KR20030094661A - 반도체장치 식각설비의 척 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼에 대한 식각 과정에서 인가되는 고주파 파워의 영역을 넓은 범위로 균일하고도 안정적으로 형성하여 공정가스가 웨이퍼 상에 균일하게 반응할 수 있도록 하는 반도체장치 식각설비의 척 조립체에 관한 것으로서, 이에 대한 구성은, 웨이퍼 저면 중심 부위를 밀착 지지하며, 상면 가장자리 부위가 웨이퍼 저면에 이격 대향하도록 단차지게 형성된 척 본체와; 내측 저면이 상기 척 본체의 단차진 면에 밀착 지지되고, 내측 상면 부위는 웨이퍼 저면이 상측으로부터 삽입되게 안착되도록 단차지게 형성된 포커스링과; 척 본체의 측부 외측으로 연장된 상기 포커스링 저면 부위를 밀착 지지하도록 설치되는 절연링;을 포함하여 구성된 척 조립체에 있어서, 상기 절연링은 상기 포커스링의 외측 가장자리에 근접된 부위가 포커스링의 상면으로부터 돌출되어 곡률을 이루어 형성됨을 특징으로 한다. 이에 따르면, 절연링의 내측 또는 외측 부위가 곡률을 이룸에 따라 그 표면에 증착되는 코팅막의 두께가 전면에 대하여 균일하게 이루어지고, 또 모서리 부위의 완만한 형상에 의해 코팅막 손상이 있는 경우에도 고주파 파워의 집중이 방지되며, 플라즈마 형성 영역을 안정적이고도 균일하게 형성하여 공정 불량의 방지와 함께 공정의 균일도가 향상될 뿐 아니라 제조설비의 가동률과 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체장치 식각설비의 척 조립체{chuck assembly of ashing equipment for fabricating semiconductor device}

본 발명은 웨이퍼에 대한 식각 과정에서 인가되는 고주파 파워의 영역을 넓은 범위로 균일하고도 안정적으로 형성하여 공정가스가 웨이퍼 상에 균일하게 반응할 수 있도록 하는 반도체장치 식각설비의 척 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치 식각공정은 웨이퍼 상에 사진공정 이후 형성된 포토레지스트 패턴으로 노출된 부위를 제거하기 위한 공정으로서, 그 방법에 있어서 투입되는 공정가스를 플라즈마 상태로 변환시켜 요구되는 불필요한 부위에서 반응토록 하는 플라즈마 식각이 주로 이용되고 있다.

이러한 플라즈마를 이용한 식각 공정은, 고주파 파워가 인가되는 상·하부전극 사이에 위치되는 웨이퍼에 대하여 공급되어 플라즈마 상태로 변환되는 공정가스로 하여금 반응토록 함으로써 이루어진다.

여기서, 상술한 플라즈마 영역에 의한 반응은 웨이퍼의 상면 전역에서 균일하게 이루어져야 한다.

이에 대하여 고주파 파워가 인가되는 하부전극을 이루며, 웨이퍼를 고정 지지하는 척 조립체의 종래 기술 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 척 조립체의 구성은, 선택적으로 고주파 파워가 인가되고, 위치되는 웨이퍼(W)의 저면 중심 부위를 밀착 지지하게 되며, 상면 가장자리 부위가 웨이퍼(W)의 저면 가장자리 부위에 대하여 이격되어 대향하도록 단차지게 형성된 척 본체(10)를 이룬다.

이러한 척 본체(10)의 단차진 부위에는, 실리콘 재질로 소정 두께를 갖는 링 형상으로 내측벽과 내측 저면 부위는 척 본체(10)의 단차진 측벽과 단차진 상면에 각각 근접 또는 밀착되게 위치되는 포커스링(12)이 구비된다.

그리고, 상술한 바와 같이, 척 본체(10)의 측벽 소정 위치에는 포커스링(12)이 척 본체(10)의 외측으로 연장 돌출되는 부위를 받쳐 지지하도록 하는 절연링(14)이 설치된 구성을 이룬다.

