KR19980027512A

KR19980027512A - R.I.Etching Device

Info

Publication number: KR19980027512A
Application number: KR1019960046310A
Authority: KR
Inventors: 이재호
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-07-15

Abstract

본 발명은 반도체를 식각하는데 이용되는 알.아이.이(RIE) 식각장치의 가드링을 부정형으로 함으로써 불균일한 식각을 배제할 수 있는 알.아아.이 식각장치에 관한 것으로서, 본 발명의 알.아이.이 식각장치의 가드링은 기판홀더 상면에 설치되는 금속재질의 다수의 미세 볼록이 핀으로 연결되어 사방으로 휘어지게 부정형으로 형성된 것을 특징으로 함으로써 기판홀더에 형성된 가드링레일에 이동 가능하게 결합되어 샘플의 형상에 맞게 변형시킴으로 샘플의 불균일 식각을 배제할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to an R.A.E. etching apparatus capable of eliminating non-uniform etching by changing the guard ring of an R.I.E. Etching apparatus used for etching a semiconductor. I. The guard ring of this etching apparatus is movably coupled to the guard ring rail formed on the substrate holder, characterized in that a plurality of fine convexes of a metal material installed on the upper surface of the substrate holder are connected by pins to be bent in all directions. By deforming according to the shape of the sample there is an advantage that can eliminate the non-uniform etching of the sample.

Description

R.I.Etching Device

본 발명은 알.아이.이(RIE) 식각장치에 관한 것으로서, 특히 반도체를 식각하는데 이용되는 RIE 식각장치의 가드링을 부정형으로 함으로써 불균일한 식각을 배제할 수 있는 알.아이.이 식각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an RIE etching apparatus. In particular, the RIE etching apparatus used to etch semiconductors can be irregularly shaped to eliminate non-uniform etching. It is about.

일반적으로 RIE(Reactive Ion Etching) 식각장치는 반도체를 식각하는데 적용하는 방법중 전형적인 건식식각(dry etching)에 사용되며, 마스크(mask)층의 하부에 언더컷(undercut)이 없는 등의 장점이 있고, 재현성이 우수하여 널리 사용되고 있다. 그러나 적용할 샘플(sample)의 크기 또는 샘플의 형상에 따라 샘플의 부분적인 불균일 식각 또는 부하효과(loading effect) 등의 영향이 발생됨에 따라 샘플별로 균일한 식각의 결과를 얻기가 매우 어렵다.In general, RIE (Reactive Ion Etching) etching apparatus is used for typical dry etching of the method applied to etching the semiconductor, there is an advantage that there is no undercut (undercut) under the mask layer, It is widely used because of its excellent reproducibility. However, it is very difficult to obtain a uniform etching result for each sample due to the effects of partial non-uniform etching or loading effect, depending on the size of the sample (sample) or the shape of the sample to be applied.

따라서 이러한 불균일 식각 등의 문제점을 해결하기 위하여 RIE 식각장치에 더미 기판(dummy substrate)을 적용하거나 가드링(guard ring)을 적용하고 있는데, 각각 가드링의 형상에 따른 불균일 식각(nonuniform distribution etching)을 완전히 배제하기가 어럽다.Therefore, in order to solve such problems such as non-uniform etching, a dummy substrate or a guard ring is applied to the RIE etching apparatus, and each of the nonuniform distribution etching according to the shape of the guard ring is applied. It is difficult to exclude completely.

도 1은 종래의 원형 가드링이 포함된 RIE 식각장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional RIE etching apparatus including a circular guard ring.

도시된 바와 같이 종래의 원형 가드링이 포함된 RIE 식각장치는, 내부에 공동이 형성된 실린더형 RIE 챔버(1)가 마련되고, RIE 챔버(1) 상부에는 Ar, He 등과 같은 불활성 가스 및 반응성 가스를 사용하여 생성된 플라즈마(4)가 주입되는 다수의 가스주입부(2)가 형성된다. RIE 챔버(1) 내부의 저면 중앙부에는 기판홀더(substrate holder)(3)가 장착되고, 기판홀더(3) 중앙부에 원형의 샘플(sample)(5)이 설치된다. 샘플(5) 주위에는 샘플(5)을 둘러싸도록 원형 가드링(guard ring)(6)이 설치된다.As shown, a conventional RIE etching apparatus including a circular guard ring is provided with a cylindrical RIE chamber 1 having a cavity formed therein, and an inert gas such as Ar and He and a reactive gas on the RIE chamber 1. A plurality of gas injection portions 2 into which the plasma 4 generated by using is injected are formed. A substrate holder 3 is mounted at the center of the bottom surface inside the RIE chamber 1, and a circular sample 5 is installed at the center of the substrate holder 3. A circular guard ring 6 is provided around the sample 5 to surround the sample 5.

