KR20060005560A - 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 - Google Patents
플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060005560A KR20060005560A KR1020040054401A KR20040054401A KR20060005560A KR 20060005560 A KR20060005560 A KR 20060005560A KR 1020040054401 A KR1020040054401 A KR 1020040054401A KR 20040054401 A KR20040054401 A KR 20040054401A KR 20060005560 A KR20060005560 A KR 20060005560A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- confinement
- plasma
- confinement ring
- rings
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 공정의 균일성을 효과적으로 확보할 수 있는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 공정 챔버, 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 1 컨파인먼트 링 및 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 2 컨파인먼트 링을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함한다.
플라즈마, 균일성, 컨파인먼트(confinement) 링
Description
도 1은 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 개략 단면도이다.
도 2는 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링의 확대 단면도이다.
도 3은 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 개략 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링들이 다양하게 수직 이동되는 경우를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링의 평면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링 그룹들이 다양하게 수직 이동되는 경 우를 나타내는 확대 단면도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
140: 컨파인먼트 링 어셈블리
140_1 내지 140_n: 제 1 내지 제 n 컨파인먼트 링
G1 내지 Gn: 제 1 내지 제 n 컨파인먼트 링 그룹
본 발명은 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 공정의 균일성(uniformity)을 효과적으로 확보할 수 있는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자(예를 들면, Dynamic Random Access Memory; DRAM, Application Specific Integrated Circuit; ASIC)는 반도체 기판에 다수의 전자 소자들(예를 들면 모스 트랜지스터, 캐패시터, 저항)이 형성되어 이루어진다. 최근에 정보 통신 분야의 급속한 발달과 컴퓨터와 같은 정보 매체가 널리 보급됨에 따라 반도체 소자는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 보유하도록 요구받고 있다. 따라서 반도체 소자의 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 소자의 제조 기술이 발전되고 있다.
반도체 소자를 제조하는데 있어서, 플라즈마는 반도체 기판의 표면 상에 다 양한 막질을 형성하는 증착 공정이나 원하는 패턴을 형성하기 위한 식각 공정에 이용되고 있다. 식각 공정에는 화학 용액을 사용하여 식각하고자 하는 부분과 화학 반응을 일으켜 용해시켜 식각하고자 하는 부분을 선택적으로 제거하는 습식 식각과 반응 가스를 주입하고 고주파 전력을 인가시켜 플라즈마 상태를 형성하여 발생되는 반응 가스의 자유 전자 또는 이온으로 식각하고자 하는 부분을 제거하는 건식 식각이 있다. 특히, 이러한 식각 공정 중에서 건식 식각 공정은 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라서 그 중요성이 대두되고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비에 대해서 설명한다.
종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비는 식각 공정이 수행되는 공정 챔버(11), 고주파 전력 제공부(18)로부터 고주파 전력(Radio Frequency; RF)을 전달하는 제 1 전극(12), 반도체 기판(15)이 놓여지고 가스 제공부(17)로부터 반응 가스가 공급되어 식각 공정이 수행되는 제 2 전극(16) 및 컨파인먼트 링 어셈블리(14)를 포함한다. 여기에서 컨파인먼트 링 어셈블리(14)는 도 2에 도시된 것처럼, 제 1 컨파인먼트 링(14_1), 제 2 컨파인먼트 링(14_2) 및 제 3 컨파인먼트 링(14_3)이 컨파인먼트 링 지지부(13)에 연결되어 형성된다. 그리고 제 1 컨파인먼트 링(14_1), 제 2 컨파인먼트 링(14_2) 및 제 3 컨파인먼트 링(14_3)을 각각 수직 방향으로 이동시킴으로써 반도체 기판(15)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 조절할 수 있다. 도 3은 컨파인먼트 링 지지부(13)를 제거한 상태에서의 컨파인먼트 링 어셈블리(14)의 평면도이다. 도 3에 도시되어 있는 것처럼, 컨파인먼 트 링 어셈블리(14)는 제 1 전극(12)을 둘러싸고 배치되어 있다. 즉 제 1 컨파인먼트 링(14_1), 제 2 컨파인먼트 링(14_2) 및 제 3 컨파인먼트 링(14_3)이 제 1 전극(12)을 둘러싸고 배치되며, 각각 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다.
