KR200208728Y1 - 식각 챔버의 베스펠 클램프 링 - Google Patents

Abstract

식각 챔버에서 He 누설을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부품의 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링을 제공하기 위한 것으로, 식각 챔버의 페드스탈 M-척에 위치한 웨이퍼를 상하 이동되는 클램프의 내측에 경사면을 가지도록 형성된 핑거에 의해 고정하며 He 누설을 방지하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링에 있어서, 상기 웨이퍼를 고정하는 상기 핑거의 내측 하부면을 상기 웨이퍼의 에지 부분의 형상과 동일하게 형성하며, 상기 핑거의 경사면을 계단 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

식각 챔버의 베스펠 클램프 링{VESPEL CLAMP RING OF ETCH CHAMBER}

본 고안은 반도체 소자를 제조하기 위한 식각 챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼의 특정 영역을 식각하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링(vespel clamp ring)에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정은 반도체 기판에 박막의 적층 및 식각에 의한 패턴 공정과 이온 주입 공정을 반복 실시하여 원하는 회로 동작 특성을 가지는 반도체 소자를 형성하는 것이다.

그리고, 적층된 박막을 식각하기 위한 식각 공정에서는 습식 식각과 건식 식각 공정이 있으며, 최근에는 반도체 소자의 미세화에 따라 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정이 주로 사용되고 있다.

그러면, 도 1을 참조하여 플라즈마를 이용한 건식 식각을 하기 위한 식각 챔버를 개략적으로 설명한다.

식각 공정을 진행하기 위한 웨이퍼(W)가 위치되는 페드스탈(pedestal) M-척(chuck)(1)이 형성되어 있으며, 페드스탈 M-척(1)의 상부 외주면에는 페드스탈 커버링(cover ring)(2)이 설치되어 있다. 그리고, 페드스탈 M-척(1)의 상부 외주면과 페드스탈 커버링(2) 사이에는 립 실(lip seal)(3)이 설치되어 있다.

그리고, 페드스탈 M-척(1)의 외주면 상부에는 페드스탈 M-척(1)에 위치되는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 베스펠 클램프 링(10)이 설치되어 있으며, 클램프 실린더(미도시)의 동작에 의해 베스펠 클램프 링(10)이 상하 이동되도록 한다.

그리고, 페드스탈 M-척(1)에 DC 전력을 인가하기 위한 DC 플러그(4)가 설치되어 있다.

이와 같은 식각 챔버에서 베스펠 클램프 링(10)은 식각 챔버에서 없어서는 않되는 아주 중요한 것으로, 식각 공정 진행 중 챔버 내에서 일어나는 변화에 대비하여 웨이퍼(W)를 챔버 내에서 안전하게 고정시켜 주는 역할을 할 뿐만 아니라 He 누설(leak)을 방지하여 원활한 공정이 진행될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이러한 역할을 하는 베스펠 클램프 링(10)은 도 2에서와 같이, 클램프 실린더(미도시)에 연결되어 실린더의 동작에 따라 상하 이동하는 클램프(11)와 클램프(11) 내측에 경사면을 가지도록 설치되어 페드스탈 M-척(1)에 위치한 웨이퍼(W)를 고정시켜 주며 He 누설을 방지하는 핑거(finger)(12)로 이루어져 있다.

그러나, 이러한 베스펠 클램프 링(10)의 핑거(12)는 페드스탈 M-척(1)에 위치한 웨이퍼(W)를 고정시켜 주는 하부면이 수평면으로 되어 있어 있으며, 페드스탈 M-척(1)에 위치한 웨이퍼(W)를 고정시켜줄 경우 0.1㎜ 내지 0.3㎜ 정도의 공극이 발생하므로 이 공극을 통해 He가 누설되어 식각 공정을 원활하게 진행하지 못하게 되는 문제점이 있다.

또한, 베스펠 클램프 링(10)의 핑거(12)는 플라즈마를 이용한 식각 공정에서 일정한 방향이나 모양의 형태로 식각이 되거나 일정한 면이나 특정 부위만 식각이 되어도 전체를 교환하여야 하는 데, 핑거(12)의 내측 경사면의 일부분(a)이 식각 공정에서 플라즈마에 노출되어 집중적으로 식각 및 변형되므로 부품의 수명이 단축되어 자주 교체를 하여야 한다. 그리고, 이러한 부품들은 매우 고가이기 때문에 잦은 교체에 따라 장비의 유지 보수 비용이 많이 들며, 부품 교체에 따른 장비의 가동 중단 및 부품의 식각으로 의한 문제로 인해 식각 공정 진행시 챔버 내 문제를 발생시켜 장비 가동율을 저하시키게 된다.

따라서, 종래 베스펠 클램프 링(10)은 고가의 부품 비용에 비해 사용자가 원하는 만큼의 부품 수명 시간을 충족시켜주지 못하고 또한 재활용이 불가능하기 때문에 유지 보수 비용이 증가되게 된다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 식각 챔버에서 He 누설을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부품의 유지 보수 비용을 절감할 수 있는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링을 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 식각 챔버를 개략적으로 도시한 것이고,

도 2는 종래 식각 챔버의 베스펠 클램프 링을 개략적으로 도시한 것이고,

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 식각 챔버의 베스펠 클램프 링을 개략적으로 도시한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 식각 챔버의 페드스탈 M-척에 위치한 웨이퍼를 상하 이동되는 클램프의 내측에 경사면을 가지도록 형성된 핑거에 의해 고정하며 He 누설을 방지하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링에 있어서, 상기 웨이퍼를 고정하는 상기 핑거의 내측 하부면을 상기 웨이퍼의 에지 부분의 형상과 동일하게 형성한 것을 특징으로 한다.

