KR19990065752A

KR19990065752A - Chamber equipment for the manufacture of semiconductor devices using a pedestal that prevents arcing on the back side of a semiconductor substrate

Info

Publication number: KR19990065752A
Application number: KR1019980001186A
Authority: KR
Inventors: 김봉선; 이동윤
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-08-05

Abstract

반도체 기판의 배면에서의 아크(arc) 발생을 방지하는 페데스탈(pedestal)을 사용하는 반도체 장치 제조용 챔버(chamber) 장비를 개시한다. 본 발명은 반도체 기판 및 반도체 기판을 지지하며 반도체 기판에 고전압을 인가하며, 반도체 기판의 배면에 향하는 전(前)면에 폴리이미드(polyimide) 박막이 도포된 페데스탈을 포함한다. 페데스탈은 반도체 기판의 배면에 냉매를 공급하여 냉각시키는 냉각 라인을 포함하고 있다. 또한, 냉각 라인은 페데스탈에 반도체 기판의 가장 자리부에 겹쳐지는 부분에까지 형성된 다수의 냉매 공급용 홀(hall)을 포함하며, 냉매 공급용 홀은 페데스탈의 중심부를 중심으로 동심원상으로 대략 25개 정도 형성된다. 더하여, 냉매 공급용 홀에는 적어도 2개의 독립적인 냉매 공급 장치가 부가적으로 연결되어 반도체 기판의 중심부와 반도체 기판의 가장 자리부에 독립적으로 냉매를 공급한다.Disclosed is a chamber apparatus for manufacturing a semiconductor device using a pedestal that prevents arc generation on the back surface of a semiconductor substrate. The present invention includes a pedestal that supports a semiconductor substrate and a semiconductor substrate, applies a high voltage to the semiconductor substrate, and is coated with a polyimide thin film on a front surface of the semiconductor substrate. The pedestal includes a cooling line for supplying and cooling a refrigerant to the rear surface of the semiconductor substrate. In addition, the cooling line includes a plurality of refrigerant supply holes formed in the pedestal overlapping the edge of the semiconductor substrate, the refrigerant supply holes are about 25 concentrically around the center of the pedestal Is formed. In addition, at least two independent refrigerant supply apparatuses are additionally connected to the refrigerant supply hole to independently supply the refrigerant to the center of the semiconductor substrate and the edge of the semiconductor substrate.

Description

Chamber equipment for the manufacture of semiconductor devices using a pedestal that prevents arcing on the back side of a semiconductor substrate

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 기판의 배면에서의 아크(arc)의 발생을 방지하는 페데스탈(pedestal)을 사용하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비(chamber apparatus)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a chamber apparatus for manufacturing a semiconductor device using a pedestal which prevents the generation of arcs on the back side of a semiconductor substrate.

반도체 장치를 제조하는 데 이용되는 장비들 중에는 페데스탈을 사용하는 챔버 장비가 있다. 이러한 챔버 장비는 플라즈마(plasma)를 사용하여 반도체 기판 상에 물질막, 예컨대 산화막을 형성하는 공정에 이용된다. 이와 같은 공정에서는 챔버 내에 위치하는 페데스탈을 통해서 상기 페데스탈에 장착되는 반도체 기판에 고접압, 예컨대 대략 800W 내지 1000W의 RF 파워(Radion Frequency power)를 인가한다.Among the equipments used to manufacture semiconductor devices are chamber equipment that uses pedestals. Such chamber equipment is used in a process of forming a material film, such as an oxide film, on a semiconductor substrate using plasma. In such a process, a high contact voltage, for example, a Radion Frequency power of about 800 W to 1000 W is applied to a semiconductor substrate mounted on the pedestal through a pedestal positioned in the chamber.

