KR20040017872A - 반도체 기판 식각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조에 사용되는 식각 장치로, 식각 장치는 공정이 진행되는 공정챔버, 상기 공정챔버의 아래에 위치되며, 기판이 놓이는 정전척, 상기 공정챔버의 상부에 설치되며, 분사공들을 구비한 캐소드, 그리고 상기 분사공을 통해 분사되는 가스가 상기 기판 둘레 밖으로 나가지 않도록 상기 가스를 모아주는 링을 구비한다.

본 발명에서 상기 링은 내부링과 외부링으로 분리 및 결합이 가능하다. 따라서, 상기 링이 마모된 경우 내부링만을 교체하면 되므로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 기판 식각 장치{Apparatus for etching semiconductor substitute}

본 발명은 반도체를 제조하기 위한 장치로, 더 상세하게는 식각공정을 수행하는 장치에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정 중 식각 공정은 반도체를 제조하기 위한 가장 기본되는 공정 중의 하나이다. 이러한 식각 장치로는 반응가스를 활성화시켜 플라즈마 상태로 변형함으로서, 상기 플라즈마 상태의 반응가스의 양이온 또는 라디칼이 반도체기판의 소정영역을 식각하는 플라즈마를 이용한 건식 식각 장치가 많이 이용된다.

상기 건식 식각 장치의 공정챔버는 챔버 아래에 반응가스를 활성화하여 플라즈마 상태로 변형하기 위한 전극을 포함하는, 그리고 웨이퍼가 놓이는 정전척을 구비하고, 상부에 관통홀들을 가진 실리콘 캐소드을 구비한다. 또한, 상기 건식 식각 장치는 플라즈마를 웨이퍼 밖으로 벗어나지 않고 웨이퍼 표면으로 집중적으로 제공하기 위해쿼츠링과 컨파인먼트 링을 구비한다.

일반적으로 상기 쿼츠링과 상기 컨파인먼트 링은 미세한 틈을 두고 위치되고 있다. 그러나 상기 쿼츠링은 안쪽면이 일부 마모(worn-out)되는 경우, 플라즈마는 상기 쿼츠링의 마모된 부분으로 집중되어, 쿼츠링과 컨파인먼트링 사이의 틈으로 빠져나가게 된다. 이는 실리콘캐소드로 이동되어야 하는 전자들이 접지가 되어 있는 공정챔버벽에 부착된다. 이를 방지하기 위해 주기적으로 상기 쿼츠링을 교체해야 하므로, 많은 비용이 소모되는 문제가 있다.

본 발명은 식각 장치 내부의 쿼츠링이 마모된 경우, 마모된 부분만을 교체하여 비용을 절감할 수 있는 반도체 기판 식각 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식각 장치의 단면도;

도 2a와 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부링과 내부링의 평면도;그리고

도 3은 도 2의 외부링과 내부링이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공정챔버 20 : 정전척

30 : 실리콘캐소드 40 : 쿼츠링

42 : 내부링 44 : 외부링

52 : 어퍼 컨파인먼트 링 54 : 로어 컨파인먼트 링

60 : 가스도입부

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 식각 장치는 공정이 진행되는 공정챔버, 상기 공정챔버의 아래에 위치되며, 기판이 놓이는 정전척, 상기 공정챔버의 상부에 설치되며, 분사공들을 구비한 캐소드, 그리고 상기 분사공을 통해 분사되는 가스가 상기 기판 둘레 밖으로 나가지 않도록 상기 가스를 모아주는 링을 구비하며, 상기 링은 안쪽에 위치되는 내부링과 바깥쪽에 위치되는 외부링으로 이루어지고, 상기 내부링과 상기 외부링은 분리 및 결합된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 및 도 3을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 상기 도면들에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호가 병기되어 있다.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용량 결합 방식(Capacitancive Coupled Plasma type)의 식각 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 식각 장치는 공정챔버(process chamber)(10), 정전척(Electrostatic chuck)(20), 실리콘 캐소드(silicon cathode)(30), 그리고 복수의 링들(rings)(40, 52, 54)로 이루어진다.

상기 정전척(20)은 웨이퍼(1)가 놓여지는 곳으로 상기 공정챔버(10)내의 아래에 위치된다. 상기 정전척(20)은 내부에 전극을 가지며, 상기 전극에는RF전원(70)이 연결된다. 상기 공정챔버(10)내로 공급된 반응가스는 상기 전극에 의해 활성화되어 플라즈마상태로 된다.

