KR20050087105A - Plasma processing apparatus having insulating plate for processing the edge of wafer - Google Patents

Abstract

절연판의 형태 또는 크기를 개선하여 웨이퍼와 절연판의 불가피한 접촉이 있더라도 웨이퍼상의 패턴의 불량 발생 및 파티클 발생을 최소화할 수 있는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치로서, 본 발명의 절연판은 웨이퍼에 대응하여 상부전극의 하측에 부착되며, 가장자리에 의해 둘러싸인 중앙부분이 상기 웨이퍼의 반대 방향으로 오목하게 들어간 오목부로 구성된 것을 특징으로 한다.A plasma processing apparatus having an insulating plate for processing a wafer edge that can minimize the occurrence of defects and particles on a wafer even if there is an unavoidable contact between the wafer and the insulating plate by improving the shape or size of the insulating plate. It is attached to the lower side of the upper electrode corresponding to the wafer, characterized in that the center portion surrounded by the edge consists of a concave portion recessed in the opposite direction of the wafer.

Description

웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치{Plasma processing apparatus having insulating plate for processing the edge of wafer}Plasma processing apparatus having insulating plate for processing the edge of wafer

본 발명은 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 웨이퍼의 가장자리 근처에만 플라즈마를 형성시킬 수 있도록 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus for processing wafer edges. More particularly, the present invention relates to a plasma processing apparatus having an insulating plate so that plasma can be formed only near the edge of the wafer.

반도체 집적회로의 제조 과정은 반도체 웨이퍼 상의 전면에 도전층 및 절연층을 다층으로 증착해 나가면서 각 층을 구성하는 물질층을 패턴화하여 설계된 바의 반도체 집적회로를 구현해나가는 과정이라 할 수 있다. 이때, 일반적으로 반도체 집적회로는 반도체 칩의 단위로 구성되며, 웨이퍼 전체에 걸쳐 복수개의 반도체 칩들이 동일한 단계에서 동일한 과정을 거쳐 완성되어 나간다. 따라서 각 반도체 칩의 최상층의 물질층이 형성된 후에는 반도체 웨이퍼는 칩 단위로 다이싱되며 웨이퍼의 가장자리 부분은 불필요한 부분으로 폐기된다.The process of manufacturing a semiconductor integrated circuit is a process of implementing a semiconductor integrated circuit as designed by patterning a material layer constituting each layer while depositing a conductive layer and an insulating layer on the front surface of the semiconductor wafer in multiple layers. In this case, a semiconductor integrated circuit is generally configured in units of semiconductor chips, and a plurality of semiconductor chips are completed through the same process in the same step throughout the wafer. Therefore, after the uppermost material layer of each semiconductor chip is formed, the semiconductor wafer is diced in chip units and the edge portion of the wafer is discarded as an unnecessary portion.

그러나, 반도체 집적회로의 제조공정이 반도체 웨이퍼 전면에 대하여 동일하게 수행된다는 특성으로 인하여 반도체 웨이퍼의 가장자리에도 반도체 칩영역에 형성되는 물질층이 동일하게 형성되지만, 웨이퍼의 가장자리는 결정학적, 에너지적 및 기계적 의미에서 불완전한 영역이 되어 반도체 집적회로의 제조 과정에서 여러 가지 유형의 결함을 유발시키게 된다. 즉, 반도체 집적회로가 고집적화되면서 웨이퍼의 가장자리(edge) 및 베벨(bevel) 영역에 다층으로 누적되는 물질층들은 후속 물질층의 증착시 써멀버짓(thermal budget)으로 인한 팽창, 리프팅, 건식 또는 습식 식각시 케미컬에 의한 막질간의 선택비 차이로 인한 불완전한 제거, 폴리머의 잔류 등 여러 가지 유형의 결함이 발생되며, 이러한 결함들은 파티클의 요인이 되어 반도체 집적회로의 제조과정에서 칩영역으로 침투되어 반도체 집적회로의 불량요인이 된다. However, due to the characteristics that the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit is performed on the entire surface of the semiconductor wafer, the same material layer formed in the semiconductor chip region is formed at the edge of the semiconductor wafer, but the edges of the wafer are crystallographic, energetic and Imperfect areas in the mechanical sense lead to various types of defects in the fabrication of semiconductor integrated circuits. That is, as semiconductor integrated circuits become highly integrated, the layers of materials stacked in multiple layers at the edge and bevel regions of the wafer may swell, lift, dry, or wet etch due to thermal budget during subsequent deposition of the material layers. Various types of defects occur such as incomplete removal and residual polymer due to difference in selectivity between films by chemicals. These defects become particles and penetrate into chip area during semiconductor integrated circuit manufacturing process. It is a bad factor of.

따라서, 이러한 웨이퍼의 가장자리에 누적되는 물질층들은 반도체 집적회로의 제조과정에서 주기적으로 제거할 필요가 있게 된다. 종래에는 습식방법에 의하여 웨이퍼 가장자리를 처리하기도 하였다. 습식 방법에 따르면, 웨이퍼의 가장자리에 적층된 각 층별로 별개의 케미컬을 사용해야 하기 때문에 양산공정으로서는 공정관리가 매우 어렵고, 시설투자가 많이 소요되며, 런타임이 길어지기 때문에 생산성이 좋지 않다는 단점이 있다.Therefore, the material layers accumulated at the edge of the wafer need to be periodically removed during the fabrication of the semiconductor integrated circuit. Conventionally, wafer edges have been treated by a wet method. According to the wet method, since separate chemicals must be used for each layer stacked on the edge of the wafer, the production process is very difficult for the mass production process, a lot of facility investment is required, and the run time is long, resulting in poor productivity.

