KR20080048852A - Apparatus for cooling of semiconductorprocess chamber - Google Patents

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Abstract

A cooling apparatus of a semiconductor process chamber is provided to maintain a cleaning state of a process chamber by preventing a falling effect of particles in the inside of the process chamber. A cooling apparatus(30) performs a cooling operation of a semiconductor process chamber(100) including a lower chamber(100b) and an upper chamber(100a) having a ceramic dome(110). The cooling apparatus includes a cooling unit and a temperature control unit. The cooling unit circulates refrigerant in a necessary part of the ceramic dome and the process chamber. A temperature control unit heats the refrigerant in order to circulate the refrigerant in a state of a temperature difference with respect to the internal temperature of the process chamber.

Description

반도체 공정챔버의 냉각장치{Apparatus for cooling of semiconductorprocess chamber}Apparatus for cooling of semiconductor process chamber

도 1은 본 발명에 따른 냉각장치가 적용되는 반도체 공정챔버의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 구성도1 is a schematic view showing the overall configuration of a semiconductor process chamber to which a cooling apparatus according to the present invention is applied;

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각장치 및 그가 적용된 반도체 공정챔버를 보인 블럭도2 is a block diagram showing a cooling apparatus and a semiconductor process chamber to which the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention is applied;

도 3은 도 2의 실시 예에 따른 냉각장치의 일 예 및 그가 적용된 반도체 공정챔버를 보인 블럭도3 is a block diagram illustrating an example of a cooling apparatus according to the embodiment of FIG. 2 and a semiconductor process chamber to which the cooling apparatus is applied;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10,20 : 냉각장치 12 : 냉각부10,20: cooling device 12: cooling unit

14 : 온도조절부 22 : 냉각수 공급부14: temperature control unit 22: cooling water supply unit

24 : 열교환기 100 : 공정챔버24: heat exchanger 100: process chamber

100a: 상부챔버 100b: 하부챔버100a: upper chamber 100b: lower chamber

110 : 세라믹 돔 120 : 고주파 코일110: ceramic dome 120: high frequency coil

130 : 하부전극 140 : 척 조립체130: lower electrode 140: chuck assembly

150 : 공정가스노즐 160 : 세정가스노즐 150: process gas nozzle 160: cleaning gas nozzle

본 발명은 반도체 공정챔버의 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버의 세정 작업시 세라믹 돔의 급격한 온도저하를 방지하고, 그를 통해 세라믹 돔의 심한 온도변화에 따른 수축과 팽창 현상 및 그 과정에서 파티클이 공정 챔버 내부로 낙하하는 현상이 방지되어 공정 챔버의 청결 유지와 불량 반도체 소자의 양산이 줄 수 있도록 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling apparatus of a semiconductor process chamber, and more particularly, to prevent a sudden drop in temperature of a ceramic dome during a cleaning operation of the process chamber, thereby through the shrinkage and expansion phenomenon and the process of the ceramic dome due to severe temperature change The present invention relates to a cooling apparatus of a semiconductor process chamber which prevents particles from falling into a process chamber, thereby maintaining cleanliness of a process chamber and mass-producing a defective semiconductor element.

현대 사회에는 라디오, 컴퓨터, 텔레비젼 등의 각종 전자제품, 근래 들어서는 휴대폰, PDA 등 휴대용 통신 단말기가 널리 사용되고 있으며, 이와 같은 전자 제품에는 필수적으로 다이오드, 트랜지스터 등의 반도체 소자가 포함된다. 이와 같이 현대 사회의 필수품인 반도체 소자는, 산화실리콘(모래)에서 고순도의 실리콘을 추출한 것을 단결정으로 성장시킨 후 이를 원판 모양으로 잘라서 웨이퍼를 만드는 과정, 상기 웨이퍼의 전체 표면에 막을 형성하고 필요한 부분을 제거하여 일정한 패턴을 형성하는 과정, 형성된 패턴에 따라 불순물 이온을 주입하는 과정, 불순물의 주입으로 전기적 특성을 띄는 웨이퍼에 금속배선을 통하여 최초 설계된 회로를 구현하고 필요한 소자로 만드는 가공 과정을 거쳐서 제조된다.In modern society, various electronic products such as radios, computers, and televisions, and portable communication terminals such as mobile phones and PDAs are widely used. Such electronic products include semiconductor devices such as diodes and transistors. As such, the semiconductor device, which is a necessity of the modern society, grows a single crystal from silicon oxide (sand) by extracting high purity silicon into a single crystal, and then cuts it into a disk shape to form a wafer. It is manufactured through the process of forming a predetermined pattern by removing it, implanting impurity ions according to the formed pattern, and implementing the first designed circuit through a metal wiring on a wafer having electrical characteristics by implanting impurities and making it into a required device. .

