KR20010086502A - 건식 식각 장치 - Google Patents

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KR20010086502A
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백영민
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윤종용
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Abstract

본 발명은 건식 식각 장치에 관한 것으로, 플라즈마를 사용하는 건식 식각 장치는 공정 챔버 하단에 설치된 제 1 배기구와 공정 챔버 측벽에 설치된 제 2 배기구를 구비하는 것을 특징으로 한다. 제 2 배기구를 통해 추가로 배기함으로써, 식각 공정시 생성된 부산물들이 배기되지 못하고 반도체 웨이퍼 표면으로 떨어지는 것을 막을 수 있다.

Description

건식 식각 장치{DRY ETCHING APPARATUS}
본 발명은 식각 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 플라즈마 타입의 건식 식각 장치에 관한 것이다.
반도체 소자에서 미세 패턴을 형성하고자 할 때 주로 건식 식각 공정을 사용한다. 건식 식각은 습식 식각에 비해 비등방성 식각 공정이 가능하므로 정확한 패턴을 형성할 수 있는 장점이 있다. 그러나 식각 공정시 발생되는 부산물들이 반도체 웨이퍼 상에 증착되어 오염의 원인이 될 수 있다.
기존의 건식 식각 장치는, 공정 챔버와 공정 챔버의 하단에 위치하고 웨이퍼가 놓일 수 있도록 설치된 지지대와 공정 챔버 내에 식각 기체를 공급하기 위한 주입구와 공정 챔버의 하단에 위치하여 기체를 배기시키기 위한 배기구 및 배기구와 연결된 진공 펌프를 구비하고 있다. 또한, 공정 기체를 방전시켜 플라즈마를 형성하기 위한 전자기 코일 및 코일에 전력을 인가하기 위한 전력 공급 장치를 구비하고 있다.
공정 챔버 내에 식각 기체를 유입시킨 후 공정 챔버의 하단에 위치한 지지대 위의 반도체 웨이퍼 상부에 플라즈마를 형성하여 식각을 수행한다. 이때, 플라즈마 내의 여기된 입자들이나 라디칼(radical)들이 웨이퍼의 표면으로 이동하고 화학적 반응을 통하여 기화성이 좋은 부산물들을 생성한다.
이때, 생성된 부산물들은 챔버 하단에 위치한 배기구에 의해 배기된다. 기존의 식각 장치에서는 배기구가 챔버 하단, 즉 식각되는 반도체 웨이퍼의 하부에 위치하므로 웨이퍼 상부에 존재하는 부산물들은 충분히 배기되지 못하고 일부는 웨이퍼 상에 증착된다. 특히, 플라즈마가 형성되어 식각이 진행되는 동안에는 부산물들의 배기가 원활하게 진행되지만, 식각 공정이 끝나고 플라즈마가 소멸될 때 플라즈마와 인접한 웨이퍼 상단에서 생성된 부산물들이 배기되지 못하고 웨이퍼로 떨어지게 된다.
본 발명은 상술한 제반 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 플라즈마를 사용하는 식각 공정시 생성된 부산물들을 원활하게 배기시킬 수 있는 건식 식각 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 건식 식각 장치를 보여주기 위한 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 공정 챔버 102 : 지지대
104 : 반도체 웨이퍼 106 : 기체 주입구
108 : 코일 110, 116, 120 : 배기구
112, 118, 122 : 밸브 130 : 진공 펌프
(구성)
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 건식 식각 장치는, 식각 기체 주입구, 배기구 및 플라즈마 형성 수단이 구비된 공정 챔버를 갖는 플라즈마 타입의 건식 식각 장치에 있어서, 상기 배기구는 상기 공정 챔버의 하단에 설치된 제 1 배기구 및 상기 공정 챔버의 측벽에 위치하되 반도체 웨이퍼 상단과 동일한 레벨 상에 하나 이상 설치된 제 2 배기구를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 배기구와 연결된 진공 펌프와 상기 진공 펌프와 상기 제 1 및 제 2 배기구의 연결부 각각에 설치된 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 도 1 을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 구성된 건식 식각 장치를 보여주는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 건식 식각 장치의 공정 챔버(100) 하단에 반도체 웨이퍼(104)가 놓여지는 지지대(102)가 설치되어 있다. 챔버(100) 상단에는 공정 기체를 공급하기 위한 샤워 헤드(shower head) 타입의 주입구(106)가 설치되어 있다. 또한, 플라즈마를 형성하기 위한 전자기 코일(electromagnetic coil; 108)이 챔버(100)에 설치되어 있고, 코일(108)은 RF(radio frequency) 전력 공급 장치와 연결되어 있다.
