KR20070042270A - Jig for aligning hale and the semiconductor manufacturing equipment used the same - Google Patents

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KR20070042270A
KR20070042270A KR1020050097982A KR20050097982A KR20070042270A KR 20070042270 A KR20070042270 A KR 20070042270A KR 1020050097982 A KR1020050097982 A KR 1020050097982A KR 20050097982 A KR20050097982 A KR 20050097982A KR 20070042270 A KR20070042270 A KR 20070042270A
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electrostatic chuck
temperature sensor
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wafer
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이재혁
김대현
박광호
백홍주
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삼성전자주식회사
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    • H01L21/6833Details of electrostatic chucks

Abstract

본 발명은 생산성을 높일 수 있는 관통홀 정렬 지그 및 그가 사용되는 반도체 제조설비를 개시한다. 그의 지그는, 작업자의 손에 파지되는 손잡이; 상기 손잡이에서 연장되어 복수개의 관통홀을 일직선으로 통과되도록 형성된 관통 바; 및 상기 관통 바가 상기 복수개의 관통홀 내부로 삽입되는 동안 상기 손잡이가 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않도록 상기 관통 바와 상기 손잡이 사이에 형성된 걸림 턱을 포함함에 의해 상기 웨이퍼를 고정 지지하는 정전척과 상기 정전척 하부의 하부 전극에 형성된 복수개의 관통홀을 일직선으로 정렬시키고, 정렬된 복수개의 관통홀을 통해 삽입되는 고가의 온도 센서 파손을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention discloses a through hole alignment jig capable of increasing productivity, and a semiconductor manufacturing apparatus using the same. His jig includes a handle held in a worker's hand; A through bar extending from the handle and configured to pass through the plurality of through holes in a straight line; And a locking jaw formed between the through bar and the handle such that the handle is not inserted into the through hole while the through bar is inserted into the plurality of through holes. Since the plurality of through holes formed in the lower lower electrode are aligned in a straight line, it is possible to prevent expensive temperature sensor damage inserted through the aligned plurality of through holes, thereby improving productivity.

지그(jig), 홀(hole), 바(bar), 걸림 턱, 정전척(ESC) Jigs, holes, bars, locking jaws, electrostatic chucks (ESC)

Description

관통홀 정렬 지그 및 그가 사용되는 반도체 제조설비{Jig for aligning hale and the semiconductor manufacturing equipment used the same} Jig for aligning hale and the semiconductor manufacturing equipment used the same

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 정전척 및 플라즈마 전극의 분해 사시도.2 is an exploded perspective view of the electrostatic chuck and plasma electrode of FIG.

도 3은 도 1의 온도 센서를 체결하기 위해 사용되는 관통홀 정렬 지그를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a through-hole alignment jig used to fasten the temperature sensor of FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

100 : 챔버 112 : 샤워헤드100 chamber 112 shower head

114 : 정전척 116 : 하부 전극114: electrostatic chuck 116: lower electrode

118 : 온도 센서 120 : 관통홀 정렬 지그118: temperature sensor 120: through hole alignment jig

본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 반응에 의해 가열되는 웨이퍼의 온도를 감지하는 온도 센서의 체결 시 상기 온도 센서가 체 결되는 관통홀을 정렬하는 관통홀 정렬 지그 및 그가 사용되는 반도체 제조설비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing equipment, and in particular, through-hole alignment jig for aligning the through-hole to which the temperature sensor is fastened when the temperature sensor for sensing the temperature of the wafer heated by the plasma reaction and the use thereof It relates to a semiconductor manufacturing facility.

반도체 장치의 제조 기술은 크게 웨이퍼 상에 가공막을 형성하는 증착(deposition) 공정과, 상기 증착공정으로 형성된 가공막 상에 피가공막을 형성하여 식각하는 공정을 포함한 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 이루어진다.The manufacturing technology of a semiconductor device is largely composed of a deposition process of forming a processed film on a wafer and a photolithography process including a process of forming and etching a processed film on the processed film formed by the deposition process.

이와 같은 증착 공정과 식각 공정은 챔버내에 충만한 불활성 기체 및 반응가스에 RF(Radio Frequency)의 높은 전압을 인가하여 상기 반응가스를 플라즈마(plasma) 상태로 만들고, 상기 플라즈마 상태의 반응가스에 상기 웨이퍼를 노출시켜 상기 가공막을 형성하거나, 상기 피가공막을 식각하는 반도체 제조설비에 의해 이루어진다.The deposition process and the etching process apply a high voltage of RF (Radio Frequency) to the inert gas and the reaction gas filled in the chamber to make the reaction gas into a plasma state, and the wafer is placed into the reaction gas in the plasma state. Exposure to form the processed film or by a semiconductor manufacturing facility for etching the processed film.

