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KR100713334B1 - Temperature control device and control method of etching equipment - Google Patents

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KR100713334B1
KR100713334B1 KR1020060043439A KR20060043439A KR100713334B1 KR 100713334 B1 KR100713334 B1 KR 100713334B1 KR 1020060043439 A KR1020060043439 A KR 1020060043439A KR 20060043439 A KR20060043439 A KR 20060043439A KR 100713334 B1 KR100713334 B1 KR 100713334B1
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KR
South Korea
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cooling
temperature
etching
temperature control
electrostatic chuck
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Inventor
박래춘
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동부일렉트로닉스 주식회사
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Abstract

본 발명은 식각장비의 온도제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 식각챔버(100)의 내벽(102)에 환형으로 형성되는 중공의 제 1 냉각부(103)와, 정전척(110)의 내부에 형성되는 중공의 제 2 냉각부(112)와, 제 1, 2 냉각부(103)(112)에 냉각가스를 순환시켜서 배출되도록 칠러(120)로부터 이어지는 냉각공급포트(122) 및 냉각배출포트(124)를 포함한다. 따라서 본 발명은, 식각챔버의 내벽과 정전척의 내부에 중공의 냉각부를 형성시킴으로써 공정 진행에 적정한 온도를 균일하게 조절할 수 있는 효과를 가지고 있다. 또한, 종래에 액체의 냉매를 이용한 냉각방식에 비하여 기체를 이용한 온도 제어 방식은 공정 소요비용이 절감되면서도 안정적인 온도 제어가 이루어질 수 있으며, 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통한 피드백의 온도 제어 방식으로 온도 제어가 이루어짐으로써 식각챔버의 임피던스 저항 값이 일정하게 유지되어 안정적인 고주파 파워소스를 인가할 수 있는 효과를 가지고 있다.The present invention relates to a temperature control apparatus and a control method of an etching apparatus, the hollow first cooling unit 103 formed in an annular shape on the inner wall (102) of the etching chamber 100 and the inside of the electrostatic chuck 110 The cooling supply port 122 and the cooling discharge port which are continued from the chiller 120 so as to circulate the cooling gas through the hollow second cooling unit 112 and the first and second cooling units 103 and 112 that are formed. 124). Therefore, the present invention has the effect of uniformly adjusting the temperature appropriate for the process by forming a hollow cooling part on the inner wall of the etching chamber and the inside of the electrostatic chuck. In addition, the temperature control method using the gas compared to the conventional cooling method using a liquid refrigerant can be achieved a stable temperature control while reducing the process cost, as a temperature control method of the feedback through the temperature sensor installed in each cooling unit By controlling the temperature, the impedance resistance value of the etching chamber is kept constant, which has the effect of applying a stable high frequency power source.

식각장비, 챔버, 정전척, 내벽, 온도 Etching Equipment, Chambers, Electrostatic Chuck, Interior Walls, Temperature

Description

식각장비의 온도제어장치 및 제어방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLING TEMPERATURE INETCHING APPARATUS}DEVICE AND METHOD FOR CONTROLING TEMPERATURE INETCHING APPARATUS}

도 1은 종래의 기술에 따른 식각장비의 개략적인 구성도이고,1 is a schematic configuration diagram of an etching apparatus according to the prior art,

도 2는 도 1의 평단면도이고,2 is a plan cross-sectional view of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 식각장비의 온도제어장치의 구성도이고,3 is a configuration diagram of a temperature control device of an etching apparatus according to the present invention,

도 4는 도 3의 평단면도이고,4 is a plan sectional view of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 식각장비의 온도제어방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a temperature control method of an etching apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 식각챔버 102 : 내벽100: etching chamber 102: inner wall

103, 112 : 제 1, 2 냉각부 103a, 112a : 파형면103, 112: 1st, 2nd cooling part 103a, 112a: corrugated surface

110 : 정전척 120 : 칠러110: electrostatic chuck 120: chiller

122 : 냉각공급포트 124 : 냉각배출포트122: cooling supply port 124: cooling discharge port

126 : 제어부 130 : 온도감지센서 126 control unit 130 temperature sensor

본 발명은 식각장비의 온도제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상 세하게는 식각챔버의 온도를 균일하게 제어함으로써 식각공정의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 식각장비의 온도제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device and a control method of the etching equipment, and more particularly to the temperature control device and control method of the etching equipment to improve the efficiency of the etching process by uniformly controlling the temperature of the etching chamber. It is about.

