KR102594599B1 - 반도체 공정 디바이스 - Google Patents

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샤오이엔 런
용페이 왕
샤오핑 스
보 쩡
윈펑 란
하이펑 친
원치앙 장
하오 왕
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베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디.
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Abstract

반도체 공정 디바이스는, 공정 챔버(1), 흡기 장치(2), 베이스(3) 및 유동 안내 구조(8, 8')를 포함한다. 여기에서, 공정 챔버(1) 내부는 위에서 아래로 공정 영역(11) 및 웨이퍼 이송 영역(12)으로 나뉘다. 흡기 장치(2)는 공정 챔버(1)의 꼭대기부에 설치되어, 공정 영역(11) 내에 공정 가스를 주입하는 데 사용된다. 베이스(3)는 웨이퍼 이송 영역(12) 내에 승강 가능하도록 설치되어, 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다. 유동 안내 구조(8, 8')는 가스 공급원과 연결되며, 베이스(3)와 고정 설치된다. 이는 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 베이스(3)의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 베이스(3)의 외주면과 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)에 진입하는 것을 차단할 수 있도록 구현하는 데 사용된다. 공정 챔버(1)의 측벽에는 배기 구조(13)가 설치되어, 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 유동 안내 구조(8, 8')에서 블로잉되는 가스를 배출시키는 데 사용된다. 상기 디바이스는 공정 영역(11)과 웨이퍼 이송 영역(12) 간의 완전한 분리를 구현하여, 공정 챔버(1) 퍼지 시간을 대폭 단축시킴으로써 생산능력을 향상시켰다.

Description

반도체 공정 디바이스
본 출원은 반도체 가공 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 공정 디바이스에 관한 것이다.
현재, 집적 회로 기술이 소형화, 집적화, 고성능화의 방향으로 발전함에 따라, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, 이하 ALD로 약칭) 기술을 이용한 반도체 공정 디바이스는 그 박막 두께 및 높이가 제어 가능하고 균일성이 우수하며 단차 커버리지가 높은 다양한 장점으로 인해 광범위하게 주목 받고 있다. 또한 일부 분야에서 종래의 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, 이하 CVD로 약칭) 기술을 대체하였다. ALD 기술은 층간 포화 흡착이라는 고유한 특성을 가지고 있어, 물질을 단원자막 형태로 기판 표면에 층층이 코팅하여 초박형의 두께 조절이 가능한 필름층을 형성할 수 있다.
ALD 디바이스의 경우, 하나의 반응 전구체를 공정 챔버에서 신속하고 깨끗하게 퍼지시킨 다음, 다른 반응 전구체를 주입시켜, 두 가지 반응 전구체가 만나 CVD 반응이 일어나는 것을 어떻게 방지할 것인가는, 양산 측면에서 고려해야 할 ALD 디바이스의 중요한 문제이다. 두 가지 반응 전구체가 서로 만나면, 원자층 수준에서 박막의 성장 속도를 제어할 수 없을 뿐만 아니라, 두 반응 전구체가 반응해 입자를 형성할 수 있다. 종래의 원자층 증착 기술에서는, 통상적으로 퍼지 시간을 연장하여 반응 전구체를 제거하나, 이는 반도체 공정 디바이스의 생산능력을 저하시킬 수 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 종래의 방안에서는 분리판을 추가하여 공정 챔버를 공정 영역과 전송 영역으로 나눈다. 전송 영역에 불활성 가스를 주입함으로써, 공정 영역의 공정 가스가 전송 영역에 유입되어 입자가 오염되는 것을 방지한다. 분리판과 베이스 사이에는 갭이 있기 때문에, 해당 방안은 공정 가스가 전송 영역까지 확산되는 것을 완전지 막을 수 없으며, 여전히 비교적 긴 퍼지 시간을 소비하여 반응 전구체를 제거해야 한다. 다른 방안의 구체적인 구현 방식은 베이스 상에 하나의 보스 구조를 추가하는 것이다. 상기 보스 구조와 분리판 사이에 벨로즈, 연성 재료, 밀봉링 등의 밀봉 부재를 통해 폐쇄성 접촉을 형성하여, 공정 영역과 전송 영역의 완전한 물리적 분리를 구현한다. 이를 통해 공정 가스가 전송 영역까지 확산되는 것을 완전히 차단할 수 있으므로 가스 퍼지 시간이 효과적으로 줄어든다. 그러나 상기 방안에 사용되는 물리적 접촉 방식은, 밀봉 부위에 입자 및 반응 가스가 숨어있을 가능성이 있어, 공정 챔버에서 입자를 오염시킬 수 있다. 또한 밀봉 부재가 빈번하게 운동 및 접촉되어야 하므로, 기타 오염이 수반되고 운동 부위의 수명 문제가 발생할 수 있다. 그 외, 밀봉 부재는 비교적 낮은 온도 범위(예를 들어 약 200℃ 및 그 이하) 내에서만 사용할 수 있기 때문에, 고온 공정 수요는 충족시킬 수 없다.
본 출원은 종래 방식의 결함을 고려하여, 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 이는 종래 기술에서 공정 챔버가 비교적 긴 퍼지 시간으로 인해 생산능력이 낮아지는 기술적 문제, 및 밀봉 부재 수명이 비교적 짧고 적용성이 비교적 약한 기술적 문제를 해결하는 데 사용된다.
제1 양상에 있어서, 본 출원의 실시예는 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 여기에는 공정 챔버, 흡기 장치, 베이스 및 유동 안내 구조가 포함된다. 여기에서 상기 공정 챔버 내부는 위에서 아래로 공정 영역 및 웨이퍼 이송 영역으로 나뉜다. 상기 흡기 장치는 상기 공정 챔버의 꼭대기부에 설치되어, 상기 공정 영역 내에 공정 가스를 주입하는 데 사용된다.
상기 베이스는 상기 웨이퍼 이송 영역 내에 승강 가능하도록 설치되어, 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다.
상기 유동 안내 구조는 가스 공급원과 연결되며, 상기 베이스와 고정 설치된다. 이는 상기 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 베이스의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 상기 베이스의 외주면과 상기 공정 챔버의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 상기 공정 영역 내의 상기 공정 가스가 상기 웨이퍼 이송 영역에 진입하는 것을 차단할 수 있도록 구현하는 데 사용된다.
