KR20050120834A - Semiconductor fabricating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정 불량을 방지 또는 최소화 할 수 있는 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는, 웨이퍼를 척킹하고 지지하기 위한 정전척과; 상기 정전척을 상기 정전척의 하부에 고정시키기 위해 상기 정전척의 가장자리 부위에 형성되는 적어도 하나이상의 고정홀과; 상기 고정홀을 통하여 상기 정전척을 고정시키기 위한 상기 고정홀의 개수와 동일한 개수의 고정나사와; 상기 고정나사가 체결된 후에 상기 정전척의 상부와 상기 고정나사의 상부간의 단차를 없애기 위해 상기 고정나사의 상부에 형성되는 캡을 구비함을 특징으로 한다. The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing or minimizing a process defect, the semiconductor manufacturing apparatus comprising: an electrostatic chuck for chucking and supporting a wafer; At least one fixing hole formed in an edge portion of the electrostatic chuck to fix the electrostatic chuck to a lower portion of the electrostatic chuck; A number of fixing screws equal to the number of fixing holes for fixing the electrostatic chuck through the fixing holes; And a cap formed on an upper portion of the fixing screw in order to eliminate a step between an upper portion of the electrostatic chuck and an upper portion of the fixing screw after the fixing screw is fastened.
Description
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 반도체 제조에 사용되는 정전척 또는 섀도우 링을 구비하는 반도체 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus having an electrostatic chuck or shadow ring used for semiconductor manufacturing.
일반적으로, 반도체 제조 프로세스중 데포지션(deposition) 프로세스는 제조대상물인 반도체 웨이퍼의 표면에 가스 또는 일단의 재료를 직접 또는 간접적으로 입히는 작업을 말한다. 그러한 데포지션 프로세스에서 도포되는 막질(layer quality)의 상태는 프로세스 챔버의 온도와 압력 등의 분위기, 촉매 가스, 그리고 반응 가스 등의 파라메타들에 의해 주로 결정된다. 또한, 식각(에칭)프로세스에서도 식각되는 막질의 상태는 상기 파라메타들에 주로 의존하는 것으로 알려져 있다.In general, a deposition process in a semiconductor manufacturing process refers to an operation of directly or indirectly applying a gas or a group of materials to the surface of a semiconductor wafer to be manufactured. The state of the layer quality applied in such a deposition process is mainly determined by the atmosphere such as the temperature and pressure of the process chamber, the parameters of the catalyst gas and the reaction gas. In addition, it is known that the state of the film to be etched in the etching (etching) process mainly depends on the parameters.
상기 데포지션 프로세싱 시스템이나 식각 프로세싱 시스템에서 웨이퍼 등과 같은 서브스트레이트는 균일한 막의 제조를 위해 반응 챔버내에서 고정적으로 지지되는 것이 필요하다. 따라서, 서브스트레이트 지지 척들이 반도체 프로세싱 시스템들내에서 서브스트레이트들을 지지하기 위해 폭넓게 사용되어진다. 고온 물리적 기상 증착(PVD)등과 같은 고온반도체 프로세싱 장치내에서 사용되는 특별한 타입의 척은 세라믹 정전척이다. 그러한 척들은 반도체 웨이퍼 등과 같은 제조대상물을 프로세싱동안 고정적인 위치로 보전(retain)하기 위해 사용된다. 또한, 상기 정전척을 구비하는 반도체 제조장치에서는 식각 프로세싱 등에서 웨이퍼의 가장자리를 커버링하기위한 섀도우 링이 반도체 장치내에 구비된다.In the deposition processing system or the etching processing system, a substrate such as a wafer needs to be fixedly supported in the reaction chamber for producing a uniform film. Thus, substrate support chucks are widely used to support substrates in semiconductor processing systems. A particular type of chuck used in high temperature semiconductor processing devices such as high temperature physical vapor deposition (PVD) is a ceramic electrostatic chuck. Such chucks are used to retain an object, such as a semiconductor wafer, in a fixed position during processing. Further, in the semiconductor manufacturing apparatus having the electrostatic chuck, a shadow ring for covering the edge of the wafer in etching processing or the like is provided in the semiconductor device.
