KR20040102632A - 건식식각설비 - Google Patents

Abstract

건식식각설비는 공정챔버; 공정챔버의 내부에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척; 척의 에지부에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부 상측을 커버하는 클램프 링; 척의 하부에 업다운가능하게 설치되며 그 상측에 상기 클램프 링에 형성된 클램프 홀에 삽입되는 클램프 핀이 마련된 가이드 링을 구비하며; 클램프 홀은 그 하부가 확경된 형태를 갖는다. 이에 따라, 클램프 링의 그 에지부에 형성된 클램프 홀의 하부가 소정각도의 기울기를 갖는 경사면으로 형성되어 하부지름이 상부지름보다 크게 형성되므로 작업자의 실수로 클램프 핀이 클램프 핀에 정확하게 끼워지지 않더라도 클램프 홀의 하부 경사면에 의해 클램프 핀이 미끄러져 정확하게 끼워지고, 상기 클램프 링의 수평도가 맞지 않아 웨이퍼의 에지부가 식각되는 것을 방지하므로 공정의 수율이 향상되는 효과가 있다.

Description

건식식각설비{DRY ETCHING EQUIPMENT}

본 발명은 건식식각설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식식각공정이 진행될 때, 불필요한 부분이 식각되는 것을 방지하는 클램프 링이 정확하게 업다운 로드에 끼워지도록 클램프 링의 에지부에 형성된 클램프 홀의 구조를 개선한 건식식각설비에 관한것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 집적 회로를 구성하는 단위 소자들은 반도체 웨이퍼상에 사진, 확산, 식각, 증착 등의 공정이 반복적으로 이루어져 반도체장치로 제작된다.

이러한 공정 중 식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 나뉘어지며, 습식식각은 소자의 최소선폭이 수백 내지 수십 마이크로대의 LSI 시대에 범용으로 적용되었으나 VLSI, ULSI 소자에는 등방성 식각이 보이는 집적도의 한계 때문에 거의 사용되지 않고 있다. 따라서, 현재 일반적으로 건식식각을 사용하고 있으며, 건식식각 설비 중 가스와 고주파 파워 등으로 생성된 플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 초미세 가공하는 플라즈마 건식식각공정이 사용된다.

상술한 바와 같은 공정이 진행되는 공정챔버는 그 내부에 웨이퍼가 안착되는 척과 상기 척의 외주부에 설치되어 웨이퍼의 이탈을 방지하는 에지링 그리고, 상기 에지 링의 외주부에 설치되는 인젝션 링이 설치된다.

또한, 상기 척에 안착된 웨이퍼의 에지부를 커버하도록 설치되어 웨이퍼의 에지부를 고정함과 아울러, 상기 웨이퍼의 에지부 및 배면 등 불필요한 부분이 식각되는 것을 방지하는 클램프 링이 설치되고, 상기 클램프 링을 업다운시키는 업다운 로드 및 상기 업다운 로드를 승하강 시키는 구동장치가 설치된다.

여기서, 상기 클램프링의 에지부에는 다수개의 클램프 홀이 형성되어 상기 업다운 로드의 상부에 설치된 클램프 핀이 끼워지도록 구성된다.

이와 같은 구성에 의해, 웨이퍼가 공정챔버에 인입되어 척에 안착되면, 클램프 링은 클램프 링의 에지부에 형성된 클램프 홀에 끼워진 클램프 핀은 업다운 로드가 구동장치에 의해 하강됨에 따라 하강하여 웨이퍼의 상면 에지부를 커버하도록 안착된다.

따라서, 식각공정이 진행될 때, 웨이퍼의 상면 에지부는 클램프 링에 의해서 식각되는 것이 방지된다.

여기서, 상술한 바와 같은 건식식각공정을 진행하는 공정챔버는 그 내부를 세정하거나 부품을 교체할 때, 클램프 링에 의해 가이드 링 및 인젝션 링이 덮히게 되므로 척, 에지링, 인젝션 링, 클램프 링 그리고, 업다운 로드 등을 분리한다.

그런데, 다시 공정을 진행하기 위해 상기 클램프 링과 업다운 로드를 조립할 때, 작업자의 실수로 인해 업다운 로드의 상부에 형성된 클램프 핀이 클램프 링의 에지부에 형성된 클램프 홀에 완전하게 끼워지지 않는 문제점이 발생한다.

