KR20060068132A - Lift pin for discharging in decoupled plasma source apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 중 소정의 정전력에 의해 웨이퍼를 파지시키는 정전척과, 상기 정전척을 관통하여 공정 후 웨이퍼를 들어올리는 적어도 세 개의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀의 하부를 가압하는 지지 플레이트 및 상기 웨이퍼, 정전척 및 지지 플레이트를 통하여 공정 후 웨이퍼상의 잔류 전하를 방전시키는 방전 패스를 갖는 디피에스 설비에 관한 것으로서, 상기 리프트 핀의 웨이퍼와 접하는 상부 및 지지 플레이트와 접하는 하부는 평면으로 형성하여 접촉면의 확장을 도모하였으며, 금도금 처리를 함으로써 좀더 원활한 방전 동작을 도모할 수 있다.

Figure 112004059263812-PAT00001

디피에스 설비, 방전, 리프트 핀, 금도금, 평면

The present invention provides an electrostatic chuck for holding a wafer by a predetermined electrostatic force during the process, at least three lift pins penetrating the electrostatic chuck to lift the wafer after the process, a support plate for pressing the lower portion of the lift pin, and the wafer. And a discharge path having a discharge path for discharging residual charge on a wafer after a process through an electrostatic chuck and a support plate, wherein the upper part of the lift pin contacting the wafer and the lower part of the support plate are formed in a plane to expand a contact surface. In addition, the gold plating treatment allows for a smoother discharge operation.

Figure 112004059263812-PAT00001

DPS equipment, discharge, lift pins, gold plated, flat

Description

디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀{LIFT PIN FOR DISCHARGING IN DECOUPLED PLASMA SOURCE APPARATUS} LIFT PIN FOR DISCHARGING IN DECOUPLED PLASMA SOURCE APPARATUS}             

도 1은 본 발명에 따른 디피에스 설비의 구성 및 방전 패스를 도시한 구성도,1 is a configuration diagram showing the configuration and discharge path of the DPS equipment according to the present invention,

도 2a 및 도 2b는 도 1에 따른 리프트 핀의 다양한 형상을 도시한 도면.
2a and 2b show various shapes of the lift pin according to FIG. 1;

본 발명은 건식 식각 설비(DPS; Decoupled Plasma Source)에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼를 파지하고 있는 정전척(ECS; Electro Static Chuck)상의 잔류 전하를 원활히 방전시킬 수 있도록 구성되는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀(lift pin)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry etching facility (DPS; Decoupled Plasma Source), and more particularly for the discharge of a DPS facility configured to smoothly discharge residual charge on an electrostatic chuck (ECS) holding a wafer. To a lift pin.

통상적으로 반도체 제조 공정 중 건식 식각 공정(dry etching process)은 소정의 전극에 고주파수(5~6MHz)를 인가시키고, 공정 가스를 주입시켜 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼(wafer)상의 미세 패턴을 형성하는 공정이다. 건식 식각 공정을 수행 하는 건식 식각 장치로는 이온 농도와 이온 에너지의 독립적인 제어가 가능할 뿐만 아니라 공정의 마진을 증가시키고 웨이퍼의 손상을 크게 줄일 수 있는 디피에스 설비(DPS apparatus; Decoupled Plasma Source apparatus)를 주로 사용하고 있는 추세이다.In general, a dry etching process in a semiconductor manufacturing process is a process of applying a high frequency (5 to 6 MHz) to a predetermined electrode and injecting a process gas to generate a plasma to form a fine pattern on a wafer. . A dry etching apparatus that performs a dry etching process not only allows independent control of ion concentration and ion energy, but also increases the process margin and significantly reduces wafer damage (DPS apparatus; Decoupled Plasma Source apparatus). The trend is to use mainly.

공정 중에 웨이퍼는 소정의 정전기력이 인가되는 정전척상에 파지되는데, 이는 웨이퍼 하측에서 분사되는 He와 같은 냉각 가스의 분사력을 상쇄시키기 위함이다. 그후, 공정이 완료되면, 소정의 리프트 핀에 의해서 상기 웨이퍼는 일정 간격으로 정전척과 이격되어 후 공정 장소로 이송 된다.During the process, the wafer is held on an electrostatic chuck to which a predetermined electrostatic force is applied, in order to offset the ejection force of a cooling gas such as He ejected from below the wafer. Then, when the process is completed, the wafer is spaced apart from the electrostatic chuck at predetermined intervals by a predetermined lift pin and then transferred to a later process site.