상기와 같은 반도체 제조를 위한 일련의 공정 중, 일부 공정은 필요한 장비가 구비된 공정챔버에서 진행된다. 가령, 웨이퍼의 특정 부분 물질을 화학 반응을 통해 제거해내는 식각(etching) 공정이나, 화학 반응을 이용하여 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 공정, 실리콘 단결정으 로 된 웨이퍼의 특정 영역에 전기전도특성을 부여하기 위하여 불순물을 첨가하는 이온주입공정 등은 공정챔버 내에서 진행되는 공정이다.Among the series of processes for manufacturing a semiconductor as described above, some processes are performed in a process chamber equipped with necessary equipment. For example, an etching process for removing a specific portion of a wafer through a chemical reaction, or a chemical vapor deposition (CVD) process for forming a thin film on a wafer using a chemical reaction, or a silicon single crystal. An ion implantation process in which impurities are added to impart electrical conductivity to a specific region of the wafer is a process performed in the process chamber.

공정챔버에서 진행되는 각 공정에서는 공정온도를 적절하게 유지함이 대단히 중요한데, 구체적인 이유는 상기한 여러 공정 중 식각공정을 통하여 살펴보기로 한다.In each process carried out in the process chamber it is very important to maintain the process temperature properly, the specific reason will be described through the etching process of the above-described various processes.

식각공정은 반도체 소자 제조에서 흔히 사용되는 공정으로, 건식 및 습식 방식이 있으며, 최근에는 건식식각의 일종인 플라즈마를 형성하여 식각력을 높이는 방식이 많이 사용된다.Etching processes are commonly used in semiconductor device manufacturing, and there are dry and wet methods, and recently, a method of increasing etching power by forming plasma, which is a kind of dry etching, is widely used.

공정챔버를 포함하여 상기 식각공정에 사용되는 식각장비의 구성을 간략하게 설명하면, 식각장비는 크게 하부챔버와 상부챔버로 이루어진 공정챔버, 그리고 온도제어기(Dome Temperature Control:DTCU)로 이루어진다. 상기 하부챔버는 도어가 구비되어 공정 대상 웨이퍼가 반입·반출되고, 상기 상부챔버는 웨이퍼가 웨이퍼척에 안착된 상태에서 내부로 유입된 공정가스를 플라즈마 상태로 전환하여 실질적인 식각이 진행되는 곳이다. 한편, 상기 상부챔버의 상단에 설치되는 온도제어기의 내부에는 팬과 램프가 구비되어 필요에 따라 팬과 램프를 작동하여 상부챔버를 냉각하거나 가열하면서 공정 진행 중 상부챔버 내부의 온도를 조절한다. 또한, 상부챔버와 온도제어기의 경계에는 세라믹 돔이 형성되어 상부챔버를 밀폐한다.Briefly describing the configuration of the etching equipment used in the etching process, including the process chamber, the etching equipment comprises a process chamber consisting of a lower chamber and an upper chamber, and a temperature controller (DTCU). The lower chamber is provided with a door, and a wafer to be processed is carried in and out, and the upper chamber is a place where substantial etching is performed by converting the process gas introduced into the plasma state while the wafer is seated on the wafer chuck. Meanwhile, a fan and a lamp are provided inside the temperature controller installed at the top of the upper chamber to operate the fan and the lamp as necessary to cool or heat the upper chamber to adjust the temperature inside the upper chamber during the process. In addition, a ceramic dome is formed at the boundary between the upper chamber and the temperature controller to seal the upper chamber.

식각공정이 진행되면, 공정가스(process gas)가 진공 상태의 상부챔버 내부에 주입되고, 상기 주입되는 공정가스의 대략 상측과 하측에 형성된 에노드와 캐소드에 고주파전원(radio frequency power)을 인가하여 상기 공정가스를 플라즈마 상 태로 변환하여 플라즈마 상태의 라디칼(radical)이나 이온이 웨이퍼의 표면에서 반응하도록 한다.When the etching process is performed, a process gas is injected into the upper chamber in a vacuum state, and a radio frequency power is applied to the anode and the cathode formed on the upper side and the lower side of the injected process gas. The process gas is converted into a plasma state so that radicals or ions in the plasma state react on the surface of the wafer.

