KR100795662B1

KR100795662B1 - 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치

Info

Publication number: KR100795662B1
Application number: KR1020060136557A
Authority: KR
Inventors: 박병두
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-01-21

Abstract

본 발명은 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치에 관한 것으로, 일측에 배기를 위한 터보 펌프가 설치된 배출관이 구비되고, 플라즈마가 발생되어 식각 공정이 진행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 하부에 형성되며, 내부에 수직 상승 및 하강하여 웨이퍼를 상기 진공 챔버에 로딩 또는 언로딩하는 캐소드와, 상기 캐소드에 웨이퍼를 이송하는 로봇 블레이드가 출입하는 이송부가 구비된 이송 챔버; 상기 이송 챔버의 일측에 설치되어 상기 배출관에 연통되는 진공 라인; 및 상기 진공 라인이 상기 캐소드의 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 위치에 따라 선택적으로 개폐되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 진공 라인을 마련하여 배기 흐름을 변경시킴으로써 공정 진행 후 압력차에 의한 와류가 발생하지 않으므로, 폴리머가 웨이퍼 표면에 흡착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

웨이퍼, 식각 장치, 플라즈마, 진공 챔버, 이송 챔버, 캐소드, 진공 라인, 히터 패드, 압력차, 와류, 폴리머

Description

배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치{Apparatus for etching wafer improved exhaust structure}

도 1은 종래의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 상태를 도시한 개략도.

도 2는 도 1의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 후 상태를 도시한 개략도.

도 3은 본 발명의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 후 상태를 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : DPS 웨이퍼 식각 장치 110 : 진공 챔버

112 : 배출관 120 : 이송 챔버

122 : 캐소드 130 : 웨이퍼

140 : 로봇 블레이드 150 : 진공 라인

152 : 에어 밸브 154 : 히터 패드

160 : 제어부

본 발명은 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정 진행 후 압력차에 의한 와류 발생으로 폴리머가 웨이퍼 표면에 흡착되 지 않도록 배기 흐름을 변경시켜 압력차를 해소한 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체의 제조 공정에서 식각 장비는 회로 패턴의 형성에 화학물질(습식)이나 반응성 가스(건식)를 사용하게 된다. 주로 사용되는 식각 장비로 DPS(Decoupled Plasma Source) 장비가 있는데, 이는 전극에 전압을 걸어주어 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마에 의해 발생된 전자들을 웨이퍼에 입사시키는 원리이다.

첨부된 도 1은 종래의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 상태를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 후 상태를 도시한 개략도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 DPS 웨이퍼 식각 장치(1)는 식각 공정이 진행되는 진공 챔버(10)와, 진공 챔버(10) 내부에 설치되어 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생부(11)와, 진공 챔버(10)의 하부에서 웨이퍼(20)를 로딩 또는 언로딩하는 캐소드(13)와, 진공 챔버(10) 내부의 가스를 배출시키는 배출관(15)과, 배출관(15)에 연결 설치된 터보 펌프(16)를 포함하여 구성된다.

웨이퍼(20)는 캐소드(13)의 언로딩 위치에서 로봇 블레이드(17)에 의해 캐소드(13)에 공급되며, 캐소드(13) 및 애노드 역할을 하는 플라즈마 발생부(11)에 전압을 걸어줌으로써 플라즈마가 발생하고, 이로 인해 발생된 전자들이 웨이퍼(20)에 입사된다.

그런데 이러한 종래의 DPS 웨이퍼 식각 장치는 공정이 종료되고 난 후 웨이퍼를 언로딩하기 위한 캐소드의 언로딩 위치에서 진공 챔버 및 캐소드의 설치 공간 사이에 압력차가 발생하게 된다.