이러한 단점을 극복하기 위해 플라즈마를 이용한 건식 방법이 사용되기도 한다. 건식 플라즈마 방법의 하나로서, 상부전극의 하측에 가스분산판의 역할을 하는 절연판과 하부전극상에 장착되는 웨이퍼간의 간격을 최소화한 후 상부전극과 하부전극에 바이어스를 인가하여 이들 사이에 플라즈마를 인가하면, 웨이퍼의 가장자리를 따라 플라즈마가 발생하는 것을 이용한 것이다.In order to overcome this disadvantage, a dry method using plasma is also used. As a dry plasma method, a plasma is applied between the upper electrode and the lower electrode by minimizing the gap between the insulating plate serving as the gas distribution plate below the upper electrode and the wafer mounted on the lower electrode. In this case, plasma is generated along the edge of the wafer.

도 2는 종래의 건식 플라즈마 장치에서 절연판(179)과 웨이퍼(80)간의 개략적인 위치관계를 나타내는 도면이다. 절연판(179)의 중앙에는 보조가스 공급홀(176)이 형성되어 있다. 2 is a view showing a schematic positional relationship between the insulating plate 179 and the wafer 80 in the conventional dry plasma apparatus. An auxiliary gas supply hole 176 is formed in the center of the insulating plate 179.

도 2와 같은 종래의 장치에서는, 절연판(179)과 웨이퍼(80) 표면간의 갭이 매우 작아서 갭의 제어가 매우 불완전할 경우 웨이퍼(80) 표면에 형성된 패턴과 절연판(179)의 물리적 충돌이 발생되어 데미지가 발생되기 때문에 패턴의 불량 및 파티클 발생의 요인이 된다.In the conventional apparatus as shown in FIG. 2, when the gap between the insulating plate 179 and the surface of the wafer 80 is very small and the gap control is very incomplete, a physical collision between the pattern formed on the surface of the wafer 80 and the insulating plate 179 occurs. As damage is generated, it is a factor of defective pattern and particle generation.

본 발명의 목적은 상기의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 절연판의 형태 또는 크기를 개선하여 웨이퍼와 절연판의 불가피한 접촉이 있더라도 웨이퍼상의 패턴의 불량 발생 및 파티클 발생을 최소화할 수 있는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, to improve the shape or size of the insulating plate for processing the wafer edge that can minimize the occurrence of defects and particles on the wafer pattern even if there is an unavoidable contact between the wafer and the insulating plate. The present invention provides a plasma processing apparatus having an insulating plate.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치는, 웨이퍼 처리가 가능한 처리챔버의 하측에 설치되며, 상부면에 웨이퍼를 장착할 수 있는 하부전극; 상기 하부전극에 대응하여 상기 처리챔버의 상측에 설치되어 있는 상부전극; 상기 웨이퍼에 대응하여 상기 상부전극의 하측에 부착되며, 가장자리에 의해 둘러싸인 중앙부분이 상기 웨이퍼의 반대 방향으로 오목하게 들어간 오목부로 구성된 절연판; 및 상기 하부전극상에 장착되는 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 플라즈마를 형성할 수 있도록 상기 상부전극 또는 하부전극 중의 적어도 하나에 연결된 RF소오스를 포함한다. A plasma processing apparatus for processing a wafer edge according to the present invention for achieving the object of the present invention, the lower electrode is installed on the lower side of the processing chamber capable of wafer processing, the lower electrode can be mounted on the upper surface; An upper electrode provided above the processing chamber in correspondence with the lower electrode; An insulating plate attached to the lower side of the upper electrode corresponding to the wafer, the insulating plate including a concave portion recessed in a direction opposite to the wafer with a central portion surrounded by an edge; And an RF source connected to at least one of the upper electrode and the lower electrode to form a plasma in an edge region of the wafer mounted on the lower electrode.

상기 절연판의 중앙에는 보조가스가 투입될 수 있는 보조가스 공급홀이 형성되어 있으며, 상기 절연판의 하측 가장자리는 상기 웨이퍼에 평행하도록 평탄면을 유지하는 평탄부로 구성될 수 있다.An auxiliary gas supply hole into which an auxiliary gas may be introduced is formed in the center of the insulating plate, and a lower edge of the insulating plate may be formed as a flat part that maintains a flat surface parallel to the wafer.

상기 절연판의 오목부는 중앙부로부터 가장자리를 향하여 깊이가 낮아지도록 경사진 형태일 수 있으며, 이때 상기 절연판의 바닥면에는 보조가스의 공급을 외측으로 안내할 수 있는 복수개의 안내홈이 방사상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. The recessed portion of the insulating plate may be inclined to have a lower depth from the center portion toward the edge. In this case, the bottom surface of the insulating plate may include a plurality of guide grooves radially formed to guide the supply of auxiliary gas to the outside. desirable.