반도체장치의 제조에 가장 빈번히 사용되는 공정 가운데 하나가 에칭이다. 에칭은 일정 패턴의 에칭마스크가 대상막을 덮고 있을 때 대상막에 대한 식각능력을 가지는 식각물질 즉, 에천트(etchant)를 접촉시켜 반응이 이루어지게 함으로써 에칭마스크로 보호되지 않은 부분을 제거하는 것이다. 에칭은 용액중의 에천트 물질을 이용하는 습식 에칭과 가스상의 에천트 물질을 이용하는 건식 에칭이 있고, 화학적인 반응을 위주로 하여 모든 방향으로 식각이 동등하게 진행되는 등방성 식각과 물리적인 작용을 통해 특정 방향으로 우세하게 식각이 진행되는 이방성 식각으로 나눌 수 있다.One of the processes most frequently used in the manufacture of semiconductor devices is etching. Etching removes portions not protected by the etching mask by contacting an etching material having an etching ability with respect to the target film, that is, an etchant, when an etching mask having a predetermined pattern covers the target film. Etching includes wet etching using etchant materials in solution and dry etching using gaseous etchant materials. Etching is performed equally in all directions based on chemical reactions. It can be divided into anisotropic etching where the etching proceeds predominantly.

건식 식각도 플라즈마를 형성하여 식각력을 높이는 방법을 많이 사용하게 된다.Dry etching is also used a lot of methods to increase the etching power to form a plasma.

에칭은 크게 일종의 화학반응이므로 공정의 온도와 에천트의 농도, 압력 등이 중요한 공정의 요인이 되므로 에칭이 이루어지는 공정 챔버의 온도를 조절하고 일정하게 유지하는 것이 공정의 질을 높이기 위해 필요하다. 가령, 에칭 챔버에서는 플라즈마를 형성하기 위한 전력이 인가되어 공정이 계속되면서 열로 변환된 전력이 누적되어 에칭 챔버의 온도를 높이게 된다. 에칭 공정에서는 여러 가지 물질들이 해당 에천트를 이용하여 식각되는데 에천트에 접하는 다른 물질들이 여러가지 있을 수 있고 또 온도 등 조건에 따라 지배적으로 이루어지는 반응이 달라지고 그 부산물도 달라지므로 공정중 온도가 변하면 공정에 영향을 미칠 수 있다.Since etching is a kind of chemical reaction, process temperature, etchant concentration, and pressure are important factors of the process, so it is necessary to control and maintain a constant temperature of the process chamber where etching is performed to improve the quality of the process. For example, in the etching chamber, power for forming a plasma is applied, and as the process continues, power converted into heat is accumulated to increase the temperature of the etching chamber. In the etching process, various materials are etched using the etchant. However, there may be various other materials in contact with the etchant, and the reaction which is dominant depending on the conditions such as the temperature and the by-products are different. Can affect.

현재의 에칭설비는 도 1에서 보여주는 바와 같이, 식각챔버(10)와, 식각챔버(10) 내에 웨이퍼가 놓이는 정전척(20)이 마련된다. As shown in FIG. 1, the etching apparatus 10 includes an etching chamber 10 and an electrostatic chuck 20 in which a wafer is placed in the etching chamber 10.

정전척(20)은 식각공정이 진행되는 동안에 정전기를 이용해 웨이퍼(미도시)를 고정하는 것은 물론, 캐소드 전극의 역할도 수행하는 필수 소모성 부품으로서, 웨이퍼에 정전기적으로 직류전원을 가하여 웨이퍼의 척킹을 수행한다.The electrostatic chuck 20 is an essential consumable part that not only fixes the wafer (not shown) using static electricity during the etching process but also serves as a cathode electrode, and electrostatically applies DC power to the wafer to chuck the wafer. Do this.

