KR20060116378A - 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼가 파지되는 정전척과 상기 정전척의 주연부를 따라 결합되는 포커스 링을 포함하는 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로서, 상기 정전척의 포커스 링과 접하는 면상에 단차부가 형성되며, 상기 포커스 링의 외부 단부를 일정하게 내부로 경사지도록 형성하여 상기 정전척과 포커스 링이 결합하였을 때, 결합 부분에 폴리머 적층을 위한 일정 공간이 형성되도록 하여, 잦은 비정기 PM을 줄일 수 있고, 리프팅 현상으로 인한 냉각 가스의 누설을 미연에 방지할 수 있다.

플라즈마, 정전척, 포커스 링, 경사면, 폴리머, 공간, 누설

Description

플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조{FIXING STRUCTURE FOR FOCUS RING IN PLASMA DISCHARGER}

도 1은 본 발명에 따른 포커스 링이 설치되는 플라즈마 발생 장치의 구성도;

도 2는 본 발명에 따른 포커스 링이 정전척상에 설치되는 상태를 도시한 도 1의 A부분의 요부 확대도.

본 발명은 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조에 관한 것으로서, 특히 정전척의 모서리 부분에 침적되는 폴리머로 인해 포커스 링이 완전히 고정되지 못하여 냉각 가스가 누설되는 현상을 미연에 방지하도록 구성되는 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 제조 공정 중 건식 식각 공정(dry etching process)은 일정 간격으로 이격된 상, 하 전극 수단 사이에 고주파를 인가시키고, 공정 가스를 주입시켜 플라즈마를 발생시킴으로써 웨이퍼(wafer)상의 미세 패턴을 형성하는 공 정이다. 건식 식각 공정을 수행하는 건식 식각 장치로는 이온 농도와 이온 에너지의 독립적인 제어가 가능할 뿐만 아니라 공정의 마진을 증가시키고 웨이퍼의 손상을 크게 줄일 수 있는 TEL SCCM 설비를 주로 사용하고 있는 추세이다.

공정 중에 웨이퍼는 소정의 정전기력이 인가되는 정전척(ESC)상에 파지된다. 이는 공정중 웨이퍼의 이동을 방지하기 위함인다. 한편, 공정중에는 고온의 플라즈마에 의해 웨이퍼가 가열되며, 이는 웨이퍼 수율을 저하시키는 문제점을 발생시킨다. 따라서, 공정중에 웨이퍼를 냉각시키기 위한 냉각 수단을 구비한다. 상기 냉각 수단으로는 웨이퍼를 파지하는 정전척상에 다수의 구멍을 형성시키는데, 보통 정전척의 중앙에 4개소, 정전척의 주연부를 따라 일정 간격으로 12개소를 설치하여 고른 냉각 가스의 분사를 도모하고 있다. 상기 냉각 가스로는 He을 사용하며, 상기 정전척의 파지력은 적어도 상기 냉각 가스의 분사력보다 크도록 설정해야 웨이퍼가 냉각 과정중에 유동하지 않을 것이다.

상기 정전척의 주연부를 따라 소정의 포커스 링이 설치된다. 상기 포커스 링은 상기 정전척과 부분적으로 같은 높이로 형성되어 식각 공정이 수행되는 웨이퍼는 상기 정전척과 포커스 링의 상부에 함께 겹치도록 놓여진다. 상기 포커스 링은 일반적으로 실리콘 재질로 형성되며 플라즈마가 웨이퍼상에 집중되도록 하거나 하부 전극의 유효면적을 넓히기 위해 사용한다. 또한, 상기 포커스 링의 주연부를 따라 상기 포커스 링과 같은 높이로 커버링이 설치된다. 상기 커버 링은 절연체로써 구성되는데 일반적으로 석영 재질로 형성 된다.

그러나 상술한 바와 같은 포커스 링은 정전척의 주연부를 따라 단차진 부분 에 결합되는 구조를 가지는데, 잦은 식각 공정으로 상기 정전척의 단차진 모서리 부분에 폴리머가 적층되며, 이는 포커스 링을 설치할 때 일정 틈을 형성시켜 정전척상의 냉각 가스(He)가 누설됨으로써 공정 불량을 유발시키는 문제점을 발생시켰다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 잦은 식각 공정을 수행하더라도 포커스 링의 리프팅 현상이 배제되도록 하여 원활한 고정을 수행할 수 있도록 구성되는 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 정전척 상의 포커스 링의 결합 구조를 변경하여 잦은 비정기 PM을 억제하여 웨이퍼 수율을 향상시킬 수 있도록 구성되는 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조를 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 웨이퍼가 파지되는 정전척과 상기 정전척의 주연부를 따라 결합되는 포커스 링을 포함하는 플라즈마 발생 장치에 있어서, 상기 정전척의 포커스 링과 접하는 면상에 단차부가 형성되며, 상기 포커스 링의 외부 단부를 일정하게 내부로 경사지도록 형성하여 상기 정전척과 포커스 링이 결합하였을 때, 결합 부분에 폴리머 적층을 위한 일정 공간이 형성되도록 함을 특징으로 한다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 포커스 링이 설치되는 플라즈마 발생 장치의 구성도 이다.

