KR200224252Y1 - 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 제조를 위한 식각 공정용 서셉터의 서셉터 헤드 구조를 개선하여 웨이퍼 뒷면에 고른 분포로 압력이 가해지도록 하므로써 웨이퍼 뒷면에 대한 냉각 균일성을 향상시켜 공정수율의 향상을 도모할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 서셉터 헤드(1)의 내주면 상에 상기 서셉터 헤드(1) 중앙부의 냉각 가스 라인(2)으로부터 분기되는 복수개의 분사공(3)을 형성하고, 상기 서셉터 헤드(1)의 상부면에는 가장자리에 안착되는 웨이퍼(4) 뒷면이 각 분사공(3)으로부터 일정간격 이격되도록 하기 위한 돌기부(5)를 형성하여서 된 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치이다.

Description

반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치

제1도는 종래의 서셉터를 나타낸 종단면도

제2도는 제1도의 A-A선을 나타낸 횡단면도

제3도는 본 고안에 따른 서셉터를 나타낸 종단면도

제4도는 제3도의 B-B선을 나타낸 횡단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:서셉터 헤드 2:냉각가스 라인

3:분사공 4:웨이퍼

5:돌기부

본 고안은 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서셉터 헤드에 로딩된 웨이퍼 뒷면에 고른 분포의 압력이 가해지도록 하여 균일 냉각이 가능하도록 한 것이다.

일반적으로, ECR(Electro Cyclotron Resonance)을 이용한 대부분의 반도체 장치에 있어서는 패턴닝된(포토레지스트가 형성된) 웨이퍼를 고온의 플라즈마를 이용하여 식각하기 위해서 웨이퍼 뒷면에 대한 안정된 냉각이 필수적이다.

이를 위해 종래에는 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(4)를 이송하기 위해 사용되는 서셉터 헤드(1a)의 중앙부에 형성된 냉각가스 라인(2)을 통해 냉각가스를 흐르게 하여 냉각가스가 서셉터 헤드(1a)위에 놓여 클림핑된 웨이퍼(4) 뒷면에 접촉되도록 하므로써 웨이퍼(4)의 냉각을 수행하게 되는데, 이를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 챔버 내의 에어 실린더(8)에 장착된 웨이퍼 푸셔(6)가 일정 위치까지 상승한 상태에서 웨이퍼(4)가 반송아암(도시는 생략함)에 의해 반송되어 식각 공정이 진행되는 챔버 내의 웨이퍼 푸셔(6) 상면에 놓여지게 되면 웨이퍼 푸셔(6)는 서서히 하강하게 된다.

이때, 상기 클램프(7a)는 하강하는 웨이퍼(4)와 간섭하지 않도록 웨이퍼(4)의 직경 밖으로 벗어난 상태이다.

한편, 웨이퍼 푸셔(6)가 서셉터 헤드(1a)면 하부로 하강함에 따라 웨이퍼(4)는 서셉터 헤드(1a)의 상면에 자동적으로 안착되며, 그후에는 클램프(7a)의 작동에 의한 웨이퍼(4)의 클램핑이 이루어지게 된다.

이때, 웨이퍼(4)는 가장자리가 클램핑되어 활형으로 미세하게 휘게 되며, 이에 따라 웨이퍼(4)와 서셉터 헤드(1a)의 상부면 사이에는 공간부가 형성된다.

이와 같이 된 상태에서, 서셉터 헤드(1a) 중앙부에 형성된 냉각가스 라인(2)을 통해 냉각가스가 공급되면 냉각가스와 웨이퍼(4) 뒷면과의 접촉에 의해 웨이퍼(4)의 냉각이 이루어지게 된다.

그러나, 이와 같은 종래에는 반복되는 공정으로 인해 웨이퍼(4)를 고정시키는 클램프(7)의 클림핑압에 이상이 생길 경우, 공정불량을 야기할 우려가 있었다.

즉, 상기 클램프(7a)의 클램핑압이 지나치게 높을 경우에는 웨이퍼(4)가 파손될 우려가 있으며, 너무 낮을 경우에는 냉각가스의 누설로 인해 냉각작용이 제대로 수행되지 않아 포토레지스트가 타버리게 되거나 패턴의 변형을 초래하게 될 우려가 있었다.

또한, 서셉터 헤드(1a) 중앙부에 형성된 냉각가스 라인(2)을 통해 공급되는 냉각가스가 웨이퍼(4)의 중앙부로만 유입되므로 웨이퍼(4) 뒷면 중앙부와 가장자리 사이에는 압력차가 발생하게 된다.

따라서, 웨이퍼(4)의 중앙부에 냉각효과가 집중되므로 전체적으로 고른 냉각효과를 기대할 수 없는 등 많은 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 제조를 위한 식각 공정용 서셉터의 서셉터 헤드 구조를 개선하여 웨이퍼 뒷면에 고른 분포로 압력이 가해지도록 하므로써 웨이퍼 뒷면에 대한 냉각 균일성을 향상시킨 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 서셉터 헤드의 내주면 상에 상기 서셉터 헤드 중앙부의 냉각가스 라인으로부터 분기되는 복수개의 분사공을 형성하고, 상기 서셉터 헤드의 상부면에는 가장자리에 안착되는 웨이퍼 뒷면이 각 분사공으로부터 일정간격 이격되도록 하기 위한 돌기부를 형성하여서 된 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치이다.

이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부도면 제3도 및 제4도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 고안에 따른 서셉터를 나타낸 종단면도이고, 제4도는 제3도의 B-B선을 나타낸 횡단면도로서, 본 고안은 서셉터 헤드(1)의 내주면 상에 상기 서셉터 헤드(1) 중앙부의 냉각가스 라인(2)으로부터 분기되는 복수개의 분사공(3)이 형성되고, 상기 서셉터 헤드(1)의 상부면에는 가장자리에 안착되는 웨이퍼(4) 뒷면이 각 분사공(3)으로부터 일정간격 이격되도록 하기 위한 돌기부(5)가 형성되어 구성된다.

이때, 상기 서셉터 헤드(1)의 내주면 상에 형성된 복수개의 분사공(3)은 방사형을 이루도록 형성된다.

또한, 상기 분사공(3)의 내주면에는 절연체가 코팅되어 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버 내의 웨이퍼 푸셔(6)가 일정 위치까지 상승한 상태에서 웨이퍼(4)가 반송아암(도시는 생략함)에 의해 반송되어 식각 공정이 진행되는 챔버 내의 웨이퍼 푸셔(6) 상면에 놓여지게 되면 웨이퍼 푸셔(6)는 서서히 하강하게 된다.

이때, 상시 클램프(7)는 하강하는 웨이퍼(4)와 간섭하지 않도록 웨이퍼(4)의 직경 밖으로 벗어난 상태이다.

한편, 웨이퍼 푸셔(6)가 서셉터 헤드(1)면 하부로 하강함에 따라 웨이퍼(4)는 서셉터 헤드(1) 상부면에 형성된 돌기부(5)에 자동적으로 안착되며, 그후 클램프(7)에 의한 웨이퍼(4)의 클램핑이 이루어지게 된다.

이때, 웨이퍼(4)는 그 가장자리가 클램프(7)에 의해 클램핑되는데, 종래와는 달리 클램프(7) 선단면이 돌기부(5)에 안착된 웨이퍼(4) 표면과 수평을 이루게 됨에 따라 웨이퍼(4)는 휘지 않고 서셉터 헤드(1) 상부면에 수평상태를 유지하며 클램핑된다.

따라서, 서셉터 헤드(1)의 각 분사공(3)으로부터 웨이퍼(4) 뒷면까지의 거리는 동일하게 된다.

한편, 이와 같이 웨이퍼(4)가 클램핑된 상태에서 서셉터 헤드(1) 중앙부에 형성된 냉각가스 라인(2)을 통해 냉각가스가 공급되면, 냉각가스는 분기된 관로를 따라 유동하여 각 분사공(3)을 통해 웨이퍼(4) 뒷면과 분사공(3)이 형성된 서셉터 헤드(1)의 상부면 사이의 공간부로 분사된다.

이에 따라, 냉각가스는 웨이퍼(4) 뒷면에 접촉하여 웨이퍼(4)의 열을 흡수하므로써 웨이퍼(4)를 냉각시키게 된다.

따라서, 본 고안은 종래와는 달리 클램프(7) 선단면이 돌기부(5)에 안착된 웨이퍼(4) 표면과 수평을 이루게 되므로 강한 압력으로 클림팽하여도 웨이퍼(4)가 휘거나 파손되는 현상이 발생하지 않게 되며, 이에 따라 냉각가스의 누설이 방지된다.

또한, 서셉터 헤드(1) 중앙부에 형성된 냉각가스 라인(2)을 통해 웨이퍼(4) 뒷면의 중앙부로만 유입되던 냉각가스의 유로를 분기하여 웨이퍼(4)의 전면적에 걸쳐 균일한 압력으로 냉각가스가 분사되도록 하므로써 웨이퍼(4) 뒷면 중앙부와 가장자리 사이에 발생하는 압력차를 해소하여 전체적으로 고른 냉각 효과를 나타내게 할 수 있다.

이에 따라, 웨이퍼(4)의 뒷면에 대한 냉각효과가 전체적으로 향상되어 냉각불량에 의한 포토레지스트의 버닝(Burning)현상 및 패턴의 변형을 방지할 수 있으므로 인해 식각시 프로필이 고르게 형성되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 반도체 제조를 위한 식각 공정용 서셉터의 서셉터 헤드(1) 구조를 개선하여 웨이퍼(4) 뒷면에 고른 분포로 압력이 가해지도록 하므로써 웨이퍼(4) 뒷면에 대한 냉각 균일성을 향상시켜 공정수율의 향상을 도모할 수 있도록 한 매우 유용한 고안이다.

Claims (3)

1. 서셉터 헤드의 내주면 상에 상기 서셉터 헤드 중앙부의 냉각가스 라인으로부터 분기되는 복수개의 분사공을 형성하고, 상기 서셉터 헤드의 상부면에는 가장자리에 안착되는 웨이퍼 뒷면이 각 분사공으로부터 일정간격 이격되도록 하기 위한 돌기부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 서셉터 헤드의 내주면 상에 형성된 복수개의 분사공이 방사형을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 서셉터 헤드의 내주면 상에 형성된 복수개의 분사공 내주면에는 절연체가 코팅되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정용 서셉터의 웨이퍼 뒷면 냉각장치.