KR20060009772A

KR20060009772A - 내플라즈마성 라이너를 갖는 플라즈마 공정 챔버 및 그를채용한 웨이퍼 엣지 스트리퍼

Info

Publication number: KR20060009772A
Application number: KR1020040058461A
Authority: KR
Inventors: 신현용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-01

Abstract

본 발명은 내플라즈마성 라이너를 갖는 플라즈마 공정 챔버 및 그를 채용한 웨이퍼 엣지 스트리퍼에 관한 것으로서, 저면에 설치되는 하부 전극과; 상기 하부 전극의 상부에 위치하는 웨이퍼 고정 척(Chuck)과; 상기 척의 상부에 위치하는 가스 분배판과; 상기 가스 분배판의 상부에 설치되는 상부 전극을 포함하는 웨이퍼 가공을 위한 플라즈마 공정 챔버에 있어서, 상기 플라즈마 공정 챔버의 내벽면에는 내벽면 보다 높은 내플라즈마성을 갖는 라이너가 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 챔버를 제공한다.

본 발명에 따르면, 챔버의 내벽면이 보다 큰 내플라즈마성을 갖게 되므로 장치의 수명이 연장되며, 제품 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 챔버의 내벽면 전체가 아닌 내플라즈마성을 갖는 라이너를 부착하여 챔버가 플라즈마에 대한 내성을 갖도록 한 것이어서, 종래의 장치에도 손쉽게 적용할 수 있으며, 제조 또한 용이하다. 아울러, 라이너가 탈부착이 가능하게 장착되므로 라이너에 문제가 발생된 경우에도 장비 전체가 아닌 라이너만을 교체하면 되므로 제품의 유지 보수 비용을 절감할 수 있게 된다.

웨이퍼, 스트립, 엣지, 플라즈마.

Description

내플라즈마성 라이너를 갖는 플라즈마 공정 챔버 및 그를 채용한 웨이퍼 엣지 스트리퍼{Plasma process chamber with plasmaproof liner and the wafer edge stripper using the same}

도 1은 종래의 웨이퍼 엣지 스트리퍼의 플라즈마 공정 챔버를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 엣지 스트리퍼의 플라즈마 공정 챔버의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 … 챔버, 12 … 리드,

20 … 하부 전극, 22 … 척,

24 … 분리링, 26 … 상부 전극,

28 … 가스 분배판, 30 … 웨이퍼,

40 … 라이너.

본 발명은 내플라즈마성 라이너를 갖는 플라즈마 공정 챔버 및 그를 채용한 웨이퍼 엣지 스트리퍼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자 제조시에 웨이퍼의 표면을 가공하기 위한 플라즈마 공정 챔버 및 웨이퍼 엣지 부분을 식각하기 위한 웨이퍼 엣지 스트리퍼에 관한 것이다.

반도체 장치의 각종 패턴은 리소그라피 기술에 의하여 형성된다는 것은 널리 알려져 있다. 리소그라피 기술은 반도체 웨이퍼 상의 절연막이나 도전막 등, 패턴을 형성하여야 할 막 위에 X선이나 자외선 등과 같은 광선의 조사에 의해 용해도(solubility)가 변화하는 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 이 포토레지스트 막의 소정 부분을 광선에 노출시킨 후 현상에 의해서 용해도가 큰 부분을 제거하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 및 패턴을 형성하여야 할 막의 노출된 부분을 식각 방법으로 제거하여 배선이나 전극 등의 각종 패턴을 형성하는 단계로 구성된다.

통상적인 리소그라피 공정에 있어서 포토레지스트 막을 노광할 때 웨이퍼의 엣지에 위치하는 포토레지스트 막은 노광시키지 않는다. 초미세 패턴을 위한 리소그라피 공정에서 주로 사용되는 포지티브 포토레지스트막은 광 에너지를 받지 않은 상태에서는 알카리 불용성이나 빛을 받은 후에는 알카리 가용성이 되어 현상시 빛을 받은 부분이 제거되므로, 노광 공정 후 포토레지스트 막을 현상할 때 웨이퍼 엣지의 포토레지스트 막은 빛을 받지 않았기 때문에 제거되지 않는다. 따라서, 포토레지스트 패턴을 이용한 식각 공정으로 웨이퍼 상에 배선이나 전극 등의 각종 패턴을 형성할 때 웨이퍼의 엣지에서는 패턴을 형성하여야 할 막이 그대로 남아있게 되 므로 각종 먼지 및 각종 공정 상의 문제가 웨이퍼의 엣지에서 발생하게 된다.