이러한 압력차에 의해 와류 현상이 발생하면서 공정 중에 침전된 폴리머와 같은 이물질이 웨이퍼가 언로딩된 캐소드에 떨어지면 로딩되는 웨이퍼의 평형이 맞지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 웨이퍼가 로딩된 캐소드에 떨어지면 웨이퍼으 표면을 폴리머가 막고 있어 패턴 형성 과정에 문제가 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 공정 진행 후 압력차에 의한 와류 발생으로 폴리머가 웨이퍼 표면에 흡착되지 않도록 배기 흐름을 변경시켜 압력차를 해소한 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측에 배기를 위한 터보 펌프가 설치된 배출관이 구비되고, 플라즈마가 발생되어 식각 공정이 진행되는 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 하부에 형성되며, 내부에 수직 상승 및 하강하여 웨이퍼를 상기 진공 챔버에 로딩 또는 언로딩하는 캐소드와, 상기 캐소드에 웨이퍼를 이송하는 로봇 블레이드가 출입하는 이송부가 구비된 이송 챔버; 상기 이송 챔버의 일측에 설치되어 상기 배출관에 연통되는 진공 라인; 및 상기 진공 라인이 상기 캐소드의 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 위치에 따라 선택적으로 개폐되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치를 제공한다.

상기 진공 라인에는 상기 캐소드의 웨이퍼 로딩 위치에서 상기 진공 라인을 폐쇄하고, 상기 캐소드의 웨이퍼 언로딩 위치에서 상기 진공 라인을 개방하도록 제어되는 에어 밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 진공 라인에는 상기 에어 밸브의 전방 또는 후방 중 적어도 어느 한 곳에 설치되어 열을 발생하는 히터 패드가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 DPS 장비를 본 발명의 일 실시 예로 하고, 본 발명에 따른 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다(공정 전 상태는 종래 도면을 참조).

첨부된 도 3은 본 발명의 웨이퍼 식각 장치에 따른 공정 후 상태를 도시한 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 DPS 식각 장치(100)는 크게 공정이 진행되는 진공 챔버(110)와, 진공 챔버(110)의 하측에 형성되는 이송 챔버(120)와, 웨이퍼(130)를 이송 챔버(120) 내부로 이송하는 로봇 블레이드(140)와, 이송 챔버(120) 내부를 배기하기 위한 진공 라인(150) 및 제어부(160)를 포함하여 구성된다.

진공 챔버(110) 내부에는 플라즈마 발생부(미도시)가 있어 애노드(anode) 역할을 하는 플라즈마가 발생되며, 진공 챔버(110)의 일측에는 배기를 위한 터보 펌프(114)가 설치된 배출관(112)이 연결된다.

이송 챔버(120) 내부에는 웨이퍼(130)를 진공 챔버(110)로 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading)하는 캐소드(122)가 설치된다. 이송 챔버(120)의 측면에는 웨이퍼(130)를 캐소드(122)에 로딩하는 로봇 블레이드(140)가 출입하는 이송부(124) 가 형성된다.

로봇 블레이드(140)에 의해 웨이퍼(130)가 캐소드(122)의 상부에 로딩되면 캐소드(122)가 수직 상승하여 웨이퍼(130)를 진공 챔버(110) 내부에 위치시키고, 캐소드(122) 및 애노드 역할을 하는 플라즈마 발생부에 전압이 걸려 플라즈마가 발생하게 된다. 플라즈마에 의해 발생된 전자가 웨이퍼(130)에 입사된다(도 1 참조).

식각 공정이 완료되면 캐소드(122)가 수직 하강하여 웨이퍼(130)를 언로딩하고, 로봇 블레이드(140)에 의해 새로운 웨이퍼(130)가 캐소드(122)에 로딩된다.

식각 공정의 진행 중에 진공 챔버(110) 내부는 터보 펌프(114)에 의해 계속 배기가 이루어지는 상태에 있으며, 이송 챔버(120) 내부는 캐소드(122)에 의해 차단되어 배기 흐름이 없는 상태이다. 따라서 진공 챔버(110)와 이송 챔버(120)간에 압력차가 발생한다.

이를 해결하기 위해 진공 라인(150)이 추가로 설치된다.

진공 라인(150)은 일측이 이송 챔버(120)에 연통되고 타측이 배출관(112)에 연통되며, 진공 상태의 파이프를 개방하면 압력이 높은 이송 챔버(120)에서 압력이 낮은 배출관(112)으로 배기 흐름이 이동되는 원리이다. 진공 라인(150)의 개폐는 에어 밸브(152)에 의해 이루어진다.