한편, 상기 정전척상에는 잔류 전하가 남아 있을 수 있기 때문에 금속 재질의 리프트 핀에 방전 패스를 구성하여 접지시키게 된다. 이는 정전척상의 전류 전하로 인하여 발생되는 popping 현상이나, sticking 현상 또는 심한 경우 웨이퍼의 낙하로 인한 파손과 같은 트랜스퍼 에러를 미연에 방지하기 위한 것이다.On the other hand, since residual charge may remain on the electrostatic chuck, a discharge path is formed and grounded on the lift pin made of metal. This is to prevent transfer errors such as popping phenomenon caused by the electric current charge on the electrostatic chuck, or sticking phenomenon or, in severe cases, breakage due to falling of the wafer.

그러나 상술한 바와 같은 리프트 핀은 오랜 기간 사용하다 보면 부식이 발생하여 원활한 방전 패스를 형성하지 못하게 되는 문제점이 있으며, 더욱이 리프트 핀이 접촉되는 상, 하단부가 곡형으로 형성되어 아주 좁은 영역만이 도전되기 때문에 원활한 방전에 기여하지 못하는 문제점이 발생하게 되었다.
However, the lift pin as described above has a problem in that corrosion occurs and does not form a smooth discharge path when used for a long time. Furthermore, when the lift pin is contacted, only a very narrow area is challenged because the lower end is curved. This causes a problem that does not contribute to smooth discharge.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 원활한 방전 패스를 형성하여 웨이퍼의 트랜스퍼 에러를 미연에 방지하도록 구성되 는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lift pin for discharging a DPS facility configured to form a smooth discharge path to prevent a transfer error of a wafer in advance.

본 발명의 다른 목적은 오랜 기간 사용하더라도 부식등의 현상을 방지하도록 구성하여 항상 원활한 방전 동작이 수행되도록 구성되는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀을 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide a lift pin for discharging a DPS facility configured to prevent a phenomenon such as corrosion even when used for a long time so that a smooth discharge operation is always performed.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 공정 중 소정의 정전력에 의해 웨이퍼를 파지시키는 정전척과, 상기 정전척을 관통하여 공정 후 웨이퍼를 들어올리는 적어도 세 개의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀의 하부를 가압하는 지지 플레이트 및 상기 웨이퍼, 정전척 및 지지 플레이트를 통하여 공정 후 웨이퍼상의 잔류 전하를 방전시키는 방전 패스를 갖는 디피에스 설비에 있어서, 상기 리프트 핀의 웨이퍼와 접하는 상부 및 지지 플레이트와 접하는 하부는 평면으로 형성하여 접촉면의 확장을 통한 원활한 방전 동작을 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.In order to solve the above object, the present invention provides an electrostatic chuck that grips a wafer by a predetermined electrostatic force during the process, at least three lift pins that penetrate the electrostatic chuck and lift the wafer after the process; A DPS facility having a support plate for pressurizing a lower part of the lift pin and a discharge path for discharging residual charge on the wafer after the process through the wafer, the electrostatic chuck, and the support plate, the upper and the support contacting the wafer of the lift pin. The lower portion in contact with the plate is formed in a plane, characterized in that configured to perform a smooth discharge operation through the expansion of the contact surface.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 건식 식각 장치의 구성을 도시한 도면으로써, 건식 식각 설비(10)의 반응 챔버 내부(11)에는 웨이퍼 W가 안착되는 정전척(17)이 구비되며, 일측으로 Ar과 같은 공정 가스가 주입되고, 공정이 수행된 후의 잔류 가스는 타측으로 강제 배출된다. 상기 반응 챔버(11)의 상측에는 세라믹 돔(12)이 설치된다. 상기 세라믹 돔(12)의 상부에는 RF 전압 인가 수단이 설치되는데, 더욱 상세하게는 원형의 RF 코일(미도시됨)이 다수번 권취되는 형태를 취한다. 상기 세라믹 돔(12) 및 챔버 내부의 온도를 공정 수행에 적당한 온도로 유지시켜 주기 위한 가열 수단인 가열 램프(14)가 설치된다. 상기 가열 램프(14)는 다수개가 설치될 수 있는데, 바람직하게는 6개 또는 8개를 설치할 수 있을 것이다. 상기 가열 램프(14)의 상부에는 소정의 팬(15)이 설치되는데, 상기 팬(15)의 회전으로 가열 램프(14)에 의해 가열된 가열 공기를 상기 세라믹 돔(12)으로 분배시키는 역할을 하게 된다.1 is a view showing the configuration of a dry etching apparatus according to the present invention, the inside of the reaction chamber 11 of the dry etching facility 10 is provided with an electrostatic chuck 17 on which the wafer W is seated, Ar and The same process gas is injected, and the residual gas after the process is performed is forcibly discharged to the other side. The ceramic dome 12 is installed above the reaction chamber 11. An RF voltage applying means is installed above the ceramic dome 12, and more particularly, takes a form in which a circular RF coil (not shown) is wound a plurality of times. A heating lamp 14, which is a heating means for maintaining the temperature of the ceramic dome 12 and the inside of the chamber at a temperature suitable for performing the process, is installed. The heating lamps 14 may be installed in plural, preferably six or eight. A predetermined fan 15 is installed above the heating lamp 14, and serves to distribute the heating air heated by the heating lamp 14 to the ceramic dome 12 by the rotation of the fan 15. Done.