상기 절연판의 오목부는 중앙부로부터 가장자리를 향하여 중앙부분의 전체에 걸쳐 일정한 깊이로 오목한 원통형일 수도 있으며, 상기 절연판은 세라믹으로 된 것이 바람직하다.The recessed portion of the insulating plate may be cylindrical, which is concave at a constant depth over the whole of the central portion from the center portion to the edge, and the insulating plate is preferably made of ceramic.

상기 절연판의 하부 표면의 직경은 상기 웨이퍼의 직경과 거의 비슷하거나 약간 작은 것이 바람직하다.The diameter of the lower surface of the insulating plate is preferably about the same or slightly smaller than the diameter of the wafer.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기서 설명되는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되서는 아니되며, 차라리 이러한 실시예들은 그 개시내용을 완벽히 하며 발명의 사상을 당업자에게 충분히 전달하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에서, 층들 및 영역들의 두께는 명료성을 위해 과장되어 있다. 동일한 참조번호는 전체적으로 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein, rather these embodiments are intended to complete the disclosure and to fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. It is provided for. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연판을 적용할 수 있는 웨이퍼 가장자리를 처리할 후 있는 플라즈마 처리장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치를 나타내는 개략적 단면도이다. First, a plasma processing apparatus after processing a wafer edge to which an insulating plate according to a preferred embodiment of the present invention can be applied will be described. 1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma processing apparatus for processing a wafer edge according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 플라즈마 처리 공정이 수행될 처리챔버(70)가 처리챔버 벽체(71)에 의해 일정한 공간을 확보한 채 형성된다. 처리챔버 벽체(71)의 한 측벽면에는 처리할 웨이퍼(80)를 로딩/언로딩할 수 있는 웨이퍼 출입구(72)가 형성되며, 처리챔버(70)의 바닥에는 처리챔버(70) 내의 압력을 조절할 수 있는 배기펌프(99)가 설치되어 있다. 배기펌프(99)의 설치 위치는 처리챔버(70)의 측벽에 설치될 수도 있으며, 바닥 또는 측벽을 따라 복수개가 설치될 수도 있다. Referring to FIG. 1, a processing chamber 70 in which a plasma processing process is to be performed is formed by securing a predetermined space by the processing chamber wall 71. One sidewall surface of the processing chamber wall 71 is formed with a wafer entrance 72 for loading / unloading the wafer 80 to be processed, and a pressure in the processing chamber 70 is applied to the bottom of the processing chamber 70. An adjustable exhaust pump 99 is provided. The installation position of the exhaust pump 99 may be installed on the side wall of the processing chamber 70, and a plurality of exhaust pumps 99 may be installed along the bottom or the side wall.

처리챔버(70)의 상측에는 상부전극(74)이 설치되며, 상부전극(74)은 가장자리를 따라 하향 돌출부를 갖는 원통형으로 형성되며, 그 중앙에는 공정가스 공급관(75a) 및 보조가스 공급관(76b)이 각기 형성된다. 상부전극(74)의 상부면에는 처리챔버 벽체(71)의 천정으로부터 연결된 벨로우즈로 된 신축부(71a)와 결합될 수 있는 상부전극 지지대(74a)가 원통형으로 형성되어 있다. An upper electrode 74 is provided above the processing chamber 70, and the upper electrode 74 is formed in a cylindrical shape having a downward protrusion along the edge, and in the center thereof, a process gas supply pipe 75a and an auxiliary gas supply pipe 76b. ) Are formed respectively. On the upper surface of the upper electrode 74 is formed a cylindrical upper electrode support 74a that can be engaged with the expansion and contraction portion 71a made of bellows connected from the ceiling of the processing chamber wall 71.

상기 상부전극(74)의 상부면에는 내부에 공정가스 공급관(75a) 및 보조가스 공급관(76b)이 관통되도록 형성되어 있는 스템(74b)이 일체로 또는 체결구에 의해 결합되어 설치된다. 공정가스 공급관(75a)의 말단에는 공정가스 공급원(75)이 위치하며, 보조가스 공급관(76b)의 말단에는 보조가스 공급원(76)이 위치한다. 상기 스템(74b)의 상측부는 상부전극 이동판(77)과 고정 결합되어 있다. 상부전극 이동판(77)은 상부전극 이동판 구동부(78)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 상부전극 이동판(77)은 처리챔버 벽체(71)의 상측에 상부전극 이동판 지지대(77a)에 의해 신축적으로 지지되어 있다. On the upper surface of the upper electrode 74, a stem 74b, which is formed to penetrate the process gas supply pipe 75a and the auxiliary gas supply pipe 76b, is integrally installed or coupled by a fastener. The process gas supply source 75 is located at the end of the process gas supply pipe 75a, and the auxiliary gas supply source 76 is located at the end of the auxiliary gas supply pipe 76b. The upper portion of the stem 74b is fixedly coupled to the upper electrode moving plate 77. The upper electrode moving plate 77 is configured to be moved up and down by the upper electrode moving plate driver 78. In addition, the upper electrode moving plate 77 is elastically supported by the upper electrode moving plate supporter 77a on the upper side of the processing chamber wall 71.

상부전극(74)의 하향 돌출부의 내측에는 공급되는 공정가스를 방사상으로 분산시킬 수 있는 가스분산판(Gas Distribution Plate;GDP)의 역할을 하는 세라믹으로 된 주절연판(79)이 체결홀들(74c, 79b)에 삽입될 수 있는 체결구(도시안됨)에 의해 부착된다. 주절연판(79)의 하부 중앙에는 역시 세라믹으로 된 보조절연판(79d)이 체결홀(79a)에 체결구(도시안됨)를 넣어 부착되거나, 주절연판과 일체로 형성된다. Inside the downward protrusion of the upper electrode 74, a main insulating plate 79 made of ceramic serving as a gas distribution plate (GDP) capable of radially distributing the supplied process gas is fastening holes 74c. And 79b), which is attached by a fastener (not shown) that can be inserted into it. In the lower center of the main insulating plate 79, an auxiliary insulating plate 79d, also made of ceramic, is attached to the fastening hole 79a by a fastener (not shown), or is integrally formed with the main insulating plate 79.

상부전극(79)과 주절연판(79)이 결합됨으로써 상부전극(79)의 바닥면 및 링상으로 돌출된 하향 돌출부의 내측벽과 상기 주절연판(79)의 상부면과 외측벽 사이에는 공정가스가 공급될 수 있는 통로가 형성된다. 주절연판(79)의 외측벽에는 하향 경사진 하향경사부가 존재한다. By combining the upper electrode 79 and the main insulating plate 79, a process gas is supplied between the inner wall of the downward protrusion protruding into the bottom surface and the ring of the upper electrode 79 and the upper surface and the outer wall of the main insulating plate 79. A passage is formed which can be. A downwardly inclined downwardly inclined portion exists on the outer wall of the main insulating plate 79.

즉, 상부전극(74)의 수직하는 내측벽과 대응되도록 그 상부측에는 수직 프로파일을 갖는 제1 수직부를 갖지만, 주절연판(79) 외측벽의 중간 부분에서부터는 그 직경이 증가하도록 하향경사부가 형성된다. 따라서, 상부전극(79)의 하향 돌출부의 내측벽과 주절연판(79)의 외측부가 이루는 공간을 통해 공급되던 공정가스는 상기 경사부의 존재로 인하여 공정가스가 웨이퍼(80)의 가장자리로 외향되도록 공급되어진다. That is, although the upper side has a first vertical portion having a vertical profile so as to correspond to the vertical inner wall of the upper electrode 74, the downward inclined portion is formed so that its diameter increases from the middle portion of the outer wall of the main insulating plate 79. Therefore, the process gas supplied through the space formed between the inner side wall of the downward protrusion of the upper electrode 79 and the outer side of the main insulating plate 79 is supplied so that the process gas is outward toward the edge of the wafer 80 due to the presence of the inclined portion. It is done.

한편, 상기 주절연판(79)의 외측벽에 형성된 하향 경사부의 말단부터는 다시 수직하는 프로파일을 갖는 제2 수직부가 형성된다. 만약 하향경사부가 주절연판(79)의 하부면까지 계속적으로 연장되면 그 말단에는 예각으로 된 첨단이 형성되어 플라즈마에 의한 마모가 일어날 가능성이 많으며, 아크 발생의 요인이 되기도 하기 때문에 이를 방지하기 위함이다. 상기 주절연판(79)의 중앙 하부면에 부착된 보조절연판(79d)은 웨이퍼 중앙으로 공급되는 보조가스, 예를 들어 질소가스를 원형으로 구성된 보조가스 분출구(79c)를 통하여 분산 공급할 수 있도록 하기 위한 것이다. On the other hand, from the end of the downward inclined portion formed on the outer wall of the main insulating plate 79, a second vertical portion having a vertical profile again is formed. If the downward inclined portion continuously extends to the lower surface of the main insulating plate 79, a sharp tip is formed at the end thereof, which is likely to cause abrasion due to plasma, and may be a cause of arc generation. . The auxiliary insulating plate 79d attached to the center lower surface of the main insulating plate 79 is for distributing and supplying the auxiliary gas, for example, nitrogen gas, which is supplied to the center of the wafer through the auxiliary gas outlet 79c having a circular shape. will be.

한편, 상기 상부전극(74) 및 주절연판(79)은 상기 상부전극 이동판(77)의 상하 이동에 의해 상하 이동하게 되며, 그 이동 경로를 따라 상기 처리챔버 측벽(71)에 상부전극(74) 또는 주절연판(79)의 수직 위치를 감지할 수 있는 위치 감지수단(91), 예를 들어 레이져 센서가 설치되며, 상기 위치 감지수단(91)에 감지된 신호에 따라 상부전극 이동판(77)의 이동을 제동할 수 있는 제동수단(91b)이 처리챔버 벽체(71)의 상측에 설치된다. On the other hand, the upper electrode 74 and the main insulating plate 79 is moved up and down by the vertical movement of the upper electrode moving plate 77, the upper electrode 74 on the side wall 71 of the processing chamber along the movement path ) Or a position detecting means 91 for detecting a vertical position of the main insulating plate 79, for example, a laser sensor, is installed, and the upper electrode moving plate 77 according to a signal detected by the position detecting means 91. Braking means (91b) capable of braking the movement of h) is provided above the processing chamber wall (71).