도 1은 종래의 반도체 장치의 개략도를 나타낸 것이다.1 shows a schematic view of a conventional semiconductor device.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 장치는 하부챔버(20), 정전척(30) 및 섀도우 링(10)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional semiconductor device includes a lower chamber 20, an electrostatic chuck 30, and a shadow ring 10.
상기 하부챔버(20)는 내부의 구동원(미도시)의 구동에 의하여 상하로 이동할 수 있는 캐소드 전극(cathode electrode, 미도시)이 구비된다.The lower chamber 20 is provided with a cathode electrode (not shown) that can move up and down by driving a driving source (not shown) therein.
상기 정전척(30)은 상기 캐소드 전극의 상부에 설치되며, 웨이퍼를 지지하고 고정하기 위한 것으로 플랫존(flat zone)이 형성되어 있다.The electrostatic chuck 30 is installed on an upper portion of the cathode electrode to support and fix the wafer, and a flat zone is formed.
상기 섀도우 링(10)은 상하부가 개방된 원통형상의 몸체를 가지며, 몸체의 상단부에서 소정길이 연장되어 플랫존을 구비한다.The shadow ring 10 has a cylindrical body with upper and lower portions open, and a predetermined length extends from an upper end of the body to have a flat zone.
도 2는 상기 도 1의 문제점을 설명하기 위한 도면이고 도 3은 도 1의 문제점을 설명하기 위한 사진이다.2 is a view for explaining the problem of FIG. 1 and FIG. 3 is a picture for explaining the problem of FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 제조장치에서는 정전척(30)의 플랫존 부위와 섀도우 링(10)의 플랫존 부위가 직선으로 연결되어 있어서, 챔버에 플라즈마가 형성될 경우 챔버내의 압력에 의해 상기 섀도우 링(10)이 약간 틀어지는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 엔지니어의 실수에 의해서도 이런 현상이 발생하는 경우가 있다. 상기 섀도우 링이 틀어짐으로 인해 발생되는 틈(40)은 도 2 및 도 3에 나타나 있으며, 이러한 틈은 정전척의 하면에 있는 헬륨(He)의 누설을 유발할 수 있고 공정 불량을 유발할 수 있는 문제점이 있다.As shown in FIG. 2, in the conventional semiconductor manufacturing apparatus, the flat zone portion of the electrostatic chuck 30 and the flat zone portion of the shadow ring 10 are connected in a straight line, so that a pressure in the chamber when plasma is formed in the chamber. By this case, the shadow ring 10 may be slightly distorted. In addition, this phenomenon may occur due to an engineer's mistake. The gap 40 generated due to the shadow ring being twisted is shown in FIGS. 2 and 3, and this gap may cause leakage of helium (He) on the lower surface of the electrostatic chuck and may cause process defects. .
도 4는 종래의 반도체 장치의 또 다른 문제점을 설명하기 위한 것으로, 종래의 반도체 제조장치를 구성하는 정전척의 고정홀을 나타낸 사진이다.4 is a view illustrating another problem of a conventional semiconductor device, and is a photograph showing a fixing hole of an electrostatic chuck constituting a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 장치의 정전척은 상기 정전척을 고정시키기 위한 고정홀(32) 및 고정나사를 구비한다. 그런데, 상기의 정전척이 고정홀(32)을 통하여 고정나사에 의하여 고정된 후에도 상기 고정홀(32)에는 홀은 주변에 비하여 홈이 형성된 것과 같은 상태의 단차가 형성되는 경우가 발생된다. 이는 상기 고정나사가 고정홀(32)의 전체를 메우지 못하기 때문인데 이로 인하여 파티클성 폴리머가 상기 고정홀(32)에 증착되게 되어 공정 불량이 발생되는 경우가 발생한다. As shown in FIG. 4, the electrostatic chuck of the conventional semiconductor device includes a fixing hole 32 and a fixing screw for fixing the electrostatic chuck. However, even after the electrostatic chuck is fixed by the fixing screw through the fixing hole 32, there are cases in which the step of the hole is formed in the fixing hole 32 in the same state as the groove is formed. This is because the fixing screw does not fill the entirety of the fixing hole 32. As a result, a particle polymer is deposited in the fixing hole 32, resulting in a process defect.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of overcoming the above-mentioned conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 섀도우 링의 틀어짐을 방지 또는 최소화 할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing or minimizing twisting of a shadow ring.