상기 공정 챔버의 측벽에는 배기 구조가 설치된다. 이는 상기 베이스가 상기 공정 위치에 있을 때, 상기 유동 안내 구조에서 블로잉되는 가스를 배출시키는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 유동 안내 구조는 상기 베이스에 설치된 유동 안내 슬릿 및 가스 유로를 포함한다. 여기에서, 상기 유동 안내 슬릿은 환형이며, 상기 베이스의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 또한 상기 유동 안내 슬릿의 개구는 상기 베이스의 외주면 상에 위치한다.
상기 가스 유로의 양단은 각각 상기 유동 안내 슬릿 및 상기 가스 공급원과 연통되어, 상기 가스를 상기 유동 안내 슬릿까지 안내하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스는 베이스 본체 및 지지축을 포함한다. 상기 베이스 본체는 상기 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다. 상기 베이스 본체의 외주면이 바로 상기 베이스의 외주면이다. 상기 지지축 일단은 상기 베이스 본체와 연결되고, 타단은 상기 공정 챔버의 바닥벽을 관통하여 구동원과 연결되어, 상기 구동원의 구동 하에서 상기 베이스 본체가 승강하도록 구동시키는 데 사용된다.
상기 가스 유로는 상기 베이스 본체에 설치된 수평 구간 및 상기 수평 구간으로부터 수직으로 아래를 향해 상기 베이스 본체와 상기 지지축을 순차적으로 관통하는 수직 구간을 포함한다. 여기에서, 상기 수평 구간의 배기단은 상기 유동 안내 슬릿과 연통된다. 상기 수직 구간의 흡기단은 상기 가스 공급원과 연통된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 유로는 복수개이다. 복수개의 상기 가스 유로의 상기 수평 구간은 상기 베이스 본체의 둘레 방향을 따라 균일하게 배치된다. 각각의 상기 가스 유로의 상기 수평 구간은 모두 상기 베이스 본체의 반경 방향을 따라 연장된다. 복수의 상기 가스 유로의 상기 수직 구간은 상기 지지축의 축선을 감싸며 균일하게 배치된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 유동 안내 구조는 상기 베이스에 설치된 증압 캐비티를 더 포함한다. 상기 증압 캐비티는 환형이며, 상기 베이스의 축선을 감싸도록 설치된다. 상기 증압 캐비티는 각각 상기 가스 유로의 배기단 및 상기 유동 안내 슬릿과 연통되어, 상기 증압 캐비티로부터 배출되는 상기 가스의 압력을 증가시키는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 배기 구조는 상기 공정 챔버의 측벽에 설치된 배기구, 배기 캐비티 및 제1 배기 채널을 포함한다. 여기에서 상기 배기구는 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 상기 배기구의 흡기단은 상기 측벽의 내주면 상에 위치하며, 상기 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 유동 안내 슬릿의 개구와 대향한다.
상기 배기 캐비티는 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 또한 상기 배기 캐비티는 각각 상기 배기구의 배기단 및 상기 제1 배기 채널의 흡기단과 연통된다. 상기 제1 배기 채널의 배기단은 제1 가스 펌핑 장치와 연통된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 공정 디바이스는 상기 공정 챔버의 측벽 또는 바닥벽에 설치된 제2 배기 채널을 더 포함한다. 상기 제2 배기 채널의 양단은 각각 상기 웨이퍼 이송 영역 및 상기 제1 가스 펌핑 장치와 연통된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 공정 디바이스는 공정 배기 구조를 더 포함한다. 상기 공정 배기 구조는 상기 공정 영역과 연통되어, 상기 공정 영역의 공정 가스를 배출하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 공정 배기 구조는 상기 공정 챔버의 측벽에 설치된 배기홈, 배기 그릴 및 제3 배기 채널을 포함한다. 여기에서, 상기 배기홈은 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장된다. 또한 상기 배기홈의 개구는 상기 공정 챔버의 측벽의 내주면 상에 위치한다.
상기 배기 그릴은 환형이며, 상기 배기홈의 개구 지점에 연장 설치된다.
상기 제3 배기 채널의 흡기단은 상기 배기홈과 연통된다. 상기 제3 배기 채널의 배기단은 상기 제2 가스 펌핑 장치와 연통된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 공정 챔버 내에는 분리판이 더 설치된다. 상기 분리판은 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 상기 분리판의 외주 에지는 상기 공정 챔버의 내주면과 연결된다. 또한 상기 베이스가 상기 공정 위치에 있을 때, 상기 분리판의 상표면이 상기 베이스의 상표면과 가지런하다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 기술적 해결책에 따른 유익한 효과는 하기와 같다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 반도체 공정 디바이스는, 베이스와 고정 설치된 유동 안내 구조를 이용한다. 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 베이스의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 베이스의 외주면과 공정 챔버의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역과 웨이퍼 이송 영역 사이를 완전히 분리할 수 있다. 동시에 배기 구조를 이용하여 유동 안내 구조에서 블로잉되는 가스를 배출시켜, 공정 가스를 기류와 함께 배출시킬 수 있다. 따라서 공정 영역 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역으로 진입하는 것을 차단하여, 웨이퍼 이송 영역이 공정 가스에 의해 형성되는 입자로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이는 공정 챔버 퍼지 시간을 대폭 단축시켜, 반도체 공정 디바이스의 생산능력을 향상시킬 수 있다. 또한 본 출원의 실시예는 가스벽을 이용하여 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역에 진입하는 것을 차단하므로, 밀봉 부재를 설치할 필요가 없고, 장기적인 작업으로 인한 기타 오염의 우려도 없다. 따라서 밀봉 부재의 마손, 훼손, 고온 조건 부적합 등의 문제가 존재하지 않는다. 상술한 가스벽은 비교적 넓은 적용성 및 적용 범위를 갖추고 있다. 또한 밀봉 부재 마손 소모로 인한 유지보수 시간을 절약할 수 있어, 유지보수 비용이 낮아지고 디바이스의 생산능력이 향상될 수 있다.
