KR20010036146A - 반도체 제조용 정전척 아셈블리 - Google Patents

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KR20010036146A
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Abstract

본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리는 웨이퍼를 정전척에서 들어올리거나 안착시키는 리프트 핀의 재질을 변화시키고 공정챔버 내부의 공정조건을 변화시켜 잔류 전하 방전에 따른 웨이퍼 손상을 방지하도록 한 것으로써, 공정가스가 공급 및 배기되는 공정챔버 내부에 설치되는 정전척과, 정전척에 설치되어 구동실린더에 의해 상,하 구동하면서 웨이퍼를 정전척에 내려놓거나 들어올리는 부도체로 된 다수개의 리프트 핀과, 공정챔버에 고주파 전원을 인가하되 웨이퍼의 공정진행시 또는 웨이퍼 및 정전척의 잔류전하 방전시 고주파 전원을 다르게 인가하는 고주파 전원 공급부를 포함하여, 웨이퍼 및 정전척의 잔류 전하 방전시 공정챔버와 정전척, 웨이퍼와 공정가스가 전기적인 폐회로를 형성하여 잔류전하를 방전시키도록 한다.

Description

반도체 제조용 정전척 아셈블리{An electric static chuck for fabricating semiconductor}
본 발명은 공정챔버 내부에 설치되어 웨이퍼를 정전기력에 의해 고정시키는 반도체 제조용 정전척(Electric Static Chuck; 이하 ESC) 아셈블리에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 정전척에서 들어올리거나 안착시키는 리프트 핀의 재질을 변화시키고 공정챔버 내부의 공정조건을 변화시켜 잔류 전하 방전에 따른 웨이퍼 손상을 방지하는 것이다.
일반적으로 웨이퍼를 가공하는 공정 중 식각공정 또는 증착공정에서는 웨이퍼를 고정시킨 상태에서 공정을 진행시켜야 한다. 이러한 웨이퍼의 고정은 진공에 의한 고정 또는 정전기력에 의한 고정 등이 있으며, 공정의 특성에 따라 선택하여 사용한다.
제 1 도는 이러한 종래의 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 설명하기 위한 것으로써, 종래의 정전척 아셈블리는 일측에 설치된 인입구(11)로부터 공정가스가 주입되며, 타측에 진공펌핑 수단에 연결되어 챔버 내부를 펌핑하여 일정한 압력을 유지시키는 펌핑구(12)가 설치된 진공상태를 유지하는 공정챔버(10) 내에 설치된 정전척(20)이 있다.
그리고, 공정챔버(10)에는 소정 전압의 고주파 전원이 인가되어 플라즈마 형성이 가능하다.
이러한 공정챔버(10)내부에 설치되는 정전척(20)은 직류전원이 인가된다.
또한, 정전척(20)에는 미도시된 이송수단이 이송시킨 웨이퍼(30)를 공기압으로 상하 구동되는 구동실런더(22)에 연결되어 업/다운 구동하면서 정전척의 상면에 안착시키거나 들어올리는 알루미늄(Aluminum) 재질의 리프트 핀(21)이 설치된다.
이러한 구성으로 이루어진 종래의 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 통한 웨이퍼 고정 및 잔류 전하의 방전을 설명한다.
먼저, 공정챔버(10) 내부가 펌핑구(12)를 통해 진공 펌핑되어 일정한 압력 이하의 진공상태를 유지하면 공정을 진행시키기 위해 웨이퍼(30)가 챔버 내부로 이송된다.
이송된 웨이퍼(30)는 구동실린더(22)에 의해 상향 구동된 리프트 핀(21)위에 놓여지며, 정전척(20)으로 일정한 직류전원은 온(on)된다.
이 상태에서 리프트 핀(21)은 하향 구동되어 안착된 웨이퍼(30)를 정전척(20)상면에 놓여지게 하여 정전척(20)과 웨이퍼(30), 리프트 핀(21)은 전기적인 폐회로를 형성하여 웨이퍼를 정전기력에 의해 고정하게 된다.
그리고, 웨이퍼(30)가 고정된 상태에서 인입구(11)를 통해 유입된 공정가스는 챔버(10)로 인가된 고주파 전원에 의해 플라즈마를 형성하여 웨이퍼(30)를 식각하게 된다.
그리고, 식각이 완료되면 정전척(20)으로 인가되는 직류전원은 오프(off)되고, 리프트 핀(21)은 구동실린더(22)에 의해 놓여진 웨이퍼(30)를 정전척(20)에서 들어올리게 된다.
이때, 정전척(20)의 직류전원이 오프(off)되더라도 웨이퍼(30) 및 정전척(20)에는 잔류전하가 존재하며, 이 잔류전하는 접지된 리프트 핀(21)을 통해 계속적으로 방전된다.
그러나, 이러한 종래의 반도체 제조용 정전척 아셈블리는 접지된 리프트 핀을 통해 잔류전하를 방전시키게 되는데, 이 과정에서 정전척 표면과 웨이퍼 상의 잔류 전하가 완전하게 방전되지 않은 상태에서 리프트 핀으로 웨이퍼를 들어올리면 정전척 표면과 웨이퍼상의 잔류 전하에 의해 잔존하는 흡착력으로 인하여 웨이퍼가 튕겨져 리프트 핀에서 이탈되는 문제점이 있다.
