KR200198433Y1 - Electrode assembly for semiconductor dry etcher - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 건식각장비의 전극조립체에 관한 것으로, 본 고안은 웨이퍼의 표면을 플라즈마 식각하기 위한 플라즈마를 발생시키는 상부전극과, 그 상부전극이 하부전극으로부터 일정간격을 유지하도록 고정시키는 상부전극 고정링을 포함한 반도체 건식각장비의 전극조립체에 있어서, 상부전극은 단일재질의 평판형으로 형성하는 반면 그 상부전극이 지지되는 상부전극 고정링의 내주면에는 상기한 상부전극이 얹혀지도록 단턱부를 형성하여 상기한 상부전극이 상부전극 고정링의 단턱부에 얹혀져 지지되도록 함으로써, 상기 상부전극이 플라즈마 식각중에 분리되면서 파손되는 것은 물론 이로 인해 발생되는 웨이퍼의 손실을 미연에 방지함과 아울러 식각 효율이 향상되고, 제조단가가 절감되는 효과가 있다.The present invention relates to an electrode assembly of a semiconductor dry etching equipment, the present invention is to fix the upper electrode for generating a plasma for plasma etching the surface of the wafer, and the upper electrode fixed to maintain a predetermined distance from the lower electrode In the electrode assembly of a semiconductor dry etching equipment including a ring, the upper electrode is formed in a flat plate shape of a single material while the stepped portion is formed on the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring on which the upper electrode is supported. As the upper electrode is mounted on and supported by the upper end of the upper electrode fixing ring, the upper electrode may be broken while being separated during plasma etching, and the etching efficiency of the wafer may be prevented and the etching efficiency may be improved. The manufacturing cost is reduced.
Description
본 고안은 반도체 건식각장비의 전극조립체에 관한 것으로, 특히 상부단자를 단일재질로 형성함과 아울러 단순형상으로 형성하는 반도체 건식각장비용 전극조립체의 상부전극 지지구조에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly of a semiconductor dry etching equipment, and more particularly to a top electrode support structure of the electrode assembly for semiconductor dry etching equipment to form a simple shape as well as the upper terminal as a single material.
일반적으로 반도체 제조공정 중 건식각공정은 현상공정 이후에 진행되는 공정으로서, 장비와 기술의 진보에 이하여 습식식각보다 훨씬 더빨리, 더 정확하게 식각할 수 있도록 발전되었다. 한 예로 플라즈마 시스템은 챔버의 내부에 특수기체가 채워진 상태에서 알에프(RF) 에너지를 기체 혼합물에 가함으로서 옥사이드 막, 메탈 필름 등을 식각하게 되는데, 이와 같은 일반적인 종래 건식각 공정을 진행하는 건식각장비의 전극조립체가 도 1에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 설명한면 다음과 같다.In general, the dry etching process in the semiconductor manufacturing process is a process that proceeds after the development process, and has been developed to etch much faster and more accurately than wet etching following the advances in equipment and technology. For example, a plasma system etches an oxide film, a metal film, etc. by applying RF energy to a gas mixture in a state where a special gas is filled in a chamber, and a dry etching apparatus which performs such a conventional conventional dry etching process. The electrode assembly is shown in Figure 1, if briefly described as follows.
도시된 바와 같이, 종래 건식각장비의 전극조립체는 공정가스가 주입되는 가스주입관(1)이 고정된 커버(2)의 하측에 가스를 분산시키기 위한 배플(3)이 볼트(4)로 고정되어 있고, 그 배플(3)의 하측에는 전극이 가열되지 않도록 냉각시키기 위한 냉열판(4)이 설치되어 있으며, 그 냉열판(4)의 하부에는 전압을 인가하여 플라즈마를 형성하기 위한 상부전극(5)이 설치되어 있고, 그 상부전극(5)의 하부에는 플라즈마를 모아주기 위한 쉘드링(6) 및 웨이퍼를 고정시키기 위한 클램프링(7)이 설치되어 있다.As shown, the electrode assembly of the conventional dry etching equipment is fixed to the baffle (3) with a baffle (3) for dispersing gas in the lower side of the cover (2) to which the gas injection pipe (1) into which the process gas is injected is fixed The lower side of the baffle 3 is provided with a cold plate 4 for cooling the electrode so that it is not heated. An upper electrode for forming a plasma by applying a voltage to the lower portion of the cold plate 4 5) is provided, and a lower portion of the upper electrode 5 is provided with a shell ring 6 for collecting plasma and a clamp ring 7 for fixing the wafer.