식각은 플라즈마 라디칼과 웨이퍼 표면의 화학반응으로 진행되므로, 화학반응에 영향을 미치는 인자인 온도, 압력, 농도의 조절이 중요하다. 특히 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원의 인가에 따라 열로 변환된 전력이 누적되어 상부챔버의 온도가 계속적으로 상승하므로, 이를 억제하지 못하면 식각반응에 영향을 미치게 되므로, 적정한 냉각수단으로 온도 상승을 억제시킴이 무엇보다 중요하다.Etching is performed by chemical reaction of plasma radical and wafer surface, so it is important to control temperature, pressure and concentration which are factors affecting chemical reaction. In particular, since the power converted into heat accumulates according to the application of a high frequency power source for plasma formation, the temperature of the upper chamber is continuously raised. If this is not suppressed, the etching reaction is affected. Therefore, the temperature is suppressed by an appropriate cooling means. Most important of all.

상기 식각공정 뿐만 아니라, 공정챔버에서 진행되는 각 공정에서는 공정챔버의 온도 상승을 억제하는 것이 중요하므로 이를 위해 다양한 냉각수단이 구비되는데, 통상 냉각수(process cooling water)를 사용하여 필요한 영역에 냉각수를 순환시키는 방식이 활용되고 있다.In addition to the etching process, in each process performed in the process chamber, it is important to suppress the temperature rise of the process chamber. Therefore, various cooling means are provided for this purpose. Generally, the cooling water is circulated in a required area by using process cooling water. The way of letting is used.

그리고, 상기 냉각수단을 통해 공급되는 통상 15℃ 내외의 온도를 유지하며, 이는 상부챔버의 세라믹 돔에 공급되는 냉각수 역시 마찬가지다.In addition, a temperature of about 15 ° C. is maintained at about 15 ° C., which is supplied through the cooling means. The same applies to the cooling water supplied to the ceramic dome of the upper chamber.

그러나, 공정챔버의 내면에 형성된 파티클을 제거하기 위한 세정 공정이 진행되는 경우, 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원의 인가가 중지되고, 이에 따라 공정챔버의 내면 및 세라믹 돔에 작용하는 온도 상승의 요인이 사라지게 된다. 이때, 세라믹 돔에는 상기와 같이 15℃ 내외의 비교적 차가운 냉각수가 공급되고 있으므로, 세라믹 돔은 그 온도가 급격히 저하되면서 그로 인해 심한 수축과 팽창 현상을 보이게 된다.However, when the cleaning process for removing the particles formed on the inner surface of the process chamber is in progress, the application of the high frequency power supply for plasma formation is stopped, thereby causing the temperature rise factor acting on the inner surface of the process chamber and the ceramic dome to disappear. do. At this time, since the relatively cool cooling water of about 15 ℃ is supplied to the ceramic dome as described above, the ceramic dome shows a severe shrinkage and expansion phenomenon due to the sharp decrease in temperature.

