KR20030097080A

KR20030097080A - 반도체 애싱설비의 전극 고정장치

Info

Publication number: KR20030097080A
Application number: KR1020020034237A
Authority: KR
Inventors: 최성열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2003-12-31

Abstract

본 발명은 반도체 애싱설비에서 전극을 조인트 시 유동이 발생하지 않도록 브레이커를 장착하여 안정된 플라즈마을 형성하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치에 관한 것이다. 이를 위한 전극 고정장치는, 반원기둥 형태로 이루어진 상부전극과, 반원기둥 형태로 이루어진 하부전극과, 상기 상부전극 및 상기 하부전극을 결합할 수 있도록 지지하기 위해 직육면체 형상으로 이루어져 있으며, 내부중앙에 스크류 삽입홀이 형성된 다수의 전극 고정용 플레이트와, 상기 상부전극 및 상기 하부전극의 양측의 끝단부가 외부로 절곡되어 있으며, 절곡면에 볼트를 삽입하기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 복수의 고정용 브레이커로 구성한다.

Description

반도체 애싱설비의 전극 고정장치{EQUIPMENT FOR JOINTING ELECTRODE OF ASHING DEVICE}

본 발명은 반도체 애싱설비의 전극 고정장치에 관한 것으로, 특히 반도체 애싱설비에서 전극을 조인트 시 유동이 발생하지 않도록 브레이커를 장착하여 안정된 플라즈마을 형성하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 장치를 제조하기 위해서는 각 단계마다 반도체 웨이퍼 상에 소망의 패턴을 형성하기 위한 사진 공정이 필수적으로 쓰여지며, 이 사진공정은 웨이퍼 상에 패턴을 새긴 마스크에 단파장의 빛을 투과시켜 그 패턴으로부터 웨이퍼 상의 포토레지스트에 복사하는 작업을 말한다.

애싱공정은 사진 공정 후 웨이퍼로부터 사용된 포토레지스트를 제거하는 공정으로 산소 플라즈마 방전을 이용하는 방법과 오존을 이용하는 방법이 있다.

이 중 산소 플라즈마 방전을 이용하는 방법은 산소(O2)를 함유하는 반응가스에 고출력의 마이크로파 파워를 가하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 산소 플라즈마의 부산물인 산소 래디컬과 포토레지스트가 반응되어 만들어진 이산화탄소(C2)를진공펌프를 통해 배출시켜 포토레지스트를 제거하는 방법이다.

이러한 산소 플라즈마 방전을 이용하는 방법에 의해 애싱공정을 구현하는 애싱장치는 한 번에 다량의 웨이퍼를 애싱하는 배치(BATCH)방식과 한번에 한 장씩 처리하는 매엽식의 두 가지 유형으로 구분할 수 있다.

매엽식 애싱장치는 2.45GHz의 마이크로파를 사용하여 플라즈마를 발생시키고, 하류 플라즈마 처리에 의해 웨이퍼의 고속 애싱을 구현한다.

하류 플라즈마 처리는 작업에 쓰여지는 웨이퍼가 플라즈마 발생 영역의 외부에 놓여져 있는 곳에서 행하는 것을 말한다. 물론 웨이퍼가 플라즈마에 노출되어 있는 플라즈마 발생영역의 외부에 놓여져 있는 곳에서 행하는 소위 오븐형 플라즈마 처리도 있으나, 애싱 공정에 있어서 플라즈마 환경에 노출된 웨이퍼는 자외선, x-선이나 이온충격 등에 의해서 손상을 입게되므로 보통은 하류 플라즈마 처리로 행해진다.

이하 일반적인 애싱장치의 구조에 대해 상세히 설명한다.

최근 유슈의 반도체 제조설비 메이커는 애싱레이트(ASHING RATE)의 효율성을 높이고 웨이퍼의 데미지를 줄이기 위해 각종 플라즈마 애싱장치를 개발하여 선보이고 있다. 그 일 예로 미국의 반도체 설비제조 메이커인 GASONICS LTD,의 L3500시리즈 모델로서 도 1에서 보여주는 플라즈마 애싱장치는 플라즈마 발생실(24)과 플라즈마 반응실(32)이 별도로 마련된 하류 플라즈마 처리를 위한 매엽식 구조로 되어 있다.

플라즈마 챔버(20) 내에 위치한 플라즈마 발생실(24)은 버블러(22)라 명칭되는 가스관의 유입구로부터 유입된 반응가스(O₂+N₂)를 마이크로파 파워에 의하여 이온화시켜 플라즈마를 발생시키는 곳으로, 상기 버블러(22)를 포함하여 플라즈마 발생실(24)을 형성하는 가스관은 절연재인 석영으로 형성된다. 여기에서 상기 반응가스는 대략 20대 1의 비율의 산소(O₂)와 질소(N₂)가 혼합된 가스이다.

