KR200184171Y1 - 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용전극 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극에 관한 것으로, 종래 기술은 전극봉을 통해 식각챔버 내부로 공정가스가 유입될 때 공정가스 중 액화성가스의 경우 상온에서 외부온도 변화에 의해 액화되어 식각챔버에 공급되는데, 이때 그 액화된 공정가스가 전극의 외주면을 타고 흘러 내려 웨이퍼에 떨어지게 됨으로써 식각 불량을 야기하게 되고, 아울러 식각종말점 검출의 오차를 유발하게 되는 바, 이에 본 고안은 소정 넓이의 전극판과, 그 전극판의 중앙에 소정 높이의 전극봉이 일체로 형성된 전극에 있어서; 상기 전극판에는 전극봉을 중심으로 그 둘레에 소정 깊이의 액화가스누출방지홈을 형성함으로써, 식각공정 진행시 액화성가스가 웨이퍼에 떨어져 발생하는 식각 불량을 방지할 수 있다.

Description

반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극

본 고안은 반도체 웨이퍼 식각장비에 관한 것으로, 특히 식각챔버 내부로 유입되는 액화성 공정가스가 웨이퍼에 떨어지는 것을 방지하여 식각 균일도를 향상시키기 위한 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정 중 건식각공정은 현상공정 이후에 진행되는 공정으로서, 장비와 기술의 진보에 의하여 습식식각보다 신속하고 정확하게 식각할 수 있도록 발전 되었다.

일예로, 플라즈마 식각시스템은 식각챔버의 내부에 공정가스가 채워진 상태에서 알 에프(RF) 에너지를 기체 혼합물에 가함으로서 옥사이드 막, 메탈 필름 등을 식각하게 되는데, 이와 같은 일반적인 건식각공정을 진행하기 위해 건식각장비가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 반도체 웨이퍼 식각장비의 구조를 보인 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 종래 반도체 웨이퍼 식각장비는 상측에 소정 직경의 삽입공이 형성된 석영(QUARTZ) 타입의 식각챔버(1)와, 그 식각챔버(1)의 상부에 결합 고정되는 고정플랜지(2) 및 고정너트(3)와, 상기 고정플랜지(2) 및 고정너트(3)에 결합 고정되는 샤프트 가이드(4)와, 그 샤프트 가이드(4)에 삽입 고정되며 웨이퍼에 식각가스를 공급하기 위한 전극(5)과, 그 전극의 내부에 삽입 결합되며 전극에 식각가스를 공급하는 가스유도관(8)으로 구성되어 있다.

상기 전극(5)은 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 넓이의 전극판(6)과, 그 전극판(7)의 중앙에 소정 높이의 전극봉(7)이 일체로 형성된 구조로서, 상기 전극봉(7)의 중앙에는 상기 가스유도관이 삽입되도록 소정 깊이의 가스유도관 삽입홈(7a)이 형성되어 있고, 상기 전극봉(7)의 하단부에는 가스유도관 삽입홈(7a)에 삽입된 가스유도관(8)으로부터 유입된 식각가스를 웨이퍼에 공급하기 위한 가스분출구(7b)가 형성되어 있으며, 상기 전극봉(7)의 상면에는 상기 가스유입구(7a)를 중심으로 그 둘레에 고정볼트(미도시)를 체결하기 위한 체결공(7c)이 형성되어 상기 가스유도관(8)과 결합 고정된다.

상기 가스유도관(8)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가스유도관 결합홈에 삽입되도록 형성된 소정 길이의 가스공급관(8a)과, 그 가스공급관(8a)의 상면에 일체로 연결되어 상기 전극봉(7)에 결합되도록 체결공(8c)이 형성된 체결부(8b)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비의 작동을 설명하면 다음과 같다.

가스공급라인(미도시)을 통해 유입된 공정가스는 가스유도관 삽입홈(7a)의 내부에 삽입 결합된 가스유도관(8)을 통해 유입되어 상기 전극봉(7)의 하단부에 형성된 가스분출구(7b)로 분사되고, 그 가스분출구(7b)로 분사된 공정가스는 전극판(6)의 하측에 위치한 웨이퍼에 공급된다.