이와 같은 세라믹 돔의 심한 수축과 팽창에 의해서, 세라믹 돔 내면의 파티 클이 공정챔버의 내부로 다량 낙하하는 현상이 발생되고, 이렇게 낙하되는 파티클로 인해 공정챔버의 내부가 오염되는 것은 물론이며, 이로 인해 이후에 가공되는 반도체 소자에 파티클이 침입하는 현상이 발생될 수 있어, 불량 반도체 소자의 양산이 이루어지는 큰 요인 중 하나가 되었다.As a result of the severe contraction and expansion of the ceramic dome, a large amount of particles are dropped into the process chamber, and the particles that fall down contaminate the inside of the process chamber. As a result, particles may be introduced into the semiconductor device to be processed later, which is one of the major factors in mass production of a defective semiconductor device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정챔버의 세정 작업시 세라믹 돔의 급격한 온도변화 및 그로 인해 발생할 수 있는 세라믹 돔의 과다한 수축과 팽창 및 그 결과로 발생되는 세라믹 돔 내면의 파티클 낙하 현상을 방지하고, 그를 통해 공정 챔버의 청결 유지와 불량 반도체 소자의 양산이 감소될 수 있도록 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, a sudden temperature change of the ceramic dome during the cleaning process of the process chamber and excessive shrinkage and expansion of the ceramic dome that may occur as a result of the particle drop of the inner surface of the ceramic dome generated as a result It is an object of the present invention to provide a cooling apparatus of a semiconductor process chamber to prevent the phenomenon and to thereby reduce the cleanliness of the process chamber and the mass production of defective semiconductor elements.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 하부챔버 및 세라믹 돔이 구비된 상부챔버를 포함하는 반도체 공정챔버의 냉각 작용을 위해 설치되는 냉각장치에 있어서, 상기 세라믹 돔 및 그외 공정챔버의 냉각이 필요한 부분에 냉각물질을 순환시키는 냉각부와, 상기 냉각부에 의해 순환되는 냉각물질이 상기 공정챔버의 내부온도와 온도 차이가 준 상태에서 순환되도록 상기 냉각물질에 가열작용을 하는 온도조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cooling device installed for the cooling operation of the semiconductor process chamber including a lower chamber and an upper chamber having a ceramic dome, the cooling of the ceramic dome and the other process chamber is A cooling unit for circulating the cooling material in the necessary portion, and a temperature control unit for heating the cooling material so that the cooling material circulated by the cooling unit is circulated in a state that the temperature difference between the internal temperature of the process chamber Provided is a cooling apparatus for a semiconductor process chamber.

상기 온도조절부는 상기 냉각물질을 70℃~90℃의 범위 내에서 가열하는 것일 수 있다.The temperature control unit may be to heat the cooling material within the range of 70 ℃ ~ 90 ℃.

상기 온도조절부는 상기 냉각물질의 순환되는 경로 중 상기 냉각부와 공정챔버의 사이에 위치하는 경로 상에 설치되는 것일 수 있다.The temperature control unit may be installed on a path located between the cooling unit and the process chamber of the circulation path of the cooling material.

상기 냉각부는 상기 공정챔버에 냉각수를 순환시키는 냉각수 공급부인 것일 수 있으며, 이때 상기 온도조절부는 상기 냉각수 공급부에 의해 순환되는 냉각수의 순환 경로 상에 설치되어 냉각수의 통과시 열교환에 의해 냉각수의 온도를 상승시키는 열교환기의 구성인 것일 수 있다.The cooling unit may be a cooling water supply unit for circulating the cooling water in the process chamber, wherein the temperature control unit is installed on the circulation path of the cooling water circulated by the cooling water supply unit to increase the temperature of the cooling water by heat exchange when the cooling water passes. It may be to the configuration of the heat exchanger.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 냉각장치가 적용되는 반도체 공정챔버의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각장치 및 그가 적용된 반도체 공정챔버를 보인 블럭도이며, 도 3은 도 2의 실시 예에 따른 냉각장치의 일 예 및 그가 적용된 반도체 공정챔버를 보인 블럭도이다.1 is a schematic view showing the overall configuration of a semiconductor process chamber to which a cooling apparatus according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a cooling apparatus and a semiconductor process chamber to which the cooling apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. 3 is a block diagram illustrating an example of a cooling apparatus according to the embodiment of FIG. 2 and a semiconductor process chamber to which the cooling apparatus is applied.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 냉각장치가 적용되는 반도체 공정챔버에 대해 간략하게 설명한다.First, the semiconductor process chamber to which the cooling apparatus of the present invention is applied will be briefly described with reference to FIG. 1.

도시된 바와 같이, 반도체 공정챔버(100)는 크게 상부챔버(100a)와 하부챔버(100b)로 구분되며, 상부챔버(100a)에 세라믹 돔(110)이 구비된다.As shown, the semiconductor process chamber 100 is largely divided into an upper chamber 100a and a lower chamber 100b, and a ceramic dome 110 is provided in the upper chamber 100a.

즉, 상부챔버(100a)는 상측 부위가 돔 형상을 이루는 세라믹 돔(110)으로 이루어지며, 이와 같은 세라믹 돔(110)에 고주파 파워(RF: Radio Frequency)가 인가되는 고주파 코일(120)이 설치된다.That is, the upper chamber 100a is formed of a ceramic dome 110 having an upper portion forming a dome shape, and a high frequency coil 120 to which high frequency power (RF: Radio Frequency) is applied to the ceramic dome 110 is installed. do.