공정 챔버(100) 하단에는 공정 기체 및 부산물들을 배기시키기 위한 제 1 배기구(110)가 설치되어 있고, 제 1 배기구(110)는 진공 펌프(130)와 연결되어 있다. 진공 펌프(130)는 저진공 상태를 유지하기 위한 러프(rough) 펌프와 고진공 상태를 유지하기 위한 고진공 펌프로 구성되어 있다. 제 1 배기구(110)와 진공 펌프(130)가 연결되어 있는 연결부에는 진공 펌프(130)와 상기 챔버(100)와의 연결을 차단시킬 수 있는 제 1 밸브(112)가 장착되어 있다.
공정 챔버(100) 측벽에는, 본 발명의 특징인, 제 2 배기구(116) 및 제 3 배기구(120)가 설치되어 있다. 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)는 반도체 웨이퍼(104) 상부에 존재하여 제 1 배기구(110)에 의해 배기되지 못하는 부산물들을 원활하게 배기시킬 수 있도록, 지지대(102) 위에 놓여져 있는 반도체 웨이퍼(104) 상단과 동일한 레벨 상에 설치된다. 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)는 각각 진공 펌프(130)와 연결되어 있다. 또한, 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)는 제 1 배기구(110)에 연결된 진공 펌프(130)와는 별도로 설치된 진공 펌프와 연결될 수도 있다.
진공 펌프(130)와 제 2 및 3 배기구(116, 120)의 연결부 각각에는 제 2 밸브(118) 및 제 3 밸브(122)가 장착되어 있다. 제 2 및 제 3 밸브(118, 120)는 식각 공정이 수행되는 동안에는 닫혀 있고, 공정이 끝난 후 플라즈마 형성을 위해 코일(108)에 인가되었던 RF 전력이 차단되는 순간에 열리도록 설치하는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 및 제 3 밸브(118, 122)가 열리면서 급격한 압력 변화가 발생해 진공 펌프(130)에 무리를 줄 수 있으므로, 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)는 제 1 배기구(110)에 비해 배기구의 직경을 작게 설치한다.
진공 펌프(130)를 가동시킨 후 제 1 밸브(112)를 열어 챔버(100) 내를 식각 공정에 적당한 진공 상태로 유지시킨다. 이때, 제 2 밸브(118) 및 제 3 밸브(122)는 닫혀 있으므로, 제 1 배기구(110)를 통해서만 기체의 배기가 이루어진다.
식각 기체들이 주입구(106)를 통해 진공이 유지된 챔버(100) 내로 주입된다. 코일(108)에 RF 전력을 인가하여 전계를 형성하면 주입된 기체들이 방전되어 반도체 웨이퍼(104) 상부에 플라즈마가 형성된다. 형성된 플라즈마 내의 입자들이 식각될 물질과 반응하고 생성된 부산물들이 기화되어 식각이 진행된다. 이때, 기화된 부산물들은 제 1 배기구(110)를 통하여 배기된다.
식각 공정이 완료되면, 플라즈마를 생성하기 위해 코일(108)에 인가되었던 RF 전력이 차단된다. 전력이 차단됨과 동시에 제 2 및 제 3 밸브(118, 122)가 열려서 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)를 통한 배기가 추가로 이루어진다. 즉, 공정이 끝난 시점부터 일정 시간 동안은 제 1, 제 2, 및 제 3 배기구(110, 116, 120)를 통한 배기가 동시에 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 제 2 및 제 3 배기구(116, 120)가 반도체 웨이퍼(104)의 상단과 동일한 레벨 상에 설치되어 있으므로 반도체 웨이퍼(104) 상부에서 부유하던 부산물들을 원활하게 배기시킬 수 있다. 따라서, 식각 공정 직후 플라즈마가 소멸될 때 플라즈마와 인접한 부분에서 생성되었던 부산물들이 반도체 웨이퍼(104)의 표면으로 떨어지는 것을 막을 수 있다.
본 발명은 공정 챔버의 측벽에 추가로 배기구를 설치하여 반도체 웨이퍼 상부에서 부유하던 부산물들을 배기시킴으로써, 부산물들에 의해 반도체 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 식각 기체 주입구, 배기구 및 플라즈마 형성 수단이 구비된 공정 챔버를 갖는 플라즈마 타입의 건식 식각 장치에 있어서,
    상기 배기구는 상기 공정 챔버의 하단에 설치된 제 1 배기구, 및
    상기 공정 챔버의 측벽에 위치하되 반도체 웨이퍼 상단과 동일한 레벨 상에 하나 이상 설치된 제 2 배기구를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 배기구와 연결된 진공 펌프,
    상기 진공 펌프와 상기 제 1 및 제 2 배기구의 연결부 각각에 설치된 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 식각 장치.
KR1020000010424A 2000-03-02 2000-03-02 건식 식각 장치 KR20010086502A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180026008A (ko) * 2016-09-01 2018-03-12 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 배기 방법

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