본 출원의 추가적인 양상 및 장점은 이하의 설명에서 부분적으로 제공하며, 이는 이하의 설명을 통해 명확해지거나 본 출원의 실시를 통해 이해될 수 있다.
본 출원에서 상술하고/하거나 추가한 양상 및 장점은 이하의 첨부 도면과 함께 실시예에 대한 설명에서 명확해지고 이해가 용이해진다.
도 1은 본 출원의 제1 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에서 베이스가 공정 위치에 있을 때의 단면도이다.
도 2는 본 출원의 제1 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에서 베이스가 웨이퍼 이송 영역 내에 있을 때의 단면도이다.
도 3은 본 출원의 제1 실시예에 채택된 베이스의 횡방향 단면도이다.
도 4는 본 출원의 제1 실시예에 채택된 베이스의 종방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스의 부분 단면도이다.
도 6은 본 출원의 제2 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에서 베이스가 공정 위치에 있을 때의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스의 부분 단면도이다.
이하에서는 본 출원을 상세히 설명하며, 본 출원 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시하였다. 여기에서 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일하거나 유사한 부재 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 부재를 나타낸다. 또한 공지 기술에 대한 상세한 설명은 본 출원의 특징을 설명하기 위해서 필요하지 않은 경우 생략한다. 이하에서 첨부 도면을 참조하여 설명한 실시예는 예시적인 것이며 본 출원을 해석하기 위한 것일 뿐이므로 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본원에 사용된 모든 용어(기술적 용어와 과학적 용어 포함)는 달리 정의되지 않는 한, 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다는 것을 당업자는 이해할 수 있다. 또한 일반적인 사전에 정의된 것과 같은 용어는 선행 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 또한 본원에서 특별히 정의하지 않는 한, 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석될 수 없음을 이해해야 한다.
이하에서는 구체적인 실시예로 본 출원의 기술적 해결책 및 본 출원의 기술적 해결책이 어떻게 상술한 기술적 과제를 해결하는지에 대해 상세하게 설명한다.
[제1 실시예]
본 출원은 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 상기 반도체 공정 디바이스의 구조도는 도 1에 도시된 바와 같다. 여기에는 공정 챔버(1), 흡기 장치(2), 베이스(3) 및 유동 안내 구조(8)가 포함된다. 여기에서 공정 챔버(1) 내부는 위에서 아래로 공정 영역(11) 및 웨이퍼 이송 영역(12)으로 나뉜다. 흡기 장치(2)는 공정 챔버(1)의 꼭대기부에 설치되어, 공정 영역(11) 내에 공정 가스를 주입하는 데 사용된다. 베이스(3)는 웨이퍼 이송 영역(12) 내에 승강 가능하도록 설치되어, 웨이퍼(미도시)를 운반하는 데 사용된다. 유동 안내 구조(8)는 가스 공급원과 연결되며, 베이스(3)와 고정 설치된다. 이는 베이스(3)가 공정 위치(도 1에서 베이스(3)가 있는 위치)에 있을 때, 베이스(3)의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 베이스(3)의 외주면과 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)에 진입하는 것을 차단할 수 있도록 구현하는 데 사용된다. 공정 챔버(1)의 측벽에는 배기 구조(13)가 설치되어, 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 유동 안내 구조(8)에서 블로잉되는 가스를 배출시키는 데 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 공정 디바이스는 구체적으로 웨이퍼에 대해 원자층 증착 공정을 실행하는 데 사용될 수 있다. 상기 웨이퍼는 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러나 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 공정 챔버(1)는 구체적으로 금속 재질로 제작된 원통 구조일 수 있다. 공정 챔버(1) 내부는 위에서 아래로 공정 영역(11) 및 웨이퍼 이송 영역(12)으로 나뉠 수 있다. 흡기 장치(2)는 구체적으로 공정 챔버(1)의 꼭대기부에 설치되어, 공정 영역(11) 내에 공정 가스를 주입하는 데 사용될 수 있다. 베이스(3)는 구체적으로 웨이퍼 이송 영역(12) 내에 설치될 수 있다. 베이스(3)의 꼭대기면은 웨이퍼를 운반하는 데 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 가스 공급원은 예를 들어 불활성 가스 공급원일 수 있다. 그러나 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 배기 구조(13)의 위치는 다음 조건을 충족한다. 즉, 베이스(3)가 공정 위치까지 상승하면, 유동 안내 구조(8)는 배기 구조(13)와 대체적으로 정렬된다. 따라서 유동 안내 구조(8)에서 블로잉되는 가스를 배출시킨다. 배기 구조(13)의치는 구체적으로 웨이퍼 이송 영역(12)의 꼭대기부에 위치할 수 있다.
웨이퍼를 이송해야 할 경우, 도 2를 참조하면, 베이스(3)가 웨이퍼 이송 영역(12) 내의 이송 위치(도 2에서 베이스(3)가 있는 위치) 지점에 위치한다. 이때 반도체 공정 디바이스의 매니퓰레이터(미도시)가 공정 챔버에 진입하고, 웨이퍼를 베이스(3)로 이송시킬 수 있다. 그 후 베이스(3)는 웨이퍼 이송 이치로부터 도 1에 도시된 공정 위치까지 상승될 수 있다. 도 1을 참조하면, 베이스(3)는 웨이퍼가 공정 영역(11)에 진입되도록 운반할 수 있다. 즉, 베이스(3)의 꼭대기면(다시 말해, 상표면)이 공정 영역(11) 내에 위치하여, 공정 챔버(1)가 공정 영역(11)에서 웨이퍼에 대해 원자층 증착 공정을 실행하기가 용이하다. 공정을 수행하는 과정에서, 유동 안내 구조(8)는 베이스(3)의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉하여, 베이스(3)의 외주면과 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역(11)과 웨이퍼 이송 영역(12) 사이를 완전히 차단한다. 동시에 배기 구조(13)가 유동 안내 구조(8)에서 블로잉되는 가스를 배출시켜, 공정 가스를 기류와 함께 배출시킬 수 있다. 따라서 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)으로 진입하는 것을 차단할 수 있다.
