KR19990018006U - 웨이퍼의 건식각용 정전척 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼에 냉각가스를 분사하는 냉각공과 저부면에 형성된 저장부가 상호 일대일로 연통되도록 하는 웨이퍼의 건식각용 정전척에 관한 것으로 종래의 정전척은 중앙부위에서는 냉각공과 저장부가 상호 일대일 대응되어 연통되나 외주연 끝단부분에서는 두 개의 냉각공이 하나의 공급관으로 연통되는 한편 정전척 상부면에 형성된 냉각공이 불규칙한 간격을 이루며 천공되므로써 웨이퍼의 냉각속도 및 냉각 균일도가 웨이퍼의 부분별로 차이가 발생하여 과소식각되거나 또는 과대식각되어 반도체의 특성을 저하시키는 문제점이 있었던바 본 고안은 정전척의 표면에 형성되는 냉각공이 저장부에 상호 일대일 대응되어 연통되도록 하는 한편 냉각공이 정전척의 전체표면에 균일하게 분포하도록 근접한 어느 냉각공을 연결하더라도 정삼각형 구도로 배열되어 균일하게 냉각가스가 분사되어 냉각가스의 분사량 및 압력을 일정하게 유지하므로써 웨이퍼의 냉각속도를 균일하게 하고 이에따라 웨이퍼의 균일한 식각층을 형성하는 잇점이 있는 웨이퍼의 건식각용 정전척이다.

Description

웨이퍼의 건식각용 정전척

본 고안은 웨이퍼의 건식각용 정전척(Electrostatic chuck)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 웨이퍼에 냉각가스를 분사하는 냉각공과 저부면에 형성된 저장부가 상호 일대일로 연통되도록 하는 웨이퍼의 건식각용 정전척에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정 중 웨이퍼 건식각장치는 웨이퍼를 공정 챔버내의 정전척에 적재하고 공정 조건에 적합하게 압력 및 온도를 유지하면서 공정가스를 유입하여 RF(Ratio frequency)를 인가하므로써 공정가스와 상호 반응하여 공정 챔버내를 플라즈마 상태로 조성하여 웨이퍼를 식각하는 장치이다.

이러한 웨이퍼 건식각장치에서 식각작업이 진행될 때 웨이퍼의 표면온도가 상승하고 이에따라 웨이퍼가 과다식각 또는 과소식각되므로 항상 균일한 온도를 유지하여야 한다. 따라서 웨이퍼의 온도를 조절하기 위해서는 웨이퍼가 장착된 정전척에 다 수개 형성된 냉각공을 통하여 냉각가스를 분사하므로써 웨이퍼의 온도를 균일하게 유지한다.

종래의 정전척은 도 1에서 도시된 바와같이 웨이퍼(5)가 안착되는 상부면에 일정간격으로 분포하는 냉각공(3a)(3b)과, 상기 냉각공(3a)(3b)을 상호 연통하는 연결관(7)과,저부 일측에 형성되어 유입된 냉각가스를 균일하게 분포시키며, 상기 냉각공(3a)(3b)과 상호 연통되어 냉각가스가 모이는 저장부(9)로 구성된다.

도 2는 종래의 정전척을 도시한 평면도로써 웨이퍼(5)가 안착되는 정전척(1)의 상부면에는 다 수개의 냉각공(3a)(3b)이 천공된다. 이러한 냉각공(3a)(3b)은 정전척(1)의 표면에 불규칙한 간격으로 분포하며 형성된다.

이러한 종래의 정전척에서 웨이퍼의 온도가 조절되는 과정은 도 1에서 도시된 바와같이 정전척(1)의 저부 일측에 형성된 저장부(9)에 냉각가스가 유입되어 균일하게 분포된 상태에서 정전척(1)의 상부면에 다 수개 천공된 냉각공(3a)(3b)을 통하여 냉각가스가 웨이퍼(1)의 저면으로 공급된다.

이때, 상기 저장부(9)와 각각의 냉각공(3a)(3b)은 상호 일대일 대응되며 연통되어야 하나 정전척(1)의 끝단부위에 형성된 냉각공(3b)은 직접 저장부(9)와 관통되어 연결되지 못하고 근접한 냉각공(3a)에 연결관(7)으로 일단 연결되어 간접적으로 냉각가스가 공급되므로 상호 일대일로 대응되지 못한 상태에서 냉각가스가 공급된다.

즉, 상기 정전척(1)의 끝단에 형성된 냉각공(3b)은 저장부(7)에 분포된 냉각가스가 근접한 냉각공(3a)에 일단 유입된 후, 일부의 냉각가스가 분기되면서 재유입되어 웨이퍼(5)에 분사되므로 정전척(1)의 중앙부위에 분사되는 냉각가스와는 분사되는 압력, 분사량등에서 차이가 발생한다.

이때, 상기 냉각가스는 통상적으로 헬륨(He)가스를 사용한다.

이렇게 상기 정전척의 표면에 형성되어 안착된 웨이퍼에 냉각가스를 공급하는 냉각공의 분포도는 냉각가스의 압력, 분사량, 웨이퍼의 냉각속도 등에 영향을 미친다. 이러한 냉각가스는 웨이퍼의 각 부위에 균일하게 분사되는 것이 바람직하다.

