KR20090130574A - 반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막건식 식각 방법 - Google Patents

반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막건식 식각 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히터가 서셉터에 대해 상대 이동 가능하도록 구조가 개선되어 저온 및 고온의 반도체제조공정이 하나의 챔버에서 진행될 수 있으며 이에 따라 작업처리량(throughput)을 극대화할 수 있으며 나아가 기판의 오염을 최소화할 수 있는 반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체 제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막 건식 식각 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 제조용 서셉터유닛은 상면에 기판이 지지되는 서셉터; 및 히터를 구비하는 반도체 제조용 서셉터유닛에 있어서, 서셉터 및 히터는 상호 간에 상대 이동 가능하도록 결합되며, 히터는 기판이 지지되는 지지부를 가지며, 지지부가 서셉터 상면의 상방에 배치되는 제1위치와, 지지부가 서셉터 상면의 하방에 배치되는 제2위치에 선택적으로 위치 가능하며, 제1위치에서 기판을 가열하도록 구성된다.
반도체, 클러스터, 후열처리(postheating), 전열처리(preheating), 작업처리량(throughput), 식각

Description

반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체 제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막 건식 식각 방법{Susceptor unit, apparatus for manufacturing semiconductor having the susceptor and dry etch method for silicon oxide using the apparatus}
본 발명은 반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체 제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 반도체 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조시에 기판이 안착되며 반도체제조공정요건에 따라 기판을 원하는 온도까지 가열할 수 있는 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체 제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막 건식 식각 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여, 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다. 각각의 공정에서 기판은 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다.
최근에는 반도체 디바이스의 미세화 및 고집적화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등이 요구되고 있으며, 복합 공정의 증가나 매엽식화에 수반되는 작업처리량(throughput)의 향상이라는 관점에서 반도체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 형태(Cluster Type)의 반도체제조장치가 주목을 받고 있다. 도 1에는 식각 및 후열처리를 위한 클러스터 형태의 반도체제조시스템의 일례가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 반도체제조시스템은 식각공정이 진행되는 다수의 식각모듈(100')과, 후열처리공정이 진행되는 후열처리모듈(100'')과, 다수의 식각모듈 및 후열처리모듈과 연결되는 육각형상의 트랜스퍼모듈(300)과, 트랜스퍼모듈(300)과 연결되며 공정 진행 전 및 후의 기판이 저장되는 로드록모듈(200)을 구비한다. 각 모듈 사이에는 슬릿밸브(500)가 설치되어 있으며, 트랜스퍼모듈(300)에는 기판을 이송하기 위한 로봇(350)이 설치되어 있다. 그리고, 로드록모듈(300)은 로딩스테이션(400)과 연결되어 있다.
여기서, 식각모듈은 챔버와, 챔버의 내부에 배치되며 기판이 안착되는 서셉터와, 서셉터의 상방에 배치되며 식각가스, 예를 들어 HF를 분사하는 샤워헤드를 구비한다. 식각공정은 예를 들어 20℃ 내지 50℃의 저온 상태에서 이루어지며, 서셉터에는 히터가 내장되어 있지 않다. 그리고, 후열처리모듈은 챔버와, 챔버의 내부에 배치되는 기판이 안착되는 서셉터와, 서셉터에 내장되며 서셉터를 가열하는 히터를 포함하여 구성된다. 후열처리공정은 식각공정 후에 식각 부산물을 제거하기 위하여 진행되는 공정으로서, 히터를 작동시켜 서셉터를 일정 온도범위, 예를 들어 80℃ 내지 200℃로 승온시킴으로써 이루어진다.
상술한 바와 같이 구성된 반도체제조시스템에 있어서, 식각 및 후열처리는 다음과 같이 순차적으로 진행된다. 먼저, 트랜스퍼모듈이 로봇을 이용하여 공정 전의 기판을 식각모듈에 이송한 후에 식각공정을 진행한다. 그 후, 트랜스퍼모듈의 로봇을 이용하여 식각된 기판을 트랜스퍼모듈을 거쳐 후열처리모듈로 이송하여 후열처리공정을 진행한다. 그리고, 마지막으로 트랜스퍼모듈의 로봇을 이용하여 후열처리가 된 기판을 로드록모듈로 이송한다.
