 빛이 감지되지 않아 RF 전력 공급이 중단되는 이유 중 상기 플라즈마의 관 내에 습기가 발생하여 검출이 되지 않는 경우가 있어 개선의 여지가 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소가스를 어플리케이터 내부에 공급하여 상기 어플리케이터 내벽과 외벽의 온도차로 발생된 습기를 없애므로 옵틱패드 센서가 플라즈마를 검출하는 데 발생되는 에러가 감소되어 장비의 가동률을 향상시키고, 그로 인해 생산성이 향상되는 습기제거 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버, 상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터, 상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터, 상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관, 상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서 및 상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가스 공급관을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 HDP CVD 장치의 습기제거 장치 에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 습기제거 장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 도 1을 참조하여 설명한 HDP CVD 설비(50)와 대응되는 구성부 중 실시예를 설명하는데 꼭 필요치 않은 구성부는 생략하였다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 습기제거 장치는 프로세서 챔버(100), 어플리케이터(110), 냉각관(120), 질소가스 공급관(130), 옵틱 패드 센서(140), 임피던스 정합 콘트롤러(145), RF 제너레이터(150)를 포함하여 구성된다.
상기 어플리케이터(110)는 도 1의 소스 챔버(52)에 대응되는 구성부이며, 도시되지 않았으나, 상기 임피던스 정합 콘트롤러(145)와 연결된 베이스 쉴드 RF 발생장치를 더 포함한다.
상기 프로세스 챔버(100)에서 USG(Undoped Silica Glass) 공정 중 웨이퍼 증착공정이 수행되는 과정에서, 상기 어플리케이터(110)와 연결된 RF 제너레이터(150)는 RF 전력을 공급하고, 상기 어플리케이터(110) 내부에서 플라즈마 소스가 생성되어 플라즈마가 발생된다.
상기 프로세스 챔버(100)는 상기 발생된 플라즈마를 이용하여 산화막 증착 공정을 진행한다.
이때 발생되는 고열을 냉각시키기 위해 상기 어플리케이터(110)의 내부 냉각관(120)을 통하여 냉각수를 순환시킨다. 또 상기 어플리케이터(110)의 외부에는 관을 통하여 연결되고, 플라즈마를 검출하는 옵틱패드 센서(140)가 설치된다.

이때, 상기 어플리케이터(110)의 외벽과 내벽 사이의 온도차이로 인해 습기가 발생된다. 따라서, 옵틱패드 센서(140)가 플라즈마를 검출하지 못하게 되어 플라즈마 비검출 에러(Micro Wave Plasma Not Detected Error)가 빈번히 발생된다.

따라서 상기 습기를 제거하기 위해 상기 어플리케이터(110)의 외벽에 홀을 형성한 후 상기 질소가스 공급관(130)을 삽입하여 질소가스를 공급한다. 상기 질소가스 공급관(130)은 25Psi와 35Psi의 압력으로 공급하고, 바람직하게는 30Psi의 압력으로 공급한다. 또한, 상기 질소가스 공급관(130)은 소정의 직경을 가지고 있으나, 바람직하게는 1/8inch로 형성한다.
이와 같이, 습기가 제거된 상태에서 공정 상의 불량이 발생된 경우, 옵틱패드 센서(140)는 플라즈마를 검출하지 못하고, 옵틱패드 센서(140)의 감지신호는 상기 임피던스 정합 콘트롤러(145)에 전달된다.
상기 임피던스 정합 콘트롤러(145)는 상기 RF 제너레이터(150)로 제어신호를 전달하고, 상기 RF 제너레이터(150)는 RF 전력 공급을 중단한다.
따라서, 상기 임피던스 정합 콘트롤러(145)와 연결되고 상기 어플리케이터(110) 내부에 설치된 베이스 쉴드 RF 발생장치는 동작을 멈출 수 있다.

상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

웨이퍼 증착공정이 수행되는 프로세스 챔버;

상기 프로세스 챔버와 연결되며 외벽에 홀이 형성된 어플리케이터;

상기 어플리케이터와 연결되어 플라즈마를 생성하는 RF 제너레이터;

상기 어플리케이터 내부에 발생되는 고온을 냉각시키는 냉각관;

상기 어플리케이터 외부에 설치되어 플라즈마를 검출하는 옵틱 패드 센서; 및

상기 어플리케이터의 내부로 상기 홀을 통해 연결되는 질소가스 공급관

을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 HDP CVD 장치의 습기제거 장치.
제1항에 있어서,

상기 질소가스 공급관 내의 압력은 25~35Psi임을 특징으로 하는 HDP CVD 장치의 습기제거 장치.
제1항에 있어서,

상기 질소가스 공급관의 직경은 1/8inch임을 특징으로 하는 HDP CVD 장치의 습기제거 장치.