KR20000008052A - Plasma etching apparatus for manufacturing semiconductor devices - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스캡(Gas Cap)에 위치하는 튜브(Tube)의 오리피스링(Orifice Ring)에 형성시킬 수 있는 홀(Hole)을 개선시킨 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an improved semiconductor hole formed in an orifice ring of a tube located in a gas cap. A plasma etching apparatus for device manufacturing.
일반적으로 반도체소자는 상기 반도체소자로 제조할 수 있는 웨이퍼(Wafer) 상에 소정의 막을 형성시킨 후, 상기 소정의 막을 상기 반도체소자의 전기적 특성 등에 따른 설정된 패턴(Pattern) 등으로 형성시킴으로써 제조된다.In general, a semiconductor device is manufactured by forming a predetermined film on a wafer that can be manufactured by the semiconductor device, and then forming the predetermined film in a predetermined pattern or the like according to electrical characteristics of the semiconductor device.
여기서 상기 웨이퍼 상에 형성시킬 수 있는 패턴은 주로 상기 웨이퍼 상에 소정의 막을 완전히 제거시키거나 또는 선택적으로 제거시킴으로써 형성시킬 수 있다.Here, the pattern that can be formed on the wafer can be formed mainly by completely removing or selectively removing a predetermined film on the wafer.
이러한 패턴을 형성시키는 공정 즉, 식각공정은 상기 반도체소자의 고집적화에 따라 케미컬(Chemical)을 이용한 식각공정에서 플라즈마(Plasma)를 이용한 식각공정으로 발달되어가는 추세이다.A process of forming such a pattern, that is, an etching process, is developed from an etching process using chemical to an etching process using plasma according to the high integration of the semiconductor device.
그리고 상기 플라즈마를 이용한 식각공정을 수행할 수 있는 식각장치는 그 형태나 상기 플라즈마를 형성시키는 방법 등에 따라 다양하게 구비시킬 수 있다.In addition, the etching apparatus capable of performing the etching process using the plasma may be provided in various ways depending on the form or the method of forming the plasma.
여기서 최근에는 상기 플라즈마를 이용한 식각장치 중에서 도1에 도시된 바와 같이 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시키는 식각장치를 주로 이용하고 있다.Recently, among the etching apparatus using the plasma, as shown in FIG. 1, an etching apparatus for forming a plasma using a high frequency is mainly used.
이러한 플라즈마 식각장치는 고주파를 발생시킬 수 있는 고주파발생기(10) 및 플라즈마를 형성시킬 수 있는 반응가스를 유입시킬 수 있도록 그 상부에 포트(Port)(12)가 구비되는 가스캡(14) 등으로 이루어진다.The plasma etching apparatus includes a high frequency generator 10 capable of generating high frequency and a gas cap 14 having a port 12 provided thereon to allow the reaction gas capable of forming plasma to be introduced therein. Is done.
또한 도2에 도시된 바와 같이 상기 플라즈마를 형성시킬 수 있도록 상기 고주파 및 반응가스가 유입되는 튜브(16)가 구비된다.Also, as shown in FIG. 2, a tube 16 into which the high frequency and the reaction gas flows is provided to form the plasma.
그리고 상기 튜브(16)에서 발생되는 플라즈마를 유입받아 식각공정을 수행할 수 있는 챔버(Chamber)(18)가 구비되고, 상기 챔버(18) 내에 플라즈마를 골고루 유입시킬 수 있는 디퓨저(Diffuser)(20)가 구비된다.In addition, a chamber 18 capable of performing an etching process by receiving the plasma generated from the tube 16 is provided, and a diffuser 20 capable of evenly introducing plasma into the chamber 18. ) Is provided.
이러한 구성으로 이루어지는 종래의 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행에서는 상기 튜브(16) 내에 형성되는 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 현상이 빈번하게 발생하였다.In the etching process using the conventional plasma etching apparatus having such a configuration, a phenomenon in which the plasma formed in the tube 16 is introduced back into the gas cap 14 frequently occurs.
즉, 상기 반응가스가 튜브(16) 내로 유입되도록 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 상기 반응가스가 유입되는 측면의 튜브(16)의 단부에 구비되는 오리피스링(22)의 홀의 직경이 상기 가스캡(14)의 홀의 직경보다 확장된 형태로 형성되어 있기 때문이었다.That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the diameter of the hole of the orifice ring 22 provided at the end of the tube 16 on the side to which the reaction gas flows is such that the reaction gas flows into the tube 16. This is because the gas cap 14 is formed in an expanded shape than the diameter of the hole.