그리고, 공정챔버(100)의 대략 중앙부에 공정챔버(100)로 투입되는 웨이퍼를 흡착 고정하기 위한 척 조립체(140)가 설치되며, 이와 같은 척 조립체(140)는 하부전극(130)을 포함하는 형태로 이루어진다.In addition, a chuck assembly 140 for adsorbing and fixing a wafer introduced into the process chamber 100 is installed at a central portion of the process chamber 100, and the chuck assembly 140 includes a lower electrode 130. In the form of

또한, 공정챔버(100)의 측벽에는 고주파 코일(120)과 하부전극(130)의 사이에 요구되는 공정가스를 공급하기 위한 복수개의 공정가스노즐(150)이 균일한 간격으로 배치되고, 이들 공정가스노즐(150)이 설치된 하부 소정 위치에는 그 상측으로 세정가스를 분사 공급하도록 하는 세정가스노즐(160)이 설치된다.In addition, a plurality of process gas nozzles 150 for supplying the process gas required between the high frequency coil 120 and the lower electrode 130 are disposed on the sidewall of the process chamber 100 at uniform intervals. A cleaning gas nozzle 160 is installed at a lower predetermined position where the gas nozzle 150 is installed to inject and supply the cleaning gas to an upper side thereof.

이러한 구성의 동작 과정을 살펴보면, 공정챔버(100) 내부에 웨이퍼가 투입되어 척 조립체(140)의 하부전극(130)에 위치 고정되면, 고주파 코일(120)과 하부전극(130) 사이 즉, 웨이퍼의 상측으로 공정가스노즐(150)을 통해 공정가스를 공급하게 된다. 이러한 상태에서 고주파 코일(120)과 하부전극(130)에 고주파 파워를 인가하여 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시키고, 이렇게 여기된 공정가스로 하여금 웨이퍼 상의 상면 또는 포토레지스트로 형성된 패턴 마스크로부터 노출되는 부위에서 반응하여 산화막을 형성하게 된다.Looking at the operation of this configuration, when the wafer is inserted into the process chamber 100 and fixed to the lower electrode 130 of the chuck assembly 140, that is, between the high frequency coil 120 and the lower electrode 130, that is, the wafer The process gas is supplied to the upper side of the process gas nozzle 150 through. In such a state, high frequency power is applied to the high frequency coil 120 and the lower electrode 130 to excite the process gas in a plasma state, and a portion where the excited process gas is exposed from the pattern mask formed on the top surface or photoresist on the wafer. Reacts to form an oxide film.

이때 반응에 의해 생성되는 부산물 즉, 각종 형태의 폴리머는 공정챔버(100) 내부 전역의 벽면에 공정 진행과 더불어 계속적으로 증착되게 되고, 이에 따라 공정챔버(100) 내부는 주기적인 세정과정이 요구된다.In this case, by-products generated by the reaction, that is, various types of polymers are continuously deposited on the walls of the entire process chamber 100 as the process proceeds. Accordingly, the process chamber 100 needs periodic cleaning processes. .

상술한 바와 같이, 공정챔버(100) 내부 벽면에 증착되는 폴리머를 제거하기 위한 세정 과정은, 먼저 웨이퍼가 투입되지 않은 상태에서 공정챔버(100) 내부에 상술한 세정가스노즐(160)을 통해 소정의 세정가스를 공급하게 되고, 이렇게 공급되는 세정가스에 대하여 고주파 코일(120)과 하부전극(130)에 고주파 파워를 인가 하게 되면, 세정가스는 플라즈마 상태로 여기되며 전자와 이온간의 속도차이가 생기면서 공정챔버(100)의 벽면에 양이온(+)이 모이면서 공정챔버(100) 벽면에 직류 전압을 형성하게 된다. 이렇게 직류전압을 이루는 세정가스는 공정챔버(100)의 벽면에 증착된 폴리머와 반응함으로써 제거하는 세정이 이루어지게 된다.As described above, the cleaning process for removing the polymer deposited on the inner wall of the process chamber 100 is performed through the above-described cleaning gas nozzle 160 inside the process chamber 100 without first inserting the wafer. When the cleaning gas is supplied and high frequency power is applied to the high frequency coil 120 and the lower electrode 130 with respect to the cleaning gas thus supplied, the cleaning gas is excited in a plasma state and a velocity difference between electrons and ions occurs. While positive ions (+) are collected on the wall of the process chamber 100, a DC voltage is formed on the wall of the process chamber 100. The cleaning gas forming the DC voltage is removed by reacting with the polymer deposited on the wall of the process chamber 100.

