KR20050060180A - 개선된 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비 - Google Patents
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Abstract
개선된 제한 링 구조를 갖는 반도체 프로세싱 장비가 개시되어 있다. 그러한 반도체 프로세싱 장비는, 식각 공정이 수행되는 공정 챔버의 어퍼 챔버 부분에 공정가스들의 식각 특성을 좋게 하기 위한 전극으로 사용되는 캐소드와 플라즈마가 웨이퍼 둘레 밖으로 나가지 않도록 이를 홀딩하는 제한 링을 포함한다. 상기 제한 링은 웨이퍼 영역의 압력제어를 위한 소자의 일부로서 기능하기 위해, 상기 캐소드의 주위을 둘러싸고 하부로 돌출되며, 표면의 내주영역이 폴리머 점착성을 강화하도록 요철 형상으로 되어 있다. 따라서, 공정이 진행되는 동안 제한 링에 침적되는 폴리머의 점착성이 향상되어 공정 에러의 최소화 및 장비점검 주기의 연장 효과가 얻어진다.
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히 개선된 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이다.
통상적으로, 제한 링(confinement ring)은 반도체 제조 공정의 건식 식각(dry etch) 공정에서 사용되는 챔버 중 어퍼 챔버를 구성하는 한 부분으로, 이 링은 공정 진행시 가스 반응 및 플라즈마가 웨이퍼 및 정전척(ESC) 둘레 밖으로 벗어나지 않도록 챔버 분위기를 만드는 역할을 한다. 상기 제한 링은 상기 어퍼 챔버에 나사로 고정된다.
공정진행 시 반응 가스 및 플라즈마에 의하여 상기 제한 링의 표면에 폴리머가 침적된다. 따라서, 상기 제한 링의 표면에 침적된 폴리머를 정기적으로 제거하여 공정진행시 상기 폴리머가 떨어져 공정챔버가 오염되는 것을 막아주어야한다. 그러나, 기존의 건식식각 장비의 제한 링은 매끄러운 표면을 갖기 때문에 정기적인 장비점검 실시 전에 상기 제한 링에 침적된 폴리머가 떨어져 공정챔버를 오염시킬 수 있는 문제를 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결할 수 있는 개선된 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공정진행 중 발생한 폴리머의 접착성이 우수한 제한 링을 갖는 반도체 프로세싱 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제한 링에 침적된 폴리머가 공정챔버 내부로 떨어지는 것을 방지하여 장비점검 주기를 연장시킬 수 있는 반도체 프로세싱 장비를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정 에러의 최소화 및 장비점검 주기의 연장 효과를 얻을 수 있는 반도체 프로세싱 장비를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 양상에 따라, 상하부 챔버로 이루어져 공정수행 영역을 제공하는 공정챔버를 구비한 반도체 프로세싱 장비는: 상기 상부 챔버에 장착되고 전극으로서 기능하는 캐소드와; 상기 캐소드와 대향되어 상기 하부 챔버에 장착된 서셉터와; 웨이퍼 영역의 압력제어를 위한 소자의 일부로서 기능하기 위해, 상기 캐소드의 주위을 둘러싸고 하부로 돌출되며, 표면의 내주영역이 폴리머 점착성을 강화하도록 요철 형상으로 되어 있는 제한 링을 구비한다.
따라서, 공정이 진행되는 동안 상기 제한 링에 침적되는 폴리머의 점착성이 향상되어 공정 에러가 최소화 되고, 장비점검 주기가 연장되는 이점이 있다.
바람직하기로, 상기 제한 링은 동일한 형상이 조밀하게 음각 또는 양각된 요철 형상을 표면 내주에 가질 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 및 도 2는 통상적인 프라즈마 처리 챔버를 갖는 식각장치의 예를 각기 나타낸 것이다. 도 1의 장치는 1999년 12월 28일자로 미국에서 핸더슨(Henderson)외 다수에게 특허허여된 미국특허번호 6,008,130호에 개시된 폴리머 점착 플라즈마 컨파인먼트 링의 기술이다.
또한, 도 2를 참조하면, 통상의 식각 챔버(10)는 어퍼(upper) 챔버 부분(12)과 로워(lower) 챔버 부분(14)으로 나뉘어져 있다. 상기 어퍼 챔버 부분(12)의 캐소드(cathode;16) 주변에는 제한 링(18)이 있다. 상기 로워 챔버 부분(14)에는 웨이퍼(30)가 고정되는 정전척(ESC;20)과 그 정전척 주변에는 포커스 링(focus ring;22)이 등이 설치되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 제한 링의 하부표면을 나타낸 평면도이다. 또한, 도 4 및 도 5는 제한 링에 폴리머가 부착된 형태를 보인 도면들이고, 도 6 내지 도 8은 도 3의 제한 링의 개량 실시예를 보인 도면들이다.
