KR20070010245A - 반도체 제조장비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조장비에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 공정챔버를 구비하는 반도체 제조장비는, 상기 공정챔버 내부에, 공정을 위한 웨이퍼가 놓이기 위한 정전척과; 상기 정전척을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주기 위한 절연링과; 상기 정전척의 상부 가장자리 둘레 또는 웨이퍼의 가장자리 부위에 구비되며, 하부에 상기 절연링과 접촉을 위해 상기 절연링의 접촉 돌출부위보다 크게 형성된 홈을 구비하는 포커스 링을 구비함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 공정가스의 리크 및 공정불량을 방지 또는 최소화할 수 있게 된다.
정전척, 절연링, 포커스링, 리크
Description
도 1은 종래의 반도체 제조장비의 일부 개략도
도 2는 도 1의 일부 확대도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장비의 일부 개략도
도 4는 도 3의 일부 확대도
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 포커스 링 120 : 정전척
130 : 웨이퍼 140 : 절연링
본 발명은 반도체 제조장비에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 포커스링과 절연링의 접촉을 위해 상기 포커스 링 하부에 구비되는 홈을 가지는 반도체 제조장비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제품을 생산하기 위한 반도체 제조공정은 순수 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 상에 빛과 화학 반응하여 제거되는 포토레지스트(Photoresist)막을 형성한 후 포토 레지스트막 중 원하는 소정 회로 패턴(Pattern)을 형성할 부분에 빛을 주사하여 포토레지스트막 중 원하는 부분만을 선택적으로 오픈(Open)시키는 사진공정과, 오픈된 부분을 소정깊이로 식각(etching)하는 식각공정과, 원하는 불순물을 주입(Implantation)하는 이온주입공정 및, 오픈된 부분에 또 다른 특성을 갖는 박막을 증착(Deposition)하는 증착공정 등으로 구성된다.
이들 반도체 제조공정 중 식각공정은 다른 기타 공정에 비하여 특히 정밀도가 요구되는 공정이다. 따라서, 최근에는 더욱 정밀한 식각을 위해서 습식식각(wet etching) 보다는 건식식각(dry ethcing)이 더욱 활발히 사용되고 있다.
예를 들면, 건식식각을 수행하는 식각설비에는 식각성이 뛰어난 플라즈마 가스를 형성하여 웨이퍼의 소정 부분을 식각하는 플라즈마 식각설비가 있다.
이와 같은 플라즈마 식각설비는 소정 공간을 갖는 프로세스챔버의 내부에 평행하면서 소정거리 이격된 2개의 전극판을 구비한 다음, 2개의 전극판 사이에 소정 반응가스를 주입한 상태에서 2개의 전극판 사이로 반응가스가 플라즈마 가스상태로 변환되기에 충분한 전계를 형성시킴으로써 웨이퍼의 소정 부분을 플라즈마 가스로 식각하는 설비이다. (이하, 2개의 전극판 중 상부에 위치한 전극판을 '상부전극'이라 하고, 하부에 위치한 전극판을 '하부전극'이라 칭하기로 한다.)
이러한 플라즈마 식각설비는 플라즈마 가스를 이용하여 매우 정밀한 식각이 가능하기 때문에 최근 반도체 제품의 집적도가 높아지면서 자주 사용되고 있다.
상기 플라즈마 식각 설비에서 챔버 구조는, 고진공을 유지할 수 있도록 된 챔버 내부에 고주파 파워소스를 인가하기 위한 상부전극과 하부전극, 화합물 혼합가스의 유입을 위한 가스주입구와 반응가스의 배출을 위한 배출구를 구비하여, 하부전극 위에 놓인 웨이퍼의 박막을 가스 플라즈마에 의한 에칭으로 포토 레지스트막의 패턴에 따라 제거하는 장치이다.
도 1 및 도 2는 종래의 공정챔버의 하부전극 부위의 구성을 나타낸 것이다.
