KR20040011839A - 라이너를 갖는 플라즈마 식각 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 식각 챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 식각을 수행하는 반도체 제조 장치의 챔버 구조에 관한 것이다. 본 발명의 반도체 제조장치의 챔버는 내부공간을 갖는 바디와; 상기 바디의 내부 공간 안쪽벽에 밀착 설치되고, 챔버 벽면을 보호하는 라이너를 갖는다.

Description

라이너를 갖는 플라즈마 식각 챔버{PLASMA ETCH CHAMBER HAVING LINER}
본 고안은 플라즈마 식각 챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 식각을 수행하는 반도체 제조 장치의 챔버 구조에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조 공정은 반도체 기판에 박막의 적층 및 식각에 의한 패턴 공정과 이온 주입 공정을 반복 실시하여 원하는 회로 동작 특성을 가지는 반도체 소자를 형성하는 것이다.
그리고, 반도체 기판에 박막을 적층하거나 반도체 기판에 적층된 박막을 식각하는 방법으로는 여러 가지가 있지만, 최근에는 반도체 소자의 미세화에 따라 플라즈마를 이용한 공정이 주로 사용되고 있다. 즉, 플라즈마를 이용한 증착 공정에의해 박막을 적층하거나 플라즈마를 이용한 식각 공정에 의해 박막을 식각하고 있다.
그러나, 플라즈마를 이용한 공정을 진행하기 위하여 사용되는 반응 가스 및 RF 파워는 일정한 공간 안에서 안정적인 가스공급과 RF 파워의 제어가 이루어져야 하는 데 이런 공간을 만들기 위해서는 공정 챔버가 필요하며, 또한 외부로부터의 파티클(particle) 유입을 차단하여 공정이 원활히 이루어지도록 하기 위해서도 공정 챔버는 꼭 필요하다. 그리고, 이 공정 챔버는 공정 진행에서 중요히 생각하는 일정 공간의 진공 상태를 유지하기 위해서도 필요로 한다.
플라즈마를 이용한 식각 공정에 사용되는 플라즈마 공정 챔버는 크게 하부 챔버(10)와 상부 챔버(20)로 나누어진다.
이때, 상기 상부 챔버의 내부 벽(wall)은 전기적 절연(isolation)효과를 높이기 위해서 양극산화(anodizing)처리를 한다. 상기 챔버에서 양극산화처리된 벽면은 에칭공정의 필수적인 고주파(RF POWER)에 대하여 일반적으로 식각정도가 미비하지만 특정한 금속(예를 들어 Al)을 에칭하기 위한 금속식각의 공정에서는 양극산화된 벽면의 식각이 빠르게 진행된다. 이 경우에 전기적 절연효과를 높이기 위해서 설치된 양극산화막이 식각되므로, 에칭공정에서의 플라즈마 발생을 위해 사용되는 고주파가 금속성을 띤 챔버의 벽으로 누전되거나 금속성의 벽면에서 파티클(particle)이 발생하는 문제가 발생한다.
플라즈마 식각 공정에서는 이러한 문제를 최소화하기 위해 정기적인 유지 보수를 실시하고 있지만, 상부 챔버 분해 및 조립시 leak down으로 백업 시간 지연, PM시 작업자의 실수로 챔버 내벽에 스크래치가 발생되는 경우 재사용하지 못하는 등의 문제점들이 발생되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 상부 챔버의 내벽에 형성된 알루미늄 애노다이징 코팅층의 변형을 방지하여 원활하고 안전하게 플라즈마 공정을 진행할 수 있도록 하는 그리고 정기적인 유지 보수 작업이 용이한 반도체 제조 장치의 챔버를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정 챔버의 상부 바디의 평면도;
도 2는 도 1에 표시된 a-a 선을 따라 절단한 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 상부 바디
112 : 내부공간
114 : 벽면
120 : 라이너
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 제조장치의 챔버는 내부공간을 갖는 바디와; 상기 바디의 내부 공간 안쪽벽에 밀착 설치되고, 챔버 벽면을 보호하는 라이너를 포함한다. 상기 라이너는 양극산화막 파괴를 막기 위하여 전면에 코팅처리된다. 상기 바디는 전기적 절연 효과를 높이기 위해서 안쪽벽에는 양극산화처리(anodizing coating)가 되어 있다.
상기 챔버에서는 플라즈마 에칭 공정(plasma etching process)이 이루어진다.
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.
