KR200148595Y1 - Outgas removing apparatus of sputtering chamber - Google Patents

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Abstract

본 고안은 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치에 관한 것으로, 금속막 품질에 나쁜 영향을 끼치는 아웃가스 및 이물질들을 보다 효과적으로 제거 시킬수 있도록 한 것인바, 이러한 본 고안은 챔버 몸체(1) 내부의 타켓(4)과 쉴드(6)와의 사이에 챔버내부의 하드-베킹을 위한 고온열판(10)을 구동수단으로 정, 역 회동가능하게 설치하여 챔버내부를 하드 베킹 함으로써 보다 빠른시간내에 보다 완벽히 아웃가스를 제거 시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing outgas of a sputtering chamber, and to more effectively remove outgass and foreign substances that adversely affect the quality of a metal film, and the present invention provides a target (4) inside the chamber body (1). ) And the shield 6, the high-temperature hot plate 10 for hard-baking inside the chamber is installed as a forward and reverse rotation by means of a drive means to hard-bake the inside of the chamber to remove the outgas more quickly. It was made to be possible.

상기 고온열판(10)은 스테인레스 재질의 반원형판(10a)의 내부에 열선코일(10b)이 내장되어 형성되며, 이와같은 본 고안에 의하면, 생산라인에서의 장비가동율 향상 및 더미 테스트 웨이퍼의 절감등으로 원가 절감을 기대할 수 있고, 디바이스의 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.The high temperature hot plate 10 is formed with a built-in hot wire coil (10b) inside the stainless steel semi-circular plate (10a), according to the present invention, such as to improve the equipment operation rate in the production line and the reduction of the dummy test wafer As a result, cost reduction can be expected and device reliability can be improved.

Description

스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치Outgas removal device of sputtering chamber

제1도는 일반적인 스퍼터링 챔버의 개략 구조도.1 is a schematic structural diagram of a general sputtering chamber.

제2도는 본 고안이 실시된 스퍼터링 챔버의 개략 구조도.2 is a schematic structural diagram of a sputtering chamber in which the present invention is implemented.

제3도는 제2도의 A부에서 바라본 정면도.3 is a front view as seen from part A of FIG.

제4도 및 제5도는 본 고안의 요부구성을 보인 도면으로서,4 and 5 is a view showing the main configuration of the present invention,

제4도는 고온열판 구동수단의 구조도이고,4 is a structural diagram of a high temperature hot plate driving means,

제5도는 고온열판의 상세도이다.5 is a detailed view of the hot plate.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 챔버 몸체 2 : 타켓1: Chamber Body 2: Target

6 : 쉴드 10 : 고온열판6: shield 10: hot plate

10a : 반원형판 10b : 열선코일10a: semicircular plate 10b: hot coil

본 고안 반도체 금속증착 장비인 스퍼터링 챔버(Sputtering Chamber)의 아웃가스(Out gas) 제거장치에관한 것으로, 특히 챔버내의 타켓(Target)표면 및 쉴드벽(Shield wall)또는 챔버내 공간에 존재하는 아웃가스(H2O, N2, O2---)및 이물질들을 효과적으로 제거하기 위한 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing outgas of a sputtering chamber, which is a semiconductor metal deposition equipment of the present invention, and particularly, an outgas existing in a target surface, a shield wall, or a space within a chamber. (H 2 O, N 2 , O 2 ---) and the outgas removal device of the sputtering chamber for effectively removing foreign matters.

일반적인 스퍼터링 챔버의 구조가 제1도에 도시되어 있다.The structure of a typical sputtering chamber is shown in FIG.

도시한 바와같이, 일반적인 스퍼터링 챔버는 챔버몸체(1)의 내부에 웨이퍼(2)가 고정되는 히터블럭(3)과 타켓(4)이 일정간격을 유지하여 배치되고, 상기 타켓(4)의 후방부에는 음극체(Cathode)(5)가 배치되며, 상기 웨이퍼(2)는 쉴드(6)에 의해 히터블럭(3)에 지지 고정되어 있다.As shown in the drawing, a general sputtering chamber has a heater block 3 and a target 4 on which a wafer 2 is fixed in the chamber body 1 and a target 4 are arranged to maintain a predetermined interval, and the rear of the target 4. A cathode 5 is disposed in the portion, and the wafer 2 is supported and fixed to the heater block 3 by the shield 6.

