KR20040079127A

KR20040079127A - 플라즈마 에처 챔버 시스템

Info

Publication number: KR20040079127A
Application number: KR1020030014057A
Authority: KR
Inventors: 한석현; 박영규; 구덕자
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-14

Abstract

본 발명은 플라즈마 에처 챔버 시스템에 관한 것으로서, 웨이퍼를 에칭 가공하는 플라즈마 에처 챔버, 상기 플라즈마 에처 챔버에 구비되는 전극으로 플라즈마 발생을 위한 RF 전원을 공급하는 적어도 두개의 분리된 RF 발진기, RF 발진기로부터 입력되는 RF 전원을 메칭 제어하여 출력하는 매칭 제어부, 매칭 제어부를 제어하기 위한 시스템 컴퓨터, 그리고 매칭 제어부를 통해 출력되는 RF 전원을 제공받아 플라즈마 에처 챔버의 전극으로 제공하는 매치 어셈블리를 포함하며, 두개의 분리된 RF 발진기는 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하는 제1 RF 발진기와 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하기 위한 제2 RF 발진기로 구성된다. 본 발명의 플라즈마 에처 챔버 시스템은 플라즈마 에칭 프로세스에 있어서 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원과 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 공급받아 플라즈마 발생하는 멀티 플라즈마 소오스를 이용함으로서 공정 능력 및 설비 수명을 향상시키는 효과가 있다.

Description

플라즈마 에처 챔버 시스템{PLASMA ETCHER CHAMBER SYSTEM}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 로딩 효과(loading effect)를 개선하기 위해 다중 주파수 플라즈마 소오스(multi frequency plasma source)를 사용하는 플라즈마 에처 챔버(plasma etcher chamber)에 관한 것이다.

도 1은 종래의 플라즈마 에처 챔버의 구조를 보여주는 도면이고, 도 2는 종래의 플라즈마 에처 챔버와 RF 매처의 연결 관계를 보여주는 블록도이다.

도면을 참조하여, 플라즈마 에처 챔버(10)는 크게 WAP(wafer area pressure)(11), 상부 링(upper ring)(12), 감금 링(confinement ring)(13), 핫 에지 링(hot edge ring)(14), 커플링 링(coupling ring)(15), 덮개 링(16)(shroud ring), 포커스 링(focus ring)(17), 웨이퍼(22)가 놓여지는 정전 척(electrostatic chuck)(18), 배플(baffle)(19), 가스 입구(gas inlet)(20), 접지(23)와 연결되는 실리콘 전극(21)을 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 플라즈마 에처 챔버(10)는 시스템 컴퓨터(25)에 의해 제어를 받는 RF 매처 어셈블리(24)로부터 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생하여 웨이퍼(22)를 에칭 가공한다.

그런데, 플라즈마 에처 챔버(10)에 연결되어 사용되는 RF 발진기(24a)는400khz의 단일 타입으로 구성되어 있어서 분할 전원(split power) 방식의 플라즈마 소오스에서는 반도체 디자인 룰이 계속적으로 감소하여 로딩 효과에 의해 언에치(unetch)등의 공정 불량이 발생되고 있다. 예를 들어, 퓨즈(fuse) 부위의 P 폴리 언에치 등의 공정 불량이 발생되고 있다. 이와 같은 문제점으로 인하여 일정치 이상의 디바이스에서 위상(topology)의 지속적인 증가로 인하여 생산성이 50매/8시간 대로 현저히 감소하고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 로딩 효과(loading effect)를 개선하도록 다중 주파수 플라즈마 소오스(multi frequency plasma source)를 사용하는 플라즈마 에처 챔버(plasma etcher chamber)를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 플라즈마 에처 챔버의 구조를 보여주는 도면;

도 2는 종래의 플라즈마 에처 챔버와 RF 매처의 연결 관계를 보여주는 블록도;

도 3은 본 발명의 플라즈마 에처 챔버의 구조를 보여주는 도면;

도 4는 본 발명의 플라즈마 에처 챔버와 RF 매처의 연결 관계를 보여주는 블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 30: 플라즈마 에처 챔버 11, 31: WAP

