KR20030042551A - 컨파인먼트 링을 갖는 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

컨파인먼트 링을 갖는 반도체 제조장비를 제공한다. 이 장비는, 식각 공정이 수행되는 공정 챔버의 어퍼 챔버 부분에 공정가스들의 식각 특성을 좋게 하기 위한 전극으로 사용되는 캐소드와 플라즈마가 웨이퍼 둘레 밖으로 나가지 않도록 이를 모아두는 컨파인먼트 링을 포함한다. 이 컨파인먼트 링의 표면은 압인가공되어 조밀한 요철을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 공정이 진행되는 동안 컨파인먼트 링에 침적되는 폴리머의 접착성이 향상되어 장비점검 주기를 연장시킬 수 있다.

Description

컨파인먼트 링을 갖는 반도체 제조장치{SEMICONDUCTOR FABRICATING APPARATUS HAVING A CONFINEMENT RING}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 공정 장치에 관한 것이다.

컨파인먼트 링(confinement ring)은 반도체 제조 공정의 건식 식각(dry etch) 공정에서 사용되는 챔버 중 어퍼 챔버를 구성하는 한 부분으로, 이 링은 공정 진행시 가스 반응 및 플라즈마가 웨이퍼 및 정전척(ESC) 둘레 밖으로 벗어나지 않도록 챔버 분위기를 만드는 역할을 한다. 상기 컨파인먼트 링은 상기 어퍼 챔버에 나사로 고정된다.

공정진행시 반응 가스 및 플라즈마에 의하여 상기 컨파인먼트 링의 표면에 폴리머가 침적된다. 따라서, 상기 컨파인먼트 링의 표면에 침적된 폴리머를 정기적으로 제거하여 공정진행시 상기 폴리머가 떨어져 공정챔버가 오염되는 것을 막아주어야한다. 그러나, 기존의 건식식각 장비의 컨파인먼트 링은 매끄러운 표면을 갖기때문에 정기적인 장비점검 실시전에 상기 컨파인먼트 링에 침적된 폴리머가 떨어져 공정챔버를 오염시킬 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정진행 중 발생한 폴리머의 접착성이 우수한 컨파인먼트 링을 갖는 반도체 식각장비를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 컨파인먼트 링에 침적된 폴리머가 공정챔버 내부로 떨어지는 것을 방지하여 장비점검 주기를 연장시킬 수 있는 반도체 식각장비를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 식각장치를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨파인먼트 링의 하부표면을 나타낸 평면도이다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨파인먼트 링의 단면도들이다.

도 4a 및 도 4b는 컨파인먼트 링 표면요철의 변형된 형태를 도시한다.

상기 기술적 과제들은 표면처리된 컨파인먼트 링을 갖는 반도체 공정장비에 의해 제공될 수 있다. 이 장비는, 식각 공정이 수행되는 공정 챔버의 어퍼 챔버 부분에 공정가스들의 식각 특성을 좋게 하기 위한 전극으로 사용되는 캐소드와 플라즈마가 웨이퍼 둘레 밖으로 나가지 않도록 이를 모아두는 컨파인먼트 링을 포함한다. 본 발명은 상기 컨파인먼트 링의 표면은 압인가공되어 조밀한 요철을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 공정이 진행되는 동안 상기 컨파인먼트 링에 침적되는폴리머의 접착성이 향상되어 장비점검 주기를 연장시킬 수 있다.