이와 같이된 챔버를 가지는 스퍼터링 장비의 금속증착 공정을 살펴보면, 먼저, 챔버 내에 웨이퍼(2)와 타켓(4)를 설치한 상태에서 공정진공 분위기를 조성한 후 챔버 내부에 공정가스인 아르곤가스(Ar gas)를 주입한다. 이와 같은 상태에서 양극(웨이퍼) 및 음극 사이에 전압을 인가하면, 강한 전기장 하에서 아르곤 가스가 이온분해(Ar+, e, Ar+ 등) 하면서, Ar+이온이 타켓(4)으로 가속 충돌하는 것에 의하여 타켓(4)의 입자가 웨이퍼(2) 표면으로 달라붙어 웨이퍼(2) 표면에는 원하는 금속막이 증착 형성되는 것이다. 이와 같은 스퍼터링은 유니퍼머티가 양호하고 스텝커버리지(stop coveragy)가 양호하다는 장점으로 반도체 제조공정의 금속증착 공정에 많이 이용되고 있다.Looking at the metal deposition process of the sputtering equipment having a chamber as described above, first, to create a process vacuum atmosphere in the state where the wafer (2) and the target (4) is installed in the chamber, argon gas (Ar gas) which is a process gas inside the chamber Inject). In such a state, when a voltage is applied between the anode (wafer) and the cathode, the argon gas is ion-decomposed (Ar +, e, Ar +, etc.) under a strong electric field, and the Ar + ions accelerate and collide with the target 4. Particles 4) stick to the surface of the wafer 2, and a desired metal film is deposited on the surface of the wafer 2. Such sputtering is widely used in the metal deposition process of the semiconductor manufacturing process due to the good uniformity and the good step cover (stop coveragy).

여기서, 상기와 같은 금속증착 공정을 행함에 있어서는 챔버 내부에 잔유하는 이웃가스나 이물질들을 효과적으로 제거함이 매우 중요하다. 즉, 상기한 아웃가스나 이물질들은 금속막의 품질에 악영향을 끼침으로써 이를 제거함이 스퍼터링 공정에서는 매우 중요한 인자로 알려지고 있다.Here, in performing the metal deposition process as described above, it is very important to effectively remove neighboring gases or foreign substances remaining in the chamber. That is, it is known that the above-described outgas or foreign matters are adversely affected by the quality of the metal film and thus removing them is a very important factor in the sputtering process.

이와 같은 아웃가스 제거방법으로 종래에는 장비의 정기적인 세정이나, 챔버 개방시 장시간(6시간 이상)의 방치후에 25매∼50매의 프리-디포지션을 진행하여 챔버내 아웃가스 및 이물을 제거한 후 장비를 하는 방법을 취하고 있었다.In the conventional method of removing the outgas, 25 to 50 sheets are pre-deposited after regular cleaning of the equipment or leaving the chamber for a long time (more than 6 hours) to remove the outgas and foreign substances in the chamber. I was taking a way to do the equipment.

그러나, 상기한 바와같은 종래의 아웃가스 제거방법은 챔버개방시 장시간 방치후에 25매∼50매 이상의 더미 웨이퍼를 로딩하여 프리-디포지션을 진행하여 아웃가스 및 이물을 제거하는 것으로서, 장비의 가동율 감소 및 더미 테스트 웨이퍼(Dummy test w/f)의 낭비 등으로 생산라인의 원가절감 측면에서 불리한 것이었으며, 또, 50매 이상의 프리-디포지션을 진행 함에도 불구하고 완벽한 아웃가스 제거가 되지 않아 제품의 품질에 나쁜 영향을 끼치게 되는 문제가 있었다.However, the conventional outgas removal method as described above is to remove outgas and foreign substances by loading the 25 to 50 or more dummy wafers and pre-deposition after leaving the chamber for a long time when opening the chamber, thereby reducing the operation rate of the equipment. And waste of dummy test w / f, which is disadvantageous in terms of cost reduction of the production line. In addition, even if more than 50 pre-depositions are carried out, the product is not completely removed outgassing. There was a problem that had a bad effect on.

이를 감안하여 안출한 본 고안 목적은 챔버 내부에 열에너지를 고르게 확산시켜 하드 베킹(Hard Baking)을 실시함으로써 챔버 내부의 미세한 부분의 아웃가스까지도 보다 완벽하면서도 빠르게 제거 할 수 있도록 한 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치를 제공함에 있다.In view of this, the object of the present invention is to remove the outgas of the sputtering chamber, which makes it possible to completely and quickly remove even the outgas of the minute part inside the chamber by hard baking by spreading thermal energy evenly inside the chamber. In providing a device.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 챔버 몸체 내부의 타켓과 쉴드 사이에 챔버 내부의 하드-베킹을 위한 고온열판을 구동수단으로 회동가능하게 설치하여 구성함을 특징으로 하는 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, between the target and the shield inside the chamber body, the hot gas for hard-baking inside the chamber is rotatably installed as a drive means characterized in that the outgas of the sputtering chamber A removal device is provided.