이러한 상기 플라즈마의 역유입으로 인하여 상기 가스캡(14)은 부식되었고, 또한 상기 튜브(16)와 오리피스링(22) 및 디퓨저(20) 등에는 그을음이 형성되었다.Due to the reverse flow of the plasma, the gas cap 14 is corroded, and soot is formed in the tube 16, the orifice ring 22, the diffuser 20, and the like.
그리고 상기 가스캡(14)의 부식 등은 상기 플라즈마의 형성을 저하시켰고, 상기 그을음 등은 파티클(Particle)로 작용하여 상기 챔버(18) 내에 안치된 웨이퍼(W) 상에 흡착되기도 하였다.Corrosion of the gas cap 14 lowered the formation of the plasma, and the soot and the like acted as particles to be adsorbed onto the wafer W placed in the chamber 18.
또한 상기와 같은 현상은 식각공정의 수행시 불량의 소스(Source)를 발생시켰을 뿐만 아니라 상기 플라즈마 식각장치의 구성요소의 수명을 단축시키기도 하였다.In addition, the above phenomenon not only generates a source of defects during the etching process, but also shortens the life of components of the plasma etching apparatus.
따라서 종래의 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발생하는 플라즈마의 역유입으로 인한 불량의 발생 등으로 반도체소자의 제조에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem in that productivity decreases due to the manufacture of semiconductor devices due to defects caused by reverse flow of plasma generated during the etching process using the conventional plasma etching apparatus.
본 발명의 목적은, 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발생할 수 있는 플라즈마의 역유입을 방지하여 이로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로써 반도체소자의 제조에 따른 생산성을 향상시키기 위한 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention, plasma etching for manufacturing a semiconductor device for improving the productivity according to the manufacturing of the semiconductor device by minimizing the occurrence of defects by preventing the back flow of plasma that can occur when performing the etching process using the plasma etching apparatus To provide a device.
도1은 일반적인 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치를 설명하기 위한 모식도이다.1 is a schematic diagram for explaining a plasma etching apparatus for manufacturing a general semiconductor device.
도2는 도1의 플라즈마 식각장치에 구비되는 종래의 튜브를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a conventional tube provided in the plasma etching apparatus of FIG.
도3은 도2의 평면도이다.3 is a plan view of FIG.
도4는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 일 실시예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도5는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.5 is a view showing another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도6은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.6 is a view showing another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도7은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.7 is a view showing another embodiment of the tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도8은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.8 is a view showing another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
도9은 도8의 평면도이다.9 is a plan view of FIG.
도10은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.10 is a view showing another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
10 : 고주파발생기 12 : 포트10: high frequency generator 12: port
14 : 가스캡 16, 40, 50, 60, 70, 80, 90 : 튜브14: gas cap 16, 40, 50, 60, 70, 80, 90: tube
18 : 챔버 20 : 디퓨저18: chamber 20: diffuser
22, 42, 52, 62, 72, 82 : 오리피스링 64 : 연장부22, 42, 52, 62, 72, 82: orifice ring 64: extension part
92 : 제1오리피스링 94 : 제2오리피스링92: first orifice ring 94: second orifice ring
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치는, 플라즈마를 형성시키기 위한 반응가스가 가스캡으로부터 유입되도록 상기 반응가스가 유입되는 측면으로 홀이 형성되는 오리피스링이 구비되는 튜브 등으로 이루어지는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 오리피스링은 상기 홀의 직경을 상기 반응가스를 유입시키는 측면의 가스캡의 홀의 직경보다 협소하게 형성시켜 상기 튜브에 구비시키는 것을 특징으로 한다.Plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object, tube or the like is provided with an orifice ring is formed in the side in which the reaction gas is introduced so that the reaction gas for forming a plasma from the gas cap In the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device, the orifice ring is characterized in that the diameter of the hole is formed to be narrower than the diameter of the hole of the gas cap of the side in which the reaction gas flows to be provided in the tube.
상기 오리피스링은 상기 홀을 상기 오리피스링의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성시켜 상기 튜브에 구비시키거나, 또는 그 중심부에 홀을 형성시켜 상기 튜브의 단부에 구비시킬 수 있는 제1오리피스링; 및 원주방향을 따라 동일한 간격으로 홀을 형성시켜 상기 제1오리피스링의 하방에 위치하도록 상기 튜브의 내부에 구비시킬 수 있는 제2오리피스링을 구비시키는 것이 바람직하다.The orifice ring may include a first orifice ring formed at the end of the tube by forming the hole at the same interval along the circumferential direction of the orifice ring and provided in the tube, or forming a hole in the center thereof; And a second orifice ring which can be provided inside the tube so as to form holes at equal intervals along the circumferential direction so as to be positioned below the first orifice ring.