도 1은 정전척(20), 포커스 링(10)의 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 구비되는 상기 포커스 링(10)의 하부 홈에 절연링(40)이 접촉되는 구조를 나타낸 것으로 도 1의 "A"부분의 확대도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부전극에 구비되는 정전척(ESC; Electro-Static Chuck)(20)은 원통형 평판으로 형성되어 상부에 웨이퍼를 고정하도록 되어 있고, 또한 내부로 냉각수 통로가 형성된 것도 있다.
상기 정전척(20)의 측면을 둘러싸도록 장착되는 절연링(40)이 구비되며, 그 상부에는 웨이퍼(30)의 위치를 잡아주는 포커스링(10)이 얹혀지는 구조를 취하고 있다.
상기 절연링(40)은 정전척(20)을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주는 기능을 하며, 공정의 설비 관리 상 식각 공정에서 발생되는 부산물인 폴리머 등의 제거를 위해 정기적으로 행해지는 세정 과정에서 분해 및 조립된다.
상기 포커스링(10)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 절연링(40)과 접촉되 는 부분의 홈 치수가 10.9+0.1mm로 되어 있다. 여기서 0.1mm는 공차이다. 그러나 이러한 치수는 불합리하여 상기 절연링(40)이 상기 포커스 링(10)에 접촉되면, 상기 포커스 링(10)이 상기 정전척(20)에서 분리(또는 들뜸)되는 현상이 발생된다. 이러한 현상은 공정중에 웨이퍼의 온도 상승을 막기위해 행하는 쿨링동작시에 발생되는 공정가스(예를 들면, 헬륨(He)가스)의 리크(leak) 에러를 발생시켜 공정상의 불량을 유발하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 반도체 제조장비를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 포커스 링의 정전척과의 분리현상을 방지 또는 최소화 하여 공정불량을 방지 또는 최소화하는 반도체 제조장비를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정가스의 리크를 방지 또는 최소화할 수 있는 반도체 제조장비를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조를 위한 공정챔버를 구비하는 반도체 제조장비는, 상기 공정챔버 내부에, 공정을 위한 웨이퍼가 놓이기 위한 정전척과; 상기 정전척을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주기 위한 절연링과; 상기 정전척의 상부 가장자리 둘레 또는 웨이퍼의 가장자리 부위에 구비되며, 하부에 상기 절연링과 접촉을 위해 상기 절연링의 접촉 돌출부위보다 크게 형 성된 홈을 구비하는 포커스 링을 구비한다.
상기 포커스링에 구비된 홈의 깊이는 11.0+0.1mm 일 수 있다. 또한 상기 절연링의 재질은 석영이나 세라믹일 수 있다.
상기한 구성에 따르면, 공정가스의 리크 및 공정불량을 방지 또는 최소화할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공정챔버를 구비하는 식각공정을 위한 반도체 제조장비의 일부인 하부전극 부위의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 정전척(20), 포커스 링(10)의 구조를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 구비되는 상기 포커스 링(10)의 하부 홈에 절연링(40)이 접촉되는 구조를 나타낸 것으로 도 4의 "A"부분의 확대도이다.
일반적으로 반도체 제조장비 중 플라즈마 식각설비는 소정 공간을 갖는 공정 챔버의 내부에 평행하면서 소정거리 이격된 2개의 전극판을 구비한 다음, 2개의 전극판 사이에 소정 반응가스를 주입한 상태에서 2개의 전극판 사이로 반응가스가 플라즈마 가스상태로 변환되기에 충분한 전계를 형성시킴으로써 웨이퍼의 소정 부분을 플라즈마 가스로 식각하는 설비이다. (이하, 2개의 전극판 중 상부에 위치한 전 극판을 '상부전극'이라 하고, 하부에 위치한 전극판을 '하부전극'이라 칭하기로 한다.)
이러한 플라즈마 식각설비는 플라즈마 가스를 이용하여 매우 정밀한 식각이 가능하기 때문에 최근 반도체 제품의 집적도가 높아지면서 자주 사용되고 있다.
