KR20010035562A - 웨이퍼 배면 냉각 시스템 - Google Patents

웨이퍼 배면 냉각 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20010035562A
KR20010035562A KR1019990042194A KR19990042194A KR20010035562A KR 20010035562 A KR20010035562 A KR 20010035562A KR 1019990042194 A KR1019990042194 A KR 1019990042194A KR 19990042194 A KR19990042194 A KR 19990042194A KR 20010035562 A KR20010035562 A KR 20010035562A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
helium
wafer chuck
wafer
line
groove
Prior art date
Application number
KR1019990042194A
Other languages
English (en)
Inventor
박해균
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019990042194A priority Critical patent/KR20010035562A/ko
Publication of KR20010035562A publication Critical patent/KR20010035562A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 식각장치에서의 웨이퍼 배면 냉각 시스템에 관한 것으로, 원반형의 웨이퍼 척 상면에 동심원과 방사선을 서로 연결하여 망구조를 나타내도록 형성된 홈, 상기 웨이퍼 척에 냉각용 헬륨을 공급하는 헬륨 공급 라인, 상기 웨이퍼 척에서 배출되는 냉각용 헬륨을 자체에 설치된 배출펌프를 이용하여 외부로 배출하는 헬륨 배출 라인, 상기 웨이퍼 척 주변부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 공급 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 투입용 홀 및 상기 웨이퍼 척 중앙부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 배출 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 배출용 홀을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 냉각용 헬륨의 공급이 투입구와 배출구가 별도로 형성되어 원활히 이루어지므로 식각공정중에 웨이퍼의 냉각을 효율적으로 실시할 수 있고 따라서 온도 불균일로 인한 공정불량을 억제할 수 있다.

