KR20000021911A - 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각챔버에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비는, 플라즈마 상태의 식각가스를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버와 상기 식각챔버 내부 소정영역에 구비되며, 식각대상 웨이퍼가 위치하는 하부전극과 상기 상부전극과 소정간격 이격되어 상기 식각챔버 내부에 설치된 상부전극과 상기 상부전극 및 하부전극에 선택적으로 고주파전력을 인가할 수 있는 고주파전원을 구비하는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비에 있어서, 상기 하부전극을 회전시킬 수 있는 하부전극 회전수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비

본 발명은 반도체소자 제조용 플라즈마 식각챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각챔버에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자 제조공정에는 반도체기판 상에 복수의 패턴(Pattern)을 형성하는 공정이 구비되며, 상기 패턴은 통상 식각공정의 수행에 의해서 형성된다.

그런데, 최근에 반도체소자가 64 MDRAM, 256 MDRAM 및 1 GDRAM으로 고집적화됨에 따라 반도체기판 상에 구현해야할 선폭의 크기는 0.35 ㎛ 이하로 요구되어 플라즈마를 이용한 건식식각기술이 반도체소자 제조공정에 많이 사용되고 있다. 상기 플라즈마를 이용한 건식식각기술은 식각가스를 GDP(Gas Distribution Plate)를 통해서 고진공상태의 식각챔버 내부로 분사하여 상기 식각가스를 플라즈마 상태로 변형함으로서, 상기 플라즈마 상태의 식각가스의 양이온 또는 라디칼(Radical)과 고정 패디스탈(Pedestal) 상에 위치된 반도체기판이 서로 접촉하여 반도체기판의 소정영역이 식각되도록 하는 것이다. 상기 플라즈마를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버는 플라즈마를 형성하는 방법에 따라 RIE(Reactive Ion Etching), MERIE(Magneticaly Enhanced Reactive Ion Etching), ECR(Electron Cyclotron Resonance), TCP(Transformer Coupled Plasma) 등으로 나눌수 있다.

그런데, 상기 플라즈마를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버의 패디스탈 상에 위치된 웨이퍼 표면에 플라즈마 상태의 식각가스가 집중될 수 있도록 패디스탈 상에 포커스링(Focus ring)을 구비하고, 식각챔버 외측에 자장을 형성할 수 있는 복수의 마그넥틱 코일(Magnetic coils)을 설치하는 등의 방법으로 식각챔버 내부에 균일한 플라즈마가 형성될 수 있도록 노력하고 있다.

그러나, 식각챔버의 압력상태를 조절하는 진공펌프와 식각챔버의 연결부위에 내부압력이 불균형을 이루는 영역이 존재하는 등의 여러 가지 원인에 의해서 식각챔버 내부에 불균일한 플라즈마가 형성되어 식각 균일도가 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 식각챔버 12 : 하부전극

14 : 패디스탈 16 : 일렉트릭척 필름

18 : 마그네틱 코일 20 : 모터

22 : 진공펌프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비는, 플라즈마 상태의 식각가스를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버와 상기 식각챔버 내부 소정영역에 구비되며, 식각대상 웨이퍼가 위치하는 하부전극과 상기 상부전극과 소정간격 이격되어 상기 식각챔버 내부에 설치된 상부전극과 상기 상부전극 및 하부전극에 선택적으로 고주파전력을 인가할 수 있는 고주파전원을 구비하는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비에 있어서, 상기 하부전극을 회전시킬 수 있는 하부전극 회전수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 식각챔버 일측에 상기 식각챔버에 자장을 형성할 수 있는 마그네틱 코일이 더 구비될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 MERIE타입의 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비에는 도1에 도시된 바와 같이 플라즈마를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버(10)가 구비되어 있다. 상기 식각챔버(10) 일측에 식각가스공급수단(도시되지 않음)이 구비되어 있고, 상기 식각챔버(10)의 상부소정영역은 상부전극으로 기능하도록 되어 있고, 상기 식각챔버(10) 외측에는 식각챔버(10) 내부에 자장을 형성할 수 있는 마그네틱 코일(18)이 감겨져 있다. 그리고, 상기 식각챔버(10) 하측 소정영역에는 식각챔버(10)의 내부압력을 조절하는 진공펌프(22)가 연결되어 있다.

또한, 상기 식각챔버(10) 내부에는 식각대상 웨이퍼가 안착되고, 모터(20)의 구동에 의해서 회전할 수 있는 하부전극(12)이 구비되어 있다. 상기 하부전극(12) 상부에는 패디스탈(14)이 형성되어 있고, 상기 패디스탈(14) 상에는 일렉트릭척 필름(16)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 하부전극(12)과 고주파전원이 연결되어 있고, 상기 식각챔버(10)의 소정영역 즉 상부전극과 상기 고주파전원이 동일접지되어 있다.

따라서, 일렉트릭척 필름(16) 상에 식각대상 웨이퍼가 안착되면, 진공펌프(22)는 펌핑동작을 수행하고, 상기 식각가스공급수단은 식각챔버(10) 내부에 식각가스를 공급한다.

그리고, 상기 고주파전원이 하부전극(12)에 고주파전력을 인가하게 됨에 따라 식각챔버(10) 내부에는 전기장이 형성되고, 상기 마그네틱 코일(18)에 의해서 식각챔버(10) 내부에 자장이 형성됨에 따라 식각가스는 플라즈마 상태로 변형된다. 이에 따라 플라즈마 상태의 양이온 및 원자단은 일렉트릭척 필름(16) 상에 위치된 웨이퍼의 소정영역과 접촉하여 웨이퍼의 소정영역을 식각한다. 상기 식각공정을 진행할 때, 상기 하부전극(12)은 모터(20)의 구동에 의해서 회전함에 따라 일렉트릭척 필름(16) 상에 위치된 웨이퍼는 서로 상이한 조건의 플라즈마 상태의 식각가스와 순차적으로 접촉함에 따라 반도체기판의 식각 균일도는 향상된다.

따라서, 본 발명에 의하면 식각대상 웨이퍼가 위치하는 하부전극을 회전시키며 식각공정을 진행함으로서 식각 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

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.

Claims (2)

1. 플라즈마 상태의 식각가스를 이용한 건식식각공정이 진행되는 식각챔버와 상기 식각챔버 내부 소정영역에 구비되며, 식각대상 웨이퍼가 위치하는 하부전극과 상기 상부전극과 소정간격 이격되어 상기 식각챔버 내부에 설치된 상부전극과 상기 상부전극 및 하부전극에 선택적으로 고주파전력을 인가할 수 있는 고주파전원을 구비하는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비에 있어서,

   상기 하부전극을 회전시킬 수 있는 하부전극 회전수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 식각챔버 일측에 상기 식각챔버에 자장을 형성할 수 있는 마그네틱 코일(Magnetic coil)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각설비.