상기 설비(10)는 챔버(11) 상부의 매치 박스(match box)(16)과 결합된다. 상기 매치 박스(16)는 외부의 고주파 전압원(18)으로부터 인가된 전압을 안정화시키는 역할을 하게되며, 소정의 결합 장치(20)에 의해서 상기 RF 코일로 안정된 고주파 전압을 인가시키게 된다.The fixture 10 is coupled to a match box 16 above the chamber 11. The match box 16 serves to stabilize the voltage applied from an external high frequency voltage source 18 and applies a stable high frequency voltage to the RF coil by a predetermined coupling device 20.

상기 정전척(17)의 하측으로는 다수의 리프트 핀(30)이 관통되도록 설치되는데, 소정의 지지 플레이트(33)에 의해 승강 가능하도록 설치될 수 있다. 상기 지지 플레이트(33)는 소정의 지지축(32)의 회전에 의해 승강할 수 있다. 따라서, 공정 중에는 상기 리프트 핀(30)은 하강한 상태를 유지할 것이며, 공정 후에는 상기 지지축(32)의 회전에 의해 지지 플레이트(33)를 상승시킴으로써 상기 리프트 핀(30)의 단부는 상기 웨이퍼 W와 접촉하면서 상기 웨이퍼를 일정 간격으로 상기 정전척(17)과 이격시키면서 상승시킬 것이다. 바람직하게는, 상기 리프트 핀(30)은 원형의 웨이퍼를 기울어짐 없이 상승시켜야 하기 때문에 적어도 3개가 동시에 승강하도 록 설치될 수 있다. 이와 동시에 상기 웨이퍼, 정전척(17) 및 지지 플레이트(33)를 따라 웨이퍼상에 남아 있는 잔류 전하는 외부의 접지부(31)로 방전될 것이다.A plurality of lift pins 30 are installed to the lower side of the electrostatic chuck 17, and may be installed to be elevated by a predetermined support plate 33. The support plate 33 may be elevated by the rotation of the predetermined support shaft (32). Therefore, during the process, the lift pin 30 will remain in a lowered state, and after the process, the support plate 33 is raised by the rotation of the support shaft 32 so that the end of the lift pin 30 is the wafer. The wafer will be raised while being in contact with W and spaced apart from the electrostatic chuck 17 at regular intervals. Preferably, at least three lift pins 30 may be installed to elevate at the same time since the lift wafer 30 must be raised without tilting the circular wafer. At the same time, residual charge remaining on the wafer along the wafer, the electrostatic chuck 17 and the support plate 33 will be discharged to the external ground portion 31.

본 발명에 따르면, 리프트 핀(30)의 구조는 도 1에 도시된 원형의 화살표 A와 B부분에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 웨이퍼의 하면 및 지지 플레이트의 상면에 각각 접촉하는 리프트 핀의 상, 하 단부의 접촉면의 형상을 변형하였다. 즉, 도 2a에 도시한 바와 같이 접촉면을 평면으로 형성하였다. 따라서, 웨이퍼와 지지 플레이트에 각각 접촉하는 리프트 핀의 접촉면을 확장될 것이다. 바람직하게도, 상기 접촉면의 직경 D1은 1mm ~ 2mm의 범위에 있을 것이다. 즉, 종래의 단부가 곡형으로 형성되어 접촉면의 직경이 약 0.5mm이었을 때 보다 확장되었기 때문에 좀더 원활한 방전 동작을 도모할 수 있을 것이다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 상술한 범위에 있는 조건 하에서 직경 D2의 접촉면(301')을 갖는 도 2b에 도시한 리프트 핀(30') 역시 가능할 것이다.According to the present invention, the structure of the lift pin 30 is preferably formed in the circular arrow A and B portion shown in FIG. That is, the shape of the contact surfaces of the upper and lower ends of the lift pins respectively contacting the lower surface of the wafer and the upper surface of the support plate was modified. That is, as shown in FIG. 2A, the contact surface was formed flat. Thus, the contact surface of the lift pins which respectively contact the wafer and the support plate will be expanded. Preferably, the diameter D1 of the contact surface will be in the range of 1 mm to 2 mm. That is, since the conventional end portion is formed in a curved shape and is expanded than when the diameter of the contact surface is about 0.5 mm, a smooth discharge operation can be achieved. However, the present invention is not limited thereto, and a lift pin 30 'shown in FIG. 2B having a contact surface 301' of diameter D2 under the conditions in the above-described range may also be possible.