본 발명의 또 다른 목적은 정전척을 고정시키기 위한 고정홀에 폴리머가 증착되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of preventing or minimizing the deposition of a polymer in a fixing hole for fixing an electrostatic chuck.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 웨이퍼를 가공하기 위한 반도체 제조 장치는, 웨이퍼를 척킹하고 지지하기 위한 정전척과, 상기 정전척을 상기 정전척의 하부에 고정시키기 위해 상기 정전척의 가장자리 부위에 형성되는 적어도 하나이상의 고정홀과, 상기 고정홀을 통하여 상기 정전척을 고정시키기 위한 상기 고정홀의 개수와 동일한 개수의 고정나사와, 상기 고정나사가 체결된 후에 상기 정전척의 상부와 상기 고정나사의 상부간의 단차를 없애기 위해 상기 고정나사의 상부에 형성되는 캡을 구비함을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention for achieving some of the above technical problems, a semiconductor manufacturing apparatus for processing a wafer according to the present invention includes an electrostatic chuck for chucking and supporting a wafer, and the electrostatic chuck for the electrostatic chuck. At least one fixing hole formed at an edge of the electrostatic chuck for fixing to the lower part of the chuck, a fixing screw having the same number of fixing screws as the number of fixing holes for fixing the electrostatic chuck through the fixing hole, and the fixing screw And a cap formed on an upper portion of the fixing screw in order to eliminate a step between an upper portion of the electrostatic chuck and an upper portion of the fixing screw.
상기 캡은 테플론을 재질로 할 수 있으며, 상기 고정홀 및 고정나사는 각각 8개일 수 있다. The cap may be made of Teflon, and the fixing hole and the fixing screw may be eight.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따라, 본 발명에 따른 웨이퍼를 가공하기 위한 반도체 제조 장치는, 웨이퍼를 척킹하고 지지하기 위한 정전척과, 상하부가 개방된 원통형 형상으로 이루어져 상기 정전척 위에 놓여지는 웨이퍼의 에지부분을 감싸는 섀도우 링과, 상기 섀도우 링을 상기 정천척에 고정시키기 위한 적어도 하나이상의 고정유닛을 구비함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving some of the technical problems described above, the semiconductor manufacturing apparatus for processing a wafer according to the present invention comprises an electrostatic chuck for chucking and supporting the wafer, and a cylindrical shape of the upper and lower portions are opened. And a shadow ring surrounding an edge portion of the wafer placed on the electrostatic chuck, and at least one fixing unit for fixing the shadow ring to the ceiling chuck.
상기 고정유닛은 상기 섀도우 링과 상기 정전척의 접촉부위의 상기 정전척의 부위에 형성된 홈을 메우면서 형성되는 돌기를 구비하고 상기 섀도우 링은 상기 돌기가 들어가도록 형성되는 홈을 구비할 수 있다. 또한, 상기 고정유닛은 서로 대향되는 위치에 2개 구비될 수 있다.The fixing unit may have a protrusion formed by filling a groove formed in a portion of the contact portion of the shadow ring and the electrostatic chuck, and the shadow ring may include a groove formed to enter the protrusion. In addition, the fixing unit may be provided in two opposite positions.
본 발명의 장치적 구성에 따르면, 섀도우 링의 틀어짐을 방지 또는 최소화할 수 있고 정전척의 고정홀에 폴리머가 증착되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. According to the device configuration of the present invention, it is possible to prevent or minimize the distortion of the shadow ring and to prevent or minimize the deposition of polymer in the fixing hole of the electrostatic chuck.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, without any other intention than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략도를 나타낸 것이다.5 shows a schematic diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 섀도우 링(110), 하부챔버(120), 정전척(130) 및 고정 유닛(150)을 구비하여 구성된다. As shown in FIG. 5, the semiconductor manufacturing apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention includes a shadow ring 110, a lower chamber 120, an electrostatic chuck 130, and a fixing unit 150.