이 장비에서 상기 컨파인먼트 링은 동일한 형상이 조밀하게 음각되어 요철을 가질 수 있다. 또한, 상기 컨파인먼트 링의 지역별로 폴리머가 침적되는 양에 비례하여 상기 요철은 높은 밀도로 형성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 일반적인 식각장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 식각 챔버(10)는 어퍼(upper) 챔버 부분(12)과 로워(lower) 챔버 부분(14)으로 나뉘어져 있다. 상기 어퍼 챔버 부분(12)의 캐소드(cathode;16) 주변에는 컨파인먼트 링(18)이 있다. 상기 로워 챔버 부분(14)에는 웨이퍼(30)가 고정되는 정전척(ESC;20)과 그 정전척 주변에는 포커스 링(focus ring;22)이 등이 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨파인먼트 링의 하부표면을 나타낸 평면도이다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컨파인먼트 링의 단면도들이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에서 상기 컨파인먼트 링(18)은 표면이 매끄러운 종래의 컨파인먼트 링과는 달리 조밀한 요철을 갖는다. 표면이 매끄러운 종래의 컨파인먼트 링은 공정이 진행되는 동안 발생한 폴리머의 접착성이 좋지 못하여 시간이 경과함에 따라 침적되었던 폴리머가 챔버 내로 떨어져 공정챔버 및 웨이퍼를 오염시키거나 장비 불량을 유발하였다. 그러나, 본 발명에서 상기 컨파인먼트 링(18)은 그 표면에 조밀한 요철을 가지기때문에 폴리머의 접착성이 우수하다. 따라서, 상대적으로 장시간 공정을 진행하여도 상기 컨파인먼트 링(18)에 침적된 폴리머가 공정챔버 또는 웨이퍼를 오염시키지 않는다. 통상적으로 상기 컨파인먼트 링(18)의 중심축으로 향할 수록 폴리머의 침적이 비례하여 증가한다. 이와같이, 상기 컨파인먼트 링(18)의 바깥쪽보다 안쪽에 많은 폴리머가 형성되기 때문에 상기 컨파인먼트 링(18)의 표면은 그 외곽에서 중심으로 향할 수록 더욱 조밀한 요철을 갖는 것이 바람직하다. 상기 요척은 장비점검시 세척이 용이하도록 균일하게 형성하는 것이 바람직하다.

도 3a는 음각된 엠보싱이 형성된 컨파인먼트 링(18)을 도시한다. 도시된 것과 같이 상 요철은 반구형 음각(40)이 균일하게 압인가공하고, 압인된 각각의 형상(40)의 표면은 매끄럽게 가공하여 장비점검시 세척이 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 도 3b에 도시된 것과 같이 상기 컨파인먼트 링(18)의 표면에 약각의 엠보싱(42)을 형성할 수도 있다.

상술한 두가지 구조들 모두 제한된 면적에서 폴리머가 접촉하는 면적이 높기때문에 폴리머의 접착성을 향상시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 컨파인먼트 링 표면요철의 변형된 형태를 도시한다.

상술한 것과 같이 공정진행중 폴리머는 상기 컨파인먼트 링(18)의 내곽에 집중적으로 형성된다. 따라서, 상기 컨파인먼트 링(18)은 그 내곽에서 높은 요철밀도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 도시된 것과 같이 양각 및 음각의 엠보싱의 밀도는 상기 컨파인먼트 링(18)의 내곽(44,48)이 높고, 상기 컨파인먼트 링(18)의 외곽(46,50)은 낮게 형성할 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 것과 같이 본 발명에 따르면, 공정진행시 챔버분위기를 만드는 컨파인먼트 링의 표면에 조밀한 요철을 형성함으로써 폴리머의 접착성을 높여 공정챔버 및 웨이퍼의 오염을 방지하고 정기적인 장비점검주기를 연장시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 상부 챔버 및 하부 챔버로 구성되어 공정수행 영역을 제공하는 공정챔버에 있어서,

   상기 상부 챔버에 장착되고 전극에 해당하는 캐소드;

   상기 캐소드와 대향하여 상기 하부 챔버에 장착된 서셉터;및

   상기 캐소드의 주위을 둘러싸고 하부로 돌출된 컨파인먼트 링을 포함하되, 상기 컨파인먼트 링의 표면은 압인가공되어 조밀한 요철을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 공정장비.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 상기 조밀한 요철들은 음각된 반구형 패턴들로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 공정장비.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 요철의 밀도는 상기 컨파인먼트 링의 중심축으로 갈 수록 높아지는 것을 특징으로 하는 반도체 공정장비.