KR20040016693A - Wafer supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조공정에 사용되는 장비 중 건식 식각 장치에 장착되는 웨이퍼 지지대에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 포커스 링 및 커버 링을 효율적으로 배치하여 부품의 수명의 연장할 수 있고 웨이퍼 엣지(wafer edge) 부위의 임계 치수(Critical Dimension: CD)를 증가시킬 수 있는 건식 식각 장치의 웨이퍼 지지대에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer support mounted on a dry etching apparatus among apparatuses used in the manufacturing process of a semiconductor device. More particularly, the focus ring and the cover ring can be efficiently disposed to extend the life of a component and to provide a wafer edge. It relates to a wafer support of a dry etching apparatus that can increase the critical dimension (CD) of the edge portion.
반도체 소자의 제조공정 중에서 미세 패턴을 형성하기 위해 수행하는 식각 공정으로는 크게 습식 식각(wet etching)과 건식 식각(dry etching)이 있다. 습식 식각은 공정이 비교적 간단하고 비용이 적게 드는 장점이 있는 반면 언더컷(undercut)이 발생할 수 있는 단점이 있다. 따라서, 최근 들어 이러한 단점을 해결할 수 있는 고집적화된 반도체 소자를 식각하기 위해서 건식 식각이 많이 사용되고 있다.Etching processes performed to form a fine pattern in the manufacturing process of a semiconductor device are largely wet etching (dry etching) and dry etching (dry etching). Wet etching has the advantage that the process is relatively simple and inexpensive, while undercutting may occur. Therefore, in recent years, dry etching has been widely used to etch highly integrated semiconductor devices that can solve these disadvantages.
건식 식각 장비는 플라즈마(plasma)를 이용하여 웨이퍼 상에 미세 패턴을 형성하는 데에 사용된다. 현재 반도체 장치 중 건식 식각(dry etching)의 용도로 사용되는 TEL SCCM TERIUS와 같은 건식 식각 장비는 챔버 내부의 하부전극 상에 웨이퍼(wafer)를 위치시키고 챔버 내부에 플라즈마(plasma)를 형성하여 식각 가공 공정을 수행한다.Dry etching equipment is used to form fine patterns on wafers using plasma. Currently, dry etching equipment such as TEL SCCM TERIUS, which is used for dry etching, is used for etching by placing a wafer on the lower electrode inside the chamber and forming a plasma in the chamber. Perform the process.
건식 식각 장치는 건식 식각 공정이 수행될 때 웨이퍼를 지지하기 위한 부품으로 척(chuck)을 사용하며, 일반적으로는 정전기력을 이용하는 정전 척(Electro-Static Chuck: ESC)이 사용된다.A dry etching apparatus uses a chuck as a component for supporting a wafer when a dry etching process is performed, and generally, an electrostatic chuck (ESC) using an electrostatic force is used.
정전 척에는 공정 상의 필요에 따라 여러 가지 부품들이 배치된다. 예를 들어, 플라즈마가 웨이퍼 상에 집중되도록 하거나 하부전극의 유효면적을 넓히기 위해 정전 척의 바깥쪽에 실리콘(Si)으로 이루어진 포커스 링(focus ring)이 배치된다. 또한, 그 포커싱 링의 바깥쪽을 따라 절연체로 이루어진 커버 링이 배치된다. 종래의 웨이퍼 지지대에 따르면, 커버 링은 일반적으로 석영(quartz)으로 구성된다.The electrostatic chuck is arranged with various components according to the process needs. For example, a focus ring made of silicon (Si) is disposed outside the electrostatic chuck so as to concentrate the plasma on the wafer or to enlarge the effective area of the lower electrode. In addition, a cover ring made of an insulator is disposed along the outer side of the focusing ring. According to a conventional wafer support, the cover ring is generally composed of quartz.
도 1은 종래의 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view for explaining a conventional wafer support.
도 1을 참조하면, 종래의 웨이퍼 지지대는 정전 척(10), 정전 척(10) 주위에서 배치되어 전극의 면적을 확장하는 포커스 링(15), 포커스 링(15)의 외주를 따라 바깥쪽에 배치되는 석영 커버 링(20)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional wafer support is disposed outwardly along an outer circumference of the electrostatic chuck 10, the focus ring 15 arranged around the electrostatic chuck 10 to expand the area of the electrode, and the focus ring 15. Quartz cover ring 20 to be included.