이때, 상기 페데스탈과 상기 반도체 기판은 미세하게 이격되어 있어, 상기 반도체 기판의 배면과 상기 페데스탈에 미세한 이물질이 들어갈 수 있다. 특히, 상기 페데스탈에 고전압이 도입되는 부분인 고전압 콘택(high voltage contact) 부분에 이물질이 침적될 수 있다. 이에 따라 상기 고전압 콘택과 반도체 기판 사이에서 아크가 발생될 수 있으며, 더욱이, 상기 반도체 기판과 상기 페데스탈간에 아크가 발생할 수 있다. 이에 따라 공정 상에 불량이 발생할 수 있다.In this case, the pedestal and the semiconductor substrate are finely spaced apart, so that fine foreign matter may enter the rear surface of the semiconductor substrate and the pedestal. In particular, foreign matter may be deposited on a portion of a high voltage contact that is a portion where a high voltage is introduced into the pedestal. Accordingly, an arc may be generated between the high voltage contact and the semiconductor substrate, and in addition, an arc may be generated between the semiconductor substrate and the pedestal. As a result, defects may occur in the process.

또한, 상기 페데스탈은 상기 반도체 기판의 배면을 냉각시키는 냉각 라인, 즉, 헬륨 가스와 같은 냉매가 상기 반도체 기판의 배면에 공급되는 수단인 홀을 가지고 있다. 이때, 상기 홀은 반도체 기판의 중심부에 밀집되어 있고, 대략 9개로 형성된다. 또한, 상기 홀에 냉매, 즉, 헬륨 가스를 공급하는 냉매 공급 장치, 예컨대 IHC 장치(Independent Helium Cooling assembly)가 더 부가된다. 이에 따라, 상기 반도체 기판의 배면의 가장 자리부와 중심부에서 유지되는 온도의 차이가 발생할 수 있다. 즉, 불균일한 온도 분포를 가지게 된다. 이에 따라 반도체 기판 상에 형성되는 물질막의 균일도(uniformity)는 저하하게 된다.The pedestal also has a cooling line for cooling the back surface of the semiconductor substrate, that is, a hole which is a means for supplying a coolant such as helium gas to the back surface of the semiconductor substrate. At this time, the holes are concentrated in the center of the semiconductor substrate and are formed in approximately nine holes. In addition, a coolant supply device for supplying a coolant, that is, helium gas, to the hole, for example, an IHC device (Independent Helium Cooling assembly) is further added. Accordingly, a difference in temperature maintained at the edge and the center of the back surface of the semiconductor substrate may occur. That is, it has a nonuniform temperature distribution. As a result, the uniformity of the material film formed on the semiconductor substrate is reduced.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 장착되는 반도체 기판과의 아크 발생을 방지할 수 있으며, 반도체 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 페데스탈을 사용하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a chamber device for manufacturing a semiconductor device using a pedestal that can prevent the occurrence of arc with the semiconductor substrate to be mounted, and can maintain the temperature of the semiconductor substrate uniformly.

도 1 및 도 2는 본 발명의 챔버 장비의 실시예에 이용되는 페데스탈(pedestal)을 설명하기 위해서 도시한 개략도이다.1 and 2 are schematic diagrams for explaining the pedestal used in the embodiment of the chamber equipment of the present invention.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 기판 및 상기 반도체 기판을 지지하며 상기 반도체 기판에 고전압을 인가하며, 상기 반도체 기판의 배면에 향하는 전(前)면에 폴리이미드 박막이 도포된 페데스탈을 포함하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비를 제공한다. 상기 페데스탈은 상기 반도체 기판의 배면에 냉매를 공급하여 냉각시키는 냉각 라인을 포함하고 있다. 또한, 상기 냉각 라인은 상기 페데스탈에 상기 반도체 기판의 가장 자리부에 겹쳐지는 부분에 까지 형성된 다수의 냉매 공급용 홀을 포함하며, 상기 홀은 상기 페데스탈의 중심부를 중심으로 동심원상으로 대략 25개 정도 형성된다. 더하여, 상기 홀에는 적어도 2개의 독립적인 냉매 공급 장치가 부가적으로 연결되어 상기 반도체 기판의 중심부와 상기 반도체 기판의 가장 자리부에 독립적으로 냉매를 공급한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention, a pedestal with a polyimide thin film is applied to the front surface facing the back surface of the semiconductor substrate while supporting the semiconductor substrate and the semiconductor substrate and applying a high voltage to the semiconductor substrate It provides a chamber device for manufacturing a semiconductor device comprising a. The pedestal includes a cooling line for supplying and cooling a refrigerant to the rear surface of the semiconductor substrate. In addition, the cooling line includes a plurality of refrigerant supply holes formed in the pedestal overlapping the edge portion of the semiconductor substrate, the holes are about 25 concentrically around the center of the pedestal Is formed. In addition, at least two independent refrigerant supply apparatuses are additionally connected to the holes to independently supply the refrigerant to the central portion of the semiconductor substrate and the edge of the semiconductor substrate.

