KR101631796B1 - 건식식각장치의 포커스링 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건식식각장치의 포커스링 제조장치에 관한 것으로, 각각 지면에 대하여 수평방향의 통공이 마련된 링형상이며, 내측으로 링형상의 증착돌기부(13,23)가 각각 돌출되어 순차 교번하여 상호간의 측면으로 결합되는 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)와, 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)의 결합체 외부에 마련되어 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20) 결합체를 가열하는 히터(30)와, 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체의 일측에 연결되어 증착가스를 공급하여 그 증착가스가 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 내부를 지면에 대하여 수평방향으로 흐르면서 상기 증착돌기부(13,23)의 양측면인 증착면(14,24)에 증착되도록 하는 증착가스공급부(40)와, 상기 증착가스공급부(40)와는 반대측의 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20) 결합체에 연결되어 증착가스 잔류물을 배기하는 배기부(50)를 포함한다.
Description
본 발명은 건식식각장치의 포커스링 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 결함의 발생을 최소화하여 포커스링을 제조할 수 있는 건식식각장치의 포커스링 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정에서 사용되는 건식식각장치는, 기체상의 식각가스를 사용하는 플라즈마식각 등이 있다. 이는 식각가스를 반응용기내로 인입시키고, 이온화시킨 후, 웨이퍼 표면으로 가속시켜 웨이퍼 표면의 최상층을 물리적, 화학적으로 제거하며, 식각의 조절이 용이하고, 생산성이 높으며, 수십 nm 수준의 미세 패턴형성이 가능하여 널리 사용되고 있다.
플라즈마 식각에서의 균일한 식각을 위하여 고려되어야 할 변수(parameter)들로는 식각할 층의 두께와 밀도, 식각가스의 에너지 및 온도, 포토레지스트의 접착성과 웨이퍼 표면의 상태 및 식각가스의 균일성 등을 들 수 있다. 특히, 식각가스를 이온화시키고, 이온화된 식각가스를 웨이퍼 표면으로 가속시켜 식각을 수행하는 원동력이 되는 고주파(RF: Radio frequency)의 조절은 중요한 변수가 될 수 있으며, 또한 실제 식각과정에서 직접적으로 그리고 용이하게 조절할 수 있는 변수로 고려된다.
그러나, 실제로 식각이 이루어지는 웨이퍼를 기준으로 볼 때, 웨이퍼 표면 전체에 대한 균일한 에너지 분포를 갖도록 하는 고른 고주파의 적용은 필수적이며, 이러한 고주파의 적용시의 균일한 에너지 분포의 적용은 고주파의 출력의 조절만으로는 달성될 수 없으며, 이를 해결하기 위하여는 고주파를 웨이퍼에 인가하는데 사용되는 고주파 전극으로서의 스테이지와 애노우드의 형태 및 실질적으로 웨이퍼를 고정시키는 기능을 하는 포커스링 등에 의하여 크게 좌우된다.
상기 포커스링은 플라즈마가 존재하는 가혹한 조건의 반응챔버내에서 플라즈마의 확산을 방지하고, 식각 처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에 플라즈마가 한정되도록 하는 역할을 하는 것이다.
이처럼 포커스링은 웨이퍼의 직경에 비해 더 큰 직경의 내경을 가지는 것이며, 종래에는 웨이퍼보다 더 큰 실리콘 포커스링을 제조하기 위하여 더 큰 직경의 실리콘 잉곳(ingot)을 성장시키고, 그 실리콘 잉곳을 소정 두께의 원판 형태로 절단 한 후, 그 실리콘 원판의 중앙부를 가공하여 제거하여 제조하였다.
그러나 웨이퍼의 대형화가 심화되면서 직경이 더 큰 포커스링의 사용이 필요하고, 대형의 포커스링을 제조하기 위한 잉곳의 형성 및 가공면적의 증가 등에 의하여 제조가 용이하지 않은 문제점이 발생하였다.
또한 앞서 설명한 바와 같이 포커스링은 그 역할이 웨이퍼의 주변에서 플라즈마의 확산을 방지하는 역할을 하기 때문에 항상 플라즈마에 노출되어 있다. 따라서 표면이 식각되어지며 그 식각에 의해 수명이 단축되어 빈번하게 교체를 해줘야 한다.