식각챔버(10)에서는 정확한 에칭 작업을 진행하기 위해서 공정마다 제어를 해야하는 웨이퍼의 온도가 다르다. 즉, 웨이퍼의 온도는 에칭공정의 진행에 있어서 아주 중요하게 작용되고 있다.In the etching chamber 10, the temperature of the wafer to be controlled differs for each process in order to proceed with an accurate etching operation. In other words, the wafer temperature is very important in the progress of the etching process.

따라서, 웨이퍼의 온도를 제어하기 위하여 웨이퍼가 직접적으로 놓이는 정전척(20)과 식각챔버(10)의 내벽(12)의 온도를 칠러(chiller)나 열교환 장치를 이용하여 제어한 후 온도의 전이현상을 이용하여 웨이퍼로 온도가 전달되도록 하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 칠러(30)로부터 이어지는 냉매공급포트(32) 및 냉매배출포트(34)와 내벽(12)과 정전척(20)의 내부에 냉각라인(40)이 마련되며, 이에 따라 냉매공급포트(32)를 통과한 냉매는 식각챔버(10)의 내벽(12)을 나선형으로 선회하여 냉각시킨 후 냉매배출포트(34)를 통하여 외부로 배출된다. 그리고 정전척(20)에서도 냉매는 내부를 나선형으로 순환하여 정전척(20)을 냉각시킨 후 배출된다.Therefore, in order to control the temperature of the wafer, the temperature of the electrostatic chuck 20 and the inner wall 12 of the etching chamber 10 in which the wafer is directly placed is controlled by using a chiller or a heat exchanger, and then the temperature transition phenomenon. 2, the temperature is transferred to the wafer. As shown in FIG. 2, the coolant supply port 32 and the coolant discharge port 34, the inner wall 12, and the electrostatic chuck 20 that extend from the chiller 30 are connected to each other. A cooling line 40 is provided therein. Accordingly, the refrigerant passing through the refrigerant supply port 32 is helically cooled by turning the inner wall 12 of the etching chamber 10 through a refrigerant discharge port 34. It is discharged to the outside. In addition, in the electrostatic chuck 20, the refrigerant is circulated in a spiral to cool the electrostatic chuck 20 and then discharged.

이는 식각챔버(10)에서 사용하고자 하는 온도를 설정하면 칠러(30)에 자동으로 온도가 설정되고 이와 같이 설정되어진 온도에 맞게 칠러(30)에서 자동 제어방식으로 웨이퍼의 온도가 상승함에 따른 공정조건의 변동을 제어하게 된다.The temperature is automatically set in the chiller 30 when the temperature to be used in the etching chamber 10 is set, and the process conditions are increased by the temperature of the wafer in the chiller 30 automatically controlled in accordance with the set temperature. Control the fluctuation of.

이처럼, 종래 온도 제어 방식의 주안점은 웨이퍼와 접촉하는 정전척(20)과 아룰러 내벽(12)의 온도를 균일하게 하는데 있다. 하지만, 정전척(20)의 온도 균일도가 반드시 웨이퍼의 온도 균일과 일치하지 않는다는데 문제가 있다. 실제로 웨이퍼는 중앙부위 보다 가장자리 부위의 온도 상승이 더욱 심하게 이루어진다. 더욱이 내벽(12)에서는 나선형의 냉각라인(40)이 지나가는 부분과 지나가지 않는 부분과의 온도 편차로 인하여 식각 공정에서 발생하는 폴리머가 균일하게 적층되지 못하고 도 1에서와 같이 단층으로 쌓이게 되며, 이렇게 단층으로 쌓인 폴리머는 단층간의 경계면에서 쉽게 붕괴 현상이 일어나서 폴리머 성분의 파티클 발생 및 미세 회로 선폭 구현에 지장을 받게 된다. 따라서, 현재와 같이 냉각라인(40)이 단순히 나선형으로 형성되어 정전척(20)과 내벽(12) 온도를 균일하게 하는 방식으로는 온도 균일성 확보는 불가능하다. Thus, the main point of the conventional temperature control method is to make the temperature of the electrostatic chuck 20 and the inner wall 12 in contact with the wafer uniform. However, there is a problem that the temperature uniformity of the electrostatic chuck 20 does not necessarily match the temperature uniformity of the wafer. In fact, the wafer has a much higher temperature rise at the edge than at the center. Furthermore, in the inner wall 12, due to the temperature deviation between the portion where the spiral cooling line 40 passes and the portion that does not pass, the polymers generated in the etching process may not be uniformly stacked, but are stacked in a single layer as shown in FIG. 1. Polymers stacked in a single layer easily disintegrate at the interface between the single layers, causing problems in particle generation and fine circuit line width of the polymer component. Therefore, the temperature uniformity cannot be secured in such a manner that the cooling line 40 is simply spirally formed to make the temperature of the electrostatic chuck 20 and the inner wall 12 uniform.