이러한 구성에 따라 공정이 진행되면, 상술한 포커스링(12)은 반응하는 플라즈마 형성 영역을 웨이퍼(W)의 외측 부위까지 확대하고, 이에 따라 웨이퍼(W)는 그 전면이 플라즈마 영역의 중심 부위에 위치되어 전체적으로 균일한 작용을 받는다.

여기서, 상술한 절연링(14)의 표면에는 공정을 수행에 따른 플라즈마 상태의 공정가스로부터 영향을 받지 않도록 하기 위하여 양극 극성을 띠는 코팅막이 형성된 구성을 이룬다.

그러나, 이러한 코팅막은 포커스링(12)에 근접하여 직각 구조를 이루는 절연링(14)의 모서리 부위에서 그 증착 두께가 얇고, 직각 구조에 의해 계속적인 공정의 진행 과정에서 쉽게 벗겨지는 취약성을 갖는다.

이에 따라 인가되는 고주파 파워는 이렇게 코팅막의 손상이 있는 부위에 집중될 뿐 아니라 플라즈마 형성 영역을 집중시키게 됨으로써 공정의 균일도를 저하시키는 등 공정 불량을 야기한다.

또한, 이러한 문제는 절연링(14)을 교체 주기 및 사용수명을 단축시키고, 그 교체 작업에 따른 많은 시간 손실이 있고, 설비의 가동률과 생산성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절연링의 모서리 부위에 대한 코팅막의 증착 두께가 전면에 대하여 균일하게 이루어지도록 하고, 공정 과정에서 안정적인 상태를 연장토록 하여 공정의 균일도 향상을 포함한 공정 불량을 방지하며, 절연링의 교체 주기 및 사용수명을 연장함과 동시에 설비의 가동률과 생산성을 높이도록 하는 반도체소자 식각설비의 척 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 척 조립체를 포함한 식각설비의 구성과 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 척 조립체의 구성과 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 척 본체 12: 포커스링

14, 20: 절연링

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 식각설비의 척 조립체 구성은, 웨이퍼 저면 중심 부위를 밀착 지지하며, 상면 가장자리 부위가 웨이퍼 저면에 이격 대향하도록 단차지게 형성된 척 본체와; 내측 저면이 상기 척 본체의 단차진 면에 밀착 지지되고, 내측 상면 부위는 웨이퍼 저면이 상측으로부터 삽입되게 안착되도록 단차지게 형성된 포커스링과; 척 본체의 측부 외측으로 연장된 상기 포커스링 저면 부위를 밀착 지지하도록 설치되는 절연링;을 포함하여 구성된 척 조립체에 있어서, 상기 절연링은 그 상부가 상기 포커스링의 외측 가장자리에 근접된 부위가 포커스링의 상면으로부터 돌출되어 곡률을 이루어 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치 식각설비의 척 조립체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 척 조립체의 구성과 이들 구성의 결합 관계를 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

일반적으로 식각 공정을 수행하는 통상의 공정챔버 내부에는, 투입 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하도록 하는 척 조립체가 설치된다.

이러한 척 조립체의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 저면을 받쳐 지지하도록 형성된 척 본체(10)가 있고, 이 척 본체(10)의 상면 중심 부위는 웨이퍼(W)의 저면 중심 부위 즉, 웨이퍼(W) 저면의 가장자리 부위에 근접하는 위치까지 밀착 지지하도록 평탄한 면을 이루고 있으며, 이 척 본체(10)의 상면 가장자리 부위는 웨이퍼(W)의 저면에 대하여 소정 간격으로 이격 대향하도록 단차지게 형성된다.

이렇게 형성된 척 본체(10)의 단차진 부위에는, 소정 두께를 갖는 링 형상을 이루는 포커스링(12)이 위치된다.