본 발명에 따르면, 장착되는 반도체 기판과의 아크 발생을 방지할 수 있으며, 반도체 기판의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 페데스탈을 사용하는 반도체 장치 제조용 챔버 장비를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the generation of arcs with a semiconductor substrate to be mounted, and to provide a chamber apparatus for manufacturing a semiconductor device using a pedestal capable of maintaining a uniform temperature of the semiconductor substrate.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서 도시된 부재 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 부재를 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the members and the like shown in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same members.

도 1은 본 발명의 챔버 장비의 실시예에 사용되는 페데스탈의 전면을 도시한 개략도이고 도 2는 페데스탈의 배면을 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a front side of a pedestal used in an embodiment of the chamber equipment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a back side of the pedestal.

구체적으로, 본 발명의 챔버 장비는 반도체 기판이 장착되는 페데스탈을 포함한다. 상기 페데스탈은 반도체 기판이 장착되는 면인 전(前)면에 폴리이미드(polyimide)가 도포된다. 이에 따라 상기 페데스탈에 형성되는 고전압 콘택(100)등에 이물질이 침적되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 폴리이미드 박막의 특성에 의해서 이물질이 페데스탈과 반도체 기판 사이에 들어오더라도 페데스탈에 침적되지 않는다. 따라서, 상기 이물질등의 침적에 따른 반도체 기판과 페데스탈간에서의 아크의 발생을 방지할 수 있다.Specifically, the chamber equipment of the present invention includes a pedestal on which a semiconductor substrate is mounted. The pedestal is coated with polyimide on the front surface of the surface on which the semiconductor substrate is mounted. Accordingly, foreign matters may be prevented from being deposited on the high voltage contact 100 formed on the pedestal. That is, due to the characteristics of the polyimide thin film, even if foreign matter enters between the pedestal and the semiconductor substrate, it is not deposited on the pedestal. Therefore, it is possible to prevent generation of an arc between the semiconductor substrate and the pedestal due to the deposition of the foreign matter and the like.

또한, 페데스탈은 그 배면에 상기 반도체 기판의 배면에 냉매를 공급하기 위한 다수의 냉매 공급용 홀(hall;200)을 가지는 냉각 라인(250)을 가지고 있다. 이때, 상기 냉각 라인(250)은 페데스탈에 형성된 홈을 포함하며, 이러한 홈에 의해서 상기 냉매 공급용 홀(200)은 상호 연결되어 냉매가 전체적으로 공급된다. 또한, 이러한 다수의 냉매 공급용 홀(200)은 상기 페데스탈의 중심부를 중심으로 동심원상의 대략 25개 정도 형성된다. 즉, 상기 반도체 기판의 가장 자리부에까지 냉매가 공급되도록 겹쳐지는 페데스탈의 가장 자리부에까지 상기 냉매 공급용 홀(200)이 형성된다. 더하여, 상기 냉매 공급용 홀(200)에 냉매, 예컨대 헬륨(He) 가스를 공급하는 냉매 공급 장치(310, 330), 예컨대 IHC 장치는 상기 페데스탈의 중심부와 가장 자리부에 각각 연결되어 독립적으로 냉매를 공급한다. 즉, 가장 자리부에 형성된 냉매 공급용 홀(200)에 냉매를 공급하는 제1냉매 공급 장치(310)는 대략 16개의 냉매 공급용 홀(200)에 흐르는 냉매, 즉, 헬륨 가스를 제어하고, 중심부의 냉매 공급용 홀(200)에 냉매를 공급하는 제2냉매 공급 장치(330)는 대략 9개의 냉매 공급용 홀(200)을 제어한다.The pedestal also has a cooling line 250 having a plurality of refrigerant supply holes 200 for supplying refrigerant to the back surface of the semiconductor substrate. In this case, the cooling line 250 includes a groove formed in the pedestal, by which the refrigerant supply hole 200 is interconnected to supply the refrigerant as a whole. In addition, the plurality of refrigerant supply holes 200 are formed in about 25 concentric circles about the center of the pedestal. That is, the coolant supply hole 200 is formed to the edge of the pedestal overlapping the coolant to be supplied to the edge of the semiconductor substrate. In addition, the refrigerant supply apparatuses 310 and 330 for supplying a refrigerant, such as helium (He) gas, to the refrigerant supply hole 200, for example, an IHC apparatus, are independently connected to the center and the edge of the pedestal, respectively. To supply. That is, the first refrigerant supply device 310 that supplies the refrigerant to the refrigerant supply hole 200 formed at the edge portion controls the refrigerant flowing through approximately 16 refrigerant supply holes 200, that is, helium gas, The second refrigerant supply device 330, which supplies the refrigerant to the refrigerant supply hole 200 in the center, controls approximately nine refrigerant supply holes 200.

