KR20050022424A - 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버(100)에 관한 것으로서, 플라즈마 에칭공정이 실시되는 내측의 바닥에 바텀플레이트(110)가 설치되고, 웨이퍼(W)를 척킹하는 정전기척(120)이 가장자리를 따라 복수로 형성되는 관통홀(122)을 통해 복수의 스크루(S)로 바텀플레이트(110)의 상측에 고정되며, 정전기척(120)의 가장자리에 싱글링(130)이 놓여지는 프로세스 챔버(100)에 있어서, 싱글링(130)의 하측면중 정전기척(120)의 가장자리와 접하는 면에 정전기척(120)의 관통홀(122) 상측에 삽입되는 삽입돌기(131)가 형성되어 싱글링이 진동에 의해 위치가 변화되지 않도록 정전기척에 고정됨으로써 프로세스 챔버 내측의 플라즈마를 웨이퍼로 안정적으로 모아주고, 웨이퍼의 위치에 영향을 미치지 않기 때문에 웨이퍼가 정위치에 제대로 놓여져서 승강시 내측벽면이나 다른 부재와의 충돌로 인한 손상이나 파손을 방지하며, 정전기척으로부터 공급되는 냉각용 헬륨가스의 리크(leak)를 방지함으로써 웨이퍼의 온도 균일성을 유지하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

Description

플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버{PROCESS CHAMBER PLASMA ETCHER}
본 발명은 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 싱글링이 진동에 의해 위치가 변화되지 않도록 정전기척에 고정됨으로써 프로세스 챔버 내측의 플라즈마를 웨이퍼로 안정적으로 모아주고, 웨이퍼가 정위치에 제대로 놓여지도록 하며, 냉각용 헬륨가스의 리크(leak)를 방지하는 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정중 플라즈마(plasma)를 이용하여 건식 식각(dry etching)공정을 실시하는 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버에는 프로세스 챔버 내측에 형성된 플라즈마를 웨이퍼로 모아주기 위해 싱글링(single ring)이 구비된다.
종래의 플라즈마 에칭공정시 웨이퍼로 플라즈마를 모아주기 위한 싱글링이 구비된 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 도시한 분해사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버(10)는 내측 바닥에 바텀플레이트(11)가 설치되고, 바텀플레이트(11)의 상측에 웨이퍼(W)를 공정시 척킹하는 정전기척(12)이 스크루(S)에 의해 고정되며, 정전기척(12)의 가장자리에 싱글링(13)이 놓여진다.
바텀플레이트(11)는 상부에 상하로 이동가능하게 복수의 승강핀(14)이 설치되며, 승강핀(14)은 정전기척(12)에 관통 결합되어 정전기척(12)에 놓여진 웨이퍼를 승하강시킨다.
승강핀(14)은 정전기척(12)의 상면으로부터 돌출되거나 삽입됨으로써 정전기척(12)에 웨이퍼를 로딩/언로딩시킨다.
바텀플레이트(11)는 웨이퍼의 냉각을 위한 헬륨(He)가스를 정전기척(12)으로 공급하기 위한 가스공급홀(11a)이 형성되고, 스크루(S)로 정전기척(12)을 고정시키기 위한 복수의 나사홈(11b)이 가장자리를 따라 형성되며, 상면중 복수의 나사홈(11b) 외측에 정전기척(12)의 가장자리를 지지하는 원형의 지지부(11c)가 돌출 형성된다.
정전기척(12)은 바텀플레이트(11)의 가스공급홀(11a)로부터 공급되는 헬륨가스를 웨이퍼의 하면으로 공급하기 위하여 상면에 여러 갈래의 가스방출홈(12a)이 형성되며, 가장자리를 따라 일정간격으로 복수의 관통홀(12b)이 형성된다.
정전기척(12)은 바텀플레이트(11)의 지지부(11c) 내측에 놓여져서 스크루(S)가 관통홀(12b)을 통과하여 바텀플레이트(11)의 나사홈(11b)에 체결됨으로써 바텀플레이트(11)에 고정된다.
