KR20010073565A - 반도체 제조 공정에서 사용되는 정전척 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하는데 사용되는 정전척(electro static chuck)에 관한 것이다. 반도체 제조 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하는데 사용되는 정전척은 소정의 전원을 인가 받는 전극과, 전극위에 형성된 것으로 그 위에 반도체 웨이퍼가 놓이는 유전체 플레이트를 갖는 테이블과, 전극에 전원을 공급하기 위한 수단 그리고 전극으로 공급되는 전원을 제어하기 위한 수단을 포함한다. 전원 공급 수단은 전극의 중앙으로부터 가장자리로 또는 역순으로 시간차를 두고 적어도 하나이상의 다른 전원을 인가하여, 테이블에 정전력이 순차적으로 발생되도록 한다.

Description

반도체 제조 공정에서 사용되는 정전척{A ELECTRO STATIC CHUCK FOR SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION INSTALLATION}

본 발명은 반도체 제조 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하는데 사용되는 정전척(electro static chuck)에 관한 것이다.

반도체 제조공정인 박막 데포지션(deposition)이나, 에칭(etching) 공정에서프로세서 챔버에 반도체 웨이퍼를 고정하기 위해 사용하는 방법으로는 여러 가지가 있으나 최근에 프로세서 진행중 발생되는 파티클(particle) 감소와 효과적인 히트 트랜스퍼(heat transfer)등의 이유로 정전척을 이용하는 것이 일반화되고 있다.

그러나 정전척을 이용하여 반도체 웨이퍼를 척킹할 때 정전척 전면에 반도체 웨이퍼 백사이드에 직접적으로 접촉하기 때문에 순간적인 비균형적인 정전기가 발생할 수 있다. 이러한 정전척과 반도체 웨이퍼의 백사이드 사이의 비균형적인 정전기는 정전척 테이블 위에 반도체 웨이퍼를 고정하는 과정에서 반도체 웨이퍼의 슬립을 야기할 수 있다.

또한, 히팅 트랜스퍼 매체로 백사이드 가스를 사용하는 경우에 반도체 웨이퍼 자체의 내부적인 휨으로 인하여 반도체 웨이퍼와 정전척 테이블 사이의 적정한 압력을 유지하지 못함으로 반도체 웨이퍼를 척킹하는 과정중에 불량을 야기한다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 반도체 웨이퍼가 척킹될 때 발생되는 비균형적인 정전기 및 반도체 웨이퍼에 증착되는 막질의 스트레스 특성에 의한 휨으로 인한 척킹 불량을 방지할 수 있도록 한 새로운 형태의 반도체 제조에 사용되는 정전척을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전척을 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전척의 내부 단면을 개략적으로 보여주는 도면;

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : 테이블 14 : 전극

16 : 유전체 플레이트 20 : 전원 공급 수단

22 : 파워 서플라이 24 : 전압 가변기

26 : 스위치 30 : 제어부

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 제조 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하는데 사용되는 정전척은 소정의 전원을 인가 받는 전극과, 상기 전극위에 형성된 것으로 그 위에 반도체 웨이퍼가 놓이는 유전체 플레이트를 갖는 테이블과; 상기 전극에 전원을 공급하기 위한 수단 및; 상기 전극으로 공급되는 전원을 제어하기 위한 수단을 포함하되; 전원 공급 수단은 상기 전극의 중앙으로부터 가장자리로 또는 역순으로 시간차를 두고 적어도 하나이상의 다른 전원을 인가하여, 상기 테이블에 정전력이 순차적으로 발생되도록 한다.

이와 같은 본 장치에서 상기 유전체 테이블은 공정 진행시 반도체 웨이퍼에 도포될 막질의 스트레스 특성에 따라 볼록하게 또는 오목하게 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전척을 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전척의 내부 단면을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정전척(10)은 테이블(12)과 전원 공급 수단(20)을 갖는다. 상기 테이블(12)은 상기 전원 공급 수단(20)으로부터 소정의 정방을 인가받는 전극(14)과, 유전체 플레이트(16)로 이루어진다. 상기 유전체 플레이트(16)는 상기 전극(14) 위에 형성된 것으로 그 위에는 반도체 웨이퍼(40)가 놓여진다. 이 유전체 플레이트(16)는 상기 전극(14)에 전압이 인가되면 분극이(정전척 유도작용) 일어나면서 상기 반도체 웨이퍼(40)를 척킹하게 된다. 상기 전원 공급 수단(20)은 상기 전극(14)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 상기 전원 공급 수단(20)은 상기 전극(14)의 중앙으로부터 가장자리로 또는 역순으로 시간차를 두고 상이한 전압을 인가한다. 이를 위해 상기 전원 공급 수단(20)의 파워 서플라이(22)와 상기 전극(14) 사이에는 전압 가변기(24)와 스위치(26)가 설치되며, 상기 스위치(26)는 콘트롤러(30)에 의해 제어된다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 상기 전극(14)은 상기 테이블(12)의 센터를 동심원으로하여 고리 모양의 원형들로 구분화될 수 있으며, 상기 전극(14)의 구분화는 척킹하고자 하는 반도체 웨이퍼(40)의 사이즈에 따라 그리고 진행하고자 하는 공정 특성에 따라 변경 가능하다. 상기 전극(14)은 이 구분화된 구역별로 상기 전원 공급 수단(20)으로부터 시간차를 두고 상이한 전압들을 인가 받는다. 따라서, 상기 구분화된 구역별로 정전력이 발생되어 각각의 지역에서 상기 반도체 웨이퍼(40)를 척킹하게 되는 것이다.

