KR20090086773A - 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아이솔레이션 링의 변경에 따라 웨이퍼 백사이드 식각영역을 확대하거나 감소시키는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다
웨이퍼 백사이드면의 식각을 하거나 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하지 않도록 하는 공정의 종류에 대응하여 웨이퍼 백사이드 식각영역을 가변제어하기 위한 본 발명의 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치는, 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과, 외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와, 플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과, 상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드 식각영역을 가변할 수 있는 아이솔레이션 링과, 상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 상기 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극을 포함한다.
본 발명은 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하거나 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하지 않도록 하는 공정의 종류에 대응하여 아이솔레이션링의 형태를 변형시켜 웨이퍼 식각영역을 가변시키므로, 공정의 종류에 맞는 별도의 플라즈마 처리장치를 제작하지 않고 아이솔레이션 링만 교체하여 기존의 플라즈마장치로 공정을 진행할 수 있어 제조비용을 절감한다.
가스분배 플레이트, 상부전극, 하부전극, 웨이퍼 백사이드 식각영역 가변,

Description

웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치{PLASMA PROCESS EQUIPMENT FOR ETCHING WAFER BACKSIDE}
본 발명은 베벨식각을 위한 반도체 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아이솔레이션 링의 변경에 따라 웨이퍼 백사이드 식각영역을 확대하거나 감소시키는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체장치를 제조하기 위한 웨이퍼는 세정, 확산, 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 식각 및 이온주입 등과 같은 공정을 반복하여 거치게 되며, 반도체 제조공정은 그 소재가 되는 웨이퍼에 대하여 산화, 마스킹, 포토레지스트코팅, 식각, 확산 및 적층공정들과 이들 공정들의 전, 후에서 보조적으로 세척, 건조 및 검사 등의 여러 공정들이 수행되어야 한다. 특히, 식각공정은 실질적으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 중요한 공정의 하나로서, 포토레지스트 코팅공정과 함께 사진식각공정을 이루는 것으로서, 감광성을 갖는 포토레지스트를 웨이퍼 상에 코팅하고, 패턴을 전사한 후, 그 패턴에 따라 식각을 수행하여 상기 패턴에 따라 적절한 소자의 물리적 특성을 부여하는 것이다.
이렇게 반도체소자를 제조하기 위해 박막의 증착 시에는 기판의 전면에 박막을 형성하고, 식각시에는 기판 중심부의 박막을 식각 타겟으로 하기 때문에 기판 가장자리에는 박막이 제거되지 않은 상태로 잔류하게 되고, 식각 공정 진행 시 기판 가장자리에 파티클이 퇴적되는 현상이 발생한다. 이와 더불어, 통상적으로 기판을 지지하는 기판 지지대에는 정전력 또는 진공력에 의해 기판을 안착시키기 때문에 상기 기판과 기판 지지대 사이의 계면은 소정 거리 이격되어 틈이 발생되고, 이에 의해 기판의 배면 전체에도 파티클 및 박막이 퇴적된다.
따라서, 상기 기판에 존재하는 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하지 않은 상태에서 계속적인 공정이 진행될 경우 기판이 휘어지거나 기판의 정렬이 어려워지는 등의 많은 문제가 발생된다.
통상적으로, 상기와 같은 파티클 및 퇴적된 박막을 제거하기 위한 방법으로는 용제나 린스에 침적하여 표면의 파티클을 제거하는 습식 식각과, 플라즈마로 표면을 식각하여 제거하는 건식 식각이 널리 알려져 있다.
습식 식각은 기판의 표면에 도포되는 파티클을 제거하는데 효과적으로 활용되고 있으나 공정 관리가 어려워 기판 배면만을 국부적으로 제거하기에는 많은 어려움이 있을 뿐만 아니라, 막대한 화공 약품 사용으로 인한 비용 증가 문제, 폐수 처리 문제 등의 환경 문제를 유발시키는 원인이 되고 장시간의 처리를 요하며 장비 크기가 대형화되어야 한다는 문제점이 있었다.
반면, 건식 식각은 플라즈마를 이용하여 기판 및 배면의 박막 또는 파티클을 제거하는 방식으로 상술한 습식 식각의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 최근에는 이러한 기판 배면(Backside)을 식각하기 위한 건식 식각 장치의 개발이 활발히 수행중이다. 즉, 상기와 같은 플라즈마를 이용하여 기판의 배면을 식각하는 종래의 플라즈마 식각 장비에 관해서는 미합중국특허공보 제5,213,650호에 개시되어 있다.