이하, 첨부된 도면 도 1 및 도 2를 참조하면서 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 병기되어 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 공정 챔버(100)의 상부 바디(110)는 플라즈마 에칭 공정(plasma etching process)이 이루어지는 곳으로 전기적 절연효과를 높이기 위해서 상부 바디(110)의 내부공간(112) 벽면(114)에는 양극산화코팅(anodizing coating)막(114a)가 되어 있다. 상기 양극 산화처리된 벽면(114)은 에칭공정의 필수적인 고주파(RF POWER)에 대해서는 일반적으로 식각정도가 미비하지만 특정한 금속(예를 들어 Al)을 에칭하기 위한 금속식각의 공정에서는 양극산화된 벽면의 식각이 빠르게 진행된다.
금속성의 벽면이 플라즈마 에칭동안 식각되고, 이 때 생겨난 파티클들이 상기 상부 바디(110)의 내부공간(112)내로 분산되어진다. 상기 파티클들 또는 불순물 원자들은 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer)에 형성된 박막(thin film)에 혼합되고, 소위 중금속오염(heavy metal contamination) 및 디펙트(defect)의 원인이 된다.
이러한 문제를 최소화하기 위해 상기 상부 바디(110)의 내부공간(112)에는 착탈이 가능한 라이너(120)가 설치된다. 이 라이너(120)는 상기 상부 바디(110)의내부공간 벽면(114)의 양극산화막을 보호하기 위한 부재로 상기 상부 바디(110)의 벽면(114)에 완전히 밀착가능하도록 설치된다.
상기 라이너(120)는 상기 막들을 제거할 때 생성되는 폴리머(polymer)를 포함하는 반응 부산물이 상기 상부 바디의 내벽에 흡착되는 것을 방지하기 위하여 설치한다. 즉, 상기 라이너(120)에 상기 반응 부산물이 흡착되게 함으로서, 상기 상부 바디의 내벽에 반응 부산물이 직접 흡착되는것을 방지하는 것이다. 또한 상기 라이너(30)는 상기 플라즈마에 상기 벽면(114)이 노출되어 손상되는 것을 방지한다.
그 뿐만 아니라, 상기 라이너(120)는 상기 반응 부산물이 상기 라이너(120)에 흡착되게 함으로서, 상기 반응 챔버(100)를 유지 보수할 때 상기 라이너(120)를 따로 떼어내서 상기 라이너에 흡착되어 있는 반응 부산물을 제거함으로써, 유지 보수 시간을 절약할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버의 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 바와 같이 본 발명은 라이너가 시각 과정에서 생성되는 폴리머(polymer)를 포함하는 반응 부산물이 상기 반응 챔버 내벽에 흡착되는 것을 방지하여, 반응 챔버의 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 정기적인 유지 보수 작업시에 간단히 교체할 수 있기 때문에, 설비 가동율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

  1. 반도체 제조장치의 챔버에 있어서,
    내부공간을 갖는 바디와;
    상기 바디의 내부 공간 안쪽벽에 밀착 설치되고, 챔버 벽면을 보호하는 라이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라이너는 양극산화막 파괴를 막기 위하여 전면에 코팅처리되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 챔버.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 전기적 절연 효과를 높이기 위해서 안쪽벽에는 양극산화처리(anodizing coating)가 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 챔버.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버에서는 플라즈마 에칭 공정(plasma etching process)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치의 챔버.
KR1020020044989A 2002-07-30 2002-07-30 라이너를 갖는 플라즈마 식각 챔버 KR20040011839A (ko)

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