이에 의하여, 웨이퍼의 에지부를 커버하는 클램프 링의 일측이 불균형을 이루어 클램프 링이 기울어지게 되므로, 웨이퍼의 에지부 및 배면 등 불필요한 부분에 플라즈마가 침투하여 식각됨에 의해 공정불량을 유발하는 문제점이 발생한다.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 클램프 링과 업다운 로드를 조립할 때, 업다운 로드의 클램프 핀이 클램프 링의 클램프 홀에 불균형하게 조립되는 것을 방지하는 건식식각설비를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 클램프 링이 설치된 공정챔버를 도시한 단면도,

도 2a, 2b, 2c는 본 발명에 따른 클램프 링의 일실시예를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

10 : 척 20 : 에지링

30 : 인젝션 링 31 : 인젝션 관통홀

32 : 가스주입홀 35 : 가스주입관

36 : 오링 40 : 클램프 링

41 : 클램프 홀 42 : 업다운로드

43 : 클램프 핀 44 : 가이드 링

45 : 실린더 47 : 구동장치

50 : 상부전극 51 : 전원

60 : 슬릿도어 100 : 공정챔버

W : 웨이퍼

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건식식각설비는 공정챔버; 상기 공정챔버의 내부에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척; 상기 척의 에지부에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부 상측을 커버하는 클램프 링; 상기 척의 하부에 업다운가능하게 설치되며 그 상측에 상기 클램프 링에 형성된 클램프 홀에 삽입되는 클램프 핀이 마련된 가이드 링을 구비하며; 상기 클램프 홀은 그 하부가 확경된 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 클램프 홀은 깔대기 형인 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 클램프 홀은 종형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 클램프 홀은 그 상측이 절단된 원뿔형인 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 클램프 링이 구비된 건식식각설비의 공정챔버를 도시한 단면도이고, 도 2a, 2b, 2c는 본 발명에 따른 클램프 링의 일실시예를 도시한 단면도로써, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 공정챔버(100)는 일측에 웨이퍼(W)가 입출되는 슬릿도어(60)가 마련되고, 그 내부에 웨이퍼(W)가 안착되는 척(10)이 설치되며, 상기 척(10)의 외주면에는 웨이퍼(W)의 이탈을 방지하는 에지링(20)이 설치된다.

여기서, 상기 공정챔버(100)의 상부에 설치된 상부전극(50)과 하부전극이 되는 척(10)은 전원(51)으로부터 전류가 인가된다.

상기 에지링(20)은 웨이퍼(W)를 지지하도록 소정의 단을 형성하고, 상기 에지링(20)의 외주면에는 인젝션 링(30)이 설치된다.

상기 인젝션 링(30)은 그 내부에서 가스가 순환하도록 링 형상의 인젝션 관통홀(31)이 형성되고, 상기 인젝션 관통홀(31)의 일측 하단에는 오링(36)에 의해 실링되는 가스주입구(35)가 연결되며, 상단에는 다수개의 가스주입홀(32)이 형성된다.

즉, 상기 인젝션 링(30)의 일측 하단에 설치된 가스주입구(35)에서 주입된 가스는 인젝션 관통홀(31)을 따라 인젝션 링(30)의 내부를 순환하면서 상기 인젝션 관통홀(31)과 연통되게 설치된 다수개의 가스주입홀(32)을 통해 공정챔버(100) 내부로 주입된다.

상기 인젝션 링(30)의 외주면에는 상단에 클램프 핀(43)이 마련된 다수개의 업다운로드(42)가 설치되고, 상기 업다운로드(42)는 구동장치(47)에 의해서 승하강 하도록 구성된다.

상기 구동장치(47)는 상기 업다운 로드(42)의 하단에 설치된 가이드 링(44)과, 상기 가이드 링(44)의 하단에 설치되는 에어실린더(45)로 구성된다.

한편, 상기 인젝션 링(30)의 상부에는 척(10)에 안착된 웨이퍼(W)의 에지부의 상면을 커버하고, 웨이퍼(W)를 커버하는 타측에 클램프 홀(41)이 형성되어 상기 업다운로드(42)의 클램프 핀(43)이 끼워지는 클램프 링(40)이 설치된다.

이때, 상기 클램프 홀(41)은 그 하부가 상부보다 큰 지름으로 형성되어 상기 클램프 홀(41)의 하부지름이 소정각도 기울기를 갖는 경사면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 도 2a. 도 2b 그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 홀(41,41',41'')은 그 하부가 소정각도 기울기를 갖는 경사면으로 된 깔대기 형이나, 그 하부의 지름이 상부의 지름보다 크게 형성되는 종형으로 형성할 수 있으며, 그 상측이 절단된 원뿔형도 가능하다.