정전 척(10)의 원기둥 형상의 상부를 가지며, 주로 세라믹(ceramic)으로 구성된다. 정전 척(10)의 형상에 대응하여 정전 척(10)의 상면에 인접하게 포커스 링(15)이 배치된다. 포커스 링(15)은 정전 척(10)의 상면과 동일한 높이에 위치한 제1 상면을 내측에 형성하고, 제1 상면의 외측에는 제1 상면보다 높은 제2 상면을 형성한다. 도시된 바와 같이 건식 식각이 수행되는 과정에서 웨이퍼는 정전 척(10)과 제1 상면 상에 위치한다.It has a cylindrical upper portion of the electrostatic chuck 10 and is mainly composed of ceramic. The focus ring 15 is disposed adjacent to the upper surface of the electrostatic chuck 10 corresponding to the shape of the electrostatic chuck 10. The focus ring 15 forms a first upper surface located at the same height as the upper surface of the electrostatic chuck 10 on the inside, and a second upper surface higher than the first upper surface on the outer side of the first upper surface. As shown in the drawing, the wafer is positioned on the electrostatic chuck 10 and the first upper surface in the process of performing dry etching.
커버 링(20)은 포커스 링(15)의 외측에 접하여 배치되며, 커버 링(20)의 상면은 포커스 링(15)의 상면과 동일한 높이에 배치된다. 커버 링(20)의 외부는 원통형상으로 정전 척(10)의 측면을 수용하고 석영으로 이루어져 절연체로서의 기능을 한다.The cover ring 20 is disposed in contact with the outside of the focus ring 15, and the upper surface of the cover ring 20 is disposed at the same height as the upper surface of the focus ring 15. The outside of the cover ring 20 is cylindrical and accommodates the side of the electrostatic chuck 10 and is made of quartz to function as an insulator.
도시된 바와 같이, 건식 식각 장치의 웨이퍼 지지대에 웨이퍼가 배치된 후, 건식 식각 장치의 상부 및 하부에 배치된 고주파(RF) 발생장치(도시되지 않음)로부터 상부로부터 약 60MHz, 하부로부터 약 2MHz의 고주파(RF)가 발생되면서 플라즈마를 이용한 건식 식각 공정이 진행된다. 이때 고주파(RF)의 일부는 웨이퍼 지지대의 상면에 형성된 포커스 링(15)과 커버 링(20)의 접촉면을 따라 통과하여 하부전극 내부로 침투하게 된다.As shown, after the wafer is placed on the wafer support of the dry etching apparatus, about 60 MHz from the top and about 2 MHz from the bottom from the RF generator (not shown) disposed above and below the dry etching apparatus. As the high frequency (RF) is generated, a dry etching process using plasma is performed. At this time, a part of the high frequency RF passes along the contact surface of the focus ring 15 and the cover ring 20 formed on the upper surface of the wafer support to penetrate into the lower electrode.
식각 공정이 계속되면서, 포커스 링(15)과 커버 링(20) 사이의 접촉면 틈 사이로 고주파(Radio Frequency: RF)에 의한 플라즈마의 침투(plasma attack)가 진행되어 접촉면 틈 주위에서도 식각이 발생한다. 이때, 접촉면에 집중적으로 식각이 진행되기 때문에 접촉면의 주변의 식각량은 그 주변의 식각량보다 더 크다. 그 결과 하부전극 부품의 수명이 단축되며 웨이퍼 엣지 부위에서의 임계 치수(CD) 축소는 공정 불량의 원인이 된다.As the etching process continues, plasma attack by radio frequency (RF) is performed between the contact surface gaps between the focus ring 15 and the cover ring 20, so that etching occurs around the contact surface gaps. At this time, since the etching proceeds intensively on the contact surface, the amount of etching around the contact surface is larger than the amount of etching around the contact surface. As a result, the life of the lower electrode component is shortened, and the reduction of the critical dimension (CD) at the wafer edge portion causes process failure.
