KR100663342B1 - 반도체 제조용 건식 식각 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 식각하는 식각 챔버에 웨이퍼가 공급될 수 있도록 형성된 웨이퍼 이동 통로를 통하여 웨이퍼가 공급된 후, 식각이 진행되기 이전에 웨이퍼 이동 통로를 완전히 밀폐시켜 식각 챔버 내부의 압력이 임의로 변경되는 것을 방지한 반도체 제조용 건식 식각 설비에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 로드락 챔버와 식각 챔버사이의 웨이퍼 이동 통로에 밀착되는 게이트에 있어서, 게이트를 구성하는 연결부재와 개폐 플레이트를 결합하는데 종래와 같이 스크류를 사용하지 않고, 원통 형상으로된 로드의 원주면에 소정 간격으로 삼각 기둥 형상이 돌출된 각도 조절 수단을 결합 요소로 사용함으로써, 연결부재의 개폐 플레이트에 대한 상호 결합 각도 조절이 매우 용이할 뿐만 아니라 연결부재가 유동되지 않도록 견고한 고정이 가능하여, 게이트에서 리크 발생으로 식각 챔버 내부의 압력이 임의로 변경되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 고정후 장기간 사용하여도 각도 조절 수단의 몸체가 갈리지 않아 파티클이 발생되지 않으므로 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있다

게이트, 인너 도어장치, 건식 식각 설비

Description

반도체 제조용 건식 식각 설비{Dry etching equipment used to manufacture a semiconductor device}

도 1 은 종래 반도체 제조용 건식 식각 설비의 인너 도어장치에 사용되는 스크류를 도시한 사시도.

도 2 는 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비를 설명하기 위한 블럭도.

도 3 은 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비의 로드락 챔버를 도시한 사시도.

도 4 는 본 발명의 로드락 챔버에 결합되는 게이트를 도시한 사시도.

도 5 는 도 4의 각도 조절 수단을 도시한 사시도.

도 6 은 도 4의 연결부재를 도시한 사시도.

본 발명은 반도체 제조용 건식 식각 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼를 식각하는 식각 챔버에 웨이퍼가 공급될 수 있도록 형성된 웨이퍼 이동 통로를 통하여 웨이퍼가 공급된 후, 식각이 진행되기 이전에 웨이퍼 이동 통로를 완전히 밀폐시켜 식각 챔버 내부의 압력이 임의로 변경되는 것을 방지한 반도체 제조 용 건식 식각 설비에 관한 것이다.

최근 들어 반도체를 제조하는 기술은 비약적인 발전을 이루어 속도는 더욱 빨라지고 크기는 점점 작아지는 등 성능이 뛰어난 반도체 제품들이 빠르게 출시되고 있다. 이와 같은 반도체 제품들을 제조하기 위해서는 여러 가지 기술들이 필요하지만, 무엇보다 상압 및 저압 등 공정에 필요한 소정 압력을 적절하게 유지해주는 압력 제어기술, 특히 진공 기술은 반도체를 제조하는 공정에 있어서 매우 중요한 기술 중 하나이다.

이와 같은 진공 기술은 반도체를 제조하는 여러 공정 기술에 유용하지만, 특히 진공 상태에서 플라즈마(Plasma)를 이용하여 식각하는 건식 식각 공정같은 경우에는 진공 상태의 압력을 연속적으로 유지하는 것이 매우 중요하다.

이하, 이를 구현하기 위한 종래 반도체 제조용 건식 식각 설비에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

종래 반도체 제조용 건식 식각 설비는 웨이퍼를 식각하는 식각 챔버(Chamber)와, 식각 챔버로 이송되기 위해 일시적으로 대기하는 로드락 챔버(Load-lock chamber)와, 웨이퍼를 로딩(Loading)/언로딩(Unloading)하는 이송 로봇(Robot)과, 로드락 챔버와 식각 챔버간 웨이퍼가 왕래될 수 있도록 형성된 웨이퍼 이동 통로와, 웨이퍼 이동 통로를 공정에 따라 밀폐시켜 식각 챔버 내부의 압력이 유지되도록 하는 인너 도어장치를 포함한다.

이와 같이 구성된 인너 도어장치는 공정에 따라 웨이퍼 이동 통로를 완전히 밀폐하여 식각 챔버 내부의 소정 압력이 유지되도록 하는 바, 이를 위해서는 인너 도어장치가 웨이퍼 이동 통로를 밀폐시킬 때 소정 각도로 밀착되어야 하며, 소정 각도로 밀착된 후에는 밀착된 상태로 항상 고정되어야 한다.

