KR20060120813A - 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프 - Google Patents

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KR20060120813A
KR20060120813A KR1020050042992A KR20050042992A KR20060120813A KR 20060120813 A KR20060120813 A KR 20060120813A KR 1020050042992 A KR1020050042992 A KR 1020050042992A KR 20050042992 A KR20050042992 A KR 20050042992A KR 20060120813 A KR20060120813 A KR 20060120813A
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Abstract

본 발명은 플라즈마 식각장비의 챔버 구조에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼 플라즈마 식각장비의 상부 클램프에 관한 것이다. 반도체 웨이퍼 식각장비의 쿨링 플레이트의 외부를 감싸는 본 발명에 의한 상부 클램프는 얇은 링 형상의 교체용 클램프와 고정용 클램프의 투피스(two piece)로 이루어짐을 특징으로 한다.
클램프, 식각장비, 플라즈마, 에칭

Description

반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프 {The upper clamp of the wafer etching apparatus}
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 식각장비를 설명하기 위한 종단면도
도 2는 종래 기술에 의한 상부 클램프를 나타내는 사진
도 3은 종래 기술에 의한 상부 클램프를 나타내는 도면
도 4는 본 발명에 의한 상부 클램프를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비를 설명하기 위한 종단면도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
120 : 상부 클램프 121 : 고정용 클램프
122 : 교체용 클램프 123 : 홈
124 : 돌기
본 발명은 플라즈마 식각장비의 챔버 구조에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼 플라즈마 식각장비의 상부 클램프에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 제조공정을 반복적으로 진행하여 완성되며, 반도체 제조공정은 확산공정, 식각공정, 포토리소그래피공정 및 성막공정 등으로 나눌 수 있다.
이러한 공정 중 식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 나눌 수 있으며, 습식식각은 소자의 최소선폭이 수백 내지 수십 마이크로대의 LSI 시대에 범용으로 적용되었으나 VLSI, ULSI소자에는 등방성 식각이 보이는 집적도의 한계 때문에 거의 사용되지 않고 있다. 따라서 현재 일반적으로 건식식각을 사용하고 있으며, 건식식각 중 플라즈마를 이용한 식각방법을 주로 사용한다.
이러한 식각공정을 수행하는 반도체 소자 제조설비는 공급되는 공정가스를 고주파 파워를 이용하여 플라즈마 상태로 변환시켜 웨이퍼 상의 상면 또는 패턴 마스크로부터 노출되는 부위에서 반응토록 하여 공정을 수행하는 것이 있다. 즉 플라즈마 식각(plasma etch)은 진공 챔버 내부로 RF 전계를 인가하여 가스를 분해하고, 이때 형성된 래디컬(radical) 또는 이온(ion)을 이용하여 식각 공정을 진행한다. 그리고 플라즈마를 생성하는 방법에 따라 CCP(Capacitive Coupled Plasma), ICP(Inductive Coupled Plasma) 등으로 분류된다.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 식각장비를 설명하기 위한 종단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 식각장비의 챔버(10) 내 상부에는 소정 두께의 판 형상으로 조립되어 고주파 파워가 인가되는 상부전극(캐쏘드, 25)이 설치되어 있 고, 상기 상부전극(25)의 상부에 냉각을 위한 쿨링 플레이트(15)가 설치되며, 상기 상부전극(25)을 고정하기 위해 상기 상부전극(25) 및 쿨링 플레이트(15)의 외부를 감싸고 있는 상부 클램프(20)가 설치되고, 상기 상부 클램프(20)가 지지되도록 쉴드링(30)이 상기 상부 클램프(20)의 하부에 설치되어 있다. 즉 상기 상부전극(25)을 아이솔레이션(isolation)시키는 쉴드 링(30)을 상기 상부전극(25) 주위에 설치한다. 상기 쉴드 링(30)은 상기 상부전극(25)과 그 상부의 쿨링 플레이트(15 ; cooling plate)를 밀착 고정시키는 역할도 겸할 수 있다.
그 하부에는 웨이퍼(W)가 장착되는 정전척(Electrostatic chuck, 40)과 하부전극(50)이 설치되어 있다.
이러한 상기 챔버(10) 내에 반응 가스를 주입시키고 상기 상부전극(25)과 하부전극(50)에 전원을 공급하면 상기 챔버(10)내에서는 플라즈마(plasma)가 형성된다. 즉 상부전극을 가리키는 셀 부위에서 가스가 플로우되고, 고주파 파워가 온 되면서 챔버의 내부에는 플라즈마가 형성된다. 이 플라즈마가 상기 웨이퍼(W) 쪽으로 인가되어 식각이 진행된다.
도 2는 종래 기술에 의한 상부 클램프를 나타내는 사진이고, 도 3은 종래 기술에 의한 상부 클램프를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 클램프(20)는 링 형상으로 이루어져 있다.
상기 상부 클램프는 고주파 파워가 인가되는 상부전극 주위에 위치하고 있기 때문에 상부 클램프와 쿨링 플레이트에 아킹(Arcing)이 발생하기 쉽고 그에 따라 미세한 파티클의 발생이 빈번하다.