그리고, 상기와 같이 고주파 코일(120)과 하부전극(130)에 고주파 파워를 인가하여 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시키고, 이렇게 여기된 공정가스로 하여금 웨이퍼 상의 상면 또는 포토레지스트로 형성된 패턴 마스크로부터 노출되는 부위에서 반응하여 산화막을 형성하게 되는 공정에서는 공정챔버(100)의 온도 상승을 억제하는 것이 중요하므로 이를 위해 본 발명에 따른 냉각장치가 구비된다.As described above, high frequency power is applied to the high frequency coil 120 and the lower electrode 130 to excite the process gas in a plasma state, and the excited process gas is exposed from the pattern mask formed on the top surface or photoresist on the wafer. In the process of forming an oxide film by reacting at the site, it is important to suppress the temperature rise of the process chamber 100. For this, the cooling device according to the present invention is provided.

이와 같은 냉각장치를 도 2를 참조하여 설명하면, 도시된 바와 같이 냉각장치(10)는 냉각부(12)와 온도조절부(14)를 포함하여 이루어진다.2, the cooling device 10 includes a cooling unit 12 and a temperature control unit 14.

냉각부(12)는 상부챔버(100a)의 세라믹 돔(110) 및 그 밖의 공정챔버(100)의 냉각이 필요한 부분에 냉각물질을 순환시키는 기능을 한다. 이와 같은 냉각부(10)는 냉각물질이 저장되는 탱크, 상기 탱크에 저장된 냉각물질에 순환하는 힘을 제공하는 펌프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 냉각물질을 공정챔버의 내외부로 유도하는 관 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이러한 구성은 통상의 기술에서 널리 사용되는 구성이므로 구체적인 설명과 도시는 생략하였다.The cooling unit 12 functions to circulate the cooling material in a portion requiring cooling of the ceramic dome 110 and the other process chambers 100 of the upper chamber 100a. The cooling unit 10 includes a tank in which the cooling material is stored, a pump providing a force circulating to the cooling material stored in the tank, a pipe for guiding the cooling material pumped by the pump into and out of the process chamber. It may be made, such a configuration is omitted because it is a configuration that is widely used in conventional techniques.

그리고, 온도조절부(14)는 냉각부(12)에 의해 순환되는 냉각물질이 적정 온도로 가열된 상태에서 순환되도록 냉각물질에 가열 작용을 한다. 이때, 이와 같이 온도조절부(14)에 의해 냉각물질을 가열하는 것은, 순환되는 냉각물질의 온도와 공 정챔버(100)의 내부온도 간의 차이를 줄이기 위한 것이며, 이와 같은 온도조절부(14)는 냉각물질을 70~90℃ 범위의 온도로 가열하는 것일 수 있다. 또한, 온도조절부(14)는 냉각부(12)에 의해 냉각물질이 순환되는 경로 중에서, 공정챔버(100)와 냉각부(12)의 사이에 위치하는 경로 상에 설치되는 것일 수 있다.In addition, the temperature control unit 14 heats the cooling material so that the cooling material circulated by the cooling unit 12 is circulated in a heated state at an appropriate temperature. At this time, the heating of the cooling material by the temperature control unit 14 is to reduce the difference between the temperature of the cooling material circulated and the internal temperature of the process chamber 100, such a temperature control unit 14 May be to heat the cooling material to a temperature in the range of 70 ~ 90 ℃. In addition, the temperature controller 14 may be installed on a path located between the process chamber 100 and the cooling unit 12 in a path through which the cooling material is circulated by the cooling unit 12.