이와 같은 포커스링의 빈번한 교체는 그 포커스링의 교체를 위하여 건식식각공정을 중단해야 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었으며, 그 포커스링의 식각에 따른 식각부산물의 양이 증가하여 식각공정의 원활한 진행이 어려운 문제점이 있었다.
또한 그 포커스링의 수명이 짧기 때문에 소모품으로서의 포커스링의 사용량이 많아 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
아울러 종래 포커스링은 웨이퍼에 비해 직경이 더 큰 실리콘 잉곳을 형성하고, 그 잉곳을 절단하여 원판을 획득한 후, 그 원판의 중앙부를 제거하는 공정이 필요하기 때문에, 그 실리콘 잉곳의 대부분을 사용할 수 없어 재료의 낭비가 심하고, 그 버려지는 실리콘의 처리가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 실리콘 카바이드(SiC)를 이용하여 포커스링을 제조하는 방법이 제안되었다. 특히 본 발명의 출원인의 등록특허 10-1178184호(2012년 8월 23일 등록, 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법)에는 그라파이트 원판의 전면에 SiC를 증착한 후, 그라파이트 원판의 측면이 노출되도록 SiC층의 가장자리 둘레를 절단하고, 노출된 그파라이트 원판을 가로방향으로 절단가공한 다음, 그라파이트 원판을 제거함으로써, 한 쌍의 SiC 원판을 획득하는 방법이 기재되어 있다.
여기서 SiC 포커스링을 다시 얻기 위해서는 SiC 원판을 상하 절단가공하여 내측을 제거하여 링형태로 제조해야 한다.
이처럼 상기 등록특허는 SiC 포커스링과 더미 웨이퍼를 동시에 제조할 수 있는 특징이 있는 것이지만, 강도가 매우 높은 SiC를 기계적으로 가공해야 하는 과정이 많기 때문에 제조 공정에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 포커스링을 제조한 후에도 내경부분과 외경부분을 다시 정밀하게 가공할 필요가 있었다.
아울러 종래의 포커스링 제조방법은 그라파이트 원판을 수평상태로 놓고, 그 그라파이트 원판에 SiC를 증착하기 때문에 발생된 이물이 중력 방향으로 낙하하면서 그라파이트 원판의 상부측에 부착될 수 있어 결함이나 기공이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한 히터에 SiC가 증착되는 경우에는 히터의 사용 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이물의 낙하를 방지하여 결함이나 기공 발생이 방지되는 건식식각장치의 포커스링 제조장치를 제공함에 있다.
또한 본 발명은 강도가 높은 SiC의 가공 회수를 줄일 수 있는 건식식각장치의 포커스링 제조장치를 제공함에 있다.
그리고 본 발명은 히터에 SiC가 증착되는 것을 방지하여 히터의 수명 단축을 방지할 수 있는 건식식각장치의 포커스링 제조장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 각각 지면에 대하여 수평방향의 통공이 마련된 링형상이며, 내측으로 링형상의 증착돌기부(13,23)가 각각 돌출되어 순차 교번하여 상호간의 측면으로 결합되는 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)와, 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)의 결합체 외부에 마련되어 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20) 결합체를 가열하는 히터(30)와, 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체의 일측에 연결되어 증착가스를 공급하여 그 증착가스가 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 내부를 지면에 대하여 수평방향으로 흐르면서 상기 증착돌기부(13,23)의 양측면인 증착면(14,24)에 증착되도록 하는 증착가스공급부(40)와, 상기 증착가스공급부(40)와는 반대측의 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20) 결합체에 연결되어 증착가스 잔류물을 배기하는 배기부(50)를 포함한다.
본 발명 건식식각장치의 포커스링 제조장치는, 기존의 중력 방향으로의 증착이 아닌 측면으로의 증착을 통하여 이물이 포커스링의 표면에 부착되는 것을 방지하여, 결함이나 기공이 없는 포커스링을 제조할 수 있어, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 중앙부를 가공하지 않고도 포커스링을 제조할 수 있어, 가공 회수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 히터를 증착로의 외측에 설치하여 히터에 SiC가 증착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식식각장치의 포커스링 제조공정 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에서 지그부의 일부 상세 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명으로부터 포커스링을 분리하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 지그부의 일부 상세 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명으로부터 포커스링을 분리하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 발명 건식식각장치의 포커스링 제조장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식식각장치의 포커스링 제조장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에서 지그부의 일부 상세 단면 구성도이다.