상기 고온열판은 반원형 스테인레스판의 내부에 열선코일을 내장하여 구성된다.The high temperature hot plate is constructed by embedding a hot wire coil inside the semi-circular stainless plate.

상기와 같이된 본 고안의 아웃가스 제거장치에 의하면, 챔버개방시 아르곤 가스를 3mtorr 유입시킨후 고온열판을 타켓과 쉴드의 중간에서 무빙시켜 고온열판의 열에너지를 타켓표면, 쉴드벽 및 챔버내 공간에 고르게 확산 시키면서 하드-베킹을 실시하여 미세한 부분의 아웃가스 까지도 완벽히 제거 해 줌으로써 생산라인의 장비 가동율 향상및 더미 테스트 웨이퍼의 절감등으로 원가절감 효과를 기대 할수 있으며, 또한 보다 완벽한 아웃가스 제거가 가능하므로 금속막 품질이 향상되고, 이에 따른 디바이스의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 효과도 있다.According to the outgas removing apparatus of the present invention as described above, after argon gas is introduced into the chamber when 3mtorr is opened, the hot plate is moved in the middle of the target and the shield to transfer the thermal energy of the hot plate to the target surface, the shield wall and the space in the chamber. By spreading evenly and hard-baking to completely remove even minute outgas, cost reduction effect can be expected by improving equipment operation rate of production line and saving of dummy test wafer, and more perfect outgas removal is possible. There is also an effect that the metal film quality is improved, thereby improving the reliability of the device.

이하, 상기한 바와같은 본 고안에 의한 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the outgas removal apparatus of the sputtering chamber according to the present invention as described above will be described in more detail based on the accompanying drawings.

제2도는 본 고안이 실시된 스퍼터링 챔버의 개략 구조도이고, 제3도는 제2도의 A에서 바라본 정면도로서 이에 도시한 바와같이, 본 고안에 의한 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치는 챔버몸체(1) 내부의 타켓(4)과 쉴드(6)와의 사이에 챔버 내부의 하드-베킹을 위한 고온열판(10)을 회동가능하게 설치하여, 고온열판(10)의 열에너지를 타켓(4)의 표면, 쉴드(6)벽 및 챔버내 공간에 고르게 확산 시킴으로써 보다 효과적으로 아웃가스를 제거 시킬수 있도록 구성한 것으로, 여기서 상기 고온열판(10)은 제4도에 도시한 바와같이 셔터 구동실린더 조립체(11)에 연결되어 회동 구동하게 되었다.2 is a schematic structural diagram of a sputtering chamber in which the present invention is implemented, and FIG. 3 is a front view as seen in A of FIG. 2, and as shown therein, the outgas removing apparatus of the sputtering chamber according to the present invention is inside the chamber body 1. Between the target 4 and the shield 6 of the high temperature hot plate 10 for the hard-baking inside the chamber to be rotatable, the heat energy of the hot plate 10, the surface of the target 4, the shield ( 6) It is configured to more effectively remove the outgas by spreading evenly in the wall and the space in the chamber, wherein the hot plate 10 is connected to the shutter drive cylinder assembly 11 as shown in FIG. Was done.

즉, 고온열판(10)의 구동수단으로는 기존의 셔터 구동실린더 조립체(11)가 사용된다. 제4도에서 11a는 로타리 액츄에이터, 11b 및 11c 는 셔터 지지 브래키트, 11d는 고온열판(10) 연결용 셔터 커플링을 각각 보인것이고, 상기 셔터 지지 브래키트(11b)(11c)의 내부를 관통하여 고온열판(10) 전원선이 설치되어 있다.That is, the conventional shutter drive cylinder assembly 11 is used as the driving means of the high temperature hot plate 10. In FIG. 4, 11a shows a rotary actuator, 11b and 11c show a shutter support bracket, and 11d shows a shutter coupling for connecting the hot plate 10, and penetrates the inside of the shutter support bracket 11b and 11c. The high temperature hot plate 10 power supply line is provided.

한편, 상기 고온열판(10)은 제5도에 도시한 바와같이, 스테인레스 재질의 반원형판(10a)의 내부에 열선코일(10b)이 내장된 구조로 되어 있는바, 상기 반원형판(10a)은 500℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 강도를 갖는것을 사용함이 바람직하다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the high temperature hot plate 10 has a structure in which a hot wire coil 10b is built into the stainless steel semicircular plate 10a. It is preferable to use what has the strength which can endure high temperature 500 degreeC or more.

