KR20060077684A - 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법에 관한 것으로, 플라즈마 식각 챔버 내벽을 TiO2 층으로 코팅함으로써 플라즈마 식각 과정에서 발생되어 챔버 내벽에 증착되는 폴리머가 TiO2 광촉매 작용에 의해 분해하여 추가적인 세정 공정이 필요없게 된다. 따라서, 제조 비용이 감소되며, 상기 플라즈마 식각 진행시 폴리머 증착에 대한 문제가 없어 식각 특성이 안정된 챔버 상태를 유지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성이 향상된다. 또한, 상기 폴리머에 의한 파티클 발생을 방지하여 소자의 수율이 향상되는 기술을 나타낸다.
Description
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 플라즈마 식각 챔버를 도시한 도식도들.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버를 도시한 도식도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버 내벽의 반응과정을 도시한 도면들.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >
10, 100 : 웨이퍼 20, 110 : ESC
30, 120 : 전극 40, 140 : 챔버 내벽
130 : TiO2층 A,B : 폴리머
본 발명은 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법에 관한 것으로, 플라즈마 식각 챔버 내벽을 TiO2층으로 코팅함으로써 플라즈마 식각 과정에서 발생되어 챔버 내벽에 증착되는 폴리머가 TiO2층의 광촉매 작용에 의해 분해되어 추가적인 세 정 공정이 필요없게 된다. 따라서, 제조 비용이 감소하며, 상기 플라즈마 식각 진행시 폴리머 증착에 대한 문제가 없어 식각 특성이 안정된 챔버 상태를 유지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성이 향상된다. 또한, 상기 폴리머에 의한 파티클 발생을 방지하여 소자의 수율을 향상시키는 기술을 나타낸다.
최근에, 반도체 소자의 선폭이 감소되면서 고식각 선택비가 요구되는 공정이 늘어나고, 이에 따라 플라즈마 식각 공정 진행시 폴리머 발생이 증가하게 된다.
도 1a을 참조하면, 제 1 웨이퍼 진행시 'A' 와 같이 폴리머가 발생하여 상기 플라즈마 식각 챔버 내벽에 폴리머가 증착된다. 상기 플라즈마 식각 챔버의 내벽은 세리믹으로 코팅되어 있는 것이 바람직하다.
도 1b를 참조하면, 제 25 웨이퍼 진행시 'B'와 같이 폴리머 발생이 증가하여 플라즈마 식각 챔버 내벽에 증착되는 폴리머의 양이 많아진다.
상술한 종래 기술에 따른 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법에서, 제 1 웨이퍼 내지 제 25 웨이퍼 진행시 플라즈마 식각 챔버 내벽에 증착되는 폴리머의 두께가 차이나게 되어 플라즈마 식각 진행에 따라 식각 특성의 변화가 발생하여 반도체 소자의 신뢰성이 악화되며, 과도하게 적층된 폴리머로 인하여 파티클이 상기 웨이퍼로 재증착됨으로써 소자의 수율을 감소시킨다. 또한, 식각 챔버를 세정하는 주기도 짧아지게 되어 반도체 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 플라즈마 식각 챔버 내벽을 TiO2로 코팅함 으로써 플라즈마 식각 과정에서 발생되어 챔버 내벽에 증착되는 폴리머를 TiO2층의 광촉매 작용에 의해 분해하여 추가적인 세정 공정이 필요없게 되어 제조 비용이 감소되며, 상기 플라즈마 식각 진행시 폴리머 증착에 대한 문제가 없어 식각 특성이 안정된 챔버 상태를 유지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성이 향상된다. 또한, 상기 폴리머에 의한 파티클 발생을 방지하여 소자의 수율을 향상시키는 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버는
웨이퍼, ESC(Electro Static Chuck) 및 전극을 구비하고,
상기 챔버의 내벽에 코팅된 TiO2층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버를 도시한 도식도이다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 식각 챔버는 플라즈마 식각 공정시 사용되는 챔버내에 웨이퍼를 고정하기 위하여 ESC(Electro Static Chuck)이 구비되며, 상기 ESC (Electro Static Chuck)는 플라즈마에 직접 노출되는 것을 방지하기 위하여 웨이퍼의 크기보다 작은 크기로 구비된다.
전극은 챔버의 내벽에 구비되어 있으며, 상기 전극을 제외한 챔버의 내벽에 코팅된 TiO2층을 구비한다.
여기서, TiO2층 밴드갭은 크기가 3.0eV으로 플라즈마 식각시 발생되는 광에 의해 활성 산소의 생성과 물분자의 배위가 동시에 일어나면서 활성 산소 및 물분자 배위의 분해력 및 친수성이 나타난다. 상기 산소로부터 슈퍼옥사이드 음이온(O2-)이 상기 물로부터 수산라디칼(OH)이 생성되며, 상기 슈퍼옥사이드 음이온(O2-) 및 수산라디칼(OH)의 분해작용으로 플라즈마 식각 과정에서 발생되는 챔버 표면에 증착되는 폴리머가 분해된다.
본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버 내벽 코팅 방법은
Ti(OC3H7)4 와 O2를 소스가스, Ar을 캐리어 가스로 하여 Ti(OC
3H7)4와 O2를 반응시켜 상기 플라즈마 식각 챔버 내벽을 TiO2층으로 코팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 챔버 내벽에 Ti02층을 코팅하는 공정은 CVD 장치를 이용하여 수행하며 상기 Ti(OC3H7)4 은 1000 내지 2000sccm의 유량으로 공급되며, 상기 반응은 0.1 내지 0.3torr의 압력, 750 내지 780K의 온도에서 수행하여 100 내지 200um의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.
이때, 반응 압력을 낮추거나 온도를 높여 상기 Ti(OC3H7)4 의 공급량을 증가시키면 TiO2층의 성장속도는 증가되지만 결정구조 및 배향성은 변화되지 않는다. 또한, 상기 Ti(OC3H7)4를 너무 많이 공급하게 되면 반응 활성 농도가 높아져 기상 반 응에 의하여 파티클이 생성되어 증착속도가 감소되며, 상기 플라즈마 식각 챔버의 오염이 유발된다. 따라서, 상기 반응 조건에서 수행하는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버 내벽의 반응과정을 도시한 것이다.
도 3a을 참조하면, 플라즈마 식각시 발생되는 밴드갭 이상의 에너지를 가지는 광이 상기 챔버 내벽의 TiO2층 표면에 조사되면서 전자(e-) 및 정공(h+)이 발생한다. 이때, TiO2층 표면에 조사되는 광은 400nm 이하의 파장을 가지는 것이 바람직하다.
도 3b를 참조하면, 상기 전자(e-) 및 정공(h+)이 각각 챔버내의 O2 및 H2O와 반응하여 OH 라디칼 및 02
2- 라디칼이 생성되며 상기 OH 라디칼 및 02
2- 라디칼의 산화작용에 의하여 TiO2층 표면의 유기물질인 폴리머가 분해된다.
본 발명에 따른 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법은 상기 챔버 내벽을 TiO2층으로 코팅함으로써 플라즈마 식각 과정에서 발생되어 챔버 내벽에 증착되는 폴리머를 TiO2층의 광촉매 작용으로 분해하여 추가적인 세정 공정이 필요없게 되어 제조 비용이 감소된다. 또한, 상기 플라즈마 식각 진행시 폴리머 증착에 대한 문제가 없어 식각 특성이 안정된 챔버 상태를 유지할 수 있으므로 반도체 소자의 신뢰성이 향상된다. 또한, 상기 폴리머에 의한 파티클 발생을 방지하여 소자의 수율이 향상되는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
Claims (4)
- 웨이퍼, ESC(Electro Static Chuck) 및 전극을 구비한 플라즈마 식각 공정에 사용되는 챔버에 있어서,상기 챔버의 내벽에 코팅된 TiO2층을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 챔버.
- 플라즈마 식각 챔버 내벽 코팅 방법에 있어서,Ti(OC3H7)4 와 O2를 소스가스로 하고 Ar을 캐리어 가스로 Ti(OC 3H7)4와 O2를 반응시켜 상기 플라즈마 식각 챔버 내벽을 TiO2로 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 식각 챔버 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 Ti(OC3H7)4 은 1000 내지 2000sccm의 유량으로 공급되며, 상기 반응은 0.1 내지 0.3torr의 압력, 750 내지 780K의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 식각 챔버 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 TiO2층은 100 내지 200um의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 식각 챔버 제조 방법.
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| KR1020040117202A KR20060077684A (ko) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | 플라즈마 식각 챔버 및 챔버 내벽 코팅 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114068273A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-18 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种零部件及其制备方法和等离子体反应装置 |
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| CN114068273B (zh) * | 2020-07-31 | 2024-04-05 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 一种零部件及其制备方法和等离子体反应装置 |
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