상기의 미합중국특허공보 제5,213,650호에서는 플레이트와 웨이퍼 전방 표면과의 공간을 형성하여 이 공간으로 반응 가스를 분사시키고, 웨이퍼 후방 표면 상에 플라즈마를 생성시켜 식각을 수행하도록 하는 진공챔버를 포함하는 장치가 개시되어 있다.
그리고 웨이퍼에 박막을 증착하다보면 웨이퍼의 가장자리에 박막이 불균일하게 증착되어 이 부분이 나중에 파티클 소스로 작용하기 때문에 이를 원천적으로 해결하기 위해 증착공정 이후에 플라즈마를 이용하여 웨이퍼의 가장자리를 식각하는 베벨식각(BEVEL ETCH)을 행한다.
도 1은 종래의 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도이다.
반응가스가 공급될 수 있도록 반응가스 공급홀이 형성되고 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극(10)과,
외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트(12)와,
플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼(20)가 고정되는 웨이퍼척(14)과,
상기 웨이퍼척(14)의 측면에 설치되어 웨이퍼척(14)으로 여기되는 고주파 전원을 차폐하기 위한 아이솔레이션 링(16)과,
상기 아이솔레이션 링(16)의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼(20)의 에지부분 및 웨이퍼(20)의 백사이드면을 식각하기 위해 가스분배 플레이트(12)를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상부전극(10)과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극(18)으로 구성되어 있다.
먼저, 웨이퍼(20)가 웨이퍼 척(14) 상에 놓여지면 가스분배 플레이트(12)를 통해 공정챔버(100) 내부로 공정가스를 유입시키고 진공압력을 조절하게 된다.
그리고, 하부전극(18)으로 제1 고주파 전원을 인가시키고, 동시에 제 2 고주파 전원을 상부전극(10)에 인가하게 되면, 공정가스의 전자들이 여기되면서 충돌하여 이온의 밀도를 증가시켜 상부전극(10)과 하부전극(18) 사이에 일정한 플라즈마 영역을 형성하게 된다.
이렇게 플라즈마 영역이 형성되면 플라즈마 측정장치를 이용하여 플라즈마의 밀도를 측정하여 공정가스의 유량 및 공정챔버(100) 내부의 압력을 조절하여 일정한 플라즈마 밀도가 형성되게 한다.
그 후 플라즈마 영역 내의 이온들은 하부전극(18)에 인가되는 제 1 고주파 전원에 의해 웨이퍼 척(14) 상의 웨이퍼(20) 표면으로 유도되어 막을 식각한다.
그리고 웨이퍼 척(14) 상에 놓여진 웨이퍼(20)의 베벨영역의 백사이드면은 상부전극(10)과 하부전극(18) 사이에 형성된 플라즈마 가스에 의해 식각된다.
상기와 같은 종래의 플라즈마 처리장치는 웨이퍼 백사이드 면을 보다 넓게 식각하여야 하는 경우나 웨이퍼 백사이드 면을 식각하지 않아야 하는 경우 웨이퍼 백사이드면이 일률적으로 식각되기 때문에 공정의 종류에 따라 적응적으로 대응하지 못하고 공정의 종류에 맞는 별도의 플라즈마 처리장치를 제작하여야 하므로 제조비용이 많이 소요되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하거나 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하지 않도록 하는 공정의 종류에 대응하여 웨이퍼 백사이드 식각영역을 가변할 수 있는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공정종류에 맞게 아이솔레이션 링의 형태를 변형시켜 웨이퍼 백사이드 식각영역을 조절하여 공정의 종류마다 별도의 플라즈마식각장치를 제작하지 않고 기존의 플라즈마설비를 이용할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치는, 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과, 외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와, 플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과, 상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드 식각영역을 가변할 수 있는 아이솔레이션 링과, 상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 상기 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치는, 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과, 외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와, 플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과, 상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드 식각영역을 확장할 수 있도록 상부면이 외측으로 단차가 형성되는 아이솔레이션 링과, 상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 상기 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극으로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 아이솔레이션 링은 상기 웨이퍼의 가장자리 백사이드면을 플라즈마에 노출되도록 개방함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 적용되는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치는, 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전 원이 공급되는 상부전극과, 외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와, 플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과, 상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드면이 식각되지 않도록 차폐하기 위해 상부면이 외측으로 연장 돌출되도록 형성되는 돌출부가 일체형으로 형성된 아이솔레이션 링과, 상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극을 포함함을 특징으로 한다.
상기 돌출부는 상기 웨이퍼의 가장자리 백사이드면이 플라즈마에 노출되지 않도록 상기 하부전극의 상부일부를 커버함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하거나 웨이퍼 백사이드면의 식각을 하지 않도록 하는 공정의 종류에 대응하여 아이솔레이션링의 형태를 변형시켜 웨이퍼 식각영역을 가변시키므로, 공정의 종류에 맞는 별도의 플라즈마 처리장치를 제작하지 않고 아이솔레이션 링만 교체하여 기존의 플라즈마장치로 공정을 진행할 수 있어 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도이다.
반응가스가 공급될 수 있도록 반응가스 공급홀이 형성되고 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극(30)과,
외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트(32)와,
플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼(40)가 고정되는 웨이퍼척(34)과,
상기 웨이퍼척(34)의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼(40)의 백사이드 식각영역을 확장할 수 있도록 상부면이 외측으로 단차가 형성되며, 웨이퍼척(34)으로 여기되는 고주파 전원을 차폐하기 위한 아이솔레이션 링(36)과,
상기 아이솔레이션 링(36)의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼(40)의 에지부분 및 웨이퍼(40)의 백사이드면을 식각하기 위해 가스분배 플레이트(32)를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상부전극(30)과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극(38)으로 구성되어 있다.
도 3a는 웨이퍼의 백사이드면이 식각되기 이전의 사진이고,
도 3b는 도 1의 플라즈마 처리장치에 의해 웨이퍼의 백사이드면이 식각된 상태의 사진이며,
도 3c는 본 발명에 적용된 식각영역을 확장하여 웨이퍼의 백사이드면을 식각한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 식각영역의 확장에 의해 식각한 웨이퍼의 가장자리의 2지점(A, B)에 대한 식각상태의 SEM사진이다.
도 5는 도 1의 종래의 플라즈마 처리장치와 도 2의 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치를 사용하여 식각한 웨이퍼를 8각 등분한 포인트별로 식각거리를 측정한 그래프이다.
상술한 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.
먼저, 웨이퍼(40)가 웨이퍼 척(34) 상에 놓여지면 가스분배 플레이트(32)를 통해 공정챔버(200) 내부로 공정가스를 유입시키고 진공압력을 조절하게 된다.
그리고, 하부전극(38)으로 제1 고주파 전원을 인가시키고, 동시에 제 2 고주파 전원을 상부전극(30)에 인가하게 되면, 공정가스의 전자들이 여기되면서 충돌하여 이온의 밀도를 증가시켜 상부전극(30)과 하부전극(38) 사이에 일정한 플라즈마 영역을 형성하게 된다.
이렇게 플라즈마 영역이 형성되면 플라즈마 측정장치로 플라즈마의 밀도를 측정하여 공정가스의 유량 및 공정챔버(100) 내부의 압력을 조절하여 일정한 플라즈마 밀도가 형성되게 한다.
그 후 플라즈마 영역 내의 이온들은 하부전극(38)에 인가되는 제 1 고주파 전원에 의해 웨이퍼 척(34) 상의 웨이퍼(40) 표면으로 유도되어 웨이퍼(40)에 도포 된 막을 식각한다.
그리고 웨이퍼 척(34) 상에 놓여진 웨이퍼(40)의 베벨영역의 백사이드면은 상부전극(30)과 하부전극(38) 사이에 형성된 플라즈마 가스에 의해 식각된다. 이때 아이솔레이션 링(36)의 상부가 외측으로 미리 설정된 깊이만큼 단차가 형성되어 웨이퍼(40)의 백사이드면의 식각영역이 확장되어 식각된다. 이때 상기 아이솔레이션 링(36)은 웨이퍼(40)의 가장자리 백사이드면이 상부전극(30)과 하부전극(38) 사이에 형성된 플라즈마에 노출되도록 개방시키는 역할을 한다.
도 3a는 웨이퍼(40)의 백사이드면이 식각되기 이전의 사진이고, 도 3b는 도 1의 플라즈마 처리장치에 의해 웨이퍼(40)의 백사이드면이 식각된 상태의 사진이다.
그런데 본 발명에 적용된 아이솔레이션 링(40)의 상부가 외측으로 단차를 형성함에 의해 식각영역을 확장하여 웨이퍼(40)의 백사이드면을 식각한 사진이 도 3c에 도시되어 있다. 상기 웨이퍼(40)의 백사이면의 식각영역은 예컨대 3.5mm가 되어 도 4와 같이 웨이퍼(40)의 가장자리의 2지점(A, B)에 대한 식각상태의 SEM사진과 같이 3.42~3.43mm만큼 식각된 상태를 인지할 수 있다.
도 5는 도 1의 종래의 플라즈마 처리장치와 도 2의 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치를 사용하여 식각한 웨이퍼를 8각 등분한 포인트별로 식각거리를 측정한 그래프이다.