또한, 리프트 핀을 통해 집중적으로 잔류전하가 방전되므로 리프트 핀과 접촉되는 웨이퍼 부분이 전기적으로 손상되어 생산 수율 저하 및 소자 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 미방전된 잔류 전하에 의한 웨이퍼의 튕겨짐과 집중적인 잔류 전하 방전에 따른 웨이퍼 손상을 방지하여 생산 수율 및 소자 특성을 향상시키는 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리는 공정가스가 공급 및 배기되는 공정챔버 내부에 설치되는 정전척과, 정전척에 설치되어 구동실린더에 의해 상,하 구동하면서 웨이퍼를 정전척에 내려놓거나 들어올리는 부도체로 된 다수개의 리프트 핀과, 공정챔버에 고주파 전원을 인가하되 웨이퍼의 공정진행시 또는 웨이퍼 및 정전척의 잔류전하 방전시 고주파 전원을 다르게 인가하는 고주파 전원 공급부를 포함하여, 웨이퍼의 잔류 전하 방전시 공정챔버와 정전척, 웨이퍼와 공정가스가 전기적인 폐회로를 형성하여 잔류전하를 방전시키도록 한다.
제 1 도는 종래의 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 설명하기 위한 도면.
제 2 도는 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 설명하기 위한 도면.
■ 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호설명 ■
10 : 공정챔버 11 : 인입구
12 : 펌핑구 14 : 고주파 전원 공급부
20 : 정전척 21,100 : 리프트 핀
22 : 구동 실린더 30 : 웨이퍼
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 2 도는 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리를 설명하기 위한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리는 일측에 설치된 인입구(11)로부터 공정가스가 주입되며, 타측에 미도시된 진공펌핑 수단에 연결되어 챔버 내부를 펌핑하여 일정한 압력을 유지시키는 펌핑구(12)가 설치되어 진공상태를 유지하는 공정챔버(10) 내에 설치된 정전척(20)이 있다.
그리고, 공정챔버(10)에는 0.05㎾ 내지 1.5㎾ 범위의 고주파 전원을 인가시키는 고주파 전원 공급부(14)가 연결된다.
이러한 공정챔버(10)내부에 설치되는 정전척(20)에는 직류전원이 인가되며, 미도시된 이송수단에 의해 이송된 웨이퍼를 공기압으로 상하 구동되는 구동실린더(22)에 연결되어 업/다운 구동하면서 정전척(20)의 상면에 안착시키거나 들어올리는 리프트 핀(100)이 다수개 설치된다.
이때, 리프트 핀(100)은 전기적으로 부도체 성질을 가지도록 하며, 부도체 재질인 것은 어느 재질로 사용하여도 무방하나 여기서는 세라믹(ceramic) 재질로 한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척 아셈블리에서 웨이퍼 고정 및 잔류전하 방전을 설명한다.
먼저, 공정챔버(10)내부가 진공펌핑 수단과 연결된 펌핑구(12)를 통해 진공 펌핑되어 일정한 압력 이하의 진공상태를 유지하면 공정을 진행시키기 위해 웨이퍼(30)가 챔버 내부로 이송된다.
이송된 웨이퍼(30)는 구동실린더(22)에 의해 상향 구동된 리프트 핀(100)위에 안착되며, 정전척(20)으로 일정한 직류전원은 온(on)된다.
이 상태에서 리프트 핀(100)은 하향 구동되어 웨이퍼(30)를 정전척(20)상면에 놓여지게 하고, 인입구(11)를 통해 공정가스를 공급하면 정전척(20)과 웨이퍼(30), 공정가스 및 공정챔버(10)가 하나의 전기적인 폐회로를 형성하여 웨이퍼(30)를 정전기력에 의해 고정하게 된다.
그리고, 웨이퍼(30)가 고정된 상태에서 고주파 전원 공급부(14)를 통해 공정챔버(10)로 1.5 ㎾의 고주파 전원을 인가시키면 공정가스와 반응하여 플라즈마 상태가 챔버(10) 내부에 형성되어 웨이퍼(30)를 식각하게 된다.
그리고, 웨이퍼 식각이 완료되면 정전척(20)으로 인가되는 직류전원은 오프(off)되고, 인입구(11)로 공정가스를 재공급하여 웨이퍼 고정 흡착과 동일하게 공정챔버(10)와 웨이퍼(30), 정전척(20) 및 공정가스가 전기적인 폐회로를 형성하여 웨이퍼(30) 및 정전척(20)의 잔류전하가 방전되도록 한다.
또한 고주파 전원 공급부(14)를 통해 0.05㎾의 고주파 전원을 공정챔버(10)에 인가시켜 공정챔버가 도통되도록 하여 웨이퍼(30)및 정전척(20)의 제거되지 않은 잔류전하가 완전히 방전되도록 한다.
이때, 리프트 핀(100)은 부도체이므로 리프트 핀을 통해서 잔류전하는 방전되지 않는다.
그리고, 잔류 전하가 완전히 방전되면 리프트 핀(100)은 구동실린더(22)에 의해 놓여진 웨이퍼(30)를 정전척(20)에서 들어올려 이송수단에 의해 반송되게 한다.
상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 정전척은 웨이퍼를 흡착하기 위해 발생된 정전기력에 의해 웨이퍼 및 정전척 상에 존재하는 잔류전하가 부도체인 리프트 핀을 통해 방전되지 않고 공정가스의 공급 및 고주파 전원의 인가를 통해 공정챔버 및 정전척으로 모두 방전되어 제거됨으로써 웨이퍼의 튕겨짐이 방지된다.
또한, 잔류전하가 리프트 핀을 통해 집중적으로 방전되는 것이 방지됨으로써 잔류 전하의 방전시 발생되는 웨이퍼 손상 및 생산 수율 저하가 방지된다.