상기와 같이 구성되어 있는 건식각장비의 전극조립체에서는 식각공정시 CF4와 같은 공정가스가 가스주입관(1)으로 주입되면, 배플(3)에 의해 가스가 분산되어 냉열판(4)을 거쳐 상부전극(5)에 형성된 다수개의 가스분사공을 통하여 챔버의 내측에 유입된다. 이때 상부전극(5)에 인가된 전압에 의해 플라즈마가 생성되고, 이와 같은 플라즈마에 의해 웨이퍼에 형성된 옥사이드막 또는 메탈필름 등의 식각이 이루어지는 것이었다.In the electrode assembly of the dry etching equipment configured as described above, when a process gas such as CF 4 is injected into the gas injection pipe 1 during the etching process, the gas is dispersed by the baffle 3 and passed through the cold plate 4. It is introduced into the chamber through a plurality of gas injection holes formed in the upper electrode (5). At this time, plasma was generated by the voltage applied to the upper electrode 5, and the etching of the oxide film or the metal film formed on the wafer was performed by the plasma.
여기서, 상기 상부전극(5)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 실리콘(Silicon)재질인 원판형 전극판(5a)의 상면 가장자리부에 그래파이트(Graphite)재질인 'ㄱ'자형 단면의 전극판 걸림링(5b)이 일체로 형성되어 전체적으로는 접시형상을 갖게 됨과 아울러 실리콘인 전극판(5a)과 그래파이트인 전극판 걸림링(5b)은 인듐(In)으로 접착된다.2A and 2B, the upper electrode 5 is formed of a graphite (A) -shaped cross section of a graphite material at an upper edge of a disc-shaped electrode plate 5a made of silicon. The electrode plate locking ring 5b is integrally formed to have a plate shape as a whole, and the electrode plate 5a made of silicon and the electrode plate locking ring 5b made of graphite are bonded with indium (In).
이렇게 전극판(5a)과 전극판 걸림링(5b)이 일체된 상부전극(5)은 통상 플래이트 실(Plate Seal)(미도시)에 체결되는 상부전극 고정링(8)에 얹히게 되는데, 그 상부전극 고정링(8)의 내주면에는 상부전극(5)의 전극판 걸림링(5b)이 얹히는 안착면(8a)이 단차지게 형성되어 있다.The upper electrode 5 in which the electrode plate 5a and the electrode plate engaging ring 5b are integrated is mounted on the upper electrode fixing ring 8 which is usually fastened to a plate seal (not shown). On the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring 8, a seating surface 8a on which the electrode plate engaging ring 5b of the upper electrode 5 is placed is formed stepwise.
그러나, 상기와 같은 종래의 상부전극(5)은 실리콘으로 된 전극판(5a)과 그래파이트로 된 전극판 걸림링(5b)가 인듐으로 접착되어 일체되고, 그 중에서 전극판(5a)은 상부전극 고정링(8)의 내주면에 끼워지는 반면에 전극판 걸림링(5b)은 상부전극 고정링(8)의 내주면에 형성된 안착면(8a)에 얹혀지는 것으로, 이는 종종 알에프 플라즈마에 의해 인듐이 녹아 전극판(5a)과 전극판 걸림링(5b)이 분리되어 상부전극(5)의 파손은 물론 웨이퍼의 손실이 발생되는 문제점이 있었다.However, the conventional upper electrode 5 is integrated with the electrode plate 5a made of silicon and the electrode plate engaging ring 5b made of graphite bonded with indium, wherein the electrode plate 5a is made of the upper electrode. The electrode plate locking ring 5b is mounted on the seating surface 8a formed on the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring 8 while the indium is melted by the RF plasma. Since the electrode plate 5a and the electrode plate locking ring 5b are separated, the upper electrode 5 may be damaged, as well as the loss of the wafer.