12, 32: 상부 링 13, 33: 감금 링

14, 34: 핫 에지 링 15, 35: 커플링 링

16: 덮개 링 17, 37a, 37b: 포커스 링

18, 38: 정전 척 19, 39: 배플

20, 40: 가스 입구 21, 41: 실리콘 전극

22, 42: 웨이퍼 23, 43; 접지

24: RF 매처 박스 어셈블리 24a, 44: RF 발진기

24b: 트랜스 코일 25, 45: 컴퓨터 시스템

46: 매칭 제어부 47: 매치 어셈블리

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플라즈마 에칭 챔버 시스템은 웨이퍼를 에칭 가공하는 플라즈마 에처 챔버, 상기 플라즈마 에처 챔버에 구비되는 전극으로 플라즈마 발생을 위한 RF 전원을 공급하는 적어도 두개의 분리된 RF 발진기, RF 발진기로부터 입력되는 RF 전원을 메칭 제어하여 출력하는 매칭 제어부, 매칭 제어부를 제어하기 위한 시스템 컴퓨터, 그리고 매칭 제어부를 통해 출력되는 RF 전원을 제공받아 플라즈마 에처 챔버의 전극으로 제공하는 매치 어셈블리를 포함하여 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 두개의 분리된 RF 발진기는 27Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하는 제1 RF 발진기와 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하기 위한 제2 RF 발진기로 구성된다.

(실시예)

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 첨부된 도면 도 3 내지 도 4를 참조하면서 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 플라즈마 에처 챔버의 구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 플라즈마 에처 챔버와 RF 매처의 연결 관계를 보여주는 블록도이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 플라즈마 에처 챔버 시스템은 웨이퍼를 에칭 가공하는 플라즈마 에처 챔버(30), 상기 플라즈마 에처 챔버(30)에 구비되는 전극으로 플라즈마 발생을 위한 RF 전원을 공급하는 적어도 두개의 분리된 RF 발진기(44), RF 발진기(44)로부터 입력되는 RF 전원의 메칭을 제어하여 출력하는 매칭 제어부(46), 매칭 제어부(46)를 제어하기 위한 시스템 컴퓨터(45) 그리고 매칭 제어부(46)를 통해 출력되는 RF 전원을 제공받아 플라즈마 에처 챔버(30)의 전극으로 제공하는 매치 어셈블리(47)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서 상기 두개의 분리된 RF 발진기(44)는 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하는 제1 RF 발진기(44a)와 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하기 위한 제2 RF 발진기(44b)를 포함한다.

구체적으로, 본 발명의 플라즈마 에처 챔버(30) WAP(wafer area pressure)(31), 상부 링(upper ring)(32), 감금 링(confinement ring)(33), 핫 에지 링(hot edge ring)(34), 커플링 링(coupling ring)(35), 포커스 링(focus ring)(37), 웨이퍼(42)가 놓여지는 정전 척(electrostatic chuck)(38), 배플(baffle)(39), 가스 입구(gas inlet)(40), 접지(43)와 연결되는 실리콘 전극(41)을 포함하여 구성된다. 이와 같이 구성되는 플라즈마 에처 챔버(30)는 시스템 컴퓨터(45)에 의해 제어를 받는 RF 발진기(44)로부터 RF 신호를 인가받아 플라즈마를 발생하여 웨이퍼(42)를 에칭 가공한다.

본 발명의 플라즈마 에칭 챔버(30)는 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원과 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 공급받아 플라즈마 에칭 프로세스를 진행함으로서 공정 능력의 향상과 설비 수명의 향상을 얻게 된다.

이상에서 본 발명의 플라즈마 에처 챔버의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였으나, 이는 일 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명은 플라즈마 에칭 프로세스에 있어서 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원과 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 공급받아 플라즈마 발생하는 멀티 플라즈마 소오스를 이용함으로서 공정 능력 및 설비 수명을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

웨이퍼를 에칭 가공하는 플라즈마 에처 챔버;

상기 플라즈마 에처 챔버에 구비되는 전극으로 플라즈마 발생을 위한 RF 전원을 공급하는 적어도 두개의 분리된 RF 발진기;

RF 발진기로부터 입력되는 RF 전원을 메칭 제어하여 출력하는 매칭 제어부;

매칭 제어부를 제어하기 위한 시스템 컴퓨터; 및

매칭 제어부를 통해 출력되는 RF 전원을 제공받아 플라즈마 에처 챔버의 전극으로 제공하는 매치 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에처 챔버 시스템.
제1항에 있어서,

상기 두개의 분리된 RF 발진기는 27 Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하는 제1 RF 발진기와 2Mhz의 주파수를 갖는 RF 전원을 발생하기 위한 제2 RF 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에처 챔버 시스템.