이와 같은 구조에 있어서, 종래의 원형 가드링이 포함된 RIE 식각장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.In this structure, the operation of the conventional RIE etching apparatus including a circular guard ring is as follows.

먼저, Ar, He 등과 같은 불활성 가스 및 반응성 가스를 사용하여 생성된 플라즈마(4)가 다수의 가스주입부(2)를 통하여 RIE 챔버(1) 내부에 주입되면 원형 가드링(6)에 의하여 원형 샘플(5)의 중심과 일치되도록 둘러싸여진 원형 샘플(5)의 상부 표면은 확산작용에 의하여 플라즈마(4)가 접촉된다. 이렇게 되면 원형 샘플(5)의 상부 표면은 균일한 식각(uniform distribution etching)이 이루어진다.First, when the plasma 4 generated by using an inert gas such as Ar, He, or the like is injected into the RIE chamber 1 through the plurality of gas injection units 2, the circular guard ring 6 may form a circular shape. The upper surface of the circular sample 5 enclosed to coincide with the center of the sample 5 is brought into contact with the plasma 4 by diffusion. The upper surface of the circular sample 5 is then subjected to uniform distribution etching.

그런데, 상기와 같은 원형 가드링(6)의 형상이 바뀌어진 비원형 샘플(5)을 둘러싸게 될 때는 확산에 의한 플라즈마(4)가 비원형 샘플(5)의 상부 표면에 접촉되어 비원형 샘플(5)의 표면은 불균일 식각이 이루어지게 된다.However, when the circular guard ring 6 is surrounded by the non-circular sample 5 in which the shape of the circular guard ring 6 is changed, the plasma 4 due to diffusion contacts the upper surface of the non-circular sample 5 so that the non-circular sample is not. The surface of (5) is subjected to non-uniform etching.

이 때 원형 가드링(6)에 의하여 둘러싸여진 원형 샘플(5)인 경우는 원형 샘플(5)의 상부 표면 엣지(edge)에서 원형 가드링(6)까지의 거리가 일정하기 때문에 플라즈마(4)에 의한 식각율(etching rate)은 일정하고, 따라서 샘플(5)의 상부 표면은 균일한 식각이 이루어지진다. 반면 원형 가드링(6)에 의하여 둘러싸여진 비원형 샘플(5)인 경우는 비원형 샘플(5)의 상부 표면 엣지에서 원형 가드링(6)까지 거리가 일정하지 않아 플라즈마(4)에 의한 식각율은 일정하지 않게 되고, 샘플(5)의 상부 표면은 불균일한 식각이 이루어진다.In this case, in the case of the circular sample 5 surrounded by the circular guard ring 6, since the distance from the upper surface edge of the circular sample 5 to the circular guard ring 6 is constant, the plasma 4 The etching rate by is constant, so that the upper surface of the sample 5 is uniformly etched. On the other hand, in the case of the non-circular sample 5 enclosed by the circular guard ring 6, the distance from the upper surface edge of the non-circular sample 5 to the circular guard ring 6 is not constant so that it is etched by the plasma 4. The rate is not constant, and the upper surface of the sample 5 is non-uniformly etched.

따라서 상기와 같이 불균일한 식각을 해결하기 위하여 샘플의 형상에 따라 각기 다른 형태의 가드링을 일일이 제작하여야 하는 문제점이 있게 된다.Therefore, in order to solve the non-uniform etching as described above, there is a problem in that the guard ring of different forms must be manufactured one by one according to the shape of the sample.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선코자 창출된 것으로, 미세 불록이 핀으로 연결되고, 사방으로 휘어지는 가드링을 이용하여 샘플의 형상에 따른 불균일한 식각을 배제시킨 알.아이.이 식각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and provides an R.I.e etching apparatus in which fine blocks are connected by pins and the non-uniform etching according to the shape of the sample is eliminated by using a guard ring bent in all directions. Its purpose is to.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RIE 식각장치의 가드링이 포함된 RIE 식각장치를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an RIE etching apparatus including a guard ring of an RIE etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1..RIE 챔버2..가스주입부1.RIE chamber 2..Gas injection part

