KR100519543B1 - 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브가 구비되는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 관한 것이다. 본 발명은, 플라즈마를 형성시키기 위한 반응가스가 가스캡으로부터 유입되도록 상기 반응가스가 유입되는 측면으로 홀이 형성되는 오리피스링이 구비되는 튜브 등으로 이루어지는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 있어서, 상기 오리피스링은 상기 홀의 직경을 상기 반응가스를 유입시키는 측면의 가스캡의 홀의 직경보다 협소하게 형성시켜 상기 튜브에 구비시키는 것을 특징으로 한다. 따라서, 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발하는 플라즈마의 역유입으로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로써 반도체소자의 제조에 따른 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치
본 발명은 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스캡(Gas Cap)에 위치하는 튜브(Tube)의 오리피스링(Orifice Ring)에 형성시킬 수 있는 홀(Hole)을 개선시킨 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체소자는 상기 반도체소자로 제조할 수 있는 웨이퍼(Wafer) 상에 소정의 막을 형성시킨 후, 상기 소정의 막을 상기 반도체소자의 전기적 특성 등에 따른 설정된 패턴(Pattern) 등으로 형성시킴으로써 제조된다.
여기서 상기 웨이퍼 상에 형성시킬 수 있는 패턴은 주로 상기 웨이퍼 상에 소정의 막을 완전히 제거시키거나 또는 선택적으로 제거시킴으로써 형성시킬 수 있다.
이러한 패턴을 형성시키는 공정 즉, 식각공정은 상기 반도체소자의 고집적화에 따라 케미컬(Chemical)을 이용한 식각공정에서 플라즈마(Plasma)를 이용한 식각공정으로 발달되어가는 추세이다.
그리고 상기 플라즈마를 이용한 식각공정을 수행할 수 있는 식각장치는 그 형태나 상기 플라즈마를 형성시키는 방법 등에 따라 다양하게 구비시킬 수 있다.
여기서 최근에는 상기 플라즈마를 이용한 식각장치 중에서 도1에 도시된 바와 같이 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시키는 식각장치를 주로 이용하고 있다.
이러한 플라즈마 식각장치는 고주파를 발생시킬 수 있는 고주파발생기(10) 및 플라즈마를 형성시킬 수 있는 반응가스를 유입시킬 수 있도록 그 상부에 포트(Port)(12)가 구비되는 가스캡(14) 등으로 이루어진다.
또한 도2에 도시된 바와 같이 상기 플라즈마를 형성시킬 수 있도록 상기 고주파 및 반응가스가 유입되는 튜브(16)가 구비된다.
그리고 상기 튜브(16)에서 발생되는 플라즈마를 유입받아 식각공정을 수행할 수 있는 챔버(Chamber)(18)가 구비되고, 상기 챔버(18) 내에 플라즈마를 골고루 유입시킬 수 있는 디퓨저(Diffuser)(20)가 구비된다.
이러한 구성으로 이루어지는 종래의 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행에서는 상기 튜브(16) 내에 형성되는 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 현상이 빈번하게 발생하였다.
즉, 상기 반응가스가 튜브(16) 내로 유입되도록 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 상기 반응가스가 유입되는 측면의 튜브(16)의 단부에 구비되는 오리피스링(22)의 홀의 직경이 상기 가스캡(14)의 홀의 직경보다 확장된 형태로 형성되어 있기 때문이었다.
이러한 상기 플라즈마의 역유입으로 인하여 상기 가스캡(14)은 부식되었고, 또한 상기 튜브(16)와 오리피스링(22) 및 디퓨저(20) 등에는 그을음이 형성되었다.
그리고 상기 가스캡(14)의 부식 등은 상기 플라즈마의 형성을 저하시켰고, 상기 그을음 등은 파티클(Particle)로 작용하여 상기 챔버(18) 내에 안치된 웨이퍼(W) 상에 흡착되기도 하였다.
또한 상기와 같은 현상은 식각공정의 수행시 불량의 소스(Source)를 발생시켰을 뿐만 아니라 상기 플라즈마 식각장치의 구성요소의 수명을 단축시키기도 하였다.