본 발명은 상기한 바와 같은 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로서, 식각챔버의 내벽과 정전척의 내부에 중공의 냉각부를 형성시킴으로써 공정 진행에 적정한 온도를 균일하게 조절할 수 있는 새로운 형태의 식각장비의 온도제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, by forming a hollow cooling unit on the inner wall of the etching chamber and the inside of the electrostatic chuck temperature control of a new type of etching equipment that can uniformly control the appropriate temperature for the process progress It is an object to provide a device.

본 발명의 다른 목적은, 종래에 액체의 냉매를 이용한 냉각방식에 비하여 기체를 이용한 온도 제어 방식은 공정 소요비용이 절감되면서도 안정적인 온도 제어가 이루어질 수 있는 식각장비의 온도제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a temperature control method of an etching apparatus that can be stable temperature control while reducing the cost of the process compared to the conventional cooling method using a liquid refrigerant. It is done.

본 발명의 또 다른 목적은, 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통한 피드백의 온도 제어 방식으로 온도 제어가 이루어짐으로써 식각챔버의 임피던스 저항값이 일정하게 유지되어 안정적인 고주파 파워소스를 인가할 수 있는 식각장비의 온도제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention, the temperature control is performed by the temperature control method of the feedback through the temperature sensor installed in each cooling unit, the impedance resistance value of the etching chamber is kept constant, the etching can be applied to a stable high frequency power source Its purpose is to provide a temperature control method for the equipment.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 식각챔버와, 식각챔버 내에 설치되어 웨이퍼가 안착되는 정전척과, 식각챔버와 정전척의 온도를 제어하기 위한 칠러가 포함되는 식각장비의 온도제어장치에 있어서, 식각챔버의 내벽에 환형으로 형성되는 중공의 제 1 냉각부와, 정전척의 내부에 형성되는 중공의 제 2 냉각부와, 제 1, 2 냉각부에 냉각가스를 순환시켜서 배출되도록 칠러로부터 이어지는 냉각공급포트 및 냉각배출포트를 포함하는 식각장비의 온도제어장치를 제공한다. In the present invention for achieving the above object, in the temperature control apparatus of the etching apparatus including an etching chamber, an electrostatic chuck installed in the etching chamber and the wafer is seated, and a chiller for controlling the temperature of the etching chamber and the electrostatic chuck, Cooling supply continued from the chiller to circulate the cooling gas through the hollow first cooling unit formed annularly on the inner wall of the etching chamber, the second cooling unit formed inside the electrostatic chuck, and the first and second cooling units. It provides a temperature control device of the etching equipment including a port and a cooling discharge port.

또한, 본 발명은, 식각장비의 온도제어방법에 있어서, 식각챔버 내벽의 냉각부와 정전척의 냉각부에 칠러로부터 냉각가스를 연속 순환시키는 단계와, 냉각가스의 순환 온도를 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통하여 감지하는 단계와, 온도감지센서를 통하여 감지된 냉각가스의 온도 변화를 칠러상의 제어부에 전달하는 피드백(feedback) 단계와, 제어부에서 온도감지센서의 출력온도와 목표온도를 비교해서 그 편차가 작아지도록 냉각가스의 온도를 제어하는 단계를 포함하는 식각장비의 온도제어방법을 제공한다.In addition, the present invention, in the temperature control method of the etching equipment, the step of continuously circulating the cooling gas from the chiller to the cooling unit of the inner wall of the etching chamber and the cooling unit of the electrostatic chuck, the temperature of the cooling gas circulating temperature installed in each cooling unit A sensing step through a sensing sensor, a feedback step of transferring a temperature change of the cooling gas sensed through the temperature sensing sensor to a control unit on a chiller, and comparing the output temperature and the target temperature of the temperature sensing sensor by the control unit. It provides a temperature control method of the etching equipment comprising the step of controlling the temperature of the cooling gas so that the deviation is small.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 식각장비의 온도제어장치의 구성도이고, 도 4는 도 3의 평단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 식각장비의 온도제어방법의 흐름도이다.3 is a configuration diagram of a temperature control apparatus of an etching apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 5 is a flowchart of a temperature control method of the etching apparatus according to the present invention.