상기와 같이 공정챔버(100)에 순환되는 냉각물질이 온도조절부(14)에 의해 70~90℃의 온도를 유지함에 따라, 공정챔버(100)의 세정 작업시, 플라즈마 형성을 위한 고주파 전원의 인가가 중지되면서 공정챔버(100)의 내면 및 세라믹 돔(110)에 가해지는 고열이 사라지더라도, 세라믹 돔(110) 및 공정챔버(100)에 70~90℃의 비교적 높은 온도의 냉각수가 공급되는 것에 의해 세라믹 돔(110)의 급격한 온도 저하 및 그로 인한 심한 수축과 팽창 현상이 방지된다. 이러한 결과로써 세라믹 돔(110)의 내면에 증착되어 있는 폴리머가 세라믹 돔(110)의 급격한 냉각 및 그에 따른 수축과 팽창 현상으로 인해 공정챔버(100)의 내부로 낙하하는 현상이 방지되고, 이는 공정챔버(100)의 내부가 낙하하는 폴리머에 의해 오염되는 현상 및 세정 작업 후 가공되는 웨이퍼에 폴리머가 침범하여 불량 상태로 가공되는 현상이 방지된다.As the cooling material circulated in the process chamber 100 maintains the temperature of 70 ~ 90 ℃ by the temperature control unit 14 as described above, during the cleaning operation of the process chamber 100, the high-frequency power for plasma formation Although the heat applied to the inner surface of the process chamber 100 and the ceramic dome 110 disappears while the application is stopped, the cooling water having a relatively high temperature of 70 to 90 ° C. is supplied to the ceramic dome 110 and the process chamber 100. This prevents a sudden drop in temperature of the ceramic dome 110 and the resulting severe shrinkage and expansion. As a result, the polymer deposited on the inner surface of the ceramic dome 110 is prevented from falling into the process chamber 100 due to the rapid cooling of the ceramic dome 110 and the constriction and expansion of the ceramic dome 110. The phenomenon in which the inside of the chamber 100 is contaminated by the falling polymer and the polymer invade the wafer processed after the cleaning operation are prevented from being processed in a bad state.

도 3은 본 발명에 따른 냉각장치가 냉각수를 이용하는 형태를 예로 설명한 것으로서, 도시된 바와 같이 냉각장치(20)가 냉각수 공급부(22)와 열교환기(24)를 포함하여 이루어진다.3 illustrates a form in which the cooling device according to the present invention uses cooling water as an example, and as illustrated, the cooling device 20 includes a cooling water supply unit 22 and a heat exchanger 24.

즉, 냉각수 공급부(22)는 도 2의 냉각부에 해당하는 것으로서, 이와 같은 냉각수 공급부(22)는 도 2에 따른 실시 예의 냉각부에서 알 수 있는 바와 같이 상부 챔버(100a)의 세라믹 돔(110) 및 그 밖의 공정챔버(100)의 냉각이 필요한 부분에 냉각수를 순환시키는 기능을 한다. 그리고, 이와 같은 냉각수 공급부(22)는 냉각수가 저장되는 탱크, 상기 탱크에 저장된 냉각수를 순환하는 힘을 제공하는 펌프, 상기 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수를 공정챔버의 내외부로 유도하는 관 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이러한 구성은 통상의 기술에서 널리 사용되는 구성이므로 구체적인 설명과 도시는 생략하였다.That is, the cooling water supply unit 22 corresponds to the cooling unit of FIG. 2, and the cooling water supply unit 22 may be the ceramic dome 110 of the upper chamber 100a as can be seen from the cooling unit of the embodiment according to FIG. 2. ) And other process chamber 100 to circulate the cooling water to the portion that requires cooling. In addition, the cooling water supply unit 22 includes a tank in which the cooling water is stored, a pump providing a force for circulating the cooling water stored in the tank, a pipe leading the cooling water pumped by the pump into and out of the process chamber, and the like. It may be made, such a configuration is omitted because it is a configuration that is widely used in conventional techniques.

또한, 열교환기(24)는 도 2의 온도조절부에 해당하는 것으로서, 이와 같은 열교환기(24)는 냉각수 공급부(22)에 의해 순환되는 냉각수의 순환 경로 상에 설치되며, 냉각수는 이러한 열교환기(24)를 통과하면서 열을 흡수하여 70~90℃ 범위의 온도로써 가열된다.In addition, the heat exchanger 24 corresponds to the temperature control unit of FIG. 2, such a heat exchanger 24 is installed on the circulation path of the cooling water circulated by the cooling water supply unit 22, and the cooling water is such a heat exchanger. Heat is absorbed while passing through (24) and heated to a temperature in the range of 70-90 ° C.

상기와 같은 도 3의 실시 예에 따른 냉각장치의 작용은 도 2의 실시 예에 따른 냉각장치의 작용과 동일한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.The operation of the cooling apparatus according to the embodiment of FIG. 3 as described above is the same as that of the cooling apparatus according to the embodiment of FIG.

