KR19980086769A - 작업편 에칭 방법 및 장치 - Google Patents

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    • H01J37/3244—Gas supply means

Abstract

XeF2공급원(12)은 XeF2결정 트레이(17a)를 포함하는 XeF2챔버(16), 밸브(19)를 경유하는 저장원(18), 저장원(18)에 의해 주입되는 유량 조절기(13) 및 저장원(18)과 조절기(13)사이의 밸브(20)를 포함한다. 압력원(21, 22)은 저장원(18)과 챔버(16)를 XeF2의 승화압력으로 유지하기 위해서 제공된다. 이 장치는 XeF2을 에칭 챔버에 꾸준하게 공급할 수 있다.

Description

작업편 에칭 방법 및 장치
본 발명은 2플루오르화 크세논(XeF2)을 사용하여 작업편을 에칭하는 방법 및 장치에 관계한다. 2플루오르화 크세논은 저온에서 실리콘을 느리게 에칭시키는 건조한 등방성 가스상 에칭제이다. 2플루오르화 크세논은 분해하지않고 승화하는 무색결정 형태로 보통 공급된다. XeF2의 승화압력은 약 4토르이다.
에칭하는데 XeF2을 사용하는 현재의 시도는 본질적으로 실험적이었으며 XeF2의 펄스화된 공급을 사용하여 이루어졌는데, 이것은 에칭이 중단 및 개시되는 것을 필요로하며 각 에칭 단계사이에 에칭챔버가 펌프질된다. 이러한 배열은 실시불가능한 제조공정이다. 직접적인 흐름 시도는 성공적이지 않았다.
도 1 은 본 발명의 에칭 장치를 개략적으로 보여준다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 에칭 장치 11 : 에칭 챔버
12 : FeX2공급원 13 : 유량 조절기
14 : 펌프 15 : 캐리어 가스 공급원
16 : XeF2원 챔버 17 : 트레이
17a : XeF2결정 18 : 저장원
19, 20, 23, 25, 26, 30 : 밸브 21, 22 : 압력원
24 ... 공급라인 27 ... 에칭 챔버
28 ,.. 바이패스 29 ... 라인
31 ... 광학적 탐지기
한 측면에서, 본 발명은 XeF2를 사용하여 작업편을 에칭하는 방법으로 구성되는데, 이 방법은 고체상의 XeF2를 가스상태로 승화시켜 충분한 체적의 저장원으로 공급하여 예정된 에칭기간동안 예정된 유속으로 가스를 제공하며, 작업편을 포함하는 에칭챔버에 필요한 유속으로 가스를 공급하고, 작업편을 에칭하는 단계를 포함한다.
XeF2가스는 에칭 챔버에 도입되기 이전에 불활성 캐리어가스와 혼합될 수 있다. 저장원으로 부터 XeF2가 외향으로 흐르는 동안 XeF2공급원이 계속 승화하는 것이 특히 선호된다. 혹은, 별도의 작업편 에칭사이에 저장원이 재충전될 수 있다.
또다른 측면에 있어서, 본 발명은 작업편 에칭 장치에 관계하는데, 이 장치는 에칭 챔범, XeF2공급원, 저장원, 공급원을 XeF2가스로 승화시키기 위해서 공급원을 저장원에 연결시키는 밸브수단, 에칭 챔버를 주입하기 위한 유량 조절기 및 저장원을 유량조절기에 연결시키는 밸브수단을 포함한다.
특히, 본 장치는 저장원으로부터 외향 흐름이 없을 때 저장원을 대략 승화압력에 유지시키기 위한 압력조절수단을 포함한다. 공정챔버에 XeF2가스를 도입하기 이전에 XeF2가스를 불활성 캐리어 가스와 혼합하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 유량 조절기로 압력기초 유량조절기가 선호된다.
챔버에는 고체 XeF2가 보통 제공되며, 저장원은 XeF2챔버 체적의 대략 3배인 체적을 가질 수 있다.
에칭장치(10)는 에칭 챔버(11), XeF2공급원(12), 유량조절기(13), 펌프 어셈블리(14) 및 캐리어 가스 공급원(15)을 포함한다.
XeF2공급원은 XeF2결정(17a) 트레이(17)를 포함하는 XeF2원 챔버(16)를 포함한다. 챔버(16)는 밸브(19)를 통해 저장원(18)에 연결되며, 저장원은 밸브(20)를 통해 유량 조절기에 연결된다. 저장원(18)과 챔버(16)를 XeF2의 승화압력인 약 4토르에 유지시키도록 압력원(21, 22)이 제공된다. 조절기(13) 하류에 유량 조절기를 밸브(25)와 (26)사이의 공급라인(24)에 연결시키는 밸브(23)가 있다. 밸브(25)는 공급원(15)으로부터 공급라인(24)으로의 캐리어 가스흐름을 조절하며, 밸브(26)는 에칭 장치(11)의 에칭 챔버(27)로의 공급라인(24)내 가스공급을 조절한다. 펌프 어셈블리(14)가 에칭 챔버(27) 하류에 연결되지만 바이패스(28)를 통해서 챔버(16)에 연결되기도 한다. 라인(29)과 밸브(30)는 퍼징(purging)목적으로 캐리어 가스가 이 지역에 공급될 수 있도록 한다.
XeF2결정이 트레이(17)에 놓이고 밸브(19)가 폐쇄되고 밸브(30)가 개방된다. 캐리어 가스는 챔버를 퍼징시키는데 사용되며 펌프 어셈블리(14)는 공급원을 승화압력까지 펌프질 한다. 펌프 어셈블리와 캐리어 가스는 이후에 고립되고 밸브(19)가 개방되어 XeF2가스를 저장원(18)에 팽창 또는 확산시킨다.
이후에 종래의 장치를 사용하여 웨이퍼가 에칭챔버(27)에 적재되고 밸브(20, 23, 25, 26)가 개방되어 XeF2와 캐리어 가스가 에칭이 자발적으로 일어나는 에칭챔버에 도입될 수 잇다. 챔버내의 압력은 펌프 어셈블리(14)와 자동압력조절밸브(14a)에 의해 조절된다. 어떤 경우에는 캐리어 가스가 불필요할 수 있으며 이 경우 밸브(25)는 폐쇄된채로 유지된다.
밸브(19)는 필요로 하는 공정 및 제조수준에 따라 개폐될 수 있다. 광학적 탐지기(31)는 에칭이 완결되는 시기를 결정한다. 에칭 완결시 밸브(20, 23, 25, 26)가 닫히고 웨이퍼가 제거된다. 이때 새로운 웨이퍼가 에칭을 위해 챔버에 도입되고 저장원(18)이 재충진되므로 각 웨이퍼가 한 공정으로 완전히 에칭되며 웨이퍼의 연속 에칭이 이루어진다. XeF2의 연속 전달은 균일성을 증가시키며 압력 기초 유량 조절기(13)의 사용은 질량흐름 측정에 비해서 상당한 잇점을 제공한다. 공정챔버의 압력조절은 XeF2의 유량조절기와 무관하다.