그런데, 상술한 종래의 반도체제조시스템에 있어서는, 식각공정 및 후열처리공정이 각각 저온 및 고온에서 진행되어야 하므로, 식각모듈(310) 및 후열처리모듈(320)이 별개로 구성되어야만 한다. 이와 같이 식각모듈(310) 및 후열처리모듈(320)이 별개로 구성되면, 작업처리량을 증가시키는데 한계가 있게 된다. 더구나, 트랜스퍼모듈(330)의 로봇을 이용하여 기판을 이송하는 횟수가 증가하면 할수록 그 이송과정에서 기판이 오염되어 양질의 기판을 제조하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 앞서 살펴본 기판에 대한 식각방식은 크게 습식식각방식과 건식식각방식으로 크게 분류된다. 습식식각방식은 작업처리량을 증가시킬 수 있는 장점이 있으나 식각이 등방성으로 이루어져 미세패턴의 구현이 어렵다는 단점이 있다. 건식식각방식은 작업처리량이 습식식각방식에 비해 떨어지나 식각이 이방성으로 이루어져 미세패턴의 구현이 용이하다는 장점이 있다. 또한, 건식식각방식에는 플라즈마를 이용하는 방식이 있으나 이러한 방법은 식각 부산물의 제거가 용이하지 않다는 단점이 있다. 이와 같이, 종래에는 습식식각방식이나 건식식각방식 모두 장점 및 단점을 가지고 있었으며, 각 방식의 장점을 가지는 새로운 식각방식, 즉 작업처리 양이 좋으며 나아가 미세패턴의 구현도 용이한 식각방식에 대한 필요성이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 히터가 서셉터에 대해 상대 이동 가능하도록 구조가 개선되어 저온 및 고온의 반도체제조공정이 하나의 챔버에서 진행될 수 있으며 이에 따라 작업처리량(throughput)을 극대화할 수 있으며 나아가 기판의 오염을 최소화할 수 있는 반도체 제조용 서셉터유닛, 이 서셉터유닛이 구비된 반도체 제조장치 및 이 반도체 제조장치를 이용한 실리콘 산화막 건식 식각 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 반도체 제조용 서셉터유닛은 상면에 기판이 지지되는 서셉터; 및 히터를 구비하는 반도체 제조용 서셉터유닛에 있어서, 상기 서셉터 및 히터는 상호 간에 상대 이동 가능하도록 결합되며, 상기 히터는 기판이 지지되는 지지부를 가지며, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 상방에 배치되는 제1위치와, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 하방에 배치되는 제2위치에 선택적으로 위치 가능하며, 상기 제1위치에서 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 반도체제조공정이 진행되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되며, 상면에 기판이 지지되는 서셉터; 상기 기판을 가열하기 위한 히터; 상기 서셉터의 상방에 배치되며, 상기 반도체제조공정용 공정가스를 분사하는 샤워헤드;를 구비하는 반도체 제조장치에 있어서, 상기 서셉터 및 히 터는 상호 간에 상대 이동 가능하도록 결합되며, 상기 히터는 기판이 지지되는 지지부를 가지며, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 상방에 배치되는 제1위치와, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 하방에 배치되는 제2위치에 선택적으로 위치 가능하며, 상기 제1위치에서 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 실리콘 산화막 건식 식각 방법은 하나의 챔버에 내장된 히터 및 서셉터 중 하나 또는 둘을 구동하여 상기 히터에 형성된 지지부를 상기 서셉터 상면의 하방에 배치하는 단계; 상기 서셉터의 상면에 실리콘 산화막이 형성된 기판을 안착하는 단계; 상기 챔버의 내부에 상기 서셉터의 상방에 배치된 샤워헤드를 통하여 식각가스를 분사하여 상기 기판을 식각하는 단계; 상기 히터 및 서셉터 중 하나 또는 둘을 구동하여 상기 히터의 지지부를 상기 서셉터 상면의 상방에 배치하여 상기 기판을 상기 히터의 지지부에 배치하는 단계; 및 상기 히터를 작동시켜 상기 기판을 가열하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 동일 챔버 내에서 두 가지 종류의 반도체제조공정, 즉 고온에서의 공정 및 저온에서의 공정을 모두 수행할 수 있게 된다. 