KR20080060838A - 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조 - Google Patents

반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조에 관한 것으로서, 웨이퍼의 배면 전체에 일정한 두께를 갖는 폴리머 소재로 이루어진 흡착필름을 부착하여 정전 척 주변에 존재하는 파티클(particle)이나 기타 이물질을 흡착 가능토록 함으로써, 인위적으로 반응 챔버를 개방하여 클리닝 처리 공정을 실시하지 않아도 파티클이나 기타 이물질의 제거가 가능하므로 웨이퍼의 생산성 향상은 물론 웨이퍼 자체의 청결성으로 인해 웨이퍼 품질을 한 단계 업그레이드시킬 수 있는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조에 관한 것이다.
반도체 제조장치, 웨이퍼, 이물오염 방지구조, 흡착필름, 폴리머

Description

반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조{Structure for preventing pollution of wafer for semiconductor fabricating apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조를 나타내는 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼가 정전 척에 안착된 상태를 나타내는 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 웨이퍼 20 : 흡착필름
110 : 정전 척 120 : 회전장치
130 : 돔 어셈블리 140 : 돔 온도제어유닛
150 : RF 파워 코일
본 발명은 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정전 척에 의해 고정되는 웨이퍼의 배면에 흡착필름을 부착하여 그 웨이퍼 배면 주위에서 발생하는 파티클이나 기타 이물질을 흡착하는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정의 플라즈마 식각(etching)공정은 플라즈마 상태의 반응가스와 반도체 기판이 접촉하도록 유도하여 플라즈마 상태의 반응가스가 반도체 기판의 소정영역을 식각하는 공정으로서, 이러한 식각 공정시 웨이퍼는 정전 척(electrostatic chuck)에 의해 견고하게 고정되어 있으며, 플라즈마 상태의 반응가스를 이용하여 웨이퍼를 식각하는 공정 수행 중 발생되는 폴리머가 웨이퍼에 떨어지지 않도록 그 반응 챔버의 상부에는 폴리머를 흡착시키는 돔 어셈블리(dome assembly)가 형성되어 있다.
또한, 상기 돔 어셈블리의 상부에는 공정 챔버의 내부온도를 조절하기 위한 돔 온도제어유닛(DTCU : Dome Temperature Control Unit)이 설치되어 있다.
이와 같이 구성되는 반도체 제조장치의 식각 공정시, 진공압 형성 공간의 일측에서 반응 가스가 주입되고, 상기 정전 척과 돔 어셈블리 사이의 공간에서 플라즈마가 형성되는바, 이 플라즈마에 의하여 웨이퍼 식각 가공이 수행된다.
그런데, 상기 정전 척에 의해 웨이퍼를 전기적으로 고정하는 경우 상기 웨이퍼의 배면에 존재하는 파티클(particle)이나 기타 이물질로 인하여 그 웨이퍼가 평탄하게 안착되지 않아 기울어지게 되어 결과적으로 상기 웨이퍼 상면 전체가 균일하게 식각되지 않는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 인위적으로 반응 챔버를 개방한 다음 클리닝(cleaning)처리 공정을 실시하게 되는데, 이로 인한 작업 공수의 증가로 인하여 생산성 향상에 방해가 되는 문제점이 있다.
또한, 플라즈마 식각공정 진행시 균일한 온도제어를 위해 헬륨(he)가스를 유동시키게 되는데 상기 파티클이나 이물질로 인하여 원하는 온도 제어공정이 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 웨이퍼의 배면에 일정한 두께를 갖는 폴리머 소재로 이루어진 흡착필름을 부착하여 정전 척 주변에 존재하는 파티클(particle)이나 기타 이물질을 흡착 가능토록 함으로써, 인위적으로 반응 챔버를 개방하여 클리닝 처리 공정을 실시하지 않아도 파티클이나 기타 이물질의 제거가 가능하므로 웨이퍼의 생산성 향상은 물론 품질 개선을 도모할 수 있는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 제조장치의 정전 척(110) 주변에 존재하는 파티클(particle)이나 기타 이물질을 흡착하여 제거할 수 있도록 상기 정전 척(110)에 의해 고정되는 웨이퍼(10)의 배면 전체에 일정한 두께를 갖는 폴리머 소재로 이루어진 흡착필름(20)이 부착된 것을 특징으로 한다.