최근에 반도체 소자의 제조 원가를 낮추기 위해서 반도체 소자가 형성되는 반도체 기판의 구경이 커지고 있다. 예컨대, 200 mm(8 인치) 구경 실리콘 웨이퍼를 사용하여 반도체 소자를 제조하였다가 점점 300 mm(12 인치) 구경 실리콘 웨이퍼를 사용하여 반도체 소자를 제조하고 있다. 반도체 기판의 구경이 커짐에 따라서 이러한 300 mm 구경 실리콘 웨이퍼를 사용하여 반도체 소자를 제조하는 경우에 200 mm 구경 실리콘 웨이퍼를 사용하는 경우에 비해서 반도체 소자 제조 공정의 균일성(uniformity)을 확보하는 것이 어려워 졌다. 특히, 문제가 되는 것은 다층의 막질이 형성되어 있는 대구경 반도체 기판을 식각하는 경우이다. 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비를 사용하여 다층의 막질이 형성되어 있는 대구경 반도체 기판를 식각하면 식각하고자 하는 막질의 하부 막질을 균일하게 식각하는 것이 매우 힘드므로, 식각 공정의 균일성을 확보할 수 없는 문제점이 발생된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 공정의 균일성(uniformity)을 효과적으로 확보할 수 있는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 고주파 전력을 공급하기 위한 제 1 전극, 반도체 기판이 놓여지며, 상기 제 1 전극과 대향하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되어 상기 고주파 전력에 의해서 상기 반도체 기판에 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행할 수 있는 플라즈마가 상기 공정 챔버 내에 발생되도록 하는 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 1 컨파인먼트 링 및 상기 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 2 컨파인먼트 링을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 고주파 전력을 공급하기 위한 제 1 전극, 반도체 기판이 놓여지며, 상기 제 1 전극과 대향하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되어 상기 고주파 전력에 의해서 상기 반도체 기판에 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행할 수 있는 플라즈마가 상기 공정 챔버 내에 발생되도록 하는 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있는 다수의 제 1 컨파인먼트 링을 포함하는 제 1 컨파인먼트 링 그룹 및 상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있는 다수의 제 2 컨파인먼트 링들을 포함하는 제 2 컨파인먼트 링 그룹을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 1 컨파인먼트 링 및 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 2 컨파인먼트 링을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함한다. 따라서 컨파인먼트 링 어셈블리는 제 1 컨파인먼트 링과 제 2 컨파인먼트 링을 각각 수직 방향으로 이동시킴으로써, 반도체 소자가 형성되는 반도체 기판이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수평 방향으로도 조절할 수 있으므로, 반도체 기판이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비를 설명한다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 개략 단면도이다. 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링들이 다양하게 수직 이동되는 경우를 나타내는 확대 단면도이다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비에서 컨파인먼트 링 지지부를 제거한 상태에서의 컨파인먼트 링의 평면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비는 도 4에 도시된 것처럼, 공정 챔버(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(160) 및 컨파인먼트 링 어셈블리(140)를 포함한다.
공정 챔버(110)에서는 반도체 기판(150)에 반도체 소자를 형성하기 위한 식각 공정이 수행된다. 제 1 전극(120)에는 고주파 전력 제공부(180)로부터 고주파 전력이 전달되어 공정 챔버(110) 내에 고주파(Radio Frequency; RF) 전력이 공급된다. 제 2 전극(160)에는 정전기를 이용하여 반도체 기판(150)이 놓여지고 접지 전원이 연결된다. 그리고 반도체 기판(150)에는 제 1 전극(120)과 제 2 전극(160) 사이에서 가스 제공부(170)로부터 제공되는 반응 가스에 고주파 전력을 인가시켜 플라즈마 상태를 형성함으로써 발생되는 반응 가스의 자유 전자 또는 이온에 의해서 식각 공정이 수행된다.
컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 도 5a 내지 도5e 및 도 6에 도시된 것처럼, 제 1 전극(120)과 제 2 전극(160) 사이에 배치되며, 제 1 컨파인먼트 링(140_1) 및 제 2 컨파인먼트 링(140_2)이 컨파인먼트 링 지지부(130)에 연결되어 형성된다. 그리고 제 1 컨파인먼트 링(140_1)은 제 1 전극(120)을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있고, 제 2 컨파인먼트 링(140_2)은 제 1 컨파인먼트 링(140_1)을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있다. 컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 제 1 전극(120)과 제 2 전극(160) 사이의 공간을 둘러싸고 배치됨으로써 플라즈마 방전을 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역에 감금시킬 수 있다. 그리고 컨파인먼트 링 어셈블리(140)가 형성하는 공간을 통해서 플라즈마에 의해서 야기되는 대전된 입자들(예를 들면, 반응 가스의 자유 전자 또는 이온)을 중성화시키도록 조절한다. 또한, 플라즈마에 의해서 대전된 입자들이 제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)의 외부로 빠져나가는데 있어서의 이동해야 하는 길이는 대전된 입자들의 평균 자유 경로(mean free path)보다 대체로 더 길게 조절되어, 빠져나가는 입자들의 대부분이 제 1 컨파인먼트 링(140_1) 또는 제 2 컨파인먼트 링(140_2)과 적어도 한번 충돌하도록 조절된다. 이러한 충돌은 대전된 입자들의 전하를 중성화시켜서 빠져나가는 대전된 입자들은 중성이 된다. 그러므로 컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 제 1 컨파인먼트 링(140_1) 또는 제 2 컨파인먼트 링(140_2)에 의해서 형성되는 공간 밖으로 방전되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서 제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 각각 수직 방향으로 이동시킴으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 조절할 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비는 제 1 컨파인먼트 링(140_1)을 둘러싸고 배치되는 제 2 컨파인먼트 링(140_2)를 포함하고, 제 1 컨파인먼트 링(140_1)와 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 각각 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러므로 도 5a에 도시된 것처럼 제 1 컨파인먼트 링(140_1) 및 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 반도체 기판(150)으로 가장 접근시키거나, 도 5b에 도시된 것처럼 제 1 컨파인먼트 링(140_1)은 반도체 기판(150)으로 가장 접근시키고 제 2 컨파인먼트 링(140_2)은 제 1 컨파인먼트 링(140_1)보다 반도체 기판(150)으로 덜 접근시킬 수 있다. 또는 도 5c에 도시된 것처럼 제 2 컨파인먼트 링(140_2)은 반도체 기판(150)으로 가장 접근시키고 제 1 컨파인먼트 링(140_1)은 제 2 컨파인먼트 링(140_2)보다 반도체 기판(150)으로 덜 접근시키거나, 도 5d에 도시된 것처럼 제 1 컨파인먼트 링(140_1) 및 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 반도체 기판(150)에서 가장 후퇴시킬 수 있다. 그럼으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수평 방향으로도 조절할 수 있다.
결국, 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 보다 더 세밀하게 조절할 수 있다. 따라서 다층의 막질이 형성되어 있는 대구경의 반도체 기판 (예를 들면, 300 mm 구경 실리콘 웨이퍼)을 식각하는 경우에도 식각하고자 하는 막질의 하부 막질을 균일하게 식각할 수 있으므로, 식각 공정의 균일성을 효과적으로 확보할 수 있다.
제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)은 이격되어 배치되 는 것이 바람직하다. 그럼으로써 제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 각각 수직 방향으로 이동시킬 경우에 제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)이 서로 접촉되어 야기시킬 수 있는 오염 물질을 효과적으로 억제할 수 있다.
제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)은 유전체 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 고주파 전력에 의해서 형성되는 플라즈마의 밀도에 별다른 영향을 미치지 않고도 컨파인먼트 링 어셈블리(140)가 형성하는 공간으로 플라즈마 방전을 감금시킬 수 있다. 그리고 이러한 유전체 물질은 실리카(silica) 또는 석영(quartz)인 것이 바람직하다. 그럼으로써 플라즈마에 의해서 대전된 입자들과의 충돌에 매우 안정적인 제 1 컨파인먼트 링(140_1)과 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 형성할 수 있다.
컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 제 1 전극(120)과 제 2 전극(160) 사이에 제 2 컨파인먼트 링(140_2)을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 3 내지 제 n(n≥ 3) 컨파인먼트 링(140_n)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 그러므로 도 5a 내지 도5e에 도시된 것처럼, 제 3 내지 제 n 컨파인먼트 링(140_n)을 반도체 기판(150)으로 접근시키거나 후퇴시킬 수 있다. 그럼으로써 컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수평 방향으로 보다 더 세밀하게 조절할 수 있다. 그리고 n은 3 이상인 것이 바람직하다. 그럼으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수평 방향으로 충분히 조절할 수 있다.
제 n 컨파인먼트 링(140_n)은 상술한 것처럼, 제 (n-1) 컨파인먼트 링(140_(n-1))에 이격되어 배치되는 것이 바람직하며, 실리카(silica) 또는 석영(quartz)과 같은 유전체 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비를 설명한다. 도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링 그룹들이 다양하게 수직 이동되는 경우를 나타내는 확대 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비는 공정 챔버(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(160) 및 컨파인먼트 링 어셈블리(140)를 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비 중 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비와 동일한 점에 대해서 설명을 생략하고, 상이한 점에 대해서 설명한다.
컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 도 7a 내지 도 7e에 도시된 것처럼, 제 1 컨파인먼트 링 그룹(G1)과 제 2 컨파인먼트 링 그룹(G2)이 컨파인먼트 링 지지부(130)에 연결되어 형성된다. 그리고 제 1 컨파인먼트 링 그룹(G1)은 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들을 포함하며, 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들은 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있다. 또한 제 2 컨파인먼트 링 그룹(G2)은 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들을 둘러싸며 배치되 는 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들을 포함하며, 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들은 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들을 포함하는 제 1 컨파인먼트 링 그룹(G1) 및 다수의 제 2 컨파인먼트 링들(140_2)을 포함하는 제 2 컨파인먼트 링 그룹(G2)을 포함하여 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들과 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들을 각각 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
그러므로 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들을 각각 반도체 기판(150)에서 후퇴시키거나 접근시키며, 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들을 각각 반도체 기판(150)으로 접근시키거나 후퇴시킴으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수평 방향으로도 조절할 수 있다.
결국, 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 더욱 더 세밀하게 조절할 수 있다. 따라서 대구경의 반도체 기판(예를 들면, 300 mm 구경 실리콘 웨이퍼)을 식각하는 경우에도 식각하고자 하는 막질의 하부 막질을 더욱 더 균일하게 식각할 수 있으므로 식각 공정의 균일성을 더욱 더 효과적으로 확보할 수 있다.
다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들과 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들은 상술한 것처럼 이격되어 배치되는 것이 바람직하며, 실리카(silica) 또는 석영(quartz)과 같은 유전체 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들과 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들은 동일한 개수인 것이 바람직하다. 그럼으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 균일하게 조절할 수 있다. 그리고 다수의 제 1 컨파인먼트 링(140_1)들과 다수의 제 2 컨파인먼트 링(140_2)들은 3 개 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그럼으로써 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 충분하게 조절할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비의 컨파인먼트 링 어셈블리(140)는 제 1 전극(120)과 제 2 전극(160) 사이에 다수의 n(n≥ 3) 컨파인먼트 링(140_n)들을 포함하는 제 n 컨파인먼트 링 그룹(Gn)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기에서 다수의 제 n(n≥ 3) 컨파인먼트 링(140_n)들은 다수의 제 (n-1) 컨파인먼트 링(140_(n-1))들을 둘러싸고 배치되며, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있다. 그러므로 다수의 n 컨파인먼트 링(140_n)들을 각각 반도체 기판(150)에서 접근시키거나 후퇴시킴으로써, 반도체 기판(150)이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수평 방형으로 더욱 더 세밀하게 조절할 수 있다. 그리고 n은 상술한 것처럼, 3 이상인 것이 바람직하다.
다수의 제 n 컨파인먼트 링(140_n)들은 상술한 것처럼, 제 (n-1) 컨파인먼트 링(140_(n-1))에 이격되어 배치되는 것이 바람직하며, 실리카(silica) 또는 석영(quartz)과 같은 유전체 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 다수의 제 n 컨파인먼트 링(140_n)들은 다수의 제 (n-1) 컨파인먼트 링(140_(n-1))들과 동일한 개수로 포함되는 것이 바람직하며, 다수의 제 (n-1) 컨파인먼트 링(140_(n-1))들과 다 수의 제 n 컨파인먼트 링(140_n)들은 3 개 이상 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명의 기술적 사상은 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조용 식각 장비에만 한정되지 않으며, 플라즈마를 이용하는 다른 반도체 소자 제조 장비에도 실시될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링(Sputtering) 장비, PVD(Physical Vapor Deposition) 장비, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 장비 등에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 제 1 컨파인먼트 링 및 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되는 제 2 컨파인먼트 링을 각각 수직 방향으로 이동시킴으로써 반도체 소자가 형성되는 반도체 기판이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 수직 방향으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수평 방향으로도 조절할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비는 반도체 소자가 형성되는 반도체 기판이 놓여지는 영역의 플라즈마 압력을 보다 더 세밀하게 조절할 수 있으므 로, 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 공정의 균일성(uniformity)을 효과적으로 확보할 수 있다.