Claims (9)

  1. 고체 XeF2가 가스상태로 충분한 체적의 저장원에 승화하여 예정된 에칭 기간동안 예정된 유속으로 가스를 제공하며, 작업편을 포함하는 에칭챔버에 필요한 유속으로 가스를 공급하며, 작업편을 에칭하는 단계를 포함하는 XeF2를 사용하여 작업편을 에칭하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, XeF2가스가 에침챔버에 도입되기 이전에 불활성 캐리어 가스와 혼합됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, XeF2공급원이 계속 승화하여 저장원으로 부터 외향으로 흐름을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 3 항중 한 항에 있어서, 에칭단계 사이에 저장원을 재충진하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 앞선 청구항중 한 항에 있어서, 압력을 기초로 유속이 조절됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 애칭챔버, XeF2공급원, 저장원, 공급원을 XeF2가스로 승화시키기 위해서 공급원을 저장원에 연결시키는 밸브수단, 에칭챔버로의 주입을 조절하는 유랑 조절기 및 저장원을 유량 조절기에 연결시키는 밸브수단을 포함하는 작업편 에칭 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 저장원으로부터 외향흐름이 없을 때 저장원을 XeF2승화압력으로 유지시키는 압력 조절수단을 더욱 포함하는 장치.
  8. 제 6 항 또는 7 항에 있어서, XeF2가스를 공정에 도입하기 이전에 불활성 캐리어 가스와 혼합시키는 수단을 더욱 포함하는 장치.
  9. 제 6 항 내지 8 항중 한 항에 있어서, 유량 조절기가 압력 기초 유량조절기임을 특징으로 하는 장치.
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