본 실시예에서 제공하는 반도체 공정 디바이스는, 상술한 유동 안내 구조(8)와 배기 구조(13)를 이용하여, 웨이퍼 이송 영역(12)이 공정 가스에 의해 형성된 입자로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 챔버 퍼지 시간을 대폭 단축시켜, 반도체 공정 디바이스의 생산능력을 향상시킬 수 있다. 또한 가스벽을 이용하여 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)에 진입하는 것을 차단하므로, 밀봉 부재를 설치할 필요가 없고, 장기적인 작업으로 인한 기타 오염의 우려도 없다. 따라서 밀봉 부재의 마손, 훼손, 고온 조건 부적합 등의 문제가 존재하지 않는다. 상술한 가스벽은 비교적 넓은 적용성 및 적용 범위를 갖추고 있다. 또한 밀봉 부재 마손 소모로 인한 유지보수 시간을 절약할 수 있어, 유지보수 비용이 낮아지고 디바이스의 생산능력이 향상될 수 있다.
본 출원의 실시예는 공정 챔버(1)가 구체적으로 어떠한 공정으로 실행되는지에 대해 한정하지 않는다. 예를 들어 공정 챔버(1)는 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 공정 공정을 실행하는 데 사용될 수도 있다. 따라서 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 자체적으로 조정하여 설치할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유동 안내 구조(8)는 베이스(3)에 설치된 유동 안내 슬릿(81) 및 가스 유로(82)를 포함한다. 여기에서, 유동 안내 슬릿(81)은 환형이며, 베이스(3)의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 즉, 베이스(3)의 축선을 감싸도록 설치된다. 또한 유동 안내 슬릿(81)의 개구(81a)는 베이스(3)의 외주면(311) 상에 위치한다. 가스 유로(82)의 양단은 각각 유동 안내 슬릿(81) 및 가스 공급원과 연통되어, 가스를 유동 안내 슬릿(81)으로 안내하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유동 안내 슬릿(81)은 수평으로 설치되어, 유동 안내 슬릿(81) 내의 가스를 수평 방향을 따라 블로잉시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유동 안내 구조(8)는 베이스(3)에 설치된 증압 캐비티(83)를 더 포함한다. 상기 증압 캐비티(83)는 환형이며, 베이스(3)의 축선을 감싸도록 설치된다. 상기 증압 캐비티(83)는 각각 가스 유로(82)의 배기단 및 유동 안내 슬릿(81)과 연통되어, 증압 캐비티(83)로부터 배출되는 가스의 압력을 증가시키는 데 사용된다.
증압 캐비티(83)는 베이스(3)의 축방향 상에서의 높이가 유동 안내 슬릿(81)의 베이스(3)의 축방향 상에서의 높이보다 훨씬 크다. 이는 가스가 증압 캐비티(83)를 거쳐 유동 안내 슬릿(81)으로 진입될 때, 유동 안내 슬릿(81)의 배기 압력을 비교적 크게 만들어 가스 유속을 향상시킨다. 가스 유속의 증가는 공정 가스가 기류와 함께 배기 구조(13)를 거쳐 배출되는 데 도움이 된다. 따라서 공정 영역(11)과 웨이퍼 이송 영역(12) 사이의 차단 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 동시에, 가스가 가스 유로(82)로부터 증압 캐비티(83) 내로 진입된 후, 증압 캐비티(83) 내의 가스는 원주 방향을 따라 확산된다. 따라서 원주 방향 상에서 가스의 분포 균일성을 향상시킬 수 있고, 최종적으로 가스가 유동 안내 슬릿(81)을 통해 균일하게 블로잉되도록 만들 수 있다. 따라서 베이스(3)의 둘레에 균일한 가스벽이 형성되어, 원주 방향 상에서 가스벽의 차단 효과 일관성을 보장할 수 있다.
물론 실제 적용에서 구체적인 수요에 따라 유동 안내 슬릿(81)을 가스 유로(82)와 직접 연통시킬 수도 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(3)는 베이스 본체(31) 및 지지축(32)을 포함한다. 여기에서, 베이스 본체(31)는 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다. 베이스 본체(31)의 외주면이 바로 상기 베이스(3)의 외주면(311)이다. 지지축(32) 일단은 베이스 본체(31)와 연결되고, 타단은 공정 챔버(1)의 바닥벽을 관통하여 구동원(미도시)과 연결되어, 상기 구동원의 구동 하에서 베이스 본체(31)가 승강하도록 구동시키는 데 사용된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가스 유로(82)는 베이스 본체(31)에 설치된 수평 구간(821) 및 상기 수평 구간(821)으로부터 수직으로 아래를 향해 베이스 본체(31)와 지지축(32)을 순차적으로 관통하는 수직 구간(822)을 포함한다. 여기에서, 수평 구간(821)의 배기단은 증압 캐비티(83)와 연통된다. 수직 구간(822)의 흡기단은 가스 공급원과 연통된다. 상기 수평 구간(821) 및 수직 구간(822)을 설치함으로써, 가스로를 베이스 본체(31) 중간부에 위치한 지지축(32)으로부터 공정 챔버(1) 외부로 인출시켜, 가스 공급원과 연통시킬 수 있다. 이러한 가스로 인출 방식은 베이스(3) 내부에 가스로를 배치하여, 유동 안내 구조의 점용 공간을 감소시킬 수 있다. 또한 지지축(32)과 공정 챔버(1)의 바닥벽 사이의 밀봉 구조를 이용하여 가스로를 밀봉시킬 수 있다. 따라서 다시 별개로 유동 안내 구조에 밀봉 구조를 설계할 필요가 없으므로, 디바이스 구조가 단순화되고, 설계 난이도 및 비용이 낮아진다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 본체(31)는 구체적으로 금속 재질로 제작된 원판형 구조일 수 있다. 베이스 본체(31)의 상표면은 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다. 지지축(32)은 구체적으로 베이스 본체(31)와 동일한 재질을 채택하고 일체로 성형할 수 있다. 이들 둘은 분리형 구조를 채택할 수도 있다. 따라서 본 출원의 실시예는 이를 한정하지 않는다. 지지축(32)의 꼭대기단은 베이스 본체(31)의 바닥면 중간부에 위치한다. 지지축(32)의 바닥단은 공정 챔버(1)의 바닥단을 관통한 후 구동원(미도시)와 연결된다. 구동원은 지지축(32)을 통해 베이스 본체(31)가 공정 위치까지 상승하거나 웨이퍼 이송 위치까지 하강하로고 구동시키는 데 사용된다. 구동원은 구체적으로 리드 스크류 메커니즘 또는 신축 공압 실린더 메커니즘을 채택할 수 있다. 그러나 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 가스 유로(82)는 복수개이다. 복수개 가스 유로(82)의 수평 구간(821)은 베이스 본체(31)의 둘레 방향을 따라 균일하게 배치된다. 또한 각각의 가스 유로(82)의 수평 구간(821)은 모두 베이스 본체(31)의 반경 방향을 따라 연장된다. 복수의 가스 유로(82)의 수직 구간(822)은 지지축(32)의 축선을 감싸며 균일하게 배치된다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 가스 유로(82)는 3개를 설치할 수 있다. 그러나 본 출원의 실시예는 가스 유로(82)의 구체적인 수량을 한정하지 않는다. 예를 들어 가스 유로(82)의 구체적인 수량은 3개 이상일 수 있다. 따라서 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 자체적으로 조정하여 설치할 수 있다. 상술한 설계를 채택하면, 복수의 가스 유로(82)가 베이스 본체(31)의 둘레 방향으로 균일하게 배치된다. 이는 가스가 더욱 균일하게 유동 안내 슬릿(81)으로 유입되도록 만들 수 있다. 따라서 유동 안내 슬릿(81)을 거쳐 블로잉되는 가스가 더욱 균일해져, 가스벽의 차단 효과가 더욱 향상된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 베이스 본체(31)는 수직 방향 상에서 서로 중첩된 2개의 원판을 채택할 수 있다. 또한 2개의 원판이 서로 대향하는 표면 상에서, 에지에 가까운 위치 지점에 둥근 환형 오목홈을 대응하도록 설치한다. 또한 이 2개의 표면 상에 복수의 트렌치를 대응하도록 개설한다. 2개의 원판이 중첩된 후, 상술한 2개의 표면 상의 둥근 환형 오목홈이 도킹되어 유동 안내 슬릿(81)을 형성한다. 상술한 2개 표면 상의 각각의 트렌치가 도킹되어 가스 유로(82)의 수평 구간(821)을 형성한다. 상술한 설계를 채택하면 가스 유로(82)의 가공 난이도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 응용 및 유지보수 비용도 대폭 낮출 수 있다.
본 출원의 실시예는 베이스(3) 및 유동 안내 구조(8)의 구체적인 실시방식을 한정하지 않음에 유의한다. 예를 들어 베이스 본체(31)를 일체 구조로 만들고 해당 구조의 베이스 본체(31) 상이 유동 안내 슬릿(81)을 가공할 수도 있다. 따라서 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 자체적으로 조정하여 설치할 수 있다.
승강 어셈블리(예를 들어 웨이퍼 이송을 위한 이젝터 핀 장치)가 장착된 베이스(3)의 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 본체(31)에는 이젝터 핀을 관통시키는 비아(33)가 설치된다. 이 경우, 가스 유로(82)의 수평 구간(821)은 비아(33)를 회피하도록 설치해야 함에 유의한다. 이를 통해 가스 유로(82)의 위치와 이젝터 핀 사이에 기계적 간섭이 일어나는 것을 방지함으로써, 고장율을 낮추고 사용 수명을 연장시킨다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 배기 구조(13)는 공정 챔버(1)의 측벽에 설치된 배기구(14), 배기 캐비티(15) 및 제1 배기 채널(41)을 포함한다. 여기에서 배기구(14)는 환형이며, 공정 챔버(1)의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 배기구(14)의 흡기단(14a)은 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면(111) 상에 위치하며, 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 유동 안내 슬릿(81)의 개구(81a)와 대향한다. 이는 유동 안내 슬릿(81)의 개구(81a)로부터 유출되는 가스가 대향 측의 배기구(14)의 흡기단(14a)으로부터 배기구(14)로 유입될 수 있도록 한다. 배기 캐비티(15)는 환형이며, 공정 챔버(1)의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 또한 배기 캐비티(15)는 각각 배기구(14)의 배기단 및 제1 배기 채널(41)의 흡기단과 연통된다. 제1 배기 채널(41)의 배기단은 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통된다. 제1 가스 펌핑 장치(51)는 제1 배기 채널(41)을 통해 배기 캐비티(15) 중의 가스를 펌핑하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 배기구(14)의 개구(81a)는 축방향 상에서의 높이가 유동 안내 슬릿(81)의 개구(81a)의 축방향 상에서의 높이보다 크다. 이를 통해 가스를 더욱 쉽고, 더욱 신속하게 배기구(14)로 유입시키고, 배기구(14)에서 배기 캐비티(15)로 안내할 수 있다. 따라서 가스의 배출 속도를 향상시켜 가스 난류 발생을 감소시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 배기 캐비티(15)는 예를 들어 축방향 상에서의 횡단면이 직사각형인 캐비티일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 제1 배기 채널(41)은 공정 챔버(1)의 측벽에 형성될 수 있다. 또한 제1 배기 채널(41)의 배기단은 외부 관로를 통해 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통될 수 있다. 또는 제1 배기 채널(41)은 관로에 형성될 수도 있다. 또한 해당 관로의 적어도 일부는 공정 챔버(1)의 측벽에 설치되고, 다른 일부는 공정 챔버(1)의 외부로 연장되어 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통된다. 선택적으로, 관로는 예를 들어 금속 관로 또는 기타 내식성 재질로 제작된 관로를 채택한다.