예를 들어, 패턴을 형성하여야 할 막이 금속 배선층인 경우, 후속하는 열처리 공정시 웨이퍼의 엣지에 남아있는 금속 배선층이 리프팅(lifting)되는 문제가 발생한다. 특히, 소자가 고집적화됨에 따라 매우 미세한 먼지에도 수율의 변화가 점점 더 커지게 되었고, 칩의 사이즈가 커짐에 따라 웨이퍼의 엣지에 위치하는 칩의 수율이 전체 수율에 큰 영향을 미치게 된다.

따라서, 최근에는 플라즈마 엣지 스트립(Plasma edge strip) 공정을 통해서 웨이퍼의 엣지 방향으로만 식각을 하는 설비가 사용되고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 플라즈마 엣지 스트리퍼의 플라즈마 공정 챔버의 내부구조가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 챔버(10)는 상부에 챔버 내부를 개폐하기 위한 리드(lid, 12)가 장착되어 있으며, 내부 공간의 하부에는 하부 전극(20)이 위치하고, 상기 하부 전극(20)의 상부에는 웨이퍼(30)를 고정하기 위한 척(chuck, 22)이 장착된다. 상기 척(22)의 외주부에는 분리링(24)이 끼워진다.

또한, 상기 웨이퍼(30)의 상부에는 상기 챔버(10)의 내부 공간에 가스를 공급하기 위한 가스 분배판(gas distribution plate, 28)이 설치되며, 상기 가스 분배판(28)의 상부에는 상부 전극(26)이 설치된다. 따라서, 상기 챔버(10)의 내부에 웨이퍼(30)를 장착한 후 상기 가스 분배판(28)을 통해 가스를 공급하면서 상부 전극(26)과 하부 전극(20) 사이에 전압을 걸어주면 내부에 플라즈마가 형성되면서 공정이 진행되게 된다.

이때, 엣지 부위의 스트립을 진행시키기 위해서는 도 1에서 점선으로 표시 한 부분에, 즉 챔버의 벽면 부분에 주로 플라즈마가 발생되게 되는 데, 이로 인해 시간이 지날수록 챔버 내부의 부품 및 구성품에 손상을 가져오게 되어 공정을 진행하는 데 문제가 발생되게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 챔버의 내벽면에 발생되는 플라즈마에 대해 높은 저항성을 갖는 챔버를 제공하여 장비의 수명을 연장하고 제품 수율을 향상시킬 수 있는 플라즈마 공정 챔버를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 챔버 내벽면의 수명이 다한 경우에 장비 전체가 아닌 일부 부품만을 교환하여 대응할 수 있는 플라즈마 공정 챔버를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 플라즈마 공정 챔버를 갖는 웨이퍼 엣지 스트리퍼를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 저면에 설치되는 하부 전극과; 상기 하부 전극의 상부에 위치하는 웨이퍼 고정 척(Chuck)과; 상기 척의 상부에 위치하는 가스 분배판과; 상기 가스 분배판의 상부에 설치되는 상부 전극을 포함하는 웨이퍼 가공을 위한 플라즈마 공정 챔버에 있어서, 상기 플라즈마 공정 챔버의 내벽면에는 내벽면 보다 높은 내플라즈마성을 갖는 라이너가 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 챔버를 제공한다.

즉, 본 발명은 챔버의 내벽면 전체가 아닌 내플라즈마성을 갖는 라이너를 부착하여 챔버가 플라즈마에 대한 내성을 갖도록 한 것이다. 따라서, 종래의 장치에도 손쉽게 적용할 수 있으며, 제조 또한 용이하다.