상기 섀도우 링(110)은 상하부가 개방된 원통형 형상으로 이루어져 상기 정전척 위에 놓여지는 웨이퍼의 에지부분을 감싸도록 구성되며, 하부의 정전척(130)과 맞닿는 부위에 상기 고정 유닛(150)이 체결되기 위한 홈이 형성된다.The shadow ring 110 is configured to surround the edge portion of the wafer placed on the electrostatic chuck is formed in an open cylindrical shape of the upper and lower portions, the fixing unit 150 is fastened to a portion in contact with the lower electrostatic chuck 130 Grooves to be formed.
상기 정전척(130)은 웨이퍼를 척킹하고 지지하기 위한 것이다.The electrostatic chuck 130 is for chucking and supporting the wafer.
상기 하부챔버(120)는 내부의 구동원(미도시)의 구동에 의하여 상하로 이동할 수 있는 캐소드 전극(cathode electrode, 미도시)을 구비된다.The lower chamber 120 is provided with a cathode electrode (not shown) that can be moved up and down by driving a drive source (not shown) therein.
상기 고정유닛(150)은 상기 섀도우 링(110)을 상기 정천척(130)에 고정시키기 위한 것으로, 상기 정전척(130)과 상기 섀도우 링(110)이 맞닿는 부위에 형성되어 상기 섀도우 링을 고정시킨다. 또한, 상기 고정 유닛(150)은 상기 섀도우 링(110)과 상기 정전척(130)의 접촉부위 즉 맞닿는 부위의 상기 정전척(130)의 부위에 형성되는 홈을 메우면서 형성되는 돌기 형태이다. 따라서, 상기 섀도우 링(110)에는 상기 고정유닛(150)의 돌기 형태의 부분이 들어가기 위한 홈이 형성된다.The fixing unit 150 is to fix the shadow ring 110 to the ceiling chuck 130, and is formed at a portion where the electrostatic chuck 130 and the shadow ring 110 abut to fix the shadow ring. Let's do it. In addition, the fixing unit 150 is a protrusion formed by filling a groove formed in the contact portion of the shadow ring 110 and the electrostatic chuck 130, that is, the portion of the electrostatic chuck 130 in contact with the shadow ring 110. Thus, the shadow ring 110 is formed with a groove for entering the projection portion of the fixing unit 150.
상기 고정유닛(150)은 적어도 하나이상의 고정유닛을 구비할 수 있으며, 바람직하게는 상기 섀도우 링(110)의 일정부위와 상기 일정부위에 대향되는 부위 등에 각각 설치될 수 있다. 즉 고정 유닛(150)은 2개로 설치될 수 있다. The fixing unit 150 may be provided with at least one fixing unit, and preferably may be installed at a predetermined portion of the shadow ring 110 and a portion facing the predetermined portion. That is, two fixing units 150 may be installed.
상기 고정 유닛(150)을 통하여 상기 정전척(130)과 상기 섀도우 링(110)을 고정하면 상기 섀도우 링(110)의 틀어짐으로 인한 불량의 방지 또는 최소화가 가능하다.Fixing the electrostatic chuck 130 and the shadow ring 110 through the fixing unit 150 may prevent or minimize defects due to the twist of the shadow ring 110.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치를 나타낸 것이다.6 shows a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조장치는, 캐소드 전극 몸체(160), 정전척(130) 및 상기 정전척(130)을 고정시키기 위한 고정홀, 상기 고정홀에 고정되는 고정 나사(180) 및 상기 고정나사의 캡(180)의 구성에 관한 것이다. As shown in FIG. 6, a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention includes a fixing hole for fixing a cathode electrode body 160, an electrostatic chuck 130, and the electrostatic chuck 130, and the fixing hole. It relates to the configuration of the fixing screw 180 and the fixing screw cap 180 is fixed to.
상기 정전척(130)은 웨이퍼를 척킹하고 지지하기 위한 것으로 세라믹으로 형성될 수 있다. 상기 정전척(130)에는 상기 정전척(130)의 하부에 고정시키기 위해 상기 정전척(130)의 가장자리 부위에 적어도 하나이상의 고정홀이 구비된다.The electrostatic chuck 130 is for chucking and supporting a wafer and may be formed of ceramic. The electrostatic chuck 130 is provided with at least one fixing hole in the edge portion of the electrostatic chuck 130 to be fixed to the lower portion of the electrostatic chuck 130.