바람직한 구현예로서, 상기 흡착필름(20)은 폴리실리콘(polysilicon), 폴리마이드(polimide) 중, 선택된 어느 하나의 구성으로 이루어진 다공성의 폴리머 소재인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조를 나타내는 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼가 정전 척에 안착된 상태를 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 식각 공정을 수행하는 반도체 제조장치의 플라즈마 식각장비는 공정 챔버를 구비하는데, 웨이퍼(10)가 로딩되는 하부 챔버와 플라즈마가 형성되어 웨이퍼(10)에 대한 식각이 이루어지는 상부 챔버를 포함한다.
이러한 공정 챔버의 내부에는 웨이퍼(10)를 탑재하며 하부 전극으로 작동하는 정전 척(ESC: Electro Static Chuck)(110)이 설치되고, 상기 정전 척(110)의 회전 구동을 인가하는 회전장치(120)가 설치되며, 상기 공정 챔버의 상측에는 천장을 형성하는 투명한 돔 어셈블리(dome assembly)(130)가 설치되어 있다.
또한, 상기 돔 어셈블리(130)의 상측에는 공정 챔버의 내부온도를 조절하기 위한 돔 온도제어유닛(DTCU : Dome Temperature Control Unit)(140)이 설치되어 있다.
여기서, 상기 돔 온도제어유닛(140)은 돔 어셈블리(130)의 상측에 설치되는 하우징(미도시)과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 공정 가스를 플라즈마 성질을 갖도록 하는 RF 파워 코일(RF Power Coil)(150)을 포함하여 이루어져 있다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 반도체 제조장치의 플라즈마 식각장비에서, 웨이퍼(10)를 그 공정 챔버 내부에 장착되도록 하는 정전 척(110)은 가장자리의 평탄도를 향상시키기 위한 구조로 형성되어 있으며, 그 중심부에는 그 정전 척(110)으로부터 웨이퍼(10)를 로딩 또는 언로딩하기 위한 리프트 핀(미도시)을 구비하게 된다.
그런데, 이와 같은 정전 척(110)은 반도체 제조 공정 중, 그 주변에서 발생하는 파티클 또는 기타 이물질로 인하여 원하는 공정 진행에 방해가 되는바, 상기 정전 척(110) 주변, 다시 말해서 상기 웨이퍼(10) 하단부에서 생기는 파티클 또는 기타 이물질을 제거하기 위하여 웨이퍼(10)의 배면 전체에 일정 두께를 갖는 흡착필름(20)을 부착하여 그 흡착필름(20)의 정전기적인 힘을 통하여 상기 파티클 또는 기타 이물질을 흡착하게 된다.
여기서, 상기 흡착필름(20)은 흡착성, 내후성(耐候性), 내열성(耐熱性), 내노화성(耐老化性)이 우수한 폴리머 소재로서, 폴리실리콘(polysilicon), 폴리마이드(polimide) 중, 선택된 어느 하나의 구성으로 이루어져 있으며, 이와 같은 다공성 물질로 이루어진 소재이면서 파티클 또는 기타 이물질을 용이하게 흡착할 수 있는 소재라면 어떠한 소재더라도 무방하다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조는 반도체 제조장치의 웨이퍼(10) 고정을 위한 정전 척(110)의 주변에 생성되는 파티클 또는 기타 이물질을 웨이퍼(10)가 쉽게 흡착할 수 있게 되므로 기존의 인위적으 로 반응 챔버를 개방하여 클리닝 처리 공정을 실시하지 않아도 파티클이나 기타 이물질의 손쉬운 제거가 가능하므로 웨이퍼(10)의 생산성 향상은 물론 품질 개선을 도모할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조에 의하면, 웨이퍼의 배면에 폴리머 소재로 이루어진 흡착필름을 부착하여 정전 척 주변에 생성되는 파티클 및 기타 이물질을 흡착할 수 있도록 함으로써, 기존의 클리닝 처리공정을 배제하여 생산성 향상에 도움이 됨은 물론, 웨이퍼 자체의 청결성으로 인해 웨이퍼 품질을 한 단계 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조장치의 정전 척(110) 주변에 존재하는 파티클(particle)이나 기타 이물질을 흡착하여 제거할 수 있도록 상기 정전 척(110)에 의해 고정되는 웨이퍼(10)의 배면 전체에 일정한 두께를 갖는 폴리머 소재로 이루어진 흡착필름(20)이 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 흡착필름(20)은 다공성의 폴리머 소재인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머 소재는 폴리실리콘(polysilicon), 폴리마이드(polimide) 중, 선택된 어느 하나의 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치용 웨이퍼의 이물오염 방지구조.
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