KR20000019708A - Apparatus for cooling sputter machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타겟에 플라즈마 상태의 원자 또는 분자를 쏘아 실리콘 웨이퍼에 박막을 형성시키는 스퍼터링 설비에 있어서, 타겟과 직접 면접촉되어 상기 타겟에서 발생된 열을 전달받아 냉각시키는 냉각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing facility, and more particularly, to a sputtering facility that shoots atoms or molecules in a plasma state onto a target to form a thin film on a silicon wafer, and directly contacts the target to transfer heat generated from the target. It relates to a cooling device that receives and cools.
반도체 소자는 실리콘 기판에 산화막을 성장시키고 불순물을 침적시키며 침적된 불순물을 실리콘 웨이퍼 내로 원하는 깊이까지 침투시키는 확산공정과, 식각이나 이온주입이 될 부위의 보호 부위를 선택적으로 한정하기 위해 마스크나 레티클(reticle)의 패턴을 웨이퍼 위에 만드는 사진공정, 감광액 현상이 끝난 후 감광액 밑에 성장되거나 침적 또는 증착된 박막들을 가스나 화학약품을 이용하여 선택적으로 제거하는 식각공정, 및 화학기상증착(CVD;Chemical Vapor Deposition)이나 이온주입 또는 금속증착 방법을 이용하여 특정한 막을 형성시키는 박막공정 등의 단위 공정을 여러 차례 걸치면서 제조된다.The semiconductor device is a diffusion process for growing an oxide film on a silicon substrate, depositing impurities, penetrating the deposited impurities into a silicon wafer to a desired depth, and selectively removing a mask or a reticle (eg, a protective portion of a portion to be etched or ion implanted). Photo process to create patterns of reticle on wafer, etching process to selectively remove thin films grown, deposited or deposited under photoresist after photoresist is developed by using gas or chemical, and chemical vapor deposition (CVD) It is manufactured by taking several unit processes such as thin film process to form a specific film by using ion implantation or metal deposition method.
그 중에서 박막 공정에 사용되는 증착 방법에는 물리 증착법과 화학 증착법으로 대별된다. 물리 증착은 소스(source)로부터 임의의 다른 성분이 더해지거나 감해지지 않고 상의 변환 과정만을 통하여 증착되는 것이다. 반면에 화학 증착은 반응을 수반하기 때문에 소스와 증착 산물간에 물리화학적 구조의 차이가 있다. 물리 증착 방법으로는 주로 스퍼터링 방법이 사용된다.Among them, the vapor deposition method used in the thin film process is roughly classified into physical vapor deposition and chemical vapor deposition. Physical vapor deposition is the deposition through phase transformation only, without any other components being added or subtracted from the source. On the other hand, because chemical vapor deposition involves reaction, there is a difference in physicochemical structure between the source and the deposition product. As the physical vapor deposition method, a sputtering method is mainly used.
스퍼터링 방법에 의한 박막 증착이란 반응실 내부에 박막을 형성하기 위한 실리콘 웨이퍼를 준비한 상태에서 플라즈마 상태의 가스 분자 또는 원자를 형성될 박막의 재질과 같은 금속 재질의 타겟(target)에 쏘아 그로부터 미세한 입자들이 파편이 되어 웨이퍼 상에 증착되어 박막을 형성하는 방법이다.Thin film deposition by the sputtering method is to prepare a silicon wafer for forming a thin film in the reaction chamber, and the fine particles from the metal target, such as the material of the thin film to form gas molecules or atoms in the plasma state It is a method of forming a thin film by being debris and deposited on a wafer.
그리고, 이러한 스퍼터링 방법이 적용되는 장치는 타겟 자체의 온도가 증가되는 것을 방지하기 위해 타겟과 접촉하여 냉각시키는 타겟 냉각 장치를 구비하고 있다. 타겟 냉각 장치는 타겟에 기계적으로 직접 면접촉되는 금속 재질의 받침판을 가지고 있고 이를 냉각수를 이용하여 냉각시킴으로써 타겟의 온도 상승을 방지하고 있다.And the apparatus to which this sputtering method is applied is provided with the target cooling apparatus which cools in contact with a target, in order to prevent the temperature of the target itself from increasing. The target cooling apparatus has a support plate made of metal that is in direct surface contact with the target and is cooled by using cooling water to prevent the temperature of the target from rising.
도 1은 종래에 타겟과 받침판이 접촉 불량이 발생된 상태를 나타낸 개략도로서, 타겟(20)이 가장자리 쪽이 위쪽으로 휘어져 있고, 그 타겟(20)에 받침판(backing plate;31)이 결합되어 있다.1 is a schematic view showing a state in which a bad contact occurs between a target and a support plate in the related art, and a target 20 is bent upward at an edge thereof, and a backing plate 31 is coupled to the target 20. .