Description

웨이퍼 배면 냉각 시스템{Wafer backside cooling system}
본 발명은 웨이퍼 배면 냉각 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 가공공정중에 적정온도를 유지하기 위해 웨이퍼 배면에 냉각용 헬륨 등의 기체를 공급하는 시스템에 관한 것이다.
반도체장치는 웨이퍼면에 다수의 반도체, 도체 및 부도체 막을 형성하고 가공하여 다수의 전자, 전기 소자를 형성하고 배선으로 연결하여 이루어지는 복잡하고 정밀한 장치이다. 따라서 다양한 공정을 통하여 고도의 엄격한 조건하에서 형성되고 있다. 웨이퍼가 가공되는 공정에서 중요한 조건으로 공통적으로 들 수 있는 것으로 온도와 압력이 있다. 그리고 가공이 이루어질 때의 온도와 압력에 따른 차이는 대개 상호 연관적이 된다.
반도체장치의 제조에서 적층된 여러 막을 가공하는 공정 가운데 가장 일반적인 것은 패터닝 작업인데 이는 노광공정과 식각 공정을 통해 이루어진다. 따라서 반도체 장치 제조에 가장 많이 이용되는 공정가운데 하나가 식각 공정이 된다. 식각에는 건식 식각과 습식 식각이 있고, 건식 식각 공정에서도 공급되는 기상의 에천트에 고주파 전계를 인가하여 플라즈마상을 형성하여 식각 반응성을 높이는 플라즈마 식각이 일반적이다. 이런 식각 공정에서는 플라즈마 형성에 따르는 열이 많이 발생하고 온도가 지나치게 높아지면 적절한 공정반응이 이루어지지 않고, 여러 문제를 가지는 부반응이 우세하게 진행될 수 있으므로 공정 온도를 낮추게 된다.
공정 온도를 낮추는 방법으로 에칭 챔버 전체 온도를 낮추는 방법도 있으나 대기압에 비해 낮은 기압 환경에서 적절한 냉각을 실시하기 위해 많이 사용되는 것이 흔히 백사이드 헬륨이라고 불리는, 헬륨 기체를 통한 냉각 방법이다.
도1과 도2는 헬륨을 이용한 종래의 웨이퍼 배면 냉각 시스템을 나타내기 위한 웨이퍼 척 주변의 개략적인 평면도 및 측단면도이다.
웨이퍼 척(11)은 식각이 이루어지는 식각 챔버에서 공정중 웨이퍼(10)가 고정되는 작업대이며, 챔버내에 플라즈마를 형성하기 위해 설치되는 전극의 하나인 아노드 전극(13) 위에 설치된다. 아노드 전극(13)과 웨이퍼 척(11)에는 도2와 같이 헬륨 가스 유통로가 되는 헬륨 라인(17)이 설치되어 있다. 헬륨 공급 라인(15)에서는 웨이퍼 척으로 가는 헬륨 투입 배출 겸용 헬륨 라인(15) 외에 펌프(30)를 구비하는 헬륨 배기 라인(19)이 연결되어 웨이퍼 척(11)으로 공급된 헬륨이 일정 압력을 가지면 헬륨 공급 라인(17)의 헬륨이 바로 헬륨 배기 라인(19)으로 빠지게 된다.
웨이퍼 척(11)에서 웨이퍼(10) 배면이 닿게 되는 상면에는 웨이퍼(10)에 고르게 헬륨을 공급하여 동일한 온도 수준으로 웨이퍼를 냉각시킬 수 있도록 헬륨 분배 라인(12)이 동심원과 방사선을 조합한 방사 대칭으로 형성되어 있다. 헬륨은 웨이퍼 척의 중앙부에 형성된 네 개의 공급용 홀(14)을 통해 헬륨 분배 라인(12)에 공급되어 웨이퍼 척(11)의 주변부 쪽으로 흘러가게 된다.
그러나 이렇게 형성된 종래의 헬륨 공급 시스템에서는 웨이퍼 척 상면의 헬륨 분배 라인에 중앙부에 형성된 홀을 통해서 헬륨 가스를 공급하기만 할 뿐이고 주변부 쪽으로 흘러간 헬륨 가스가 외부로 빠져나갈 출구가 별도로 형성되지 않아 일단 주변부로 흘러간 헬륨 가스가 중심부쪽으로 되돌아오게 된다. 따라서 헬륨 플로우 라인의 압력이 높아지고 일정 압력에 도달하면 헬륨 공급 라인에서 공급되는 헬륨은 웨이퍼 배면에 원활히 공급되지 못하고 펌프가 형성된 헬륨 배기 라인 쪽으로 빠져나가게 된다. 그리고 웨이퍼 배면과 에이퍼 척 상면의 틈으로 헬륨이 누출되는 만큼만 헬륨이 새로 공급된다. 실제로 헬륨은 주변부에서 미세하게 누출되므로 헬륨은 늘 중심에서 주변부로 흐르게 되고 이는 곧 주변부의 압력이 미세하게 낮다는 것을 의미한다. 이상과 같이 헬륨의 유통이 원할하지 않고, 압력의 차이가 중심과 주변에 생긴 상태에서는 웨이퍼에 대한 냉각이 균형적으로 이루어지지 않아 주변부와 중심부 사이에 식각율의 차이가 생기고 결과적으로 식각에 의해 형성된 패턴의 선폭이 균일하게 이루어지지 않아 공정 불량이 유발되기 쉽다.
본 발명에서는 중심과 주변부의 냉각용 헬륨의 압력차가 발생하여 공정 웨이퍼상에 부분적인 온도 불균일 현상이 발생하고 이로 인하여 식각공정에서 선폭이 주변 칩과 중심 칩 사이에 균일하게 형성되지 못하여 일부 칩에서 불량이 발생할 가능성이 높았던 것을 개선할 수 있도록 냉각용 헬륨의 공정중 압력을 고르게 할 수 있는 웨이퍼 배면 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1과 도2는 헬륨을 이용한 종래의 웨이퍼 배면 냉각 시스템을 나타내기 위한 웨이퍼 척 주변의 개략적인 평면도 및 측단면도이다.