에어 밸브(152)는 캐소드(122)의 웨이퍼 로딩 상태에서 진공 라인(150)을 폐쇄하고, 캐소드(122)의 웨이퍼 언로딩 상태에서 진공 라인(150)을 개방하도록 제어부(160)에 의해 제어된다.

에어 밸브(152)를 제어하기 위해 제어부(160)는 캐소드(122)의 다운 시그 널(downsignal)과 연동하여 에어 밸브(152)를 개폐하게 된다.

종래에 진공 라인(150)이 설치되지 않은 식각 장치의 경우 압력 흐름이 웨이퍼(130)의 표면이었다면, 본 발명의 진공 라인(150)이 설치됨으로써 배기 흐름이 변경되어 웨이퍼(130)의 표면에 폴리머와 같은 이물질이 흡착되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 에어 밸브(152)가 개방되어 배기 흐름이 진공 라인(150)을 타고 배출관(112)쪽으로 향하게 되면, 공정 중에 발생할 수 있는 폴리머와 같은 이물질이 진공 라인(150)을 따라 배출관(112)으로 배기될 수 있다.

또한, 공정 진행 후 압력차에 의한 와류가 발생하지 않으므로, 폴리머가 웨이퍼(130) 표면에 흡착되는 것을 방지할 수 있으며, 웨이퍼(130)의 표면에 공정 부산물인 폴리머가 흡착되지 않으므로, 폴리머의 흡착에 의해 패턴 형성이 방해되지 않는 장점이 있다.

한편, 진공 라인(150)에는 적어도 하나의 히터 패드(154)가 장착된다.

히터 패드(154)는 에어 밸브(152)의 전방 또는 후방 중 적어도 어느 한 곳에 설치되며, 바람직하게는 에어 밸브(152)의 전방 및 후방에 모두 설치된다.

히터 패드(154)에 의해 진공 라인(150)이 가열되므로 에어 밸브(152) 및 진공 라인(150)에 공정 부산물인 폴리머가 흡착되는 양을 최소화할 수 있다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치는 진공 라인을 마련하여 배기 흐름을 변경시킴으로써 공정 진행 후 압력차에 의한 와류가 발생하지 않으므로, 폴리머가 웨이퍼 표면에 흡착되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

웨이퍼의 표면에 공정 부산물인 폴리머가 흡착되지 않으므로, 폴리머의 흡착에 의해 패턴 형성이 방해되지 않는 장점이 있다.

Claims

일측에 배기를 위한 터보 펌프(114)가 설치된 배출관(112)이 구비되고, 플라즈마가 발생되어 식각 공정이 진행되는 진공 챔버(110);

상기 진공 챔버(110)의 하부에 형성되며, 내부에 수직 상승 및 하강하여 웨이퍼(130)를 상기 진공 챔버(110)에 로딩 또는 언로딩하는 캐소드(122)와, 상기 캐소드(122)에 웨이퍼(130)를 이송하는 로봇 블레이드(140)가 출입하는 이송부(124)가 구비된 이송 챔버(120);

상기 이송 챔버(120)의 일측에 설치되어 상기 배출관(112)에 연통되는 진공 라인(150); 및

상기 진공 라인(150)이 상기 캐소드(122)의 웨이퍼 로딩 또는 언로딩 위치에 따라 선택적으로 개폐되도록 제어하는 제어부(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치.
제1항에 있어서,

상기 진공 라인(150)에는 상기 캐소드(122)의 웨이퍼 로딩 위치에서 상기 진공 라인(150)을 폐쇄하고, 상기 캐소드(122)의 웨이퍼 언로딩 위치에서 상기 진공 라인(150)을 개방하도록 제어되는 에어 밸브(152)가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치.
제2항에 있어서,

상기 진공 라인(150)에는 상기 에어 밸브(152)의 전방 또는 후방 중 적어도 어느 한 곳에 설치되어 열을 발생하는 히터 패드(154)가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기 구조가 개선된 웨이퍼 식각 장치.