KR20060022149A - 플라즈마 에칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 기판에 대한 플라즈마 식각 공정을 수행하는 식각설비 내에 기판의 에지 부위에 대한 플라즈마 형성영역을 균일하게 형성하기 위한 구성 중 포커스링의 수명을 연장하여 사용할 수 있는 식각설비에 관한 것으로서, 포커스 링이 하부전극 상의 반도체 기판의 에지 부위에 배치된다. 포커스링은 상하로 구동할 수 있는 구동축과 연결되어 있어, 포커스링의 상면을 원하는 위치로 조정한다.

플라즈마, 에칭

Description

플라즈마 에칭 장치{PLASMA ETCHING APPARATUS}

도 1은 종래의 플라즈마 에칭 장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 에징 장치의 개략도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1; 챔버 3; 상부전극

5; 하부전극 7; 웨이퍼

9; 포커스링 11; 구동축

13; 승하강장치

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼에 대한 플라즈마 식각 공정을 수행하는 식각 설비 내에 웨이퍼를 지지함과 동시에 웨이퍼의 외주부에 대한 플라즈마 형성 영역을 균일하게 형성하고 포커스링의 수명을 연장하여 사용할 수 있는 반도체 장치의 플라즈마 에칭 설비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 건식 식각설비는, 플라즈마의 에너지를 이용하여 웨이퍼의 표면을 식각시키는 설비로서, 종래의 반도체 건식 식각 설비는, 플라즈마 상태 가 조성되도록 내부에 가스를 공급하는 디퓨져가 형성되는 챔버(1)와, 상기 챔버(1)의 내부 바닥에 위치하고, 상측에 웨이퍼(7)가 안착되는 하부전극(5)조립체 및 상기 하부전극(5)조립체에 안착된 웨이퍼(7)와 접촉되어 상기 플라즈마를 웨이퍼(7)의 상면에 집중시키는 포커스링(9) 그리고 상기 하부전극(5)상에 위치하는 상부전극(3)을 구비하여 이루어진다.

상기 하부전극(5)과 상부전극(3)에 의해 발생하는 고주파전원으로 인해 상기 디퓨져에서 상기 챔버(1) 내부로 공급되는 가스가 플라즈마 상태로 변하고, 이러한 플라즈마 상태의 가스 입자들이 상기 포커스링(9)에 의해 상기 웨이퍼(7)의 표면으로 유도되어 상기 웨이퍼의 표면에 식각반응이 일어나게 된다.

그러나 상기 포커스링(9)은 절연체인 세라믹 재질로 제작되지만, 그 상면은 계속적인 공정 과정에서 식각이 있게 되고, 또 무분별하게 증착되는 폴리머 제거를 위한 세정과정에서 계속적인 마모가 있게된다. 이것은 공정 수행과정에서 웨이퍼(7) 상면에 대한 단차를 이루어 공급되는 공정가스의 흐름을 웨이퍼의 가장자리 부위에서 빠르게 유도하게 되고, 이에 따라 웨이퍼의 가장자리 부위는 그 중심 부위보다 과도한 식각이 이루어져 공정의 균일도를 저하시키는 등의 공정 불량을 초래하게 된다. 또한 이러한 현상을 방지하기 위해 포커스링(9)을 교체하여 사용하게 됨으로써 먼저 포커스링(9)의 수명이 짧고 교체에 따른 설비의 분해 조립의 번거로움과 설비의 가동율이 저하되는 등에 의해 반도체 장치의 제조 수율의 저하와 제조되는 반도체 장치의 제조 단가을 상승시키는 결과를 초래하게 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술상의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 포커스링(9)의 상면 높이가 계속적인 사용에 대하여 일정한 높이로 유지 될 수 있도록 승하강 높이를 조절이 가능하게 함으로써 포커스링(9)의 사용 수명을 반영구적으로 연장 시키도록 하며, 그에 따른 비용 절감과 더불어 안정적인 공정 수행과 공정의 균일도 향상으로 반도체 제조 수율의 향상과 제조되는 반도체 장치 제조단가를 절감할 수 있도록 하는 반도체 장치 식각설비를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 건식 식각설비는, 플라즈마상태가 조성되도록 내부에 가스를 공급하는 디퓨져 및 상부전극(3)이 형성되는 챔버(1)와, 상기 챔버(1)의 내부 바닥에 위치하고, 상측에 웨이퍼가 안착되는 하부전극(5)과 상기 하부전극(5)에 안착된 웨이퍼(7)와 접촉되어 상기 플라즈마를 웨이퍼(7)의 상면에 집중시키는 포커스링(9)이 설치되고, 상기 포커스링(9)을 상기 웨이퍼(9)의 에지 부위에서 승하강시키는 포커스링 승하강 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 플라즈마 식각장치에 관해서, 도면에 참조하여 상세히 설명한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 반도체장치 식각설비는, 밀폐분위기를 이루는 챔버(1)와 공정가스를 공급하는 디퓨져와 고주파 파워가 선택적으로 인가되는 상부전극(3)과 그 하측에 상술한 상부전극(3)에 대응하여 고주파 파워가 선택적으로 인가되는 하부전극(5)을 이룬다.

하부전극(5)에 투입되어 위치하는 웨이퍼(7)의 가장자리 부위를 따라 원형 모양으로 설치되는 포커스링(9)이 놓인다. 이때 상기 포커스링은 승하강이 가능하도록 승하강장치(13)와 연결 되어 있다. 승하강 장치는 구동축(11)에 의해 포거스링을 승하강 시킨다. 상기 구동축(11)은 하부전극(5)을 관통하여 상기 하부전극의 하단에 위치한 승하강장치(13)와 연결된다. 예를 들어, 플라즈마 에칭 장치가 장시간 사용됨으로써, 포커스링(9)의 일부분이 깍여져 포커스링(9)의 상면의 위치가 낮아진 경우, 승하강장치에 의해 포커스링의 상면의 위치를 원하는 위치로 가져 갈 수 있다.

따라서 장기간의 사용에 의해 포커스링이 부분적으로 깍여진 경우라도, 포커스링의 상면의 위치를 일정하게 유지할 수 있다. 이로써, 포커스링(9)을 교환하는 일 없이, 웨이퍼(7)의 외주부의 에칭율을 일정하게 유지할 수 있고, 에칭율의 면내 균일성을 일정하게 유지 할 수 있다.

그리고, 이에 따른 포커스링(9)의 상면 높이는 공정과정에서 공급되는 가스의 흐름을 적어도 웨이퍼(7)가 위치되는 영역으로부터 균일하고도 안정적인 흐름을 유도하게 되어 공정의 균일도를 효과적으로 형성할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 포커스링을 교환하는 일없이, 포커스링의 상면의 위치를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 반도체 기판의 외주부의 에칭율을 일정하게 유지 할 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 기판을 지지하는 하부전극과,

   상기 반도체 기판의 외주부에 배치되는 포커스링과,

   상기 포커스링을 상하로 구동하는 구동축과,

   상기 구동축을 구동시켜 상기 포커스링 상면의 위치를 조정하는 승하강장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동축은 상기 하부전극을 관통하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 포커스링은 절연체인 세라믹 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치.

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