도3 및 도4는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면도 및 측단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10: 웨이퍼 11,21: 웨이퍼 척
12: 분배 라인 13,23: 아노드 전극
14,22: 투입용 홀 20: 분기점
15,25: 헬륨 라인 17,27: 헬륨 공급 라인
19,29: 헬륨 배출 라인 26: 배출용 홀
30: 펌프
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 배면 냉각 시스템은, 원반형의 웨이퍼 척 상면에 동심원과 방사선을 서로 연결하여 망구조를 나타내도록 형성된 홈, 상기 웨이퍼 척에 냉각용 헬륨을 공급하는 헬륨 공급 라인, 상기 웨이퍼 척에서 배출되는 냉각용 헬륨을 자체에 설치된 배출펌프를 이용하여 외부로 배출하는 헬륨 배출 라인, 상기 웨이퍼 척 주변부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 공급 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 투입용 홀 및 상기 웨이퍼 척 중앙부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 배출 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 배출용 홀을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
헬륨 투입용 홀로서 웨이퍼 척 주변부에 형성되는 통기용 홀은 헬륨 배출용 홀과 같이 방사대칭형으로 복수개 설치하는 것이 바람직하며 배출용 홀과 투입용 홀의 수는 서로 일치하지 않아도 문제는 없다. 바람직하게는 통기용 홀은 웨이퍼 척 상면의 망구조를 이루는 홈에서 동심원과 방사선이 겹치는 격자점에 형성하도록 한다.
그리고 웨이퍼 척이 놓이는 하부 전극에도 웨이퍼 척에 형성되는 홀과 대응되도록 냉각용 헬륨의 통로를 형성하거나 통로가 하부 전극을 거치지 않고 바로 웨이퍼 척에 형성되는 홀로 연결되도록 한다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.
도3 및 도4는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 평면도 및 측단면도이다. 평면도에서 알 수 있듯이 웨이퍼 척(21) 상면의 홈형 헬륨 분배 라인(12)과 연결되도록 최외각의 동심원과 방사선이 만나는 격자점 8곳 가운데 4곳에 방사대칭형으로 냉각용 헬륨 투입용 홀(22)이 새롭게 형성되었다. 따라서 공정을 위해 웨이퍼 척(21)에 웨이퍼(10)가 적재되면 냉각용 헬륨이 이들 투입용 홀(22)로 투입되고 헬륨 가스는 웨이퍼 배면과 웨이퍼 척 상면의 홈으로 이루어지는 헬륨 분배 라인(12)을 따라 중심부로 흘러가서 중심부 4곳의 헬륨 배출용 홀(26)을 따라 외부로 배출된다. 헬륨의 배출은 홈이 이루는 공간에 헬륨이 채워지면 이루어지게 된다.
종래의 웨이퍼 배면 냉각 시스템에서는 헬륨 공급 라인과 웨이퍼 척으로의 헬륨 투입 배출 겸용라인, 헬륨 배출 라인이 한 점에서 연결되었던 것을 본 시스템에서는 헬륨 공급 라인(27)을 새로 형성된 웨이퍼 척 주변부의 헬륨 투입용 홀(22)과 연결하고, 종래의 헬륨 배출 라인(29)을 종래의 헬륨 투입 배출 겸용 헬륨 라인(25)과 연결하되 종래의 헬륨 투입 배출 겸용 헬륨 라인(25)이 헬륨 배출용으로만 사용되도록 하여 전체 냉각용 헬륨 가스의 흐름이 주변부에서 투입되어 웨이퍼 척(21) 상면의 분배 라인(12)을 따라 웨이퍼 척(21) 중심부로 공급된 다음 헬륨 배출용 홀(26)과 이어지는 헬륨 배출 라인(29)으로 나가 일방적인 흐름을 이루도록 하였다.
이런 형태의 웨이퍼 배면 냉각 시스템에서는 헬륨의 투입과 배출량이 일정하므로 웨이퍼 척 상면 홈에서의 헬륨의 압력이 일정하게 이루어지며 온도의 불균일성의 여지를 줄이고 있다.
본 발명에 따르면, 냉각용 헬륨의 공급이 투입구와 배출구가 별도로 형성되어 원활히 이루어지므로 식각공정중에 웨이퍼의 냉각을 효율적으로 실시할 수 있고 따라서 온도 불균일로 인한 공정불량을 억제할 수 있다.