또한, 상기 상부전극(5)이 복수재질로 형성되므로, 그 각각의 재질을 일체시키기 위한 제조공정의 부가로 제조단가가 상승하게 되는 문제점도 있었다.In addition, since the upper electrode 5 is formed of a plurality of materials, there is a problem that the manufacturing cost increases due to the addition of a manufacturing process for integrating the respective materials.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 전극조립체가 가지는 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로, 상기 상부전극의 전극판과 전극판 걸림링이 분리되지 않도록하여 상부전극의 파손은 물론 웨이퍼의 손실을 미연에 방지하고, 상기 상부전극에 대한 제조단가도 절감할 수 있는 반도체 건식각장비용 전극조립체의 상부전극 지지구조를 제공하는데 본 고안의 목적이 있다.Therefore, the present invention was devised in view of the above-mentioned problems of the conventional electrode assembly, and the electrode plate and the electrode plate engaging ring of the upper electrode are not separated so that the damage of the upper electrode and the loss of the wafer may be delayed. It is an object of the present invention to provide an upper electrode support structure of the electrode assembly for semiconductor dry etching equipment that can prevent and reduce the manufacturing cost for the upper electrode.
도 1은 종래 건식각장비의 전극조립체를 개략적으로 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing an electrode assembly of a conventional dry etching equipment.
도 2a 및 도 2b는 종래 전극조립체에 있어서, 상부전극과 상부전극 고정링의 구성을 보인 사시도 및 종단면도.Figure 2a and Figure 2b is a perspective view and a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of the upper electrode and the upper electrode fixing ring in the conventional electrode assembly.
도 3은 본 고안에 의한 전극조립체에 있어서, 상부전극과 상부전극 고정링의 구성을 보인 사시도.3 is a perspective view showing the configuration of the upper electrode and the upper electrode fixing ring in the electrode assembly according to the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 고안에 의한 전극조립체에 있어서, 상부전극과 상부전극 고정링의 결합과정을 보인 종단면도.4a and 4b is a longitudinal cross-sectional view showing a coupling process of the upper electrode and the upper electrode fixing ring in the electrode assembly according to the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
10 : 상부전극 20 : 상부전극 고정링10: upper electrode 20: upper electrode fixing ring
21 : 단턱부21: step
이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 웨이퍼의 표면을 플라즈마 식각하기 위한 플라즈마를 발생시키는 상부전극과, 그 상부전극이 하부전극으로부터 일정간격을 유지하도록 고정시키는 상부전극 고정링을 포함한 반도체 건식각장비의 전극조립체에 있어서,In order to achieve the object of the present invention, a semiconductor dry etching including an upper electrode for generating a plasma for plasma etching the surface of the wafer, and an upper electrode fixing ring for fixing the upper electrode to maintain a predetermined distance from the lower electrode In the electrode assembly of the equipment,
상기 상부전극은 단일재질의 평판형으로 형성되는 반면 그 상부전극이 지지되는 상부전극 고정링의 내주면에는 상기한 상부전극이 얹혀지도록 단턱부가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 건식각장비용 전극조립체의 상부전극 지지구조가 제공된다.Wherein the upper electrode is formed in a flat plate of a single material, the upper end of the electrode assembly for semiconductor dry etching equipment, characterized in that the stepped portion is formed on the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring to which the upper electrode is supported An electrode support structure is provided.
이하, 본 고안에 의한 반도체 건식각장비의 전극조립체의 상부전극 지지구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the upper electrode support structure of the electrode assembly of the semiconductor dry etching equipment according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 의한 전극조립체에 있어서, 상부전극과 상부전극 고정링의 구성을 보인 사시도이고, 도 4a 및 4b는 본 고안에 의한 전극조립체에 있어서, 상부전극과 상부전극 고정링의 결합과정을 보인 종단면도이다.3 is a perspective view showing the configuration of the upper electrode and the upper electrode fixing ring in the electrode assembly according to the present invention, Figures 4a and 4b is a coupling process of the upper electrode and the upper electrode fixing ring in the electrode assembly according to the present invention This is a longitudinal cross-sectional view.
이에 도시된 바와 같이 본 고안에 의한 전극조립체는, 전원인가시 플라즈마를 발생시키는 상부전극(10)과, 그 상부전극(10)이 하부전극(미도시)으로부터 일정간격을 유지하여 고정되도록 통상 플래이트 실(미도시)에 체결되는 상부전극 고정링(20)을 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the electrode assembly according to the present invention includes an upper electrode 10 that generates plasma when power is applied, and the upper electrode 10 is usually plated so that the upper electrode 10 is fixed at a predetermined distance from the lower electrode (not shown). The upper electrode fixing ring 20 is fastened to the seal (not shown) is configured.