그런데, 전술한 종래의 스퍼터링 장치를 장기간 사용하였을 경우에 받침판(31)이 계속적인 온도에 영향을 받아 변형되어 도 1에서와 같이 양쪽 가장자리에 틈(32)이 발생되어 평탄도에 변화가 생긴다. 이러한 받침판(31)의 변화는 타겟(20)과의 접촉면적에 영향을 준다. 즉, 타겟(20)과의 접촉면적이 감소하여 타겟(20)에 대한 냉각이 효과적으로 이루어질 수 없다. 이에 따라 스퍼터링 작업이 이루어지는 동안 타겟(20) 전체에 걸쳐 온도가 상승하게 되거나, 타겟(20)에서 국부적으로 많은 열이 발생하게 된다. 또한, 타겟(20)의 표면 그레인(grain)에도 변화를 주어 금속 막질 형성시 불량을 유발하게 된다.However, when the above-mentioned conventional sputtering apparatus is used for a long time, the support plate 31 is deformed under the influence of the continuous temperature, so that gaps 32 are formed at both edges as shown in FIG. The change of the support plate 31 affects the contact area with the target 20. That is, since the contact area with the target 20 is reduced, cooling to the target 20 may not be effective. As a result, during the sputtering operation, the temperature is increased throughout the target 20, or a lot of heat is generated locally at the target 20. In addition, the surface grain (grain) of the target 20 is also changed to cause a defect in forming the metal film.
따라서 본 발명의 목적은 타겟 및 받침판의 평탄도 변화에 따라 받침판이 탄력적으로 변화되어 접촉 면적을 항상 일정하게 유지하여 냉각 효과를 얻을 수 있는 스퍼터링 장치의 냉각 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling apparatus of a sputtering apparatus, in which the support plate is elastically changed according to the change in the flatness of the target and the support plate, so that the contact area is always kept constant to obtain a cooling effect.
도 1은 종래에 타겟과 받침판이 접촉 불량이 발생된 상태를 나타낸 개략도,1 is a schematic view showing a state in which a poor contact between the target and the support plate in the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터링 장비의 냉각 장치를 나타낸 개략 구성도,Figure 2 is a schematic configuration diagram showing a cooling device of the sputtering equipment according to the present invention,
도 3은 도 2의 받침판에 대한 평면도,3 is a plan view of the support plate of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 냉각 장치가 타겟에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a state in which a cooling device according to the present invention is installed on a target.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10; 냉각 장치 11; 받침대10; Cooling device 11; Pedestal
12; 벨로우즈 패드 13; 주름부12; Bellows pad 13; Wrinkle
14; 냉각관로 15; 냉각수14; Cooling conduit 15; cooling water
16; 인입구 17; 배출구16; Inlet 17; outlet
18; 타겟 지지대 19; 체결수단18; Target support 19; Fastening means
20; 타겟 32; 틈20; Target 32; aperture
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 냉각 장치는 타겟에 플라즈마 상태의 원자 또는 분자를 쏘아 실리콘 웨이퍼에 박막을 형성시키는 스퍼터링 설비에서 상기 타겟과 직접 면접촉되어 상기 타겟에서 발생된 열을 전달받는 받침판을 구비하는 냉각 장치에 있어서, 상기 받침대는 하부에 주름부가 형성되어 팽창과 수축의 탄력적으로 이루어지는 복수의 벨로우즈 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cooling apparatus of the sputtering apparatus according to the present invention for achieving the above object is in the sputtering equipment to form a thin film on the silicon wafer by shooting atoms or molecules in the plasma state on the target to directly contact the target to generate heat generated in the target In the cooling device having a receiving plate received, the pedestal is characterized in that it comprises a plurality of bellows pad is formed in the lower portion of the resilient expansion and contraction.
바람직하게는 각각의 상기 벨로우즈 패드에 근접하도록 설치되어 냉각수가 공급되는 냉각관로를 더 갖도록 하여 냉각 효과를 향상시킨다.Preferably it is installed in close proximity to each of the bellows pads to have a cooling conduit to which the coolant is supplied to improve the cooling effect.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 냉각 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a cooling apparatus of a sputtering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 스퍼터링 장비의 냉각 장치를 나타낸 개략 구성도이고, 도 3은 도 2의 받침판에 대한 평면도이다.Figure 2 is a schematic configuration diagram showing a cooling apparatus of the sputtering equipment according to the present invention, Figure 3 is a plan view of the base plate of Figure 2.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 냉각 장치는 복수의 벨로우즈 패드를 포함하는 받침판과 냉각관로를 구비하고 있다.2 and 3, the cooling apparatus according to the present invention includes a support plate and a cooling conduit including a plurality of bellows pads.
받침판(11)은 사각형 형상의 벨로우즈 패드(bellows pad;12)가 복수개 형성되어져 있으며 그 벨로우즈 패드(12)의 하부는 탄력적으로 상하 또는 좌우로 벨로우즈 패드(12)를 움직일 수 있도록 주름부(13)가 형성되어 있다.The supporting plate 11 is formed with a plurality of square bellows pads 12, and the lower portion of the bellows pad 12 is wrinkled to allow the bellows pad 12 to be moved up and down or left and right elastically. Is formed.