도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식식각장치의 포커스링 제조장치는, 상호 지면에 대하여 수평방향의 통공이 마련된 링형상이며, 내측으로 링형상의 증착돌기부(13,23)가 각각 돌출되어 순차 교번하여 상호간의 측면으로 결합되는 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)와, 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)의 결합체 외부에 마련되어 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20) 결합체를 가열하는 히터(30)와, 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체의 일측에 연결되어 증착가스를 공급하여 그 증착가스가 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 내부를 지면에 대하여 수평방향으로 흐르면서 상기 증착돌기부(13,23)의 양측면인 증착면(14,24)에 증착되도록 하는 증착가스공급부(40)와, 상기 증착가스공급부(40)와는 반대측의 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20) 결합체에 연결되어 증착가스 잔류물을 배기하는 배기부(50)를 포함하여 구성된다.
도 1에서 증착가스공급부(40)에는 공급구가 하나인 것으로 도시하였으나, 균일성 확보를 위하여 공급구가 다수로 마련될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식식각장치의 포커스링 제조장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 제1지그부(10)와 제2지그부(20)는 흑연재질의 전체적으로 링형상이며, 중앙의 통공이 증착로 내에서 지면과 수평한 방향으로 설치된다. 즉 링구조의 외면 일부가 증착로의 바닥면에 접하도록 설치된다.
상기 제1지그부(10)는 제1측면부(11)와 제2측면부(12)를 가지는 몸체부(15)와, 상기 몸체부(15)의 내경 중앙에서 돌출되는 증착돌기부(13)를 포함하여 구성된다. 상기 증착돌기부(13)는 역시 링형상의 구조가 된다.
상기 제1측면부(11)는 상기 제2측면부(12)에 비하여 측면으로 더 돌출된 것이며, 제1지그부(10)의 제1측면부(11)와 제2측면부(12)는 각각 제2지그부(20)의 제1측면부(21)와 제2측면부(22)에 접하도록 결합된다.
이때 상기 제2지그부(20)의 제1측면부(21)에 비하여 제2측면부(22)가 외측으로 더 돌출된 것이며, 따라서 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)는 상호 견고하게 결합되며, 그 결합면을 따라 증착가스가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1지그부(10)의 증착돌기부(13)와 마찬가지로 제2지그부(20)의 몸체부(25)의 내경 중앙에서 돌출된 증착돌기부(23)가 마련되어 있다.
즉, 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 몸체부(15,25)는 통공이 지면과 평행하게 배치되는 원통형의 구조를 이루며, 그 원통형의 구조의 내에서 지면과 수직하게 링형의 증착돌기부(13,23)들이 수평방향으로 소정 간격 이격되도록 교번하여 배치되는 구조가 된다.
이와 같은 구조에서 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20) 결합체의 외면에 히터(30)가 배치되며, 증착가스공급부(40)가 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체의 내측으로 증착가스를 공급한다. 상기 증착가스공급부(40)가 형성된 상기 결합체의 반대편에는 배기부(50)가 마련되어 있다.
상기 증착가스공급부(40)를 통해 공급되는 증착가스는 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체를 지나되, 지면과 평행한 흐름을 보인다. 이때 증착은 상기 증착돌출부(13,23) 각각의 양면인 증착면(14,24)에서 이루어진다.
이때 증착면(14,24)은 지면에 대하여 수직인 방향으로 형성되어 있으며, 이물이 유입된 경우에도 중력에 의해 하향으로 낙하하게 되어 증착면(14,24)에는 증착이 되기 어렵게 된다.
증착 형성되는 포커스링의 표면에는 이물에 의한 결함이나 기공의 발생이 방지될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 각각 포커스링을 증착 형성한 후, 본 발명으로부터 분리하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 각각 참조하면 상기 설명한 바와 같이 증착가스공급부(40)를 통해 증착가스를 공급하여 상기 증착돌출부(13,23)의 양측면인 증착면(14,24)에 SiC를 증착하여 포커스링(60)을 형성한다.