상기 오리피스링은 상기 가스캡에 삽입시킬 수 있는 연장부를 더 구비시키는 것이 바람직하고, 또한 상기 오리피스링은 그 두께를 적어도 2mm 이상으로 형성시키는 것이 바람직하다.Preferably, the orifice ring further includes an extension part which can be inserted into the gas cap, and the orifice ring preferably has a thickness of at least 2 mm or more.
상기 오리피스링은 상기 튜브에 삽입시킬 수 있도록 구비시키거나, 또는 상기 튜브에 일체로 구비시키는 것이 바람직하다.The orifice ring is preferably provided to be inserted into the tube, or is provided integrally with the tube.
상기 오리피스링은 플라즈마에 강한 성질을 가지는 사파이어재질로 형성시키는 것이 바람직하다.The orifice ring is preferably formed of a sapphire material having a strong property against plasma.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도5는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 도6은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도7은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 도8은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도9은 도8의 평면도이며, 도10은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for semiconductor device manufacturing according to the present invention, Figure 5 is a view showing another embodiment of the tube provided in the plasma etching apparatus for semiconductor device manufacturing according to the present invention. 6 is a view showing another embodiment of the tube provided in the plasma etching apparatus for semiconductor device manufacturing according to the present invention, Figure 7 is another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for semiconductor device manufacturing according to the present invention. 8 is a view showing another embodiment of a tube provided in the plasma etching apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, FIG. 9 is a plan view of FIG. 8, and FIG. 10 is a plasma for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. Other tubes of the etching apparatus A diagram showing an o'clock.
여기서 본 발명은 도1에 도시된 바와 같은 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시킬 수 있는 일반적인 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브에 관한 것으로써, 본 발명의 튜브가 구비되는 것을 제외한 동일부분에 대한 구성 및 동작에 중복되는 설명은 생략하며, 동일부품은 동일부호로 표시한다.Here, the present invention relates to a tube provided in a general plasma etching apparatus capable of forming a plasma by using a high frequency as shown in Figure 1, the configuration and operation of the same part except the tube of the present invention is provided Duplicate explanations are omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
먼저, 도4는 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시킬 수 있는 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브(40)를 나타내는 것으로써, 본 발명의 튜브(40)는 가스캡(14)으로부터 반응가스가 유입되는 측면에 구비되는 오리피스링(42)의 홀의 직경을 상기 가스캡(14)의 홀의 직경보다 협소하게 형성시킬 수 있다.First, Figure 4 shows a tube 40 provided in the plasma etching apparatus capable of forming a plasma by using a high frequency, the tube 40 of the present invention is the side of the reaction gas flows from the gas cap 14 The diameter of the hole of the orifice ring 42 is provided in the narrower than the diameter of the hole of the gas cap 14 can be formed.
이에 따라 본 발명은 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can minimize the inflow of the plasma into the gas cap 14 when the plasma is formed.
그리고 본 발명은 상기와 같은 형태로 형성시킬 수 있는 오리피스링(42)의 두께를 적어도 2mm 이상으로 형성시킬 수 있다.And the present invention can form a thickness of the orifice ring 42 that can be formed in the form as described above at least 2mm.
즉, 도5에 도시된 바와 같이 본 발명은 튜브(50)의 상단에 구비되는 오리피스링(50)의 두께를 2mm 이상으로 형성시킴으로써 상기 플라즈마의 형성시 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, the present invention forms the thickness of the orifice ring 50 provided at the upper end of the tube 50 to 2 mm or more so that the plasma is introduced back into the gas cap 14 when the plasma is formed. Can be minimized.
또한 본 발명은 도6에 도시된 바와 같이 상기 튜브(60)의 상단에 구비되는 오리피스링(62)에 연장부(64)를 더 구비시켜 상기 가스캡(14)에 삽입시킴으로써, 더욱 효율적으로 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, as shown in FIG. 6, an extension part 64 is further provided on the orifice ring 62 provided at the upper end of the tube 60 to insert the gas cap 14 into the gas cap 14. When the plasma is formed, it is possible to minimize the backflow of the plasma into the gas cap 14.
이러한 구성의 본 발명은 상기 오리피스링을 튜브에 일체로 구비시킬 수 있고, 또한 도7에 도시된 바와 같이 상기 오리피스링(72)을 상기 튜브(70)에 삽입시킬 수 있는 형태로 구비시킬 수 있다.According to the present invention, the orifice ring may be integrally provided with the tube, and the orifice ring 72 may be inserted into the tube 70 as shown in FIG. 7. .