그러나, 종래 반도체 제조용 건식 식각 설비의 인너 도어장치는 웨이퍼 이동 통로를 밀폐시킬 때, 밀착되는 각도를 조절하는 스크류로 도 1에 도시된 바와 같은 몸체 일부분이 원통 형상으로 되어있는 스크류(Screw)가 사용되는 바, 이 스크류로는 인너 도어장치의 정확한 각도 조절이 매우 어렵다. 또한, 종래 스크류(10)는 장기간 사용하면 스크류 표면이 갈려 내부 파티클(Particle)이 발생하고 스크류의 표면이 얇아져 유격이 발생되어 아무리 조인팅(Jointing)을 해도 조여지지 않는 현상이 발생한다.

이에 종래 반도체 제조용 건식 식각 설비에서는 스크류(10)에서 발생하는 파티클로 인하여 웨이퍼가 양 챔버간 왕래할 때 오염되는 현상이 발생할 뿐만 아니라 인너 도어장치의 유격 발생으로 인너 도어장치가 웨이퍼 이동 통로를 밀폐시켜도 식각 챔버에서 리크(Leak)가 유발되어 식각 챔버 내 압력이 임의로 변경되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비의 목적은 인너 도어장치에 사용되는 스크류를 개선하여 인너 도어장치가 웨이퍼 이동 통로를 밀폐시킬 때 유격 발생 및 파티클 발생을 미연에 방지함에 있다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 반도체 제조용 건식 식각 설비는 웨이퍼에 건식 식각 공정이 진행되는 식각 챔버와, 식각 챔버와 일측면을 공유하며, 이 일측면에는 식각 챔버로 웨이퍼가 이송될 수 있도록 웨이퍼 이동 통로가 형성되고, 웨이퍼 이동 통로가 형성된 부분의 밑면에는 웨이퍼 이동 통로를 개폐하는 인너 도어장치가 이동될 수 있도록 마련된 게이트 이동 통로를 갖는 로드락 챔버와, 로드락 챔버로부터 식각 챔버로 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇을 포함하는 반도체 제조용 건식 식각 설비에 있어서,

인너 도어장치는 동일한 일측면에서 같은 방향으로 상호 소정 간격으로 이격된 제 1돌기와 제 2돌기가 돌출된 개폐 플레이트와, 제 1돌기와 제 2돌기사이에 결합되는 연결부재와, 연결부재와 개폐 플레이트가 상호 소정 각도로 결합 및 각도 조절되도록 적어도 1개 이상의 각도 조절편이 형성된 각도 조절 수단과, 연결부재와 결합되어 연결부재를 상하로 이동시켜주는 구동 수단을 포함함에 있다.

이하, 도 2 및 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예인 반도체 제조용 건식 식각 설비(300)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비(300)는 전체적으로 보아 로드락 챔버(100), 식각 챔버(200) 및 공정이 진행됨에 따라 웨이퍼(미도시)를 로드락 챔버(100)와 식각챔버(200)간 이송하는 이송 로봇(110)으로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 식각 챔버(200)는 소정 압력하에서 웨이퍼를 식각하는 챔버이며, 로드락 챔버(100)는 웨이퍼가 식각 챔버(200)로 이송되기전 일시적으로 대기하는 챔버이다. 이와 같은 로드락 챔버(100)의 일측면에는 식각 챔버(200)가 일측면을 공유하도록 결합되고, 결합된 일측면에는 웨이퍼가 양 챔버 상호간 이송될 수 있도록 웨이퍼 이동 통로(180)가 형성된다.

이때, 웨이퍼에 소정 식각이 이루어지는 식각 챔버(200)는 원활한 식각이 이루어지도록 소정 압력으로 유지되어야 하는 바, 식각 챔버(200)와 로드락 챔버(100) 사이에 형성된 웨이퍼 이동 통로(180)는 웨이퍼가 식각 챔버(200)로 이송된 후 식각 챔버(200)의 압력이 소정 압력을 유지할 수 있도록 밀폐되어야 한다.

이를 구현하기 위해서 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비(300)에는 로드락 챔버(100)와 식각 챔버(200)사이에 형성된 웨이퍼 이동 통로(180)를 밀폐시켜 식각 챔버(200) 내부의 압력을 유지할 수 있도록 하는 인너 도어장치가 설치된다.

이와 같은 인너 도어장치는 게이트(Gate,120)와 게이트 구동장치(150)로 구성되며, 게이트(120)는 웨이퍼 이동 통로(180)를 공정 진행에 따라 밀폐시키는 역할을 하며, 게이트 구동장치(150)는 게이트(120)가 왕복 운동하도록 구동시켜주는 역할을 한다. 이때, 게이트 구동장치(150)는 게이트(120)를 상하로 구동시켜 웨이퍼 이동 통로(180)를 오픈 및 클로우즈하는 바, 인너 도어장치가 설치되는 로드락 챔버(100)의 밑면 즉, 식각 챔버(200)와 로드락 챔버(100)간 웨이퍼 이동 통로(180)가 형성된 부분의 로드락 챔버(100)의 밑면에는 게이트 구동장치(150)가 게이트(120)를 상하로 구동할 수 있도록 게이트 이동 통로(190)가 마련된다.

보다 구체적으로 설명하면, 게이트(120)는 개폐 플레이트(Plate,121), 연결부재 (140), 결합수단으로 구성된다.

여기에서, 개폐 플레이트(121)는 웨이퍼 이동 통로(180)를 직접 밀폐시키는 부재로, 중앙을 기준으로 좌우 대칭인 직사각형 바(Bar) 형상이며, 개페 플레이트(121)의 일측면에는 두개의 돌기(123,125)가 상호 소정 간격 이격되어 동일 방향으로 돌출되어 있다. 이때, 개폐 플레이트(121)에 돌출된 일측 돌기(123)의 중앙 부분에는 좌우 방향으로 연통된 제 1결합공(126)이 형성되며, 이 제 1결합공(126)에서부터 돌기(123)의 단부까지는 돌기를 상하 방향으로 나누어지도록 틈새(127)가 형성된다. 또한, 상하 방향으로 나누어진 부분 즉, 돌기(123)의 틈새(127)가 형성된 부분에는 상하 방향으로 제 2결합공(128)이 형성된다.

한편, 연결부재(140)는 게이트(120)와 게이트 구동장치(150)가 결합될 수 있도록 매개체 역할을 하는 부재로, 직사각형 바 형상이며, 연결부재(140)의 중앙에는 상하 방향으로 연통된 제 3결합공(143)이 형성되고, 연결 부재(140)의 양측 단부에는 좌우 방향으로 제 4결합공(145)이 형성된다.

또한, 결합수단은 각도 조절 수단(133), 제 1고정수단(131), 제 2고정수단 (138)으로 구성된다. 먼저 각도 조절 수단(133)은 연결부재(140)와 개폐 플레이트 (121)가 결합될 때 상호 결합 각도를 조절함과 동시에 연결부재(140)와 개폐 플레이트(121)를 결합하는 역할을 하는 것으로, 각도 조절 수단(133)은 제 1결합공(126)을 관통하여 제 4결합공(145)에 결합된다. 그리고, 제 1고정수단(131)은 연결부재(140)가 각도 조절 수단(133)에 의해 개폐 플레이트(121)에 결합되었을 때, 각도 조절 수단(133)을 조인팅하여 연결부재(140)가 개폐 플레이트(121)에 단단히 고정되도록 하는 역할을 하는 것으로, 제 1고정수단(131)은 제 2결합공(128)에 결합된다. 또 제 2고정수단(138)은 연결부재(140)와 게이트 구동장치(150)를 결 합하는 역할을 하는 것으로, 제 2고정수단(138)은 제 3결합공(143)에 결합된다.

이때, 각도 조절 수단(133)은 헤드(Head,134)와 몸체(135)로 구성되는 바, 헤드(134)는 둥근 원통 형상이며, 몸체(135)는 원통 형상으로된 로드의 원주면에 소정 간격으로 삼각 기둥 형상이 돌출된 형상으로 형성된다. 여기에서, 각도 조절 수단(133)은 제 1결합공(126)을 관통하여 제 4결합공(145)에 결합되는 바, 각도 조절 수단(133)에 관통 및 결합되는 제 1결합공(126)과 제 4결합공(145)은 각도 조절 수단(133)의 몸체(135)와 동일한 형상으로 형성된다.

이하, 이와 같이 구성된 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비(300)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

선행 공정을 완료한 웨이퍼가 본 발명 건식 식각 설비(300)에 이송되면, 웨이퍼는 이송 로봇(110)에 의해 로드락 챔버(100)를 경유하여 식각 챔버(200)로 이송된다.