상기 구분화된 전극(14)의 구역별 반도체 웨이퍼를 척킹하는 타임과 전압은 진행 공정 특성을 감안하여 결정하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2 및 도 3에서와 같이, 상기 유전체 플레이트(16,16')는 공정 진행시 반도체 웨이퍼(40)에 도포될 막질의 스트레스 특성(compressive or tensile)에 따라 볼록하게 또는 오목하게 형성될 수 있다.

상술한 본 발명의 정전척에는 반도체 웨이퍼가 다음과 같이 고정된다. 먼저 반도체 웨이퍼(40)는 상기 테이블(12)의 유전체 플레이트(16)상에 놓여진다. 상기 전극(14)은 상기 파워 서플라이(22)로부터 시간차를 두고 상이한 전압을 전극의 중앙에서부터 가장자리로 순차적으로 인가 받는다. 상기 전극(14)으로 인가된 전압에 의해 상기 반도체 웨이퍼(40)와 상기 정전척(10) 사이에는 정전력이 중앙부터가장자리로 발생하게 되고, 상기 반도체 웨이퍼(40)는 이러한 정전력에 의하여 상기 유전체 플레이트(16) 상에 고정되게 된다. 여기서, 상기 파워 서플라이(22)는 상기 전극(14)의 가장 중앙 부분에서부터 가장자리로 순차적으로 서로 다른 전압을 인가한다. 이렇게 상기 테이블(12)의 중앙에서부터 가장자리로 척킹 면적을 점진적으로 확대함으로서, 테이블 상면과 반도체 웨이퍼의 백사이드 사이의 비균형적인 정전기 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 기존 정전척에 비하여 안정적으로 반도체 웨이퍼를 척킹할 수 있다.

본 발명에 따른 정전척은 반도체 제조공정의 박막 데포지션이나 에칭 또는 스퍼터링 공정의 프로세스 챔버에서 반도체 웨이퍼를 고정하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 정전척에는 반도체 웨이퍼를 냉각 또는 가열시키기 위한 장치들이 설치될 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 정전척의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 발명의 정전척에 의하면, 반도체 웨이퍼의 척킹이 안정적으로 이루어짐으로써 공정 불량을 줄일 수 있다.

Claims (5)

1. 반도체 제조 공정에서 반도체 웨이퍼를 고정하는데 사용되는 정전척에 있어서:

   소정의 전원을 인가 받는 전극과, 상기 전극위에 형성된 것으로 그 위에 반도체 웨이퍼가 놓이는 유전체 플레이트를 갖는 테이블과;

   상기 전극에 전원을 공급하기 위한 수단 및;

   상기 전원 공급을 제어하기 위한 수단을 포함하되;

   상기 전극은 적어도 두개 이상의 구역들로 구분화되고, 상기 전원 공급 수단은 상기 전극의 구분화된 구역들에 시간차를 두고 상이한 전압을 인가하여, 상기 테이블에 정전력이 그 구분화된 구역들에 순차적으로 발생되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 정전척.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전극은 전극의 중심을 동심원으로 하여 적어도 두개 이상의 고리모양으로 구분화되며,

   상기 전원 공급 수단은 전극의 중앙으로부터 가장자리로 상이한 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 정전척.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전원 공급 수단은 전극의 가장자리로부터 중심으로 상이한 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 정전척.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼가 놓여지는 상기 유전체 플레이트의 표면은 공정 진행시 반도체 웨이퍼에 도포될 막질의 스트레스 특성에 따라 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 정전척.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼가 놓여지는 상기 유전체 플레이트의 표면은 공정 진행시 반도체 웨이퍼에 도포될 막질의 스트레스 특성에 따라 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정에 사용되는 정전척.