3..기판 홀더4..플라즈마3.substrate holder 4.plasma plasma

5..샘플6..가드링5. Sample 6. Guard ring

7..부정형 가드링8..가드링레일7. Irregular guard ring 8. Guard ring rail

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 알.아이.이 식각장치는, 샘플을 균일하게 식각하기 위한 알.아이.이(RIE) 식각장치에 있어서, 금속재질의 다수의 미세 볼록이 핀으로 연결되어 사방으로 휘어지게 부정형으로 형성된 가드링; 및 상기 샘플이 상기 가드링에 의하여 상기 샘플을 둘러 싸도록 지지하는 기판홀더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the R.E. etching apparatus according to the present invention is a R.I.E.etching apparatus for uniformly etching a sample. Guard ring is formed in an irregular shape to be bent in all directions; And a substrate holder for supporting the sample to surround the sample by the guard ring.

본 발명에 의하면, 상기 기판홀더는 상기 가드링이 이동되도록 형성된 가드링레일을 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가드링의 재질은 알루미늄인 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the substrate holder further includes a guard ring rail formed to move the guard ring, and the material of the guard ring is preferably aluminum.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RIE 식각장치의 가드링이 포함된 RIE 식각장치를 나타내는 단면도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 2 is a cross-sectional view illustrating an RIE etching apparatus including a guard ring of an RIE etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 RIE 식각장치의 가드링이 포함된 RIE 식각장치의 구조를 설명하면, 내부에 공동이 형성된 실린더형 RIE 챔버(1)가 마련되고, RIE 챔버(1) 상부에는 Ar, He 등과 같은 불활성 가스 및 반응성 가스를 사용하여 생성된 플라즈마(plasma)(4)가 주입되는 다수의 가스주입부(2)가 형성된다. RIE 챔버(1) 내부의 저면 중앙부에는 기판홀더(3)가 장착되고, 기판홀더(3) 중앙에는 임의의 형상(예를들어 원형, 삼각형, 사각형 등등)을 가진 샘플(5)이 설치된다. 샘플(5)은 알루미늄 재질의 미세 블록이 핀으로 연결되어 사방으로 휘어지게 형성된 부정형 가드링(7)에 의해 둘러싸여진다. 여기서 부정형 가드링(7)은 여러개의 작은 블록이 핀으로 연결되어 형성된 스트링(string)형의 가드링이다.Referring to the structure of the RIE etching apparatus including a guard ring of the RIE etching apparatus according to an embodiment of the present invention as shown, a cylindrical RIE chamber 1 having a cavity formed therein, RIE chamber (1) A plurality of gas injection units 2 into which plasma 4 generated by using an inert gas and a reactive gas such as Ar and He, etc., are injected. The substrate holder 3 is mounted at the center of the bottom surface inside the RIE chamber 1, and a sample 5 having an arbitrary shape (for example, circular, triangular, square, etc.) is installed at the center of the substrate holder 3. The sample 5 is surrounded by an indefinite guard ring 7 formed in which aluminum fine blocks are connected by pins and bent in all directions. Here, the irregular guard ring 7 is a string guard ring formed by connecting several small blocks with pins.

한편 기판홀더(3)의 상면은 서로 수직인 4방향으로 각기 가드링레일(guard ring rail)(8)이 형성되어 있고, 상기 부정형 가드링(7)은 이 가드링레일(8) 위에서 이동 가능하도록 결합된다.On the other hand, the upper surface of the substrate holder 3 is formed with guard ring rails 8 in four directions perpendicular to each other, and the irregular guard ring 7 is movable on the guard ring rails 8. To be combined.

