KR19990085680A - Semiconductor manufacturing apparatus having a line for backside helium supply - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치에 관해 개시되어 있다. 가스 공급 라인의 중간에 절연관이 설치되어 있고, 상기 절연관의 재질이 내열성이 강한 재질이다. 따라서, 상기 가스 공급 라인에 플라즈마가 형성되더라도 플라즈마가 상기 절연관내에 흡착되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 절연관내 가스 공급 통로가 막히는 것을 방지하여 계속적으로 챔버내에 웨이퍼 냉각가스를 공급할 수 있으므로 챔버내의 공정을 안정적으로 진행할 수 있다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus having a line for backside helium supply. An insulation tube is provided in the middle of the gas supply line, and the material of the said insulation tube is a material with strong heat resistance. Therefore, even if plasma is formed in the gas supply line, the plasma can be prevented from being adsorbed into the insulator tube, and as a result, the gas supply passage in the insulated tube can be prevented from being blocked, so that the wafer cooling gas can be continuously supplied into the chamber. The process can be carried out stably.
Description
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 자세하게는 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus having a line for backside helium supply.
반도체 장치의 제조공정중 플라즈마 공정에서 웨이퍼의 표면이 타버리는(burning) 현상이 있을 수 있다. 이를 해소하기 위해 질량이 가벼운 헬륨 가스(He)를 웨이퍼 뒷면에 유입시켜 웨이퍼의 온도를 낮추는 방법이 제안된바 있다.The surface of the wafer may burn in the plasma process during the manufacturing process of the semiconductor device. To solve this problem, a method of lowering the temperature of the wafer by introducing a helium gas (He), which is light in mass, on the back side of the wafer has been proposed.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치는 캐소드 전극(10)에 장착되어 있는 반응챔버(미도시)에서 반응이 진행될 때, 플라즈마를 형성하여 원하는 공정분위기를 형성한다. 이때, RF 전원(12)이 캐소드 전극(10) 전체에 인가된다. 따라서, 헬륨가스 공급관(14, 16)의 윗 부분(14)까지 RF전원(12)의 영향을 받는다. 그리고 헬륨가스 공급관(14, 16)의 아랫 부분(16)은 서스(SUS) 재질로 되어 그라운드 역할을 한다. 이에 따라 헬륨 가스 공급관(14, 16)의 윗부분(14)과 아랫 부분(16)은 절연관(18)을 통해 연결되어 있다. 구체적으로, 절연관(18)내에서 헬륨가스의 흐름은 "V"자형으로 휘어진 통로(20)를 따라 흐른다. 절연관(18)의 재료는 아크릴이다.As shown in FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus including the backside helium supply line according to the related art forms a plasma when the reaction proceeds in a reaction chamber (not shown) mounted on the cathode electrode 10. Form the desired process atmosphere. At this time, the RF power supply 12 is applied to the entire cathode electrode 10. Therefore, the RF power source 12 is affected by the upper portion 14 of the helium gas supply pipes 14 and 16. The lower portion 16 of the helium gas supply pipes 14 and 16 is made of sus material and serves as a ground. Accordingly, the upper portion 14 and the lower portion 16 of the helium gas supply pipes 14 and 16 are connected through the insulated pipe 18. Specifically, the flow of helium gas in the insulated tube 18 flows along the passage 20 bent in a "V" shape. The material of the insulated tube 18 is acrylic.
헬륨가스 공급관(14, 16)의 윗 부분(14)과 아랫 부분(16) 사이에 절연관(18)내에 헬륨 가스가 유입되어 저진공의 압력을 유지하여 플라즈마를 발생시킨다. 이를 방지하기 위해, 그 안에 "V"자형의 헬륨가스 공급통로(20)가 있지만, 이 통로(20)에 플라즈마가 형성되면, 이 통로의 재질이 내열성이 약한 아크릴인 관계로 흡착하게 된다. 이 결과, 헬륨가스가 더 이상 챔버에 유입되지 않게 된다.Helium gas flows into the insulating tube 18 between the upper portion 14 and the lower portion 16 of the helium gas supply pipes 14 and 16 to maintain a low vacuum pressure to generate plasma. In order to prevent this, there is a "V" shaped helium gas supply passage 20, but if plasma is formed in the passage 20, the material of the passage is adsorbed in relation to the weak heat resistance acrylic. As a result, helium gas no longer enters the chamber.
한편, 도 1에 도시된 헬륨가스를 이용하여 웨이퍼를 식히는 시스템에서 헬륨가스의 누설을 검출하는 방법은 최종 밸브(22)가 닫혔을 때, 헬륨 가스가 바이 패드 밸브(24)를 통해 바이 패스되는 플로우 율을 감지하고 최종밸브(22)가 열렸을 때, 챔버쪽으로 유입되면서 증가되는 량을 헬륨가스 누설율로 읽게된다.On the other hand, the method of detecting the leakage of helium gas in the system for cooling the wafer by using the helium gas shown in FIG. 1 is that when the final valve 22 is closed, helium gas is bypassed through the bypass pad 24 When the flow rate is sensed and the final valve 22 is opened, the amount of gas flowing into the chamber is read as the helium gas leak rate.