상기 플라즈마 발생실(24)은 스풀(26)이라 명칭되는 가스배출 통로로 이어져 웨이퍼(WF)가 놓여져 있는 챔버(28) 내의 플라즈마 반응실(32)로 산소 래디컬을 공급하게 된다. 즉, 스풀(26)을 통해 분사된 산소 래디컬챔버(28) 내의 소공(29a)을 갖춘 샤워헤드(29)를 통해 반응 영역에 놓여진 웨이퍼(WF) 상의 포토 레지스트를 이루는 물질과 함께 반응시키기 위하여 플라즈마 반응실(32)로 도입되어진다.

상기 스풀(26)은 도출되는 반응가스의 RF영역에 대한 정합을 위해 고주파 매치박스(25)에 수용되며, 또한 상기 스풀(26)은 일정 주기마다 세정이 가능하도록 상기 플라즈마 발생실(24)의 출구측과 착탈되도록 구성된다.

애싱공정 시 상기 웨이퍼(WF)는 제어수단에 의해서 자동 리프팅되는 스테이지(36) 상에 놓여지게 되고, 상기 챔버(28)의 플라즈마 반응실(32)에는 도시하지않은 진공펌프가 연결되어 상기 플라즈마 반응실(32)에 위치하는 웨이퍼(WF)의 포토 레지스트 층을 제거하는데 필요한 일정 압력(0.05 내지 2TORR)의 진공 분위기를 조성한다. 상기 진공펌프는 진공 분위기의 조성 뿐 만 아니라 배기 시에는 플라즈마 반응실(32)의 포토 레지스트와 산소 래디컬이 결합된 이산화탄소(C₂)를 제거하는 배기 기능도 수행한다. 상기 플라즈마 발생실(24)을 형성하는 챔버(28)는 어퍼챔버(28a)와 로워챔버(28b)로 구분되며, 상기 로워챔버(28b)에는 외부로부터 웨이퍼(WF)가 도입되는 밸브(V/V)가 마련되고 상기 어퍼 챔버(28a)의 상부에는 램프쿼즈(LQ)를 통해 빛을 입사시키기 위한 램프 하우징(LH)이 설치된다.

이러한 구성에 의해 웨이퍼 애싱공정에 필요한 플라즈마를 발생하는 애싱장치는 공업용 주파수인 2.45GHz의 마이크로파 파워를 발생하는 제너레이터(42)와, 상기 제너레이터(42)에서 출력된 마이크로파 파워를 전송하는 도파관(44) 및 상기 도파관(44)에 연결되며 상기 플라즈마 발생실(24)을 형성하는 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)을 구비한다.

도 2는 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 사시도이고,

도 3은 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 정면도이며,

도 4는 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 측면도이다.

반원기둥 형태로 이루어진 상부전극(50)과, 반원기둥 형태로 이루어진 하부전극(52)과, 상기 상부전극(50) 및 하부전극(52)을 결합할 수 있도록 지지하기 위해 직육면체 형상으로 이루어진 전극 고정용 플레이트(54)와, 상기 상부전극(50) 및 하부전극(52)의 양측의 끝단부가 돌출되어 상기 상부전극(50) 및 하부전극(52)을 결합할 수 있도록 지지하고 있는 전극고정용 플레이트(54)에 다수의 스크류(56)를 고정할 수 있도록 상기 상부전극(50)과 상기 하부전극(52)과 각각 일체형으로 형성된 고정용 브레이커(58, 60)로 구성되어 있다.

상기 상부전극(50)과 하부전극(52)을 조립할 때 2개의 전극고정용 플레이트(54)를 상부전극(50)과 하부전극(52)의 양측에 끝단부에 결합한 후 다수의 스크류(56)를 상부전극(50) 및 하부전극(52)과 일체형으로 형성된 고정용 브레이커(58, 60)에 형성된 홀에 삽입하여 상기 상부전극(50) 및 하부전극(52)과 전극고정용 플레이트(54)를 고정시킨다. 그리고 상부전극(50)과 하부전극(52)에는 다수의 구멍이 형성되어 있다.

상기와 같은 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극의 구조는 상부전극(50)과 하부전극(52)의 정면에서 다수의 스크류를 이용하여 전극고정용 플레이트에 고정하도록 되어 있어 스크류가 풀리게 되면 전극이 제대로 조인트되지 못하고 유동이 발생하여 매치박스에서 나오는 RF파워를 전극이 전달받아 챔버 내부에서 플라즈마가 100%형성되지 못하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조용 애싱비에서 전극을 석영 챔버에 밀착시킬 수 있는 전극고정용 브레이커를 장착하여 전극의 유동이 없도록 고정하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 반도체 애싱 설비에서 전극을 조인트 시 유동이 발생하지 않도록 브레이커를 장착하여 안정된 플라즈마을 형성하는 반도체 애싱설비의전극 고정장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 플라즈마 애싱장치의 구조도