Claims (15)
- 공정 챔버;상기 공정 챔버 내에 고주파 전력을 공급하기 위한 제 1 전극;반도체 기판이 놓여지며, 상기 제 1 전극과 대향하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되어 상기 고주파 전력에 의해서 상기 반도체 기판에 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행할 수 있는 플라즈마가 상기 공정 챔버 내에 발생되도록 하는 제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 1 컨파인먼트 링 및 상기 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 이동될 수 있는 제 2 컨파인먼트 링을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제1항에 있어서,상기 제 2 컨파인먼트 링은 상기 제 1 컨파인먼트 링에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제1항에 있어서,상기 제 1 컨파인먼트 링과 상기 제 2 컨파인먼트 링은 유전체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제3항에 있어서,상기 유전체 물질은 실리카 또는 석영인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제1항에 있어서,상기 컨파인먼트 링 어셈블리는 상기 제 2 컨파인먼트 링을 둘러싸며 배치되는 제 3 내지 제 n(n≥ 3) 컨파인먼트 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제5항에 있어서,상기 제 3 컨파인먼트 링은 상기 제 2 컨파인먼트 링과 이격되어 배치되고, 상기 제 n 컨파인먼트 링은 제 (n-1) 컨파인먼트 링에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 공정 챔버;상기 공정 챔버 내에 고주파 전력을 공급하기 위한 제 1 전극;반도체 기판이 놓여지며, 상기 제 1 전극과 대향하도록 상기 공정 챔버 내에 설치되어 상기 고주파 전력에 의해서 상기 반도체 기판에 반도체 소자를 제조하기 위한 공정을 수행할 수 있는 플라즈마가 상기 공정 챔버 내에 발생되도록 하는 제 2 전극; 및상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있는 다수의 제 1 컨파인먼트 링을 포함하는 제 1 컨파인먼트 링 그룹 및 상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링을 둘러싸고 배치되며, 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되고, 각각 수직 방향으로 이동될 수 있는 다수의 제 2 컨파인먼트 링들을 포함하는 제 2 컨파인먼트 링 그룹을 포함하는 컨파인먼트 링 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제7항에 있어서,상기 다수의 제 2 컨파인먼트 링들은 상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링들에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제7항에 있어서,상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링들과 상기 제 2 컨파인먼트 링들은 유전체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제9항에 있어서,상기 유전체 물질은 실리카 또는 석영인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이 용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제7항에 있어서,상기 다수의 제 2 컨파인먼트 링들의 개수는 상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링들의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제11항에 있어서,상기 컨파인먼트 링 어셈블리는 상기 다수의 제 1 컨파인먼트 링들과 상기 다수의 제 2 컨파인먼트 링들을 3 개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제7항에 있어서,상기 컨파인먼트 링 어셈블리는 상기 다수의 제 2 컨파인먼트 링들을 둘러싸며 배치되는 제 3 내지 제 n(n≥ 3) 컨파인먼트 링들을 포함하는 제 3 내지 제 n 컨파인먼트 링 그룹을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제13항에 있어서,상기 다수의 제 3 컨파인먼트 링들은 상기 다수의 제 2 컨파인먼트 링들과 이격되어 배치되고, 상기 다수의 제 n 컨파인먼트 링들은 다수의 제 (n-1) 컨파인먼트 링들에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
- 제13항에 있어서,상기 다수의 제 n 컨파인먼트 링들의 개수는 다수의 제 (n-1) 컨파인먼트 링들의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040054401A KR20060005560A (ko) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 |
| US11/112,317 US7156047B2 (en) | 2004-07-13 | 2005-04-22 | Apparatus for fabricating semiconductor device using plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040054401A KR20060005560A (ko) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060005560A true KR20060005560A (ko) | 2006-01-18 |
Family
ID=35598114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040054401A Ceased KR20060005560A (ko) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7156047B2 (ko) |
| KR (1) | KR20060005560A (ko) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7364623B2 (en) * | 2005-01-27 | 2008-04-29 | Lam Research Corporation | Confinement ring drive |
| US7837825B2 (en) * | 2005-06-13 | 2010-11-23 | Lam Research Corporation | Confined plasma with adjustable electrode area ratio |
| US7578258B2 (en) * | 2006-03-03 | 2009-08-25 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for selective pre-coating of a plasma processing chamber |
| US7824519B2 (en) * | 2007-05-18 | 2010-11-02 | Lam Research Corporation | Variable volume plasma processing chamber and associated methods |
| US8522715B2 (en) * | 2008-01-08 | 2013-09-03 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for a wide conductance kit |
| JP5367522B2 (ja) * | 2009-09-24 | 2013-12-11 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びシャワーヘッド |