그런데, 절연관(18)이 막혀버리면, 챔버쪽으로 헬륨 가스가 유입되지 못하지만, 헬륨가스의 누설율은 정상으로 나타나게된다. 따라서, 시스템이 폴트(fault)된 것을 알지 못한채 공정은 정상적으로 진행된다. 이 결과, 헬륨가스의 공급없이 공정이 진행되므로 웨이퍼의 표면이 타버리는등 공정불량이 초래된다.By the way, if the insulation tube 18 is blocked, helium gas will not flow into the chamber, but the leak rate of helium gas will be normal. Thus, the process proceeds normally without knowing that the system is faulted. As a result, the process proceeds without supplying helium gas, resulting in a process defect such as burning of the wafer surface.
도 1에서 참조번호 26, 28은 각각 압력 게이지(pressure gauge)와 헬륨 가스 흐름 조절기이다.Reference numerals 26 and 28 in FIG. 1 are pressure gauges and helium gas flow regulators, respectively.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 헬륨가스 공급관의 윗 부분과 아랫 부분을 연결하는 절연관내에서 플라즈마가 형성됨에 따른 흡착을 방지할 수 있는 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치를 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve this problem, the back side helium supply line for preventing the adsorption due to the plasma is formed in the insulating pipe connecting the upper part and the lower part of the helium gas supply pipe To provide a semiconductor manufacturing apparatus.
도 1은 종래 기술에 의한 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치의 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor manufacturing apparatus having a backside helium supply line according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor manufacturing apparatus having a line for backside helium supply according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Major Parts of Drawings *
40:캐소드 전극. 42:RF 전원.40: cathode electrode. 42: RF power.
44, 48:가스 공급 라인.44, 48: gas supply line.
46:절연관. 50:가스 흐름 조절기(Air Flow Controller).46: Insulated tube. 50: Gas Flow Controller.
52, 56:제1 및 제2 밸브.52, 56: first and second valves.
58, 60:헬륨가스 흐름. 62:웨이퍼.58, 60: helium gas flow. 62: Wafer.
64:패드스탈(pedestal).64: padstal.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 반도체 제조장치는 RF전원이 연결된 캐소드 전극과 상기 캐소드 전극를 통과하여 챔버에 연결되어 있고 가스 유량 조절기와 밸브가 순차적으로 설치되어 있으며 상기 캐소드 전극과 상기 밸브 사이에 절연관이 설치되어 있는 가스 공급 라인을 구비하는 반도체 제조장치에 있어서, 상기 절연관의 재질은 베스펠(VESPEL)이나 세라믹인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is connected to the chamber through the cathode electrode and the cathode electrode to which RF power is connected, and the gas flow regulator and the valve are sequentially installed, the cathode electrode and the valve In the semiconductor manufacturing apparatus provided with the gas supply line in which the insulated tube was provided in between, The material of the said insulated tube is characterized in that it is a Vespel or a ceramic.
상기 가스 공급 라인을 통해서 상기 챔버내에 공급되는 가스는 공정중의 웨이퍼를 냉각 시키기 위한 냉각가스로서 헬륨가스이다.The gas supplied into the chamber through the gas supply line is helium gas as a cooling gas for cooling the wafer in the process.
이와 같이, 상기 절연관의 재질이 내열성이 강한 재질이면 상기 가스 공급 라인에 플라즈마가 형성되더라도 플라즈마가 상기 절연관내에 흡착되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 절연관내 가스 공급 통로가 막히는 것을 방지하여 계속적으로 챔버내에 웨이퍼 냉각가스를 공급할 수 있으므로 챔버내의 공정을 안정적으로 진행할 수 있다.As such, when the material of the insulated tube is made of a material having high heat resistance, even if plasma is formed in the gas supply line, it is possible to prevent the plasma from being adsorbed in the insulated tube, thereby preventing the gas supply passage in the insulated tube from being blocked. By supplying the wafer cooling gas into the chamber, the process in the chamber can be stably performed.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus having a backside helium supply line according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면에서 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되어진 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.However, embodiments of the present invention can be modified in many different forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers or regions are exaggerated for clarity. In the drawings like reference numerals refer to like elements.
첨부된 도면들 중, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 백 사이드 헬륨 공급용 라인을 구비하는 반도체 제조장치의 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a semiconductor manufacturing apparatus having a line for backside helium supply according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 캐소드 전극(40)에 RF 전원(42)이 캐소드 전극(40)에 연결되어 상기 캐소드 전극(40) 전체에 인가된다. 이 결과, 상기 캐소드 전극(40)에 다른 부분을 통하는 가스 공급 라인(44, 48)의 윗 부분(44)까지 상기 RF전원(42)의 영향을 받는다. 상기 가스 공급 라인(44, 48)은 헬륨 가스가 챔버내로 공급되는 라인이다.Referring to FIG. 2, an RF power source 42 is connected to the cathode electrode 40 to the cathode electrode 40 and is applied to the entire cathode electrode 40. As a result, the RF power source 42 is affected by the upper portion 44 of the gas supply lines 44 and 48 through the other portion of the cathode electrode 40. The gas supply lines 44 and 48 are lines through which helium gas is supplied into the chamber.