그리고 본 발명은 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 상기 홀을 상기 오리피스링(82)의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성시켜 상기 튜브(80)에 구비시킬 수 있다.8 and 9, the holes may be formed in the tube 80 at equal intervals along the circumferential direction of the orifice ring 82.
이러한 형태의 오리피스링(82) 또한 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.The orifice ring 82 of this type can also minimize the inflow of the plasma into the gas cap 14 when the plasma is formed.
그리고 본 발명은 도10에 도시된 바와 같이 상기 오리피스링(92, 94)을 제1오리피스링(92) 및 제2오리피스링(94)으로 구비시킬 수 있다.10, the orifice rings 92 and 94 may be provided as the first orifice ring 92 and the second orifice ring 94 as shown in FIG. 10.
여기서 상기 제1오리피스링(92)은 그 중심부에 홀을 형성시켜 상기 튜브(90)의 단부에 구비시킬 수 있고, 상기 제2오리피스링(94)은 원주방향을 따라 동일한 간격으로 홀을 형성시켜 상기 제1오리피스링(92)의 하방에 위치할 수 있도록 상기 튜브(90)의 내부에 구비시킬 수 있다.Here, the first orifice ring 92 may be provided at an end portion of the tube 90 by forming a hole in the center thereof, and the second orifice ring 94 may be formed at equal intervals along the circumferential direction. It may be provided inside the tube 90 to be located below the first orifice ring 92.
이러한 형태 즉, 제1오리피스링(92) 및 제2오리피스링(94)으로 이루어지는 오리피스링(92, 94) 또한 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.In other words, the orifice rings 92 and 94 formed of the first orifice ring 92 and the second orifice ring 94 may also minimize the inflow of the plasma into the gas cap 14 when the plasma is formed. have.
여기서 본 발명은 전술한 구성 뿐만 아니라 다양한 형태로 상기 오리피스링을 구비시켜 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.Herein, the present invention can provide the orifice ring in various forms as well as the above-described configuration to minimize the inflow of the plasma into the gas cap 14.
또한 본 발명은 상기 오리피스링을 플라즈마에 그 분자의 결합이 강한 사파이어(Sapphire)재질로 형성시킴으로써 상기 플라즈마로 인하여 발생할 수 있는 결함 등을 최소화시킬 수 있다.In addition, the present invention can minimize the defects that may occur due to the plasma by forming the orifice ring made of sapphire (Sapphire) material having a strong bond of the molecule to the plasma.
여기서 본 발명은 상기 오리피스링 뿐만 아니라 상기 튜브의 재질 또한 사파이어로 선택하여 형성시킬 수 있다.Here, the present invention may be formed by selecting not only the orifice ring but also the material of the tube as sapphire.
전술한 구성으로 이루어지는 본 발명은 상기 플라즈마의 형성시 빈번하게 발생하는 플라즈마의 역유입 즉, 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킴으로써 이로 인하여 발생하는 불량을 최소화시킬 수 있는 것이다.According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to minimize defects caused by minimizing the reverse inflow of the plasma frequently generated during the formation of the plasma, that is, the reverse inflow of the plasma into the gas cap 14.
즉, 본 발명은 상기 튜브에 구비되는 오리피스링을 전술한 바와 같이 그 홀의 직경 또는 두께 등을 다양한 형태로 형성시켜 상기 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킴으로써 상기 가스캡(14)의 부식 또는 그을음으로 인한 파티클의 발생 등을 최소화시킬 수 있는 것이다.That is, the present invention forms the orifice ring provided in the tube in various forms, as described above, to minimize the inflow of the plasma into the gas cap 14 by minimizing the inlet of the gas cap 14. Particles due to corrosion or soot can be minimized.
이에 따라 본 발명은 상기 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 불량의 소스를 최소화시켰을 뿐만 아니라 상기 플라즈마 식각장치의 구성요소의 수명을 연장시켜 상기 플라즈마 식각장치의 효율성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the present invention can not only minimize the source of defects when performing the etching process using the plasma etching apparatus, but also improve the efficiency of the plasma etching apparatus by extending the life of the components of the plasma etching apparatus.
따라서, 본 발명에 의하면 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발하는 플라즈마의 역유입으로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로써 반도체소자의 제조에 따른 생산성이 향상되는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the productivity of the semiconductor device may be improved by minimizing the occurrence of defects caused by the reverse flow of plasma generated during the etching process using the plasma etching apparatus.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.
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1998
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