싱글링(13)은 세라믹 재질로 형성되어 정전기척(12)의 가장자리에 놓여지며, 프로세스 챔버(10) 내에 형성된 플라즈마를 내측에 위치하는 웨이퍼로 모아주는 역할을 한다.
이와 같은 종래의 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버(10)는 내측으로 웨이퍼가 로딩시 또는 에칭공정을 마친 웨이퍼를 후속공정을 위해 언로딩시 바텀플레이트(11)와 그 아래에 결합된 캐소오드 어셈블리(미도시) 전체가 승강할 뿐만 정전기척(12)으로부터 승강핀(14) 역시 승강하게 된다.
그러나, 바텀플레이트(11)와 함께 캐소오드 어셈블리(미도시) 또는 승강핀(14)이 승하강시 장비의 진동이나 승강을 위한 구동력을 제공하는 공압실린더의 공압 이상으로 인한 진동 때문에 싱글링(13)이 정전기척(12)으로부터 회전하거나 정위치에서 벗어나 틀어지게 되는 경우 웨이퍼 역시 정위치로부터 벗어나게 되어 웨이퍼가 승강핀(14) 또는 바텀플레이트(11)에 의해 승하강시 프로세스 챔버(10) 내측면 또는 다른 부재와 충돌함으로써 손상되거나 심지어는 파손되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 싱글링(13)이 정전기척(12)의 원래위치로부터 벗어나게 됨으로써 플라즈마를 웨이퍼에 제대로 모아주기 힘들뿐만 아니라 웨이퍼 냉각을 위해 헬륨가스가 공급시 싱글링(13)과 정전기척(12)의 틈새로 리크(leak)됨으로써 웨이퍼의 온도 균일성을 떨어뜨려서 웨이퍼의 수율을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 싱글링이 진동에 의해 위치가 변화되지 않도록 정전기척에 고정됨으로써 프로세스 챔버 내측의 플라즈마를 웨이퍼로 안정적으로 모아주고, 웨이퍼의 위치에 영향을 미치지 않기 때문에 웨이퍼가 정위치에 제대로 놓여져서 승강시 내측벽면이나 다른 부재와의 충돌로 인한 손상이나 파손을 방지하며, 정전기척으로부터 공급되는 냉각용 헬륨가스의 리크(leak)를 방지함으로써 웨이퍼의 온도 균일성을 유지하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 플라즈마 에칭공정이 실시되는 내측의 바닥에 바텀플레이트가 설치되고, 웨이퍼를 척킹하는 정전기척이 가장자리를 따라 복수로 형성되는 관통홀을 통해 복수의 스크루로 바텀플레이트의 상측에 고정되며, 정전기척의 가장자리에 싱글링이 놓여지는 프로세스 챔버에 있어서, 싱글링의 하측면중 정전기척의 가장자리와 접하는 면에 정전기척의 관통홀 상측에 삽입되는 삽입돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버의 요부를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버(100)는 플라즈마 에칭공정을 실시하기 위한 챔버로서, 내측 바닥에 바텀플레이트(110)가 설치되고, 웨이퍼(W)를 척킹함과 아울러 가장자리를 따라 복수로 형성되는 관통홀(122)을 통해 복수의 스크루(S)로 바텀플레이트(110) 상측에 고정되는 정전기척(120)과, 정전기척(120)의 관통홀(122)에 삽입되는 삽입돌기(131)를 하측면에 형성하여 정전기척(120)의 가장자리에 고정되는 싱글링(130)을 포함한다.
바텀플레이트(110)와 정전기척(120), 그리고, 바텀플레이트(110)와 정전기척(120)에 설치되는 승강핀(140)에 대해서는 이미 종래에서 상세히 언급하였으므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.
싱글링(130)은 하측면중 정전기척(120)의 가장자리와 접하는 면(132)에 정전기척(120)의 관통홀(122) 상측에 삽입되는 삽입돌기(131)가 하방을 향하도록 형성된다.
삽입돌기(131)는 바텀플레이트(110)와 정전기척(120)을 결합시키는 스크루(S)가 내측에 위치하는 정전기척(120)의 관통홀(122) 상측 빈공간에 삽입된다.
삽입돌기(131)는 싱글링(130)의 하측면중 정전기척(120)의 가장자리와 접하는 면(132)을 따라 복수로 형성됨이 바람직하다. 따라서, 싱글링(130)을 정전기척(120)에 확실하게 고정시킬 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버(100)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
바텀플레이트(110)의 지지부(113) 내측에 정전기척(120)이 놓여진 후 스크루(S)를 정전기척(120)의 관통홀(122)을 관통하여 바텀플레이트(110)의 나사홈(112)에 나사결합시킴으로써 바텀플레이트(110)에 정전기척(120)을 결합시킨다.
바텀플레이트(110)에 결합된 정전기척(120)의 가장자리에 싱글링(130)을 결합시 싱글링(130)의 삽입돌기(131)를 스크루(S)가 위치하는 정전기척(120)의 관통홀(122)에서 상측 빈공간에 끼우게 됨으로써 싱글링(130)을 정전기척(120)에 고정시킨다.
싱글링(130)의 삽입돌기(131)가 정전기척(120)의 관통홀(122) 상측에 끼워져서 정전기척(120)에 고정됨으로써 프로세스 챔버(100) 내측의 플라즈마를 웨이퍼(W)로 안정적으로 모아주게 되어 웨이퍼(W)가 에칭공정을 정상적으로 실시하도록 한다.
또한, 싱글링(130)의 고정으로 인해 웨이퍼(W)의 위치에 영향을 미치지 않기 때문에 웨이퍼(W)가 정위치에 제대로 놓여져서 바텀플레이트(110) 또는 승강핀(140)의 승강시 내측벽면이나 다른 부재와의 충돌로 인한 손상이나 파손을 방지한다.
그리고, 싱글링(130)이 정전기척(120)의 가장자리에 틈새없이 고정됨으로써 바텀플레이트(110)의 가스공급홀(111)로부터 공급되어 정전기척(120)의 가스방출홈(121)을 통해 방출되는 웨이퍼(W) 냉각을 위한 헬륨(He)가스가 리크(leak)되지 않게 됨으로써 웨이퍼(W)를 균일하게 냉각하여 온도 균일성을 유지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버는 싱글링이 진동에 의해 위치가 변화되지 않도록 정전기척에 고정됨으로써 프로세스 챔버 내측의 플라즈마를 웨이퍼로 안정적으로 모아주고, 웨이퍼의 위치에 영향을 미치지 않기 때문에 웨이퍼가 정위치에 제대로 놓여져서 승강시 내측벽면이나 다른 부재와의 충돌로 인한 손상이나 파손을 방지하며, 정전기척으로부터 공급되는 냉각용 헬륨가스의 리크(leak)를 방지함으로써 웨이퍼의 온도 균일성을 유지하여 웨이퍼의 수율을 향상시키는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 종래의 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 도시한 분해사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버를 도시한 분해사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버의 요부를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 바텀플레이트 120 : 정전기척
122 : 관통홀 130 : 싱글링
131 : 삽입돌기 140 : 승강핀

Claims (2)

  1. 플라즈마 에칭공정이 실시되는 내측의 바닥에 바텀플레이트가 설치되고, 웨이퍼를 척킹하는 정전기척이 가장자리를 따라 복수로 형성되는 관통홀을 통해 복수의 스크루로 상기 바텀플레이트의 상측에 고정되며, 상기 정전기척의 가장자리에 싱글링이 놓여지는 프로세스 챔버에 있어서,
    상기 싱글링의 하측면중 상기 정전기척의 가장자리와 접하는 면에 상기 정전기척의 관통홀 상측에 삽입되는 삽입돌기가 형성되는 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입돌기는,
    상기 싱글링의 하측면중 상기 정전기척의 가장자리와 접하는 면을 따라 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭장비의 프로세스 챔버.
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