이와 동시에 상기 리프트 핀(30)은 금도금 처리를 한다. 종래의 SUS 재질의 리프트 핀은 오랜 기간 사용하게 되면 부식이 발생하여 방전 불량의 원인이 되며, 공정에 따라 파우더의 고착이 심하였다. 따라서, 전기 전도성이 우수한 금도금 처리를 함으로써 좀더 원활한 방전 동작을 수행할 수 있을 것이다. 미도시 되었으나, 상기 리프트 핀(30)의 내부에 삽입되어 리프트 핀에 복원력을 제공하는 스프링 핀 역시 금도금 처리를 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 리프트 핀(30)에 처리되는 금도금의 두께는 10㎛ ~ 20㎛ 범위에서 정의될 수 있다.At the same time, the lift pin 30 is gold plated. Conventional SUS lift pins are corroded when used for a long period of time, causing discharge failure, and the powder adhered severely depending on the process. Therefore, it is possible to perform a more smooth discharge operation by the gold plating treatment having excellent electrical conductivity. Although not shown, a spring pin inserted into the lift pin 30 to provide a restoring force to the lift pin may also be gold plated. The thickness of the gold plated on the lift pin 30 may be defined in the range of 10㎛ ~ 20㎛.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.
Apparently, there are many ways to modify these embodiments while remaining within the scope of the claims. In other words, there may be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

본 발명에 따른 리프트 핀은 접촉면을 확장하고 부식 방지를 위한 금도금 처리를 수행함으로써, 좀더 원활한 방전 동작을 수행할 수 있으며, 이로 인하여 공정 후에 발생하는 트랜스퍼 에러를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.The lift pin according to the present invention can perform a more smooth discharge operation by extending the contact surface and performing a gold plating treatment to prevent corrosion, thereby preventing the transfer error occurring after the process in advance.

Claims (4)

공정 중 소정의 정전력에 의해 웨이퍼를 파지시키는 정전척과, 상기 정전척을 관통하여 공정 후 웨이퍼를 들어올리는 적어도 세 개의 리프트 핀과, 상기 리프트 핀의 하부를 가압하는 지지 플레이트 및 상기 웨이퍼, 정전척 및 지지 플레이트를 통하여 공정 후 웨이퍼상의 잔류 전하를 방전시키는 방전 패스를 갖는 디피에스 설비에 있어서,An electrostatic chuck holding the wafer by a predetermined electrostatic force during the process, at least three lift pins penetrating the electrostatic chuck to lift the wafer after the process, a support plate pressurizing the lower portion of the lift pin, and the wafer, the electrostatic chuck And a discharge path having a discharge path for discharging residual charge on the wafer after the process through a support plate, 상기 리프트 핀의 웨이퍼와 접하는 상부 및 지지 플레이트와 접하는 하부는 평면으로 형성하여 접촉면의 확장을 통한 원활한 방전 동작을 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀.The upper and the lower contact with the support plate of the lift pin is in contact with the support plate is formed in a plane to perform a smooth discharge operation by expanding the contact surface, characterized in that the lift pin for discharging the DS equipment. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리프트 핀의 상부 및 하부에서 웨이퍼 및 지지 플레이트와 닿는 면적의 직경은 1mm ~ 2mm의 범위임을 특징으로 하는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀.Lift pins for the discharge of the DPS equipment, characterized in that the diameter of the area in contact with the wafer and the support plate in the upper and lower portions of the lift pin ranges from 1mm to 2mm. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 리프트 핀은 부식 방지 및 파우더 고착에 따른 방전 불량을 미연에 방 지하기 위하여 금도금 처리를 함을 특징으로 하는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀.The lift pin is a lift pin for the discharge of the DPS equipment, characterized in that the gold plating treatment in order to prevent the discharge failure due to the corrosion prevention and the adhesion of the powder in advance. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 리프트 핀의 금도금 두께는 10㎛ ~ 20㎛ 범위임을 특징으로 하는 디피에스 설비의 방전을 위한 리프트 핀.Gold plated thickness of the lift pin is a lift pin for the discharge of the DPS facility, characterized in that the range of 10㎛ ~ 20㎛.
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