KR20000059613A - 에칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼를 식각하기 위해 가스를 사용하는 에칭 장치에 관한 것이다. 본 발명의 에칭 장치는 공정 챔버와 가스 분사부재를 구비한다. 상기 공정 챔버는 상기 반도체 웨이퍼의 식각 공정이 진행되는 챔버이다. 상기 가스 분사부재는 상기 반도체 웨이퍼가 지지되는 부분과 대응되도록 상방향에 위치되어 외부로부터 상기 공정 챔버 내로 상기 가스를 공급하기 위한 역할을 한다. 또한, 상기 가스 분사부재는 가스라인과 분사노즐을 구비한다. 상기 가스라인은 에칭 공정에 사용되는 가스를 이송하는 역할을 한다. 상기 분사노즐은 상기 가스라인 끝단에 설치되고, 측면으로 형성된 제 1 홀과 하면으로 형성되어 상기 반도체 웨이퍼 방향으로 가스를 분사하기 위한 제 2 홀을 구비한다. 이와 같은 구성을 가지는 에칭 장치에 의하면, 상기 가스가 반도체 웨이퍼 상에 균등하게 분사되기 때문에 상기 반도체 웨이퍼를 균일하게 식각할 수 있다.

Description

에칭 장치{ETCHING APPARATUS}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼를 식각하기 위해 가스를 사용하는 에칭 장치에 관한 것이다.

에칭 공정(etching process)는 감광액(PR) 현상 공정이 끝난 후 감광액 밑에 성장, 침적, 증착된 박막들을 가스나 화학물(chemical)을 이용하여 선택적으로 제거하는 공정이다. 상기 에칭 공정에서는 식각을 위해서 프로세스 가스(process gas)를 사용하게 된다. 상기 프로세스 가스는 상기 에칭 공정에 주입되어 공정이 진행된 다음 배기(exhaust)된다.

도 1은 종래의 에칭 장치에서 공정 가스의 유동을 보여주기 위한 단면도이고 도 2는 종래의 에칭 장치에서 가스를 분사하는 가스 분사부재를 보여주기 위한 사시도이다. 특별히 도 1 내지 도 2는 L2200 설비의 예를 든 것이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 공정 챔버(process chamber)(100)의 내부에는 웨이퍼(102)가 로딩(loading)되어 있고, 상기 웨이퍼(102)를 식각하기 위해서 공정 가스(process gas)가 가스라인(104)을 통해서 이송된다. 상기 가스라인(104)의 끝부분에는 분사노즐(105)이 설치되고 상기 분사노즐(105)은 상기 공정 가스가 분사되는 홀(106)이 측면에 형성되어 있다. 그래서 상기 공정 가스는 상기 공정 챔버(100)의 측면을 향해서 분사된다. 상기 L2200 설비는 가스 다운 플로우 타입(gas down flow type)을 사용하고 있으므로 상기 분사노즐(105)이 상기 웨이퍼(102)의 상부에 위치하여 공정 가스를 분사하는 방식을 사용한다. 이 경우에 상기 웨이퍼(102)의 상부에서 분사되는 상기 공정 가스는 쉽게 확산되므로 상기 웨이퍼(102)의 중앙부분은 에칭되는 속도가 느리고 가장자리부분은 에칭되는 속도가 빠르게 되는 단점이 나타난다. 그래서 미세 패턴(pattern)을 가공하기 위해서는 저식각율 공정(low etch rate process)을 적용하면, 상기 웨이퍼(102)의 균일도(uniformity)는 증가하지만 시간 손실(time loss)이 발생하는 단점이 발생한다. 또한, 고식각율 공정(high etch rate process)을 적용하는 경우에는 상기 공정 가스가 상부에서 분사되어 확산되므로 국부적으로 에칭 속도가 다른 단점이 발생하여 특히 점선으로 표시된 상기 웨이퍼(102)의 가장자리(edge)부분에 식각이 많이 발생하는 언더 컷(under cut)이 발생한다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 공정 가스가 반도체 웨이퍼 상에 균등하게 분사되도록 할 수 있는 새로운 형태의 에칭 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 에칭 장치에서 공정 가스의 유동을 보여주기 위한 단면도;

도 2는 종래의 에칭 장치에서 가스를 분사하는 가스 분사부재를 보여주기 위한 사시도;

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가스 분사부재를 보여주기 위한 사시도 및;

도 4는 본 발명의 실시예에 에칭 장치에서 공정 가스의 유동을 보여주기 위한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

200 : 분사노즐 202 : 제 1 홀

204 : 가스 라인 206 : 제 2 홀

208 : 공정 챔버 210 : 웨이퍼

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 웨이퍼를 식각하기 위해 가스를 사용하는 에칭 장치는 공정챔버와 가스 분사부재를 구비한다. 상기 공정챔버는 상기 반도체 웨이퍼의 식각 공정이 진행되는 챔버이다. 상기 가스 분사부재는 상기 반도체 웨이퍼가 지지되는 부분과 대응되도록 상방향에 위치되어 외부로부터 상기 공정 챔버내로 상기 가스를 공급하기 위한 역할을 한다. 또한, 상기 가스 분사부재는 가스라인과 분사노즐을 구비한다. 상기 가스라인은 상기 공정 챔버에서 사용되는 가스가 이송된다. 상기 분사노즐은 상기 가스라인 끝단에 설치되고, 측면으로 형성된 제 1 홀과 하면으로 형성되어 반도체 웨이퍼 방향으로 가스를 분사하기 위한 제 2 홀을 구비한다.