따라서, 작업처리량(throughput)을 극대화할 수 있게 된다. 또한, 기판을 이송하는 횟수를 줄일 수 있게 되므로, 기판의 오염을 최소화할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 형태의 반도체제조시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 공정모듈의 개략적인 단면도이며, 도 4 는 도 2의 공정모듈의 단면도로서, 서셉터가 히터에 의해 가열되는 상태를 도시하며, 도 5는 도 3에 도시된 서셉터유닛의 개략적인 분리사시도이며, 도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ의 개략적인 단면도로서, 서셉터에 형성된 순환유로를 도시한다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 반도체제조시스템은 종래기술에서 설명한 바와 마찬가지로 공정 진행 전 및 후의 기판(s)이 저장되는 로드록모듈(200)과, 반도체제조공정이 진행되는 복수의 공정모듈(100)과, 다수의 로드록모듈(200) 및 공정모듈(100)과 연결되며 기판 이송용 로봇이 설치된 트랜스퍼모듈(300)을 포함하여 구성된다. 각 모듈 사이에는 슬릿밸브(500)가 설치되어 있으며, 트랜스퍼모듈(300)에는 기판을 이송하기 위한 로봇(350)이 설치되어 있다. 그리고, 로드록모듈(200)은 로딩스테이션(400)과 연결되어 있다. 다만, 본 실시예에서는 종래와 달리 각 공정모듈(100)에서 저온 및 고온의 반도체제조공정, 예를 들어 저온에서 진행되는 식각공정 및 고온에서 진행되는 후열처리공정이 모두 이루질 수 있도록 구성되어 있다는 점에서 상이하며, 이하에서는 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.
각 공정모듈(100)은 반도체 제조장치에 해당하는 것으로서, 챔버(10)와, 서셉터(20)와, 히터(30)와, 샤워헤드(40)를 구비다.
챔버(10)는 원통형상으로 이루어지며, 챔버(10)의 내부에서는 식각공정 및 후열처리공정이 모두 진행된다. 챔버(10)의 측면에는 실리콘 산화막이 형성된 기판(s)이 출입하는 기판출입구(11)가 형성되어 있으며, 챔버(10)의 바닥면에는 펌핑포트(12)가 연결되어 있다.
서셉터(20)는 챔버(10)의 내부에 승강 가능하게 배치된다. 서셉터(20)는 "T" 형상으로 이루어진 서셉터본체(21) 및 서셉터본체(21)의 상측에 결합되는 원판 형상의 커버(22)를 포함하여 구성된다. 서셉터본체(21)에는 냉각물질이 순환하는 순환유로(211)가 형성되어 있다. 냉각물질은 순환유로(211)의 일단부를 통해 공급되어 순환유로(211)를 순환한 후에 순환유로(211)의 타단부를 통하여 배출된다. 냉각물질은 서셉터(20)를 원하는 온도 수준, 예를 들어 20℃ 내지 50℃ 범위인 제1설정온도로 냉각시키기 위한 것으로서, 냉각수, 냉각가스 또는 냉매 등이 사용될 수 있다. 또한, 냉각물질은 압축기, 응축기, 팽창기 및 열교환기를 포함하는 공지의 칠러장치(미도시)를 통하여 순환유로(211)에 공급되도록 구성할 수도 있다. 그리고, 커버(22)에는 기판(s)이 안착된다.
그리고, 서셉터(20)에는 복수의 삽입공(23)이 관통 형성되어 있다. 또한, 서셉터(20)에는 복수의 관통공(24)이 형성되어 있다. 관통공(24)에는 기판(s)을 지지하기 위한 지지핀(미도시)이 서셉터(20)에 대해 승강 가능하게 삽입된다. 기판출입구(11)를 통해 공급되는 기판(s)은 지지핀에 의해 1차적으로 지지된 후, 지지핀의 하강에 의해 서셉터(20)의 상면에 안착된다.