이와 같은 반도체 제조설비는 상기 공정 중에 반도체 기판이 움직이거나 오정렬되는 것을 방지하기 위해서, 웨이퍼를 지지 또는 잡아두기 위한 척들 (chucks)이 사용된다. 일반적으로 반도체 장비 중 기판의 홀딩은 메카니컬 클램프(mechanical clamp)방식이 많이 이용되며, 그러나 최근에는 파티클(particle)과 공정의 단일성 (uniformity)이 우수한 정전척(ElectroStatic Chuck;ESC)의 사용이 급증하고 있다. 특히 고밀도 플라즈마 식각 및 증착을 위한 장비로써 정전척의 사용이 일반화되고 있다. 웨이퍼를 잡아두기 위해 정전기 인력 (electrostatic attraction forces)을 사용하는 정전척들은 다른 형태의 척들 (예를 들면, 기계척 그리고 진공척)에 비해 몇몇 이점들을 갖는다. 그러한 이점들 중 하나로서, 정전척들은 메카니컬 클램프들 (mechanical clamps)에 의해서 종종 생기는 스트레스에 관 련된 크랙 (stress-related cracks)을 줄일 수 있다. 그러한 정전척들이 'ELECTROSTATIC CHUCK'라는 제목으로 U.S. Patent No. 4,665,463에, 'METHOD OF AND APPARATUS FOR APPLYING VOLTAGE TO ELECTROSTATIC CHUCK'라는 제목으로 U.S. Patent No. 5,117,121에, 그리고 'ELECTROSTATIC CHUCK HAVING A THERMAL TRANSFER REGULATED PAD'라는 제목으로 U.S. Patent No. 5,978,202에 각각 게재되어 있다.Such semiconductor fabrication equipment uses chucks to support or hold the wafer to prevent the semiconductor substrate from moving or misaligning during the process. In general, the holding of the substrate in the semiconductor equipment is a mechanical clamp method, but recently, the use of electrostatic chuck (ESC) excellent in particle and process uniformity is rapidly increasing have. In particular, the use of an electrostatic chuck as a device for high-density plasma etching and deposition has become common. Electrostatic chucks that use electrostatic attraction forces to hold the wafer have some advantages over other types of chucks (eg, mechanical chucks and vacuum chucks). As one of those advantages, electrostatic chucks can reduce stress-related cracks often caused by mechanical clamps. Such electrostatic chucks are called U.S. Patent No. 4,665,463, entitled "METHOD OF AND APPARATUS FOR APPLYING VOLTAGE TO ELECTROSTATIC CHUCK". Patent No. 5,117,121 and titled "ELECTROSTATIC CHUCK HAVING A THERMAL TRANSFER REGULATED PAD." Patent No. 5,978,202, respectively.

정전척은 상기 플라즈마 반응을 유도하기 위한 플라즈마 전극 상부에서 유전 물질 (dielectric material)로 구성된 척바디(chuck body) 또는 시트 (sheet) 내에 내장된 한 쌍의 전극들을 포함한다. 그리고, 웨이퍼와 같은 가공품이 상기 정전척 상에 놓인다. 상기 전극들 사이에 전압이 인가될 때, 정전척은 존슨-라벡 효과 (Johnsen-Rahbek effect)에 따라 상기 웨이퍼를 정전기적으로 끌어당겨 상기 웨이퍼를 척킹(chucking)한다. 이때, 상기 웨이퍼는 상기 정전척을 통해 인가되는 전압에 의해 정전기적으로 대전된다.The electrostatic chuck includes a pair of electrodes embedded in a chuck body or sheet of dielectric material on top of the plasma electrode for inducing the plasma reaction. A workpiece, such as a wafer, is then placed on the electrostatic chuck. When a voltage is applied between the electrodes, the electrostatic chuck electrostatically pulls the wafer according to the Johnson-Rahbek effect to chuck the wafer. At this time, the wafer is electrostatically charged by the voltage applied through the electrostatic chuck.

따라서, 상기 정전척에서 인가되는 전압과 시간에 비례하여 정전력이 증가된다. 반면, 상기 정전척에 인가되는 전압이 차단되더라도 소정의 시간동안 정전력이 남아 있을 수 있기 때문에 디척킹 시 상기 정전기적으로 대전된 웨이퍼를 접지시켜야만 한다.Therefore, the constant power increases in proportion to the voltage and time applied from the electrostatic chuck. On the other hand, even when the voltage applied to the electrostatic chuck is interrupted, since the constant power may remain for a predetermined time, the electrostatically charged wafer must be grounded during dechucking.

한편, 상기 플라즈마 반응은 상기 불활성 가스 또는 반응 가스를 전자와 고온의 양이온으로 분리시켜 반응의 균일성과 활성화를 높일 수 있다. 이때, 상기 플라즈마 반응을 유도하기 위한 플라즈마 전극은 상기 불활성 가스 또는 반응 가스가 공급되는 챔버의 상단에 형성된 상부 전극과, 상기 상부 전극에 대향하는 상기 정 전척의 하부에 형성된 하부 전극을 포함하여 이루어진다. On the other hand, the plasma reaction may increase the uniformity and activation of the reaction by separating the inert gas or the reaction gas into electrons and high temperature cations. In this case, the plasma electrode for inducing the plasma reaction includes an upper electrode formed on the upper end of the chamber to which the inert gas or the reactive gas is supplied, and a lower electrode formed on the lower side of the electrostatic chuck facing the upper electrode.

또한, 증착 또는 식각 공정 시 고온의 상기 플라즈마 반응에 의해 상기 웨이퍼에 형성된 도전성 불순물이 열화되거나, 상기 웨이퍼에 형성된 도전성 금속 배선이 단선될 수 있기 때문에 소정온도까지 냉각되어야 한다.In addition, since the conductive impurities formed on the wafer may be degraded by the high temperature plasma reaction during the deposition or etching process, or the conductive metal wires formed on the wafer may be disconnected, the temperature must be cooled to a predetermined temperature.

상기 정전척과 상기 웨이퍼 후면 사이에 냉매를 유동시켜 고온의 플라즈마 반응에 의한 열화 및 금속 배선의 단선을 방지토록 할 수 있다. 그러나, 상기 냉매가 과도하게 유동되어 상기 웨이퍼를 과냉각시킬 경우, 상기 웨이퍼의 증착 또는 식각 불량을 초래할 수 있기 때문에 상기 웨이퍼의 표면 온도를 모니터링 할 필요가 있다.The refrigerant may flow between the electrostatic chuck and the back surface of the wafer to prevent deterioration due to a high temperature plasma reaction and disconnection of the metal wiring. However, when the refrigerant is excessively flowed to overcool the wafer, it is necessary to monitor the surface temperature of the wafer because it may cause deposition or etching failure of the wafer.

따라서, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 상기 정전척과 상기 하부 전극에 형성된 복수개의 관통홀을 통해 상기 웨이퍼 표면의 온도를 센싱하는 온도 센서가 형성되어 있다. 이때, 상기 온도 센서가 상기 웨이퍼에 접촉될 경우, 상기 온도 센서를 통하여 상기 웨이퍼에 대전된 전하가 누설될 수 있기 때문에 상기 온도 센서는 상기 웨이퍼에 비접촉되는 광센서와 같은 비접촉식 센서로 이루어진다.Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus according to the prior art has a temperature sensor for sensing the temperature of the wafer surface through a plurality of through holes formed in the electrostatic chuck and the lower electrode. At this time, when the temperature sensor is in contact with the wafer, since the charge charged on the wafer through the temperature sensor may leak, the temperature sensor is made of a non-contact sensor such as an optical sensor that is not in contact with the wafer.

하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the semiconductor manufacturing equipment according to the prior art had the following problems.

종래 기술에 따른 반도체 제조설비는, 정전척과 하부 전극에 형성된 복수개의 관통홀을 통해 삽입되는 상기 온도 센서의 분리 후, 체결 시 상기 정전척과 상기 하부 전극이 정확하게 정렬되지 않아 상기 온도 센서의 손상을 초래할 수 있기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.In the semiconductor manufacturing apparatus according to the related art, after the separation of the temperature sensor inserted through the plurality of through holes formed in the electrostatic chuck and the lower electrode, the electrostatic chuck and the lower electrode may not be aligned correctly at the time of fastening, resulting in damage to the temperature sensor. This could be a disadvantage because of poor productivity.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 정전척과 하부 전극에 형성된 복수개의 관통홀을 통해 삽입되는 상기 비접촉식 센서의 분리 후, 체결 시 상기 정전척과 상기 하부 전극이 정확하게 정렬되지 않아 유발되는 상기 비접촉식 센서의 손상을 방지토록 하여 생산성을 증대 또는 극대화시킬 수 있는 관통홀 정렬 지그 및 그가 사용되는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is caused by the electrostatic chuck and the lower electrode is not aligned correctly after the separation of the non-contact sensor inserted through the plurality of through holes formed in the electrostatic chuck and the lower electrode. The present invention provides a through-hole alignment jig and a semiconductor manufacturing apparatus using the same, which can increase or maximize productivity by preventing damage of the non-contact sensor.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따른 관통홀 정렬 지그는 작업자의 손에 파지되는 손잡이; 상기 손잡이에서 연장되어 복수개의 관통홀을 일직선으로 통과되도록 형성된 관통 바; 및 상기 관통 바가 상기 복수개의 관통홀 내부로 삽입되는 동안 상기 손잡이가 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않도록 상기 관통 바와 상기 손잡이 사이에 형성된 걸림 턱을 포함함을 특징으로 한다.  Through hole alignment jig according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a handle that is held in the hand of the operator; A through bar extending from the handle and configured to pass through the plurality of through holes in a straight line; And a locking jaw formed between the through bar and the handle such that the handle is not inserted into the through hole while the through bar is inserted into the plurality of through holes.

또한, 본 발명의 다른 양상은, 불활성 기체 또는 반응가스로 충만된 챔버의 상하부에서 서로 마주보며, 고전압을 인가하여 상기 불활성 기체 또는 반응가스를 플라즈마 상태로 만드는 상부 전극 및 하부 전극; 상기 하부전극 상에서 상기 플라즈마 반응 시 웨이퍼를 안착 또는 고정하는 정전척; 상기 정전척 및 상기 하부 전극에 각각 형성된 복수개의 관통홀을 통해 유입되도록 형성되어 상기 웨이퍼의 온도를 센싱하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 분리 체결 시 상기 복수개의 관통홀을 정렬하여 상기 온도 센서의 손상을 방지하는 정렬 지그를 포함하는 반도체 제조설비이다.In addition, another aspect of the present invention, the upper electrode and the lower electrode facing each other in the upper and lower portions of the chamber filled with an inert gas or reaction gas, applying a high voltage to make the inert gas or reaction gas into a plasma state; An electrostatic chuck for mounting or fixing a wafer during the plasma reaction on the lower electrode; A temperature sensor formed to flow through a plurality of through holes respectively formed in the electrostatic chuck and the lower electrode to sense a temperature of the wafer; And an alignment jig for aligning the plurality of through holes when the temperature sensor is separated and fastened to prevent damage to the temperature sensor.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only this embodiment to make the disclosure of the present invention complete, the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는도 1의 정전척 및 플라즈마 전극의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 온도 센서를 체결하기 위해 사용되는 관통홀 정렬 지그를 나타내는 사시도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the electrostatic chuck and the plasma electrode of Figure 1, Figure 3 is a through-hole alignment used to fasten the temperature sensor of Figure 1 It is a perspective view which shows a jig.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는, 불활성 기체 또는 반응가스로 충만된 챔버(100)의 상단에 형성되어 상기 불활성 기체 또는 반응가스를 균일하게 분산시키는 샤워헤드(112)와, 상기 샤워헤드(112)에 대향하는 상기 챔버(100)의 하단에 형성되어 웨이퍼(W)를 안착 또는 고정시키는 정전척(114)과, 상기 정전척(114)의 하부 또는 상기 샤워헤드(112)의 상부에 형성되어 상기 불활성 기체 또는 반응 가스를 고온의 플라즈마 상태로 여기시키는 플라즈마 전극(도시하지 않음)과, 상기 정전척(114) 및 상기 플라즈마 전극에 형성된 복수개의 관통홀(115, 117)을 통해 유입되도록 형성되어 상기 웨이퍼(W)의 온도를 센싱하는 온도 센서(118)와, 상기 온도 센서(118)의 분리 체결 시 상기 복수개의 관통홀(115, 117)을 정렬하여 상기 온도 센서(118)의 손상을 방지하는 관통홀 정렬 지그(120)를 포함하여 구성된다.As shown in Figures 1 to 3, the semiconductor manufacturing equipment according to the present invention, the shower head is formed on the top of the chamber 100 filled with an inert gas or reaction gas to uniformly disperse the inert gas or reaction gas And an electrostatic chuck 114 formed at a lower end of the chamber 100 facing the shower head 112 to seat or fix the wafer W, and a lower portion or the lower portion of the electrostatic chuck 114. A plasma electrode (not shown) formed on the shower head 112 to excite the inert gas or the reactive gas into a high-temperature plasma state, and a plurality of through holes formed in the electrostatic chuck 114 and the plasma electrode. The temperature sensor 118 is formed to be introduced through the 115, 117 to sense the temperature of the wafer (W) and the plurality of through holes (115, 117) when the temperature sensor 118 is separated and fastened The temperature sensor 118 It is configured to include a through-hole arranging tool 120 to prevent damage.

도시되지는 않았지만, 외부에서 상기 플라즈마 전극에 고주파 파워(radio frequency power)를 정합시켜 공급하는 매칭 박스와, 상기 매칭 박스에 공급되는 고주파 파워를 제어하고, 상기 온도 센서(118)로부터 입력받은 온도 감지신호를 이용하여 상기 웨이퍼(W) 후면에 공급되는 냉매의 공급 유량을 판단토록 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 더 포함하여 이루어진다. Although not shown, a matching box for matching and supplying radio frequency power to the plasma electrode from the outside, controlling the high frequency power supplied to the matching box, and sensing the temperature received from the temperature sensor 118. It further comprises a control unit for outputting a control signal for controlling to determine the supply flow rate of the refrigerant supplied to the back surface of the wafer (W) by using the signal.

여기서, 상기 플라즈마 전극은 상기 샤워 헤드의 상부에 형성된 상부 전극과, 상기 정전척(114)의 하부에 형성된 하부 전극(116)으로 이루어진다. 이때, 상기 상부 전극 또는 하부 전극(116)은 상기 매칭 박스에서 인가되는 정합된 고주파 파워를 인가 받아 상기 챔버(100) 내에 공급된 불활성 가스 또는 반응 가스를 전자와 고온의 양이온으로 분리시켜 플라즈마 반응을 유도한다. 예컨대, 상기 상부 전극 또는 하부 전극(116)에 인가되는 고주파 파워는 약 20000V정도의 전압과 약 수십 와트(W) 또는 수백 와트(W)정도의 에너지를 갖는다.The plasma electrode includes an upper electrode formed on the shower head and a lower electrode 116 formed on the lower portion of the electrostatic chuck 114. In this case, the upper electrode or the lower electrode 116 receives a matched high frequency power applied from the matching box to separate the inert gas or the reactive gas supplied into the chamber 100 into electrons and high temperature cations to perform a plasma reaction. Induce. For example, the high frequency power applied to the upper electrode or the lower electrode 116 has a voltage of about 20000V and an energy of about tens of watts (W) or hundreds of watts (W).

또한, 상기 정전척(114)은 존슨-라벡 효과를 이용하여 상기 웨이퍼(W)를 소정 크기의 정전력으로 압착 고정시킨다. 예컨대, 존슨-라벡 효과는 1920년 존슨과 라벡에 의해 마노(瑪瑙), 점판암(粘板岩)등과 같은 약한 전도성 물질을 연마한 판과 인접한 금속 판이 200V의 전압이 가해진 상태로 단단하게 결합하는 현상으로 발견되었다. 전하가 없는 상태에서는 이러한 결합이 쉽게 끊어진다. 이 현상은 몇몇 점에서 약한 전도성 물질과 금속이 접촉하기 때문에 일어나는 것이다. 이는 전이 영역에서의 저항은 크고, 금속판의 횡단면 사이와 금속판 자체 내에서의 저항력은 작기 때문에 발생한다. 따라서 금속과 물체 사이의 전이 공간에 조금이라도 전기장이 존재한다면, 큰 전압이 발생한다. 금속과 물체사이의 거리는 거의 1nm정도로 작 기 때문에, 이 공간 사이로 큰 전압이 발생하는 것이다. 상기 정전척(114)은 상기 존슨-라벡 효과에 의해 유도되는 정전력을 이용해 웨이퍼(W)와 접촉하지 않고도 웨이퍼(W)를 착탈할 수 있는 소모성 부분이다. 이때, 존슨-라벡 효과와 관련된 힘은 전위차가 가해지는 시간에 따라 증가한다. 전위차가 전극으로부터 제거될 때에, 잔류하는 힘은 시간에 따라 점차 감소할 것이다. 이는 존슨-라벡 효과의 힘이 너무 큰 경우, 정전척(114)으로부터 웨이퍼(W)를 즉각적으로 분리시킬 수 없다. 따라서, 상기 웨이퍼(W)는 유전부재를 통해 접지되어 상기 웨이퍼(W)에 잔존하는 전하가 소정 레벨이하까지 감소되도록 해야만 디척킹이 이루어질 수 있다.In addition, the electrostatic chuck 114 press-fixes the wafer W with a constant power of a predetermined size by using the Johnson-Labeck effect. For example, the Johnson-Lavec effect was discovered in 1920 by Johnson and Lavec, in which a weakly conductive material such as agate, slate rock, and the metal plate adjacent to it were tightly coupled with a voltage of 200V. It became. In the absence of charge, this bond is easily broken. This phenomenon occurs in some ways because the metal is in contact with the weak conductive material. This occurs because the resistance in the transition region is large and the resistance between the cross sections of the metal plate and in the metal plate itself is small. Therefore, if there is any electric field in the transition space between the metal and the object, a large voltage is generated. Since the distance between the metal and the object is as small as about 1 nm, a large voltage is generated between these spaces. The electrostatic chuck 114 is a consumable part capable of attaching and detaching the wafer W without contacting the wafer W by using the electrostatic force induced by the Johnson-Labeck effect. At this time, the force associated with the Johnson-Labeck effect increases with the time that the potential difference is applied. When the potential difference is removed from the electrode, the remaining force will gradually decrease with time. This may not immediately disconnect the wafer W from the electrostatic chuck 114 if the force of the Johnson-Labeck effect is too large. Therefore, the wafer W may be grounded through the dielectric member so that the charge remaining in the wafer W may be reduced to a predetermined level or less to dechuck.

상기 정전척(114) 상에 고정지지되어 웨이퍼(W)는 고온의 상기 플라즈마 반응에 의해 소정의 온도로 가열될 수 있다. 예컨대, 상기 플라즈마 반응은 약 700℃ 내지 약 800℃정도에서 이루어진다. 따라서, 상기 플라즈마 반응에 의해 상기 웨이퍼(W) 가열되어 상기 웨이퍼(W) 상에 이온주입된 도전성 불순물이 열화되거나, 상기 웨이퍼(W) 상에 형성된 도전성 금속 배선이 단선되는 것을 방지하기 위해 상기 정전척(114)과 상기 웨이퍼(W)의 후면사이에 냉매를 유동시키는 소정 크기의 냉매 홀이 상기 정전척(114) 상에서 방사상으로 균일하게 형성되어 있다. 예컨대, 상기 냉매는 헬륨 또는 갈덴이 주로 사용되며 상기 냉매 홀에 냉각되어 순환 공급된다.The wafer W may be fixed and supported on the electrostatic chuck 114 to be heated to a predetermined temperature by the high temperature plasma reaction. For example, the plasma reaction is performed at about 700 ° C to about 800 ° C. Accordingly, in order to prevent the conductive impurities heated by the plasma reaction from being ion-implanted on the wafer W by the plasma reaction, or the conductive metal wiring formed on the wafer W is disconnected. A coolant hole having a predetermined size for flowing a coolant between the chuck 114 and the back surface of the wafer W is radially uniformly formed on the electrostatic chuck 114. For example, helium or galden is mainly used as the refrigerant, and is cooled and circulated and supplied to the refrigerant hole.

그리고, 상기 온도 센서(118)는 상기 정전기에 형성된 제 1 관통홀(115)과, 상기 하부 전극(116)에 형성된 제 2 관통홀(117) 내부로 삽입되어 상기 웨이퍼(W) 후면의 온도를 센싱한다. 예컨대, 상기 온도 센서(118)는 상기 웨이퍼(W) 후면과 비접촉되는 비접촉식의 광센서로 이루어진다. 이때, 상기 광센서는 상기 플라즈마 반응에 의해 가열되는 상기 웨이퍼(W)에서 발열되는 적외선(약 7000Å보다 파장이 긴 에너지)을 수광하여 상기 제어부에 출력한다. 이때, 상기 온도 센서(118)가 상기 웨이퍼(W) 후면과 접촉될 경우, 상기 정전척(114)에서 인가되는 전압이 강하되어 상기 웨이퍼(W)가 상기 정전척(114)으로부터 분리되어 증착 공정 또는 식각 공정 불량이 유발될 수 있다.The temperature sensor 118 is inserted into the first through hole 115 formed in the static electricity and the second through hole 117 formed in the lower electrode 116 to adjust the temperature of the back surface of the wafer W. Sensing. For example, the temperature sensor 118 is made of a non-contact optical sensor that is in contact with the back surface of the wafer (W). In this case, the optical sensor receives infrared rays (energy having a wavelength longer than about 7000 kHz) generated from the wafer W heated by the plasma reaction and outputs them to the controller. At this time, when the temperature sensor 118 is in contact with the back surface of the wafer (W), the voltage applied from the electrostatic chuck 114 is dropped, the wafer (W) is separated from the electrostatic chuck 114 is deposited process Alternatively, a poor etching process may be caused.

한편, 예방정비 또는 부품 교체 시 상기 정전척(114)과 상기 하부 전극(116)을 결합하고, 상기 온도 센서(118)를 순차적으로 결합한다. 이때, 상기 제 1 관통홀(115)과 상기 제 2 관통홀(117)이 일직선으로 정렬되어 있지 않고 상기 온도 센서(118)가 삽입되어 체결될 경우, 상기 온도 센서(118)가 스크레치되거나 파손될 수 있다.On the other hand, during the preventive maintenance or parts replacement, the electrostatic chuck 114 and the lower electrode 116 are coupled, and the temperature sensor 118 are sequentially coupled. In this case, when the first through hole 115 and the second through hole 117 are not aligned in a straight line and the temperature sensor 118 is inserted and fastened, the temperature sensor 118 may be scratched or damaged. have.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 상기 정전척(114)의 제 1 관통홀(115)과, 상기 하부 전극(116)의 제 2 관통홀(117)을 일직선으로 정렬시키는 관통홀 정렬 지그(120)를 구비하여 상기 온도 센서(118)의 체결을 용이하게 할 수 있다. Therefore, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a through hole alignment jig for aligning the first through hole 115 of the electrostatic chuck 114 and the second through hole 117 of the lower electrode 116 in a straight line. 120 may be provided to facilitate fastening of the temperature sensor 118.

상기 광통홀 정렬 지그는 작업자의 손에 파지되는 손잡이(122)와, 상기 손잡이(122)에서 연장되어 상기 제 1 관통홀(115)과 상기 제 2 관통홀(117)이 일직선으로 통과되도록 형성된 관통 바(124)와, 상기 관통 바(124)가 상기 복수개의 관통홀(115, 117) 내부로 삽입되는 동안 상기 손잡이(122)가 상기 복수개의 관통홀(115, 117) 내부로 삽입되지 않도록 상기 관통 바(124)와 상기 손잡이(122) 사이에 형성된 걸림 턱(126)을 포함하여 이루어진다.The light through hole alignment jig is formed through the handle 122 held by the operator's hand and the handle 122 so that the first through hole 115 and the second through hole 117 pass in a straight line. The handle 124 is not inserted into the plurality of through holes 115 and 117 while the bar 124 and the through bar 124 are inserted into the plurality of through holes 115 and 117. It includes a locking jaw 126 formed between the through bar 124 and the handle 122.

여기서, 상기 관통 바(124)는 상기 온도 센서(118)의 직경과 동일 또는 유사한 직경을 갖거나 상기 온도 센서(118)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 있다. 이때, 상기 정전척(114)은 상기 하부 전극(116)의 가장자리 내에 삽입되어 회전됨으로서 상기 제 1 관통홀(115)과 제 2 관통홀(117)이 일방향으로 정렬되도록 할 수 있다. 즉, 상기 제 1 관통홀(115)에 삽입된 상기 관통 바(124)에 수직하는 방향으로 소정의 힘이 주어지는 상태에서 상기 하부 전극(116)에 삽입된 상기 정전척(114)을 일방향으로 회전시켜 상기 제 1 관통홀(115)과 상기 제 2 관통홀(117)이 정렬되면 상기 관통 바(124)가 상기 제 2 관통홀(117) 내부로 삽입되면서 상기 제 1 관통홀(115)과 상기 제 2 관통홀(117)이 일방향으로 정렬된다. Here, the through bar 124 is formed to have a diameter that is the same as or similar to the diameter of the temperature sensor 118 or larger than the diameter of the temperature sensor 118. In this case, the electrostatic chuck 114 may be inserted into the edge of the lower electrode 116 and rotated so that the first through hole 115 and the second through hole 117 are aligned in one direction. That is, the electrostatic chuck 114 inserted into the lower electrode 116 is rotated in one direction while a predetermined force is applied in a direction perpendicular to the through bar 124 inserted into the first through hole 115. When the first through hole 115 and the second through hole 117 are aligned, the through bar 124 is inserted into the second through hole 117 and the first through hole 115 and the The second through holes 117 are aligned in one direction.

또한, 상기 제 2 관통홀(117) 내부에 상기 관통 바(124)가 일정 깊이 이상 삽입되면 상기 걸림 턱(126)이 상기 제 1 관통홀(115)의 주변부에 충돌되어 상기 관통 바(124)의 삽입을 저지시킬 수 있다. 그리고, 상기 관통 바(124)는 상기 제 2 관통홀(117)에 먼저 삽입된 후 상기 제 1 관통홀(115)로 삽입토록 할 수도 있다. 이후, 상기 관통 바(124)에 의해 제 1 관통홀(115)과 제 2 관통홀(117)이 일직선으로 정렬된 상기 정전척(114)과 상기 하부 전극(116)에서 상기 관통 바(124)를 이탈시킨 후 상기 온도 센서(118)를 상기 제 1 관통홀(115) 및 제 2 관통홀(117) 내부에 삽입시킬 수 있다. 이때, 상기 온도 센서(118)는 먼저 상기 하부 전극(116)의 아래에서 상기 제 2 관통홀(117) 내부에 삽입된 후 상기 정전척(114)의 제 1 관통홀(115) 내부로 사입되도록 체결된다. In addition, when the through bar 124 is inserted into the second through hole 117 by a predetermined depth or more, the locking jaw 126 collides with the periphery of the first through hole 115 and the through bar 124. Can prevent the insertion of The through bar 124 may be inserted into the second through hole 117 first and then inserted into the first through hole 115. Thereafter, the through bar 124 is disposed at the electrostatic chuck 114 and the lower electrode 116 in which the first through hole 115 and the second through hole 117 are aligned in a straight line by the through bar 124. After the separation, the temperature sensor 118 may be inserted into the first through hole 115 and the second through hole 117. In this case, the temperature sensor 118 is first inserted into the second through hole 117 under the lower electrode 116 and then inserted into the first through hole 115 of the electrostatic chuck 114. Is fastened.

따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 정전척(114)과 하부 전극(116)에 형성된 복수개의 관통홀(115, 117)을 정렬시키는 관통홀 정렬 지그(120)를 구비하여 상기 복수개의 관통홀(115, 117)을 통해 삽입되는 상기 온도 센서(118)의 체결 시 상기 정전척(114)과 상기 하부 전극(116)이 정확하게 정렬되지 않아 유발되는 상기 온도 센서(118)의 손상을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화시킬 수 있다.Accordingly, the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes a through hole alignment jig 120 for aligning a plurality of through holes 115 and 117 formed in the electrostatic chuck 114 and the lower electrode 116, respectively. When the temperature sensor 118 inserted through the 115 and 117 is fastened, the electrostatic chuck 114 and the lower electrode 116 may not be aligned correctly, thereby preventing damage to the temperature sensor 118 caused by the temperature sensor 118. As a result, productivity can be increased or maximized.

또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다. In addition, the description of the above embodiment is merely given by way of example with reference to the drawings in order to provide a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the present invention. In addition, for those skilled in the art, various changes and modifications may be made without departing from the basic principles of the present invention.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 정전척과 하부 전극에 형성된 복수개의 관통홀을 정렬시키는 관통홀 정렬 지그를 구비하여 상기 복수개의 관통홀을 통해 삽입되는 상기 온도 센서의 체결 시 상기 정전척과 상기 하부 전극이 정확하게 정렬되지 않아 유발되는 상기 온도 센서의 손상을 방지토록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the electrostatic chuck and the electrostatic chuck at the time of fastening the temperature sensor inserted through the plurality of through holes are provided with a through hole alignment jig for aligning the plurality of through holes formed in the electrostatic chuck and the lower electrode. Since the lower electrode can be prevented from damaging the temperature sensor caused by not accurately aligned, there is an effect that can increase or maximize productivity.

Claims (3)

작업자의 손에 파지되는 손잡이;A handle held in the hand of the worker; 상기 손잡이에서 연장되어 복수개의 관통홀을 일직선으로 통과되도록 형성된 관통 바; 및A through bar extending from the handle and configured to pass through the plurality of through holes in a straight line; And 상기 관통 바가 상기 복수개의 관통홀 내부로 삽입되는 동안 상기 손잡이가 상기 관통홀 내부로 삽입되지 않도록 상기 관통 바와 상기 손잡이 사이에 형성된 걸림 턱을 포함함을 특징으로 하는 관통홀 정렬 지그.And a locking jaw formed between the through bar and the handle such that the handle is not inserted into the through hole while the through bar is inserted into the plurality of through holes. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 관통 바는 상기 복수개의 관통홀의 내경과 동일 또는 유사한 크기를 갖도록 형성함을 특징으로 하는 관통홀 정렬 지그.The through bar alignment jig according to claim 1, wherein the through bar is formed to have the same or similar size as that of the plurality of through holes. 불활성 기체 또는 반응가스로 충만된 챔버의 상하부에서 서로 마주보며, 고전압을 인가하여 상기 불활성 기체 또는 반응가스를 플라즈마 상태로 만드는 상부 전극 및 하부 전극;An upper electrode and a lower electrode facing each other at upper and lower portions of a chamber filled with an inert gas or a reaction gas and applying a high voltage to make the inert gas or the reaction gas into a plasma state; 상기 하부 전극 상에서 상기 플라즈마 반응 시 웨이퍼를 안착 또는 고정하는 정전척;An electrostatic chuck for mounting or fixing a wafer during the plasma reaction on the lower electrode; 상기 정전척 및 상기 하부 전극에 각각 형성된 복수개의 관통홀을 통해 유입되도록 형성되어 상기 웨이퍼의 온도를 센싱하는 온도 센서; 및A temperature sensor formed to flow through a plurality of through holes respectively formed in the electrostatic chuck and the lower electrode to sense a temperature of the wafer; And 상기 온도 센서의 분리 체결 시 상기 복수개의 관통홀을 정렬하여 상기 온도 센서의 손상을 방지하는 정렬 지그를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비And a alignment jig for aligning the plurality of through holes to prevent damage of the temperature sensor when the temperature sensor is separated and fastened.
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US11359968B2 (en) * 2018-10-15 2022-06-14 Jongpal AHN Apparatus and method for adjusting installation location of temperature sensor configured to measure surface temperature of wafer in semiconductor wafer cleaning apparatus
US11587802B2 (en) * 2019-10-30 2023-02-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor fabrication tool having gas manifold assembled by jig

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