KR20050000753A - 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비에 관한 것으로, 본 발명에서는 반도체 건식식각장비내에 설치되는 샤워헤드를 세라믹으로 구성함과 아울러 스코프모듈에 볼트고정하여 고정력을 향상시킴에 따라 공정진행시 발생되는 유동에 의한 샤워헤드 및 스코프모듈의 파손현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비{SEMICONDUCTOR DEVICE DRY ETCHING APPARATUS HAVING IMPROVED SHOWERHEAD}

본 발명은 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서는 웨이퍼(Wafer)상에 산화막, 질화막 및 금속막 등의 다양한 종류의 박막(薄膜)을 형성한 후, 이러한 박막에 대해서 포토리소그래피(Photolithograhy)공정을 수행하므로서 웨이퍼상에 소정 형상의 패턴을 형성한다. 이와같은 패턴은 고집적화된 반도체 소자의 미세선폭을 구현하기 위하여 이방성 식각특성을 나타내는 건식식각방법을 적용하고 있다.

여기서, 건식식각방법이 구현되는 플라즈마 건식식각장비는 도 1a에서와 같이 식각공정이 진행되는 공정챔버(2)내에 상,하 이격설치된 상부전극(3) 및 하부전극(3')에 고주파전력을 인가하여 전기장을 형성하므로서 공정챔버(2) 내부로 공급된 반응가스를 전기장에 의해서 활성화시켜 플라즈마 상태로 형성한 후, 플라즈마 상태의 이온이 하부전극(3') 상에 위치한 웨이퍼(W)를 식각하거나 웨이퍼(W)상에 존재하는 불필요한 포토레지스트막을 식각하게 된다.

또한, 상기 공정챔버(2)의 상부와 반응가스를 공급하는 반응가스 공급원(4)은 반응가스 공급라인(41)에 의해 연결되고, 상기 공정챔버(2)의 하부 일측에는 공정챔버(2)의 내부압력을 조절하기 위한 펌핑라인(5)이 연결된다.

이때, 상기 공정챔버(2)의 내부에 공급되는 반응가스는 도 1b에서와 같이 상기 공정챔버(2)의 내부 상측에 설치되는 샤워헤드(70 : SHOWERHEAD)를 통해 공급된다. 이와같은 샤워헤드(70)는 상기한 반응가스 공급라인(41)과 연결되는 공정챔버(2)의 상부어셈블리(21)에 포함된 스코프모듈(6 : SCOPE MODULE)의 끝단에설치되며, 다수의 가스홀(H)이 관통형성된 석영판(70a)을 석영관(70b)의 내부에 삽입설치하여 구성된다.

하지만, 종래의 건식식각장비(1)는 공정을 진행하는 과정에서 공정챔버(2)의 진공(VACUUM)과 밴트(VENT)를 반복적으로 진행함에 따라 압력차에 의한 유동으로 상기한 스코프모듈(6) 및 석영재로 구성된 샤워헤드(70)가 파손되는 문제점이 있다.

또한, 고주파 전력을 가해 반응가스를 플라즈마화하는 과정에서 플라즈마가 석영판(70a)의 가스홀(H)을 통해 역류하여 석영관(70b) 및 스코프모듈(6)의 내부를 오염시킴에 따라 파티클 소스(PARTICLE SOURCE)가 되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 종래 반도체 건식식각장비의 샤워헤드가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 공정진행시 발생되는 유동에 의한 파손현상 및 플라즈마의 역류에 의한 오염현상을 방지할 수 있는 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비를 제공함에 있다.

도 1a는 반도체 건식식각장비를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1b는 종래 반도체 건식식각장비의 공정챔버에 설치되는 샤워헤드의 구성을 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비를 설명하기 위해 샤워헤드와 스코프모듈의 조립상태를 보인 단면도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 반도체 건식식각장비 2 : 공정챔버

3,3' : 상,하부 전극 4 : 반응가스 공급원

5 : 펌핑라인 6 : 스코프모듈

7,70 : 샤워헤드 21 : 상부어셈블리

41 : 반응가스 공급라인 70a : 석영판

70b : 석영관 71 : 볼트고정구

W : 웨이퍼 H,H' : 가스홀

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

공정챔버;

상기 공정챔버의 내부에 상,하 이격설치되는 상부전극 및 하부전극;

상기 공정챔버의 상부어셈블리에 연결되어 반응가스 공급원으로부터 반응가스를 공급하는 반응가스공급라인;

상기 공정챔버의 하부 일측에 연결되어 공정챔버의 내부압력을 조절하는 펌핑라인;

상기 공정챔버의 내부 상측에 설치되며 상기 반응가스공급라인과 연결되는 스코프모듈; 및

상기 스코프모듈의 끝단에 설치되며 다수의 가스홀이 형성되는 샤워헤드;를 포함하되,

상기 샤워헤드는 세라믹으로 구성되며 그 측벽에 다수의 볼트고정구를 두어 상기 볼트고정구를 통해 상기 스코프모듈에 볼트고정됨을 특징으로 하는 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비를 구비하므로서 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비를 설명하기 위해 샤워헤드와 스코프모듈의 조립상태를 보인 부분단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 샤워헤드(7)는 세라믹로 구성되며, 측벽에 다수의 볼트고정구(71)를 두어 스코프모듈(6)에 볼트고정된다.