도면에서 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여 하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

상기와 같은 본 고안 장치를 이용하여 아웃가스를 제거시킴에 있어서는, 먼저 본 고안 장치의 구동전에 챔버 내부에 3mtorr)정도의 아르곤 가스를 주입한 후 고온열판(10)을 구동시키게 되는바, 본 고안 장치의 아웃가스 제거방법을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.In removing the outgas by using the device of the present invention as described above, first, after the argon gas of about 3 mtorr) is injected into the chamber before driving the device of the present invention, the high temperature hot plate 10 is driven. Looking at the outgassing method of the device in more detail as follows.

즉, 챔버의 정기 세정이나 챔버 개방시 또는, 챔버의 장시간 (6시간 이상) 방치후에는 아웃가스 제거작업을 하여야 하는바, 먼저 챔버내부에 3mtorr정도의 아르곤 가스를 주입시키고, 고온열판(10)을 타켓(4)과 쉴드(6) 사이에 무빙 시키면서 열판(10)의 열에너지를 균등하게 확산시켜 적정시간(예컨데 정기 세정이나 챔버개방시에는 1시간 30분, 챔버의 장시간 방치후에는 30분)동안 하드 베킹을 실시한다. 베킹 완료후에는 고온열판(10)을 다운시키고, 프리-디포지션을 진행하는데, 이때 프리 디포지션은 하드-베킹을 완료한후에 하게 되므로 종래 보다 적은 매수의 더미 테스트 웨이퍼 및 보다 적은 시간으로 가능하게 되는 것이다. 결과적으로 보다 빠른 시간내에 보다 완벽하게 아웃가스를 제거시킬 수 있는 것이다.That is, when regular cleaning of the chamber or opening of the chamber, or after leaving the chamber for a long time (more than 6 hours), outgas removal should be performed. First, an argon gas of about 3 mtorr is injected into the chamber, and the high temperature hot plate 10 While moving between the target (4) and the shield (6) while spreading the heat energy of the heat plate 10 evenly to the appropriate time (for example, 1 hour 30 minutes for regular cleaning or opening the chamber, 30 minutes after the chamber is left for a long time) Hard betting while After the completion of the baking, the hot plate 10 is down and pre-deposition proceeds. At this time, the pre-deposition is performed after completing the hard-becaking, which enables a smaller number of dummy test wafers and less time than before. will be. As a result, the outgas can be removed more completely in a shorter time.

이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본고안에 의한 스퍼터링 아웃가스 제거장치는 챔버 내부에 아르곤 가스를 3mtorr 유입시킨후 고온열판을 타켓과 쉴드 중간에서 무빙시켜 고온열판의 열에너지를 타켓표면, 쉴드벽 및 챔버내 공간에 고르게 확산시키면서 하드-베킹을 실시하여 미세한 부분의 아웃가스 까지도 완벽히 제거시키는 것으로써, 종래에 비해 보다 빠른시간 내에 보다 완벽하게 아웃가스를 제거시킬 수 있으므로, 생산라인의 장비 가동율 향상및 더미 테스트 웨이퍼의 절감등으로 원가절감 효과를 기대할 수 있고, 또한 보다 완벽한 아웃 가스의 제거로 금속막 품질이 향상되어 디바이스의 신뢰도를 향상 시킬수 있게 되는 효과도 있다.As described in detail above, the sputtering outgas removing device according to the present invention introduces 3mtorr of argon gas into the chamber, and then moves the hot plate between the target and the shield to move the heat energy of the hot plate to the target surface, shield wall, and space in the chamber. By hard-baking while spreading evenly, even outgas of minute parts is completely removed, and outgas can be removed more completely in a faster time than in the past, thus improving production line equipment utilization and dummy test wafers. The cost reduction effect can be expected due to the reduction of the cost, and the quality of the metal film can be improved by removing the more perfect outgas, thereby improving the reliability of the device.

Claims (2)

챔버몸체(1) 내부의 타켓(4)과 쉴드(6)와의 사이에 챔버내부의 하드-베킹을 위한 고온열판(10)을 구동수단으로 정,역 회동가능하게 설치하여서된 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치.Outgas of the sputtering chamber, which is installed between the target 4 and the shield 6 in the chamber body 1 and the high temperature hot plate 10 for hard-baking inside the chamber as a driving means. Removal device. 제1항에 있어서, 상기 고온열판(10)은 스테인레스 재질의 반원형판(10a) 내부에 열선코일(10b)이 내장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 챔버의 아웃가스 제거장치.The apparatus for removing outgassing of the sputtering chamber according to claim 1, wherein the high temperature hot plate (10) is formed by embedding a hot wire coil (10b) inside a stainless steel semicircular plate (10a).
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