상기 공정챔버(10)내의 상부에는 상기 캐소드(30)가 위치되고, 상기 캐소드(30)와 상기 공정챔버의 상부면에 의해 가스도입부(60)가 제공된다. 상기 가스도입부(60)는 외부의 반응가스가 상기 공정챔버(10)로 최초 유입되는 공간이다. 상기 캐소드(30)에는 복수의 분사공들(32)이 형성되어 있다. 상기 가스도입부(60) 내부로 유입된 반응가스는 상기 분사공들(32)을 통해 상기 캐소드(30)와 상기 정전척(20)사이의 공간으로 공급된다.

상기 캐소드(30)는 실리콘 재질로 되어 있으며, 실리콘 인고트(ingot)에서 원형으로 제작된 것을 사용할 수 있다. 상기 실리콘 캐소드(30)의 아래에는 쿼츠링(quartz ring)(40)이 위치된다. 상기 쿼츠링(40)은 상기 실리콘 캐소드(30)를 감싸면서, 상기 실리콘 캐소드(30)의 아래로 소정길이 연장되어 있다.

상기 쿼츠 링(40)은 플라즈마에 견딜수 있는 재질로 대체되어 형성될 수 있는데, 이러한 재질로는 양극산화된 알루미늄 산화물이나 세라믹 등이 있다.

상기 쿼츠링(40)의 아래에는 상기 쿼츠링(40)과 동일한 단면을 갖는 어퍼 컨파인먼트 링(upper confinement ring)(52)과 로어 컨파인먼트 링(lower confinement ring)(54)이 위치된다. 상기 쿼츠링(40)과 상기 컨파인먼트 링들(52, 54)은 플라즈마가 상기 웨이퍼(1) 밖으로 분산되지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 쿼츠링(40), 상기 어퍼 컨파인먼트 링(52) 그리고 상기 로어 컨파인먼트 링(54)은 각각 미세한 틈을 두고 이격된 상태로 결합된다. 이것은 공정이 진행시 플라즈마가 위치된 공간의 압력을 조절하기 위한 것이다.

도 2a와 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부링과 내부링의 평면도이고, 도 3은 도 2의 외부링과 내부링이 결합된 상태를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에서 상기 쿼츠링(40)은 내부링(inner ring)(42)과 외부링(outer ring)(44)으로 이루어져 있으며 이들은 분리 및 결합될 수 있다. 상기 외부링(44)은 안쪽면에 홈(45)이 형성되어 있고, 상기 내부링(42)은 상기 홈(45)이 형성된 부분과 상응되는 위치에 상기 홈 형상의 돌출부(43)가 형성된다. 상기 내부링(42)과 상기 외부링(44)의 결합은 상기 내부링(42)의 상기 돌출부(43)를 상기 외부링(44)의 상기 홈(45)에 삽입함으로써 이루어진다.

상기 내부링(42)과 상기 외부링(44)은 필요에 따라 상기 돌출부(43)와 상기 홈(45)을 복수개 가질 수 있다. 도면 중의 미설명 부호 46은 상기 쿼츠링(40)과 상기 컨파인먼트 링(52, 54)들을 결합하기 위해 형성된 홀들이다.

본 발명에서 상기 쿼츠링(40)은 내부링(42)과 외부링(44)으로 분리 및 결합될 수 있으므로 플라즈마에 의해 마모시 상기 내부링(42)만을 교체하여 사용할 수 있다.

본 실시예에서는 외부링에 형성된 홈과 내부링에 형성된 돌기를 사용하여 상기 내부링과 상기 외부링이 결합되는 것으로 설명하였다. 그러나 이와 달리 외부링뿐 아니라 내부링에도 홈이 형성되고, 상기 외부링과 상기 내부링의 홈에 삽입될 수 있는 결합수단을 별도로 구비할 수 있다.

본 발명인 식각장치는 내부링과 외부링으로 분리 및 결합될 수 있는 쿼츠링을 구비하므로, 쿼츠링의 안쪽면이 마모된 경우, 쿼츠링 전체를 교체할 필요 없이, 내부링만을 교체하면 되므로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 반도체 기판을 식각하는 장치에 있어서,

   공정이 진행되는 공정챔버와;

   상기 공정챔버의 아래에 위치되며, 상기 기판이 놓이는 척과;

   상기 공정챔버의 상부에 설치되며, 분사공들을 구비한 캐소드와;그리고

   상기 분사공을 통해 분사되는 가스가 상기 기판 둘레 밖으로 나가지 않도록 상기 가스를 모아주는 링을 구비하되,

   상기 링은 안쪽에 위치되는 내부링과 바깥쪽에 위치되는 외부링으로 이루어지고, 상기 내부링과 상기 외부링은 분리 및 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 식각 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외부링은 홈을 가지고,

   상기 내부링은 상기 외부링에 형성된 상기 홈과 상응되는 돌기를 가지고,

   상기 외부링과 상기 내부링의 결합은 상기 내부링의 상기 돌기를 상기 외부링의 상기 홈에 삽입하므로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 식각 장치.