도 2는 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 사시도

도 3은 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 정면도

도 4는 종래의 플라즈마 애싱장치 중 석영관의 외부를 감싸는 전극(60)의 측면도

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 사시도

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 정면도

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 측면도

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 평면도

도 9는 본 발명의 실시 에에 따른 전극 고정용 플레이트(104)의 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 상부전극 102: 하부전극

104: 전극 고정용 플레이트 106: 절곡면

108: 동축 실드 고정 포트 110: 볼트

112: 너트 114: 볼트삽입홀

120: 복수의 고정용 브레이커

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 애싱 설비의 전극 고정장치는, 반원기둥 형태로 이루어진 상부전극과, 반원기둥 형태로 이루어진 하부전극과, 상기 상부전극 및 상기 하부전극을 결합할 수 있도록 지지하기 위해 직육면체 형상으로 이루어져 있으며, 내부중앙에 스크류 삽입홀이 형성된 다수의 전극 고정용 플레이트와, 상기 상부전극 및 상기 하부전극의 양측의 끝단부가 외부로 절곡되어 있으며, 절곡면에 볼트를 삽입하기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 복수의 고정용 브레이커로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 사시도이고,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 정면도이며,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 측면도이고,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 석영관의 외부를 감싸는 전극의 평면도이며,

반원기둥 형태로 이루어진 상부전극(100)과, 반원기둥 형태로 이루어진 하부전극(102)과, 상기 상부전극(100) 및 하부전극(102)을 결합할 수 있도록 지지하기 위해 직육면체 형상으로 이루어져 있으며, 내부중앙에 스크류 삽입홀이 형성된 다수의 전극 고정용 플레이트(104)와, 상기 상부전극(100) 및 하부전극(102)의 양측의 끝단부가 외부로 절곡되어 있으며, 절곡면(106)에 볼트(110)를 삽입하기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 복수의 고정용 브레이커(120)로 구성되어 있다.

도 9는 본 발명의 실시 에에 따른 전극 고정용 플레이트(104)의 사시도이다다.

직육면체 형상으로 이루어진 하우징(104a)과, 상기 하우징(104a)의 중앙 내부에 볼트(110)를 삽입하기 위해 형성된 볼트삽입홀(114)과, 상기 하우징(104a)의 일면의 양측에 형성된 동축 실드(shild) 고정 포트(108)로 구성되어 있다.

상기 상부전극(100)과 하부전극(102)을 조립할 때 상부전극(100)에 일체로 형성된 절곡면(106)과 하부전극(52)에 일체형으로 형성된 절곡면(106) 사이에 2개의 전극고정용 플레이트(104)를 양측에 대칭으로 맞춘다. 상기 상부전극(100)의 절곡면(106)에 형성된 다수의 홀에 볼트(110)를 각각 끼워 넣어 전극고정용 플레이트(104)의 중앙내부에 형성된 볼트 삽입홀(114)을 통해 하부전극(102)의 절곡면(106)으로 돌출되면, 그 돌출된 볼트(110)에 너트(112)를 체결하여 도 7과 같이 조인다. 그리고 전극고정용 플레이트(104)의 일면에는 양측에 각각 동축 실드고정포트(108)가 형성되어 RF매치박스로부터 RF파워를 공급받도록 하고 있다. 상기 상부전극(100)과 하부전극(102)에 절곡된 절곡면(106)을 갖는 부분이 본 발명의 고정용 브레이커(120)가 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조용 애싱장치에서 석영관을 감싸고 있는 전극을 석영챔버에 밀착시킬 수 있는 전극고정용 브레이커를 장착하여 전극이 유동이 없도록 고정하므로, 안정된 플라즈마 형성이 가능하며 애싱레이트 로우를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

반도체 애싱설비의 전극 고정장치에 있어서,

반원기둥 형태로 이루어진 상부전극과,

반원기둥 형태로 이루어진 하부전극과,

상기 상부전극 및 상기 하부전극을 결합할 수 있도록 지지하기 위해 직육면체 형상으로 이루어져 있으며, 내부중앙에 스크류 삽입홀이 형성된 다수의 전극 고정용 플레이트와,

상기 상부전극 및 상기 하부전극의 양측의 끝단부가 외부로 절곡되어 있으며, 절곡면에 볼트를 삽입하기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 복수의 고정용 브레이커로 구성함을 특징으로 하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치.
제1항에 있어서,

상기 상부전극 및 상기 하부전극의 양측의 끝단부에 일체형으로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치.
제2항에 있어서, 상기 다수의 전극 고정용 플레이트는,

직육면체 형상으로 이루어진 하우징과,

상기 하우징의 중앙 내부에 볼트를 삽입하기 위해 형성된 볼트 삽입홀과,

상기 하우징의 일면의 양측에 형성된 동축 실드 고정 포트로 구성함을 특징으로 하는 반도체 애싱설비의 전극 고정장치.