이하에서는 이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 건식식각설비의 클램프 링의 일실시예를 통해 그 작용을 설명한다

먼저, 공정챔버(100) 내부의 세정이나 부품교체 등을 위해 분리되었던 부품들을 조립한다.

즉, 공정챔버(100)의 내부에 척(10)을 고정시키고, 그 외주면에 상기 척(10)을 지지하는 에지링(20)을 설치하며, 상기 에지링(20)의 외주면에 인젝션 링(30)을 설치한다.

여기서, 상기 인젝션 링(30)의 가스주입홀(32)과 가스주입관(35)이 연통되게 설치하고, 실링부재로서 오링(36)을 설치한다.

다음, 상기 인젝션 링(30)의 외주부에는 그 하단에 가이드 링(44)이 설치된 업다운로드(42)가 설치되고, 상기 업다운로드(42)의 상단에 설치된 클램프 핀(43)은 상기 척(10)과, 에지링(20) 그리고, 인젝션 링(30)의 상면을 커버하는 클램프 링(40)의 에지부에 형성된 클램프 홀(41)에 끼워진다.

이때, 상기 클램프 홀(41)은 그 하부의 지름이 상부의 지름보다 크도록 소정각도의 기울기를 가지므로, 상기 클램프 핀(43)은 상기 클램프 홀(41)에 삽입되면, 클램프 홀(41)의 하부의 경사면에 의해 클램프 홀(41)의 상부에 정확하게 끼워지게 된다.

따라서, 상기 공정챔버(100)의 슬릿도어(60)를 통해 웨이퍼(W)가 반입되어 척(10)에 안착되면 실린더(45)의 구동에 의해 가이드 링(44)에 연결된 업다운 로드(42)가 하강함에 따라, 상기 업다운 로드(42)의 상단에 구비된 클램프 핀(43)은 클램프 링(40)의 에지부에 형성된 클램프 홀(41)에 끼워지므로, 클램프 링(40)이 하강하여 척(10)에 안착된 웨이퍼(W)의 에지부를 커버한다.

다음, 인젝션 링(30)의 인젝션 관통홀(31)과 연통되게 설치된 가스주입관(35)을 통해 주입된 가스는 인젝션 링(30)의 인젝션 관통홀(31)을 따라 인젝션 링(31)의 내부를 순환함과 아울러, 상기 인젝션 관통홀(31)과 연통되도록 인젝션 링(30)의 상부에 형성된 가스주입홀(32)을 통해 상부로 주입되어 클램프 링(40)을 지나 공정챔버(100)의 상부로 이동한다.

이에 따라, 상기 공정챔버(100)로 공급된 가스는 상부전극(50)과 척(10)에 인가된 전원(51)에 의해 플라즈마 상태의 이온이 되어 웨이퍼(W)상의 패턴을 따라 식각공정을 진행한다.

따라서, 작업자의 실수에 의해 클램프 핀(43)이 클램프 홀(41)에 정확하게 끼워지지 않더라도, 클램프 홀(41)의 하부가 경사면을 갖도록 확경되게 형성되므로 클램프 핀(43)이 경사면을 따라 미끄러져 클램프 홀(41)에 끼워지므로, 클램프링(40)은 수평도를 유지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 건식식각설비의 클램프 링은 그 에지부에 형성된 클램프 홀의 하부가 소정각도 기울기를 갖는 경사면으로 형성되어 하부지름이 상부지름보다 크게 형성됨에 따라, 작업자의 실수로 클램프 핀이 클램프 핀에 정확하게 끼워지지 않더라도 클램프 홀의 하부 경사면에 의해 클램프 핀이 미끄러져 정확하게 끼워지는 효과가 있다.

이에 따라, 상기 클램프 링의 수평도가 맞지 않아 웨이퍼의 에지부가 식각되는 것을 방지하므로 공정의 수율이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공정챔버;

   상기 공정챔버의 내부에 설치되어 웨이퍼를 안착시키는 척;

   상기 척의 에지부에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부 상측을 커버하는 클램프 링;

   상기 척의 하부에 업다운가능하게 설치되며 그 상측에 상기 클램프 링에 형성된 클램프 홀에 삽입되는 클램프 핀이 마련된 가이드 링을 구비하며;

   상기 클램프 홀은 그 하부가 확경된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 건식식각설비.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 클램프 홀은 깔대기 형인것을 특징으로 하는 건식식각설비.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 클램프 홀은 종형인 것을 특징으로 하는 건식식각설비.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 클램프 홀은 그 상측이 절단된 원뿔형인 것을 특징으로 하는 건식식각설비.