Claims (3)

  1. 공정가스가 공급 및 배기되는 공정챔버 내부에 설치되는 정전척과;
    상기 정전척에 설치되어 구동실린더에 의해 상,하 구동하면서 웨이퍼를 상기 정전척에 내려놓거나 들어올리는 부도체로 된 다수개의 리프트 핀과;
    상기 공정챔버에 고주파 전원을 인가하되 상기 웨이퍼의 공정진행시 또는 상기 웨이퍼 및 정전척의 잔류전하 방전시 상기 고주파 전원을 다르게 인가하는 고주파 전원 공급부를 포함하여,
    상기 웨이퍼 및 정전척의 잔류 전하 방전시에 상기 공정챔버와 정전척, 상기 웨이퍼와 상기 공정가스가 전기적인 폐회로를 형성하여 상기 잔류전하를 방전시키는 반도체 제조용 정전척 아셈블리.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 리프트 핀은 세라믹 재질로 형성된 것이 특징인 반도체 제조용 정전척 아셈블리.
  3. 청구항 1 또는 2 에 있어서,
    상기 정전척 및 웨이퍼의 잔류전하 방전시 상기 고주파 전원 공급부에서 인가되는 고주파 전원은 0.05㎾인 것이 특징인 반도체 제조용 정전척 아셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101877339B1 (ko) * 2012-12-20 2018-07-11 주식회사 원익아이피에스 기판처리시스템의 기판캐리어 및 그를 가지는 기판처리시스템

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