KR20070024210A

KR20070024210A - Plasma etching apparatus

Info

Publication number: KR20070024210A
Application number: KR1020050078906A
Authority: KR
Inventors: 유덕수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-02

Abstract

A plasma etching apparatus is provided to avoid a match defect between a coil and an etch chamber even if a PM(preventive maintenance) process for opening the cover of the etch chamber is performed. An electrostatic chuck(120) is included in an etch chamber(110). A cathode part(130) supplies a predetermined RF voltage to the electrostatic chuck. A plasma induction part(140) supplies a predetermined RF voltage to the etch chamber, disposed over the etch chamber. A quartz disk assembly part on which a conductive layer is coated is interposed between the etch chamber and the plasma induction part, including a dome-type quartz plate(151) and a copper layer(152) coated on the upper surface of the quartz plate.

Description

Plasma etching apparatus

도 1은 일반적인 플라즈마 식각 장치를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating a general plasma etching apparatus.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 실시예에 따른 석영 디스크 어셈블리를 보여주는 평면도이다.3 is a plan view showing a quartz disk assembly according to the present embodiment.

도 4는 본 실시예에 따른 석영 디스크 어셈블리 및 플라즈마 유도부를 보여주는 사진이다.4 is a photograph showing a quartz disk assembly and a plasma induction part according to the present embodiment.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 식각 챔버 120: 정전척 130 : 캐소드부110: etching chamber 120: electrostatic chuck 130: cathode portion

140 : 플라즈마 유도부 150 : 석영 디스크 어셈블리 151 : 석영판140: plasma induction unit 150: quartz disk assembly 151: quartz plate

152 : 구리막152: copper film

본 발명은 플라즈마 설비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개선된 RF 매치 유닛을 구비한 플라즈마 식각 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to plasma equipment, and more particularly, to a plasma etching apparatus having an improved RF match unit.

일반적으로 플라즈마 식각은 고에너지를 갖는 플라즈마 상태의 식각 가스와의 화학적 반응에 의해 피식각체가 소정 부분 제거되는 것을 일컫는다. 이러한 플 라즈마 식각 공정은 대체적으로 피식각체가 비등방성으로 식각되기 때문에, 미세한 크기를 요구하는 고집적 반도체 회로 소자를 제작하는데 주로 이용되고 있다.In general, plasma etching refers to removal of a portion of an object by a chemical reaction with an etching gas in a plasma state having high energy. Since the plasma etching process is generally anisotropically etched, the plasma etching process is mainly used to fabricate highly integrated semiconductor circuit devices requiring a small size.

여기서, 상기한 플라즈마 식각이 진행되는 플라즈마 식각 장치를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 식각 장치(10)는 반응이 진행되는 공정 챔버(10)와, 공정 챔버(10) 상부 커버(10a) 부근에 설치되며 공정 가스를 플라즈마 상태로 유도하는 플라즈마 유도부(20), 피식각체를 갖는 반도체 기판(w)이 장착되어질 정전척(30), 및 상기 정전척(30)에 전력을 공급하는 캐소드부(40)를 포함한다. Here, a plasma etching apparatus in which the plasma etching is performed will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the plasma etching apparatus 10 is installed near the process chamber 10 where the reaction proceeds and the upper cover 10a of the process chamber 10, and the plasma induction unit guides the process gas into a plasma state. 20, an electrostatic chuck 30 on which the semiconductor substrate w having an etched object is to be mounted, and a cathode portion 40 for supplying electric power to the electrostatic chuck 30.

플라즈마 유도부(20)는 전압을 발생시키는 RF 발생기(22)와, RF 발생기(22)로부터 다음 공정 회로와 부하(load)를 맞추기 위한 매치 네트 워크(match network:24) 및 공정 챔버 상부 커버(10a)에 감겨지며 플라즈마 식각 장치(10)에 부하를 제공하는 유도성 코일(26)을 포함한다. 캐소드부(40) 역시 RF 발생기(42), RF 매치 네트워크(44) 및 고전압 파워 서플라이(46:power supply)를 포함한다. The plasma induction part 20 includes an RF generator 22 for generating a voltage, a match network 24 and a process chamber top cover 10a for matching a load with a next process circuit from the RF generator 22. ) And an inductive coil 26 that loads the plasma etching apparatus 10 to provide a load. The cathode portion 40 also includes an RF generator 42, an RF match network 44, and a high voltage power supply 46.

