KR20210076973A - 반응 챔버 라이닝 - Google Patents

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Abstract

환형 측벽(2)과 측벽(2)의 상부에 배치된 플랜지(3)를 포함하는 반응 챔버 라이닝이 개시되며, 플랜지(3)의 단부면은 측벽(2)에서 반경 방향으로 연장되고, 상기 플랜지(3)의 외부 가장자리는 반경 방향으로 연장되어 고정 플랜지부(31)를 형성하며, 고정 플랜지부의 각각에는 구멍(32)이 제공되며; 상기 측벽(2)에는 직사각형 슬롯(4)이 제공되며, 상기 직사각형 슬롯의 위치는 반응 챔버(50)의 측벽 내의 로봇 암 억세스 구멍(51)의 위치에 대응하며; 상기 측벽(2)에는 관통 구멍(22) 및 벌집 형상 애퍼추어(21)가 제공되며; 상기 측벽(2)의 바닥에 결합된 면에는 반경 방향으로 내부로 연장하는 디스크(5)가 제공되며, 상기 디스크(5)의 연장 단부는 상기 반응 챔버(50)의 중심에 배치된 전극 조립체(80)의 외부 가장자리와 맞춰지며, 복수개의 슬롯 구멍(6)의 원들이 상기 디스크(5)에 환형으로 제공된다. 반응 챔버 라이닝은 더 나은 열 안정성과 충분한 무선 주파수 접지선을 제공하여 가동 중지 시간을 줄이고 플라즈마 반응 공정의 균일성을 개선할 수 있다.

Description

반응 챔버 라이닝
본 실용 신안은 반도체 기술 분야에 관한 것으로, 특히 반응 챔버 라이닝에 관한 것이다.
반도체 제조에서 플라즈마 에칭은 전도성 및 유전체 재료를 에칭하는 데 사용된다. 플라즈마 에칭의 문제점 중 하나는 복수의 웨이퍼가 트렌치에서 처리되는 경우, 시간이 지남에 따라, 필름의 층이 프로세싱 챔버의 챔버 벽에 퇴적될 수 있다는 점이다. 이러한 필름이 축적되면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다: 첫째, 필름이 챔버 벽에서 벗겨져서 입자가 유입될 수 있다. 집적 회로 장치의 기능 치수가 계속 감소함에 따라, 프로세싱 공정에서 입자의 허용 오차도 급격히 감소하고 있다. 따라서 프로세싱 공정에서 입자의 생성과 정제를 피하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 둘째, 필름은 무선 주파수 접지 경로를 변경하여 웨이퍼에서 얻은 결과에 영향을 미칠 수 있다. 현재. 장비는 주로 프로세스 챔버에서 습식 세정 작업을 사용하며, 축적 층을 제거하기 위해 반응 챔버의 내벽을 스크럽하는 물리적 방법이 사용된다.
상업용 반도체 제조에서. 프로세스 챔버의 습식 세정은 바람직하지 않다. 이러한 이유로, 일부 프로세스 챔버에는 챔버 벽을 보호하기 위해 라이닝이 제공된다. 그러나, 현재의 프로세스 챔버에 원통형 라이닝을 사용하는데에는 적어도 2가지 주요한 단점이 있다. 첫 번째 단점은 진공에서 열 전달이 좋지 않은데, 이러한 라이닝 전체가 진공 상태에 있고 충분한 열 연결이 부족하다는 것이다. 따라서 무선 주파수 전원이 순환되고 꺼지는 경우, 라이닝 온도가 급격하게 변동한다는 것이다. 이러한 온도 변동으로 인해 원하지 않는 변화가 발생할 수 있다. 웨이퍼 프로세싱 공정에서, 두 번째 단점은 만족스러운 무선 주파수 접지 경로를 제공하기 위해 진공 상태에서 라이닝과의 전기적 연결을 구현하기 어렵다는 것이다. 스테인레스 스틸 나사, 구리 테이프 및 구리 도금 핑거와 같이 이러한 목적으로 단독으로 사용되는 재료는 모두 웨이퍼에 오염 물질을 유발할 수 있다. 이러한 이유로, 새로운 반도체 공정 반응 챔버 라이닝을 제공할 필요가 있다.
기존의 문제점을 겨냥하여, 본 실용 신안은 환형 측벽 본체(2)와 측벽 본체(2)의 상부에 배치된 플랜지(3)를 포함하는 반응 챔버 라이닝을 제공하며, 여기서 플랜지(3)의 단부면은 측벽(2)에서 반경 방향으로 연장되고, 플랜지(3)의 외부 가장자리는 반경 방향으로 연장되어 고정 플랜지 부품(31)을 형성하며, 고정 플랜지 부품의 각각에는 구멍(32)이 제공되며; 상기 측벽(2)에는 직사각형 슬롯(4)이 제공되며, 상기 직사각형 슬롯의 위치는 반응 챔버(50)의 측벽 내의 로봇 암 억세스 구멍(51)의 위치에 대응하며; 상기 측벽(2)에는 관통 구멍(22) 및 벌집 형상 애퍼추어(21)가 제공되며; 상기 측벽(2)의 바닥에 결합된 면에는 반경 방향으로 내부로 연장하는 디스크(5)가 제공되며, 상기 디스크(5)의 연장 단부는 상기 반응 챔버(50)의 중심에 배치된 전극 조립체(80)의 외부 가장자리와 맞춰지며, 복수개의 슬롯 구멍(6)의 원들이 상기 디스크(5)에 환형으로 제공된다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 플랜지(3)의 단부면은 원형 또는 정사각형이다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 플랜지(3)의 단부면은 상기 측벽(2)에서 반경 방향으로 길이 6mm 내지 35mm 및 두께 5mm 내지 10mm로 연장된다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 플랜지(3)의 단부면에는 상기 반응 챔버(50)의 상부 부분에서 반응 챔버 라이닝(1)과 챔버 커버 조립체(60) 사이에 우수한 접촉 및 시일링을 구현하기 위하여 시일링 홈(33) 및 전도성 코일 수용 홈(34)이 제공된다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 직사각형 슬롯(4)의 치수는 상기 로봇 암 억세스 구멍(51)의 치수와 같거나 약간 작아서, 웨이퍼를 가져 오고 전달하기 위하여 로봇 암이 상기 반응 챔버(50)에 진입하여 상기 반응 챔버(50) 밖으로 연장할 수 있다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 벌집 형상 애퍼추어(21)의 애퍼추어 직경은 1.5mm 내지 3mm 범위이다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 디스크(5)의 두께는 3mm 내지 7mm 범위이다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 슬롯 구멍(6)의 폭은 3mm 내지 5mm 범위이고, 각각의 원에는 복수의 슬롯 구멍(6)이 제공되며, 각각의 슬롯 구멍(6)의 길이는 20°와 40°사이의 각도를 갖는 호의 길이이다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 슬롯 구멍(6)의 2개의 인접 원들 사이의 틈은 1mm 내지 2.5mm 범위이고, 상기 슬롯 구멍(6)의 2개의 인접 원들은 엇갈리게 분포되어 있다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝에서, 바람직하게는, 상기 반응 챔버 라이닝의 재료는 알루미늄, 세라믹 또는 석영이다.
본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝은 더 나은 열 안정성, 충분한 무선 주파수 접지 라인 및 최단 가동 중지 시간(downtime)의 유용성을 제공할 수 있으며, 반응 기류가 진공 챔버에서 흐르는 동안 방해를 줄일 수 있으며, 장비에 필요한 진공도에 더 쉽게 도달할 수 있다.
본 실용 신안의 특정 구현의 기술적 솔루션을 보다 명확하게 설명하기 위해, 특정 구현의 설명에 필요한 첨부 도면에 대한 간략한 소개가 이후에 제공된다.
도 1은 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 정면도이다.
도 2는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 개략적인 3 차원 구조도이다.
도 3은 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 개략적인 설치 다이어그램이다.
도 4는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 평면도이다.
도 5는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 슬롯 구멍의 부분도이다.
도면에서 :
1은 반응 챔버 라이닝을 나타내고; 2는 측벽을 나타내고; 21은 벌집 형상의 애퍼추어를 나타내고; 22는 관통 구멍을 나타내고; 3은 플랜지를 나타내고; 31은 플랜지부를 나타내고; 32는 구멍을 나타내고; 33은 시일링 홈을 나타내고; 34는 전도성 코일 수용 홈을 나타내고; 4는 직사각형 슬롯을 나타내고; 5는 디스크를 나타내고; 6은 슬롯 구멍을 나타내고; 50은 반응 챔버를 나타내고; 51은 로봇 암 억세스 구멍을 나타내고; 60은 챔버 커버 조립체를 나타내고; 70은 웨이퍼를 나타내고; 80은 전극 조립체를 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 실용 신안의 기술적 해결 방안을 명확하고 완전하게 설명한다. 명백하게, 설명된 구현은 모두가 아닌 본 실용 신안의 구현의 일부이다. 본 실용 신안에서의 구현에 기초하여, 본 기술 분야의 숙련자에 의해 어떠한 창의적 노력없이 획득된 다른 모든 구현은 모두 본 실용 신안의 보호 범위 내에 있다.
