KR19990039626A - Apparatus for Cooling Semiconductor Wafers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼의 냉각장치를 개시한다. 이 장치는 상부면 상에 반도체 웨이퍼가 놓이는 어노우드와, 어노우드의 하부면에 부착되고 어노우드를 냉각시키기 위한 냉각수 순환부와, 냉각수 순환부로부터 배출되는 냉각수의 일정량이 담기는 냉각수 저장부와, 어노우드의 소정영역을 수직방향으로 관통하고 냉각수 저장부 내부를 지나는 헬리움 가스 주입관을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a cooling apparatus for a semiconductor wafer. The apparatus includes an anode on which a semiconductor wafer is placed on an upper surface, a cooling water circulation portion attached to the lower surface of the anode and cooling the anode, a cooling water storage portion containing a predetermined amount of cooling water discharged from the cooling water circulation portion; And a helium gas inlet tube penetrating a predetermined region of the anode in the vertical direction and passing through the coolant storage unit.
Description
본 발명은 반도체소자를 제조하는 데 사용되는 장비에 관한 것으로, 특히, 챔버 내에 로딩되는 반도체 웨이퍼를 냉각시키는 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to equipment used to fabricate semiconductor devices, and more particularly, to an apparatus for cooling semiconductor wafers loaded in a chamber.
반도체소자를 제조하는 장비, 예컨대 식각 장비는 주로 플라즈마를 이용하여 식각공정을 진행한다. 플라즈마 식각공정은 식각하고자 하는 물질막의 소정영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴이 전면에 형성된 반도체 웨이퍼를 플라즈마 식각장비의 챔버 내에 설치된 어노우드(anode) 위에 로딩시키고, 어노우드 상에 플라즈마를 형성시킴으로써 챔버 내에 주입되는 식각 가스와 상기 노출된 물질막을 서로 화학반응시키어 식각하는 공정이다. 이때, 상기 어노우드와 반도체 웨이퍼 사이의 공간에 상온의 헬리움 가스를 공급함으로써 반도체 웨이퍼의 온도가 상승하는 것을 방지한다. 그러나, 상기한 바와 같이 상온의 헬리움 가스를 반도체 웨이퍼의 뒷면에 공급하는 것 만으로는 반도체 웨이퍼를 일정온도 이하로 낮추기가 어렵다. 다시 말해서, 반도체 웨이퍼의 뒷면에 상온의 헬리움 가스를 공급하여 반도체 웨이퍼를 냉각시키는 방법을 채택하는 종래의 플라즈마 식각공정을 실시하면, 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 포토레지스트 패턴이 버닝(burning)되는 현상이 발생한다. 이에 따라, 원활한 식각공정이 이루어지지 않음은 물론 식각공정이 완료된 후에 포토레지스트 패턴을 완전히 제거하기가 어렵다.Equipment for manufacturing a semiconductor device, such as etching equipment mainly proceeds the etching process using a plasma. In the plasma etching process, a semiconductor wafer having a photoresist pattern exposing a predetermined region of a material layer to be etched is loaded on an anode installed in a chamber of a plasma etching apparatus, and plasma is formed on the anode. The etching gas is injected and the exposed material film is chemically reacted with each other to etch. At this time, the temperature of the semiconductor wafer is prevented from rising by supplying a room temperature helium gas to the space between the anode and the semiconductor wafer. However, as described above, it is difficult to lower the semiconductor wafer below a certain temperature only by supplying helium gas at room temperature to the back surface of the semiconductor wafer. In other words, when a conventional plasma etching process is adopted in which a helium gas at room temperature is supplied to the back surface of the semiconductor wafer to cool the semiconductor wafer, the phenomenon in which the photoresist pattern formed on the surface of the semiconductor wafer is burned is burned. Occurs. Accordingly, it is difficult not only to perform a smooth etching process but also to completely remove the photoresist pattern after the etching process is completed.
본 발명의 목적은 포토레지스트 패턴이 버닝되는 현상을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼의 냉각장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a cooling device for a semiconductor wafer that can prevent the phenomenon that the photoresist pattern is burned.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 냉각장치에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a cooling apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부면 상에 반도체 웨이퍼가 놓이는 어노우드와, 상기 어노우드의 하부면에 부착되고 상기 어노우드를 냉각시키기 위한 냉각수 순환부와, 상기 냉각수 순환부로부터 배출되는 냉각수의 일정량이 담기는 냉각수 저장부와, 상기 어노우드의 소정영역을 수직방향으로 관통하고 상기 냉각수 저장부 내부를 지나는 헬리움 가스 주입관을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an anode on which a semiconductor wafer is placed on an upper surface, a cooling water circulation portion attached to a lower surface of the anode and cooling the anode, and cooling water discharged from the cooling water circulation portion. And a helium gas injection tube passing through a predetermined region of the anode in the vertical direction and passing through the inside of the coolant storage unit.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 냉각장치를 설명하기 위한 개략도이다. 여기서 소개되는 냉각장치는 플라즈마 식각장비에 사용되는 냉각장치를 예로 하였으나, 본 발명은 플라즈마 식각장비에 사용되는 것에 한정되지 않고 플라즈마 식각장비 이외의 장비, 예컨대 스퍼터링 장비에도 적용 가능하다.1 is a schematic view for explaining a cooling apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention. Although the cooling apparatus introduced here is an example of a cooling apparatus used in the plasma etching equipment, the present invention is not limited to that used in the plasma etching equipment, and is applicable to equipment other than the plasma etching equipment, for example, sputtering equipment.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼의 식각장치는 상부면에 웨이퍼(W)가 놓이는 어노우드(1)와, 상기 어노우드(1)의 하부면에 부착된 냉각수 순환부(5)와, 상기 냉각수 순환부(5)로부터 배출되는 냉각수가 주입되어 일정량의 냉각수가 저장되는 냉각수 저장부(7)와, 상기 어노우드(1)의 소정영역, 바람직하게는 중심부를 수직방향으로 관통하고 상기 냉각수 저장부(7)의 내부를 지나는 헬리움 가스 주입관(3)으로 구성된다. 