이후, 웨이퍼가 식각 챔버(200)로 이송되면, 인너 도어장치는 게이트(120)를 클로우즈하여 식각 챔버(200)를 밀폐시키고, 식각 챔버(200)가 소정 압력을 유지할 수 있도록 한다.

이때, 이와 같은 식각이 수행되는 식각 챔버(200)같은 경우에는 주로 플라즈마가 사용되는 바, 플라즈마같은 경우에는 진공 압력을 유지해주는 것이 매우 중요하다. 따라서, 인너 도어장치는 식각 챔버 내부 압력을 항상 진공으로 유지할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 인너 도어장치의 상부에 설치된 게이트(120)가 로드락 챔버(100)와 식각 챔버(200)사이의 웨이퍼 이동 통로(180)에 정확히 밀착되어야 하 고, 밀착된 후에는 유동되지 않아야 한다.

이때, 이와 같이 정확하게 밀착되기 위해서는 개폐 플레이트(121)와 결합되는 연결부재(140)가 상호 소정 각도로 결합되어야 하며, 또 연결부재(140)가 유동되지 않기 위해서는 견고한 조인팅이 이루어져야 한다.

이에 본 발명 반도체 제조용 건식 식각 설비(300)는 원통 형상으로된 로드의 원주면에 소정 간격으로 삼각 기둥 형상이 돌출된 각도 조절 수단(133)을 사용하여 연결부재(140)와 개폐 플레이트(121)를 결합하므로, 연결부재(140)와 개폐 플레이트(121)가 결합되는 상호 결합 각도 조절이 매우 용이할 뿐만 아니라 장기간 사용하여도 각도 조절 수단 몸체(135)가 갈리지 않아 연결부재(140)와 개폐 플레이트(121)의 유격 발생에 따른 챔버 리크 현상이 방지된다. 또한, 장기간 사용하여도 각도 조절 수단 몸체(135)가 갈리지 않기 때문에 파티클이 발생하지 않고, 이에 따라 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바에 의하면, 본 발명은 로드락 챔버와 식각 챔버사이의 웨이퍼 이동 통로에 밀착되는 게이트에 있어서, 게이트를 구성하는 연결부재와 개폐 플레이트를 결합하는데 종래와 같이 스크류를 사용하지 않고, 원통 형상으로된 로드의 원주면에 소정 간격으로 삼각 기둥 형상이 돌출된 각도 조절 수단을 결합 요소로 사용함으로써, 연결부재의 개폐 플레이트에 대한 상호 결합 각도 조절이 매우 용이할 뿐만 아니라 연결부재가 유동되지 않도록 견고한 고정이 가능하여, 게이트에서 리크 발생으로 식각 챔버 내부의 압력이 임의로 변경되는 것을 방지할 수 있 다. 또한, 이와 같이 고정후 장기간 사용하여도 각도 조절 수단의 몸체가 갈리지 않아 파티클이 발생되지 않으므로 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼에 건식 식각 공정이 진행되는 식각 챔버와;

   상기 식각 챔버와 일측면을 공유하며, 상기 일측면에는 상기 식각 챔버로 웨이퍼가 이송될 수 있도록 웨이퍼 이동 통로가 형성되고, 상기 웨이퍼 이동 통로가 형성된 부분의 밑면에는 상기 웨이퍼 이동 통로를 개폐하는 인너 도어장치가 이동될 수 있도록 마련된 게이트 이동 통로를 갖는 로드락 챔버와;

   상기 로드락 챔버로부터 상기 식각 챔버로 상기 웨이퍼를 이송하는 이송 로봇을 포함하며,

   상기 인너 도어장치는 동일한 일측면에서 같은 방향으로 상호 소정 간격으로 이격된 제 1돌기와 제 2돌기가 돌출된 개폐 플레이트와;

   상기 제 1돌기와 상기 제 2돌기 사이에 결합되는 연결부재와;

   상기 연결부재와 상기 개폐 플레이트가 상호 소정 각도로 결합 및 각도 조절되도록 적어도 1개 이상의 각도 조절편이 형성된 각도 조절 수단과;

   상기 연결부재와 결합되어 상기 연결부재를 상하로 이동시켜주는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 건식 식각 설비.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각도 조절 수단은 원통 형상의 로드이고, 상기 각도 조절편은 상기 로드의 원주면에 소정 간격으로 돌출된 삼각 기둥 형상을 갖는것을 특징으로 하는 반도체 제조용 건식 식각 설비.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재에는 상기 각도 조절 수단이 결합될 수 있도록 상기 각도 조절 수단의 형상과 동일한 결합공이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 건식 식각 설비.

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