특별히 본 발명의 에칭 장치는 에칭 공정에 사용되는 가스가 상기 반도체 웨이퍼가 로딩된 방향과는 직각을 이루는 측면으로 분사되던 종래의 방식에 상기 반도체 웨이퍼가 로딩된 방향으로도 분사가 되도록 하는 분사노즐을 더 구비하는 것이 특징이다. 상기 분사노즐은 상기 반도체 웨이퍼의 방향으로도 분사가 되도록 하기 위해서 상기 분사노즐의 하면에 상기 가스라인의 중심과 동일 선상에 위치하도록 하나의 홀을 형성한다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 가스가 반도체 웨이퍼 상에 균등하게 분사되기 때문에 상기 반도체 웨이퍼를 균일하게 식각할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 3 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또한, 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가스 분사부재를 보여주기 위한 사시도이며 도 4는 본 발명의 실시예에 에칭 장치에서 공정 가스의 유동을 보여주기 위한 단면도이다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 가스 분사부재는 에칭 공정에 사용되는 공정 가스가 공급되는 가스 라인(204)과, 상기 가스 라인(204)의 끝부분에 설치되어 상기 공정 가스가 분사되는 제 1 홀(202)과 제 2 홀(206)을 구비한 분사노즐(200)로 구성되어 있다. 상기 가스 라인(204)을 통해서 외부로부터 공정 챔버(208)로 공급된 상기 공정 가스들은 상기 분사노즐(200)의 측면에 형성된 상기 제 1 홀(202)을 통하여 웨이퍼(210)와 대응되는 방향과는 수직한 방향으로 분사된다. 그리고 상기 분사노즐(200)의 하면(상기 웨이퍼(210)와 대응되는 방향)으로 형성된 상기 제 2 홀(206)을 통해서는 상기 웨이퍼(210)와 대응되는 방향으로 상기 공정 가스가 분사된다. 상기 제 2 홀(206)은 상기 가스 라인(204)의 중심과 동일 선상에 놓이도록 형성된다. 이런 구성을 가지는 경우의 가스 분사부재는 도 4에 도시된 바와 같이 공정 가스가 측면으로 분사되어 확산되던 종래와는 달리 상기 제 2 홀(206)을 통해서도 상기 공정 가스가 분사되어 상기 웨이퍼(210) 상에 분사되는 상기 공정 가스의 양이 균등하게 된다. 상기 웨이퍼(210)의 중앙부분에도 상기 공정 가스의 일정한 양이 분사되므로 종래처럼 상기 웨이퍼(210)의 중앙부분은 적게 식각되고 가장자리부분은 많이 식각되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서 상기 웨이퍼(210) 전체의 균일도(uniformity)는 높지만 시간 손실(time loss)이 발생하는 저식각율 공정(low etch rate process)을 적용해야 할 필요 없이 고식각율 공정(high etch rate process)을 적용하는 경우에도 상기 웨이퍼(210) 전체의 균일도(uniformity)를 개선할 수 있으며 상기 저식각율 공정에서 발생하던 상기 시간 손실도 줄일 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 공정 가스가 반도체 웨이퍼 상에 균등하게 분사되기 때문에 상기 반도체 웨이퍼를 균일하게 식각할 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 웨이퍼를 식각하기 위해 가스를 사용하는 에칭 장치에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼의 식각 공정이 진행되는 공정 챔버 및;

   상기 반도체 웨이퍼가 지지되는 부분과 대응되도록 상방향에 위치되어 외부로부터 상기 공정 챔버내로 상기 가스를 공급하기 위한 가스 분사부재를 포함하되;

   상기 가스 분사부재는 가스가 이송되는 가스라인 및,

   상기 가스라인 끝단에 설치되고, 측면으로 형성된 제 1 홀과 하면으로 형성되어 반도체 웨이퍼 방향으로 분사하기 위한 제 2 홀을 구비한 분사노즐을 포함하여, 상기 가스가 상기 반도체 웨이퍼에 균등하게 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사노즐의 상기 제 2 홀은 상기 가스라인과 중심과 동일 선상에 놓이도록 형성되는 하나의 홀인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.