상기 헬륨 가스는 상기 챔버내에 공급되어 웨이퍼의 뒷면으로 흐른다. 이는 상기 챔버내에서 진행되는 공정, 예컨대 플라즈마 공정 동안에 웨이퍼의 표면이 타버리는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같이, 상기 헬륨가스는 상기 웨이퍼의 냉각가스로 사용된다.The helium gas is supplied into the chamber and flows to the back side of the wafer. This is to prevent burning of the surface of the wafer during a process in the chamber, such as a plasma process. As such, the helium gas is used as the cooling gas of the wafer.
상기 가스 공급 라인(44, 48)의 아랫 부분(48)은 서스(SUS) 재질로 되어 그라운드 역할을 한다. 이에 따라 상기 가스 공급 라인(44, 48)의 윗부분(44)과 아랫 부분(48) 사이에 절연관(46)이 설치되어 있다. 상기 절연관(46)내에서 가스의 흐름은 "V"자형으로 휘어진 통로를 따라 흐른다. 상기 캐소드 전극(40)에 RF전원(42)이 인가되는 경우, 상기 절연관(46) 까지 그 영향이 미칠 수 있다. 이에 따라, 상기 절연관(46)내도 헬륨가스의 플라즈마가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 플라즈마의 형성과 그 형성온도에 의해 상기 절연관(46)내에 플라즈마가 흡착될 수 있으므로 이를 방지하기 위해, 상기 절연관(46)의 재질은 베스펠(vespel)이나, 세라믹등과 같은 내열성이 우수한 재질인 것이 바람직하다.The lower portion 48 of the gas supply lines 44 and 48 is made of sus material and serves as a ground. Accordingly, an insulating tube 46 is provided between the upper portion 44 and the lower portion 48 of the gas supply lines 44 and 48. The gas flow in the insulator tube 46 flows along a passage bent in a "V" shape. When the RF power source 42 is applied to the cathode electrode 40, the influence can be up to the insulating tube 46. Accordingly, plasma of helium gas may be formed in the insulating tube 46. Therefore, since the plasma may be adsorbed into the insulating tube 46 by the formation of the plasma and the formation temperature thereof, the material of the insulating tube 46 may be made of vespel, ceramic, or the like. It is preferable that it is a material excellent in heat resistance.
상기 가스 공급 라인(44, 48)의 상기 절연관(46) 아래에 제1 밸브(52)가 설치되어 있고, 더 아래에 제2 밸브(56)가 설치되어 있다. 상기 제1 및 제2 밸브(52, 56)는 각각 최종 밸브 및 바이 패스(by bass)밸브이다. 상기 제1 및 제2 밸브(52, 56) 사이에 소오스와 연결된 가스 유량 조절기(50)와 압력 게이지(54)를 구비하는 부속 가스 공급 라인이 연결되어 있다.The first valve 52 is provided below the insulated pipe 46 of the gas supply lines 44 and 48, and the second valve 56 is further provided below. The first and second valves 52 and 56 are final valves and bypass valves, respectively. An accessory gas supply line having a pressure gauge 54 and a gas flow regulator 50 connected to the source is connected between the first and second valves 52, 56.
도 2에서 참조번호 64와 62는 각각 상기 캐소드 전극(40) 상에 형성된 패드스탈과 웨이퍼이다. 그리고 참조번호 58, 60은 각각 상기 가스 공급 라인(44, 48)을 통해서 챔버로 흘러들어가는 가스, 즉 헬륨가스와 상기 제2 밸브(56)를 통해 바이 패스되는 가스를 나타낸다.In FIG. 2, reference numerals 64 and 62 denote pads and wafers formed on the cathode electrode 40, respectively. Reference numerals 58 and 60 denote gas flowing into the chamber through the gas supply lines 44 and 48, that is, helium gas and gas bypassed through the second valve 56.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
이와 같이, 상기 절연관의 재질이 내열성이 강한 재질이면 상기 가스 공급 라인에 플라즈마가 형성되더라도 플라즈마가 상기 절연관내에 흡착되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 절연관내 가스 공급 통로가 막히는 것을 방지하여 계속적으로 챔버내에 웨이퍼 냉각가스를 공급할 수 있으므로 챔버내의 공정을 안정적으로 진행할 수 있다.As such, when the material of the insulated tube is made of a material having high heat resistance, even if plasma is formed in the gas supply line, it is possible to prevent the plasma from being adsorbed in the insulated tube, thereby preventing the gas supply passage in the insulated tube from being blocked. By supplying the wafer cooling gas into the chamber, the process in the chamber can be stably performed.
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|---|---|---|---|---|
| KR100457833B1 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-18 | 주성엔지니어링(주) | Plasma Etching Apparatus |
| KR100734780B1 (en) * | 2005-10-27 | 2007-07-03 | 세메스 주식회사 | Plasma etcher and diffuser for supplying back side gas thereof |
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1998
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