KR20000026405A

KR20000026405A - 스퍼터링장치의 파티클 실드장치

Info

Publication number: KR20000026405A
Application number: KR1019980043926A
Authority: KR
Inventors: 윤영세
Original assignee: 윤영세
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2000-05-15
Also published as: KR100280981B1

Abstract

본 발명의 종래 기술에 따른 반도체 소자의 수율 저하, 신뢰성감소 문제점 야기를 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 금속 이온을 스퍼터링시 웨이퍼 상에 증착되는 금속막 상태 및 특성을 저하시키게 하는 파티클을 최소화 되도록 하여 소자의 신뢰성 및 수율을 극대화시키는 것으로, 직류 바이어스 어셈블리를 구성하는 세라믹과 스냅링 사이의 유격을 없애기 위해 세라믹의 저면과 스냅링 사이에 웨이브 스프링을 탄성적으로 개재하고, 상기 직류 바이어스 어셈블리를 실드에 형성된 설치홀을 통해 삽입시켜 직류 바이어스의 하단 플랜지부를 실드에 포밍(FORMING)으로 일체로 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

스퍼터링장치의 파티클 실드장치

본 발명은 반도체 소자인 메모리용, 비메모리용 소자의 생산 공정에 사용되는 스퍼터링장치의 실드(SHIELD)에 관한 것으로, 특히 실드에 설치되는 직류 바이어스 어셈블리를 일체형으로 하여 파티클(PARTICLE) 감소 및 스퍼터링 된 금속 증착막 특성이 향상되도록 하고, 그 결과 반도체 수율(YIELD)과 신뢰성(RELIABILITY)향상을 이루게 하는 스퍼터링장치의 파티클 실드장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 반도체 스퍼터링 장비의 공정 쳄버 구조도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 진동상태를 유지하고 있는 진공챔버(50)의 내부 중간부에는 웨이퍼(60)를 고정함과 아울러 가열하기 위한 히터블록 조립체(70)가 설치되어 있고, 상기 진공 챔버(50)의 상부에는 금속 소스를 제공하는 타깃(80)이 외부 전원과 연결 설치되어 있으며, 상기 진공 챔버(50) 내에는 금속 입자의 도포를 안내함과 아울러 진공 챔버(50)의 내부에 스퍼터링 물질에 의한 진동 챔버(50)가 도포되는 것을 막아주기 위한 실드(90)가 설치되며, 이 실드(90) 내에는 공정진행중 웨이퍼(60)를 잡아주는 클램프 링(100)이 설치되고, 상기 실드(90)에는 공정진행중 그라운드 바(110) 및 실드(90)와 클램프 링(100)을 전기적으로 격리시키는 직류 바이어스 어셈블리(120)가 설치되어 구성된다.

도 2는 종래 실드에 조립되는 직류 바이어스 어셈블리의 조립단면도를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 직류 바이어스 어셈블리(120)는 외관을 구성하는 직류 바이어스(121)와,

상기 직류 바이어스(121) 내에 중앙으로 설치되고 클램프 링(100)과 조립되어 클램프 링(100)의 상,하 운동시 함께 동작하는 고정스크루(122)와,

상기 고정스크루(122)의 축부 주위를 감싸 절연하는 세라믹(123)과,

상기 세라믹(123)을 직류 바이어스(121) 내에서 빠지는 것을 방지시키는 제1스냅링(124)과,

상기 직류 바이어스 어셈블리(120)를 실드(90)에 형성된 설치홀(91)을 통해 삽입시켜 직류 바이어스(121)를 실드(90)에 고정시키는 제2스냅링(125)으로 구성된다.

상기와 같이 실드(90)에 설치되는 직류 바이어스 어셈블리(120)는 실드(90)와 클램프 링(100)에 부착되어 공정 진행 중에는 실드(90)와 전기적으로 격리, 직류 바이어스(DC BIAS)가 형성되도록 하고, 공정 진행 후에는 접지면에서 방전(DISCHARGE)될 수 있도록 한다.

그런데 종래의 직류 바이어스 어셈블리(120)는 개별적인 형태로 조립이 이루어지게 되는 바, 상기 세라믹(123)과 제1스냅링(124) 간에 조립유격이 존재하고, 또한 직류 바이어스(121)를 실드(90)에 고정시키기 위해 제2스냅링(125)을 사용하기 때문에 이 제2스냅링(125)과 실드(90)사이에 유격 및 클램프 링(100)의 수많은 상,하 이동 반복에 따른 부품간 마찰 및 마모가 발생되어 공정 중에 상당량의 파티클을 발생시켜 챔버 조건을 악화시키게 된다.

이러한 현상은 공정상 주요한 인자인 웨이퍼 상의 금속막 증착두께 균일성, 면저항 균일성, 증착입자규격, 박막 특성(FILM STRESS, REFLECTIVITY, STEP COVERAGE) 등에 좋지 않은 영향을 미치게 되며, 특히 64메가 디램급 이상의 차세대 반도체 소자들에 대해서는 더욱 큰 문제점을 유발하여 수율 저하 및 신뢰성 감소 원인으로 작용될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 수율 저하, 신뢰성감소 문제점 야기를 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 금속 이온을 스퍼터링시 웨이퍼 상에 증착되는 금속막 상태 및 특성을 저하시키게 하는 파티클을 최소화 되도록 하여 소자의 신뢰성 및 수율을 극대화시키는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 직류 바이어스 어셈블리를 구성하는 세라믹과 스냅링 사이의 유격을 없애기 위해 세라믹의 저면과 스냅링 사이에 웨이브 스프링을 탄성적으로 개재하고, 상기 직류 바이어스 어셈블리를 실드에 형성된 설치홀을 통해 삽입시켜 직류 바이어스의 하단 플랜지부를 실드에 포밍(FORMING)으로 일체로 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 반도체 스퍼터링 장비의 공정 쳄버 구조도.