본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 챔버(11)내에 하부 전극(서셉터)(30)이 설치되며, 챔버(11)의 상부에는 상부 전극 수단(20)이 설치된다. 상기 상부 전극 수단(20)은 챔버(11)의 상부면으로 구성되는 절연재(10)상에 설치될 수 있다.

상기 챔버(11)는 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄 재질로 형성된 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 미도시 되었으나 상기 챔버(11)는 접지되어 있을 것이다. 상기 챔버(11)의 저부에는 배기관(12)이 연결되고, 상기 배기관(12)의 단부에는 진공 펌프(13)를 구비하여 공정중 발생하는 배기 가스를 배기시켜, 챔버내를 약 0.1 mTorr까지 감압 분위기로 진공 흡입할 수 있게 된다.

상기 챔버(11)의 절연재(10) 중앙에는 상부 전극 수단(20)이 설치되는 바, 상기 상부 전극 수단(20)은 소정의 가스 도입 공간이 형성되는 전극 지지체(21)와, 상기 전극 지지체(21)의 저부에 설치되는 전극판(22)을 포함한다. 상기 전극 지지체(21)와 전극판(22)에는 상기 가스 도입 공간까지 다수의 가스 토출구(23)가 형성되어 있다. 상기 가스 도입 공간의 적소에는 챔버 외부로 가스 도입관(24)이 설치 되며, 상기 가스 도입관(24)의 단부에는 공정 가스 공급원(25)이 설치될 것이다. 상기 공급 가스로는 플로로카본가스계열(CxFy)나 하이드로플로로카본가스계열(CpHqFr)과 같은 할로겐 원소를 함유하는 가스를 적절히 사용할 수 있으며, Ar, He, N2와 같은 분위기 가스를 첨가하여 사용하게 될 것이다.

상기 챔버(11)의 저부 중앙 적소에는 하부 전극으로써 서셉터(30)가 설치된다. 상기 서셉터(30)는 정전척(ESC; Electro-Static Chuck)(31)과, 상기 정전척(31)의 주연부를 따라 설치되는 포커스 링(32)과, 상기 포커스 링(32)의 주연부를 따라 설치되는 석영 재질의 커버링(33)을 포함한다. 상기 포커스 링(32)은 실리콘 재질로 형성되며 플라즈마가 웨이퍼 W상에 집중되도록 하거나 하부 전극의 유효면적을 넓히기 위해 사용한다.

상기 정전척(31)상에는 상, 하 유동 가능한 다수의 리프트 핀(40)이 관통되는데, 상기 정천척(31)상에 파지된 웨이퍼 W를 공정이 완료된 후 상부로 들어올려 소정의 웨이퍼 이재 장치에 의해 원활히 이송시키기 위하여 설치된다. 상기 리프트 핀(40)은 웨이퍼 W의 원활한 지지를 위하여 3개소 이상 설치될 수 있다. 한편, 상기 상부 전극(30)과 하부 전극 수단(30)에는 고주파 전원(14, 15)이 인가되어 높은 주파수를 각 전극에 인가함으로써 고밀도 플라즈마를 생성할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 포커스 링이 정전척상에 설치되는 상태를 도시한 도 1의 A부분의 요부 확대도로써, 본 발명에 따른 포커스 링(32)은 정전척(31)과 접하는 면상에 폴리머 P가 적층될 수 있는 일정 공간(311)을 형성시키다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 상기 포커스 링(32)의 주연부를 내부로 경사지도록 형성시켜 상 기 경사부(321)와 정전척(31)의 단차부 사이에 일정 공간이 형성되도록 할 수 있을 것이다. 그러나, 상기 포커스 링(32)의 경사부(321)의 상단부는 상기 정전척(32)과 항상 접하도록 형성하여야 할 것이다.

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.

본 발명에 따른 포커스 링 결합 구조는 정전척의 단차부와 포커스 링의 모서리 부분에 식각 과정을 통해 적층되는 폴리머를 수용할 수 있는 공간을 형성시킴으로써 잦은 비정기 PM을 줄일 수 있고, 리프팅 현상으로 인한 냉각 가스의 누설을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 웨이퍼가 파지되는 정전척과 상기 정전척의 주연부를 따라 결합되는 포커스 링을 포함하는 플라즈마 발생 장치에 있어서,

   상기 정전척의 포커스 링과 접하는 면상에 단차부가 형성되며;

   상기 포커스 링의 외부 단부를 일정하게 내부로 경사지도록 형성하여 상기 정전척과 포커스 링이 결합하였을 때, 결합 부분에 폴리머 적층을 위한 일정 공간이 형성되도록 함을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 포커스 링의 상단부는 상기 정천척의 외주면과 접하도록 설치함을 특징으로 하는 플라즈마 발생 장치의 포커스 링 고정 구조.

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