상술한 제1 배기 채널(41)과 배기 캐비티(15)를 끼워맞춤하여 사용함으로써, 배기구(14)로부터 배출되는 가스를 공정 챔버(1)에서 인출시킬 수 있다. 동시에 배기 캐비티(15)를 통해, 배기 유량을 증가시켜, 가스가 배기구(14)에서 정체되지 않고 원활하게 배출되도록 보장할 수 있다. 따라서 배기 효율을 향상시키고 가스 난류의 발생을 감소시킬 수 있다. 또한 배기구(14), 배기 캐비티(15) 및 제1 배기 채널(41)을 모두 공정 챔버(1)의 측벽에 설치함으로써, 배기 구조를 단순화하고, 점용 공간을 절약할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서, 배기구(14), 배기 캐비티(15) 및 제1 배기 채널(41)이 모두 공정 챔버(1)의 측벽에 설치되지만, 본 출원은 이에 한정되지 않음에 유의한다. 실제 적용에서 배기구(14), 배기 캐비티(15) 및 제1 배기 채널(41)은 독립적인 부재로 설치될 수도 있다. 유동 안내 구조에서 블로잉되는 가스를 배출시킬 수 있기만 하면 된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 디바이스는 공정 챔버(1)의 측벽 또는 바닥벽에 설치된 제2 배기 채널(42)을 더 포함한다. 상기 제2 배기 채널(42)의 양단은 각각 웨이퍼 이송 영역(12) 및 상기 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통되어, 웨이퍼 이송 영역(12)의 가스를 배출하는 데 사용된다.
제1 배기 채널(41)과 유사하게, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 배기 채널(42)은 공정 챔버(1)의 측벽 또는 바닥벽에 형성될 수 있다. 또한 제1 배기 채널(41)의 배기단은 외부 관로를 통해 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통될 수 있다. 또는 제1 배기 채널(41)은 관로에 형성될 수도 있다. 또한 해당 관로의 적어도 일부는 공정 챔버(1)의 측벽 또는 바닥벽에 설치되고, 다른 일부는 공정 챔버(1)의 외부로 연장되어 제1 가스 펌핑 장치(51)와 연통된다. 선택적으로, 관로는 예를 들어 금속 관로 또는 기타 내식성 재질로 제작된 관로를 채택한다.
제2 배기 채널(42)을 통해, 베이스(3)가 웨이퍼 이송 영역(12) 내의 웨이퍼 이송 위치(도 2에 도시된 바와 같은 위치)에 위치하여 웨이퍼를 이송할 때, 공정 챔버(1) 내의 모든 가스는 제2 배기 채널(42)을 통해 배출될 수 있다. 이를 통해 웨이퍼 이송 영역(12)의 입자가 공정 영역(11) 내로 올라와 웨이퍼를 오염시키는 것을 방지하여, 웨이퍼의 공정 수율이 크게 향상된다.
본 출원의 실시예는 제1 배기 채널(41) 및 제2 배기 채널(42)의 구체적인 실시방식을 한정하지 않음에 유의한다. 배기 기능을 구현할 수만 있으면 된다. 그 외, 제1 배기 채널(41) 및 제2 배기 채널(42)은 상이한 가스 펌핑 장치와 연통될 수도 있다. 따라서 본 출원의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 자체적으로 조정하여 설치할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 디바이스는 공정 배기 구조를 더 포함한다. 상기 공정 배기 구조는 공정 영역(11)과 연통되어, 공정 영역(11)의 공정 가스를 배출하는 데 사용된다. 일부 선택적 실시예에 있어서, 공정 배기 구조는 공정 챔버(1)의 측벽에 설치된 배기홈(71), 배기 그릴(72) 및 제3 배기 채널(43)을 포함한다. 여기에서, 배기홈(71)은 환형이며, 공정 챔버(1)의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장된다(즉, 공정 챔버(1)의 축선을 감싸도록 설치됨). 또한 배기홈(71)의 개구는 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면 상에 위치한다. 배기 그릴(72)은 환형이며, 배기홈(71)의 상기 개구 지점을 감싸도록 설치된다. 제3 배기 채널(43)의 흡기단은 배기홈(71)과 연통된다. 제3 배기 채널(43)의 배기단은 제2 가스 펌핑 장치(52)와 연통된다. 제2가스 펌핑 장치(52)는 제3 배기 채널(43)을 통해 공정 영역(11) 내 공정 가스를 펌핑하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 배기홈(71)은 예를 들어 축방향 상에서의 횡단면이 직사각형인 캐비티일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 배기 그릴(72)은 그 축방향 상에서의 높이가 배기홈(71)의 개구의 그 축방향 상에서의 높이와 같다. 따라서 배기 그릴(72)이 배기홈(71)의 개구를 완전히 덮을 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 제3 배기 채널(43)은 공정 챔버(1)의 측벽에 형성될 수 있다. 또한 제3 배기 채널(43)의 배기단은 외부 관로를 통해 제2 가스 펌핑 장치(52)와 연통될 수 있다. 또는 제3 배기 채널(43)은 관로에 형성될 수도 있다. 또한 해당 관로의 적어도 일부는 공정 챔버(1)의 측벽에 설치되고, 다른 일부는 공정 챔버(1)의 외부로 연장되어 제2 가스 펌핑 장치(52)와 연통된다. 선택적으로, 관로는 예를 들어 일부가 공정 챔버(1)의 측벽 내에 형성될 수 있다. 기타 부분은 금속 또는 기타 내식성 재질로 제작된 관로를 채택한다.