이때의 형상을 도 3에 도시하였다.
그 다음, 상기 포커스링(60)을 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20) 결합체로부터 분리를 하기 위하여 상기 포커스링(60)이 내측에 형성된 제1지그부(10)와 제2지그부(20)를 산화시킨다. 이때의 산화는 산소 또는 산소가 포함된 가스를 공급하는 분위기에서 상기 히터(30)를 이용하여 열을 가하면, 흑연 소재인 제1지그부(10)와 제2지그부(20)는 산소와 반응하여 이산화탄소를 발생시키면서 제거된다.
이때 제1지그부(10)와 제2지그부(20)는 상기 증착돌출부(13,23)를 남겨둔 상태로 모두 제거되며, 이를 도 4에 도시하였다.
그 다음, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 증착돌출부(13,23) 각각의 양측면에 형성된 포커스링(60)들을 슬라이스 가공하여 증착돌출부(13,23)에서 분리된 포커스링(60)을 획득할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
10:제1지그부 11:제1측면부
12:제2측면부 13:증착돌출부
14:증착면 15:몸체부
20:제2지그부 21:제1측면부
22:제2측면부 23:증착돌출부
24:증착면 25:몸체부
30:히터 40:증착가스공급부
50:배기부 60:포커스링
12:제2측면부 13:증착돌출부
14:증착면 15:몸체부
20:제2지그부 21:제1측면부
22:제2측면부 23:증착돌출부
24:증착면 25:몸체부
30:히터 40:증착가스공급부
50:배기부 60:포커스링
Claims (4)
- 각각 지면에 대하여 수평방향의 통공이 마련된 링형상이며, 내측으로 링형상의 증착돌기부(13,23)가 각각 돌출되어 순차 교번하여 상호간의 측면으로 결합되는 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)와,
상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)의 결합체 외부에 마련되어 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20) 결합체를 가열하는 히터(30)와,
상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 결합체의 일측에 연결되어 증착가스를 공급하여 그 증착가스가 상기 제1지그부(10)와 제2지그부(20)의 내부를 지면에 대하여 수평방향으로 흐르면서 상기 증착돌기부(13,23)의 양측면인 증착면(14,24)에 증착되도록 하는 증착가스공급부(40)와,
상기 증착가스공급부(40)와는 반대측의 상기 제1지그부(10) 및 제2지그부(20) 결합체에 연결되어 증착가스 잔류물을 배기하는 배기부(50)를 포함하는 건식식각장치의 포커스링 제조장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1지그부(10)와 상기 제2지그부(20)는,
각각의 측면이 상호 치합되도록 단차진 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제1지그부(10)는 측면에 제2측면부(12)와 상기 제2측면부(12)에 비하여 더 측면으로 돌출되는 제1측면부(11)를 구비하며,
상기 제2지그부(20)는 상기 제1지그부(10)의 상기 제1측면부(11)에 접하는 제1측면부(21)와, 상기 제1지그부(10)의 상기 제2측면부(12)에 접하며 상기 제1측면부(21)에 비해 더 외측으로 돌출되는 제2측면부(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조장치.
- 제1항에 있어서,
포커스링을 제조한 후, 제1지그부(10) 및 제2지그부(20)는 산화되어 제거되는 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150051670A KR101631796B1 (ko) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | 건식식각장치의 포커스링 제조장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150051670A KR101631796B1 (ko) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | 건식식각장치의 포커스링 제조장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101631796B1 true KR101631796B1 (ko) | 2016-06-20 |
Family
ID=56354530
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| KR1020150051670A KR101631796B1 (ko) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | 건식식각장치의 포커스링 제조장치 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR101631796B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109576676A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-05 | 西安立芯光电科技有限公司 | 一种用于半导体激光器侧腔面镀膜的夹具 |
| KR102104799B1 (ko) | 2019-08-13 | 2020-05-04 | 주식회사 바이테크 | 대용량 cvd 장치 |
| KR20210025913A (ko) | 2019-08-28 | 2021-03-10 | 주식회사 바이테크 | 대용량 cvd 장치 |
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2015
- 2015-04-13 KR KR1020150051670A patent/KR101631796B1/ko active IP Right Grant
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