Claims (3)

  1. 원반형의 웨이퍼 척 상면에 동심원과 방사선을 서로 연결하여 망구조를 나타내도록 형성된 홈, 상기 웨이퍼 척에 냉각용 헬륨을 공급하는 헬륨 공급 라인, 상기 웨이퍼 척에서 배출되는 냉각용 헬륨을 자체에 설치된 배출펌프를 이용하여 외부로 배출하는 헬륨 배출 라인, 상기 웨이퍼 척 주변부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 공급 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 투입용 홀 및 상기 웨이퍼 척 중앙부에서 상기 홈 및 상기 헬륨 배출 라인과 상하단이 각각 연결되도록 상기 웨이퍼 척 몸체에 형성된 헬륨 배출용 홀을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헬륨 투입용 홀은 상기 헬륨 배출용 홀과 같이 방사대칭형으로 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 냉각 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 헬륨 투입용 홀은 상기 망구조를 이루는 홈에서 최외각 동심원과 방사선이 겹치는 격자점에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면 냉각용 시스템.
KR1019990042194A 1999-10-01 1999-10-01 웨이퍼 배면 냉각 시스템 KR20010035562A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990042194A KR20010035562A (ko) 1999-10-01 1999-10-01 웨이퍼 배면 냉각 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990042194A KR20010035562A (ko) 1999-10-01 1999-10-01 웨이퍼 배면 냉각 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010035562A true KR20010035562A (ko) 2001-05-07

Family

ID=19613533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990042194A KR20010035562A (ko) 1999-10-01 1999-10-01 웨이퍼 배면 냉각 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20010035562A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108389771A (zh) * 2017-02-02 2018-08-10 东京毅力科创株式会社 被加工物的处理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108389771A (zh) * 2017-02-02 2018-08-10 东京毅力科创株式会社 被加工物的处理装置
CN108389771B (zh) * 2017-02-02 2020-01-21 东京毅力科创株式会社 被加工物的处理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102594442B1 (ko) 플라즈마 처리 장치
US5846375A (en) Area specific temperature control for electrode plates and chucks used in semiconductor processing equipment
US20110079356A1 (en) Side gas injector for plasma reaction chamber
TW201523689A (zh) 用於汽相蝕刻和清洗的電漿處理設備
JPH08181195A (ja) ペデスタル及びベース間の改善された熱伝達
KR20230152638A (ko) 플라즈마 식각 장치 및 방법
JPH05243191A (ja) ドライエッチング装置
JP4021864B2 (ja) ウエハー用静電チャック
KR20010035562A (ko) 웨이퍼 배면 냉각 시스템
KR100712224B1 (ko) 냉각 유로
CN112750676B (zh) 一种等离子体处理装置
US11676803B2 (en) Liner assembly for vacuum treatment apparatus, and vacuum treatment apparatus
TW202228187A (zh) 等離子體反應器
JP2005203426A (ja) ウエハ載置用電極
KR100502613B1 (ko) 기판냉각장치및반도체제조장치
KR20040013170A (ko) 애싱 장치
KR101079224B1 (ko) 상부전극 어셈블리 및 플라즈마 처리 장치
JP2002009049A (ja) プラズマ処理方法及びこれを用いたプラズマ処理装置
KR100712225B1 (ko) 정전척
KR0179862B1 (ko) 반도체 식각장치의 하부전극
KR20040070697A (ko) 냉각 장치 및 반도체 소자 제조 장치
KR20210045827A (ko) 기판용 정전 척
KR100191712B1 (ko) 반도체 소자 식각 장치용 쳄버
TW202316914A (zh) 電漿處理裝置
KR20220113280A (ko) 기판 지지체 및 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination