KR20070081038A

KR20070081038A - 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리

Info

Publication number: KR20070081038A
Application number: KR1020060012747A
Authority: KR
Inventors: 서기원; 배도인; 강영호; 이혁재; 김상호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2007-08-14

Abstract

본 발명은 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리에 관한 것으로, 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리에 있어서, 상기 정전척 어셈블리는 포커스링과 캐소드와의 접촉부분에 비교적 우수한 전기전도성과 내열성을 갖는 시트가 개재되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 포커스링과 캐소드가 서로 맞닿는 부분에 열전도성이 우수하고 내열성이 강한 흑연시트가 있어서 플라즈마의 온도 상승으로 인한 내구성 약화 및 결함 발생이 억제된다.

반도체, 플라즈마, 정전척, 캐소드, 포커스링

Description

플라즈마 장치의 정전척 어셈블리{ELECTROSTATIC CHUCK OF PLASMA APPARTUS}

도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리를 도시한 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100; 정전척 어셈블리 120; 정전척

140; 캐소드 160; 포커스링

180; 상부 커버링 200; 하부 커버링

300; 흑연 시트

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마를 이용한 반도체 제조장치의 정전척 어셈블리에 관한 것이다.

플라즈마를 이용하여 웨이퍼 상에 형성된 옥사이드나 폴리실리콘을 선택적으로 식각하는 드라이 에처(DRY ETCHER)와 같은 플라즈마 장치에는 정전기를 이용하 여 웨이퍼를 고정지지하는 정전척을 가지는 것이 일반적이다. 도 1에 나타내듯이, 웨이퍼(W)는 정전척(12)에 의해 지지된다. 웨이퍼(W)의 가장자리에는 플라즈마를 이용한 공정처리시 공정 균일도(uniformity)를 향상시켜주는 역할을 하는 포커스링(16)이 구비되고, 포거스링(16)은 상부 커버링(18)과 하부 커버링(20)에 의해 둘러싸인다. 정전척(120) 하부는 플라즈마 형성시 필요한 전극인 캐소드(140)로 구성된다.

고집적 기술에 따라 신규 반도체 소자를 제조하기 위해서 플라즈마 장치는 더욱 강한 전기적 파워를 요구한다. 그에 따라, 플라즈마 장치를 구성하는 부품들의 열화현상 및 부산물을 억제하여햐 하는 것이 종래이다. 특히, 포커스링(16)와 캐소드(14)가 맞닿는 부분에서는 강한 전기적 파워로 인하여 열이 발생한다. 열의 발생으로 인해 공정 결함이 발생하고 설비의 잔고장이 유발되어 생산성을 약화시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,본 발명의 목적은 강한 전기적 파워에 내성이 있는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리는 포커스링과 캐소드와의 접촉부분에 열전도성이 우수하고 내열성이 강한 흑연 시트(graphite sheet)를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리는, 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리에 있어서, 상기 정전척 어셈블리는 포커스링과 캐소드와의 접촉부분에 비교적 우수한 전기전도성과 내열성을 갖는 시트가 개재되는 것을 특징으로 한다.

본 실시예의 어셈블리에 있어서, 상기 시트는 흑연 시트이다. 상기 흑연 시트는 탄성중합체 접착제를 이용하여 상기 포커스링이나 상기 캐소드에 부착된다.

상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리는, 웨이퍼를 정전기력으로 고정시키는 정전척과; 상기 정전척의 하부를 이루며 플라즈마 발생에 필요한 전기적 파워를 인가받는 캐소드와; 상기 웨이퍼의 둘레를 둘러싸도록 상기 캐소드에 배치된 포커스링과; 상기 포커스링을 둘러싸는 커버링과; 상기 캐소드와 상기 포커스링 사이에 개재된 흑연 시트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 변경 실시예의 어셈블리에 있어서, 상기 흑연 시트는 탄성중합체 접착제에 의해 상기 포커스링이나 상기 캐소드에 접착된다. 상기 커버링은 상기 포커스링의 일부와 맞닿으며 상기 포커스링의 둘레를 둘러싸는 상부 커버링과, 상기 상부 커버링의 하부를 이루며 상기 캐소드의 둘레를 둘러싸는 하부 커버링을 포함한다.

본 발명에 의하면, 포커스링과 캐소드가 서로 맞닿는 부분에 열전도성이 우수하고 내열성이 강한 흑연시트가 있어서 플라즈마의 온도 상승으로 인한 내구성 약화 및 결함 발생이 억제된다.

이하, 본 발명에 따른 플라즈마 장치의 정전척을 첨부한 도면을 참조하여 상 세히 설명한다. 본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.

(실시예)

도 2에 나타내듯이, 본 발명 실시예의 정전척 어셈블리(100)는 웨이퍼(W)를 지지하는 정전척(120)을 구비한다. 정전척(120)의 하부는 캐소드(140)를 구성한다. 캐소드(140)는 플라즈마 형성에 필요한 파워가 인가된다. 도면에는 자세히 도시되지 아니하였지만, 플라즈마 형성에 필요한 파워가 인가되는 애노드가 구비되어 있어 애노드와 캐소드(140) 사이에서 플라즈마가 생성된다.

플라즈마를 이용한 공정처리시 공정 균일도(uniformity)를 향상시켜주는 역할을 하는 포커스링(160)이 웨이퍼(W)의 둘레를 둘러싸도록 캐소드(140) 상에 설치된다. 포커스링(160)은 웨이퍼(W)를 가로지르는 불균일한 플라즈마 분포에 의해 발생되는 플라즈마 처리(예; 플라즈마 건식 에칭)의 불균일도를 감소시킨다. 캐소드(140) 및 포커스링(160)은 상부 커버링(180)과 하부 커버링(200)에 의해 둘러싸인다. 포커스링(160)은 통상 실리콘으로 구성된다.

종래에 비해 더욱 강한 전기적 파워가 요구되어지는게 현재 기술의 추세이다. 더욱 높은 전기적 파워가 요구됨에 따라 플라즈마에 직접적으로 노출되는 포커스링(160)을 비롯한 여러 부품들로 구성된 정전척 어셈블리(100)는 강한 내열성과 열적조절(thermal control)이 가능해야 한다.

플라즈마 온도는 매우 높으나, 공정 특성상 정전척 어셈블리(100)를 구성하는 정전척(120), 캐소드(140), 포커스링(160) 등을 비롯한 부품들은 플라즈마 온도보다 낮은 온도를 유지하여야 하는 것이 일반적이다. 주지된 바와 같이, 캐소드(140)와 정전척(120)은 칠러(chiller)를 사용하여 냉각하고 온도조절을 하는 기능을 가지고 있어 정전척 어셈블리(100)의 열적조절을 가능케 하고 있다.

정전척 어셈블리(100)의 열적조절을 위해 포커스링(160)과 캐소드(140)가 맞닿는 부분에는 열전도성과 내열성이 비교적 우수한 흑연 시트(300)가 배치된다. 흑연 시트(300)가 캐소드(140)와 포커스링(160) 사이에 개재되어 있어 기존에 비해 강한 전기적 파워가 캐소드(140)에 인가되어 플라즈마 온도가 급상승하더라도 포커스링(160)이 느끼는 높은 온도는 흑연 시트(300)를 통해 캐소드(140)로 전달된다. 또한, 흑연 시트(300)는 내열성이 비교적 강하므로 플라즈마의 높은 열로 인한 파괴가 잘 일어나지 않는다. 이에 따라, 고주파 아킹(RF arching)이나 파티클 발생 등이 일어나지 않게 된다. 흑연 시트(300)는 탄성중합체 접착제(elastomer bond)를 이용하여 포커스링(160)이나 캐소드(140)에 접착될 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 포커스링과 캐소드가 서로 맞닿는 부분에 열전도성이 우수하고 내열성이 강한 흑연시트가 있어서 플라즈마의 온도 상승으로 인한 내구성 약화 및 결함 발생이 억제된다. 따라서, 공정결함을 없앨 수 있어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

플라즈마 장치의 정전척 어셈블리에 있어서,

상기 정전척 어셈블리는 포커스링과 캐소드와의 접촉부분에 비교적 우수한 전기전도성과 내열성을 갖는 시트가 개재되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 시트는 흑연 시트인 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.
제2항에 있어서,

상기 흑연 시트는 탄성중합체 접착제를 이용하여 상기 포커스링이나 상기 캐소드에 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.
웨이퍼를 정전기력으로 고정시키는 정전척과;

상기 정전척의 하부를 이루며 플라즈마 발생에 필요한 전기적 파워를 인가받는 캐소드와;

상기 웨이퍼의 둘레를 둘러싸도록 상기 캐소드에 배치된 포커스링과;

상기 포커스링을 둘러싸는 커버링과;

상기 캐소드와 상기 포커스링 사이에 개재된 흑연 시트;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.
제4항에 있어서,

상기 흑연 시트는 탄성중합체 접착제에 의해 상기 포커스링이나 상기 캐소드에 접착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.
제4항에 있어서,

상기 커버링은,

상기 포커스링의 일부와 맞닿으며 상기 포커스링의 둘레를 둘러싸는 상부 커버링과;

상기 상부 커버링의 하부를 이루며 상기 캐소드의 둘레를 둘러싸는 하부 커버링;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 장치의 정전척 어셈블리.