KR20000008411U

KR20000008411U - 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조

Info

Publication number: KR20000008411U
Application number: KR2019980020096U
Authority: KR
Inventors: 고영성
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1998-10-21
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2000-05-15
Also published as: KR200205178Y1

Abstract

본 고안은 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조에 관한 것으로, 식각챔버의 내부에 설치되며 웨이퍼가 안착 고정되는 정전척에 냉각가스 공급홀을 형성하고, 상기 냉각가스 공급홀에는 연결라인의 일단부를 연결하며, 상기 연결라인의 타단부에는 냉각가스 공급부로부터 공급된 냉각가스를 식각챔버 내부로 공급하도록 유량제어기가 구비된 냉각가스 공급라인을 연결하고, 상기 냉각가스 공급라인의 일단부에는 상기 식각챔버로 일차적으로 냉각가스를 공급해 주도록 상기 유량제어기를 우회하는 바이패스라인을 연결하여 식각챔버 내부로의 냉각가스 공급을 2단계로 진행함으로써 용이하게 냉각가스의 적정 압력을 조절하여 식각챔버로 유입되는 냉각가스의 유량을 일정하게 유지하며, 따라서 냉각가스의 오버슈팅을 미연에 막음으로써 공정 불량을 방지할 수 있다

Description

반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조

본 고안은 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조에 관한 것으로, 특히 2단계로 냉각가스를 투입하여 냉각가스의 오버슈팅을 방지하기 위한 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정 중 건식각공정은 현상공정 이후에 진행되는 공정으로서, 장비와 기술의 진보에 의하여 습식식각보다 신속하고 정확하게 식각할 수 있도록 발전되었다.

일예로, 플라즈마 식각시스템은 식각챔버의 내부에 공정가스가 채워진 상태에서 알 에프(RF) 에너지를 기체 혼합물에 가함으로써 옥사이드 막, 메탈 필름 등을 식각하게 되는데, 이와 같은 일반적인 건식각공정을 진행하기 위한 건식각장비가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

이에 도시한 바와 같이, 종래의 건식각장비는 웨이퍼(W)에 증착되어 있는 증착막을 제거하기 위한 식각공정을 진행하기 위한 식각챔버(1)와, 식각공정을 진행하는 동안 가열된 식각챔버(1) 및 웨이퍼(W)를 냉각하기 위해 냉각가스를 공급하는 냉각가스공급장치를 구비한다.

상기 식각챔버(1)의 일단부에는 웨이퍼(W)가 인입 또는 인출될 수 있도록 웨이퍼 출입구(1a)가 형성되어 있고, 또한 식각챔버(1)의 내부에는 식각공정을 진행하기 위한 웨이퍼(W)가 안착 고정되며 안착된 웨이퍼(W)에 냉각가스를 공급하기 위한 냉각가스 공급홀(2a)이 형성된 정전척(2)이 구비되어 있다.

그리고 상기 냉각가스공급장치는 일단부가 상기 정전척(2)의 냉각가스 공급홀(2a)에 연결되며 타단부는 냉각가스 공급부(미도시)로부터 공급된 냉각가스를 상기 식각챔버(1)로 공급하기 위한 냉각가스 공급라인(L2)과 연결된 연결라인(L1)과, 상기 냉각가스 공급라인(L2)의 일단부에 설치되어 냉각가스 공급라인(L2)으로 흐르는 냉각가스의 전체적인 유량을 조절해 주는 유량제어기(3)와, 상기 연결라인(L1)의 일측에 설치되어 식각챔버(1)로 흐르는 냉각가스의 압력을 측정해 주는 마노미터(4)로 구성된다.

그리고 상기 냉각가스 공급라인(L2)의 냉각가스 배출부 쪽에는 냉각가스 공급라인(L2) 및 연결라인(L1)에 흐르는 냉각가스를 펌핑하기 위한 펌프(5)가 결합 설치되어 있다.

미설명부호 (V1) 내지 (V5)는 밸브이고, (L3)는 분지라인이다.

이와 같은 건식각장비를 이용하여 식각공정을 진행하는 동작을 살펴보면, 우선 웨이퍼 출입구(1a)를 통해 웨이퍼(W)가 식각챔버(1) 내부로 인입되어 정전척(2)에 안착된다.

그후, 제 1 내지 제 3밸브(V1∼V3)는 개방되고 냉각가스로 이용되는 헬륨가스는 유량제어기(3)를 통해 약 3:7의 비율로 식각챔버(1) 및 냉각가스 배출부로 흐르게 된다.

그후, RF 파워가 인가되어 식각챔버(1) 내에 플라즈마가 형성되면 식각챔버(1)의 내부와 웨이퍼(W)의 온도는 급격히 올라가게 된다. 따라서 웨이퍼(W)의 온도를 조절하기 위해 냉각가스 공급라인(L2) 및 연결라인(L1)을 통해 정전척(2)의 냉각가스 공급홀(2a)로 헬륨가스를 공급하여 웨이퍼(W)를 냉각시키게 된다.

이때, 마노미터(4)에 표시되는 냉각가스의 압력을 7Torr를 맞춰 식각챔버(1) 내부로 유입되는 냉각가스의 양을 조절하게 된다.