한편, 본 발명에서는 웨이퍼(80)는 하부전극(82)상에 직접 접촉하도록 장착된다. 하부전극(82)은 RF 소오스(96)로부터 공급되는 RF파워의 증가와 함께 그 위에 장착되는 웨이퍼가 중앙부가 볼록하게 휘어지는 것을 방지할 수 있도록 충분한 크기로 형성한다. 본 실시예에서는 200 mm 직경의 웨이퍼(80)에 대하여 하부전극(82)의 직경을 196 mm로 하였다. 본 발명에서는 웨이퍼(80)와 하부전극(82)이 직접 접촉하기 때문에 RF 파워가 용량적(capacitively)으로 전달되지 않고 전기도선처럼 전달되기 되며, 따라서 웨이퍼(80)와 직접 접촉하는 하부전극(82)의 접촉면적이 증가함에 따라 RF 파워의 전달 효율이 증가하고, 반면에 웨이퍼(80) 가장자리에서 웨이퍼(80)를 따라서 전달되는 RF 파워분이 감소되기 때문에 웨이퍼(80) 가장자리에서의 식각속도가 커진다. Meanwhile, in the present invention, the wafer 80 is mounted to directly contact the lower electrode 82. The lower electrode 82 is formed to be large enough to prevent the central portion of the wafer mounted thereon from convexly curved with the increase in the RF power supplied from the RF source 96. In this embodiment, the diameter of the lower electrode 82 is set to 196 mm for the wafer 80 having a diameter of 200 mm. In the present invention, since the wafer 80 and the lower electrode 82 are in direct contact with each other, the RF power is not transferred capacitively but is transferred like an electric conductor, and thus the lower electrode 82 is in direct contact with the wafer 80. As the area of contact increases, the transfer efficiency of RF power increases, while the etch rate at the edge of the wafer 80 increases because the amount of RF power delivered along the wafer 80 at the edge of the wafer 80 decreases. .

한편, 본 실시예에서는 웨이퍼(80)가 하부전극(82)의 표면상에 자유롭게 장착되지만, 진공 또는 정전력을 이용한 각종 척킹(chucking) 수단을 이용하여 웨이퍼(80)를 하부전극(82)상에 강제로 장착할 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the wafer 80 is freely mounted on the surface of the lower electrode 82, but the wafer 80 is mounted on the lower electrode 82 by various chucking means using vacuum or electrostatic force. Can also be forced to

하부전극(82)에는 하부전극(82)의 온도를 조절할 수 있는 하부전극 냉각부(92)가 내장 또는 외장되어 설치된다. 하부전극 냉각부(92)는 하부전극 냉각원(94)가 연결되어 냉매의 순환을 통하여 하부전극(82)의 온도를 설정값이 유지되도록 제어할 수 있다. The lower electrode 82 is provided with a lower electrode cooling unit 92 that can adjust the temperature of the lower electrode 82 internally or externally. The lower electrode cooling unit 92 may be connected to the lower electrode cooling source 94 to control the temperature of the lower electrode 82 to maintain a set value through circulation of the refrigerant.

하부전극(82)의 하부면은 처리챔버 벽체(71)의 바닥과 절연시키며, 하부전극(82)을 지지할 수 있는 제2 절연체(85)가 형성되어 있다. 하부전극(82)은 체결홀(82a)을 통하여 제2 절연체(85)에 고정된다. The lower surface of the lower electrode 82 is insulated from the bottom of the processing chamber wall 71, and a second insulator 85 is formed to support the lower electrode 82. The lower electrode 82 is fixed to the second insulator 85 through the fastening hole 82a.

하부전극(82)의 외측벽으로부터 일정 거리 이격되어 측부전극(86)이 설치된다. 상기 측부전극(86)은 웨이퍼의 형상에 대응하여 형성된 하부전극(82)의 외측벽을 감싸는 형태로 링 형상으로 구성되어 있다. 상기 하부전극(82)과 측부전극(86) 사이에는 예를 들어, 세라믹으로 된 제1 절연체(84)가 링 형상으로 삽입되어 있다. 제1 절연체(84)의 상부 표면은 하부전극(82)의 상부 표면의 높이보다 아래에 위치함으로써 웨이퍼(80)의 뒷면 가장자리가 오픈되도록 하는 것이 웨이퍼(80) 뒷면에 형성되는 불필요한 적층물을 제거할 수 있다는 점에서 바람직하다. 상기 제1 절연체(84)와 제2 절연체(85)는 동일 절연물질 또는 이종 절연물질로 구성할 수 있다.The side electrode 86 is installed at a predetermined distance from the outer wall of the lower electrode 82. The side electrode 86 is formed in a ring shape to surround the outer wall of the lower electrode 82 formed corresponding to the shape of the wafer. Between the lower electrode 82 and the side electrode 86, a first insulator 84 made of, for example, ceramic is inserted in a ring shape. The upper surface of the first insulator 84 is located below the height of the upper surface of the lower electrode 82 so that the rear edge of the wafer 80 is opened to remove unnecessary stacks formed on the back surface of the wafer 80. It is preferable at the point which can be performed. The first insulator 84 and the second insulator 85 may be made of the same insulating material or a different insulating material.

본 실시예에서는 웨이퍼(80)가 하부전극(82)의 표면상에 직접 장착되기 때문에 웨이퍼(80)의 로딩 및 언로딩시 웨이퍼(80)를 수직으로 상승 및 하강시킬 수 있도록 복수개의 리프트핀(88)이 사용된다. 하부전극(82)을 관통하는 리프트핀(88)들은 리프트핀 이동판 구동부(98)에 의해 상하로 이동할 수 있는 리프트핀 이동판(97)에 의해 상하로 이동할 수 있다.In the present embodiment, since the wafer 80 is directly mounted on the surface of the lower electrode 82, a plurality of lift pins may be used to vertically raise and lower the wafer 80 during loading and unloading of the wafer 80. 88) is used. The lift pins 88 penetrating the lower electrode 82 may be moved up and down by the lift pin moving plate 97 which may move up and down by the lift pin moving plate driver 98.

측부전극(86)의 외측벽과 처리챔버 벽체(71) 사이에는 링 형상의 배플판(90)이 형성되어 배기가스를 적절한 방향으로 분산시켜줄 수 있다. 처리챔버(70)의 상측 부분에는 공정 완료후 공급되는 퍼지가스 공급구(73)가 바람직하게는 링 형상으로 설치된다. A ring-shaped baffle plate 90 may be formed between the outer side wall of the side electrode 86 and the processing chamber wall 71 to distribute the exhaust gas in an appropriate direction. In the upper portion of the processing chamber 70, a purge gas supply port 73 supplied after completion of the process is preferably provided in a ring shape.

하부전극(82)의 하측으로는 RF소오스(96)가 연결되어 하부전극(82)에 RF 파워를 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 이에 대하여 상부전극(74) 및 측부전극(86)은 각기 접지된다. 따라서 본 실시예에서는 하부전극(82)이 캐소드 역할을 하는 동시에 상부전극(74) 및 측부전극(86)은 애노드 역할을 한다. An RF source 96 is connected to the lower side of the lower electrode 82 so as to transmit RF power to the lower electrode 82. In contrast, the upper electrode 74 and the side electrode 86 are respectively grounded. Therefore, in the present embodiment, the lower electrode 82 serves as a cathode and the upper electrode 74 and the side electrode 86 serve as an anode.

본 발명에서는 웨이퍼(80)의 가장자리 근처에 플라즈마가 형성될 수 있도록 캐소드 및 애노드를 다양한 형식으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서와 같이 상기 상부전극(74) 및 측부전극(86)은 애노드이며, 상기 하부전극(82)은 캐소드이거나, 상기 상부전극(74) 및 측부전극(86)은 캐소드이며, 상기 하부전극(82)은 애노드일 수 있다. 또한, 상기 하부전극(82) 및 측부전극(86)은 애노드이며, 상기 상부전극(74)은 캐소드이거나, 상기 상부전극(74) 및 측부전극(86)은 캐소드이며, 상기 하부전극(82)은 애노드일 수 있다.In the present invention, the cathode and the anode may be configured in various forms so that the plasma may be formed near the edge of the wafer 80. For example, as in the present embodiment, the upper electrode 74 and the side electrode 86 are anodes, and the lower electrode 82 is a cathode, or the upper electrode 74 and the side electrode 86 are cathodes. The lower electrode 82 may be an anode. In addition, the lower electrode 82 and the side electrode 86 are an anode, the upper electrode 74 is a cathode, or the upper electrode 74 and the side electrode 86 is a cathode, and the lower electrode 82 May be an anode.

도 1에서는 주절연판(79)을 종래와 같은 것을 사용하여 개략적으로 표현하였지만, 이하에서는 본 발명의 여러가지 실시예들에 따른 절연판들에 대하여 상세히 설명한다. In FIG. 1, the main insulation plate 79 is schematically represented using the same as the conventional art. Hereinafter, insulation plates according to various embodiments of the present disclosure will be described in detail.

도 3에서는 절연판(279)의 바닥면이 가장자리를 따라서는 하측에 위치하는 웨이퍼에 대하여 평행할 수 있도록 평탄부 형태로 구성되지만, 그 내측으로는 원통상으로 일정한 깊이를 갖는 오목부 형태를 갖는 것을 나타낸다. 절연판(279)의 중앙에는 질소가스와 같은 보조가스가 투입될 수 있는 보조가스 공급홀(276)이 형성되어 있다. 절연판(279)의 재질은 바람직하게는 세라믹으로 구성할 수 있다.In FIG. 3, the bottom surface of the insulating plate 279 is formed in the form of a flat portion such that the bottom surface of the insulating plate 279 can be parallel to the wafer located below the edge, but the inside of the insulating plate 279 has a concave portion having a cylindrical constant depth. Indicates. An auxiliary gas supply hole 276 through which an auxiliary gas such as nitrogen gas may be introduced is formed at the center of the insulating plate 279. The material of the insulating plate 279 is preferably made of ceramic.

오목부가 형성되는 부분은 웨이퍼상에서 패턴이 형성되는 부분에 대응하는 부분으로써 웨이퍼가 절연판과 접촉하더라도 패턴의 손상이 최소화되도록 할 수 있다는 점에서 그 크기와 깊이가 결정될 수 있을 것이다.The portion where the recess is formed is a portion corresponding to the portion where the pattern is formed on the wafer, and the size and depth may be determined in that damage to the pattern can be minimized even if the wafer is in contact with the insulating plate.

도 4는 절연판(379)의 바닥면이 가장자리를 따라서는 하측에 위치하는 웨이퍼에 대하여 평행할 수 있도록 평탄부 형태로 구성되지만, 그 내측으로는 가장자리로부터 중앙을 향하여 오목부의 깊이가 경사진 형태로 증가하는 오목부 형태를 갖는 것을 나타낸다. 절연판(279)의 중앙에는 보조가스가 투입될 수 있는 보조가스 공급홀(376)이 형성되어 있다. 4 is formed in the form of a flat portion such that the bottom surface of the insulating plate 379 can be parallel to the wafer located below the edge, but inwardly the depth of the recess is inclined from the edge toward the center. It has an increasing recess shape. In the center of the insulating plate 279, an auxiliary gas supply hole 376 through which auxiliary gas can be introduced is formed.

도 5 및 도 6에서는 절연판(479)의 바닥면이 가장자리를 따라서는 하측에 위치하는 웨이퍼에 대하여 평행할 수 있도록 평탄부 형태로 구성되지만, 그 내측으로는 가장자리로부터 중앙를 향하여 오목부의 깊이가 경사진 형태로 증가하는 오목부 형태를 갖는 것을 나타내며, 경사진 오목부내에 보조가스 공급홀(476)로부터 공급된 보조가스를 절연판(479)의 가장자리측으로 용이하게 안내할 수 있는 안내홈(477)들이 방사상으로 복수개가 형성된 것을 나타낸다. In FIGS. 5 and 6, the bottom surface of the insulating plate 479 is formed in the shape of a flat portion so that the bottom surface of the insulating plate 479 can be parallel to the wafer located below the edge, but the depth of the recess is inclined from the edge toward the center. The guide grooves 477 are radially provided to easily guide the auxiliary gas supplied from the auxiliary gas supply hole 476 to the edge side of the insulating plate 479 in the inclined recess. Indicates that a plurality are formed.

도 7은 절연판(579)의 크기를 개선한 것으로서, 도 2와 비교하여 절연판(579)의 바닥면의 직경이 종래의 것에 비하여 증가하였으며, 절연판(579)과 웨이퍼(80)간의 갭도 증가한 것으로서, 웨이퍼(80)의 직경과 절연판(579)의 직경의 차이, "L2"가 도2에서의 "L1"보다 매우 감소하여 웨이퍼의 직경과 절연판의 하부 직경이 거의 같아진 것을 알 수 있다. 이와 같이 절연판(579)의 크기를 확장한 것은 종래에 플라즈마의 침투에 의한 과잉식각을 방지하기 위해 절연판과 웨이퍼를 밀착시킴으로써 양자간의 접촉가능성이 증가하였으나. 절연판의 크기를 증가시킴으로써 양자간의 갭을 줄일 필요가 없어 웨이퍼와 절연판의 접촉가능성을 가능한 한 줄이기 위한 것이기도 하다. 도 7에서는 절연판(579)의 바닥면의 형태를 평탄부 형태로 표현하였지만, 도 3 내지 도 5와 같은 본 발명의 실시예들에서와 같이 그 바닥면이 개선될 수도 있음을 물론이다.FIG. 7 illustrates an improvement in the size of the insulating plate 579. The diameter of the bottom surface of the insulating plate 579 is increased compared to the conventional one, and the gap between the insulating plate 579 and the wafer 80 is also increased. It can be seen that the difference between the diameter of the wafer 80 and the diameter of the insulating plate 579, " L2 " is significantly reduced than that of " L1 " in FIG. 2, so that the diameter of the wafer and the lower diameter of the insulating plate are almost equal. As such, the expansion of the size of the insulating plate 579 increases the possibility of contact between the two by adhering the insulating plate and the wafer in close contact with each other in order to prevent excessive etching due to plasma penetration. By increasing the size of the insulating plate, it is not necessary to reduce the gap between them, and also to reduce the possibility of contact between the wafer and the insulating plate as much as possible. Although the shape of the bottom surface of the insulating plate 579 is illustrated in the form of a flat portion in FIG. 7, the bottom surface may be improved as in the embodiments of the present invention as shown in FIGS. 3 to 5.

본 발명에 의하면, 절연판의 형태 및 크기를 개선함으로써 웨이퍼와 절연판이 접촉을 하더라도 웨이퍼상의 패턴이 손상이 최소화될 수 있다. 따라서 소자의 신뢰성이 향상되고, 파티클 발생이 최소화될 수 있다.According to the present invention, by improving the shape and size of the insulating plate, even if the wafer and the insulating plate contact, the damage on the pattern on the wafer can be minimized. Therefore, the reliability of the device can be improved and particle generation can be minimized.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 절연판을 적용할 수 있는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치를 나타내는 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a plasma processing apparatus for processing a wafer edge to which an insulating plate according to an embodiment of the present invention can be applied.

도 2는 종래의 플라즈마 처리장치용 절연판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an insulating plate for a conventional plasma processing apparatus.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치용 절연판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an insulating plate for a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치용 절연판의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an insulating plate for a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치용 절연판의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of an insulating plate for a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 실시예에 따른 플라즈마 처리장치용 절연판의 평면도이다.6 is a plan view of an insulating plate for a plasma processing apparatus according to the embodiment of FIG. 5.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 처리장치용 절연판의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an insulating plate for a plasma processing apparatus according to another embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명※ Brief description of symbols for the main parts of the drawings

70 ; 처리챔버 71 ; 처리챔버 벽체70; Treatment chamber 71; Treatment chamber wall

71a ; 신축부 72 ; 웨이퍼 출입구 71a; Stretching section 72; Wafer gateway

73 ; 퍼지가스공급부 74 ; 상부전극 73; Purge gas supply unit 74; Upper electrode

74a ; 상부전극 지지대 74b ; 스템 74a; Upper electrode support 74b; Stem

75 ; 공정가스공급원 75a ; 공정가스공급관 75; Process gas source 75a; Process gas supply pipe

76 ; 보조가스공급원 76b ; 보조가스공급관76; Auxiliary gas source 76b; Auxiliary Gas Supply Pipe

77 ; 상부전극 이동판 77a ; 상부전극 이동판 지지대77; Upper electrode moving plate 77a; Upper Electrode Moving Plate Support

78 ; 상부전극 이동판 구동부 79 ; 주절연판78; Upper electrode moving plate driver 79; Main insulation board

79d ;보조절연판 79c ; 보조가스 분출구 Auxiliary insulation plate 79c; Auxiliary gas outlet

80 ; 웨이퍼 82 ; 하부전극80; Wafer 82; Bottom electrode

84 ; 제1 절연체 85 ; 제2 절연체84; First insulator 85; Second insulator

86 ; 측부전극 88 ; 리프트핀 86; Side electrodes 88; Lift pin

90 ; 배플판 92 ; 하부전극 냉각부 90; Baffle plate 92; Lower electrode cooler

94 ; 하부전극 냉각원 96 ; RF 소오스 94; Lower electrode cooling source 96; RF source

97 ; 리프트핀 이동판 98 ; 리프트핀 이동판 구동부 97; Lift pin moving plate 98; Lift pin moving plate driver

99 ; 배기펌프 179,279,379,479,579 ; 절연판99; Exhaust pumps 179,279,379,479,579; Insulation plate

176,276,376,476,576 ; 보조가스공급홀176,276,376,476,576; Auxiliary Gas Supply Hole

477 ; 보조가스안내홈477; Auxiliary Gas Guide Home

Claims (8)

웨이퍼 처리가 가능한 처리챔버의 하측에 설치되며, 상부면에 웨이퍼를 장착할 수 있는 하부전극;A lower electrode installed below the processing chamber capable of processing a wafer and capable of mounting a wafer on an upper surface thereof; 상기 하부전극에 대응하여 상기 처리챔버의 상측에 설치되어 있는 상부전극;An upper electrode provided above the processing chamber in correspondence with the lower electrode; 상기 웨이퍼에 대응하여 상기 상부전극의 하측에 부착되며, 가장자리에 의해 둘러싸인 중앙부분이 상기 웨이퍼의 반대 방향으로 오목하게 들어간 오목부로 구성된 절연판; 및An insulating plate attached to the lower side of the upper electrode corresponding to the wafer, the insulating plate including a concave portion recessed in a direction opposite to the wafer with a central portion surrounded by an edge; And 상기 하부전극상에 장착되는 상기 웨이퍼의 가장자리 영역에 플라즈마를 형성할 수 있도록 상기 상부전극 또는 하부전극 중의 적어도 하나에 연결된 RF소오스를 포함하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치.And an insulating plate for processing a wafer edge including an RF source connected to at least one of the upper electrode and the lower electrode to form a plasma in an edge region of the wafer mounted on the lower electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 절연판의 중앙에는 보조가스가 투입될 수 있는 보조가스 공급홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. 2. The plasma processing apparatus of claim 1, wherein an auxiliary gas supply hole through which an auxiliary gas is introduced is formed at a center of the insulating plate. 제 1 항에 있어서, 상기 절연판의 하측 가장자리는 상기 웨이퍼에 평행하도록 평탄면을 유지하는 평탄부로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the lower edge of the insulating plate comprises a flat portion which maintains a flat surface parallel to the wafer. 제 1 항에 있어서, 상기 절연판의 오목부는 중앙부로부터 가장자리를 향하여 깊이가 낮아지도록 경사진 형태인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the recessed portion of the insulating plate is inclined to have a depth lowered from the center portion toward the edge thereof. 제 4 항에 있어서, 상기 절연판의 바닥면에는 보조가스의 공급을 외측으로 안내할 수 있는 복수개의 안내홈이 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. The plasma processing apparatus according to claim 4, wherein a plurality of guide grooves radially formed to guide the supply of auxiliary gas to the bottom of the insulating plate are radially formed. . 제 1 항에 있어서, 상기 절연판의 오목부는 중앙부로부터 가장자리를 향하여 중앙부분의 전체에 걸쳐 일정한 깊이로 오목한 원통형인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. 2. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the recessed portion of the insulating plate is cylindrical, concave at a constant depth from the center portion toward the edge portion at a constant depth. 제 1 항에 있어서, 상기 절연판은 세라믹으로 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 구비한 플라즈마 처리장치. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the insulating plate is made of ceramic. 제 1 항에 있어서, 상기 절연판의 하부 표면의 직경은 상기 웨이퍼의 직경과 거의 비슷한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 절연판을 플라즈마 처리장치. 2. The plasma processing apparatus of claim 1, wherein a diameter of a lower surface of the insulating plate is approximately equal to a diameter of the wafer.