공정을 실행하는 과정에서, 상기 공정 배기 구조를 이용하여 직접 공정 영역(11)의 공정 가스를 배출시킬 수 있다. 이를 통해 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12) 내로 확산되는 것을 더욱 방지할 수 있다. 그러나 본 출원의 실시예는 공정 배기 구조의 구체적인 실시방식을 한정하지 않는다. 본 발명이 속한 기술 분야의 당업자는 실제 상황에 따라 자체적으로 조정하여 설치할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 배기 채널(41) 및 제2 배기 채널(42) 상에는 모두 밸브(6)가 설치된다. 상기 밸브(6)는 제1 배기 채널(41) 및 제2 배기 채널(42)을 온 또는 오프시키는 데 사용된다. 제3 배기 채널(43) 상에는 밸브(6)가 설치된다. 밸브(6)는 제3 배기 채널(43)을 온 또는 오프시키는 데 사용된다. 구체적으로, 밸브(6)는 구체적으로 전자 밸브를 채택하고, 반도체 공정 디바이스의 호스트 컴퓨터와 연결할 수 있다. 호스트 컴퓨터는 실제 수요에 따라 밸브(6)를 통해 각 배기 관로의 온오프를 제어할 수 있다. 예를 들어 본 출원의 일 실시예에 있어서, 제3 배기 채널(43) 상의 밸브(6)가 열릴 경우, 이때 공정 챔버(1)가 공정 상태에 있음을 의미한다. 따라서 호스트 컴퓨터는 제3 배기 채널(43)의 상태에 따라, 제1 배기 채널(41) 및 제2 배기 채널(42) 상의 밸브가 열리도록 제어하여, 베이스(3)와 공정 챔버(1)의 내벽 사이에 가스벽을 형성한다. 제3 배기 채널(43) 상의 밸브(6)가 닫힐 경우, 이때 공정 챔버(1)가 웨이퍼 이송 상태에 있음을 의미한다. 따라서 호스트 컴퓨터는 제3 배기 채널(43)의 상태에 따라, 제1 배기 채널(41) 상의 밸브(6)가 닫히도록 제어하고, 제2 배기 채널(42) 상의 밸브(6)가 열리도록 제어하여, 공정 챔버(1) 내의 모든 가스를 제2 배기 채널(42)로부터 배출시켜, 웨이퍼 이송 영역(12) 내의 입자가 공정 영역으로 올라가는 것을 방지한다. 이를 통해 웨이퍼 오염을 더 방지할 수 있다. 상술한 설계를 채택하면, 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 본 출원 실시예의 자동화 제어 수준도 대폭 향상시킬 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(1) 내에는 분리판(17)이 더 설치된다. 상기 분리판(17)은 환형이며, 공정 챔버(1)의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치된다. 분리판(17)의 외주 에지는 공정 챔버(1)의 내주면과 연결되며, 공정 챔버(1)를 공정 영역(11) 및 웨이퍼 이송 영역(12)으로 나누는 데 사용된다. 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 분리판(17)의 상표면은 베이스(3)의 상표면과 가지런하다. 구체적으로, 베이스(3)가 공정 위치에 있을 때, 베이스(3)의 일부는 분리판(17)의 내측에 위치한다. 분리판(17)의 상표면은 베이스(3)의 상표면과 가지런하다. 분리판(17)을 통해, 가스벽과 함께 사용함으로써, 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)으로 확산되는 것을 더욱 방지할 수 있다.
구체적으로, 분리판(17)은 구체적으로 금속 재질로 제작된 환형판을 채택한다. 분리판(17)의 외주 에지는 예를 들어 용접 방식에 의해 공정 챔버(1)의 내벽과 연결된다. 그러나 본 출원의 실시에는 구체적인 연결 방식을 한정하지 않는다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 베이스 본체(31)는 본체 부분 및 상기 본체 부분 상방에 위치한 보스 부분을 포함한다. 보스 부분의 외경은 본체 부분의 외경보다 작다. 또한 상기 보스 부분은 상기 분리판(17)의 내측에 위치한다. 본체 부분은 분리판(17)의 하방에 위치한다. 상기 본체 부분의 외주면이 바로 베이스(3)의 외주면(311)(도 4에 도시된 바와 같음)이다. 또한 보스 부분의 상표면은 분리판(17)의 상표면과 가지런하다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 베이스 본체(31)의 보스 부분의 외주면과 분리판(17)의 내주면 사이에는 갭이 구비된다. 베이스 본체(31)의 본체 부분의 상표면은 분리판(17)의 하표면과 접합되거나 갭을 구비한다. 상술한 설계를 채택하면, 베이스(3)와 분리판(17) 사이에 기계적 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서 본 출원 실시예의 고장율을 낮출 수 있다.
실제 적용에서, 공정 가스는 흡기 장치(2)로부터 분출되어 공정 영역(11) 내로 진입된다. 또한 베이스(3) 상의 웨이퍼에 대해 공정을 실행한 후, 제3 배기 채널(43)을 거쳐 배출된다. 공정을 실행하는 과정에서, 소량의 공정 가스는 분리판(17)과 베이스(3) 사이의 갭을 따라 웨이퍼 이송 영역(12)으로의 확산을 시도한다. 이때 유동 안내 슬릿(81)에서 블로잉되는 가스가 형성하는 가스벽을 통해, 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12) 내로 확산되는 것을 차단할 수 있다. 또한 가스벽은 공정 가스가 배기구(14)를 거쳐 제1 배기 채널(41)로 진입된 후 배출되도록 만들어, 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)으로 확산되는 것을 차단할 수 있다. 따라서 공정 영역(11)과 웨이퍼 이송 영역(12)의 완전한 격리를 구현한다. 공정 가스가 이동하는 방향은 구체적으로 도 5에 도시된 바를 참조할 수 있다.
[제2 실시예]
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예는 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 이는 마찬가지로 공정 챔버(1), 흡기 장치(2), 베이스(3) 및 유동 안내 구조(8')를 포함한다. 차이점은 유동 안내 구조(8')가 베이스(3)의 외부에 설치된다는 것이다.
구체적으로, 유동 안내 구조(8')는 베이스(3)와 고정 설치되어, 베이스(3)와 함께 동기적으로 승강할 수 있다. 또한 유동 안내 구조(8')는 가스 공급원과 연결되어, 베이스(3)가 공정 위치(도 6에서 베이스(3)가 있는 위치)에 있을 때, 베이스(3)의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉하여, 베이스(3)의 외주면과 공정 챔버(1)의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역(11) 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역(12)으로 진입하는 것을 차단하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 유동 안내 구조(8')는 유동 안내 본체 및 상기 유동 안내 본체에 설치된 유동 안내 슬릿(81') 및 가스 유로(82')를 포함한다. 여기에서 유동 안내 슬릿(81')은 환형이며, 베이스(3)의 둘레 방향을 따라 베이스(3)의 외주면 상에 연장 설치된다. 또한 유동 안내 슬릿(81')의 개구는 배기구(14)의 흡기단과 대향하여, 유동 안내 슬릿(81')의 개구로부터 유출되는 가스를 대향 측의 배기구(14)의 흡기단으로부터 배기구(14)로 진입시킬 수 있다. 가스 유로(82')의 양단은 각각 유동 안내 슬릿(81') 및 가스 공급원과 연통되어, 가스를 유동 안내 슬릿(81')까지 안내하는 데 사용된다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 유동 안내 구조(8')는 상기 유동 안내 본체에 설치된 증압 캐비티(83')를 더 포함한다. 상기 증압 캐비티(83')는 환형이며, 베이스(3)의 축선을 감싸도록 설치된다. 상기 증압 캐비티(83')는 각각 가스 유로(82')의 배기단 및 유동 안내 슬릿(81')과 연통되어, 증압 캐비티(83')로부터 배출되는 가스의 압력을 증가시키는 데 사용된다.