따라서 종래의 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발생하는 플라즈마의 역유입으로 인한 불량의 발생 등으로 반도체소자의 제조에 따른 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발생할 수 있는 플라즈마의 역유입을 방지하여 이로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로써 반도체소자의 제조에 따른 생산성을 향상시키기 위한 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치는, 플라즈마(Plasma)를 형성시키기 위한 반응가스가 가스캡(Gas Cap)으로부터 유입되도록 상기 반응가스가 유입되는 측면으로 홀(Hole)들이 형성되는 오리피스링(Orifice Ring)이 구비되는 튜브(Tube) 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 오리피스링은, 중심부에 홀을 형성시켜 상기 튜브의 단부에 구비시킬 수 있는 제1오리피스링 및 원주방향을 따라 동일한 간격으로 홀을 형성시켜 상기 제1오리피스링의 하방에 위치하도록 상기 튜브의 내부에 구비시킬 수 있는 제2오리피스링을 포함할 수 있다.
상기 제1오리피스링은 상기 가스캡에 삽입시킬 수 있는 연장부를 더 구비시키는 것이 바람직하고, 또한 상기 제1오리피스링은 그 두께를 적어도 2mm 이상으로 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 제1오리피스링 및 제2오리피스링은 상기 튜브에 삽입시킬 수 있도록 구비시키거나, 또는 상기 튜브에 일체로 구비시키는 것이 바람직하다.
상기 제1오리피스링 및 제2오리피스링은 플라즈마에 강한 성질을 가지는 사파이어재질로 형성시키는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도4는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도5는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 도6은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도7은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이며, 도8은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도9은 도8의 평면도이며, 도10은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
여기서 본 발명은 도1에 도시된 바와 같은 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시킬 수 있는 일반적인 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브에 관한 것으로써, 본 발명의 튜브가 구비되는 것을 제외한 동일부분에 대한 구성 및 동작에 중복되는 설명은 생략하며, 동일부품은 동일부호로 표시한다.
먼저, 도4는 고주파를 이용하여 플라즈마를 형성시킬 수 있는 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브(40)를 나타내는 것으로써, 본 발명의 튜브(40)는 가스캡(14)으로부터 반응가스가 유입되는 측면에 구비되는 오리피스링(42)의 홀의 직경을 상기 가스캡(14)의 홀의 직경보다 협소하게 형성시킬 수 있다.
이에 따라 본 발명은 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 상기와 같은 형태로 형성시킬 수 있는 오리피스링(42)의 두께를 적어도 2mm 이상으로 형성시킬 수 있다.
즉, 도5에 도시된 바와 같이 본 발명은 튜브(50)의 상단에 구비되는 오리피스링(50)의 두께를 2mm 이상으로 형성시킴으로써 상기 플라즈마의 형성시 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
또한 본 발명은 도6에 도시된 바와 같이 상기 튜브(60)의 상단에 구비되는 오리피스링(62)에 연장부(64)를 더 구비시켜 상기 가스캡(14)에 삽입시킴으로써, 더욱 효율적으로 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
이러한 구성의 본 발명은 상기 오리피스링을 튜브에 일체로 구비시킬 수 있고, 또한 도7에 도시된 바와 같이 상기 오리피스링(72)을 상기 튜브(70)에 삽입시킬 수 있는 형태로 구비시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 도8 및 도9에 도시된 바와 같이 상기 홀을 상기 오리피스링(82)의 원주방향을 따라 동일한 간격으로 형성시켜 상기 튜브(80)에 구비시킬 수 있다.
이러한 형태의 오리피스링(82) 또한 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 도10에 도시된 바와 같이 상기 오리피스링(92, 94)을 제1오리피스링(92) 및 제2오리피스링(94)으로 구비시킬 수 있다.