이와 같이 식각챔버(1)에 공정가스가 공급되면 상기 식각챔버(1) 내부의 압력을 적당하게 조절한 후, RF에너지가 인가되어 식각이 진행된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 전극봉(7)을 통해 식각챔버(1) 내부로 공정가스가 유입될 때 공정가스 중 액화성가스의 경우 상온에서 외부온도 변화에 의해 액화되어 식각챔버(1)에 공급되는데, 이때 그 액화된 공정가스가 전극(5)의 외주면을 타고 흘러 내려 웨이퍼에 떨어지게 됨으로써 식각 불량을 야기하게 되고, 아울러 식각종말점 검출의 오차를 유발하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스공급라인을 통해 전극으로 유입된 액화된 공정가스가 웨이퍼에 직접적으로 떨어지는 것을 방지하여 식각 균일도를 향상시키기 위한 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 반도체 웨이퍼 식각장비의 구조를 도시한 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 전극을 도시한 사시도.

도 3은 종래 기술에 의한 가스유도관을 보인 사시도.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 고안에 의한 전극을 도시한 사시도 및 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 ; 전극 11 ; 전극판

11a ; 액화액화가스누출방지홈 11b ; 플랜지

12 ; 전극봉

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 소정 넓이의 전극판과, 그 전극판의 중앙에 소정 높이의 전극봉이 일체로 형성된 전극에 있어서; 상기 전극판에는 상기 전극봉을 중심으로 그 둘레에 소정 깊이의 액화가스누출방지홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극이 제공된다.

이하, 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 식각장비는 전극을 제외하고는 종래 기술과 동일하다.

즉, 본 고안의 전극(10)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 소정의 두께와 넓이를 가지는 전극판(11)의 중앙에 소정 높이와 직경을 가지는 전극봉(12)이 수직으로 형성되는데, 상기 전극봉(12)의 중심에는 가스유도관을 삽입하기 위한 가스유도관 삽입홈(12a)을 형성하고, 상기 전극봉(12)의 상면에는 그 가스유도관 삽입홈(12a)을 중심으로 일정 간격을 두고 방사상에는 수개(본 고안에서는 4개)의 결합공(12c)을 형성하여 가스유도관과 결합 고정된다.

그리고 상기 전극봉의 하단부에는 상기 가스유도관으로부터 공급된 식각가스를 웨이퍼에 공급하기 위한 가스공급구(12b)가 형성된다.

또한, 상기 전극봉(12)과 일체로 연결되는 전극판(11)에는 상기 전극봉(12)을 중심으로 그 둘레에 소정 깊이의 액화가스누출방지홈(11a)을 형성하고, 상기 전극판(11)의 가장자리에는 소정 높이로 절곡 형성한 플랜지(11b)를 일체로 형성한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극의 작용을 설명하면 다음과 같다.

가스공급라인을 통해 유입된 공정가스는 가스유도관을 통해 전극봉(12)의 하단부에 형성된 가스공급구(12b)를 통해 전극판(11)으로 배출되어 식각챔버 내부로 유입되면 상기 식각챔버 내부의 압력을 적당하게 조절한 후, RF에너지가 인가되어 식각이 진행된다.

한편, 공정을 진행하는 중 액화성가스가 액화되면서 상기 전극봉(12)의 외주면을 타고 전극판(11)으로 떨어지게 되는데, 이때 액화성가스는 상기 전극판(11)에 소정 깊이로 형성된 액화가스누출방지홈(11a)에 고이면서 웨이퍼로 떨어지는 것을 1차적으로 방지할 수 있고, 또한 상기 액화가스누출방지홈(11a)의 깊이를 넘어선 양의 액화성가스가 유입되면 그 액화성가스는 액화가스누출방지홈(11a)으로부터 범람하게 되지만, 상기 전극판(11)의 가장자리에 형성된 플랜지(11b)에 막히게 되어 액화성가스가 웨이퍼에 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 액화가스누출방지홈(11a) 및 플랜지에 의해 상기 전극판(11)에 고인 액화성가스는 소정의 공정을 진행하는 동안 식각챔버에서 방출되는 열에 의해 증발하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극은 전극에 액화성가스가 고이도록 전극판에 액화가스누출방지홈과 플랜지를 형성함으로써 식각공정 진행시 액화성가스가 웨이퍼에 떨어져 발생하는 식각 불량을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 소정 넓이의 전극판과, 그 전극판의 중앙에 소정 높이의 전극봉이 일체로 형성된 전극에 있어서; 상기 전극판에는 전극봉을 중심으로 그 둘레에 소정 깊이의 액화가스누출방지홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전극판의 가장자리에는 액화성가스가 상기 액화가스누출방지홈으로부터 범람하여 웨이퍼에 떨어지는 것을 방지하기 위해 플랜지를 상측으로 소정량 절곡 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 액화가스 누출방지용 전극.