상기 플라즈마 식각 설비에서 챔버 구조는, 고진공을 유지할 수 있도록 된 챔버 내부에 고주파 파워소스를 인가하기 위한 상부전극과 하부전극, 화합물 혼합가스의 유입을 위한 가스주입구와 반응가스의 배출을 위한 배출구를 구비하여, 하부전극 위에 놓인 웨이퍼의 박막을 가스 플라즈마에 의한 에칭으로 포토 레지스트막의 패턴에 따라 제거하는 장치이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조장비는, 상기 공정챔버 내부에, 공정을 위한 웨이퍼가 놓이기 위한 정전척(120)과, 상기 정전척(120)을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주기 위한 절연링과(140), 상기 정전척(120)의 상부 가장자리 둘레 또는 웨이퍼(130)의 가장자리 부위에 구비되며, 하부에 상기 절연링과 접촉을 위해 상기 절연링(140)의 접촉 돌출부위보다 크게 형성된 홈을 구비하는 포커스 링(110)을 구비한다.
하부전극에 구비되는 상기 정전척(ESC; Electro-Static Chuck)(120)은 원통형 평판으로 형성되어 상부에 웨이퍼를 고정하도록 되어 있고, 또한 내부로 냉각수 통로가 형성된 것도 있다.
상기 절연링(140)은 상기 정전척(120)의 측면을 둘러싸도록 장착된다.
상기 절연링(140)의 상부에는 웨이퍼(130)의 위치를 잡아주는 포커스링(110) 이 얹혀지는 구조를 취하고 있다.
상기 절연링(140)은 정전척(120)을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주는 기능을 하며, 공정의 설비 관리 상 식각 공정에서 발생되는 부산물인 폴리머 등의 제거를 위해 정기적으로 행해지는 세정 과정에서 분해 및 조립된다.
상기 포커스링(110)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 절연링(140)과 접촉되는 부분의 홈 치수가 종래보다 크게 형성된다. 예를 들면 11.0+0.1mm로 되어 있다. 따라서 공차범위인 0.1mm 내에서 가공이 되어도 포커스링의 뜨는 현상(들뜸현상)을 방지 또는 최소화할 수 있다. 또한 포커스링이 정전척 상에 들뜸으로 인한 공정가스의 리크 에러가 발생하는 것을 방지 또는 최소화 할 수 있어 공정불량을 방지 또는 최소화 할 수 있다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정전척을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주기 위한 절연링과, 상기 정전척의 상부 가장 자리 둘레 또는 웨이퍼의 가장자리 부위에 구비되며, 하부에 상기 절연링과 접촉을 위해 상기 절연링의 접촉 돌출부위보다 크게 형성된 홈을 구비하는 포커스 링을 구비함에 의하여 공정가스의 리크에러나 포커스 링의 들뜸현상을 방지하며, 공정불량을 방지 또는 최소화 할 수 있다.
Claims (2)
- 반도체 소자 제조를 위한 공정챔버를 구비하는 반도체 제조장비에 있어서:상기 공정챔버 내부에, 공정을 위한 웨이퍼가 놓이기 위한 정전척과;상기 정전척을 플라즈마로부터 보호하고 식각시에 발생되는 열을 차단해 주기 위한 절연링과;상기 정전척의 상부 가장자리 둘레 또는 웨이퍼의 가장자리 부위에 구비되며, 하부에 상기 절연링과 접촉을 위해 상기 절연링의 접촉 돌출부위보다 크게 형성된 홈을 구비하는 포커스 링을 구비함을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
- 제1항에 있어서,상기 포커스링에 구비된 홈의 깊이는 11.0+0.1mm 임을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113436955A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种聚焦环及刻蚀设备 |
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2005
- 2005-07-18 KR KR1020050064671A patent/KR20070010245A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113436955A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 长江存储科技有限责任公司 | 一种聚焦环及刻蚀设备 |
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