KR101093682B1 - 반도체 공정 챔버 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 챔버를 구비하는 반도체 제조 장치에서, 웨이퍼 공정 시 챔버 내부의 와류를 방지하기 위한 도어 개폐장치에 관한 것으로 공정 챔버에서 공정 진행 시 플라즈마 또는 공정 가스가 챔버 내측의 홈 부위로 치우치게 되어 발생되는 와류를 방지함으로써, 공정 챔버내에 공정가스의 흐름을 균일하게 하고 잔존하는 파티클이 웨이퍼에 전사되거나 와류로 인한 공정 불량 및 품질 불량을 억제 시키기 위하여 반도체 공정 챔버 내부의 홈을 메꾸어 줄 수 있도록 금속 재질로 이루어진 몸체의 상면에 플레이트가 구비되고, 몸체와 플레이트 고정 나사를 통해 고정되며, 다수개로 분리된 보형물들은 별도의 고정부재에 의해서 연결된다. 또한, 플레이트에는 공정가스와 플라즈마의 누설을 방지하기 위한 홈이 구성되고 보형물은 공정 챔버의 내측 홈과 일정한 형상을 갖추어 고정나사에 의해 플레이트와 결합된다.
따라서, 반도체 웨이퍼 공정시 챔버의 내측면과 일정한 형상을 유지하여 챔버 내의 와류를 방지할 수 있고, 플라즈마와 공정가스의 편심을 방지하여 웨이퍼의 평면 균일도를 향상시키고 생상 수율을 높일 수 있다.