또한, 포커스 링(15)의 단차에 의해서 제1 상면과 제2 상면이 구별되며, 두 상면들은 면에 수직한 단차면에 의해서 연결된다. 단차면이 웨이퍼 주위에 형성됨으로써 웨이퍼 상에 도입되는 플라즈마는 웨이퍼의 상측에 보다 오랜 시간동안 부유할 수 있어 플라즈마가 웨이퍼 상에 집중되도록 함은 이미 언급한 바와 같다. 하지만, 건식 식각 공정이 진행되면서 플라즈마 및 반응 부산물들이 웨이퍼의 주변, 즉 단차면의 하부에 인접하여 침적될 수 있으며, 침적된 부산물 등은 오히려 웨이퍼 가장 자리 부위로 올라와 박편으로 떨어져 내릴 수도 있다. 이렇게 웨이퍼의 가장 자리로 떨어진 부산물 등에 의해 반응 부산물성 파티클(particle)이 다량 발생할 수 있으며, 그 결과 수율을 감소시키는 원인이 된다.In addition, the first upper surface and the second upper surface are distinguished by the step of the focus ring 15, and the two upper surfaces are connected by the step surface perpendicular to the surface. As already mentioned, the stepped surface is formed around the wafer so that the plasma introduced on the wafer can float for a longer time on the upper side of the wafer so that the plasma is concentrated on the wafer. However, as the dry etching process proceeds, plasma and reaction by-products may be deposited near the wafer, that is, near the lower portion of the stepped surface, and the deposited by-products may rise to the wafer edge and fall into flakes. In this way, a large amount of reaction byproduct particles may be generated due to by-products falling to the edge of the wafer, resulting in a decrease in yield.
이러한 반응 부산물은 주로 탄소, 불소 또는 산소 등을 주성분으로 하고 있으며, 건식 식각 공정에서 사용된 식각 매개체 또는 식각 대상으로부터 발생되는 것들이다.These reaction by-products mainly include carbon, fluorine or oxygen, and are generated from an etching medium or an etching target used in a dry etching process.
이에 웨이퍼 지지대의 부품 및 배치를 개선함으로써, 각 부품의 수명(Life time)을 연장할 수 있고 임계 치수(CD)의 공정불량의 축소와 같은 필요성이 거론되고 있다.Accordingly, by improving the components and arrangement of the wafer support, the necessity of extending the life time of each component and reducing the process defect of the critical dimension (CD) has been discussed.
따라서, 본 발명의 목적은 부품의 수명을 연장하도록 포커스 링 및 커버 링을 효율적으로 배치하여 부품의 수명을 연장할 수 있는 웨이퍼 지지대를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a wafer support that can extend the life of a part by efficiently placing the focus ring and cover ring to extend the life of the part.
도 1은 종래의 웨이퍼 지지대를 설명하기 위한 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view for explaining a conventional wafer support.
도 2는 재질에 따른 건식 식각의 양을 비교하기 위한 부분 확대 단면도이다.2 is a partially enlarged cross-sectional view for comparing the amount of dry etching according to a material.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the wafer support according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the wafer support according to the second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the wafer support according to the third embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200, 300 : 웨이퍼 지지대110, 210, 310 : 정전 척100, 200, 300: wafer support 110, 210, 310: electrostatic chuck
115, 215, 315 : 포커스 링120, 220, 320 : 커버 링115, 215, 315: focus ring 120, 220, 320: cover ring
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 건식 식각 장치의 플라즈마 형성 영역의 하부에 배치되는 웨이퍼 지지대는 웨이퍼를 지지 및 고정하는 척, 척의 측면 상부에 배치되어 척 주변에 확장된 면적을 형성하는 포커스 링, 및 포커스 링의 저면에 접촉하도록 배치되어 상면이 포커스 링에 의해 덮이고 척의 측면을 둘러서 차단하는 커버 링을 구비한다.According to a preferred embodiment of the present invention to achieve the above object of the present invention, a wafer support disposed below the plasma forming region of the dry etching apparatus is disposed on the side of the chuck and the chuck to support and fix the wafer, around the chuck. A focus ring forming an enlarged area therein, and a cover ring disposed to contact the bottom surface of the focus ring, the top surface being covered by the focus ring and blocking around the side of the chuck.
척을 일반적으로 정전 척(ESC)이 사용되며, 포커스 링은 단이 없는 평판형 포커스 링 및 내부면을 따라 단을 형성하는 2단형 포커스 링을 포함한다. 포커스 링은 웨이퍼와 동일한 재질, 즉 실리콘으로 구성되거나 실리콘으로 표면이 덮인 형태로 제공된다.An electrostatic chuck (ESC) is commonly used as a chuck, and the focus ring includes a flat focus ring without stages and a two-stage focus ring forming stages along an inner surface. The focus ring is made of the same material as the wafer, that is, silicon or is provided in a surface-covered form of silicon.
포커스 링의 외주를 따라 그 저면에 커버 링이 접하게 배치되면서, 포커스 링이 커버 링의 상면을 덮게 된다. 이 때, 포커스 링 및 커버 링의 접촉면은 웨이퍼 지지대의 측면에 그 틈을 드러내며 형성된다. 이때 접촉면의 틈이 측면을 향하기 때문에 접촉면을 통해 통과하는 고주파(RF)의 진입을 현저하게 막을 수 있다.The cover ring is disposed on the bottom surface of the focus ring along the outer circumference thereof, so that the focus ring covers the top surface of the cover ring. At this time, the contact surfaces of the focus ring and the cover ring are formed exposing the gap on the side of the wafer support. At this time, since the gap of the contact surface is directed to the side, it is possible to significantly prevent the entry of high frequency (RF) passing through the contact surface.
