KR20080094302A - 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치에 관한 것으로, 베벨식각공정시 웨이퍼 배면에 대한 식각영역을 임의로 조정할 수 있도록 함으로써 종래 고정링의 분해 및 재조립으로 인한 시간적/경제적 손실을 방지할 수 있는 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

이를 구현하기 위한 본 발명은, 웨이퍼의 배면이 상부에 장착되는 척; 상기 웨이퍼의 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 상부전극; 상기 웨이퍼의 배면 에지 부분이 플라즈마에 노출되는 영역을 가변시키기 위해 상기 척의 외주를 둘러싸는 최소한 하나 이상의 가변링; 상기 가변링의 위치를 상하방향으로 가변시키는 가변수단;을 포함하여 이루어진다.

베벨식각, 웨이퍼, 식각영역, 링

Description

웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치{Bevel etching apparatus which is controllable the etching area of wafer back side}

도 1은 종래기술에 의한 웨이퍼 베벨식각장치의 구성을 보여주는 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 베벨식각장치를 보여주는 개략도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 가변수단을 보여주는 개략도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변수단을 보여주는 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 척 20 : 상부전극

30 : 고정링 101 : 가변링

110 : 가변수단 111 : 리드스크류

112 : 베어링고정부 113 : 커플링

114,115 : 베벨기어 116 : 모터

117 : 실린더 118 : 솔레노이드밸브

본 발명은 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 에지부분을 식각하는 경우 식각영역을 조절할 수 있는 수단을 구비한 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중에는 여러 단계의 증착공정에 의해 반도체 웨이퍼의 에지(edge)에서 원하지 않는 오염이 발생될 수 있다. 즉, 웨이퍼의 에지부분은 공정에서 막질에 대한 관리가 이루어지지 않아 불특정 막질이 발생하게 되는데, 이 부분이 고온 등의 공정을 거치면서 필링(peeling;벗겨짐)이 일어나 패턴을 오염시켜 기판에 악영향을 미칠 수 있다. 이러한 문제점을 방지하고자 웨이퍼 에지 부위를 세정액 또는 세정가스로 식각함으로써, 패턴의 오염을 방지하고 있다.

종래기술의 웨이퍼 에지부분 식각은 도 1에 개략적으로 도시된 베벨식각장치를 사용하여 행해져 왔다.

도 1은 종래기술에 의한 웨이퍼 베벨식각장치의 구성을 보여주는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 베벨식각장치는, 패턴이 형성된 웨이퍼(W)의 배면이 장착되는 척(10), 상기 웨이퍼(W)의 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 상부전극(20), 상기 척(10)의 외주면에 결합되어 웨이퍼(W) 배면의 식각영역을 조절하기 위한 고정링(30)을 포함하여 구성된다. 도면부호 P는 플라즈마 형성영역을 나타낸다.

상기 고정링(30)은 웨이퍼(W) 배면의 에지부분에 대한 플라즈마 마스 킹(MASKING) 역할을 하여 웨이퍼(W) 배면의 식각영역을 결정하게 된다. 이러한 식각영역은 고정링(30)의 사이즈(SIZE)에 의해 결정되는데, 고정링(30)이 웨이퍼(W)배면을 마스킹하는 영역이 넓으면 식각영역이 좁아지고, 반대로 마스킹하는 영역이 좁으면 식각영역이 넓어지게 된다.

따라서 웨이퍼(W) 배면에 대해 식각하고자 하는 영역에 따라 상기 고정링(30)의 크기를 변경하여 조립해야 한다.