| WO2011094230A2 (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | Applied Materials, Inc. | Life enhancement of ring assembly in semiconductor manufacturing chambers |
| KR20110113066A (ko) * | 2010-04-08 | 2011-10-14 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치의 플라즈마 처리 방법 |
| CN112802729B (zh) * | 2019-11-13 | 2024-05-10 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 带温度维持装置的隔离环 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6363882B1 (en) * | 1999-12-30 | 2002-04-02 | Lam Research Corporation | Lower electrode design for higher uniformity |
| US20020121500A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-09-05 | Rao Annapragada | Method of etching with NH3 and fluorine chemistries |
| US6984288B2 (en) * | 2001-08-08 | 2006-01-10 | Lam Research Corporation | Plasma processor in plasma confinement region within a vacuum chamber |
| US6706138B2 (en) * | 2001-08-16 | 2004-03-16 | Applied Materials Inc. | Adjustable dual frequency voltage dividing plasma reactor |
| US6744212B2 (en) * | 2002-02-14 | 2004-06-01 | Lam Research Corporation | Plasma processing apparatus and method for confining an RF plasma under very high gas flow and RF power density conditions |
| US6841943B2 (en) * | 2002-06-27 | 2005-01-11 | Lam Research Corp. | Plasma processor with electrode simultaneously responsive to plural frequencies |
| KR100426816B1 (ko) * | 2002-07-31 | 2004-04-14 | 삼성전자주식회사 | 진공압조절장치가 개선된 플라즈마 처리장치 |
| KR20040050080A (ko) | 2002-12-09 | 2004-06-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플라즈마 식각 챔버용 포커스 링 구동 장치 |
| US20040118344A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-06-24 | Lam Research Corporation | System and method for controlling plasma with an adjustable coupling to ground circuit |
| US7976673B2 (en) * | 2003-05-06 | 2011-07-12 | Lam Research Corporation | RF pulsing of a narrow gap capacitively coupled reactor |
| KR20040107983A (ko) * | 2003-06-16 | 2004-12-23 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치 |
-
2004
- 2004-07-13 KR KR1020040054401A patent/KR20060005560A/ko not_active Ceased
-
2005
- 2005-04-22 US US11/112,317 patent/US7156047B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7156047B2 (en) | 2007-01-02 |
| US20060011138A1 (en) | 2006-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102594473B1 (ko) | 내장형 rf 차폐부를 갖는 반도체 기판 지지부들 | |
| US8809199B2 (en) | Method of etching features in silicon nitride films | |
| CN111033699B (zh) | 改良的金属接触定位结构 | |
| JP7227154B2 (ja) | 柔軟なウエハ温度制御を伴う静電チャック | |
| US20070187363A1 (en) | Substrate processing apparatus and substrate processing method | |
| US20150228500A1 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| KR20190053282A (ko) | 선택적 SiN 측방향 리세스 | |
| KR20090023396A (ko) | 다른 챔버 파트의 부식을 최소화하는 플라즈마 한정 링의 신속한 세정을 위한 장치, 시스템 및 방법 | |
| US20060278340A1 (en) | Confined plasma with adjustable electrode area ratio | |
| KR102114922B1 (ko) | 플라즈마 처리 방법 | |
| KR20130084637A (ko) | 증가된 마스크 선택비를 갖는 식각 | |
| WO2013187429A1 (ja) | プラズマエッチング方法及びプラズマ処理装置 | |
| KR20060005560A (ko) | 플라즈마를 이용하는 반도체 소자 제조 장비 | |
| JP2005217240A (ja) | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 | |
| KR102720049B1 (ko) | 에칭 방법 및 에칭 처리 장치 | |
| KR20240021285A (ko) | 고 종횡비 피쳐들에서의 금속 증착 및 식각 | |
| JP5452133B2 (ja) | プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法 | |
| JPH02119131A (ja) | 試料の温度制御方法及び装置 | |
| JPH02110925A (ja) | 真空処理装置 | |
| KR102904597B1 (ko) | 고 종횡비 피쳐들에서의 금속 식각 | |
| KR102718857B1 (ko) | 루테늄 함유 물질들의 선택적 제거 | |
| JP2009158854A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| CN113517289B (zh) | 半导体结构及其形成方法 | |
| KR100791995B1 (ko) | 가스 공급 장치 및 이를 갖는 막 형성 장치 | |
| KR100272491B1 (ko) | 식각 지연 현상을 개선할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20040713 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20060123 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20060331 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20060123 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |