KR20030018468A - System fixing wafer in process chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조장치에관한 것으로, 상세하게는 와셔 및 플런저를 이용하여 웨이퍼를 고정시키는 프로세스 챔버에서의 웨이퍼 고정 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly, to a wafer holding system in a process chamber for fixing a wafer using washers and plungers.
웨이퍼를 식각하는 공정을 진행하기 위해서는 프로세스 챔버(process chamber) 내부를 클리닝(cleaning)하여 공정 정상화(process back up)를 시킨다.상기 공정 정상화를 진행시킴으로써, 프로세스 챔버 내부의 이물질이 제거되고 식각공정을 진행하기 위한 예방정비(preventive maintenance)가 이루어진다.In order to proceed with the wafer etching process, the inside of the process chamber is cleaned to process process up. By proceeding the process normalization, foreign matter inside the process chamber is removed and the etching process is performed. Preventive maintenance is done to proceed.
식각공정에 사용되어지는 프로세스 챔버에는 상부전극 및 하부전극이 있으며, 상부전극과 하부전극 사이에는 헬륨 클램프가 설치되어 있다. 웨이퍼는 상기 하부전극 위에 놓여져 있으며, 상부전극 및 하부전극을 이용하여 식각공정을 진행하게 된다. 식각공정이 끝난 후에는 웨이퍼를 냉각시키기 위하여 웨이퍼 뒷면에 헬륨가스를 흐르게(flowing)하여 상기 웨이퍼의 온도를 낮춘다. 헬륨가스를 흐르게 할때 프로세스 챔버 내부는 고진공이므로 웨이퍼를 잡아주지 않으면 웨이퍼가 위치 이동을 하게 되고 심한 경우에는 웨이퍼가 파손된다.The process chamber used for the etching process includes an upper electrode and a lower electrode, and a helium clamp is provided between the upper electrode and the lower electrode. The wafer is placed on the lower electrode, and the etching process is performed using the upper electrode and the lower electrode. After the etching process is completed, the temperature of the wafer is lowered by flowing helium gas on the back side of the wafer to cool the wafer. When helium gas flows, the inside of the process chamber is high vacuum, so if the wafer is not held, the wafer moves, and in severe cases, the wafer is broken.
상기 헬륨 클램프는 웨이퍼를 냉각시킬때 상기 웨이퍼를 고정시켜주는 기능을 수행한다. 그러나, 상기 웨이퍼를 잡아주기 위하여 상부전극과 하부전극 사이의 거리인 갭거리(gap position)를 변경하게 되면 식각율(etching rate)이 다르게 된다. 상기 웨이퍼 뒷면을 흐르는 헬륨가스가 누설되면, 프로세스 챔버내의 헬륨가스의 농도가 얕아지게 되고, 웨이퍼에 형성되어 있는 포토레지스트가 버닝(burining)되는 현상이 발생된다. 따라서, 상기 포토레지스트의 파편이 상기 프로세스 챔버 벽면 및 웨이퍼 지지대에 묻게 되므로 프로세스 챔버 내부를 자주 클리닝해 주어야 한다.The helium clamp serves to fix the wafer when the wafer is cooled. However, when the gap position, which is the distance between the upper electrode and the lower electrode, is changed to hold the wafer, the etching rate is different. When the helium gas flowing through the back surface of the wafer leaks, the concentration of helium gas in the process chamber becomes shallow, and a phenomenon occurs in which the photoresist formed on the wafer is burned. Therefore, the debris of the photoresist will be deposited on the process chamber wall and wafer support, so the interior of the process chamber should be cleaned frequently.
포토레지스트의 버닝 현상방지 및 식각율을 일정하게 유지하게 위해서는 프로세스 챔버를 자주 열어서 클리닝하여야 하고, 프로세스 챔버 내부의 잦은 클리닝은 공정 정상화 시간이 길어지게 한다.In order to prevent burning phenomenon of the photoresist and keep the etching rate constant, the process chamber should be opened and cleaned frequently, and the frequent cleaning inside the process chamber may increase the process normalization time.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 웨이퍼 뒷면에 흐르는 헬륨의 유량을 줄이면서, 웨이퍼를 고정시킬수 있는 웨이퍼 고정 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a wafer holding system capable of fixing a wafer while reducing the flow rate of helium flowing on the back surface of the wafer.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 고정 시스템이 적용된 프로세스 챔버의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a process chamber to which a wafer holding system according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
도 2는 도 1의 A부분의 상세도이다.FIG. 2 is a detailed view of portion A of FIG. 1.
도 3은 도 2의 사시도이다.3 is a perspective view of FIG. 2.
<도면의 주요부분의 부호에 대한 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
110: 갭하우징, 130: 헬륨 클램프, 170: 와셔, 180: 플런저,110: gap housing, 130: helium clamp, 170: washer, 180: plunger,
182: 머리부, 183: 나사부182: head portion, 183: screw portion
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 일단은 갭하우징에 연결되고 다른 일단은 헬륨 클램프에 연결된 플런저, 웨이퍼 상면에서 웨이퍼를 고정시키는 헬륨 클램프, 상기 플런저와 상기 헬륨 클램프 사이에 배치되어 상기 플런저의 풀림방지 및 상기 헬륨 클램프의 위치를 조정하는 와셔를 구비한다.According to the present invention for solving the above technical problem, one end is connected to the gap housing and the other end is a plunger, helium clamp for fixing the wafer on the upper surface of the wafer, disposed between the plunger and the helium clamp is A washer for preventing loosening of the plunger and for adjusting the position of the helium clamp.
상기 헬륨 클램프는 상기 웨이퍼 상면의 가장자리를 눌러주는 환형의 구조인 것이 바람직하다.The helium clamp is preferably an annular structure for pressing the edge of the upper surface of the wafer.
또한, 상기 헬륨 클램프는 플라즈마 챔버의 상부전극 아래 만들어진 것이 바람직하다.In addition, the helium clamp is preferably made below the upper electrode of the plasma chamber.
또한, 상기 플런저는 갭하우징에 연결되는 머리부 및 헬륨 클램프에 연결되는 나사부를 구비하는 것이 바람직하고, 상기 나사부는 상기 와셔의 두께와 상기 헬륨 클램프의 두께를 합한 두께보다 더 길게 만들어진 것이 바람직하다.In addition, the plunger preferably includes a head portion connected to the gap housing and a thread portion connected to the helium clamp, and the screw portion is preferably made longer than the sum of the thickness of the washer and the thickness of the helium clamp.
또한, 상기 와셔의 두께는 상기 헬륨 클램프가 상기 웨이퍼를 밀착시켜 고정시킬수 있는 두께인 것이 바람직하다.In addition, the thickness of the washer is preferably a thickness that can be fixed by the helium clamp in close contact with the wafer.
상기 갭하우징이 플런저와 연결되는 부위에는 절연체 링을 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the gap housing is further provided with an insulator ring at a portion connected to the plunger.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present embodiment is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only this embodiment is intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도면에서의 요소의 형상등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.Shapes of the elements in the drawings may be exaggerated parts to emphasize a more clear description, elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same element.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 고정 시스템이 적용된 프로세스 챔버의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a process chamber to which a wafer holding system according to a preferred embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 상기 프로세스 챔버(100)는 식각을 위한 프로세스 챔버 장치이다. 상기 프로세스 챔버(100)에는 상부전극(120), 하부전극(150), 헬륨 클램프(130) 및 상부전극(120)을 상하로 이동시키는 갭하우징(110), 웨이퍼(140)와 상부전극(120) 사이의 공간에 있으며 갭하우징(110)에 연결된 헬륨 클램프(130)를 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, the process chamber 100 is a process chamber apparatus for etching. The process chamber 100 includes a gap housing 110, a wafer 140, and an upper electrode 120 for moving the upper electrode 120, the lower electrode 150, the helium clamp 130, and the upper electrode 120 up and down. And a helium clamp 130 connected to the gap housing 110.
상기 하부전극(150)은 웨이퍼(140)의 아래에 있으며, 상기 프로세스 챔버(100) 내에 발생된 플라즈마를 가속 또는 감속 시키는 역할을 수행한다. 즉, 상기 챔버(100) 상벽에 있는 상부 전극(120)에 의해 발생된 플라즈마는 상기 하부 전극(150)에 의해서 가속되어 웨이퍼(140)로 이동된다. 이러한 가속도는 상기 하부 전극(150)에 형성된 전압에 의해 조절이 가능하다.The lower electrode 150 is under the wafer 140 and serves to accelerate or decelerate plasma generated in the process chamber 100. That is, the plasma generated by the upper electrode 120 on the upper wall of the chamber 100 is accelerated by the lower electrode 150 and moved to the wafer 140. This acceleration can be adjusted by the voltage formed on the lower electrode 150.
상기 헬륨 클램프(130)는 웨이퍼(140)에 식각공정후 상기 웨이퍼(140)을 냉각시킬때 상기 웨이퍼(140)를 고정시켜주는 기능을 수행한다. 상기 헬륨 클램프(130)는 상기 갭하우징(110)에 연결되어 있으며, 웨이퍼(140)의 가장자리부분에만 접촉되도록 환형의 형상을 이루고 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 헬륨 클램프(130)는 챔버의 상부전극(120) 아래에 만들어진 것이 바람직하다. 상기 갭하우징(110)의 상하운동에 의하여 헬륨 클램프(130)가 상하로 움직이게 된다.The helium clamp 130 functions to fix the wafer 140 when the wafer 140 is cooled after the etching process on the wafer 140. The helium clamp 130 is connected to the gap housing 110, and preferably has an annular shape to contact only an edge of the wafer 140. In addition, the helium clamp 130 is preferably made below the upper electrode 120 of the chamber. The helium clamp 130 moves up and down by the vertical movement of the gap housing 110.
상기 갭하우징(110)에는 상부전극(120), 헬륨 클램프(130) 및 가스주입구(미도시)가 장착되어 있으며 상하운동을 하도록 만들어져 있다. 도 1의 상태는 식각공정을 하기 전의 상태로써, 갭하우징(110)이 업(up)되어 있으며 헬륨 클램프(130)도 웨이퍼(140)와 접촉되어 있지 않은 상태이다.The gap housing 110 is equipped with an upper electrode 120, a helium clamp 130, and a gas inlet (not shown) and are made to move up and down. The state of FIG. 1 is a state before the etching process, in which the gap housing 110 is up and the helium clamp 130 is not in contact with the wafer 140.
미설명된 참조부호 160은 웨이퍼 지지대, d는 갭거리(gap position)을 나타낸다.Unexplained reference numeral 160 denotes a wafer support, and d denotes a gap position.
도 2는 도 1의 A부분의 상세도이다. 도 3은 도 2의 사시도이다.FIG. 2 is a detailed view of portion A of FIG. 1. 3 is a perspective view of FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 프로세스 챔버에서의 웨이퍼 고정 시스템은 한쪽 끝은 갭하우징(110)에 연결되고 다른 한쪽 끝은 헬륨 클램프(130)에 연결된 플런저(180), 웨이퍼 상면의 가장자리에 접촉되어 웨이퍼를 고정시키는 헐륨 클램프(130), 상기 플런저(180)와 상기 헬륨 클램프(130) 사이에 있는 와셔(170)을 구비한다. 또한, 상기 갭하우징(110)이 플런저와 연결되는 부위에는 절연체 링(190)을 더 구비하는 것이 바람직하다.2 and 3, the wafer holding system in the process chamber contacts the edge of the top surface of the plunger 180, one end of which is connected to the gap housing 110 and the other end of which is connected to the helium clamp 130. And a washer clamp 130 to secure the wafer, and a washer 170 between the plunger 180 and the helium clamp 130. In addition, it is preferable that the gap housing 110 further includes an insulator ring 190 at a portion where the gap housing 110 is connected to the plunger.
상기 플런저(180)는 갭하우징(110)에 연결되는 머리부(182) 및 헬륨 클램프(130)에 연결되는 나사부(183)를 구비하고 있다. 상기 나사부(183)에는 수나사산이 형성되어 있으며 상기 나사부(183)에는 헬륨 클램프(130) 및 와셔(170)가 결합되는 부분이다. 상기 나사부(183)의 길이는 상기 와셔(170)의 두께와 상기 헬륨 클램프(130)의 두께를 합한 두께보다 더 길게 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 머리부(182)의 상단은 상기 갭하우징(110)에 걸릴수 있도록 돌출되어 있는것이 바람직하다.The plunger 180 has a head portion 182 connected to the gap housing 110 and a screw portion 183 connected to the helium clamp 130. A male screw thread is formed in the screw portion 183, and the helium clamp 130 and the washer 170 are coupled to the screw portion 183. The length of the screw portion 183 is preferably made longer than the sum of the thickness of the washer 170 and the thickness of the helium clamp 130. The upper end of the head 182 is preferably protruded so as to be caught in the gap housing 110.
상기 절연체 링(190)은 세라믹으로 되어 있으며, 상기 갭 하우징(110)이 플런저(180)와 연결되는 부위에 설치되어 있다. 상기 절연체 링(190)은 상기 갭 하우징과 상기 플런저(180)의 연결을 원할히 하도록 하는 기능을 수행한다.The insulator ring 190 is made of ceramic, and the gap housing 110 is installed at a portion where the gap housing 110 is connected to the plunger 180. The insulator ring 190 functions to smoothly connect the gap housing and the plunger 180.
상기 헬륨 클램프(130)는 상기 플런저즈(180)의 나사부(183)에 연결되어 있다. 또한 상기 헬륨 클램프(130)는 웨이퍼 상면의 가장자리부분을 누를수 있도록 가운데 부분이 비어있는 환형구조이다. 기타 상세한 내용은 도 1의 설명부분을 참조한다.The helium clamp 130 is connected to the threaded portion 183 of the plunger 180. In addition, the helium clamp 130 has an annular structure in which the center is empty so as to press the edge of the upper surface of the wafer. For other details, refer to the description of FIG. 1.
상기 와셔(170)는 상기 플런저(180)의 나사부(183)에 끼워져 있으며, 상기 헬륨 클램프(130)이 웨이퍼에 접촉되도록 헬륨 클램프(130)의 위치를 조정하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 헬륨 클램프(130)가 상기 플런저(180)에서 분리되지 않도록하는 기능을 수행한다. 상기 와셔(170)의 두께는 상기 헬륨 클램프(130)가 상기 웨이퍼를 밀착시켜 고정시킬수 있도록 만들어진 두께인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 와셔(170)의 두께를 조절함으로써, 상기 헬륨 플런저(130)가 상기 웨이퍼 상면의 가장자리에 밀착되도록 한다. 따라서 식각공정을 진행한 후에 웨이퍼를 냉각시키기 위하여 웨이퍼 뒷면에 헬륨가스를 흐르게 할때 갭거리를 움직이지 않고서도 웨이퍼를 고정할수가 있어서 웨이퍼의 식각율을 일정하게 유지할수가 있다. 또한, 웨이퍼 뒷면에 흐르는 헬륨가스가 새어나가지 않음으로 챔버내의 헬륨가스의 농도가 일정하게 유지되게 되고, 포토레지스트의 버닝현상이 발생되지 않는다. 따라서 포토레지스트의 파편이 생기지 않게 되고, 프로세스 챔버 내부를 자주 클리닝하지 않아도 되므로 공정정상화 시간을 줄일수 있다.The washer 170 is fitted to the threaded portion 183 of the plunger 180 and performs a function of adjusting the position of the helium clamp 130 so that the helium clamp 130 contacts the wafer. In addition, the helium clamp 130 serves to prevent the plunger 180 from being separated. The washer 170 preferably has a thickness such that the helium clamp 130 is fixed to the wafer in close contact with the wafer. Therefore, by adjusting the thickness of the washer 170, the helium plunger 130 is in close contact with the edge of the upper surface of the wafer. Therefore, when the helium gas flows on the back side of the wafer to cool the wafer after the etching process, the wafer can be fixed without moving the gap distance, so that the etching rate of the wafer can be kept constant. In addition, since the helium gas flowing on the back surface of the wafer does not leak, the concentration of helium gas in the chamber is kept constant, and no burning phenomenon of the photoresist occurs. As a result, fragmentation of the photoresist is not generated, and the process normalization time can be reduced because the interior of the process chamber is not frequently cleaned.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플런저 및 와셔를 조정함으로써, 갭거리를 변경하지 않고 헬륨 클램프로 웨이퍼를 고정시킬 수가 있다. 따라서, 웨이퍼를 냉각하기 위한 헬륨의 양을 줄일수가 있다. 그러므로 식각공정시 포토레지스트 버닝현상을 막을수 있고, 식각율의 재현성을 높일수가 있다. 또한, 공정정상화 시간을 줄일수가 있다.According to the present invention as described above, by adjusting the plunger and the washer, the wafer can be fixed by the helium clamp without changing the gap distance. Thus, the amount of helium for cooling the wafer can be reduced. Therefore, the photoresist burning phenomenon can be prevented during the etching process, and the reproducibility of the etching rate can be improved. In addition, process normalization time can be reduced.
Claims (7)
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| KR1020010052573A KR20030018468A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | System fixing wafer in process chamber |
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| KR1020010052573A KR20030018468A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | System fixing wafer in process chamber |
Publications (1)
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| KR1020010052573A KR20030018468A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | System fixing wafer in process chamber |
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| KR (1) | KR20030018468A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100622844B1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-09-19 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | Plasma processing apparatus |
-
2001
- 2001-08-29 KR KR1020010052573A patent/KR20030018468A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100622844B1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-09-19 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | Plasma processing apparatus |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |