KR19990075169A - Dry etching devices for manufacturing semiconductor devices with shadow rings - Google Patents
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Abstract
섀도우 링(shadow ring)을 갖춘 반도체 소자 제조용 건식 식각 장치에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 건식 식각 장치는 식각 챔버 내에서 웨이퍼를 지지하는 페데스탈 주위에 설치되어 반응성 이온이 상기 식각 챔버 내부로부터 펌핑 라인으로 빠져나가는 것을 방지하는 섀도우 링을 포함한다. 상기 섀도우 링은 내주측에서 비교적 얇은 두께로 형성된 제1 부분과 외주측에서 비교적 두꺼운 두께로 형성된 제2 부분으로 구성되는 섀도우 링 본체와, 상기 섀도우 링의 제1 부분 위에서 상기 섀도우 링과 착탈 가능하게 결합되고, 상기 섀도우 링과 결합된 상태로 상기 식각 챔버 내에 장착되었을 때 상면의 높이가 상기 페데스탈의 상면의 높이와 동일하게 되는 콜러(collar)를 포함한다.A dry etching apparatus for manufacturing a semiconductor device having a shadow ring is disclosed. The dry etching apparatus according to the present invention includes a shadow ring installed around a pedestal supporting a wafer in an etching chamber to prevent reactive ions from escaping from inside the etching chamber into the pumping line. The shadow ring is detachably attached to the shadow ring on a first portion of the shadow ring and a shadow ring body comprising a first portion formed at a relatively thin thickness on the inner circumferential side and a second portion formed at a relatively thick thickness on the outer circumferential side. And a collar such that the height of the top surface is equal to the height of the top surface of the pedestal when coupled and mounted in the etching chamber in engagement with the shadow ring.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로, 특히 섀도우 링(shadow ring)을 갖춘 건식 식각 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a dry etching apparatus having a shadow ring.
최근, 초고집적 반도체 소자의 제조 기술에 사용되는 반도체 제조 공정중 하나로서, 플라즈마 또는 반응성 이온을 이용한 건식 식각 공정이 이용되고 있다.Recently, a dry etching process using plasma or reactive ions has been used as one of the semiconductor manufacturing processes used in the manufacturing technology of ultra-high integration semiconductor devices.
통상적으로, 건식 식각 공정에서는 식각 장치의 반응 챔버 내부를 진공으로 유지한 상태에서 스테이지, 즉 페데스탈(pedestal) 위에 로딩된 웨이퍼상에 식각에 필요한 가스를 공급하여 반응시키고, 그 반응 생성물에 의하여 식각을 행한다. 상기 페데스탈 주위에는 섀도우 링이 설치되어 있다. 상기 섀도우 링은 식각 공정시 반응성 이온이 식각 챔버 내부로부터 펌핑 라인으로 빠져나가는 것을 방지함으로써 식각 속도를 증가시키는 역할을 한다.Typically, in the dry etching process, a gas required for etching is reacted on a stage, that is, a wafer loaded on a pedestal, while the inside of the reaction chamber of the etching apparatus is maintained in a vacuum, and the etching is performed by the reaction product. Do it. A shadow ring is provided around the pedestal. The shadow ring serves to increase the etching rate by preventing reactive ions from escaping from the inside of the etching chamber into the pumping line during the etching process.
도 1은 종래의 식각 장치의 챔버 내에 설치되는 페데스탈과 섀도우 링의 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a pedestal and a shadow ring installed in a chamber of a conventional etching apparatus.
도 1을 참조하면, 종래의 식각 장치에서는 웨이퍼(10)를 지지하는 페데스탈(20)과 섀도우 링(30)이 대향되는 부분에서 도시된 바와 같이 각 상면의 높이가 D1 만큼 차이난다.Referring to FIG. 1, in the conventional etching apparatus, as illustrated in a portion in which the pedestal 20 and the shadow ring 30 supporting the wafer 10 are opposed to each other, the height of each upper surface is different by D1.
상기와 같은 설계로 인하여 식각시 식각 속도가 빨리 저하되고, 상기 페데스탈(20)의 에지 부분에 식각 부산물인 폴리머가 쌓여서 상기 페데스탈(20)이 손상되는 문제가 있다.Due to the design as described above, the etching speed decreases rapidly during etching, and the pedestal 20 is damaged because polymers, which are etching by-products, are accumulated on the edges of the pedestal 20.
도 2는 상기 섀도우 링(30)의 상면도이다.2 is a top view of the shadow ring 30.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 섀도우 링(30)은 환형(環形)의 단일체로 형성되어 있다. 이와 같이 설계된 상기 섀도우 링(30)은 공정이 진행되어감에 따라 특정 영역의 표면, 주로 상기 섀도우 링(30)의 상면중 상기 페데스탈(20)에 인접한 부분이 마모되어 깍여나간다. 도 3에는 이와 같이 마모된 부분(32)을 포함하는 섀도우 링(30a)의 일부 단면이 예시되어 있다.As shown in FIG. 2, the shadow ring 30 is formed in an annular unitary body. As the shadow ring 30 is designed as described above, the surface of a specific area, mainly a portion of the upper surface of the shadow ring 30, adjacent to the pedestal 20 wears away as the process proceeds. 3 illustrates a cross-section of some of the shadow rings 30a including such worn portions 32.
상기와 같이, 섀도우 링의 특정 영역이 마모됨에 따라 식각 공정시 공정 특성이 현저히 달라지게 되며, 이를 보상하기 위하여 단일체로 되어 있는 섀도우 링 자체를 일정 주기마다 교체해야 하므로 설비 유지비가 많이 든다.As described above, as the specific area of the shadow ring is worn, the process characteristics during the etching process are remarkably changed, and in order to compensate for this, the shadow ring itself, which is a unitary body, needs to be replaced at regular intervals, thus increasing the cost of equipment maintenance.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 섀도우 링의 교체 주기를 연장시켜서 설비 유지비를 절감할 수 있고, 식각 부산물에 의하여 페데스탈이 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조용 건식 식각 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, it is possible to reduce the maintenance cost of the equipment by extending the replacement cycle of the shadow ring, dry type for manufacturing a semiconductor device that can prevent the pedestal is damaged by etching by-products To provide an etching device.
도 1은 종래의 식각 장치의 챔버 내에 설치되는 페데스탈과 섀도우 링의 일부 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a pedestal and a shadow ring installed in a chamber of a conventional etching apparatus.
도 2는 종래의 섀도우 링의 상면도이다.2 is a top view of a conventional shadow ring.
도 3은 종래의 새도우 링의 측단면도로서, 도 2의 3 - 3'선 단면에 대응하는 도면이다.FIG. 3 is a side cross-sectional view of a prior art shadow ring, corresponding to the cross section 3-3 'in FIG.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식 식각 장치의 섀도우 링의 상면도이다.4 is a top view of a shadow ring of a dry etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 섀도우 링의 측단면도로서, 도 4의 5 - 5'선 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional side view of the shadow ring of the present invention, taken along line 5-5 'of FIG.
도 6은 본 발명의 식각 장치에서 식각 챔버 내에 설치되는 페데스탈과 섀도우 링의 일부 단면도이다.6 is a partial cross-sectional view of a pedestal and a shadow ring installed in an etching chamber in the etching apparatus of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건식 식각 장치는 식각 챔버 내에서 웨이퍼를 지지하는 페데스탈 주위에 설치되어 반응성 이온이 상기 식각 챔버 내부로부터 펌핑 라인으로 빠져나가는 것을 방지하는 섀도우 링을 포함한다. 상기 섀도우 링은 내주측에서 비교적 얇은 두께로 형성된 제1 부분과 외주측에서 비교적 두꺼운 두께로 형성된 제2 부분으로 구성되는 섀도우 링 본체와, 상기 섀도우 링의 제1 부분 위에서 상기 섀도우 링과 착탈 가능하게 결합되고, 상기 섀도우 링과 결합된 상태로 상기 식각 챔버 내에 장착되었을 때 상면의 높이가 상기 페데스탈의 상면의 높이와 동일하게 되는 콜러(collar)를 포함한다.In order to achieve the above object, the dry etching apparatus according to the present invention includes a shadow ring installed around a pedestal supporting a wafer in an etching chamber to prevent reactive ions from escaping from inside the etching chamber into a pumping line. The shadow ring is detachably attached to the shadow ring on a first portion of the shadow ring and a shadow ring body comprising a first portion formed at a relatively thin thickness on the inner circumferential side and a second portion formed at a relatively thick thickness on the outer circumferential side. And a collar such that the height of the top surface is equal to the height of the top surface of the pedestal when coupled and mounted in the etching chamber in engagement with the shadow ring.
본 발명에 의하면, 섀도우 링의 구조를 개선함으로써 섀도우 링의 교체 주기를 연장시켜서 설비 유지비를 절감할 수 있고 식각 부산물에 의하여 페데스탈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by improving the structure of the shadow ring, it is possible to extend the replacement period of the shadow ring to reduce the equipment maintenance cost and to prevent the pedestal from being damaged by the etching by-products.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식 식각 장치의 섀도우 링의 상면도이다.4 is a top view of a shadow ring of a dry etching apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 섀도우 링(140)은 섀도우 링 본체(130)와, 상기 섀도우 링 본체(130)에 착탈 가능하게 결합되는 콜러(collar)(135)로 구성되어 있다. 상기 콜러(135)는 석영으로 이루어진다. 도 4는 상기 섀도우 링 본체(130)와 콜러(135)가 결합되어 있는 상태를 도시한 것이다.Referring to FIG. 4, the shadow ring 140 of the present invention includes a shadow ring body 130 and a collar 135 detachably coupled to the shadow ring body 130. The caller 135 is made of quartz. 4 illustrates a state in which the shadow ring body 130 and the caller 135 are coupled to each other.
도 5는 도 4의 5 - 5'선 단면에 따른 상기 섀도우 링(140)의 측단면도이다. 도 5에 도시한 바로부터 알 수있는 바와 같이, 상기 섀도우 링 본체(130)는 내주측에서 비교적 얇은 부분으로 형성된 제1 부분(130a)과, 외주측에서 비교적 두꺼운 부분으로 형성된 제2 부분(130b)으로 이루어진다.5 is a side cross-sectional view of the shadow ring 140 along the 5-5 'line cross-section of FIG. As can be seen from FIG. 5, the shadow ring body 130 has a first portion 130a formed of a relatively thin portion on the inner circumferential side and a second portion 130b formed of a relatively thick portion on the outer circumferential side. )
상기 콜러(135)는 상기 섀도우 링 본체(130)의 제1 부분(130a) 위에서 상기 섀도우 링 본체(130)와 착탈 가능하게 결합된다.The collarr 135 is detachably coupled to the shadow ring body 130 on the first portion 130a of the shadow ring body 130.
본 발명에서는 섀도우 링(140)이 상기와 같이 구성되었으므로, 식각 공정 진행시에 일정 주기마다 섀도우 링 전체를 교체하여야 할 필요가 없으며, 상기 섀도우 링(140)중 비교적 쉽게 마모되는 부분인 상기 페데스탈(120)에 인접한 상기 콜러(135)만 교체할 수 있다. 따라서, 정기 점검 주기를 현재보다 더 연장시킬 수 있고, 설비의 유지비를 절감시킬 수 있다.In the present invention, since the shadow ring 140 is configured as described above, it is not necessary to replace the entire shadow ring at regular intervals during the etching process, and the pedestal (part of the shadow ring 140 that is relatively easily worn) Only the caller 135 adjacent to 120 may be replaced. Therefore, the regular inspection period can be extended longer than the present time, and the maintenance cost of the equipment can be reduced.
도 6은 본 발명의 식각 장치에서 식각 챔버 내에 설치된 상태의 페데스탈(120)과 섀도우 링(140)의 일부 단면도이다.FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the pedestal 120 and the shadow ring 140 installed in the etching chamber in the etching apparatus of the present invention.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 섀도우 링 본체(130)와 콜러(135)가 결합된 상태로 식각 챔버 내에 장착되었을 때 상기 콜러(135)의 상면의 높이가 상기 페데스탈(120)의 상면의 높이와 동일하게 된다.As shown in FIG. 6, when the shadow ring body 130 and the collarr 135 are mounted in the etching chamber in a coupled state, the height of the top surface of the collarr 135 is the height of the top surface of the pedestal 120. Becomes the same as
상기와 같이, 상기 페데스탈(120)과 섀도우 링(140)이 식각 챔버 내에서 각각의 상면이 동일한 높이에서 수평을 유지하도록 설치되므로, 식각 공정시에 상기 페데스탈(120)의 에지 부분에 폴리머가 쌓이는 것이 방지되어 상기 페데스탈(120)이 손상될 염려가 없으며, 그 결과 공정 특성을 개선할 수 있다.As described above, since the upper surface of the pedestal 120 and the shadow ring 140 is installed in the etching chamber to be horizontal at the same height, the polymer is accumulated on the edge portion of the pedestal 120 during the etching process It is prevented that the pedestal 120 is not damaged, and as a result, process characteristics may be improved.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 섀도우 링의 일부만 교체할 수 있도록 섀도우 링을 2개의 부분, 즉 섀도우 링 본체와 콜러로 구성하고, 식각 챔버 내에서 페데스탈과 섀도우 링의 각각의 상면이 수평을 유지하도록 설치되므로, 섀도우 링의 교체 주기를 연장시켜서 설비의 유지비를 절감시킬 수 있고, 페데스탈에 폴리머가 쌓이는 것을 방지하여 페데스탈의 손상을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, the shadow ring is composed of two parts, that is, the shadow ring main body and the collar so that only a part of the shadow ring can be replaced, and the upper surface of each of the pedestal and the shadow ring is horizontal in the etching chamber. Since it is installed so as to extend the replacement period of the shadow ring to reduce the maintenance cost of the equipment, it is possible to prevent the accumulation of polymer on the pedestal to prevent damage to the pedestal.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.
Claims (2)
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| KR1019980009228A KR19990075169A (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Dry etching devices for manufacturing semiconductor devices with shadow rings |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100813823B1 (en) * | 2001-04-03 | 2008-03-17 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Conductive collar surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber |
| KR101218115B1 (en) * | 2005-07-26 | 2013-01-18 | 주성엔지니어링(주) | Shadow mask and method of depositing thin film using the same |
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1998
- 1998-03-18 KR KR1019980009228A patent/KR19990075169A/en not_active Application Discontinuation
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| KR101218115B1 (en) * | 2005-07-26 | 2013-01-18 | 주성엔지니어링(주) | Shadow mask and method of depositing thin film using the same |
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