한편, 서셉터(20) 및 지지핀이 승강하도록 서셉터 및 지지핀을 구동하는 수단은 각각 스크류 및 구동모터 등을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 구조는 이미 널리 알려져 있으므로 여기서는 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
히터(30)는 전원 인가시 발열하며, 발열시 열전도에 의해 기판을 원하는 온도 수준, 예를 들어 80℃ 내지 200℃ 범위인 제2설정온도로 승온시킨다. 히터(30) 는 단면이 원형인 봉 형상으로 형성되며 서셉터에 형성된 삽입공(23)의 개수에 대응되도록 복수 구비된다. 복수의 히터(30)는 서로 동일한 크기 및 형상을 가지도록 형성되며, 복수의 히터 각각의 상면에는 기판이(s) 지지되는 지지부(301)를 형성한다. 그리고, 각 히터의 지지부(301)는 서로 동일한 높이에 배치되어 기판은 복수 히터의 지지부(301)에 접촉 및 지지되어 평행하게 배치된다. 복수의 히터(30)는 이동부재(31)에 결합되어 이동부재(31)의 상면에 상하방향으로 길게 배치된다.
이동부재(31)는 서셉터본체(21)에 끼워지며, 서셉터(20)에 대해 상대 이동 가능하게 챔버(10) 내부에 설치된다. 이동부재(31)는 도 4에 도시된 제1위치 및 도 3에 도시된 제2위치 사이에서 승강 가능하다.
제1위치에서는, 복수의 히터(30)가 각각 서셉터(20)에 형성된 복수의 삽입공(23)에 삽입되어 복수의 히터(30)의 지지부(301)가 서셉터(20) 상면의 상방에 배치된다. 이와 같이 복수의 히터(30)가 제1위치에 위치하게 되면, 기판(s)을 복수의 히터(30)의 지지부(301)와 접촉하게 지지시킬 수 있게 된다. 따라서, 전원 인가에 의해 히터(30)가 발열하면, 기판(s)을 고온으로 가열할 수 있게 된다. 그리고, 제1위치에서는 이동부재(31)가 서셉터(20)와 접촉하지 않는 높이에 위치하게 된다.
그리고, 제2위치에서는, 이동부재(31)가 제1위치로부터 하방으로 이동하게 되어 복수의 히터(30)는 모두 서셉터에 형성된 복수의 삽입공(23)으로부터 이탈하게 되어 각 히터의 지지부(301)가 서셉터(20) 상면의 하방에 배치된다. 따라서, 제1위치에서 복수의 히터(30)에 의해 지지되었던 기판(s)이 다시 서셉터(20)의 상면에 의해 지지되게 되므로, 히터(30)에 전원이 인가되더라도 기판(s)을 고온으로 가열할 수 없게 된다.
또한, 이동부재(31)에는 서셉터에 형성된 관통공(24)의 개수에 대응되게 복수의 관통공(311)이 형성되어 있다. 이동부재의 각 관통공(311)은 서셉터의 각 관통공(24)과 동축적으로 배치된다. 또한, 앞서 설명한 각 지지핀은 이동부재의 각 관통공(311)에도 승강 가능하게 삽입된다.
한편, 이동부재(31)를 구동하는 수단은 앞서 살펴본 서셉터의 구동수단과 마찬가지로 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
샤워헤드(40)는 서셉터(20)의 상방에 배치된다. 샤워헤드(40)는 식각공정에 필요한 식각가스, 예를 들어 HF 가스를 분사한다. 또한, 식각가스로는 HF 가스 이외에도 HF 가스 및 알킬아민의 혼합가스 또는 HF 가스 및 NH3 가스의 혼합가스 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 혼합가스에 IPA 가스를 더 포함시켜 사용할 수 있으며, 또한 N2, Ar 및 He 중 선택되는 적어도 하나의 불활성 가스를 더 포함시켜 사용할 수도 있다. 이와 같이 혼합가스에 IPA 가스 또는 불활성 가스를 더 포함시키는 것은 다음과 같은 이유에 기인하다.
HF 가스 단독으로는 실리콘 산화막 제거가 효율적이지 않지만 여기에 알킬아민을 혼합시킴으로써 실리콘 산화막을 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, HF 가스와 알킬아민 그리고 실리콘 산화막이 반응하면 물이 형성되는데 IPA는 이 물을 빨 리 증발시키기 때문에 전체적인 반응 속도를 향상시키게 되며 이는 식각 속도의 증가를 가져온다. 그리고, 불활성 가스는 식각에 직접적으로 참여하여 유효한 작용을 하는 것은 아니지만 식각가스를 구성하고 있는 각 성분 가스가 기판(w)까지 전달될 수 있도록 캐리어 가스(carrier gas) 역할을 하게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 반도체제조시스템에 있어서는, 기판(s)의 식각공정 및 후열처리공정은 다음과 같은 과정을 통하여 완료된다.
먼저, 이동부재(31)를 도 3에 도시되어 있는 바와 제2위치에 위치시킨 후에, 로봇 아암(미도시)을 이용하여 기판(s)을 서셉터의 커버(22)에 안착시키고, 식각가스를 샤워헤드(40)를 통하여 기판으로 분사함으로서 식각공정을 진행한다. 이때에, 서셉터(20)를 도 3에 가상선으로 도시되어 있는 바와 같이 샤워헤드쪽으로 상승시켜 샤워헤드(40)와 기판(s) 사이의 거리를 줄인다. 그리고, 식각공정시 냉각물질을 순환유로(211)로 공급하여 순환시킴으로써 기판(s)을 저온 상태, 예를 들어 20℃ 내지 50℃의 온도 범위로 유지시킨다.
이와 같이 식각공정이 완료된 후 이동부재(31)를 도 4에 도시된 제1위치까지 상승시키면, 이동부재(31)의 상승과정에서 기판(s)이 복수의 히터(30)에 의해 접촉 지지되게 된다. 그리고, 이 상태에서 히터(30)에 전원을 인가하여 기판(s)을 고온 상태, 예를 들어 80℃ 내지 200℃까지 가열한다. 이와 같이 기판(s)이 가열되면, 식각 부산물을 제거할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 종래와 달리 하나의 공정모듈(100) 내에서 식각공정 및 후열처리공정을 모두 수행할 수 있게 된다. 즉, 하나의 공정모 듈(100) 내에서 두 가지 종류의 반도체제조공정, 즉 고온에서의 공정 및 저온에서의 공정을 모두 수행할 수 있게 된다. 따라서, 작업처리량(throughput)을 극대화할 수 있게 된다. 또한, 기판을 트랜스퍼모듈(300)로 이송하는 횟수를 줄일 수 있게 되므로, 기판(s)의 오염을 최소화할 수도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
예를 들어, 본 실시예에서는 식각공정 및 후열처리공정이 하나의 공정모듈에서 진행되는 것으로서 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 저온 및 고온 공정이라면 공정의 종류에 무관하게 진행할 수 있게 된다. 예를 들어, 기판을 미리 가열하는 전열처리공정 및 가열된 기판의 가장자리를 에칭하는 베벨에칭공정도 본 실시예의 공정모듈에서 모두 진행할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 서셉터 및 이동부재가 모두 승강 가능하도록 구성되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 서셉터는 위치 고정되며, 이동부재가 승강 가능하도록 구성하거나 이동부재는 위치 고정되나 서셉터가 승강 가능하도록 구성할 수도 있다.
도 1은 종래의 일례에 따른 클러스터 형태의 반도체제조시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러스터 형태의 반도체제조시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 공정모듈의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2의 공정모듈의 단면도로서, 서셉터가 히터에 의해 가열되는 상태를 도시한다.
도 5는 도 3에 도시된 서셉터유닛의 개략적인 분리사시도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ의 개략적인 단면도로서, 서셉터에 형성된 순환유로를 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...챔버 20...서셉터
21...서셉터본체 22...커버
23...삽입공 24...관통공
30...히터 31...이동부재
40...샤워헤드 100...공정모듈
200...로드록모듈 211...순환유로
300...트랜스퍼모듈 311...관통공
400...로딩스테이션 500...슬릿밸브

Claims (13)

  1. 상면에 기판이 지지되는 서셉터; 및 히터를 구비하는 반도체 제조용 서셉터유닛에 있어서,
    상기 서셉터 및 히터는 상호 간에 상대 이동 가능하도록 결합되며,
    상기 히터는 기판이 지지되는 지지부를 가지며, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 상방에 배치되는 제1위치와, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 하방에 배치되는 제2위치에 선택적으로 위치 가능하며, 상기 제1위치에서 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서셉터에는 삽입공이 관통 형성되어 있으며,
    상기 히터는 상기 서셉터의 삽입공을 통하여 상기 서셉터에 대해 승강 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 서셉터에는 상기 삽입공이 복수 형성되며,
    상기 히터는 상기 삽입공의 개수에 대응되게 복수 구비되며,
    상기 복수의 히터는 상기 서셉터에 대해 승강 가능한 이동부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 히터는 봉 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 서셉터에는 상기 서셉터를 냉각시키기 위한 냉각물질이 순환하는 순환유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 서셉터를 구동하는 서셉터구동수단; 및
    상기 히터를 구동하는 히터구동수단;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 히터는 위치 고정되며,
    상기 히터가 상기 제1위치 및 제2위치 사이에 선택적으로 위치 가능하도록 상기 서셉터를 구동하는 서셉터구동수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 서셉터유닛.
