KR20070030522A

KR20070030522A - 돔 온도를 일정하게 조절하는 돔 온도 제어 유닛과 이를구비한 플라즈마 식각 장치

Info

Publication number: KR20070030522A
Application number: KR1020050085249A
Authority: KR
Inventors: 김택곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-03-16

Abstract

챔버의 돔 온도를 일정하게 조절하는 돔 온도 제어 유닛과 이를 구비한 식각 장치를 제공한다. 돔 온도 제어 유닛에서 돔 온도를 조절하기 위해 돔에 공기를 불어 보내는 팬 아래에 원반을 사용한다. 원반의 마스킹에 의하여 팬이 보내는 공기가 직접 돔의 중앙부에 닿지 않고 RF 코일이 감긴 돔의 주변부로 보내진다. 따라서 돔의 중앙부에서의 온도 저하를 개선하여 돔의 온도를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있고, 식각 부산물이 챔버 내부의 돔 중앙부에 증착되는 것을 방지함으로써 파티클 발생을 줄일 수 있다.

Description

돔 온도를 일정하게 조절하는 돔 온도 제어 유닛과 이를 구비한 플라즈마 식각 장치{Dome temperature control unit and plasma etcher having the same}

도 1은 돔을 구비한 식각 장치를 나타낸 개념적인 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 돔 온도 제어 유닛의 개념적인 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 돔 온도 제어 유닛을 구비한 식각 장치의 개념적인 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 챔버 120 : 돔

130 : 전극 140 : RF 코일

150 : 돔 온도 제어 유닛 152 : 팬

154 : 쿨링 라인 156 : 원반

158 : 가이드

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 제조용 식각 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정은 반도체 기판에 사진, 식각, 확산, 증착 등 여러 공정이 반복적으로 수행되어 이루어진다. 이중 식각 공정은 화학반응을 통하여 특정영역의 물질을 제거함으로써 회로 패턴을 형성해 가는 공정으로 일반적으로 플라즈마를 이용한 건식각 공정이 이용된다.

플라즈마 식각 과정에서는 반도체 기판 위의 필름이 챔버 내부에 공급된 식각가스로부터 형성된 플라즈마를 구성하는 화학종과 반응하여 식각 부산물을 생성한다. 이 식각 부산물의 대부분은 챔버에 연결된 배기구를 통하여 펌핑되어 챔버 밖으로 배출되지만 일부는 챔버벽과 같은 챔버내부의 구성요소에 부착된다. 이렇게 챔버내부의 구성요소에 부착된 식각 부산물이 이후의 식각 공정이 진행되는 도중에 반도체 기판에 떨어지면 파티클 소스가 된다. 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 패턴의 크기가 점점 더 작게 형성되면서 파티클 소스를 줄이는 것이 더욱 중요해지고 있다.

도 1은 돔을 구비한 식각 장치를 나타낸 개념적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 식각 장치(100)는 식각 반응이 일어나는 공간을 갖는 챔버(10)와 식각 반응에 사용되는 플라즈마의 생성을 유도하는 RF 코일(40)이 감긴 돔(20)을 포함한다. 챔버(10) 안에는 반도체 기판(미도시)이 놓이고 파워가 인가되는 전극(30)이 있다. 돔(20)의 바깥에는 돔(20)의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 유닛(50)이 설치되어 있다.

종래의 식각 장치의 돔 온도 제어 유닛(50)은 램프(미도시)를 구비하여 돔(20)의 온도를 원하는 값으로 높일 수 있으며, 돔(20)의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 쿨링 라인(미도시)을 포함한다. 돔(20)에 감긴 RF 코일(40)에 전력이 공급되면 열이 발생하여 돔(20)의 온도의 상승을 수반하게 되는데, 돔(20) 위에 마련한 팬(fan)(미도시)을 통하여 돔(20)에 직접 공기를 흐르게 하여 돔(20)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 막는다. 그러나 팬에 의한 공기의 흐름이 RF 코일이 감기지 않은 돔(20)의 중앙부에 먼저 닿아 중앙부의 온도를 RF 코일이 감긴 주변부보다 더 낮게 떨어뜨려서 돔(20)의 온도를 균일하지 못하게 하는 문제가 발생한다. 돔(20)의 온도가 균일하지 않으면 온도가 낮은 부분에 식각 부산물의 증착이 늘어나 파티클이 증가하는 문제가 발생한다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 돔의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 돔 온도 제어 유닛을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 돔의 온도를 균일하게 유지하여 식각 부산물의 돔 내부의 증착을 줄임으로써 파티클 발생을 줄일 수 있는 식각 장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 천정이 돔 형태를 갖는 반도체 제조용 식각 장치의 돔 온도 제어 유닛은 상기 돔으로부터 소정의 높이 위에 위치하고 공기를 상기 돔 위로 불어 보내는 팬; 상기 팬과 상기 돔 사이에 위치하고, 상기 팬이 불어 보내는 공기가 상기 돔의 중앙부에 직접 닿는 것을 막는 원반; 및 상기 돔의 높이보다 높은 원통형으로 돔을 둘러싸고 있고, 내부에 상기 팬과 상기 원반을 포함하며, 원통을 따라 쿨링 라인을 구비한 하우징을 포함한다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 챔버의 천정이 돔 형태를 갖는 반도체 제조용 식각 장치는 식각 반응이 일어나는 내부 공간과 상기 내부 공간에 반도체 기판이 놓이는 전극을 포함하는 챔버; 상기 챔버의 천장을 이루며, 그 바깥을 RF 코일이 둘러싸고 있는 돔; 및 상기 돔으로부터 소정의 높이 위에 위치하고 공기를 상기 돔 위로 불어 보내는 팬, 상기 팬과 상기 돔 사이에 위치하고 상기 팬이 불어 보내는 공기가 상기 돔의 중앙부에 직접 닿는 것을 막는 원반 및 상기 돔의 높이보다 높은 원통형으로 돔을 에워싸고 있고, 내부에 상기 팬과 상기 원반을 포함하며 쿨링 라인을 구비한 하우징을 포함하는 돔 온도 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 돔 온도 제어 유닛과 식각 장치에 있어서, 상기 원반은 공기가 통하지 못하도록 막힌 구조로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 원반은 상기 팬이 불어 보내는 공기를 상기 원반의 가장자리의 바깥을 통하여 상기 돔의 RF 코일이 감긴 주변부에 전달하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 돔 온도 제어 유닛의 개념적인 구성도이다. 도 2를 참조하면, 돔 온도 제어 유닛(150)은 쿨링 라인(152)을 포함하는 하우징(151)이 돔(120)을 에워싸고 있으며 하우징(151) 안에 램프(미도시)와 팬(154)을 구비한다. 램프는 돔(120)의 온도를 원하는 값으로 높이는 역할을 하며, 팬(154)은 돔(120) 표면에 공기를 불어 보내어 돔(120)의 온도가 계속 올라가는 것을 막는다. 본 발명에 따른 돔 온도 제어 유닛(150)에서는 돔(120)의 중앙부(120a)의 온도 저하를 막기 위하여 팬(154) 아래에 그물망 형태가 아닌 막힌 구조의 원반(156)을 사용한다. 원반(156)은 팬(154)에 의한 공기의 흐름(155)이 팬(154)의 바로 아래의 돔(120)의 중앙부에 직접 닿는 것을 막아서 돔(120)의 중앙부(120a)의 온도가 돔(120)의 주변부(120b)에 비하여 상대적으로 낮아지는 것을 방지한다. 팬(154)이 불어 보내는 공기는 팬(154) 아래의 원반(156)에 의해 흐름이 조절되어 원반(156)과 가이드(158) 사이를 통과하여 아래로 떨어져 돔(120)의 주변부(120b)로 흐른다. 돔(20)의 주변부(120b)에는 돔(120) 내부에 플라즈마를 생성시키기 위한 RF 코일(140)이 지나며 이 RF 코일(140)에 전력이 공급되면 열이 발생하여 돔(120)의 중앙부에 비하여 온도가 더 높아진다. 팬(154)에서 공급하는 공기가 이 RF 코일(140)이 지나는 부분에 직접 떨어져 흐르면서 돔의 주변부(120b)의 온도를 내리므로 돔 (120)의 중앙부(120a)와의 온도 차이를 감소시켜서 돔(120)의 온도를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 돔 온도 제어 유닛을 구비한 식각 장치의 개념적인 구성도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 식각 장치(200)는 돔(120) 위로 본 발명의 돔 온도 제어 유닛(150)을 포함한다. 돔 온도 제어 유닛(150)의 구성은 도 3에서 설명한 바와 같다. 돔 온도 제어 유닛(150)에 의하여 돔(120)의 온도가 전체적으로 균일하게 유지됨으로써 식각 공정 중 챔버(110) 내에서 생성된 식각 부산물이 온도가 낮은 돔(120)의 특정부분에 과도하게 증착되는 것을 방지할 수 있다. 돔(120)에 증착된 식각 부산물의 양이 감소하면 식각 부산물이 전극(130)에 놓인 반도체 기판에 떨어져 파티클 소스로 작용하는 것을 예방할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 그 변형이나 개량이 가능하다.

돔 온도 제어 유닛에서 팬 아래에 원반을 사용함으로써 팬이 보내는 공기가 원반에 의해 돔의 중앙부에 닿지 않고 RF 코일이 감긴 돔의 주변부로 직접 보내지도록 하여 돔의 중앙부에서의 온도 저하를 개선하고 돔의 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 돔의 온도를 균일하게 유지함으로써 식각 부산물이 챔버 내부의 돔 중앙부에 증착되는 것을 줄임으로써 파티클 발생을 줄일 수 있다.

Claims

챔버의 천정이 돔 형태를 갖는 반도체 제조용 식각 장치의 돔 온도 제어 유닛에 있어서,

상기 돔으로부터 소정의 높이 위에 위치하고 공기를 상기 돔 위로 불어 보내는 팬;

상기 팬과 상기 돔 사이에 위치하고, 상기 팬이 불어 보내는 공기가 상기 돔의 중앙부에 직접 닿는 것을 막는 원반; 및

상기 돔의 높이보다 높은 원통형으로 돔을 둘러싸고 있고, 내부에 상기 팬과 상기 원반을 포함하며, 원통을 따라 쿨링 라인을 구비한 하우징을 포함하는 돔 온도 제어 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 원반은 공기가 통하지 못하도록 막힌 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 돔 온도 제어 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 원반은 돔의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 돔 온도 제어 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 원반은 상기 팬이 불어 보내는 공기를 상기 원반의 가장자리의 바깥을 통하여 상기 돔의 RF 코일이 감긴 주변부에 전달하도록 하는 것 을 특징으로 하는 돔 온도 제어 유닛.
챔버의 천정이 돔 형태를 갖는 반도체 제조용 식각 장치에 있어서,

식각 반응이 일어나는 내부 공간과 상기 내부 공간에 반도체 기판이 놓이는 전극을 포함하는 챔버;

상기 챔버의 천장을 이루며, 그 바깥을 RF 코일이 둘러싸고 있는 돔; 및

상기 돔으로부터 소정의 높이 위에 위치하고 공기를 상기 돔 위로 불어 보내는 팬, 상기 팬과 상기 돔 사이에 위치하고 상기 팬이 불어 보내는 공기가 상기 돔의 중앙부에 직접 닿는 것을 막는 원반 및 상기 돔의 높이보다 높은 원통형으로 돔을 에워싸고 있고, 내부에 상기 팬과 상기 원반을 포함하며 쿨링 라인을 구비한 하우징을 포함하는 돔 온도 제어 유닛을 포함하는 식각 장치.
제 5항에 있어서, 상기 원반은 공기가 통하지 못하도록 막힌 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 식각 챔버.
제 5항에 있어서, 상기 원반은 상기 팬이 불어 보내는 공기를 상기 원반의 가장자리의 바깥을 통하여 상기 돔의 RF 코일이 감긴 주변부에 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 식각 장치.