이와 같이 냉각가스를 공급하여 웨이퍼(W)를 냉각시킨 후, 상기 연결라인(L1) 및 냉각가스 공급라인(L2)에 잔존하는 냉각가스는 펌프(5)에 의해 냉각가스 배출부로 배출된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 식각챔버(1)로 냉각가스를 공급하는 배관이 하나로 연결되어 공정 진행 전에 공정 조건에 맞는 압력인 7torr를 맞추기 위해 마노미터(4)가 냉각가스의 압력을 감지한 후 유량제어기(3)를 통해 냉각가스를 공급하지만, 이때 냉각가스가 오버슈팅하게 되면 공정진행 조건인 적정 압력을 맞추지 못하여 식각챔버(1)로 유입되는 냉각가스의 유량이 불균일하게 되어 공정 불량을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 식각챔버로 공급되는 냉각가스를 2단계로 투입하여 냉각가스의 오버슈팅을 방지하기 위한 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 건식각장비를 개략적으로 보인 배관도.

도 2는 본 고안에 의한 건식각장비를 개략적으로 보인 배관도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

11 ; 식각챔버 12 ; 정전척

12a ; 냉각가스 공급홀 21 ; 유량제어기

L1 ; 연결라인 L2 ; 냉각가스 공급라인

L3 ; 바이패스라인 L4 ; 분지라인

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 식각챔버의 내부에 설치되며 웨이퍼가 안착 고정되는 정전척에 냉각가스 공급홀을 형성하고, 상기 냉각가스 공급홀에는 연결라인의 일단부를 연결하며, 상기 연결라인의 타단부에는 식각챔버 내부로 냉각가스를 공급하도록 유량제어기가 구비된 냉각가스 공급라인을 연결하고, 상기 냉각가스 공급라인의 일단부에는 상기 식각챔버로 일차적으로 냉각가스를 공급해 주도록 상기 유량제어기를 우회하는 바이패스라인을 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조가 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 반도체 건식각장비의 냉각가스공급장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 건식각장비의 냉각가스 공급구조는 도 2에 도시한 바와 같이, 식각공정을 진행하기 위한 식각챔버(11)의 내부에 식각공정을 진행하기 위한 웨이퍼(W)가 안착 고정되는 정전척(12)에 냉각가스 공급홀(12a)을 형성하고, 이 냉각가스 공급홀(12a)에 연결라인(L1)의 일단부를 연결하며, 상기 연결라인(L1)의 타단부는 냉각가스 공급부(미도시)로부터 공급된 냉각가스를 식각챔버(11) 내부로 공급하는 냉각가스 공급라인(L2)이 연결된다.

그리고 상기 냉각가스 공급라인(L2)의 일단부에는 유량제어기(21)가 설치되고, 이 유량제어기(21)의 양측에는 각각 제 1밸브(V1)와 제 2밸브(V2)가 설치되며, 상기 냉각가스 공급라인(L2)의 일단부에는 식각챔버(11)로 일차적으로 냉각가스를 공급해 주도록 상기 유량제어기(21)를 우회하는 바이패스라인(L3)이 연결된다.

미설명부호 (V1) 내지 (V6)는 밸브이고, (22)는 식각챔버(11)로 흐르는 냉각가스의 압력을 측정해 주는 마노미터이며, (23)은 식각공정 후 상기 연결라인(L1) 및 냉각가스 공급라인(L2)에 잔존하는 냉각가스를 배출하기 위한 펌프이다.

또한, 상기 펌프(23)에 근접한 냉각가스 공급라인(L2)의 일단부에는 분지라인(L4)이 상기 연결라인(L1)에 연결되어 냉각가스의 펌핑을 용이하도록 해 준다.

상기와 같이 구성된 냉각가스 공급구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

웨이퍼(W)가 식각챔버(11) 내부로 인입되어 정전척(12) 상면에 안착되면, 제 3밸브(V3)를 제외한 제 1밸브(V1) 내지 제 6밸브(V6)는 폐쇄되고, 헬륨가스는 바이패스라인(L3)을 통하여 연결라인(L1)에 설치된 제 4밸브(V4) 하단까지 공급되며, 이때 헬륨가스의 압력은 5Torr를 유지한다.

그후, 공정이 시작되면 제 3밸브(V3)를 제외한 모든 밸브를 개방하여 냉각가스 공급라인(L2)을 통해 식각챔버(11)로 헬륨가스가 공급되어 그 압력은 용이하게 7Torr로 조절되므로 냉각가스의 오버슈팅을 방지하게 된다.

이와 같이 공정이 완료되면, 제 1 내지 제 4밸브(V1∼(V4)는 폐쇄되고, 제 5,6밸브(V5,V6)는 개방되어 연결라인(L1) 및 냉각가스 공급라인(L2)을 흐르고 있는 냉각가스를 배출하게 된다.

냉각가스가 모두 배출된 후 아이들(Idle)상태가 되면 다시 바이패스라인(L2)을 통해 제 4밸브(V4) 하단까지 냉각가스를 채워 넣고 공정 진행 대기를 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 냉각가스공급구조는 식각챔버로 냉각가스를 공급하는 냉각가스 공급라인의 일단부에 바이패스라인을 연결하여 식각챔버 내부로의 냉각가스 공급을 2단계로 진행하여 용이하게 적정 압력을 조절하며, 따라서 냉각가스의 오버슈팅을 미연에 막음으로써 공정 불량을 방지할 수 있다.

Claims

식각챔버의 내부에 설치되며 웨이퍼가 안착 고정되는 정전척에 냉각가스 공급홀을 형성하고, 상기 냉각가스 공급홀에는 연결라인의 일단부를 연결하며, 상기 연결라인의 타단부에는 식각챔버 내부로 냉각가스를 공급하도록 유량제어기가 구비된 냉각가스 공급라인을 연결하고, 상기 냉각가스 공급라인의 일단부에는 상기 식각챔버로 일차적으로 냉각가스를 공급해 주도록 상기 유량제어기를 우회하는 바이패스라인을 연결하는 것을 특징으로 하는 반도체 건식각장비의 냉각가스공급구조.