그러나 식각하고자 하는 영역의 변경이 빈번하게 발생하게 되는데 반해, 그 때마다 챔버를 오픈(OPEN)하여 고정링(30)을 분해한 후 새로운 고정링(30)으로 교체 조립하게 됨으로 인해 시간적/경제적 손실이 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 베벨식각공정시 웨이퍼 배면에 대한 식각영역을 임의로 조정할 수 있도록 함으로써 종래 고정링의 분해 및 재조립으로 인한 시간적/경제적 손실을 방지할 수 있는 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치는, 웨이퍼의 배면이 상부에 장착되는 척; 상기 웨이퍼의 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 상부전극; 상기 웨이퍼의 배면 에지 부분이 플라즈마에 노출되는 영역을 가변시키기 위해 상기 척의 외주를 둘러싸는 최소한 하나 이상의 가변링; 상기 가변링의 위치를 상하방향으로 가변시키는 가변수단;을 포함하여 이루어진다.

이 경우 상기 가변수단은, 동력을 공급하는 모터, 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 리드스크류를 포함하고, 상기 리드스크류의 회전에 의해 상기 가변링이 상하 위치가 가변되는 것으로 구성될 수 있다.

한편 상기 가변수단은, 상기 가변링의 하단부에 솔레노이드밸브와 실린더에 의해 공기압을 인가하여 상하 위치를 가변시키도록 하는 것으로 구성될 수 있다.

한편, 상기 가변링은 세라믹재질의 외부에 베스펠재질 또는 테프론재질로 코팅된 것으로 구성될 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면부호를 부여함에 있어서 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 동일번호를 부여하였음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 베벨식각장치를 보여주는 개략도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 가변수단을 보여주는 개략도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변수단을 보여주는 개략도이다.

본 발명의 베벨식각장치는, 종래기술과 동일하게 패턴이 형성된 웨이퍼(W)의 배면이 장착되는 척(10), 상기 웨이퍼(W)의 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키 도록 RF 전원을 공급받는 상부전극(20)을 포함하여 구성된다.

상기 RF 전원에 의해 챔버 내부에 형성되는 플라즈마(Plasma)는 웨이퍼의 에지(Edge)부분 상면과 하면(배면) 주위에 형성된다(도면부호 P부분).

상기 척(10)의 외주면에 결합되어 웨이퍼(W) 배면의 식각영역을 조절하기 위한 고정링(30)이 종래기술과 동일하게 설치된다. 다만 본 발명에서는 후술하는 가변링에 의해 식각영역조절이 가능하므로 상기 고정링(30)이 반드시 구비될 필요는 없다. 웨이퍼(W)의 사이즈(Size)등에 의해 결정되는 식각영역의 범위에 따라 고정링(30)이 구비되지 않는 경우도 있다.

본 발명에서 고정링(30)을 사용하는 경우에는, 상하 위치변경이 가능한 가변링(101)에 의해 식각영역조절이 가능하므로, 종래기술과 달리 웨이퍼(W) 식각영역변경에 따라 고정링(30)을 분리하여 재조립할 필요가 없다.

상기 가변링(101)은 가변수단(110)에 의해 상하방향으로 위치가 가변된다.

상기 고정링(30)의 외주면에는 식각영역에 따라 최소한 하나 이상의 가변링(101)이 설치된다. 즉, 가변링(101)은, 일례로 고정링(30)의 외주면에 설치되는 제1가변링(101a), 상기 제1가변링(101b)의 외주면에 설치되는 제2가변링(101b)으로 구성될 수 있다. 식각영역이 넓어지면 제3,4가변링이 추가될 수 있다.

상기 가변링(101)은 식각영역에 따라 그 개수를 달리하여 사용하게 되므로 고정링(30)에 비해 다소 두께가 얇은 것이 주로 사용될 것이다.

상기 가변링(101)은 세라믹(Ceramic)재질이 사용될 수 있다. 다만 복수의 가변링(101a,101b)이 사용되는 경우에는 가변링(101)이 상하로 업, 다운되는 과정에 서 두 개의 가변링(101a,101b)사이에 마찰이 일어나 파티클(Particle)이 발생할 수 있다.

따라서 이를 방지하기 위하여 상기 가변링(101a,101b)은 세라믹(Ceramic)재질로 하고, 그 표면을 베스펠(Vespel)재질 또는 테프론(Teflon)재질로 코팅하는 것이 바람직하다.

테프론(Teflon)은, 불소수지로서 내마모성이 우수하고, 베스펠(Vespel) 역시, 폴리이미드 계열의 수지로서 내열성과 내마모성을 가지고 있다. 따라서 이러한 재질을 마찰면에 적용시 파티클 발생을 방지할 수 있다.

도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 가변수단을 설명한다.

가변링(101)의 하단부에는, 가변수단(110)으로서, 상기 가변링(101)에 형성된 탭홈(도면에 미도시)에 삽입되어 모터(116)의 회전에 의해 회전되는 리드스크류(111)가 연결된다.

상기 모터(116)의 동력을 리드스크류(111)에 전달하기 위한 구조는 다양하게 구현될 수 있다.

도 3에는, 상기 리드스크류(111)와 모터(116) 사이에는, 내부에 베어링(도면에 미도시)이 삽입되어 상기 리드스크류(111)의 지지역할을 하는 베어링고정부(112), 상기 베어링고정부(112)의 하부에 설치되고 모터(116)의 회전에 의해 회전되는 커플링(113), 상기 커플링(113)의 하측에 연결되고 타측은 모터(116)에 연결되는 베벨기어(114,115)가 구비될 수 있다. 상기 모터(116)는 스테핑 모터(Stepping Motor)가 사용된다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 모터(116)가 회전하면 베벨기어(114,115) 및 커플링(113)을 통해 리드스크류(111)에 회전력이 전달되어 가변링(101)의 상하 위치를 가변시킨다. 따라서 웨이퍼(W)의 에지 부분에 대한 식각영역이 변경되는 경우에도 가변링(101)을 상측으로 상승시켜 웨이퍼(W)의 배면을 마스킹하여 식각영역을 좁히거나, 가변링(101)을 하측으로 하강시켜 웨이퍼(W)의 배면에 대한 식각영역을 넓히는 것이 가능하다.

도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변수단을 설명한다.

가변수단(110)은, 가변링(101)의 하단부에 연결되는 실린더(117), 상기 실린더(117)에 공기압 등을 공급하기 위한 솔레노이드밸브(118)을 포함하여 구성된다.

가변링(101)을 상승시키고자 하는 경우에는 솔레노이드밸브(118)를 조작하여 공기압을 공급함으로써 실린더(117) 내부의 피스톤(도면에 미도시)을 상승시키고, 가변링(101)을 하강시키고자 하는 경우에는 실린더(117) 내부의 공기압을 제거함으로써 피스톤을 하강시키게 된다.

이와 같은 과정을 통해 웨이퍼(W) 배면의 에지부분에 대한 식각영역이 변경되더라도 링이나 챔버의 분해 및 재조립과정을 거치지 않고도 용이하게 대응하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명을 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치에 의하면, 베벨식각공정시 웨이퍼 배면에 대한 식각영역을 임의로 조정할 수 있어 종래 고정링의 분해 및 재조립으로 인한 시간적/경제적 손실을 방지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 웨이퍼의 배면이 상부에 장착되는 척;

   상기 웨이퍼의 상부에 위치하여 플라즈마를 발생시키도록 RF 전원을 공급받는 상부전극;

   상기 웨이퍼의 배면 에지 부분이 플라즈마에 노출되는 영역을 가변시키기 위해 상기 척의 외주를 둘러싸는 최소한 하나 이상의 가변링;

   상기 가변링의 위치를 상하방향으로 가변시키는 가변수단;

   을 포함하여 이루어진 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가변수단은, 동력을 공급하는 모터, 상기 모터의 동력에 의해 회전하는 리드스크류를 포함하고, 상기 리드스크류의 회전에 의해 상기 가변링이 상하 위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가변수단은, 상기 가변링의 하단부에 솔레노이드밸브와 실린더에 의해 공기압을 인가하여 상하 위치를 가변시키도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 가변링은 세라믹재질의 외부에 베스펠재질 또는 테프론재질로 코팅된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 배면의 식각영역 조절이 가능한 베벨식각장치.

Images