도시된 도 3 및 도 4에서의 식각장비는 반도체 웨이퍼의 패턴 형성에 있어서 소자의 고집적화, 미세화에 수반해서 고정밀도의 에칭을 행하기 위하여 전극에 의한 플라즈마 에칭을 행하는 것으로서, 식각챔버(100)와, 식각챔버(100) 내에 웨이퍼가 안착되는 정전척(110), 그리고 식각챔버(100)와 정전척(110)을 냉각시키기 위한 칠러(120)가 마련된다. 3 and 4, the etching apparatus 100 performs plasma etching by an electrode in order to perform high-precision etching with high integration and miniaturization of elements in pattern formation of semiconductor wafers. In addition, an electrostatic chuck 110 having a wafer seated in the etching chamber 100, and a chiller 120 for cooling the etching chamber 100 and the electrostatic chuck 110 are provided.

여기서 예시된 식각챔버(100)는 상측에 덮개(101)가 포함되어 외부와 격리되어 고진공을 유지할 수 있도록 하며, 일정 두께의 그 내벽(102)으로 중공의 제 1 냉각부(103)가 형성된다. The etching chamber 100 illustrated here includes a cover 101 at an upper side thereof to be isolated from the outside to maintain a high vacuum, and a hollow first cooling unit 103 is formed by the inner wall 102 of a predetermined thickness. .

중공의 제 1 냉각부(103)는 원주의 내벽(102)을 따라 환형으로 형성되며, 바람직하게 제 1 냉각부(103)는 하기에서 설명되는 냉각가스와의 접촉면 증대를 위하여 파형면(103a)을 형성한다. 더욱 바람직하게는 물결무늬의 파형 단면이거나 톱니 형태의 파형 단면을 가진다.The hollow first cooling part 103 is formed in an annular shape along the inner wall 102 of the circumference, and preferably the first cooling part 103 is a corrugated surface 103a for increasing the contact surface with the cooling gas described below. To form. More preferably, it has a wavy cross section or a sawtooth shaped cross section.

또한, 제 1 냉각부(103)는 식각챔버(100)의 내벽(102)중 내부 공간면에 최대한 근접하도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the first cooling unit 103 may be formed to be as close as possible to the inner space surface of the inner wall 102 of the etching chamber 100.

그리고 정전척(110)은, 식각공정이 진행되는 동안에 정전기를 이용해 웨이퍼(미도시)를 고정하는 것은 물론, 캐소드 전극의 역할도 수행하는 필수 소모성 부품으로서, 웨이퍼에 정전기적으로 직류전원을 가하여 웨이퍼의 척킹을 수행하는 것으로서, 정전척(110)을 개략적으로 도시한 도 3에서는 도시되지 않았지만, 식각챔버(100)의 외부에서 정전압 또는 역전압을 공급하는 전원공급부와, 에지링 및 절연링 등으로 구성된다.In addition, the electrostatic chuck 110 is an essential consumable part that not only fixes a wafer (not shown) using static electricity during the etching process but also serves as a cathode electrode. Although not shown in FIG. 3, which schematically illustrates the electrostatic chuck 110, the power supply unit supplies a constant voltage or a reverse voltage from the outside of the etching chamber 100, an edge ring, an insulation ring, or the like. It is composed.

이러한 정전척(110)의 내부에는 중공의 제 2 냉각부(112)가 형성되며, 제 2 냉각부(112)도 제 1 냉각부(103)와 같이 냉각가스와의 접촉면 증대를 위하여 파형면(112a)을 형성한다. 또한, 제 2 냉각부(112)도 안착되는 웨이퍼와 근접하여 냉각 효율이 증대되도록 정전척(110)의 내부 상측에 형성되는 것이 바람직하다.The hollow second cooling unit 112 is formed inside the electrostatic chuck 110, and the second cooling unit 112 also has a corrugated surface (eg, the first cooling unit 103) to increase the contact surface with the cooling gas. 112a). In addition, the second cooling unit 112 may also be formed above the inside of the electrostatic chuck 110 so as to increase the cooling efficiency near the seated wafer.

한편, 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)에는, 순환되는 냉각가스의 온도를 감지할 수 있는 온도감지센서(130)가 각각 더 포함된다.On the other hand, the first cooling unit 103 and the second cooling unit 112, the temperature detection sensor 130 that can detect the temperature of the circulating cooling gas further includes each.

그리고 식각챔버(100)에 냉각공급포트(122) 및 냉각배출포트(124)로 연결되는 칠러(120)는, 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)에 설치된 각 온도감지센서(130)로부터 감지된 온도를 피드백 받아 제어하는 제어부(126)가 포함되며, 각 냉각공급포트(122)는 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)에 각각 연결되고, 이와 같이 냉각배출포트(124)도 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)에 각각 연결된다.In addition, the chillers 120 connected to the cooling supply port 122 and the cooling discharge port 124 in the etching chamber 100 are each temperature sensing sensor installed in the first cooling unit 103 and the second cooling unit 112. A control unit 126 is provided to control the feedback received from the temperature 130, each cooling supply port 122 is connected to the first cooling unit 103 and the second cooling unit 112, respectively, as described above The cooling discharge port 124 is also connected to the first cooling unit 103 and the second cooling unit 112, respectively.

그리고 칠러(120)에서 공급되는 냉매체로는 냉매가스가 사용되어지며, 바람직하게 냉매가스는 질소(N2), 또는 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스가 사용된다.In addition, a refrigerant gas is used as the coolant body supplied from the chiller 120. Preferably, the refrigerant gas is an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar).

이와 같이 구성된 본 발명에서 식각장비의 온도제어방법의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the temperature control method of the etching equipment in the present invention configured as described above are as follows.

도 5를 참고하면, 식각챔버 내벽의 냉각부와 정전척의 냉각부에 칠러로부터 냉각가스를 연속 순환시키는 단계(200)와, 냉각가스의 순환 온도를 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통하여 감지하는 단계(210)와, 온도감지센서를 통하여 감지된 냉각가스의 온도 변화를 칠러상의 제어부에 전달하는 피드백(feedback) 단계(220) 와, 제어부에서 온도감지센서의 출력온도와 목표온도를 비교해서 그 편차가 작아지도록 냉각가스의 온도를 제어하는 단계(230)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a step of continuously circulating cooling gas from the chiller to the cooling unit of the inner wall of the etching chamber and the cooling unit of the electrostatic chuck 200, and detecting the circulation temperature of the cooling gas through the temperature sensor installed in each cooling unit. In step 210, a feedback step 220 of transmitting a temperature change of the cooling gas detected through the temperature sensor to the controller on the chiller, and comparing the output temperature of the temperature sensor with the target temperature in the controller, And controlling 230 the temperature of the cooling gas so that the deviation is small.

위의 단계를 좀 더 구체적으로 설명하면, 식각챔버(100)내에 플라즈마를 형성하여 정전척(110)에 안착된 웨이퍼의 식각 공정이 진행되며, 이 때, 식각챔버(100)와 정전척(110)을 냉각시키기 위하여 칠러(120)로부터 냉각가스가 공급되어 냉각이 이루어진다.In more detail, the above-described step is performed to form a plasma in the etching chamber 100 to etch the wafer seated on the electrostatic chuck 110. In this case, the etching chamber 100 and the electrostatic chuck 110 are performed. Cooling gas is supplied from the chiller 120 to cool).

즉, 식각챔버(100) 내벽(102)의 제 1 냉각부(103)와 정전척(110)의 제 2 냉각부(112)에 각각 연결된 칠러(120)의 냉각공급포트(122)로부터 냉각가스가 공급되면, 냉각가스는 중공의 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)를 각각 연속하여 순환하게 되며, 이 때, 냉각가스는 파형면(103a, 112a)을 따라 보다 효과적인 냉각이 이루어진 후, 냉각배출포트(124)를 통하여 배출이 이루어진다.That is, the cooling gas from the cooling supply port 122 of the chiller 120 connected to the first cooling unit 103 of the inner wall 102 of the etching chamber 100 and the second cooling unit 112 of the electrostatic chuck 110, respectively. When supplied, the cooling gas is continuously circulated through the hollow first cooling unit 103 and the second cooling unit 112, respectively, at this time, the cooling gas is more effective cooling along the corrugated surface (103a, 112a) After this, the discharge is made through the cooling discharge port 124.

이와 같은 과정에서 제 1 냉각부(103)와 제 2 냉각부(112)에 설치된 온도감지센서(130)에서는 수시로 공급되는 냉각가스의 온도를 측정하고, 그 측정된 출력온도를 칠러(120)상의 제어부(126)로 피드백시키게 된다. 따라서 제어부(126)에서는 온도감지센서(130)의 출력온도와 기설정된 목표온도와의 비교를 통해서 그 편차가 작아지도록 냉각가스의 온도를 제어하여 공급하게 된다.In this process, the temperature detection sensor 130 installed in the first cooling unit 103 and the second cooling unit 112 measures the temperature of the cooling gas supplied from time to time, and measures the measured output temperature on the chiller 120. Feedback to the controller 126. Therefore, the controller 126 controls and supplies the temperature of the cooling gas so that the deviation becomes smaller through comparison between the output temperature of the temperature sensor 130 and the preset target temperature.

이처럼, 종래에 식각챔버(100)와 정전척(110)에 형성된 나선형의 냉각라인에 비하여 중공의 제 1, 2 냉각부(103, 112)를 통하여 내벽(102)과 정전척(110) 상면의 온도 편차가 현저히 줄어들어 폴리머의 생성이 균일하게 쌓여지며, 이로써, 일정하게 쌓인 폴리머는 쉽게 붕괴되지 않아 폴리머 성분의 파티클 발생이 감소되며, 식각챔버(100)의 저항(임피던스)이 안정적으로 변하여 플라즈마를 형성시키는데 꼭 필요한 고주파 파워소스(RF Power)를 안정적으로 공급할 수 있다.As such, compared to the spiral cooling lines formed in the etching chamber 100 and the electrostatic chuck 110, the upper surfaces of the inner wall 102 and the electrostatic chuck 110 are formed through the hollow first and second cooling units 103 and 112. The temperature variation is significantly reduced, so that the production of polymers is uniformly stacked. As a result, the uniformly stacked polymers are not easily collapsed to reduce particle generation of the polymer component. It is possible to stably supply the high frequency power source (RF Power) necessary for forming.

또한, 제 1, 2 냉각부(103, 112)로 유입되는 냉매체가 종래의 유체 냉매가 아닌 냉각가스를 사용하여 비용 절감을 가져온다.In addition, the refrigerant body flowing into the first and second cooling units 103 and 112 brings about cost reduction by using a cooling gas other than the conventional fluid refrigerant.

그리고 냉각가스의 온도 제어가 피드백 시스템으로 이루어짐으로써, 일정한 온도 제어가 이루어질 수 있다.And by controlling the temperature of the cooling gas to the feedback system, a constant temperature control can be achieved.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 식각장비의 온도제어장치 및 제어방법은, 식각챔버의 내벽과 정전척의 내부에 중공의 냉각부를 형성시킴으로써 공정 진행에 적정한 온도를 균일하게 조절할 수 있는 효과를 가지고 있다. 또한, 종래에 액체의 냉매를 이용한 냉각방식에 비하여 기체를 이용한 온도 제어 방식은 공정 소요비용이 절감되면서도 안정적인 온도 제어가 이루어질 수 있다. As described above, the temperature control device and control method of the etching equipment according to the present invention, by forming a hollow cooling unit on the inner wall of the etching chamber and the inside of the electrostatic chuck has the effect of uniformly adjusting the temperature suitable for the process progress. have. In addition, compared to the conventional cooling method using a liquid refrigerant, the temperature control method using a gas may be stable temperature control while reducing the process cost.