참고로, 본원출원인은 본 발명에 따른 냉각장치에 의해 공정챔버에 공급되는 냉각수의 온도를 80℃로 가열하여 공급한 결과, 기존의 15℃의 냉각수가 공급되는데 따른 세라믹 돔의 온도가 350℃에서 15~20℃까지 떨어지는 것에 비하여, 세라믹 돔의 온도가 350℃에서 85℃ 내외의 온도까지만 떨어져 세라믹 돔의 급격한 수축과 팽창이 방지되는 것을 확인하였다.For reference, the present applicant is supplied by heating the temperature of the cooling water supplied to the process chamber by the cooling device according to the present invention to 80 ℃, the temperature of the ceramic dome according to the existing 15 ℃ cooling water is supplied at 350 ℃ Compared to falling to 15 ~ 20 ℃, it was confirmed that the temperature of the ceramic dome drops only from about 350 ℃ to 85 ℃ temperature to prevent the rapid contraction and expansion of the ceramic dome.

상술한 실시 예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 공정챔버의 냉각장치에 의해서, 공정챔버의 세정 작업시 세라믹 돔의 급격한 온도변 화 및 그로 인해 발생할 수 있는 세라믹 돔의 과다한 수축과 팽창 현상이 방지될 수 있고, 그 결과 공정챔버의 세정 작업시 세라믹 돔 내면의 파티클이 공정 챔버의 내부로 낙하하는 현상이 방지되면서 공정 챔버의 청결 유지와 불량 반도체 소자의 양산이 대폭 줄어들 수 있도록 하는 효과가 있다.As can be seen through the above-described embodiment, the semiconductor device chamber cooling apparatus according to the present invention, the rapid temperature change of the ceramic dome during the cleaning operation of the process chamber and excessive shrinkage of the ceramic dome that may occur The expansion phenomenon can be prevented, and as a result, the particle of the inner surface of the ceramic dome is prevented from falling into the process chamber during the cleaning operation of the process chamber, thereby maintaining the cleanliness of the process chamber and greatly reducing the mass production of defective semiconductor devices. It works.

Claims (5)

하부챔버 및 세라믹 돔이 구비된 상부챔버를 포함하는 반도체 공정챔버의 냉각 작용을 위해 설치되는 냉각장치에 있어서,In the cooling device installed for the cooling operation of the semiconductor process chamber including a lower chamber and an upper chamber having a ceramic dome, 상기 세라믹 돔 및 그외 공정챔버의 냉각이 필요한 부분에 냉각물질을 순환시키는 냉각부와,A cooling unit for circulating a cooling material in a portion requiring cooling of the ceramic dome and other process chambers; 상기 냉각부에 의해 순환되는 냉각물질이 상기 공정챔버의 내부온도와 온도 차이가 준 상태에서 순환되도록 상기 냉각물질에 가열작용을 하는 온도조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치.And a temperature control unit for heating the cooling material such that the cooling material circulated by the cooling unit is circulated in a state where a temperature difference between the internal temperature of the process chamber is given. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도조절부는, 상기 냉각물질을 70℃~90℃의 범위 내에서 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치.The temperature control unit, the cooling apparatus of the semiconductor process chamber, characterized in that for heating the cooling material within the range of 70 ℃ ~ 90 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도조절부는, 상기 냉각물질의 순환되는 경로 중 상기 냉각부와 공정챔버의 사이에 위치하는 경로 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치.The temperature control unit, the cooling apparatus of the semiconductor process chamber, characterized in that installed on the path located between the cooling unit and the process chamber of the circulation path of the cooling material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각부는, 상기 공정챔버에 냉각수를 순환시키는 냉각수 공급부인 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치.The cooling unit is a cooling apparatus of the semiconductor process chamber, characterized in that the cooling water supply unit for circulating the cooling water to the process chamber. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 온도조절부는, 상기 냉각수 공급부에 의해 순환되는 냉각수의 순환 경로 상에 설치되어 냉각수의 통과시 열교환에 의해 냉각수의 온도를 상승시키는 열교환기의 구성인 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 냉각장치.The temperature control unit is a cooling device of a semiconductor process chamber, characterized in that the configuration of the heat exchanger is installed on the circulation path of the cooling water circulated by the cooling water supply unit to increase the temperature of the cooling water by heat exchange when the cooling water passes.
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