상기 상부전극은 실리콘의 단일재질로 이루어져 상 하면이 모두 편평한 원판형상으로 형성되는 반면, 그 상부전극(10)이 고정되는 상부전극 고정링(20)은 환형으로 형성되어 그 내주면에 상부전극이 얹혀지도록 단턱부(21)가 형성된다.The upper electrode is made of a single material of silicon, and the upper and lower surfaces thereof are all formed in a flat disk shape, whereas the upper electrode fixing ring 20 to which the upper electrode 10 is fixed is formed in an annular shape so that the upper electrode is placed on the inner circumferential surface thereof. Step portion 21 is formed to lose.
상기 단턱부(21)는 상부전극에서 발생되는 플라즈마가 보다 원활하게 웨이퍼의 표면에 전달되도록 하측으로 갈수록 라운드지게 외향 경사져 상협하광 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.The stepped portion 21 is preferably formed in the form of an upper and lower light inclined outwardly toward the lower side so that the plasma generated from the upper electrode is more smoothly transmitted to the surface of the wafer.
상기의 일례에서는 상부전극(10)을 상부전극 고정링(20)의 내주면에 형성된 단턱부에 얹는 것이었으나, 상기 상부전극이 상부전극 고정링으로부터 탈거되지 않도록 하기 위하여 별도로 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 상부전극의 가장자리부에 다수개의 관통공을 형성하는 반면에 그 각각의 관통공과 대응되도록 상부전극 고정링의 단턱부 상면에는 체결공을 형성하여 볼트로 체결할 수도 있다.In the above example, the upper electrode 10 was mounted on the stepped portion formed on the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring 20. However, in order to prevent the upper electrode from being detached from the upper electrode fixing ring, the upper electrode 10 is not separately shown in the drawing. While forming a plurality of through holes at the edge of the upper electrode, a fastening hole may be formed on the upper surface of the stepped portion of the upper electrode fixing ring so as to correspond to the respective through holes.
이와 같이, 상기 상부전극(10)이 단일재질로 형성되므로 종래 복수재질로 형성되었덩 경우에 비추어 상부전극(10)이 분해에 따른 상부전극(10) 및 웨이퍼(미도시)의 손실이 미연에 방지되고, 또한 상기 상부전극 고정링(20)의 단턱부(21)가 외향 경사지게 라운드져 형성되므로 상부전극(10)에서 발생되는 플라즈마가 보다 원활하게 웨이퍼(미도시)로 전달됨에 따라 식각효율이 현저하게 향상되며, 또한 상기 상부전극(10)이 평판형으로 형성되므로 상부전극(10)에 대한 제조공정이 용이하여 제조단가가 절감되는 것이다.As described above, since the upper electrode 10 is formed of a single material, the loss of the upper electrode 10 and the wafer (not shown) due to the decomposition of the upper electrode 10 in the case of forming the conventional plural materials is due. Also, since the stepped portion 21 of the upper electrode fixing ring 20 is formed to be inclined outwardly, the etching efficiency is improved as plasma generated from the upper electrode 10 is smoothly transferred to the wafer (not shown). It is remarkably improved, and since the upper electrode 10 is formed in a flat plate shape, the manufacturing process for the upper electrode 10 is easy, thereby reducing the manufacturing cost.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 반도체 건식각장비용 전극조립체는, 상부전극은 단일재질의 평판형으로 형성하는 반면 그 상부전극이 지지되는 상부전극 고정링의 내주면에는 상기한 상부전극이 얹혀지도록 단턱부를 형성하여 상기한 상부전극이 상부전극 고정링의 단턱부에 얹혀져 지지되도록 함으로써, 상기 상부전극이 플라즈마 식각중에 분리되면서 파손되는 것은 물론 이로인해 발생되는 웨이퍼의 손실을 미연에 방지함과 아울러 식각효율이 향상되고, 제조단가가 절감되는 효과가 있다.As described above, in the electrode assembly for semiconductor dry etching equipment according to the present invention, the upper electrode is formed in a flat plate shape of a single material while the upper electrode is placed on the inner circumferential surface of the upper electrode fixing ring on which the upper electrode is supported. By forming a portion so that the upper electrode is supported on the stepped portion of the upper electrode fixing ring, the upper electrode may be broken while being separated during plasma etching, thereby preventing the loss of the wafer and the etching efficiency. This improves and the manufacturing cost is reduced.
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