이에 따라 상기 반도체 기판의 배면을 가장 자리부에까지 균일하게 냉각시킬 수 있어 반도체 기판의 온도를 균일하게 유지시킬 수 있다. 이에 따라 반도체 기판의 가장 자리부로 갈수록 물질막의 균일도가 감소하는 현상의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성되는 물질막의 균일도를 대략 5%이하 정도에서 대략 3%이하 정도로 향상시킬 수 있다.As a result, the rear surface of the semiconductor substrate can be uniformly cooled to the edge portion, thereby maintaining the temperature of the semiconductor substrate uniformly. Accordingly, occurrence of a phenomenon in which the uniformity of the material film decreases toward the edge of the semiconductor substrate can be prevented. Therefore, the uniformity of the material film formed on the semiconductor substrate can be improved from about 5% or less to about 3% or less.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해서 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

상술한 본 발명에 따르면, 페데스탈 전면에 폴리이미드 박막을 형성함으로써, 페데스탈에 이물질이 침적되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 반도체 기판과 페데스탈간에 아크가 발생하는 현상을 억제할 수 있어, 공정 불량의 발생을 방지할 수 있다. 더하여, 반도체 기판의 가장 자리부에 겹쳐지는 페데스탈의 가장 자리부에까지 냉매 공급용 홀을 더 형성하고, 냉매 공급 장치를 적어도 2개 이상 도입함으로써, 반도체 기판의 배면을 보다 효율적으로 균일하게 냉각할 수 있다. 이에 따라 반도체 기판의 온도가 가장 자리부까지 균일하게 유지될 수 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성되는 물질막이 보다 균일해진다.According to the present invention described above, by forming a polyimide thin film on the entire pedestal, it is possible to prevent foreign matter from being deposited on the pedestal. Thereby, the phenomenon which an arc generate | occur | produces between a semiconductor substrate and a pedestal can be suppressed, and generation | occurrence | production of a process defect can be prevented. In addition, by further forming a coolant supply hole to the edge of the pedestal overlapping the edge of the semiconductor substrate and introducing at least two coolant supply devices, the back surface of the semiconductor substrate can be cooled more efficiently and uniformly. have. Accordingly, the temperature of the semiconductor substrate can be maintained uniformly to the edge. Therefore, the material film formed on the semiconductor substrate becomes more uniform.

Claims

Semiconductor substrates; And

And a pedestal coated with a polyimide thin film on a front surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate supporting the semiconductor substrate and applying a high voltage to the semiconductor substrate.

The chamber apparatus of claim 1, wherein the pedestal includes a cooling line for supplying and cooling a refrigerant to a rear surface of the semiconductor substrate.

The method of claim 2, wherein the cooling line

And a plurality of refrigerant supply holes formed in the pedestal up to a portion overlapping with an edge of the semiconductor substrate.

4. The chamber apparatus of claim 3, wherein the refrigerant supplying holes are approximately 25 holes formed concentrically around a center of the pedestal.

4. The chamber apparatus of claim 3, wherein at least two independent refrigerant supply devices are additionally connected to the refrigerant supply holes.