도 2는 종래 실드에 조립되는 직류 바이어스 어셈블리의 조립단면도.

도 3은 본 발명의 실드에 조립되는 직류 바이어스 어셈블리의 조립단면도.

도 4는 본 발명의 웨이브 스프링의 확대사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 직류 바이어스 어셈블리 12 : 웨이브 스프링

90 : 실드 91 : 설치홀

100 : 클램프 링 121 : 직류 바이어스

122 : 고정스크루 123 : 세라믹

124 : 스냅링

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 같은 도면부호로 표기하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실드에 조립되는 직류 바이어스 어셈블리의 조립단면도이고, 도 4는 본 발명의 웨이브 스프링의 확대사시도를 도시한 것이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 직류 바이어스 어셈블리(10)를 구성하는 직류 바이어스(121)와,

상기 직류 바이어스(121) 내에 중앙으로 설치되어 클램프 링(100)과 조립되어 클램프 링(100)의 상,하 운동시 함께 동작하는 고정스크루(122)와,

상기 세라믹(123)을 직류 바이어스(121) 내에서 빠지는 것을 방지시키는 스냅링(124)으로 이루어진 것에 있어서,

상기 세라믹(123)과 스냅링(124) 사이의 유격을 없애기 위해 세라믹(123)의 저면과 스냅링(124) 사이에 웨이브 스프링(12)을 탄성적으로 개재하고,

상기 직류 바이어스 어셈블리(10)를 실드(90)에 형성된 설치홀(91)을 통해 삽입시켜 직류 바이어스(121)의 하단 플랜지부(121a)를 실드(90)에 포밍(FORMING)으로 일체로 형성하여 구성한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 세라믹(123)과 스냅링(124) 사이에 웨이브 스프링(12)이 설치된 것에 의해 세라믹(123)과 스냅링(124) 간의 유격이 존재하지 않게 되고, 직류 바이어스(121)의 플랜지부(121a)가 실드(90)에 프레스로 포밍되어 직류 바이어스 어셈블리(10)가 실드(90)와 일체화됨으로써 스퍼터링 공정 진행중 클램프 링(100)의 상,하 운동에 따른 직류 바이어스 어셈블리(10)의 각 부품 간 마찰 및 마모가 발생되지 않게 되어 스퍼터링 공정중 파티클이 대폭 감소되고 금속막 증착공정 중 스퍼터링된 금속이 적극, 격리 세라믹으로의 유입을 최소화시키게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실드 일체형을 사용한 결과 종래의 구조에 비하여 아래와 같은 효과를 얻을 수 있었다.

항 목	종래 분리형 실드	본 발명의 일체형 실드
파 티 클증착 균일성수 율정 비 시 간	≤30EA(≥0.16㎛)≒ 5％--	≤10EA(≥0.16㎛)≒ 3％2-3％ 증가30％ 절감

상기 표에서 알 수 있듯이 종래 기술에 비하여 챔버 조건의 향상으로 인하여 차세대 반도체 소자의 수율 및 신뢰성 향상을 확인하게 되었다.

한편 본 발명은 설계에 따라 직류 바이어스(121)의 하단 플랜지부(121a) 만을 실드(90)에 포밍으로 일체로 형성하고 세라믹(123)과 스냅링(124) 사이에는 웨이브 스프링(12)을 설치하지 않을 수도 있고, 다른 한편 세라믹(123)과 스냅링(124) 사이에 웨이브 스프링(12)을 설치하고, 직류 바이어스(121)는 종래처럼 스냅링으로 실드(90)에 조립할 수도 있는 것이다.

한편 본 발명의 웨이브 스프링(12) 대신 이와 유사한 스프링 와셔를 사용할 수도 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실드에 설치되어 클램프 링의 업 포지션시에 그라운드 바 및 실드와 클램프 링이 전기적으로 격리되게 하는 직류 바이어스 어셈블리를 실드에 일체화시킴으로서 기계적인 공차 및 유격을 가진 마찰에 의해 발생되는 각각의 부품과 결합된 실드의 움직임에 따른 각 부품간의 누적 공차에 의한 파티클이 감소되게 되어 증착두께의 균일성과 박막특성 등이 향상되어 그 결과 반도체의 수율과 신뢰성을 향상시키는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims

직류 바이어스 어셈블리(10)를 구성하는 직류 바이어스(121)와,

상기 직류 바이어스(121) 내에 중앙으로 설치되어 클램프 링(100)과 조립되어 클램프 링(100)의 상,하 운동시 함께 동작하는 고정스크루(122)와,

상기 고정스크루(122)의 축부 주위를 감싸 절연하는 세라믹(123)과,

상기 세라믹(123)을 직류 바이어스(121) 내에서 빠지는 것을 방지시키는 스냅링(124)으로 이루어진 것에 있어서,

상기 세라믹(123)과 스냅링(124) 사이의 유격을 없애기 위해 세라믹(123)의 저면과 스냅링(124) 사이에 웨이브 스프링(12)을 탄성적으로 개재하고,

상기 직류 바이어스 어셈블리(10)를 실드(90)에 형성된 설치홀(91)을 통해 삽입시켜 직류 바이어스(121)의 하단 플랜지부(121a)를 실드(90)에 포밍(FORMING)으로 일체로 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 스퍼터링장치의 파티클 실드장치.