이 경우에 상기 쿨링 플레이트는 교체가 가능하나 상부 클램프는 고정용으로 교체가 불가능하다. 그리하여 파티클이 발생된 클램프는 클린(clean)을 하여 사용하고 있는 실정이다. 그러나 상부 클램프를 클린하여 사용한다고 하더라도 상부 클램프는 아킹이 된 상태이기 때문에 발생한 파티클이 완벽하게 없어지지 않고 새로운 파티클의 발생도 더 쉽게 일어나는 문제점이 있다. 또한 상부 클램프의 아킹에 의하여 발생하는 파티클에 의한 공정 불량이 많이 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상부 클램프를 교체용과 고정용의 투피스로 바꾸어 상부 클램프에 발생하는 아킹에 의한 문제점을 감소시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 일실시예에 따른 반도체 웨이퍼 식각장비의 쿨링 플레이트의 외부를 감싸는 본 발명에 의한 상부 클램프는 얇은 링 형상의 교체용 클램프와 고정용 클램프의 투피스(two piece)로 이루어짐을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 교체용 클램프는 상기 고정용 클램프에 끼워질 수 있도록 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있음을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 고정용 클램프는 상기 교체용 클램프에 끼워질 수 있도록 다수개의 홈이 외주면에 형성되어 있음을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다양한 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명의 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도 없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 상부 클램프를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상부 클램프(120)를 투피스(two piece)로 형성시킨다. 즉 얇은 링 형상의 교체용 클램프(122)를 상기 고정용 클램프(121)의 상부에 형성한다. 상기 교체용 클램프(122)는 상기 고정용 클램프(121)에 끼워질 수 있도록 다수개의 돌기(124)가 외주면에 형성되어 있고, 상기 고정용 클램프(121)의 외주면에는 다수개의 (123)홈이 형성되어 있다.
따라서 상기 상부 클램프에 아킹(Arcing)이 발생하면 교체용 클램프를 제거하고 새로운 클램프를 설치한다.
도 5는 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 식각장비를 설명하기 위한 종단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 식각장비의 챔버(110) 내 상부에는 소정 두께의 판 형상으로 조립되어 고주파 파워가 인가되는 상부전극(캐쏘드, 125)이 설치되어 있고, 상기 상부전극(25)의 상부에 냉각을 위한 쿨링 플레이트(115)가 설치되며, 상기 상부전극(25)을 고정하기 위해 상기 상부전극(125) 및 쿨링 플레이트(115)의 외부를 감싸고 있는 상부 클램프(120)가 설치되고, 상기 상부 클램프(120)가 지지되도록 쉴드링(130)이 상기 상부 클램프(120)의 하부에 설치되어 있다.
여기서 상부 클램프는 교체가 가능하도록 교체용(122)과 고정용(121)이 설치되어 있다. 따라서 교체용을 교체해주어서 클램프에 발생하는 아킹에 의한 문제점을 방지할 수 있다.
그리고 상기 상부전극(125)을 아이솔레이션(isolation)시키는 쉴드 링(130)을 상기 상부전극(125) 주위에 설치한다. 그 하부에는 웨이퍼(W)가 장착되는 정전척(Electrostatic chuck, 140)과 하부전극(150)이 설치되어 있다.
이러한 상기 챔버(110) 내에 반응 가스를 주입시키고 상기 상부전극(125)과 하부전극(150)에 전원을 공급하면 상기 챔버(110)내에서는 플라즈마(plasma)가 형성된다. 즉 상부전극을 가리키는 셀 부위에서 가스가 플로우되고, 고주파 파워가 온 되면서 챔버의 내부에는 플라즈마가 형성된다. 이 플라즈마가 상기 웨이퍼(W) 쪽으로 인가되어 식각이 진행된다.
따라서 상부 클램프를 교체용과 고정용의 투피스(teo piece)로 하여 아킹이 발생한 교체용 클램프를 새로운 클램프로 교체함으로써 아킹에 의한 파티클의 발생을 줄일 수 있고, 그에 따른 공정 불량이 방지되는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상부 클램프를 교체용과 고정용의 투피스(two piece)로 하여 교체용 클램프를 교체함으로써 상부 클램프의 아킹에 의하여 발생한 파티클로 인한 공정 불량을 방지하는 효과를 얻는다.

Claims (3)

  1. 반도체 웨이퍼 식각장비의 쿨링 플레이트의 외부를 감싸는 상부 클램프에 있어서;
    상기 상부 클램프는 얇은 링 형상의 교체용 클램프와 고정용 클램프의 투피스(two piece)로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 교체용 클램프는 상기 고정용 클램프에 끼워질 수 있도록 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있음을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정용 클램프는 상기 교체용 클램프에 끼워질 수 있도록 다수개의 홈이 외주면에 형성되어 있음을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프
KR1020050042992A 2005-05-23 2005-05-23 반도체 웨이퍼 식각장비의 상부 클램프 KR20060120813A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101319824B1 (ko) * 2012-01-05 2013-10-23 (재)한국나노기술원 냉각장치가 구비된 웨이퍼 클램프

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