상기 어노우드(1)와 그 위에 놓여지는 반도체 웨이퍼(W) 사이에는 일정 간격을 유지한다. 상기 냉각수 순환부(5)는 외부로부터 냉각수가 주입되어 어노우드(1)를 상온 이하로 냉각시키는 역할을 한다. 상기 냉각수 순환부(5)를 거쳐서 어노우드(1)를 냉각시킨 냉각수는 냉각수 저장부(7)의 냉각수 주입구를 통하여 냉각수 저장부(7)로 유입되고 냉각수 저장부(7)의 배출구를 통하여 빠져나간다. 이때, 상기 냉각수 저장부(7)의 내부를 흐르는 냉각수는 헬리움 가스 주입관(3)과 접촉하면서 그 내부를 흐르는 헬리움 가스를 냉각시킨다. 그리고, 헬리움 가스 주입관(3) 내부를 흐르면서 냉각수에 의하여 냉각된 헬리움 가스는 상기 어노우드(1) 및 상기 반도체 웨이퍼(W) 사이의 공간으로 공급되어 반도체 웨이퍼(W)의 뒷면과 접촉한다. 상기 반도체 웨이퍼(W)의 뒷면에 공급되는 헬리움 가스는 어노우드(1)와 비슷한 온도로 냉각된 상태를 유지한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(W)를 냉각시키는 효율을 극대화시킬 수 있다. 상기 헬리움 가스 주입관(3)의 배출부 및 주입부는 각각 냉각수 저장부(7)의 주입구 및 배출구 근처에 위치하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이는, 냉각수 저장부(7)의 내부를 지나는 헬리움 가스 주입관(3)을 따라 흐르는 헬리움 가스가 냉각수가 흐르는 방향과 반대되는 방향으로 흐르도록 하여 헬리움 가스의 냉각효율을 더욱 더 극대화시킬 수 있기 때문이다. 또한, 헬리움 가스의 냉각효율을 더욱 더 증대시키기 위하여 상기 냉각수 저장부(7) 내부를 지나는 헬리움 가스 주입관(3)을 나선형으로 제작하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1, an etching apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention includes an anode 1 in which a wafer W is placed on an upper surface thereof, and a coolant circulation part 5 attached to a lower surface of the anode wood 1. And a cooling water storage unit 7 in which cooling water discharged from the cooling water circulation unit 5 is injected to store a predetermined amount of cooling water, and a predetermined region of the anode 1, preferably a central portion thereof. It consists of a helium gas injection tube (3) passing through the interior of the cooling water storage (7). A certain distance is maintained between the anode 1 and the semiconductor wafer W placed thereon. The coolant circulation part 5 serves to cool the anode 1 at room temperature or less by injecting coolant from the outside. The coolant having cooled the anode 1 through the coolant circulation part 5 flows into the coolant storage part 7 through the coolant inlet port of the coolant storage part 7 and exits through the outlet of the coolant storage part 7. I'm going. At this time, the cooling water flowing inside the cooling water storage unit 7 cools the helium gas flowing therein while contacting the helium gas injection pipe 3. In addition, the helium gas cooled by the coolant while flowing inside the helium gas injection tube 3 is supplied to the space between the anode 1 and the semiconductor wafer W to contact the rear surface of the semiconductor wafer W. do. The helium gas supplied to the rear surface of the semiconductor wafer W is cooled to a temperature similar to that of the anode wood 1. Accordingly, the efficiency of cooling the semiconductor wafer W can be maximized. Preferably, the discharge part and the injection part of the helium gas injection pipe 3 are disposed near the injection port and the discharge port of the cooling water storage unit 7, respectively. This allows the helium gas flowing along the helium gas injection tube 3 passing through the inside of the coolant storage unit 7 to flow in a direction opposite to the direction in which the coolant flows, thereby further maximizing the cooling efficiency of the helium gas. Because it can. In addition, in order to further increase the cooling efficiency of the helium gas, it is preferable to manufacture the helium gas injection pipe 3 passing through the cooling water storage unit 7 in a spiral form.
상기한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 냉각장치를 플라즈마 식각장비에 설치하여 식각공정을 실시하는 경우에 상기 어노우드(1) 상에 놓여지는 반도체 웨이퍼가 플라즈마 식각공정에 의해 일정온도, 즉 포토레지스트 패턴이 버닝(burning)되는 온도까지 상승하는 현상을 억제시킬 수 있다.In the case where the semiconductor wafer cooling apparatus according to the present invention is installed in a plasma etching apparatus to perform an etching process, the semiconductor wafer placed on the anode 1 may have a predetermined temperature, ie, a photoresist pattern, by a plasma etching process. It is possible to suppress the phenomenon of rising to the burning temperature.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications and improvements are possible at the level of those skilled in the art.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플라즈마 식각공정시 어노우드 상에 놓여진 반도체 웨이퍼 표면에 형성된 포토레지스트 패턴이 버닝되는 현상을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the photoresist pattern formed on the surface of the semiconductor wafer placed on the anode during the plasma etching process from burning.
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| KR1019970059775A KR19990039626A (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Apparatus for Cooling Semiconductor Wafers |
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| US11984304B2 (en) | 2021-04-12 | 2024-05-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for plasma etching |
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1997
- 1997-11-13 KR KR1019970059775A patent/KR19990039626A/en not_active Application Discontinuation
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