따라서, 종래의 정전척은 중앙부위에서는 냉각공과 저장부가 상호 일대일 대응되어 연통되나 외주연 끝단부분에서는 두 개의 냉각공이 하나의 공급관으로 연통되는 한편 정전척 상부면에 형성된 냉각공이 불규칙한 간격을 이루며 천공되므로써 웨이퍼의 냉각속도 및 냉각 균일도가 웨이퍼의 부분별로 차이가 발생하여 과소식각되거나 또는 과대식각되어 반도체의 특성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 정전척의 표면에 형성되는 냉각공이 저장부에 상호 일대일 대응되어 연통되도록 하는 한편 냉각공이 정전척의 전체표면에 균일하게 분포하도록 근접한 어느 냉각공을 연결하더라도 정삼각형 구도로 배열되어 균일하게 냉각가스가 분사되는 웨이퍼 건식각 장치용 정전척을 제공하는 데 있다.

따라서, 본 고안은 상기의 목적을 달성하고자, 상부면에 웨이퍼가 안착되어 건식각되는 정전척에 있어서, 상기 정전척의 외주연 끝단에 천공되는 냉각공의 일측에 저장부와 연통되는 연결관을 형성하여 각각의 냉각공과 저장부가 상호 일대일 대응되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 정전척을 도시한 요부단면도이고,

도 2는 종래의 정전척을 도시한 평면도이고,

도 3은 본 고안의 정전척을 도시한 요부단면도이고,

도 4는 본 고안의 정전척을 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 100 : 정전척, 3a,3b,103a,103b : 냉각공,

5 : 웨이퍼, 7 : 연결관,

9, 105 : 저장부,

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 정전척을 도시한 요부단면도이고, 도 4는 본 고안의 정전척을 도시한 평면도이다.

웨이퍼(5)가 안착된 정전척(100)의 상부면에 냉각공(103a)(103b)이 다 수개 형성된다.

이때 상기 냉각공(103a)(103b)은 상호 일정한 간격으로 형성되어 근접한 각 냉각공(103a)(103b)을 연결하면 정삼각형의 구도가 되도록 위치선정되어 다 수개 천공된다.

따라서 웨이퍼(5)의 전체면에 분포하는 냉각공(103a)(103b)을 통하여 냉각가스가 웨이퍼(5)의 저부면에 균일하게 전달되어 웨이퍼(5)의 냉각속도 및 냉각균일도가 일정하게 되므로써 과소 또는 과대식각되는 부위의 발생을 방지한다.

이때, 상기 정전척(100)의 상부면 바깥쪽에 형성되는 냉각공(103b)은 정전척(100)의 테두리에서 3mm이상 내측으로 이격되어 형성되어 냉각공(103b)을 통하여 냉각가스가 유입되면서 냉각가스의 압력에 의하여 안착된 웨이퍼(5)가 들뜨게 되는 것을 방지한다.

한편 상기 정전척(100)의 끝단에 형성된 냉각공(103a)(103b)은 저장부(105)의 측면과 상호 직접 연통되어 일대일 대응되도록 형성된다.

즉, 냉각공(103a)(103b)의 일측단과 저장부(105)의 측벽이 상호 연통되도록 하므로써 냉각가스가 각각의 저장부(105)와 일대일 대응되어 연통되는 냉각공(103a)(103b)에 의하여 웨이퍼(5)에 전달되도록 한다. 따라서 정전척(100)의 저장부(105)에 유입된 냉각가스는 각 냉각공(103a)(103b)을 통하여 균일하게 웨이퍼(5)에 분사된다.

본 고안의 정전척에 의한 냉각가스 공급과정을 알아보면 다음과 같다.

도면을 참조하면 상부면에 웨이퍼(5)가 장착되어 건식각 공정이 진행되는 정전척(100)에서 웨이퍼(5)를 일정한 온도로 유지하기 위하여 냉각공(103a)(103b)을 통하여 냉각가스가 분사된다.

이러한 냉각가스는 일단 정전척(100)의 저부에 형성된 저장부(105)에 유입된 후 균일하게 분포된 상태에서 정전척(100)에 일정한 간격으로 형성된 냉각공(103a)(103b)을 통하여 웨이퍼(5)의 배면에 분사된다. 이때 각각의 냉각공(103a)(103b)은 저장부(105)와 상호 일대일로 대응되어 형성되고, 상호 인접한 냉각공(103a)(103b)을 연결하면 정삼각형을 이루도록 일정한 간격으로 형성되므로써 냉각가스의 분사량과 압력이 전체면에 걸쳐 동일한 상태에서 분사가 이루어진다.

따라서 웨이퍼의 전체면에 고르게 냉각가스가 공급되어 균일한 온도로 저하된다.

상기에서 상술된 바와 같이, 본 고안은 정전척의 표면에 형성되는 냉각공이 저장부에 상호 일대일 대응되어 연통되도록 하는 한편 근접한 어느 냉각공을 연결하더라도 정삼각형 구도로 배열되어 웨이퍼에 분사되는 냉각가스의 분사량 및 압력을 일정하게 유지하므로써 웨이퍼의 냉각속도를 균일하게 하고 이에따라 웨이퍼의 균일한 식각층을 형성하는 잇점이 있다.

Claims (3)

1. 상부면에 웨이퍼(5)가 안착되며 다 수개의 냉각공(103a)(103b)이 천공되는 정전척(100)에 있어서,

   상기 정전척(100)의 외주연 끝단에 천공되는 냉각공(103b)이 저장부(105)와 직접 연통되어 각각의 냉각공(103a)(103b)과 저장부(105)가 상호 일대일 대응되며 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 건식각 장치용 정전척.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 정전척(100)의 상부면에 형성된 냉각공이 근접된 냉각공과 연결되어 정삼각형을 이루며 정전척(100) 표면에 균일하게 천공되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 건식각용 정전척.
3. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서, 상기 냉각공(103a)(103b)은,

   상기 정전척(100)의 테두리에서 3mm 이상 안쪽으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 건식각용 정전척.