도 1에 도시된 바와 같이, 포커스 링 및 커버 링의 접촉면의 틈이 웨이퍼에인접하여 상면에 형성된 경우와 비교하였을 때, 측면에 형성된 틈을 통해 고주파(RF)가 침투하는 것은 매우 어렵다.As shown in FIG. 1, it is very difficult for high frequency RF to penetrate through the gap formed in the side surface as compared with the case where the gap between the contact surface of the focus ring and the cover ring is formed on the upper surface adjacent to the wafer.
바람직하게는 커버 링은 포커스 링의 바깥 지름과 동일한 바깥 지름을 갖는 원통형의 형상을 갖지만, 본 발명은 커버 링의 상면적을 포커스 링의 상면적보다 넓게 하는 동시에 그 접촉면이 측면을 향하도록 하는 커버 링의 구조도 포함한다. 즉, 커버 링의 상면이 외측보다 내측이 높은 단차를 형성하고, 높은 내측 상면을 포커스 링이 덮어 웨이퍼 지지대를 형성할 수 있다. 포커스 링은 일반적으로 고가의 실리콘으로 구성되고, 실리콘의 제조단가는 그 크기가 커질수록 현격하게 증가하기 때문에 위와 같은 효율적인 구조로 웨이퍼 지지대를 형성할 수도 있다.Preferably, the cover ring has a cylindrical shape with an outer diameter equal to the outer diameter of the focus ring, but the present invention provides a cover that makes the top surface of the cover ring wider than the top surface of the focus ring and at the same time faces the contact surface. It also includes the structure of the ring. That is, the top surface of the cover ring may form a step having a higher inner side than the outer side, and the focus ring may cover the high inner upper surface to form a wafer support. The focus ring is generally composed of expensive silicon, and the manufacturing cost of the silicon increases significantly as the size of the silicon increases, so that the wafer support can be formed with the above-described efficient structure.
포커스 링을 평판형으로 형성하는 경우에는 플라즈마 또는 건식 식각으로 인해 생성된 반응 부산물이 웨이퍼 주위에 침적되는 것을 막을 수 있어, 임계 치수(CD)에 의한 공정 불량을 줄일 수 있다.When the focus ring is formed into a flat plate, reaction by-products generated by plasma or dry etching may be prevented from being deposited around the wafer, thereby reducing process defects due to the critical dimension (CD).
실리콘 및 석영(quart)의 식각량 비교Comparison of etching amount of silicon and quartz
도 2는 재질에 따른 건식 식각의 양을 설명하기 위한 부분 확대 단면도로서, 건식 식각 장치의 웨이퍼 지지대에서 주변에 배치되는 부품의 식각량을 비교하기 위한 것이다.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating the amount of dry etching according to a material, and compares the amount of etching of parts disposed around the wafer support of the dry etching apparatus.
주변에 배치되는 부품으로는 포커스 링과 커버 링이 있으며, 이들은 링 형상으로 형성되며 실리콘 및 석영으로 이루어진다. 실제로 웨이퍼를 식각하면서 그 주변에 배치된 실리콘으로 이루어진 포커스 링 및 석영으로 이루어진 커버 링의 식각량을 비교하기 하였다.The parts arranged around the focus ring and the cover ring, which are formed in a ring shape and made of silicon and quartz. In actuality, the etching amount of the focus ring made of silicon and the cover ring made of quartz were compared while etching the wafer.
도 2를 참조하면, 웨이퍼 지지대의 상면에는 정전 척 영역이 형성되며, 정전 척을 중심으로 실리콘(Si)으로 이루어진 포커스 링(30)이 배치되었고, 그 바깥쪽에 석영(Quartz)으로 이루어진 커버 링(35)이 순차적으로 배치되었다.Referring to FIG. 2, an electrostatic chuck region is formed on an upper surface of the wafer support, and a focus ring 30 made of silicon (Si) is disposed around the electrostatic chuck, and a cover ring made of quartz (Quartz) is disposed on the outside thereof. 35) were placed sequentially.