도 5의 P1은 본 발명에 의해 웨이퍼(40)의 백사이드면 식각영역을 확장하여 식각을 하였을 경우 웨이퍼(40)를 8각 등분한 포인트별로 나타낸 것으로 3.0~3.43mm 정도로 식각되었다.
도 5의 P2는 종래의 도 1과 같은 플라즈마 식각장치에 의해 식각을 하였을 경우 웨이퍼를 8각 등분한 포인트별로 나타낸 것으로 1.3~1.5mm 정도로 식각되었다.
도 5의 P3은 웨이퍼(40)의 전면을 식각을 하였을 경우 웨이퍼(40)를 8각 등분한 포인트별로 나타낸 것으로 0.6~0.8mm 정도로 식각되었다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도이다.
반응가스가 공급될 수 있도록 반응가스 공급홀이 형성되고 플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극(50)과,
외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트(52)와,
플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼(60)가 고정되는 웨이퍼척(54)과,
상기 웨이퍼척(54)의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼(60)의 백사이드면이 식각되지 않도록 차폐하기 위해 상부면이 외측으로 연장 돌출되도록 형성되며, 웨이퍼척(54)으로 여기되는 고주파 전원을 차폐하기 위한 아이솔레이션 링(56)과,
상기 아이솔레이션 링(56)의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼(60)의 에지부분 및 웨이퍼(60)의 백사이드면을 식각하기 위해 가스분배 플레이트(52)를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상부전극(50)과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극(58)으로 구성되어 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 플라즈마 처리장치를 사용하여 식각한 웨이퍼(60)를 웨이퍼 중심 좌,우의 좌표 값의 위치에 따라 식각거리를 측정한 그래프이다.
상술한 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.
먼저, 웨이퍼(60)가 웨이퍼 척(54) 상에 놓여지면 가스분배 플레이트(52)를 통해 공정챔버(300) 내부로 공정가스를 유입시키고 진공압력을 조절하게 된다.
그리고, 하부전극(58)로 제1 고주파 전원을 인가시키고, 동시에 제 2 고주파 전원을 상부전극(50)에 인가하면, 공정가스의 전자들이 여기되면서 충돌하여 이온의 밀도를 증가시켜 상부전극(50)과 하부전극(58) 사이에 일정한 플라즈마 영역을 형성하게 된다.
이렇게 플라즈마 영역이 형성되면 플라즈마 측정장치로 플라즈마의 밀도를 측정하여 공정가스의 유량 및 공정챔버(300) 내부의 압력을 조절하여 일정한 플라즈마 밀도가 형성되게 한다.
그 후 플라즈마 영역 내의 이온들은 하부전극(58)에 인가되는 제 1 고주파 전원에 의해 웨이퍼 척(54) 상의 웨이퍼(60) 표면으로 유도되어 웨이퍼(60)에 도포된 막을 식각한다.
그리고 웨이퍼 척(54) 상에 놓여진 웨이퍼(60)의 베벨영역의 백사이드면은 상부전극(50)과 하부전극(58) 사이에 형성된 플라즈마 가스에 의해 식각된다. 이때 아이솔레이션 링(56)의 상부는 외측으로 미리 설정된 길이만큼 연장되는 돌출 부(55)를 갖는다. 상기 돌출부(55)의 길이는 상기 하부전극(58)의 최외각 측면끝단보다 짧게 형성된다. 아이솔레이션 링(56)의 돌출부(55)는 웨이퍼(60)의 백사이드면이 식각되지 않도록 플라즈마를 형성하는 하부전극(58)의 상부를 커버하게 되어 웨이퍼(60)의 가장자리 백사이면으로 플라즈마의 이온이 여기되지 않도록 차폐시킨다. 상기 아이솔레이션 링(56)은 상기 웨이퍼(60)의 가장자리 백사이드면이 플라즈마에 노출되지 않도록 상기 하부전극(58)의 상부일부를 커버링한다.
이와 같이 식각이 이루어지면 도 7에 도시된 바와 같이 웨이퍼(60)의 백사이드면이 식각되는데,
도 7의 좌측그래프는 웨이퍼(60)의 전면을 식각한 상태의 그래프이고,
도 7의 우측그래프는 웨이퍼(60)의 백사이드면을 식각한 상태의 그래프이다.
도 7의 좌측 그래프를 보면, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 우측가장자리의 중심좌표148.005~149.205범위인 웨이퍼(60) 전면의 가장자리부분에서 식각이 이루어지고, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 우측끝단의 중심좌표 149.205에서 2754.165nm만큼 식각이 이루어진다. 그리고 웨이퍼(60)의 중심으로부터 좌측가장자리의 중심좌표 -145.755~-146.940범위인 웨이퍼(60) 백사이드면의 가장자리부분에서 식각이 이루어지고, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 좌측끝단의 중심좌표 -146.940에서 3260.887nm만큼 식각이 이루어진다.
도 7의 우측그래프를 보면, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 우측가장자리의 중심좌표 147.800~149.205범위인 웨이퍼(60) 백사이드면의 가장자리부분에서 식각이 이루어지고, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 우측끝단의 좌표 149.205에서 81.3678nm만큼 식각이 이루어진다. 그리고 웨이퍼(60)의 중심으로부터 좌측가장자리의 중심좌표 -145.755~-146.940범위인 웨이퍼(60) 백사이드면의 가장자리부분에서 식각이 이루어지고, 웨이퍼(60)의 중심으로부터 좌측끝단의 중심좌표 -146.940에서 86.9752nm만큼 식각이 이루어진다.
따라서 도 6과 같이 아이솔레이션 링(56)을 외측으로 돌출된 돌출부(55)를 형성한 후 플라즈마 식각을 진행할 경우 도 7의 우측그래프에서 보는 바와 같이 웨이퍼(60)의 백사이드면 식각이 거의 이루어지지 않게 된다.
이와 같이 본 발명은 도 2와 같이 아이솔레이션 링(36)을 이용하여 웨이퍼(40)의 백사이드면이 플라즈마에 많이 노출되도록 하여 식각범위를 증가시키고, 도 6과 같이 아이솔레이션 링(56)을 이용하여 웨이퍼(60)의 백사이드면이 플라즈마에 적게 노출되도록 하여 웨이퍼(60)의 백사이드면이 식각되지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래의 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도
도 3a는 웨이퍼의 백사이드면이 식각되기 이전의 사진이고,
도 3b는 도 1의 플라즈마 처리장치에 의해 웨이퍼의 백사이드면이 식각된 상태의 사진
도 3c는 본 발명에 적용된 식각영역을 확장하여 웨이퍼의 백사이드면을 식각한 사진.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 식각영역의 확장에 의해 식각한 웨이퍼의 가장자리의 2지점(A, B)에 대한 식각상태의 SEM사진
도 5는 도 1의 종래의 플라즈마 처리장치와 도 2의 본 발명에 의한 플라즈마 처리장치를 사용하여 식각한 웨이퍼를 8각 등분한 포인트별로 식각거리를 측정한 그래프
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치의 구성도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 플라즈마 처리장치를 사용하여 식각한 웨이퍼(60)를 웨이퍼 중심 좌,우의 좌표 값의 위치에 따라 식각거리를 측정한 그래프
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 상부전극 12: 가스분배 플레이트
14: 웨이퍼 척 16: 아이솔레이션 링
18: 하부전극 20: 웨이퍼

Claims (5)

  1. 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치에 있어서,
    플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과,
    외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와,
    플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과,
    상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드 식각영역을 가변할 수 있는 아이솔레이션 링과,
    상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 상기 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극으로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치.
  2. 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치에 있어서,
    플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과,
    외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와,
    플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과,
    상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드 식각영역을 확장할 수 있도록 상부면이 외측으로 단차가 형성되는 아이솔레이션 링과,
    상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 상기 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극으로 구성됨을 특징으로 하는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 아이솔레이션 링은 상기 웨이퍼의 가장자리 백사이드면을 플라즈마에 노출되도록 개방함을 특징으로 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치.
  4. 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치에 있어서,
    플라즈마가 발생될 수 있도록 고주파 전원이 공급되는 상부전극과,
    외부로부터 공급되는 반응가스를 내부로 균일하게 공급되도록 하는 가스분배 플레이트와,
    플라즈마에 의해 식각될 웨이퍼가 고정되는 웨이퍼척과,
    상기 웨이퍼척의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 백사이드면이 식각되지 않도록 차폐하기 위해 상부면이 외측으로 연장 돌출되도록 형성되는 돌출부가 일체형으로 형성된 아이솔레이션 링과,
    상기 아이솔레이션 링의 측면에 설치되어 상기 웨이퍼의 에지부분 및 상기 웨이퍼의 백사이드면을 식각하기 위해 가스분배 플레이트를 통해 공급되는 반응가스가 플라즈마 상태로 변환되도록 상기 상부전극과 각각 상호 작용하여 소정의 전기장을 형성하는 하부전극을 포함함을 특징으로 하는 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 웨이퍼의 가장자리 백사이드면이 플라즈마에 노출되지 않도록 상기 하부전극의 상부일부를 커버함을 특징으로 웨이퍼 백사이드 식각을 위한 플라즈마 처리장치.
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