상술한 포커스링(12)의 설치는, 포커스링(12)의 내측벽과 내측 저면이 척 본체(10)의 단차진 측벽과 단차진 부위의 상면에 각각 근접되고 밀착 지지됨으로써 이루어지고, 이때 포커스링(12)의 내측 상면 부위는, 상측으로부터 위치되는 웨이퍼(W)가 삽입되게 안착되도록 소정 깊이로 단차지게 형성된다.

또한, 포커스링(12)의 내측 부위 상면 즉, 단차진 부위의 상면 부위는 상술한 척 본체(10)의 상면 높이와 동일한 높이를 이루게 된다.

한편, 포커스링(12)의 외측 부위는, 도 2에 도시된 바와 같이, 척 본체(10)의 측벽 외측으로 돌출된 형상을 이루게 되며, 이렇게 돌출된 포커스링(12)의 외측 부위 저면은 척 본체(10)의 측벽에 고정되는 절연링(20)의 상면 내측 부위에 밀착지지되게 된다. 여기서, 상술한 절연링(20)의 형상을 보다 상세히 설명하면, 도 2에 확대 도시된 바와 같이, 절연링(20)의 상면 내측 부위는 척 본체(10)의 외측으로 돌출된 포커스링(12)의 저면 외측 부위가 삽입 안착되는 형상으로 단차지게 형성된다.

그리고, 이렇게 단차진 부위의 외측 부위는 상술한 포커스링(12)의 상면으로부터 더 돌출되고, 포커스링(12)의 외측 가장자리 부위와 근접하는 부위는 포커스링(12)의 외측 모서리 부위로부터 그 상면 부위까지 곡률(R)을 이룬다.

이에 더하여 절연링(20)의 외측 가장자리 부위의 각 모서리 부위 또한 그 표면으로부터 이웃하는 표면으로 연장되는 곡률로 형성될 수도 있다.

이러한 구성에 의하면, 절연링(20)의 내측 또는 외측 부위가 곡률을 이루는 것으로 형성됨에 의해 그 표면에 증착되는 코팅막의 두께가 전면에 대하여 균일하게 이루어지고, 또 완만한 형상에 의해 그 부위의 코팅막 손상이 있는 경우에도 고주파 파워의 집중됨을 방지하여 안정적인 플라즈마 형성 영역을 이루게 된다.

이에 따라 절연링(20)의 교체 주기 및 사용수명이 연장되고, 공정의 균일도가 향상되며, 공정 불량의 방지함과 동시에 공정의 균일도가 향상될 뿐 아니라 제조설비의 가동률과 생산성이 향상되는 효과가 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 절연링의 내측 또는 외측 부위가 곡률을 이룸에 따라 그 표면에 증착되는 코팅막의 두께가 전면에 대하여 균일하게 이루어지고, 또모서리 부위의 완만한 형상에 의해 코팅막 손상이 있는 경우에도 고주파 파워의 집중이 방지되며, 플라즈마 형성 영역을 안정적이고도 균일하게 형성하여 공정 불량의 방지와 함께 공정의 균일도가 향상될 뿐 아니라 제조설비의 가동률과 생산성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (1)

1. 웨이퍼 저면 중심 부위를 밀착 지지하며, 상면 가장자리 부위가 웨이퍼 저면에 이격 대향하도록 단차지게 형성된 척 본체와; 내측 저면이 상기 척 본체의 단차진 면에 밀착 지지되고, 내측 상면 부위는 웨이퍼 저면이 상측으로부터 삽입되게 안착되도록 단차지게 형성된 포커스링과; 척 본체의 측부 외측으로 연장된 상기 포커스링 저면 부위를 밀착 지지하도록 설치되는 절연링;을 포함하여 구성된 척 조립체에 있어서,

   상기 절연링은 그 상부가 상기 포커스링의 외측 가장자리에 근접된 부위가 포커스링의 상면으로부터 돌출되어 곡률을 이루어 형성됨을 특징으로 하는 반도체장치 식각설비의 척 조립체.