일반기술

반도체 기판의 박막 제거용 식각장치

본 기술은 반도체 기판의 박막 제거용 식각장치에 관한 것으로서, 냉각기 및 가열기에 의해 온도가 조절되는 진공의 챔버 내부에서 무수 불화수소와 함께 물 또는 알콜류의 증기 등의 공정가스를 분사하여 기판의 식각이 이루어지도록 하는 장치에 있어서: 상기 챔버 내에서 공정가스 및 비활성가스를 공급받도록 장착되고, 하부가 개방되는 최소한의 독립공간을 형성하는 반응기; 상기 반응기의 하부를 개폐하도록 상하운동 가능하게 장착되고, 상하운동 가능한 받침대를 개재하여 기판을 수용하는 다이; 그리고 상기 반응기 내부로 각각의 공정가스를 보내는 가스관과, 반응 후 가스를 외부로 유도하는 배기관 등의 배관부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.이에 따라 불화수소물을 사용한 증기상 공정에서 주요 부품의 부식에 의한 내구성 저하를 방지하는 효과가 있다본 기술에 의하여 새롭게 제안된 불화수소를 사용한 산화막 건식식각 장치 및 공정법에 의해서 종래의 장치 및 공정법이 갖는 문제점들이 개선되는 바, 내식성이 우수한 알루미나를 반응기 재질로 사용하고, 공정가스 중 불화수소와 증기를 이중관을 사용하여 완전히 분리하여 도입하고, 반응 후 잔여 가스가 산화막으로 구성된 트랩을 통과하도록 함으로써 금속재료의 부식 문제를 해결하였다. 이로 인하여 장치의 수명, 성능 유지가 향상될 뿐만 아니라 안정성이 크게 증대되게 되었다. 또한, 반응기의 부피를 최소화하여 공정 조건에 도달하는 초기 시간을 최소화함으로써 초기 반응 시간에 의한 악영향을 최소화하고 공정의 재현성을 향상시키게 되었다. 뿐만 아니라 진공 챔버와 반응기를 분리한 이중 구조를 고안함으로써 독성 가스의 유출에 의한 위험을 배제할 수 있게 되었다. 또한, 플라즈마를 이용한 이온화 공정의 도입으로 증기의 사용을 피할 수 있어서 증기의 사용에 따른 부식성 증가 문제를 근본적으로 해결하였고, 반응 생성물인 SiF4와 H2O 등의 재 반응으로 인한 잔류물 발생 가능성을 배제할 수 있게 되었고, 플라즈마의 발생 시점이 공정의 시작 시점이 되게 함으로써 공정 조건에 도달하는 초기 시간의 악영향을 배제할 수 있어서 공정 재현성을 향상시킬 수 있고, 산화막 종류에 따른 식각 선택비를 감소시킬 수 있어서 콘택홀에서의 자연산화막 제거 공정 등에 더욱 효과적으로 활용할 수 있게 되었다. 결국 플라즈마에 의한 이온화 공정을 이용함으로써 공정 성능이 크게 향상되고 특히 고진공 공정에 매우 적합하게 되었다.