여기서 상기 제1오리피스링(92)은 그 중심부에 홀을 형성시켜 상기 튜브(90)의 단부에 구비시킬 수 있고, 상기 제2오리피스링(94)은 원주방향을 따라 동일한 간격으로 홀을 형성시켜 상기 제1오리피스링(92)의 하방에 위치할 수 있도록 상기 튜브(90)의 내부에 구비시킬 수 있다.
이러한 형태 즉, 제1오리피스링(92) 및 제2오리피스링(94)으로 이루어지는 오리피스링(92, 94) 또한 상기 플라즈마의 형성시 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
여기서 본 발명은 전술한 구성 뿐만 아니라 다양한 형태로 상기 오리피스링을 구비시켜 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킬 수 있다.
또한 본 발명은 상기 오리피스링을 플라즈마에 그 분자의 결합이 강한 사파이어(Sapphire)재질로 형성시킴으로써 상기 플라즈마로 인하여 발생할 수 있는 결함 등을 최소화시킬 수 있다.
여기서 본 발명은 상기 오리피스링 뿐만 아니라 상기 튜브의 재질 또한 사파이어로 선택하여 형성시킬 수 있다.
전술한 구성으로 이루어지는 본 발명은 상기 플라즈마의 형성시 빈번하게 발생하는 플라즈마의 역유입 즉, 상기 플라즈마가 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킴으로써 이로 인하여 발생하는 불량을 최소화시킬 수 있는 것이다.
즉, 본 발명은 상기 튜브에 구비되는 오리피스링을 전술한 바와 같이 그 홀의 직경 또는 두께 등을 다양한 형태로 형성시켜 상기 플라즈마가 상기 가스캡(14)으로 역유입되는 것을 최소화시킴으로써 상기 가스캡(14)의 부식 또는 그을음으로 인한 파티클의 발생 등을 최소화시킬 수 있는 것이다.
이에 따라 본 발명은 상기 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 불량의 소스를 최소화시켰을 뿐만 아니라 상기 플라즈마 식각장치의 구성요소의 수명을 연장시켜 상기 플라즈마 식각장치의 효율성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 플라즈마 식각장치를 이용한 식각공정의 수행시 발하는 플라즈마의 역유입으로 인한 불량의 발생을 최소화시킴으로써 반도체소자의 제조에 따른 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도1은 일반적인 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치를 설명하기 위한 모식도이다.
도2는 도1의 플라즈마 식각장치에 구비되는 종래의 튜브를 설명하기 위한 도면이다.
도3은 도2의 평면도이다.
도4는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도6은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도9은 도8의 평면도이다.
도10은 본 발명에 따른 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 구비되는 튜브의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 고주파발생기 12 : 포트
14 : 가스캡 16, 40, 50, 60, 70, 80, 90 : 튜브
18 : 챔버 20 : 디퓨저
22, 42, 52, 62, 72, 82 : 오리피스링
64 : 연장부 92 : 제1오리피스링
94 : 제2오리피스링

Claims (6)

  1. 플라즈마(Plasma)를 형성시키기 위한 반응가스가 가스캡(Gas Cap)으로부터 유입되도록 상기 반응가스가 유입되는 측면으로 홀(Hole)들이 형성되는 오리피스링(Orifice Ring)이 구비되는 튜브(Tube) 등으로 이루어지는 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치에 있어서,
    상기 오리피스링은, 중심부에 홀을 형성시켜 상기 튜부의 단부에 구비시킬 수 있는 제1오리피스링 및 원주방향을 따라 동일한 간격으로 홀을 형성시켜 상기 제1오리피스링의 하방에 위치하도록 상기 튜브의 내부에 구비시킬 수 있는 제2오리피스링을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1오리피스링은 상기 가스캡에 삽입시킬 수 있는 연장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1오리피스링은 그 두께를 적어도 2mm 이상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1오리피스링은 상기 튜브에 삽입시킬 수 있도록 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1오리피스링 및 제2오리피스링은 상기 튜브에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1오리피스링 및 제2오리피스링은 사파이어(Sapphire)재질로 형성시키는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조용 플라즈마 식각장치.
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