여기서, 본 발명이 적용되는 반도체 건식식각장비는 도 1에서와 같이 공정챔 버(2)내에 반응가스를 공급한 상태에서 고주파 전력을 가해 반응가스를 플라즈마화하여 웨이퍼 공정을 진행하는 플라즈마 식각장비로써 예컨데, 웨이퍼상의 존재하는 불필요한 포토레지스트 막을 제거하는 에싱장비를 그 대표적인 일례로서 들 수 있다.

이와같은 반도체 건식식각장비(1)는 전술한 바와같이 공정챔버(2)의 내부에 상부전극(3) 및 웨이퍼(W)가 안착되는 하부전극(3')이 상,하 이격설치되고, 이러한 공정챔버(2)의 상부어셈블리(21)에는 반응가스 공급원(4)으로 부터 반응가스(O2,H2,N2,CF4,NH3등이 한가지 이상 혼합된 가스)를 공급하는 반응가스 공급라인(41)이 연결되며, 상기 공정챔버(2)의 하부 일측에는 펌핑라인(5)이 연결된다.

또한, 상기 공정챔버(2)내 상부어셈블리(21)에는 상기 반응가스 공급라인(41)과 직접 연결되는 스코프모듈(6)이 설치되고, 이러한 스코프모듈(6)의 끝단에는 샤워헤드(7 : SHOWERHEAD)가 설치된다.

이때, 상기 샤워헤드(7)는 도 2에서와 같이 상부가 개방되는 ""와 같은 용기체로서 측벽에 다수의 볼트고정구(71)가 돌출형성되고, 바닥면에는 다수의 가스홀(H')이 관통형성된다. 이와같은 샤워헤드(7)는 기존의 석영재에 비해 우수한 강도를 갖으며, 절연특성이 있는 세라믹으로 구성된다. 이에 따라, 상기 샤워헤드(7)를 상기한 다수의 볼트고정구(71)를 통해 상기한 스코프모듈(6)의 끝단에 볼트고정된다.

여기서, 본 발명의 샤워헤드(7)에 형성되는 가스홀(H')은 기존 샤워헤드의 가스홀(H)에 비해 직경을 작게 형성하므로서 반응가스분사를 균일하게 수행함과 아울러 플라즈마의 역류현상에 의한 샤워헤드(7) 및 스코프모듈(6)의 오염을 방지할 수 있다.

이에따라, 본 발명의 반도체 건식식각장비(1)는 세라믹으로 구성되는 샤워헤드(7)를 스코프모듈(6)에 볼트고정함으로써, 공정을 진행하는 과정에서 공정챔버(2)의 진공과 밴트를 반복적으로 진행함에 따라 압력차에 의해 발생하는 유동에도 샤워헤드(7) 및 스코프모듈(6)이 견고한 고정상태를 유지할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비는 샤워헤드를 세라믹으로 구성함과 아울러 스코프모듈에 볼트고정하여 고정력을 향상시킴에 따라 공정진행시 발생되는 유동에 의한 샤워헤드 및 스코프모듈의 파손현상 을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 기존에 비해 가스홀의 직경을 작게 형성함에 따라 반응가스를 균일하게 공정챔버내부로 분사할 수 있어, 웨이퍼의 가공균일성을 향상시킬 수 있고, 플라즈마가 샤워헤드의 내부와 스코프모듈의 내부로 역류하는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 공정챔버;

   상기 공정챔버의 내부에 상,하 이격설치되는 상부전극 및 하부전극;

   상기 공정챔버의 상부어셈블리에 연결되어 반응가스 공급원으로부터 반응가스를 공급하는 반응가스공급라인;

   상기 공정챔버의 하부 일측에 연결되어 공정챔버의 내부압력을 조절하는 펌핑라인;

   상기 공정챔버의 내부 상측에 설치되며 상기 반응가스공급라인과 연결되는 스코프모듈; 및

   상기 스코프모듈의 끝단에 설치되며 다수의 가스홀이 형성되는 샤워헤드를 포함하되,

   상기 샤워헤드는 세라믹으로 구성되며 그 측벽에 다수의 볼트고정구를 두어 상기 볼트고정구를 통해 상기 스코프모듈에 볼트고정됨을 특징으로 하는 개선된 샤워헤드를 갖는 반도체 건식식각장비.