바람직하게는, 상기 라이너는 상기 플라즈마 공정 챔버의 내벽면에 착탈 가능하게 장착되는 것이 좋다. 이를 통해, 장기간의 사용으로 인해 라이너에 손상이 발생된 경우 장비 전체가 아닌 라이너만을 교체할 수 있도록 하여 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

상기 라이너는 착탈 가능한 임의의 형태를 가질 수 있으며, 일 예로서 일단부가 개방된 원통형의 지지체와; 상기 지지체의 외부면에 내플라즈마성을 갖는 물질로 이루어진 코팅층을 포함하도록 할 수 있다.

본 발명은 또한, 상술한 플라즈마 공정 챔버를 장착한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 스트리퍼 장비를 제공한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플라즈마 공정 챔버의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 공정 챔버의 실시예가 도시되어 있다. 상기 실시예는 기본적으로 도 1에 도시된 플라즈마 공정 챔버의 구성 요소를 채용할 수 있으며, 도시된 바와 같이 챔버(10)의 내벽면에 내플라즈마성을 갖는 라이너(40)가 부착되어 있다. 상기 라이너(40)는 도시된 바와 같이 플라즈마 챔버 내벽의 내경과 동일한 외경을 갖는 파이프 형태로 구성된다. 또한, 상기 라이너(40) 는 전체를 내플라즈마성을 갖는 재질로 구성할 수도 있으며, 금속제의 지지체 표면을 내플라즈마성을 갖는 알루미늄이나, 알루미늄 합금재료, 알루미늄의 양극 산화피막, Al₂O₃, SiC, Si₃N₄, AlN 등의 소결체, 불소 수지나 에폭시 수지 등의 고분자 피막, 플라즈마 용사 코팅법으로 제조한 Al₂O₃ 혹은 Y₂O₃ 피막 등을 입힌 형태로 구성할 수도 있다.

또한, 상기 라이너(40)는 완전한 원이 아니라 일부분을 길이 방향으로 절개한 형태로 하여, 플라즈마 챔버(10) 내벽에 장착된 경우에는 챔버 내벽과 밀착되게 고정되고, 챔버(10)와 분리된 경우에는 자체의 탄성에 의해 절개한 부분이 벌어지는 형태로 구성할 수도 있다. 따라서, 챔버(10) 내벽에 밀착될 수 있으며, 탈장착이 매우 용이하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 챔버의 내벽면이 보다 큰 내플라즈마성을 갖게 되므로 장치의 수명이 연장되며, 제품 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 챔버의 내벽면 전체가 아닌 내플라즈마성을 갖는 라이너를 부착하여 챔버가 플라즈마에 대한 내성을 갖도록 한 것이어서, 종래의 장치에도 손쉽게 적용할 수 있으며, 제조 또한 용이하다. 아울러, 라이너가 탈부착이 가능하게 장착되므로 라이너에 문제가 발생된 경우에도 장비 전체가 아닌 라이너만을 교체하면 되므로 제품의 유지 보수 비용을 절감할 수 있게 된다.

Claims

저면에 설치되는 하부 전극과;

상기 하부 전극의 상부에 위치하는 웨이퍼 고정 척(Chuck)과;

상기 척의 상부에 위치하는 가스 분배판과;

상기 가스 분배판의 상부에 설치되는 상부 전극을 포함하는 웨이퍼 가공을 위한 플라즈마 공정 챔버에 있어서,

상기 플라즈마 공정 챔버의 내벽면에는 내벽면 보다 높은 내플라즈마성을 갖는 라이너가 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 챔버.
제1항에 있어서,

상기 라이너는 상기 플라즈마 공정 챔버의 내벽면에 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 챔버.
제2항에 있어서,

상기 라이너는 일단부가 개방된 원통형의 지지체와; 상기 지지체의 외부면에 내플라즈마성을 갖는 물질로 이루어진 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 공정 챔버.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 플라즈마 공정 챔버를 장착한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 스트리퍼 장비.