이와 같은 플라즈마 식각 장치는 일정 주기가 경과하면, 장치의 유지 보수를 위하여 PM(preventive maintenance) 공정을 진행하여야 한다. 또한, RF 매치 네트워크의 불안으로 인해 정기 또는 비정기적으로 PM 공정을 진행하기도 한다. 이러한 PM 공정은 공정 챔버(10)의 커버(10a)를 오픈시킨 다음, 공정 챔버 내부를 클리닝한다. The plasma etching apparatus must undergo a PM (preventive maintenance) process in order to maintain the apparatus after a predetermined period. In addition, due to anxiety of the RF match network, the PM process may be performed regularly or irregularly. This PM process opens the cover 10a of the process chamber 10 and then cleans the inside of the process chamber.

그런데, 이와 같은 커버를 오픈시키는 PM 공정으로 인해, RF 코일((26)의 위치가 변할 수 있으며 이로 인해 상기 챔버(10)와 코일(26) 사이에 접촉 불량이 발 생될 수 있어, RF 매치 불량이 발생된다. 이로 인하여 백업 공정시 이를 정상 상태로 맞추기 위한 보정 시간이 요구되어, 전체적인 공정 시간이 길어지는 문제점이 있다. However, due to the PM process of opening the cover, the position of the RF coil 26 may be changed, which may result in a poor contact between the chamber 10 and the coil 26, and thus a poor RF match. This requires a correction time for bringing it back to a normal state during the backup process, resulting in a long overall process time.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 공정 챔버의 커버를 오픈시키더라도 코일과 챔버 사이의 RF 매치 불량을 방지할 수 있는 플라즈마 식각 장치를 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem of the present invention is to provide a plasma etching apparatus capable of preventing a poor RF match between the coil and the chamber even when the cover of the process chamber is opened.

상기한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 정전척을 구비한 식각 챔버, 상기 정전척에 소정의 RF 전압을 제공하는 캐소드부, 상기 식각 챔버 상부에 배치되며, 상기 식각 챔버에 소정의 RF 전압을 제공하는 플라즈마 유도부, 및 상기 식각 챔버와 상기 플라즈마 유도부 사이에 개재되는 표면에 도전층이 피복되어 있는 석영 디스크 어셈블리부를 포함한다. In order to achieve the above technical problem of the present invention, the present invention, an etching chamber having an electrostatic chuck, a cathode for providing a predetermined RF voltage to the electrostatic chuck, is disposed above the etching chamber, A plasma induction unit providing a predetermined RF voltage, and a quartz disk assembly portion having a conductive layer coated on a surface interposed between the etching chamber and the plasma induction unit.

상기 석영 디스크 어셈블리부는, 돔 형태의 석영 플레이트, 및 상기 석영 플레이트 상부 표면에 피복되어 있는 구리막을 포함한다.The quartz disk assembly portion includes a dome shaped quartz plate, and a copper film coated on the quartz plate upper surface.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서 의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and the like of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings means the same elements.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 식각 장치의 단면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 석영 디스크 어셈블리를 보여주는 평면도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 석영 디스크 어셈블리 및 플라즈마 유도부를 보여주는 사진이다.2 is a cross-sectional view of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a plan view showing a quartz disk assembly according to the present embodiment, Figure 4 is a photo showing the quartz disk assembly and the plasma induction according to the present embodiment to be.

도 2에 도시된 바와 같이 플라즈마 식각 장치(100)는 플라즈마 식각이 진행될 식각 챔버(110)를 포함한다. 식각 챔버(110)는 챔버 벽(111)에 의해 반응 공간이 한정되며, 상부 벽(112)은 이후 PM 공정이 수행될 수 있도록 오픈 가능하도록 설계되어 있다. As shown in FIG. 2, the plasma etching apparatus 100 includes an etching chamber 110 in which plasma etching is to be performed. The etching chamber 110 has a reaction space defined by the chamber wall 111, and the upper wall 112 is designed to be openable so that a PM process can be performed thereafter.

