KR20070012954A

KR20070012954A - Focus ring for improving etch uniformity

Info

Publication number: KR20070012954A
Application number: KR1020050067224A
Authority: KR
Inventors: 장병호
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-01-30

Abstract

A focus ring for improving etch uniformity is provided to improve plasma uniformity in performing an etch process by exhausting gas through an exhaust hole formed at the edge of a focus ring while the outer diameter of the focus ring is increased. A wafer is positioned in the center of the bottom surface of an etch chamber. A focus ring(2) having a greater diameter than the wafer is positioned in the outer part of the wafer. A baffle plate for exhausting process gas is formed in the outer part of the focus ring. The focus ring is made of the same material as the wafer to form a virtual wafer greater than a real wafer. When plasma is distributed in the chamber, the plasma can be distributed even to the upper surface of the focus ring made of the same material so that the plasma on the upper surface of the wafer can be relatively and uniformly distributed to the edge of the wafer. The inner diameter of the focus ring has a size of a maximum wafer, and the outer diameter of the focus ring is a size of the maximum inner diameter of the chamber. A plurality of exhaust holes(8) are formed along the edge of the focus ring.

Description

Focus ring for improving etch uniformity}

도 1은 종래 에칭 챔버 내부의 평면 개요도1 is a schematic top view of a conventional etching chamber;

도 2는 종래 에칭 공정 진행시 에칭 챔버 내부의 플라즈마 분포를 개략적으로 나타내는 상태도Figure 2 is a state diagram schematically showing the plasma distribution in the etching chamber during the conventional etching process

도 3은 본 발명에 따른 포커스 링의 평면도3 is a plan view of a focus ring according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 에칭 공정의 예시도4 illustrates an etching process according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

1: 웨이퍼 2: 포커스 링1: wafer 2: focus ring

3: 배플 플레이트 4: 가스 배출부3: baffle plate 4: gas outlet

5: 챔버 벽 6: 정전척5: chamber wall 6: electrostatic chuck

7a, 7b: 플라즈마 8: 가스 배출구7a, 7b: plasma 8: gas outlet

20: 챔버 상부20: chamber top

본 발명은 포커스 링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼의 에칭을 균 일성 있게 하기 위하여 외경을 증가시키고, 가장자리에는 배출구를 설치한 포커스 링에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus ring, and more particularly, to a focus ring in which an outer diameter is increased in order to uniformize etching of a wafer, and an outlet is provided at an edge thereof.

일반적으로, 에칭공정은 반도체 소자를 제조하기 위한 공정 중 하나로서 습식 에칭공정과 건식 에칭공정으로 구분된다. 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 반도체 소자는 미세해지고, 반도체 소자의 미세한 패턴을 형성하는 데 상기 건식 에칭공정이 주로 사용되고 있다. 상기 건식 에칭공정의 대표적인 공정이 플라즈마를 이용한 에칭공정이다. 건식 에칭 공정은 에칭 챔버 내부가 평행판 타입으로 되어 있다.In general, an etching process is classified into a wet etching process and a dry etching process as one of processes for manufacturing a semiconductor device. As the integration of semiconductor devices increases, semiconductor devices become finer, and the dry etching process is mainly used to form fine patterns of semiconductor devices. A typical process of the dry etching process is an etching process using plasma. In the dry etching process, the inside of an etching chamber is a parallel plate type.

도 1은 종래 에칭 챔버 내부의 평면 개요도로서, 상기 에칭 챔버 바닥면의 중심에는 웨이퍼(1)가 위치하고 외곽에는 웨이퍼(1)보다 좀 더 큰 직경의 포커스 링(2), 상기 포커스 링(2) 외곽에는 공정 가스를 배출하기 위한 배플 플레이트(3)가 설치되어 있다. 1 is a plan view schematically illustrating a conventional inside of an etching chamber, in which a wafer 1 is located at the center of the bottom surface of the etching chamber, and a focus ring 2 having a diameter larger than that of the wafer 1 is located outside the focus ring 2. At the outside, a baffle plate 3 for discharging process gas is provided.

상기 포커스 링(2)은 웨이퍼(1)와 동일한 재질로 하여 실제 진행 웨이퍼(1)보다 큰 가상의 웨이퍼(1)를 만드는 역할을 한다. 도 2에서와 같이 플라즈마(7a)가 챔버내에 분포할 경우 동일한 재질의 포커스 링(2)까지 분포하므로 웨이퍼(1) 상면의 플라즈마 (7a)균일도는 높아진다.The focus ring 2 is made of the same material as the wafer 1 and serves to make the virtual wafer 1 larger than the actual traveling wafer 1. As shown in FIG. 2, when the plasma 7a is distributed in the chamber, the plasma 7a is distributed up to the focus ring 2 of the same material. Thus, the plasma 7a uniformity of the upper surface of the wafer 1 is increased.

상기 배플 플레이트(3)는 가스 배출부(4)를 통하여 외부로 가스를 배출하는 영역으로서 가스 배출부(4)는 방사선 형태로 형성되어 있다.The baffle plate 3 is a region for discharging the gas to the outside through the gas discharge unit 4, the gas discharge unit 4 is formed in the form of radiation.

도 2는 종래 에칭 공정 진행시 에칭 챔버 내부의 플라즈마 분포를 개략적으로 나타내는 상태도로서, 플라즈마(7a)는 포커스 링(2) 상면까지 분포되어 있음을 알 수 있다.FIG. 2 is a state diagram schematically showing a plasma distribution in an etching chamber during a conventional etching process, and it can be seen that the plasma 7a is distributed up to an upper surface of the focus ring 2.

에칭공정이 성공적으로 진행되기 위해서는 플라즈마를 웨이퍼 상면에 균일하게 분포시키는 것이 중요하나 종래에는 배플 플레이트로 인하여 포커스 링의 크기가 제한되어 플라즈마를 웨이퍼 상면에 균일하게 분포시키기 어려운 문제점이 있었다. In order for the etching process to be successful, it is important to distribute the plasma uniformly on the upper surface of the wafer. However, the size of the focus ring is limited due to the baffle plate, which makes it difficult to uniformly distribute the plasma on the upper surface of the wafer.

본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 포커스 링의 내경의 크기는 최대 웨이퍼의 크기로 하고, 외경의 크기는 최대 챔버의 크기로 하여 플라즈마의 균일성을 높이는 한편, 가장자리에는 다수의 배출구를 형성하여 공정 가스의 배출도 원할하게 하는 에칭 균일도 향상을 위한 포커스 링을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the size of the inner diameter of the focus ring is the size of the maximum wafer, the size of the outer diameter is the size of the maximum chamber to increase the uniformity of the plasma, while the plurality of outlets on the edge It is an object of the present invention to provide a focus ring for improving the uniformity of etching to form a smooth to discharge the process gas.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 포커스 링은 내경의 크기는 최대 웨이퍼의 크기로 하고, 외경의 크기는 최대 챔버 내경의 크기로 하며, 가장자리에는 다수의 배출구를 형성한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the focus ring of the present invention has an inner diameter of a maximum wafer size, an outer diameter of a maximum chamber inner diameter, and a plurality of outlets formed at an edge thereof.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 포커스 링의 평면도로서, 상기 포커스 링(2)의 내경은 최대 웨이퍼의 크기이며, 외경은 최대 챔버의 내경의 크기이다. 또한, 가장자리에는 배출구(8)가 다수 형성되어 있다.3 is a plan view of the focus ring according to the present invention, wherein the inner diameter of the focus ring 2 is the size of the maximum wafer, and the outer diameter is the size of the inner diameter of the maximum chamber. In addition, a plurality of discharge ports 8 are formed at the edges.

상기 포커스 링(2)의 외경의 증가는 배플 플레이트(3)를 제거함으로써 가능하다. The increase in the outer diameter of the focus ring 2 is possible by removing the baffle plate 3.

이와 같이 포커스 링(2)의 크기를 최대한으로 하는 이유는 가상의 웨이퍼를 크게 만들기 위해서이다. 웨이퍼(1) 에칭시 웨이퍼(1) 상면에 플라즈마(7b)가 분포하게 되는데, 동일한 재질의 포커스 링 (2)위에 웨이퍼(1)가 놓일 경우 포커스 링(2)과 웨이퍼(1)는 전기적 성질이 동일하여 플라즈마(7b)는 포커스 링(2) 위에도 존재하게 되고 전체적으로 플라즈마(7b)는 챔버 내부에 균일성있게 분포하게 된다.The reason for maximizing the size of the focus ring 2 in this way is to make the virtual wafer large. Plasma 7b is distributed on the upper surface of the wafer 1 when the wafer 1 is etched. When the wafer 1 is placed on the focus ring 2 of the same material, the focus ring 2 and the wafer 1 have electrical properties. In the same manner, the plasma 7b is also present on the focus ring 2, and the plasma 7b is uniformly distributed inside the chamber.

한편, 배플 플레이트(3)는 에칭 챔버 내부로 공급된 가스의 배출을 원활하게 하기위한 장치이다. 따라서 배플 플레이트(3)를 제거한 뒤는 이를 대체 할 수 있는 장치가 있어야 하는바, 본 발명은 포커스 링(2)의 가장자리에 다수의 가스 배출구(8)를 만들어 이러한 문제를 해결하였다.On the other hand, the baffle plate 3 is a device for smoothly discharging the gas supplied into the etching chamber. Therefore, after removing the baffle plate (3) there must be a device that can replace it, the present invention solved this problem by making a plurality of gas outlet (8) on the edge of the focus ring (2).

가스 배출구(8)의 모양은 특별한 제한이 없으나 원형이 바람직할 것이다. 또한 많은 수를 형성하여 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다.The shape of the gas outlet 8 is not particularly limited, but a circular shape may be preferable. It also forms a large number so that the gas can be discharged smoothly.

도 4는 본 발명에 따른 에칭 공정의 예시도로서, 포커스 링(2)의 직경을 증가시킨 후 플라즈마(7b)로 에칭 공정을 진행시 플라즈마(7b)가 웨이퍼(1) 상면에 균일성 있게 분포하고 있음을 보여준다. 이는 포커스 링(2)의 상면까지 플라즈마(7b)가 퍼져, 상대적으로 중심에 있는 웨이퍼(1) 상면에 플라즈마(7b)가 균일성있게 분포하기 때문이다. 4 is an exemplary diagram of an etching process according to the present invention, in which the plasma 7b is uniformly distributed on the upper surface of the wafer 1 when the diameter of the focus ring 2 is increased and the etching process is performed with the plasma 7b. Shows that This is because the plasma 7b spreads to the upper surface of the focus ring 2 and the plasma 7b is uniformly distributed on the upper surface of the wafer 1 which is relatively centered.

본 발명은 포커스 링의 외경을 증가시킴과 동시에 가스의 배출은 포커스 링의 가장자리에 형성된 배출구를 통하여 배출함으로써 에칭 공정 진행시 플라즈마의 균일성을 높이며 결과적으로 에칭의 균일도를 높이는 장점이 있다.The present invention has the advantage of increasing the outer diameter of the focus ring and simultaneously discharging the gas through an outlet formed at the edge of the focus ring, thereby increasing the uniformity of the plasma during the etching process and consequently increasing the uniformity of the etching.

Claims

The size of the inner diameter is the size of the maximum wafer, the size of the outer diameter is the size of the maximum chamber inner diameter, the focus ring for improving the etching uniformity formed a plurality of outlets along the edge.