Description

반도체 공정 챔버{SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 공정 시 챔버 내부의 불균일한 부분으로 인해 발생되는 와류를 방지하기 위한 반도체 공정 챔버에 관한 것이다
일반적인 반도체 제조 장치는 웨이퍼를 공정 챔버 내부로 반송시키고 도어를 닫아 진공을 형성시킨 후 척에 안착된 웨이퍼 상에 소정의 처리 공정을 수행한다.
예컨대, 매엽식으로 웨이퍼를 반송하는 경우에는 공정 챔버의 도어를 열고 반송 장치를 이용 하여 웨이퍼를 공정 챔버 내부로 이동시키고 도어를 닫아 일정한 진공을 확보한 후에 반응가스와 전기적인 작용으로 플라스마를 생성함으로써 웨이퍼 표면의 반응을 통한 공정을 수행한다.
일반적으로 반도체 제조 장치에 사용되는 챔버는 단단한 금속 재질로 이루어진 몸체를 구비한다. 또한, 웨이퍼의 반송을 위한 이동 통로를 확보하여 반송기능을 수행할 수 있도록 한 개 또는 다수의 챔버 벽면에 홈을 가공하여 구성되어 있다
그러나, 종래의 챔버 구조는 웨이퍼 반송을 위한 홈이 형성되어 도어를 닫고 공정을 수행할 경우 도어의 홈 쪽으로 반응가스와 플라즈마가 치우치거나 와류로 인한 웨이퍼의 평탄화 균일도가 상이한 경우가 발생한다. 또한, 고온의 처리 가스가 한쪽으로 편심되어 공정의 부산물인 폴리머가 증착되어 공정의 파티클로 발생하거나 도어의 정상적인 구동을 방해한다. 이와 같이 공정 챔버 내부에 홈이 있는 상태에서 공정을 진행하게 되면 챔버 내의 잔존하는 미세 먼지를 이동시켜서 웨이퍼 상에 안착시킨다. 이러한 미세 먼지는 웨이퍼 결함의 원인인 파티클 소스로 작용하게 되고 이에 따라 웨이퍼 수율이 저하되는 현상이 발생한다.
[문헌1] H01L 21/02 (2006.01) 10-2004-0103133 (삼성전자)2004.11.08
[문헌2] H01L 21/02 (2006.01) 10-2005-0034350 (삼성전자) 2006.10.1
따라서, 본 발명의 와류 방지 장치는 공정 챔버에 웨이퍼를 반송하기 위하여 마련된 공간을 도어 플레이트로 공정 챔버의 내부면과 동일한 선상으로 제작하여, 공정 챔버에서 공정 진행 시 플라즈마 또는 공정 가스가 홈부위를 치우치게 되어 부딪혀 발생되는 와류를 방지함으로써, 공정 챔버내에 공정가스의 흐름을 균일하게 하고 잔존하는 파티클이 웨이퍼에 전사되거나 편측으로 쏠림으로 인하여 발생되는 공정 불량 및 품질 불량을 억제 시킨다
본 발명의 다른 목적은 상기한 도어를 제조하는데 적용되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 반도체 공정 챔버는 웨이퍼의 반입 통로인 홈이 형성된 벽 및 상기 홈을 개폐하는 도어를 구비하여 그 내부에서 상기 웨이퍼에 대해 공정을 수행한다. 상기 도어는 상기 벽의 외측에 위치되는 플레이트와 상기 플레이트에 고정 결합되며 상기 홈에 삽입되어 상기 홈을 메꾸도록 형상 지어진 보형물을 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 벽은 원형의 면으로 제공되고, 상기 보형물은 상기 플레이트에 결합되는 일면과 상기 일면의 반대측에 제공된 타면을 가지며, 상기 일면은 평면으로 제공되고, 상기 타면은 오목한 곡면으로 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 공정 챔버 내에서 와류를 방지하고, 공정 균일도를 향상시킬 수 있다.
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도 1은 일반적인 공정 챔버 구조의 반도체장치 제조설비의 구성도이다
도 2는 종래의 공정 챔버 구조의 도어 개폐 장치의 구성도이다
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 공정 챔버의 구조도이다
도 4는 도 2에 도시된 절단선 I-I`에 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 절단선 J-J`에 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시 예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장 되어진 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 이송 시, 공정 챔버에서 발생되는 와류를 방지하는 와류 방지 장치를 구비하는 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 상기 반도체 제조 설비(100)는 웨이퍼 반송장치(110)와 하나 또는 다수의 로드락 챔버(111)와, 트랜스퍼 챔버(112) 및 공정 챔버(120)들과 처리장치인 소스(113)를 구비한다.
상기 챔버(111 ~ 120)들은 웨이퍼(151)를 이송하기 위하여 도어(130)들을 구비하고, 도어(130)를 개폐하여 상호간에 웨이퍼(151)를 이송하도록 구비된다.
또한, 반도체 공정이 진행되는 공정 챔버(120)는 진공 상태에서 진행됨으로 대기 상태의 웨이퍼(151)가 진공 상태의 챔버로 이동하기 위해 버퍼 구간인 로드락 챔버(111) 또는 트랜스퍼 챔버(112)를 통하여 웨이퍼(151)를 이송한다.
그리고 트랜스퍼 챔버(112)를 통하여 웨이퍼(151)를 공정 챔버(120)로 이송하고 도어(130)를 클로즈 시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 설비(100)는 대기상태 또는 트랜스퍼 챔버(112)와 공정 챔버(120) 사이에 도어(130)를 구비하고, 웨이퍼(151)가 공정시 공정 챔버(120)의 홈(160)에 따른 와류(155)를 제거하여 공정을 완료 후 도어(130)를 오픈시켜서 웨이퍼(151)를 이송한다.
도 2는 종래의 공정 챔버(120)의 개략도로써 공정 챔버(120)의 홈(160)이 생성되어 있음을 알수 있다
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼(151) 공정시, 공정 챔버(120)에서 발생되는 와류(155)를 방지하기 위한 도어(130)를 구비하는 반도체 제조 설비의 구성을 도시한 단면도이다.
도어(120)는 플레이트(131)와 공정 챔버(120)의 홈(160) 형상으로 제공된 보형물(140)로 구성되어 있다.
또한, 상기 플레이트(131)에는 공정 가스의 누설을 방지하기 위하여 오링(132) 고정부가 구성되어 있다.
상술한 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.
웨이퍼(151)가 공정 챔퍼(120)로 반송이 완료되면 플레이트(131)를 상승시키고, 상기 플레이트(131)에 다수개의 고정재로 고정된 보형물(140)이 공정 챔버(120)의 웨이퍼(151) 반입 통로로 이동하여 공정 챔버(120) 벽에 형성된 홈(160)을 메꾸어 주게 되고, 이후 공정 조건에 맞는 진공 압력을 형성한 후 공정가스(154) 또는 플라즈마(152)가 베플(153)을 통하여 웨이퍼(151)에 전달되어 공정이 이루어진다. 이때, 플레이트(131)에 고정된 보형물(140)은 공정 챔버(120) 내부의 홈(160)을 메꾸어 주게 되어 공정가스(154) 또는 플라즈마(152)는 공정 챔버(120) 내부의 면을 따라 균일하게 흐름이 이루어지며, 하부의 배기장치(156)를 통하여 배기되며, 공정 챔버(120)내 와류(155)를 방지시키고 균일한 공정이 이루어지게 된다
이로써, 도 5에 도시된 바와 같이 공정 챔버(120) 내에 잔존하는 폴리머 또는 파티클이 웨이퍼(151)에 전사되어 발생되는 공정 불량 및 품질 불량을 억제 시킨다.
100 : 반도체 제조 설비 110 : 웨이퍼 반송장치
111 : 로드락 챔버 112 : 트랜스퍼 챔버
113 : 소스 120 : 공정챔버
130 : 도어개폐장치 131 : 플레이트
132 : 오링 140 : 보형물
150 : 웨이퍼척 151 : 웨이퍼
152 : 플라즈마 153 : 베플
154 : 공정가스 155 : 와류
156 : 배기가스 160 : 챔버의 홈

Claims (2)

  1. 웨이퍼의 반입 통로인 홈이 형성된 벽 및 상기 홈을 개폐하는 도어를 구비하여, 그 내부에서 상기 웨이퍼에 대해 공정을 수행하는 반도체 공정 챔버에 있어서,
    상기 도어는,
    상기 벽의 외측에 위치되는 플레이트와;
    상기 플레이트에 고정 결합되며, 상기 홈에 삽입되어 상기 홈을 메꾸도록 형상 지어진 보형물을 포함하는 반도체 공정 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽은 원형의 면으로 제공되고,
    상기 보형물은 상기 플레이트에 결합되는 일면과 상기 일면의 반대측에 제공된 타면을 가지며,
    상기 일면은 평면으로 제공되고, 상기 타면은 오목한 곡면으로 제공되는 반도체 공정 챔버.
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