또한, 본 발명은 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통한 피드백의 온도 제어 방식으로 온도 제어가 이루어짐으로써 식각챔버의 임피던스 저항 값이 일정하게 유지되어 안정적인 고주파 파워소스를 인가할 수 있는 효과를 가지고 있다.In addition, the present invention has the effect of applying a stable high frequency power source by maintaining a constant impedance resistance value of the etching chamber by the temperature control by the temperature control method of the feedback through the temperature sensor installed in each cooling unit. .

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 식각장비의 온도제어장치 및 제어방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. What has been described above is only one embodiment for implementing a temperature control device and a control method of the etching equipment according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims As described above, any person having ordinary knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (5)

식각챔버와, 상기 식각챔버 내에 설치되어 웨이퍼가 안착되는 정전척과, 상기 식각챔버와 상기 정전척의 온도를 냉각시키기 위한 칠러가 포함되는 식각장비의 온도제어장치에 있어서,In the temperature control apparatus of the etching apparatus, an etching chamber, an electrostatic chuck installed in the etching chamber and the wafer is seated, and a chiller for cooling the temperature of the etching chamber and the electrostatic chuck is included, 상기 식각챔버의 내벽에 환형으로 형성되는 중공의 제 1 냉각부와,A hollow first cooling part formed in an annular shape on an inner wall of the etching chamber; 상기 정전척의 내부에 형성되는 중공의 제 2 냉각부와,A hollow second cooling unit formed inside the electrostatic chuck; 상기 제 1, 2 냉각부에 냉각가스를 순환시켜서 배출되도록 상기 칠러로부터 이어지는 냉각공급포트 및 냉각배출포트,A cooling supply port and a cooling discharge port leading from the chiller to discharge the cooling gas by circulating the first and second cooling units; 를 포함하는 식각장비의 온도제어장치.Temperature control device of the etching equipment comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 냉각부와 상기 제 2 냉각부의 내측면에는, On the inner surfaces of the first cooling unit and the second cooling unit, 상기 냉각가스와의 접촉면 증대를 위하여 파형면이 형성되는 식각장비의 온도제어장치.Temperature control device of the etching equipment to form a corrugated surface to increase the contact surface with the cooling gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 냉각부와 상기 제 2 냉각부에는, In the first cooling unit and the second cooling unit, 순환되는 상기 냉각가스의 온도를 감지할 수 있는 온도감지센서가 더 포함되는 식각장비의 온도제어장치.Temperature control device of the etching equipment further comprises a temperature sensor for sensing the temperature of the circulating cooling gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각가스는,The cooling gas, 질소(N2), 또는 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스가 사용되는 식각장비의 온도제어장치.A temperature control device for an etching apparatus using an inert gas such as nitrogen (N 2 ) or argon (Ar). 식각장비의 온도제어방법에 있어서,In the temperature control method of the etching equipment, 상기 식각챔버 내벽의 냉각부와 상기 정전척의 냉각부에 칠러로부터 냉각가스를 연속 순환시키는 단계와,Continuously circulating a cooling gas from a chiller to a cooling unit of the inner wall of the etching chamber and a cooling unit of the electrostatic chuck; 상기 냉각가스의 순환 온도를 상기 각 냉각부에 설치된 온도감지센서를 통하여 감지하는 단계와,Detecting the circulation temperature of the cooling gas through a temperature sensor installed in each of the cooling units; 상기 온도감지센서를 통하여 감지된 상기 냉각가스의 온도 변화를 상기 칠러상의 제어부에 전달하는 피드백(feedback) 단계와,A feedback step of transmitting a temperature change of the cooling gas detected by the temperature sensor to a controller on the chiller; 상기 제어부에서 상기 온도감지센서의 출력온도와 목표온도를 비교해서 그 편차가 작아지도록 상기 냉각가스의 온도를 제어하는 단계,Comparing the output temperature of the temperature sensor with a target temperature by the control unit and controlling the temperature of the cooling gas so that the deviation becomes smaller; 를 포함하는 식각장비의 온도제어방법.Temperature control method of the etching equipment comprising a.
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