  8. 반도체제조공정이 진행되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되며, 상면에 기판이 지지되는 서셉터;
    상기 기판을 가열하기 위한 히터;
    상기 서셉터의 상방에 배치되며, 상기 반도체제조공정용 공정가스를 분사하는 샤워헤드;를 구비하는 반도체 제조장치에 있어서,
    상기 서셉터 및 히터는 상호 간에 상대 이동 가능하도록 결합되며,
    상기 히터는 기판이 지지되는 지지부를 가지며, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 상방에 배치되는 제1위치와, 상기 지지부가 상기 서셉터 상면의 하방에 배치되는 제2위치에 선택적으로 위치 가능하며, 상기 제1위치에서 상기 기판을 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  9. 하나의 챔버에 내장된 히터 및 서셉터 중 하나 또는 둘을 구동하여 상기 히터에 형성된 지지부를 상기 서셉터 상면의 하방에 배치하는 단계;
    상기 서셉터의 상면에 실리콘 산화막이 형성된 기판을 안착하는 단계;
    상기 챔버의 내부에 상기 서셉터의 상방에 배치된 샤워헤드를 통하여 식각가스를 분사하여 상기 기판을 식각하는 단계;
    상기 히터 및 서셉터 중 하나 또는 둘을 구동하여 상기 히터의 지지부를 상기 서셉터 상면의 상방에 배치하여 상기 기판을 상기 히터의 지지부에 배치하는 단계; 및
    상기 히터를 작동시켜 상기 기판을 가열하는 단계;를 구비하는 것을 특징으 로 하는 실리콘 산화막 건식 식각 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 서셉터에 형성된 순환유로에 냉각물질을 공급 및 순환시켜 상기 서셉터를 제1설정온도로 유지하는 단계를 더 구비하며,
    상기 가열단계는, 상기 기판을 제2설정온도로 승온시켜 상기 기판 상의 식각 부산물을 제거하는 것을 특징으로 하는 실리콘 산화막 건식 식각 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1설정온도는 20℃ 내지 50℃의 범위이며,
    상기 제2설정온도는 80℃ 내지 200℃의 범위인 것을 특징으로 하는 실리콘 산화막 건식 식각 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 식각가스는 HF 가스와 알킬아민의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 산화막 건식 식각 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 식각가스는 HF 가스와 NH3 가스 및 이소프로필알콜(IPA)의 혼합 가스인 것을 특징으로 하는 실리콘 산화막 건식 식각 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040697B1 (ko) * 2009-11-25 2011-06-13 세메스 주식회사 정전척
KR101155291B1 (ko) * 2010-02-22 2012-06-12 주식회사 테스 건식식각장치 및 이를 구비한 기판처리시스템
KR101403292B1 (ko) * 2011-11-16 2014-06-09 주식회사 테스 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치
WO2014164910A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling esc for plasma process chamber
KR20220070813A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20220070800A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 전극 제어 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101200720B1 (ko) * 2011-03-31 2012-11-13 최대규 핫 배플판이 구비된 플라즈마 반응기 및 이를 이용한 기판 처리 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101040697B1 (ko) * 2009-11-25 2011-06-13 세메스 주식회사 정전척
KR101155291B1 (ko) * 2010-02-22 2012-06-12 주식회사 테스 건식식각장치 및 이를 구비한 기판처리시스템
KR101403292B1 (ko) * 2011-11-16 2014-06-09 주식회사 테스 트레이 및 이를 구비한 기판처리장치
WO2014164910A1 (en) * 2013-03-12 2014-10-09 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling esc for plasma process chamber
US9681497B2 (en) 2013-03-12 2017-06-13 Applied Materials, Inc. Multi zone heating and cooling ESC for plasma process chamber
KR20220070813A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
KR20220070800A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 세메스 주식회사 전극 제어 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치

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