본 실용 신안의 설명에서 방향 또는 위치 관계를 나타내는 "중앙", "상부", "하부", "왼쪽", "오른쪽", "수직", "수평", "내부", "외부" 등의 용어는 첨부된 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기초한 것으로, 본 실용 신안을 설명하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐이며, 참조된 장치 또는 요소가 특정 방향을 반드시 가져거나, 특정 방향으로 구성되거나 작동해야 하는 것을 나타내거나 암시하려고 의도한 것이 아니며, 따라서 본 실용 신안을 제한하려는 것으로 이해되어서는 안된다. 또한, 용어 "첫 번째", "두 번째"및 "세 번째"는 설명 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해 될 수 없다.
본 실용 신안의 설명에서, 달리 명확하게 지정되고 정의되지 않는 한, 용어 "설치", "상호 연결" 및 "연결"은 넓은 의미로 이해되어야 함을 유의해야 한다. 예를 들어, 고정, 분리 또는 통합 방식으로 연결될 수 있고; 기계적으로 또는 전기적으로 연결될 수 있고; 직접 연결되거나 중간 매체를 통해 간접적으로 연결될 수 있고; 두 요소 내부의 통신일 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 본 실용 신안에서 전술한 용어의 구체적인 의미는 구체적인 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 실용 신안은 첨부된 도면과 함께 특정 구현을 통해 더 상세히 설명될 것이다. 도 1은 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 정면도이다. 도 2는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 개략적인 3 차원 구조도이다. 도 3은 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 개략적인 설치도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 반응 챔버 라이닝(1)은 환형 측벽 본체(2)와 측벽 본체의 상부에 배치된 플랜지(3)를 포함한다. 플랜지(3)의 단부면은 상기 측벽(2)에서 반경 방향으로 길이 6mm 내지 35mm 및 두께 5mm 내지 10mm로 연장된다. 플랜지(3)의 단부면은 원형 또는 정사각형이며, 챔버의 형상과 일치하도록 조정된다. 플랜지(3)의 외측 가장자리는 반경 방향으로 연장되어 고정 플랜지부(31)를 형성하고, 플랜지부(31)의 수량은 2 개 내지 4 개일 수 있으며, 고정 플랜지부 각각에 구멍(32)이 제공되고, 반응 챔버(50)의 상부 표면에 반응 챔버 라이닝(1)을 고정하기 위하여 나사가 구멍(32)을 관통할 수 있다. 그러므로, 반응 챔버 라이닝(1)과 반응 챔버(50) 사이에 우수한 접지 및 충분한 접촉이 보장된다. 또한, 장비 내의 반응 챔버 라이닝(1)의 설치 위치에 따라, 일부 조건에서, 플랜지(3)의 단부면에 시일링 홈(33)의 원과 전도성 코일 수용 홈(34)이 제공되어 반응 챔버(50)의 상부에서 반응 챔버 라이닝(1)과 챔버 커버 조립체(60) 사이에 양호한 접촉 및 시일링을 구현할 수있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽(2)에는 직사각형 슬롯(4)이 제공되고, 직사각형 슬롯의 위치는 반응 챔버(50)의 측벽에 있는 로봇 암 억세스 구멍(51)의 위치에 대응하고, 직사각형 슬롯(4)의 치수는 상기 로봇 암 억세스 구멍(51)의 치수와 같거나 약간 작아서, 로봇 암은 웨이퍼를 가져 오고 전달하기 위하여 상기 반응 챔버(50)에 진입하여 상기 반응 챔버(50) 밖으로 연장할 수 있다. 기술 처리 과정에서, 웨이퍼(70)는 반응 챔버(50)의 외부에서 로봇 암에 의해 로봇 암 억세스 구멍(51)과 직사각형 슬롯(4)을 통해 챔버에 배치되고, 웨이퍼(70)는 이젝터 니들 상승 및 하강기구에 의해 로봇 암으로부터 내려져 전극 조립체(80)의 상부면에 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 측벽(2)에는 벌집 형상의 구멍(21)과 관통 구멍(22)이 제공된다. 관통 구멍(22)은 관찰 구멍으로 사용될 수 있고, 반응 챔버(50)의 측벽에 제공된 관찰 구멍에 대응하여, 작업자가 관통 구멍을 통해 반응 챔버 내부의 상태를 관찰할 수 있도록 한다. 반응 챔버의 외부 연결 장치의 다른 특성에 따라, 관통 구멍(22)은 둥근 구멍 또는 벌집 형상의 구멍일 수 있다. 반응 챔버(50)는 챔버의 진공도 또는 기술 프로세스에서 챔버 압력을 실시간으로 측정하고 모니터링 하기 위하여 기술 프로세스에서 진공 측정 장치와 외부적으로 연결될 필요가 있다. 따라서, 반응 챔버(50)의 측벽에는 비교적 큰 복수의 원형 관통 구멍이 제공되어 챔버의 내부와 외부를 연결한다. 벌집 형상 애퍼추어(21)의 위치는 큰 원형 관통 구멍에 대응하고, 벌집 형상 애퍼추어의 분포량은 반응 챔버의 측벽에 외부적으로 연결된 진공 측정 장치의 양에 의해 결정될 수있다. 벌집 형상의 구멍(21)의 커버리지 범위는 반응 챔버(50)의 해당 위치의 측벽에 제공된 개방 구멍의 범위와 같거나 약간 작아야 해서, 반응 챔버(50)의 내벽이 오염을 방지하기 위해 플라즈마에 노출되지 않도록 할 수 있다. 벌집 형상의 구멍의 특성을 통해, 기술 공정에서 발생하는 입자 불순물 등이 진공 측정기의 측정 성능에 미치는 영향을 차단하고 진공 측정기에 들어가는 것을 방지하여, 진공 측정 장치의 서비스 수명을 연장할 수 있다. 벌집 형상 애퍼추어(21)의 치수는 1.5 내지 3mm 범위이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽(2)의 바닥에 결합되는 면에는 반경 방향으로 내부로 연장되는 디스크(5)가 제공되고, 디스크(5)의 두께는 3mm 내지 7mm 범위이다. 디스크(5)의 연장 단부에는 서로 부착되거나 일정 거리를 형성하는 방식으로 반응 챔버의 중앙에 배치된 전극 조립체(80)의 외부 가장자리와 맞춰진다. 도 4는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 평면도이다. 도 5는 본 실용 신안의 반응 챔버 라이닝의 슬롯 구멍의 부분도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 디스크(5)에는 복수의 원형 구멍(6)의 원이 환형으로 제공된다. 설치된 반응 챔버의 상이한 치수에 따라, 반경 방향으로 분포된 슬롯 구멍(6)의 원의 수가 조정된다. 슬롯 구멍(6)의 폭(W)은 3mm 내지 5mm 범위이고, 각각의 원에는 다수의 슬롯 구멍(6)이 제공된다. 각각의 원에 있는 슬롯 구멍(6)의 수량은 슬롯 구멍(6)의 길이 및 디스크(5)의 둘레에 따라 결정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 슬롯 구멍(6)의 두 단부는 각각 원 중심에 연결되고, 두 연결 라인 사이의 각도는 al이고, 슬롯 구멍(6)의 길이는 각도 al을 갖는 호의 길이이다. 바람직하게는, 각도 al은 20 °내지 40 °범위이다.
슬롯 구멍(6)의 2 개의 인접한 원 사이의 틈(L)은 1mm 내지 2.5mm의 범위이며, 도 5에 도시된 바와 같이, 슬롯 구멍(6)의 2 개의 인접한 원은 엇갈린 방식으로 분포된다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬롯 구멍(6)의 제 1 원의 초기 위치로부터 슬롯 구멍(6)의 인접한 내부 원의 초기 위치까지의 각도는 a2이고, a2는 0 °내지 40 °의 범위이다. 이러한 배열 모드를 채택함으로써, 슬롯 구멍(6)은 더욱 엇갈린 방식으로 분포되고, 더 나은 유동 균질화 효과를 얻을 수 있다. 추가적으로, 반응 챔버 내의 플라즈마가 슬롯 구멍(6)을 통해 반응 영역 아래의 위치로 유입됨으로써 야기되는 점화가 방지된다. 동시에, 디스크(5) 부분의 기계적 강도가 향상된다. 이러한 설계를 통해, 웨이퍼 표면을 흐르는 플라즈마 가스의 유동 전계 분포가 크게 향상되고, 플라즈마 반응의 공정 결과 균일성이 향상된다.
