KR20070033196A - Ｅｓｃ를 구비하는 반도체 소자 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

ESC의 하부 연결부를 보호하기 위한 ESC 커버를 구비한 반도체 소자 제조 장치에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치는 챔버와, 상기 챔버 내의 상부에 설치되고 상기 RF 전원이 인가되는 상부 전극과, 상기 챔버 내의 하부에 반도체 기판을 지지하도록 설치된 ESC와, 상기 ESC의 하부 연결부를 보호하기 위하여 상기 ESC의 하부 외주를 포위하고 있는 ESC 커버와, 상기 ESC 커버의 표면에 코팅되어 있는 Y2O3 코팅층을 포함한다.
ESC 커버, 코팅층, 플라즈마, 아킹, 파티클

Description

ＥＳＣ를 구비하는 반도체 소자 제조 장치 {Apparatus for manufacturing semiconductor device having ESC}
도 1은 반도체 기판을 지지 및 고정하기 위하여 ESC를 사용하는 통상의 건식 식각 장치의 요부 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 건식 식각 장치에 구비되어 있는 애노다이징 처리된 ESC 커버의 사진이다.
도 3은 종래 기술에 따른 반도체 소자 제조 장치에서 반복되는 건식 식각 공정의 결과로서 ESC 커버의 외벽에서 애노다이징 처리된 표면이 손상된 상태를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 요부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치에 구비된 Y2O3 코팅층이 형성되어 있는 ESC 커버를 보여주는 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 반도체 소자 제조 장치, 202: 챔버, 206: 진공 펌프, 210: ESC, 212: ESC 커버, 212a: Y2O3 코팅층, 220: 상부 전극.
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 기판을 지지하기 위한 ESC (electro static chuck)가 반응 챔버 내에 구비되어 있는 반도체 소자 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조를 위하여 화학 기상 증착, 스퍼터링, 포토리소그래피, 식각, 이온주입, 화학적 기계적 연마(CMP) 등과 같은 다양한 단위 공정들이 다양한 조합으로 수행된다. 상기와 같은 단위 공정들에서는 반도체 기판을 지지하고 고정시키기 위한 척(chuck)이 사용된다. 특히, 최근의 반도체 소자의 미세화 및 대용량화에 따라 건식 식각 공정에서 반도체 기판을 고정하는 방법도 크게 변하고 있다.
최근에는 반도체 기판을 정전기력을 이용하여 고정시킴과 동시에 반도체 기판의 온도를 균일하게 유지하기 위한 온도 조절 가스를 제공하는 ESC가 주로 사용되고 있다.
도 1은 반도체 기판을 지지 및 고정하기 위하여 ESC를 사용하는 통상의 건식 식각 장치의 요부 구성을 예시한 것이다.
도 1을 참조하면, 건식 식각 장치(100)는 반도체 기판(W)의 가공 공정이 수행되는 챔버(102)와, 반도체 기판(W)을 지지하기 위하여 상기 챔버(102) 내부에 설치된 ESC(110)를 포함한다. 상기 ESC(110)는 하부 전극을 구성한다. 상기 챔버(102)의 상측에는 상부 전극(120)이 설치되어 있다. 상기 상부 전극(120)은 실링 플레이트 (sealing plate)와 GDR (gas diffuser ring)로 구성된다. 상기 상부 전극(120)은 반도체 기판(W)을 가공하기 위한 가스를 챔버(102) 내부로 제공하기 위한 다수개의 관통공이 형성되어 있으며 상기 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 RF(radio frequency) 전원이 인가된다. 챔버(102)의 일측에는 챔버(102) 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공 펌프(106)가 연결되어 있다.
상기 ESC(110)의 외측에는 ESC(110) 하부 연결부를 보호하기 위한 ESC 커버(112)가 설치되어 있다. 종래 기술에 따른 ESC 커버(112)는 그 표면이 애노다이징(anodizing) 처리되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 건식 식각 장치에 구비되어 있는 애노다이징 처리된 ESC 커버(112)의 사진이다.
통상의 건식 식각 공정에서는 상기 ESC(110) 위에 반도체 기판(W)이 놓인 상태에서 전기장을 걸어 반도체 기판(W)이 움직이지 못하도록 척킹한 상태에서 상부 전극(120)의 GDR로부터 일정한 비율로 혼합된 가스를 공급하여 미리 설정된 소정 조건에 맞추어지면 상부 전극(120)에 RF 전원이 인가되고, 반도체 기판(W) 표면에 대한 식각 공정이 진행된다. 이 식각 공정이 진행되는 동안 챔버(102) 내에서는 플라즈마에 의한 물리적 및 화학적인 반응에 의한 식각이 이루어진다. 이 때, 상기 ESC 커버(112)의 외벽에 폴리머 부산물이 증착되고, 또한 애노다이징 처리된 표면이 손상된다.
도 3은 반복되는 건식 식각 공정의 결과로서 ESC 커버(112)의 외벽에서 애노다이징 처리된 표면이 손상된 상태 (점선으로 표시된 부분)를 보여주는 사진이다.
이와 같이 손상된 부분이 플라즈마에 노출됨으로써 아킹(arcing)이 발생되고, 이로 인하여 챔버(102) 내에서 파티클 오염에 따른 문제가 심각하게 대두된다. 이와 같이 발생된 파티클은 반도체 기판(W) 오염의 주원인으로 되고 있으며, 반도체 소자의 불량을 유발하여 품질을 저하시킨다. 또한, 이와 같은 문제를 줄이기 위하여 설비 점검 주기가 짧아져서 생산성이 저하된다.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 반도체 소자 제조를 위한 소정의 공정이 진행될 때 ESC 하부를 보호하는 ESC 커버의 표면 손상으로 인한 파티클 발생 및 그에 따른 소자 불량 발생을 최소화할 수 있는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치는 챔버와, 상기 챔버 내의 상부에 설치되고 상기 RF 전원이 인가되는 상부 전극과, 상기 챔버 내의 하부에 반도체 기판을 지지하도록 설치된 ESC와, 상기 ESC의 하부 연결부를 보호하기 위하여 상기 ESC의 하부 외주를 포위하고 있는 ESC 커버와, 상기 ESC 커버의 표면에 코팅되어 있는 Y2O3 코팅층을 포함한다.
본 발명에 의하면, ESC 커버가 반복적으로 플라즈마 식각 분위기에 노출되어도 폴리머 부산물 증착에 따른 문제, 또는 아킹 발생으로부터 야기되는 파티클에 의한 오염 문제를 최소화될 수 있다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치의 요부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에는 반도체 소자 제조 장치중 하나인 건식 식각 장치가 예시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치(200)는 챔버(202)와, 상기 챔버(202) 내의 하부에 반도체 기판(W)을 지지하도록 설치된 ESC(210)와, 상기 챔버(202) 내의 상부에 설치되고 상기 RF 전원이 인가되는 상부 전극(220)을 포함한다. 상기 ESC(210)는 하부 전극을 구성한다.
상기 상부 전극(220)은 실링 플레이트와 GDR로 구성될 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 반도체 기판(W)을 가공하기 위한 가스를 챔버(202) 내부로 제공하기 위한 다수개의 관통공이 형성되어 있으며, 상기 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위하여 RF 전원이 인가된다. 챔버(202)의 일측에는 챔버(202) 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공 펌프(206)가 연결되어 있다.
상기 ESC(210)의 하부 연결부를 보호하기 위하여 상기 ESC(210)의 하부 외주에는 ESC 커버(212)가 포위되어 있다. 상기 ESC 커버(212)의 외측 표면에는 Y2O3 코팅층(212a)이 형성되어 있다.
도 5는 외측 표면에 Y2O3 코팅층(212a)이 형성되어 있는 상기 ESC 커버(212)를 보여주는 사진이다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치를 사용하여 건식 식각 공정을 행하는 데 있어서, 상기 ESC(210) 위에 반도체 기판(W)이 놓인 상태에서 전기장을 걸어 반도체 기판(W)을 척킹한다. 이 상태에서 상부 전극(220)의 GDR로부터 일정한 비율로 혼합된 가스를 공급하여 미리 설정된 소정 조건에 맞추어지면 상부 전극(220)에 RF 전원이 인가되고, 반도체 기판(W) 표면에 대한 식각 공정이 진행된다. 이 식각 공정이 진행되는 동안 챔버(202) 내에서는 플라즈마에 의한 물리적 및 화학적인 반응에 의한 식각이 이루어진다. 이 때, 상기 ESC 커버(212)의 표면은 Y2O3 코팅층(212a)에 의해 보호되어 있으므로, 상기 ESC 커버(212)가 반복적으로 플라즈마 식각 분위기에 노출되어도 폴리머 부산물 증착에 따른 문제, 또는 아킹 발생으로부터 야기되는 파티클에 의한 오염 문제를 최소화될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치는 소정의 반응이 이루어지는 챔버 내에서 반도체 기판을 지지하기 위하여 설치된 ESC의 하부 연결부를 보호하기 위한 ESC 커버의 표면이 Y2O3 코팅층에 의해 보호되어 있다. 따라서, ESC 커버가 반복적으로 플라즈마 식각 분위기에 노출되어도 폴리머 부산물 증착에 따른 문제, 또는 아킹 발생으로부터 야기되는 파티클에 의한 오염 문제를 최소화될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 반도체 소자의 품질을 향상시킬 수 있으며, 설비 점점 주기를 증가시키는 효과를 초래하여 제품 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (2)

  1. 챔버와,
    상기 챔버 내의 상부에 설치되고 상기 RF 전원이 인가되는 상부 전극과,
    상기 챔버 내의 하부에 반도체 기판을 지지하도록 설치된 ESC와,
    상기 ESC의 하부 연결부를 보호하기 위하여 상기 ESC의 하부 외주를 포위하고 있는 ESC 커버와,
    상기 ESC 커버의 표면에 코팅되어 있는 Y2O3 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 건식 식각 공정을 행하기 위한 식각 반응 챔버인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.
KR1020050087639A 2005-09-21 2005-09-21 Ｅｓｃ를 구비하는 반도체 소자 제조 장치 KR20070033196A (ko)

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