이와 같은 구조에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 RIE 식각장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.In this structure, the operation of the RIE etching apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

기판홀더(3) 위에 설치된 샘플(5)의 식각은 가스주입부(2)를 통하여 RIE 쳄버(chamber)(1)내로 주입된 플라즈마(4)가 확산에 의하여 샘플(5)의 상부 표면에 접촉하게 됨으로서 이루어진다. 여기서 샘플(5)의 엣지(edge)에서 부정형 가드링(7)까지의 거리가 전체적으로 일정하여야만 샘플(5)은 균일하게 식각이 된다. 이 때 샘플(5)의 형상이 변경되어 샘플(5)의 엣지에서 부정형 가드링(7)까지의 거리가 변경되더라도 부정형 가드링(7)을 샘플(5)의 형상에 맞게 즉시 변경시켜 샘플(5)의 엣지에서 부정형 가드링(7)까지의 거리를 일정하게 조절함으로서 샘플(5)의 균일한 식각을 이룰수 있게 된다. 즉 샘플(5)의 형상에 맞게 부정형 가드링(7)을 변경시키게 됨으로 샘플(5)의 형상에 관계없이 샘플(5)은 균일한 식각이 된다.Etching of the sample 5 provided on the substrate holder 3 causes the plasma 4 injected into the RIE chamber 1 through the gas injection unit 2 to contact the upper surface of the sample 5 by diffusion. By doing so. Here, the sample 5 is uniformly etched only when the distance from the edge of the sample 5 to the irregular guard ring 7 is uniformly maintained. At this time, even if the shape of the sample 5 is changed and the distance from the edge of the sample 5 to the irregular guard ring 7 is changed, the irregular guard ring 7 is immediately changed to match the shape of the sample 5 so that the sample ( By uniformly adjusting the distance from the edge of 5) to the irregular guard ring 7 it is possible to achieve a uniform etching of the sample (5). That is, since the irregular guard ring 7 is changed to match the shape of the sample 5, the sample 5 is uniformly etched regardless of the shape of the sample 5.

이러한 부정형 가드링(7)은 미세한 여러개의 블록이 핀으로 연결되어 있어 부정형 가드링(7)은 사방으로 휘어지고, 또한 부정형 가드링(7)의 양 끝단이 기판홀더(3)에 형성된 4개의 가드링레일(8)중 2개의 가드링레일(8)에 각각 이동 되도록 결합되어 있기 때문에 샘플(5)의 형상에 따라 부정형 가드링(7)의 형상은 자유롭게 변형이 가능하다. 여기서 기판홀더(3)에 형성된 가드링레일(8)은 경우에 따라서 기판홀더(3)에 다수개의 가드링레일(8)로 형성될 수 있고, 또한 부정형 가드링(7)의 재질은 알루미늄 외에 다른 금속으로 만들어질 수 있다.The irregular guard ring 7 has a plurality of fine blocks connected to each other so that the irregular guard ring 7 is bent in all directions, and both ends of the irregular guard ring 7 are formed in the substrate holder 3. Since it is coupled to each of the two guard ring rails 8 of the guard ring rails 8, the shape of the indefinite guard ring 7 can be freely deformed according to the shape of the sample 5. Here, the guard ring rail 8 formed on the substrate holder 3 may be formed of a plurality of guard ring rails 8 on the substrate holder 3 in some cases, and the material of the amorphous guard ring 7 may be formed in addition to aluminum. It can be made of other metals.

따라서 본 발명에 의한 RIE 식각장치의 가드링인 부정형 가드링(7)은 샘플(5)의 상부 표면의 엣지(edge)에서 부정형 가드링(7)까지의 거리가 전체적으로 일정하지 않기 때문에 발생되는 샘플(5)의 불균일 식각을 배제할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the amorphous guard ring 7, which is a guard ring of the RIE etching apparatus according to the present invention, is a sample generated because the distance from the edge of the upper surface of the sample 5 to the irregular guard ring 7 is not constant at all. There is an advantage that can eliminate the non-uniform etching of (5).

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 알.아이.이 식각장치는 기판홀더에 형성된 가드링레일에 가드링을 이동 가능하게 결합시키고, 샘플의 형상에 맞게 변형시킴으로서 샘플의 불균일 식각을 배제할 수 있는 효과가 있다.As described above, the E.I.etching apparatus according to the present invention can eliminate the non-uniform etching of the sample by movably coupling the guard ring to the guard ring rail formed on the substrate holder and deforming it to the shape of the sample. It works.

Claims

In the RIE etching apparatus for uniformly etching a sample,

A guard ring formed in an irregular shape to be bent in all directions by a plurality of fine convex metal is connected to the pin; And

And a substrate holder for supporting the sample to surround the sample by the guard ring.

The etching apparatus of claim 1, wherein the substrate holder further comprises a guard ring rail configured to move the guard ring.

The etching apparatus of claim 1, wherein the guard ring is made of aluminum.