상기에서 핑거의 내측 하부면을 'ㄱ'자 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 핑거의 경사면을 계단 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 식각 챔버의 베스펠 클램프 링을 개략적으로 도시한 것이다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 고안에 따른 식각 챔버의 베스펠 클램프 링은, 클램프(11)의 내측에 경사면(b)을 가지도록 설치된 핑거(22)의 하부 내측면(c)을 웨이퍼(W) 에지 형상과 같은 'ㄱ'자 형상으로 형성하여 페드스탈 M-척(1)에 위치되는 웨이퍼(W)를 고정할 경우 핑거(22)의 하부 내측면(c)의 'ㄱ'자 부분이 웨이퍼(W)의 에지 부분에 밀착되도록 한다.

따라서, 페드스탈 M-척(1)에 위치되는 웨이퍼(W)를 고정시킬 경우 핑거(22)와 웨이퍼(W) 사이에는 공극이 형성되지 않아 He 누설을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고, 핑거(22)의 경사면(b)을 종래와 같은 평면이 아니라 계단 형상으로 형성한다.

따라서, 식각 공정 중에 발생하는 플라즈마에 핑거(22)의 내측 경사면(b)이 노출되어도 종래와 같이 특정 부분이 집중적으로 식각 또는 변형되는 것이 아니라 계단 형상을 따라 식각 또는 변형이 되므로 핑거(22)의 내측 경사면(b)은 전체적으로 균일하게 식각 또는 변형이 되어 부품의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이와 같은 구조의 베스펠 클램프 링을 가지는 식각 챔버에서 식각 공정을 진행하기 위한 웨이퍼(W)를 페드스탈 M-척(1) 상부에 위치시킨 후, 플라즈마를 이용한 식각 공정 진행시 식각 챔버 내에서 일어나는 변화에 대비하여 웨이퍼(W)를 안전하게 고정하며 He 누설을 방지하기 위하여 클램프 실린더(미도시)를 동작시켜 베스펠 클램프 링(10)의 클램프(11)를 하강시키면, 클램프(11)의 내측에 형성된 핑거(22)도 동시에 하강하여 페드스탈 M-척(1) 상부에 위치한 웨이퍼(W)를 고정 시키게 된다. 이때, 핑거(22)에 의한 웨이퍼(W)의 고정은 핑거(22) 하부 내측면(c)의 'ㄱ'자 부분이 웨이퍼(W)의 에지 부분에 접속되어 웨이퍼(W)를 고정 밀착시키게 된다. 따라서, 챔버 내부 공간과의 완전한 밀폐를 이룰 수 있어 He 누설을 효과적으로 방지할 수 있으므로 플라즈마를 이용한 식각 공정이 원활히 수행될 수 있도록 한다.

그리고, 이러한 동작에 의해 페드스탈 M-척(1) 상부의 웨이퍼(W)를 고정시킨 상태에서 DC 플러그(4)를 통해 전계를 인가하며 식각 가스(미도시)를 공급하여 챔버 내부에 플라즈마를 생성하여 웨이퍼(W)의 특정 부분을 식각하게 된다.

이때, 식각 공정 중에 핑거(22)의 내측 경사면(b)은 플라즈마에 집중적으로 노출되지만, 내측 경사면(b)이 계단 형상으로 형성되어 있으므로 플라즈마에 의해 각 계단 부분이 식각 또는 변형된다. 따라서, 핑거(22) 내측 경사면(b)은 전체적으로 균일한 식각 또는 변형이 되므로 부품 수명을 연장할 수 있어 유지 보수 비용을 절감할 수 있으며, 부품 수명 연장에 따라 잦은 부품 교체를 하지 않아도 될 뿐만 아니라 이러한 부품류에 의해 발생될 수 있는 장비 문제를 미연에 방지할 수 있어 장비의 가동율을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안은 식각 챔버에서 패더스탈 M-척에 위치되는 웨이퍼를 고정시켜주며 He 누설을 방지하는 베스펠 클램프 링의 핑거를 하부 내측면이 'ㄱ'자 형상을 가지도록 하며 플라즈마에 노출되는 내측 경사면이 계단 형상을 가지도록 함으로써 He 누설을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 부품 수명을 연장시켜 장비의 유지 보수 비용을 절감하며, 장비의 가동율을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 식각 챔버의 페드스탈 M-척에 위치한 웨이퍼를 상하 이동되는 클램프의 내측에 경사면을 가지도록 형성된 핑거에 의해 고정하며 He 누설을 방지하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링에 있어서,

   상기 웨이퍼를 고정하는 상기 핑거의 내측 하부면을 상기 웨이퍼의 에지 부분의 형상과 동일하게 형성한 것을 특징으로 하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 핑거의 내측 하부면을 'ㄱ'자 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 핑거의 경사면을 계단 형상으로 형성한 것을 특징으로 하는 식각 챔버의 베스펠 클램프 링.