반응 챔버 라이닝(1)의 재료는 알루미늄, 세라믹, 석영 등일 수 있다. 예를 들어, 반응 챔버 라이닝(1)이 금속 재료를 사용하는 경우, 예를 들어 반응 챔버 라이닝이 알루미늄으로 처리되는 경우, 반응 챔버 라이닝(1)은 반응 챔버(50) 내부에 배치된다. 기술적 요구 사항에 따라, 플라즈마에 노출된 반응 챔버 라이닝(1)의 위치는 경질 아노다이징과 같은 부식 방지 표면 처리를 받아야 한다. 설치하는 동안, 반응 챔버 라이닝(1)의 외벽은 반응 챔버(50)의 내벽에 부착되어 있지만, 부착은 강하지 않아, 온도 상승 조건 하의 팽창 효과로 인한 반응 챔버(50)와 반응 챔버 라이닝(1)의 맞물림 또는 분리 불능을 회피한다.
마지막으로, 상기 실시예는 단지 본 실용 신안의 기술적 솔루션을 예시하는 것일뿐, 본 실용 신안을 제한하려는 의도는 아니라는 점에 유의해야한다. 본 실용 신안이 전술한 실시예를 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상기 실시예 각각의 기술적 솔루션이 여전히 수정될 수 있거나, 기술의 일부 또는 전부가 변경 될 수 있음을 이해해야 한다. 상기 실시예의 특징은 동등하게 대체될 수 있다; 그리고 이러한 수정 또는 대체는 본 실용 신안의 각 실시예의 기술적 솔루션의 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (10)

  1. 반응 챔버 라이닝으로서,
    환형 측벽 본체(2)와 상기 환형 측벽 본체(2)의 상부에 배치된 플랜지(3)를 포함하며, 상기 플랜지(30)의 단부면은 상기 측벽(2)에서 반경 방향으로 연장되고, 상기 플랜지(3)의 외부 가장자리는 반경 방향으로 연장되어 고정 플랜지부(31)를 형성하며, 상기 고정 플랜지부의 각각에는 구멍(32)이 제공되며; 상기 측벽(2)에는 직사각형 슬롯(4)이 제공되며, 상기 직사각형 슬롯의 위치는 반응 챔버(50)의 측벽 내의 로봇 암 억세스 구멍(51)의 위치에 대응하며; 상기 측벽(2)에는 관통 구멍(22) 및 벌집 형상 애퍼추어(21)가 제공되며; 상기 측벽(2)의 바닥에 결합된 면에는 반경 방향으로 내부로 연장하는 디스크(5)가 제공되며, 상기 디스크(5)의 연장 단부는 상기 반응 챔버(50)의 중심에 배치된 전극 조립체(80)의 외부 가장자리와 맞춰지며, 복수개의 슬롯 구멍(6)의 원들이 상기 디스크(5)에 환형으로 제공되는, 반응 챔버 라이닝.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 단부면은 원형 또는 정사각형인, 반응 챔버 라이닝.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 단부면은 상기 측벽(2)에서 반경 방향으로 길이 6mm 내지 35mm 및 두께 5mm 내지 10mm로 연장되는, 반응 챔버 라이닝.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지(3)의 단부면에는 상기 반응 챔버(50)의 상부 부분에서 반응 챔버 라이닝(1)과 챔버 커버 조립체(60) 사이에 우수한 접촉 및 시일링을 구현하기 위하여 시일링 홈(33) 및 전도성 코일 수용 홈(34)이 제공되는, 반응 챔버 라이닝.
  5. 청구항 1에 있어서,
    직사각형 슬롯(4)의 치수는 상기 로봇 암 억세스 구멍(51)의 치수와 같거나 약간 작아서, 웨이퍼를 가져 오고 전달하기 위하여 로봇 암이 상기 반응 챔버(50)에 진입하고 상기 반응 챔버(50) 밖으로 연장할 수 있는, 반응 챔버 라이닝.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 벌집 형상 애퍼추어(21)의 애퍼추어 직경은 1.5mm 내지 3mm 범위인, 반응 챔버 라이닝.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스크(5)의 두께는 3mm 내지 7mm 범위인, 반응 챔버 라이닝.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬롯 구멍(6)의 폭은 3mm 내지 5mm 범위이고, 각각의 원에는 복수의 슬롯 구멍(6)이 제공되며, 각각의 슬롯 구멍(6)의 길이는 20°와 40°사이의 각도를 갖는 호(arc)의 길이인, 반응 챔버 라이닝.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 슬롯 구멍(6)의 2개의 인접 원들 사이의 틈은 1mm 내지 2.5mm 범위이고, 상기 슬롯 구멍(6)의 2개의 인접 원들은 엇갈리게 분포되어 있는, 반응 챔버 라이닝.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 반응 챔버 라이닝의 재료는 알루미늄, 세라믹 또는 석영인, 반응 챔버 라이닝.
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