벨로우즈 패드(12) 하부에는 각각의 벨로우즈 패드(12)에 근접하도록 형성된 냉각관로(14)가 설치되어 있다. 이 냉각관로(14)는 인입구(16)를 통하여 들어온 냉각수(15)가 각각의 벨로우즈 패드(12)에 공급되도록 하고 냉각에 사용된 냉각수(15)가 다시 배출구(17)를 통하여 배출하게 되어 있다. 벨로우즈 패드(12)의 주름부(13) 사에로 공급되는 냉각수(15)가 순환되지 못하고 체류되는 현상을 방지함과 동시에 냉각 효과를 배가시키기 위해 냉각관로(14)가 근접하도록 되어 있다. 화살표는 냉각수의 흐름을 나타낸다.The lower part of the bellows pad 12 is provided with a cooling conduit 14 formed close to each bellows pad 12. The cooling conduit 14 allows the coolant 15 introduced through the inlet 16 to be supplied to each bellows pad 12, and the coolant 15 used for cooling is discharged again through the outlet 17. . In order to prevent the cooling water 15 supplied to the pleats 13 of the bellows pad 12 from being circulated and staying, the cooling conduit 14 is close to increase the cooling effect. Arrows indicate the flow of coolant.
받침대(11)의 상부 가장자리에는 체결수단(19)에 의해 타겟 지지대(18)가 결합된다.The target support 18 is coupled to the upper edge of the pedestal 11 by the fastening means 19.
도 4는 본 발명에 따른 냉각 장치가 타겟에 설치된 상태를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a state in which a cooling device according to the present invention is installed on a target.
도 4를 참조하면, 받침대(11) 위에 타겟(20)이 놓여진 상태에서 타겟 지지대(18)를 체결수단(19)으로 조여 고정시킨 후 일정시간 작업을 하게 되면 타겟(20)이 스퍼터링 과정에서 발생된 열에 의해 휘어지는 현상이 발생하게 된다.Referring to FIG. 4, when the target 20 is placed on the pedestal 11, the target support 18 is tightened and fixed by the fastening means 19, and then the target 20 is generated during the sputtering process. Due to the heat generated, the phenomenon occurs.
이때, 본 발명에 따른 냉각 장치(10)는 각각의 벨로우즈 패드(12)가 타겟(20)과 면접촉하게 된 상태에서 타겟(20)의 평탄도에 변화가 생기게 되면, 벨로우즈 패드(12)의 하부에 형성된 주름부(13)의 유연성 있는 팽창 또는 수축 작용에 의해 높이와 각도 등이 변화하여 계속적으로 접촉 면적을 최대한의 상태로 유지하게 된다. 물론, 벨로우즈 패드(12)를 조밀하게 배치하면 배치할수록 보다 유연성 있게 타겟(20)과 접촉될 것이다.At this time, in the cooling device 10 according to the present invention, when the bellows pad 12 changes in the flatness of the target 20 while the bellows pad 12 is in surface contact with the target 20, The height and angle are changed by the flexible expansion or contraction action of the pleats 13 formed on the lower portion to continuously maintain the contact area in the maximum state. Of course, the closer the bellows pad 12 is to be placed, the more flexible it will be in contact with the target 20.
그리고, 각각의 벨로우즈 패드(12)에 근접한 냉각관로(14)로부터 공급되는 냉각수(15)에 의해 타겟(20)은 균형있게 냉각된다.The target 20 is cooled in a balanced manner by the coolant 15 supplied from the cooling conduit 14 close to each bellows pad 12.
이상과 같은 본 발명에 의한 스퍼터링 설비의 냉각 장치에 따르면, 스퍼터링 공정을 진행할 때 타겟의 변형이 발생하여 평탄도가 변하더라도 벨로우즈 패드가 계속적으로 최대의 접촉 상태를 유지하게 하여 최대의 냉각효과를 얻을 수 있다. 따라서, 보다 신뢰성이 향상된 제품을 얻을 수 있다.According to the cooling apparatus of the sputtering apparatus according to the present invention as described above, even if the target deformation occurs during the sputtering process, even if the flatness is changed, the bellows pad continuously maintains the maximum contact state to obtain the maximum cooling effect. Can be. Therefore, a product with improved reliability can be obtained.
Claims (2)
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| KR1019980037947A KR20000019708A (en) | 1998-09-15 | 1998-09-15 | Apparatus for cooling sputter machine |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019980037947A KR20000019708A (en) | 1998-09-15 | 1998-09-15 | Apparatus for cooling sputter machine |
Publications (1)
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| KR1019980037947A KR20000019708A (en) | 1998-09-15 | 1998-09-15 | Apparatus for cooling sputter machine |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9583432B2 (en) | 2013-01-29 | 2017-02-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Interconnects through dielecric vias |
-
1998
- 1998-09-15 KR KR1019980037947A patent/KR20000019708A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9583432B2 (en) | 2013-01-29 | 2017-02-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Interconnects through dielecric vias |
| US9780028B2 (en) | 2013-01-29 | 2017-10-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Interconnects through dielectric vias |
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