식각 챔버(110)의 하부에는 식각이 수행될 반도체 기판(w)을 지지하는 정전척(120)이 위치된다. 정전척(120)은 정전척(120)에 가해지는 전압에 의해 반도체 기판(w)을 전기적으로 흡착시킬 수 있으며, 정전척(120)은 식각 챔버(110) 외측에 배치된 캐소드부(130)에 의해 전압 및 RF 전압을 인가받는다. 상기 캐소드부(130)는 RF 전압을 발생시키는 RF 발생기(131), RF 전압에 의해 발생된 RF 전압을 공정 회로의 부하와 매치시키기 위한 RF 매치 박스(133, 혹은 매치 네트워크) 및 상기 정전척(120)에 고전압을 인가하는 고전압 파워 서플라이(135)로 구성될 수 있다. The electrostatic chuck 120 supporting the semiconductor substrate w to be etched is positioned under the etching chamber 110. The electrostatic chuck 120 may electrically adsorb the semiconductor substrate w by a voltage applied to the electrostatic chuck 120, and the electrostatic chuck 120 may have a cathode 130 disposed outside the etching chamber 110. The voltage and the RF voltage are applied by. The cathode unit 130 may include an RF generator 131 for generating an RF voltage, an RF match box 133 (or match network) for matching an RF voltage generated by the RF voltage with a load of a process circuit, and the electrostatic chuck ( The high voltage power supply 135 may be configured to apply a high voltage to the 120.

한편, 식각 챔버(110)의 상부 외측에는 상기 식각 챔버(110)에 소정의 RF 전압을 인가하여 플라즈마 가스를 생성할 수 있는 플라즈마 유도부(140)가 설치된다. 플라즈마 유도부(140)는 도면에는 도시되지는 않았지만, 종래와 마찬가지로 RF 발생기, RF 매치 박스(RF 매치 네트워크) 및 부하 코일(142)을 포함한다. 알려진 바 와 같이, RF 발생기는 전압을 발생시키며, RF 매치 박스는 RF 발생기로부터 발생된 전압에 의해 식각 챔버에 부하를 제공하는 코일(142)의 부하 값을 조절하는 역할을 한다.On the other hand, the plasma induction unit 140 that generates a plasma gas by applying a predetermined RF voltage to the etching chamber 110 is installed on the upper outer side of the etching chamber 110. Although not shown in the drawing, the plasma induction unit 140 includes an RF generator, an RF match box (RF match network), and a load coil 142 as in the related art. As is known, the RF generator generates a voltage, and the RF match box serves to adjust the load value of the coil 142 providing the load to the etch chamber by the voltage generated from the RF generator.

플라즈마 유도부(140)와 식각 챔버(110) 사이에 석영 디스크 어셈블리(150)가 설치된다. 상기 석영 디스크 어셈블리(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 돔(dome) 형태의 석영판(151)을 포함한다. 석영판(151)의 상부 표면에는 도전막, 예컨대 구리(Cu)막(152)이 피복되어 있다. 이러한 석영판(151) 저부에 RF 전류를 측정하기 위한 측정부(153)가 선택적으로 설치될 수 있다. 이때, 석영 디스크 어셈블리(150)와 상기 플라즈마 유도부(140)는 PM 공정시 매치 불량을 방지하기 위하여 일변이 예컨대 힌지(hindge) 부착되어 질 수 있다.The quartz disk assembly 150 is installed between the plasma induction part 140 and the etching chamber 110. The quartz disk assembly 150 includes a quartz plate 151 in the form of a dome, for example, as shown in FIG. 3. A conductive film such as a copper (Cu) film 152 is coated on the upper surface of the quartz plate 151. The measurement unit 153 for measuring the RF current may be selectively installed at the bottom of the quartz plate 151. In this case, one side of the quartz disk assembly 150 and the plasma induction unit 140 may be attached to a hinge, for example, to prevent a poor match during the PM process.

이와 같은 본 발명의 플라즈마 식각 장치는 유지 보수를 위하여 식각 챔버(110)의 상부 커버(112)의 오픈시, 플라즈마 유도부(140)의 코일(142)이 상기 식각 챔버(110)와 직접적으로 접촉되지 않으므로써, RF 매치 불량을 방지할 수 있다.In the plasma etching apparatus of the present invention, when the upper cover 112 of the etching chamber 110 is opened for maintenance, the coil 142 of the plasma induction part 140 does not directly contact the etching chamber 110. Thus, poor RF match can be prevented.

또한, 상기 석영 디스크 어셈블리(150)를 구성하는 석영판(151)의 표면은 전기 전도성이 우수한 구리막(152)이 피복되어 있고, 상기 RF 코일(142)이 식각 챔버 상에 접촉되지 않고 상기 구리막(152)상에 접촉됨에 따라, 식각 챔버(110)와 코일간의 접촉이 배제되어 접촉 부분의 이물질을 방지할 수 있고 나아가 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 석영 디스크 어셈블리(150)가 식각 챔버(110) 상부에 배치됨에 따라 공정 가스의 유출 및 외기 노출을 방지할 수 있으며, 나아가 언치 않는 방전 현상을 방지할 수 있다. In addition, the surface of the quartz plate 151 constituting the quartz disk assembly 150 is coated with a copper film 152 having excellent electrical conductivity, and the RF coil 142 is not in contact with the etching chamber without the copper. As the contact is made on the film 152, contact between the etching chamber 110 and the coil may be excluded to prevent foreign substances in the contact portion and further reduce contact resistance. In addition, as the quartz disk assembly 150 is disposed on the etching chamber 110, the leakage of the process gas and exposure to the outside air may be prevented, and further, an unexpected discharge phenomenon may be prevented.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 식각 챔버와 플라즈마 유도부 사이에 구리막이 피복되어 있는 돔 형태의 석영 디스크 어셈블리를 개재한다. As described in detail above, according to the present invention, a dome-shaped quartz disk assembly is interposed between a etching chamber and a plasma induction part.

이와 같이, 상기 구리막이 피복되어 있는 석영 디스크 어셈블리의 개재됨에 따라, 상기 RF 코일이 식각 챔버와 접촉되지 않고 상기 석영 디스크 어셈블리와 접촉됨으로써 식각 챔버의 커버를 오픈시키는 PM 공정을 진행하더라도 코일과 식각 챔버 사이에 매치 불량이 발생되지 않으므로, 코일을 보정하기 위한 시간이 요구되지 않는다. 뿐만 아니라, 상기 석영 디스크 어셈블리의 개재에 의해 RF 코일과 식각 챔버의 직접적인 접촉이 배제되어, 식각 챔버의 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. As described above, as the copper disk is coated with the quartz disk assembly, the coil and the etching chamber are subjected to the PM process of opening the cover of the etching chamber by contacting the quartz disk assembly rather than the RF coil. Since no match failure occurs between them, no time is required to correct the coil. In addition, the direct contact between the RF coil and the etching chamber is excluded by the intervening quartz disk assembly, thereby reducing the contact resistance of the etching chamber.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .

Claims

An etching chamber having an electrostatic chuck;

A cathode for providing a predetermined RF voltage to the electrostatic chuck;

A plasma inducing unit disposed on the etching chamber and providing a predetermined RF voltage to the etching chamber; And

And a quartz disk assembly having a conductive layer coated on a surface interposed between the etching chamber and the plasma induction part.

The method of claim 1, wherein the quartz disk assembly portion,

Dome shaped quartz plates; And

And a copper film coated on the upper surface of the quartz plate.

The method of claim 2, wherein the plasma induction unit,

An RF generator for generating an RF voltage;

Load coil; And

And an RF match box for adjusting the load coil by a voltage generated by the RF generator, wherein the load coil and the copper film are disposed to replace the load coil.

The plasma etching apparatus of claim 2, further comprising an RF current measuring unit under the quartz plate.