도 3에서 보여지는 상기 제한 링(18)은 표면이 매끄러운 종래의 제한 링과는 달리 조밀한 요철을 갖는다. 표면이 매끄러운 종래의 제한 링은 공정이 진행되는 동안 발생한 폴리머의 접착성이 좋지 못하여 도 4 및 도 5에서 보여지는 바와 같이 시간이 경과함에 따라 침적되었던 폴리머가 챔버 내로 떨어져 공정챔버 및 웨이퍼를 오염시키거나 장비 불량을 유발하였다. 그러나, 본 발명에서 상기 제한 링(18)은 그 표면에 조밀한 요철을 가지기 때문에 폴리머의 접착성이 우수하다. 따라서, 상대적으로 장시간 공정을 진행하여도 상기 제한 링(18)에 침적된 폴리머가 공정챔버 또는 웨이퍼를 오염시키지 않는다. 통상적으로 상기 제한 링(18)의 중심축으로 향할 수록 폴리머의 침적이 비례하여 증가한다. 이와 같이, 상기 제한 링(18)의 바깥쪽보다 안쪽에 많은 폴리머가 형성되기 때문에 상기 제한 링(18)의 표면은 그 외곽에서 중심으로 향할 수록 더욱 조밀한 요철을 갖는 것이 바람직하다. 상기 요척은 장비점검시 세척이 용이하도록 균일하게 형성하는 것이 바람직하다.
도 6은 음각 또는 양각된 엠보싱 부(41,42)가 표면 내주(19)에만 형성된 제한 링(18)을 도시한다. 도시된 것과 같이 요철 형상은 도 7 또는 도 8과 같이 반구형 음각(41)이 균일하게 나타나도록 압인 가공하거나, 삼각형의 음각(42)이 균일하게 나타나도록 압인 가공하는 것이 바람직하다. 각각의 엠보싱 형상의 표면은 매끄럽게 가공하여 장비점검 시 세척이 용이하도록 하는 것도 바람직하다.
상기한 바와 같은 엠보싱 형상은 제한된 면적에서 폴리머가 접촉하는 면적이 많기 때문에 폴리머의 점착성을 향상시킬 수 있다.
변형 예로서, 공정진행 중 폴리머는 상기 제한 링(18)의 내주부에 집중적으로 형성된다. 따라서, 상기 제한 링(18)은 그 내곽에서 높은 요철밀도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 양각 및 음각의 엠보싱의 밀도는 상기 제한 링(18)의 내곽이 높고, 상기 제한 링(18)의 외곽은 낮게 형성할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 장치의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 제한 링의 요철 형태를 다양한 형상으로 변경시킬 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같은 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비에 따르면, 공정진행시 챔버분위기를 만드는 제한 링의 표면에 조밀한 요철을 형성함으로써 폴리머의 접착성을 높여 공정챔버 및 웨이퍼의 오염과 공정 에러를 방지하고 정기적인 장비점검 주기를 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 통상적인 프라즈마 처리 챔버를 갖는 식각장치의 예를 각기 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 제한 링의 하부표면을 나타낸 평면도
도 4 및 도 5는 제한 링에 폴리머가 부착된 형태를 보인 도면들
도 6 내지 도 8은 도 3의 제한 링의 개량 실시예를 보인 도면들
Claims (4)
- 상하부 챔버로 이루어져 공정수행 영역을 제공하는 공정챔버를 구비한 반도체 프로세싱 장비에 있어서:상기 상부 챔버에 장착되고 전극으로서 기능하는 캐소드;상기 캐소드와 대향되어 상기 하부 챔버에 장착된 서셉터; 및웨이퍼 영역의 압력제어를 위한 소자의 일부로서 기능하기 위해, 상기 캐소드의 주위을 둘러싸고 하부로 돌출되며, 표면의 내주영역이 폴리머 점착성을 강화하도록 요철 형상으로 되어 있는 제한 링을 구비함을 특징으로 하는 반도체 프로세싱 장비.
- 제1항에 있어서, 상기 요철 형상은 음각된 반구형 패턴들로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 프로세싱 장비.
- 제1항에 있어서, 상기 요철 형상은 양각된 삼각형 패턴들로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 프로세싱 장비.
- 제1항에 있어서, 상기 요철 형상의 조밀도는 상기 제한 링의 중심축으로 갈 수록 높음을 특징으로 하는 반도체 프로세싱 장비.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030091720A KR20050060180A (ko) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | 개선된 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020030091720A KR20050060180A (ko) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | 개선된 제한 링을 가지는 반도체 프로세싱 장비 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20050060180A true KR20050060180A (ko) | 2005-06-22 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR20050060180A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100734779B1 (ko) * | 2005-10-05 | 2007-07-03 | 세메스 주식회사 | 반도체 제조장치의 포커스링 |
| US10600622B2 (en) | 2017-01-04 | 2020-03-24 | Samusung Electronics Co., Ltd. | Focus ring with uneven pattern and plasma-processing apparatus including the same |
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2003
- 2003-12-16 KR KR1020030091720A patent/KR20050060180A/ko not_active Application Discontinuation
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| US10600622B2 (en) | 2017-01-04 | 2020-03-24 | Samusung Electronics Co., Ltd. | Focus ring with uneven pattern and plasma-processing apparatus including the same |
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