실제 건식 식각 공정과 같이 하부전극 상부에 플라즈마 형성 영역을 배치하였다. 웨이퍼 지지대에 상부에서는 60MHz의 고주파가 주사되었고 하부로부터는 2MHz의 고주파가 주사되었다.Like the actual dry etching process, the plasma formation region is disposed on the lower electrode. A high frequency of 60 MHz was scanned into the wafer support at the top and a high frequency of 2 MHz was scanned from the bottom.
이와 같은 건식 식각 공정이 약 120시간동안 진행되었으며, 건식 식각 공정 후 웨이퍼 지지대의 각 부품, 즉 포커스 링(30) 및 커버 링(35)의 식각량을 부위별로 측정하였다. 측정된 각 부품의 부위별 식각량은 다음 <표1>과 같다.The dry etching process was performed for about 120 hours, and the etching amount of each part of the wafer support, that is, the focus ring 30 and the cover ring 35, was measured for each part after the dry etching process. The etching amount for each part of each part measured is shown in Table 1 below.
<표1>를 참조하면, 커버 링(35) 및 포커스 링(30)의 접촉면에 인접한 부위 ③, ④를 비교하였을 때, 거의 인접한 영역에서 석영으로 이루어진 커버 링(35)은 1.650mm만큼 식각되었으며 실리콘으로 이루어진 포커스 링(30)은 0.612mm만큼 식각되었다. 동일 조건에서 실리콘의 식각량이 석영의 식각량의 약 1/3이 되며, 이로써 동일 조건에서 실리콘의 식각량이 석영의 식각량보다 현저하게 작다는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, when comparing the areas ③ and ④ adjacent to the contact surfaces of the cover ring 35 and the focus ring 30, the cover ring 35 made of quartz was etched by 1.650 mm in the almost adjacent area. The focus ring 30 made of silicon was etched by 0.612 mm. The etching amount of silicon is about one third of the etching amount of quartz under the same conditions, and it can be seen that the etching amount of silicon is significantly smaller than the etching amount of quartz under the same conditions.
또한, 커버 링(35) 및 포커스 링(30)의 접촉면에 인접하여 동일 재질 상 가장 많은 양이 식각되었으며, 이렇게 접촉면에 인접한 지점 ④에서의 식각량이 웨이퍼에 인접한 지점 ⑥의 식각량보다 많았다. 따라서, 건식 식각 공정에서 주변 부품의 식각량은 중심에 위치한 정전 척으로부터의 거리에 따라 다르지만, 상면을 향하는 접촉면이 있는 경우 정전 척과의 거리와는 비교적 무관하게 그 접촉면에서 집중적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 고주파는 양 부품의 접촉면 틈새로 침투하여 상대적으로 식각이 접촉면에 집중되는 것을 알 수 있다.In addition, the most amount of the same material was etched adjacent to the contact surfaces of the cover ring 35 and the focus ring 30, and thus the amount of etching at the point ④ adjacent to the contact surface was larger than the amount of etching at the point ⑥ adjacent to the wafer. Therefore, in the dry etching process, the amount of etching of peripheral parts varies depending on the distance from the center of the electrostatic chuck, but if there is a contact surface facing upward, the etch amount of the peripheral parts increases relatively regardless of the distance from the electrostatic chuck. have. That is, it can be seen that the high frequency penetrates into the contact surface gap of both parts, so that the etching is relatively concentrated on the contact surface.
또한, 석영으로 이루어진 커버 링(35)의 지점 ①, ② 및 ③을 비교하였을 때, 중심으로부터 멀어질수록 식각량이 줄어들었다. 즉, 일반적으로는 주변 부품의 식각량은 중심으로부터 멀리 위치할수록 줄어드는 것을 알 수 있다.In addition, when comparing the points ①, ② and ③ of the cover ring 35 made of quartz, the etching amount decreased as the distance from the center. That is, in general, it can be seen that the etching amount of the peripheral component decreases as it is located far from the center.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or restricted by the embodiments.
실시예 1Example 1
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the wafer support according to the first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 웨이퍼 지지대(100)는 정전 척(110), 정전 척(110)의 외주면에 대응하여 정전 척(110)의 상부 외주에 배치되어 웨이퍼 지지대(100)의 상면을 덮는 포커스 링(115) 및 포커스 링(115)의 저면을 따라 접촉하여 형성되어 포커스 링(115)을 지지하는 커버 링(120)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the wafer support 100 according to the first embodiment is disposed on the upper outer periphery of the electrostatic chuck 110 in correspondence with the outer circumferential surface of the electrostatic chuck 110 and the electrostatic chuck 110, so that the wafer support 100 is provided. It includes a focus ring 115 to cover the top surface of the cover ring 120 is formed in contact with the bottom of the focus ring 115 to support the focus ring 115.