상기 고정나사(170)는 상기 고정홀을 통하여 상기 정전척(130)을 고정시키기 위해 상기 고정홀의 개수와 동일한 개수로 구비된다.The fixing screws 170 are provided in the same number as the number of the fixing holes to fix the electrostatic chuck 130 through the fixing holes.
상기 고정나사(170)는 상기 고정홀을 통하여 상기 정전척(130)과 상기 캐소드 전극 몸체(160)을 고정시킨다.The fixing screw 170 fixes the electrostatic chuck 130 and the cathode electrode body 160 through the fixing hole.
상기 고정나사(170)의 상부에는 상기 고정나사(170)가 체결된 후에 상기 정전척(130)의 상부와 상기 고정나사(170)의 상부간에 형성되는 단차를 없애기 위한 캡(180)이 형성된다. 상기 캡(180)은 상기 고정나사(170)의 상부와 상기 정전척(130)의 상부간의 단차를 해소 할 수 있을 정도의 높이로 형성될 수 있으며, 상기 캡은 테플론(teflon) 등을 재질로 하여 형성될 수 있다. After the fixing screw 170 is fastened to the upper portion of the fixing screw 170, a cap 180 for removing a step formed between the upper portion of the electrostatic chuck 130 and the upper portion of the fixing screw 170 is formed. . The cap 180 may be formed at a height high enough to eliminate the step between the upper part of the fixing screw 170 and the upper part of the electrostatic chuck 130. The cap may be made of teflon or the like. Can be formed.
상기 고정나사(170)는 상기 정전척(130)의 가장자리에 일정간격 이격되어 형성되며 상기 정전척(130) 일정부위를 기준으로 45도 간격으로 8개가 설치될 수 있다.The fixing screws 170 are formed at regular intervals on the edge of the electrostatic chuck 130, and eight of the fixing screws 170 may be installed at 45 degree intervals based on a predetermined portion of the electrostatic chuck 130.
상기와 같은 캡의 형성으로 인하여 폴리머 등에 의한 공정 불량이 방지 또는 최소화 되게 된다.Due to the formation of the cap as described above, process defects caused by polymers or the like are prevented or minimized.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. The description of the above embodiments is merely given by way of example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 섀도우 링을 정전척에 고정시키는 고정유닛을 구비함에 의하여 공정 불량을 방지 또는 최소화하는 것이 가능해지며, 정전척을 고정시키는 고정 나사의 상부에 캡을 형성함에 의하여 폴리머 등에 의한 공정 불량을 방지 또는 최소화 할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, by providing a fixing unit for fixing the shadow ring to the electrostatic chuck, it is possible to prevent or minimize process defects, and by forming a cap on the top of the fixing screw for fixing the electrostatic chuck Process defects caused by polymers can be prevented or minimized.
도 1은 종래의 반도체 장치의 개략도1 is a schematic diagram of a conventional semiconductor device
도 2는 도 1의 문제점을 설명하기 위한 개략도2 is a schematic view for explaining the problem of FIG.
도 3은 도 1의 문제점을 나타내는 사진3 is a photograph showing the problem of FIG.
도 4는 종래의 반도체 제조장치를 구성하는 정전척의 고정홀을 나타낸 사진Figure 4 is a photograph showing a fixing hole of the electrostatic chuck constituting a conventional semiconductor manufacturing apparatus
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략도5 is a schematic diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략도 6 is a schematic view of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
110 : 섀도우 링 120 : 하부챔버110: shadow ring 120: lower chamber
130 : 정전척 150 : 고정 유닛 130: electrostatic chuck 150: fixed unit
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Family Applications (1)
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| KR101433863B1 (en) * | 2007-08-29 | 2014-08-29 | 주성엔지니어링(주) | A thin film treatment apparatus |
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- 2004-06-21 KR KR1020040045931A patent/KR20050120834A/en not_active Application Discontinuation
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