본 실시예에서 포커스 링(115)은 실리콘으로 구성되며, 상면에 단차를 형성하지 않은 평판 디스크 형상을 갖는다. 포커스 링(115)의 내측 홀은 정전 척(110)의 외주 형상에 대응하여 형성되어 포커스 링(115)의 내측면이 정전 척(110)에 접하여 정전 척(110)의 측면 상부에 배치된다.In the present embodiment, the focus ring 115 is made of silicon, and has a flat disk shape without forming a step on the upper surface. The inner hole of the focus ring 115 is formed corresponding to the outer circumferential shape of the electrostatic chuck 110 so that the inner surface of the focus ring 115 is disposed on the side surface of the electrostatic chuck 110 in contact with the electrostatic chuck 110.
포커스 링(115) 및 정전 척(110)의 상면은 동일한 높이에 위치하면서, 포커스 링(115) 및 정전 척(110)이 하나의 수평면을 형성한다. 웨이퍼(WF)가 재치되는 웨이퍼 지지대(100)의 상부가 수평면을 형성함으로써, 웨이퍼(WF) 주변에 침적될 수 있는 플라즈마 및 반응 부산물가 용이하게 제거될 수 있다.The upper surfaces of the focus ring 115 and the electrostatic chuck 110 are located at the same height, and the focus ring 115 and the electrostatic chuck 110 form one horizontal plane. By forming an upper surface of the wafer support 100 on which the wafer WF is placed, a plasma and reaction by-products that may be deposited around the wafer WF may be easily removed.
본 실시예에 따르면, 커버 링(120)은 석영으로 이루어지며, 상면으로 포커스 링(115) 저면을 지지하는 동시에 내부에는 정전 척(110)을 수용하여 절연체로서 기능을 한다.According to the present embodiment, the cover ring 120 is made of quartz, and supports the bottom surface of the focus ring 115 as the upper surface, and accommodates the electrostatic chuck 110 therein to function as an insulator.
도시된 바와 같이, 포커스 링(115) 및 커버 링(120)의 접촉면은 웨이퍼 지지대(100)의 측면으로 형성되기 때문에, 웨이퍼 지지대(100)에 대하여 상하로 주사되는 고주파(RF)가 접촉면을 통하여 용이하게 침투할 수 없으며, 그 결과 접촉면 틈새 입구에서 나타나는 식각 집중 현상을 현저하게 줄일 수 있다.As shown, since the contact surfaces of the focus ring 115 and the cover ring 120 are formed on the side of the wafer support 100, a high frequency RF scanned up and down with respect to the wafer support 100 is transmitted through the contact surface. It cannot penetrate easily and as a result significantly reduces the etch concentration at the contact gap openings.
본 실시예에서는 포커스 링(115) 및 커버 링(120)의 재질로 실리콘 및 석영을 사용하였지만, 본 발명은 이 재질에 제한되지 아니하며 당업자는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 재질의 포커스 링 및 커버 링을 적용할 수 있다.In this embodiment, although the silicon and quartz are used as the materials of the focus ring 115 and the cover ring 120, the present invention is not limited to this material, and those skilled in the art will be aware of other materials within the scope and spirit of the present invention. The focus ring and the cover ring can be applied.
또한, 포커스 링(115) 및 커버 링(120)의 형상도 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.In addition, the shape of the focus ring 115 and the cover ring 120 may be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims.
실시예 2Example 2
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the wafer support according to the second embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제2 실시예에 따른 웨이퍼 지지대(200)는 정전 척(210), 정전 척(210)의 외면에 대응하여 정전 척(210)의 상부 외주에 배치되어 웨이퍼 지지대(200)의 상면을 덮는 2단형의 포커스 링(215) 및 포커스 링(215)의 외부 하부면을 따라 형성되어 포커스 링(215)을 지지하는 커버 링(220)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the wafer support 200 according to the second embodiment is disposed on the upper circumference of the electrostatic chuck 210 in correspondence to the outer surface of the electrostatic chuck 210 and the electrostatic chuck 210, so that the wafer support 200 is provided. It includes a two-stage focus ring 215 covering the upper surface of the cover ring and a cover ring 220 formed along the outer lower surface of the focus ring 215 to support the focus ring 215.
본 실시예에서 포커스 링(215)은 실리콘으로 구성되며, 상면에 단차를 형성하는 2단형의 구조를 갖는다. 포커스 링(215)은 내측으로 제1 상면(216)을 형성하고, 외측으로는 제1 상면(216)보다 높은 제2 상면(217)을 형성하여 단차를 형성한다. 제1 상면 및 세2 상면(216, 217) 사이에는 각 상면들(216, 217)에 수직한 단차면이 형성된다.In this embodiment, the focus ring 215 is made of silicon, and has a two-stage structure that forms a step on the upper surface. The focus ring 215 forms a first upper surface 216 inward, and a second upper surface 217 higher than the first upper surface 216 to form a step. Stepped surfaces perpendicular to the upper surfaces 216 and 217 are formed between the first and third upper surfaces 216 and 217.
포커스 링(215)의 제1 상면(216) 및 정전 척(210)의 상면이 동일한 높이에 위치하여 하나의 수평면을 형성하며, 그 수평면에 웨이퍼(WF)가 재치된다. 포커스 링(215)의 단차면에 의해서 그 내부에 디스크 형상의 빈 공간이 형성되고, 그 빈 공간에 웨이퍼(WF)가 놓여진다.The first upper surface 216 of the focus ring 215 and the upper surface of the electrostatic chuck 210 are positioned at the same height to form one horizontal surface, and the wafer WF is placed on the horizontal surface. By the step surface of the focus ring 215, a disk-shaped empty space is formed therein, and the wafer WF is placed in the empty space.
이와 같이 포커스 링(215) 및 정정 척(210)에 의해 형성된 빈 공간은 웨이퍼(WF)의 재치를 용이하게 하고, 건식 식각에 필요한 플라즈마를 웨이퍼(WF) 주변에 상대적으로 오래 시간동안 머물게 한다.The empty space formed by the focus ring 215 and the correction chuck 210 facilitates the mounting of the wafer WF and allows the plasma required for dry etching to stay around the wafer WF for a relatively long time.
포커스 링(215)의 형상을 제외한 포커스 링(215)의 재질, 커버 링(220)의 구성 및 재질은 제1 실시예의 대응되는 요소와 실질적으로 동일하기 때문에, 해당 사항에 대한 반복되는 설명은 생략한다.Since the material of the focus ring 215 except the shape of the focus ring 215, the structure and the material of the cover ring 220 are substantially the same as the corresponding elements of the first embodiment, repeated descriptions of the corresponding matters are omitted. do.
본 실시예에서도 포커스 링(215) 및 커버 링(220)의 재질 및 형상은 본 발명을 근본적으로 제한하지 아니하며, 당업자는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 재질 및 형상의 포커스 링 및 커버 링을 적용할 수 있다.In this embodiment, the material and shape of the focus ring 215 and the cover ring 220 does not fundamentally limit the present invention, and those skilled in the art can focus ring of different materials and shapes without departing from the spirit and scope of the present invention. And a cover ring can be applied.
실시예 3Example 3
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이퍼 지지대의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the wafer support according to the third embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 제3 실시예에 따른 웨이퍼 지지대(300)는 정전 척(310), 정전 척(310)의 외주면에 대응하여 정전 척(310)의 상부 외주에 배치되어 웨이퍼 지지대(300)의 상면의 일부를 덮는 포커스 링(315) 및 내측으로는 포커스 링(315)의 저면과 접촉하는 제1 상면(321)을 형성하고 외측으로는 제1 상면(321)보다 낮은 제2 상면(322)을 형성하는 커버 링(320)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the wafer support 300 according to the third embodiment is disposed on the upper outer periphery of the electrostatic chuck 310 in correspondence with the outer circumferential surface of the electrostatic chuck 310 and the electrostatic chuck 310, so that the wafer support 300 is provided. Focus ring 315 covering a portion of the upper surface of the upper surface of the first upper surface 321 is formed in contact with the bottom of the focus ring 315 and the second upper surface 322 lower than the first upper surface 321 to the outside Cover ring 320 is formed.
본 실시예에서 포커스 링(315)은 실리콘으로 구성되며, 상면에 단차를 형성하지 않은 평판 디스크 형상을 갖는다. 포커스 링(315)의 내측 홀은 정전 척(310)의 외주 형상에 대응하여 형성되어 포커스 링(315)의 내측면이 정전 척(310)에 접하여 정전 척(310)의 측면 상부에 배치된다.In the present embodiment, the focus ring 315 is made of silicon, and has a flat disk shape without forming a step on the upper surface. The inner hole of the focus ring 315 is formed corresponding to the outer circumferential shape of the electrostatic chuck 310 so that the inner surface of the focus ring 315 is disposed above the side of the electrostatic chuck 310 in contact with the electrostatic chuck 310.
커버 링(320)에서 제1 상면(321) 및 제2 상면(322) 사이에 단차면이 형성되며, 바람직하게 상기 단차면은 제1 상면(321) 및 제2 상면(322)과 수직하게 형성된다. 제1 상면(321) 상에 포커스 링(315)이 재치되고, 단차면 및 포커스 링(315)의 측면은 일치하여 하나의 원통면을 형성한다.In the cover ring 320, a stepped surface is formed between the first upper surface 321 and the second upper surface 322, and preferably, the stepped surface is perpendicular to the first upper surface 321 and the second upper surface 322. do. The focus ring 315 is placed on the first upper surface 321, and the stepped surface and the side surfaces of the focus ring 315 coincide to form one cylindrical surface.
포커스 링(315) 및 정전 측(310)의 상면이 하나의 수평면을 형성함으로써,그 위에 재치되는 웨이퍼(WF) 주변에 침적될 수 있는 플라즈마 및 반응 부산물이 용이하게 제거될 수 있다.By forming the top surface of the focus ring 315 and the electrostatic side 310 into one horizontal plane, plasma and reaction byproducts that may be deposited around the wafer WF placed thereon can be easily removed.
본 실시예에 따르면, 커버 링(320)은 석영으로 이루어지며, 커버 링(320)의 제1 상면(321)이 포커스 링(315) 저면을 지지하는 동시에 내부에는 정전 척(310)을 수용하여 절연체로서 기능을 한다.According to the present embodiment, the cover ring 320 is made of quartz, and the first upper surface 321 of the cover ring 320 supports the bottom of the focus ring 315 and simultaneously accommodates the electrostatic chuck 310 therein. Function as an insulator
도시된 바와 같이, 포커스 링(315) 및 커버 링(320)의 접촉면은 웨이퍼 지지대(300)의 측면으로 형성되기 때문에, 웨이퍼 지지대(300)에 대하여 상하로 주사되는 고주파(RF)가 접촉면을 통하여 용이하게 침투할 수 없으며, 그 결과 접촉면 틈새 입구에서 나타나는 식각 집중 현상을 현저하게 줄일 수 있다.As shown, since the contact surfaces of the focus ring 315 and the cover ring 320 are formed on the side of the wafer support 300, a high frequency RF scanned up and down with respect to the wafer support 300 is transmitted through the contact surface. It cannot penetrate easily and as a result significantly reduces the etch concentration at the contact gap openings.
본 실시예에서도 포커스 링(315) 및 커버 링(320)의 재질 및 형상은 본 발명을 근본적으로 제한하지 아니하며, 당업자는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다른 재질 및 형상의 포커스 링 및 커버 링을 적용할 수 있다.In the present embodiment, the material and shape of the focus ring 315 and the cover ring 320 do not fundamentally limit the present invention, and those skilled in the art may focus ring of different materials and shapes without departing from the spirit and scope of the present invention. And a cover ring can be applied.
본 발명에 따르면, 고주파에 직접 노출되는 부분을 실리콘 재질의 포커스 링으로 제한함으로써 부품의 소모를 최소화할 수 있으며, 상대적으로 절연체 기능을 하는 커버 링의 소모를 최소화할 수 있다.According to the present invention, by limiting the portion directly exposed to the high frequency to the focus ring made of silicon material, it is possible to minimize the consumption of the component, it is possible to minimize the consumption of the cover ring to function as an insulator.
또한, 포커스 링을 주기적으로 교체 사용함으로써 전체적인 소모성 부품비를 절감할 수 있으며, 부품의 손상(worn-out)으로 인해 발생하는 공정, 설비에서의 이상 상태를 제한 또는 감소시킬 수 있다.In addition, it is possible to reduce the overall consumable parts cost by periodically using the focus ring, and to limit or reduce the abnormal state in the process and equipment caused by the parts (worn-out).
또한, 하부전극에서 노출되는 포커스 링의 면적이 확대되어 플라즈마 영역도 증가하며, 웨이퍼 엣지 부위의 임계 치수(CD) 불량도 최소화할 수 있다.In addition, the area of the focus ring exposed from the lower electrode may be increased to increase the plasma area, and the defect of the critical dimension (CD) of the wafer edge may be minimized.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020020048976A KR20040016693A (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Wafer supporting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020048976A KR20040016693A (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Wafer supporting device |
Publications (1)
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Family
ID=37322619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020048976A KR20040016693A (en) | 2002-08-19 | 2002-08-19 | Wafer supporting device |
Country Status (1)
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2002
- 2002-08-19 KR KR1020020048976A patent/KR20040016693A/en not_active Application Discontinuation
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