물론 실제 적용에서 구체적인 수요에 따라 유동 안내 슬릿(81)을 가스 유로(82)와 직접 연통시킬 수도 있다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(3)는 베이스 본체(31) 및 지지축(32)을 포함한다. 여기에서, 베이스 본체(31)는 웨이퍼를 운반하는 데 사용된다. 베이스 본체(31)의 외주면은 바로 상술한 베이스(3)의 외주면(311)이다. 지지축(32) 일단은 베이스 본체(31)와 연결되고, 타단은 공정 챔버(1)의 바닥벽을 관통하며 구동원(미도시)과 연결되어, 상기 구동원의 구동 하에서 베이스 본체(31)가 승강하도록 구동시키는 데 사용된다. 이 경우, 가스 유로(82')는 베이스 본체(31) 바닥부에 설치된 수평 구간 및 상기 수평 구간으로부터 지지축(32)의 축방향을 따라 수직으로 아래를 향해 연장된 수직 구간을 포함한다. 여기에서, 수평 구간의 배기단은 증압 캐비티(83')와 연통된다. 수직 구간의 흡기단은 가스 공급원과 연통된다. 상기 수평 구간 및 수직 구간을 설치함으로써, 가스로를 베이스 본체(31) 중간부에 위치한 지지축(32)으로부터 공정 챔버(1) 외부로 인출시켜, 가스 공급원과 연통시킬 수 있다. 이러한 가스로 인출 방식은 유동 안내 본체가 베이스 본체(31) 및 지지축(32)에 가까이 설치되도록 만들어, 유동 안내 구조의 점용 공간을 감소시킬 수 있다. 또한 지지축(32)과 공정 챔버(1)의 바닥벽 사이의 밀봉 구조를 이용하여 가스로를 밀봉시킬 수 있다. 따라서 다시 별개로 유동 안내 구조에 밀봉 구조를 설계할 필요가 없으므로, 디바이스 구조가 단순화되고, 설계 난이도 및 비용이 낮아진다.
본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 유동 안내 본체는 유동 안내 슬릿(81') 및 증압 캐비티(83')를 형성하는 데 사용되는 환형 부분, 및 가스 유로(82')를 형성하는 데 사용되는 관로 부분을 포함한다. 이 경우, 가스 유로(82')가 복수개이면, 상기 유동 안내 본체의 관로 부분도 복수개이며, 복수의 가스 유로(82')를 일일이 대응하도록 형성하는 데 사용된다. 물론 실제 적용에서 상기 유동 안내 본체의 복수의 관로 부분은 일체형 구조일 수도 있다.
본 실시예에서 제공하는 반도체 공정 디바이스의 다른 구조와 기능은 상기 제1 실시예와 동일하다. 상기 제1 실시예에서 이미 상세하게 설명하였으므로 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
본 출원 실시예를 적용하면 적어도 하기와 같은 유익한 효과를 구현할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 반도체 공정 디바이스는, 베이스와 고정 설치된 유동 안내 구조를 이용한다. 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 베이스의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 베이스의 외주면과 공정 챔버의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 공정 영역과 웨이퍼 이송 영역 사이를 완전히 분리할 수 있다. 동시에 배기 구조를 이용하여 유동 안내 구조에서 블로잉되는 가스를 배출시켜, 공정 가스를 기류와 함께 배출시킬 수 있다. 따라서 공정 영역 내의 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역으로 진입하는 것을 차단하여, 웨이퍼 이송 영역이 공정 가스에 의해 형성되는 입자로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이는 공정 챔버 퍼지 시간을 대폭 단축시켜, 반도체 공정 디바이스의 생산능력을 향상시킬 수 있다. 또한 본 출원의 실시예는 가스벽을 이용하여 공정 가스가 웨이퍼 이송 영역에 진입하는 것을 차단하므로, 밀봉 부재를 설치할 필요가 없고, 장기적인 작업으로 인한 기타 오염의 우려도 없다. 따라서 밀봉 부재의 마손, 훼손, 고온 조건 부적합 등의 문제가 존재하지 않는다. 상술한 가스벽은 비교적 넓은 적용성 및 적용 범위를 갖추고 있다. 또한 밀봉 부재 마손 소모로 인한 유지보수 시간을 절약할 수 있어, 유지보수 비용이 낮아지고 디바이스의 생산능력이 향상될 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 개선을 진행할 수 있다. 이러한 수정 및 개선은 본 발명의 보호 범위로 간주된다.
본 출원의 설명에서 용어 "중심", "상", "하", "전", "후", "좌", "우", "수직", "수평", "꼭대기", "바닥", "안", "밖" 등이 가리키는 방향 또는 위치 관계는 첨부 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계를 기반으로 한다. 이는 본 발명을 간략하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 가리키는 장치 또는 요소가 반드시 특정한 방향을 갖거나 특정한 방향으로 구성 및 조작되어야 함을 지시하거나 암시하지 않는다. 따라서 이는 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
용어 "제1", "제2"는 설명을 위한 목적으로만 사용되며, 상대적인 중요성을 지시 또는 암시하거나 표시된 기술적 특징의 수량을 암시적으로 나타내는 것으로 이해될 수 없다. 여기에서 "제1", "제2"로 한정되는 특징은 하나 이상의 해당 특징을 명시적 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서 달리 언급되지 않는 한, "복수"의 의미는 2개 또는 2개 이상이다.
본 출원의 설명에 있어서, 별도로 명시하거나 한정하지 않는 한, 용어 "장착", "상호 연결", "연결"은 넓은 의미로 해석되어야 한다. 예를 들어, 이는 고정 연결, 분리 가능한 연결 또는 일체형 연결일 수 있다. 또한 직접적인 연결일 수 있으며, 중간 매개체를 통한 간접적인 연결일 수도 있고, 두 요소 내부의 연통일 수도 있다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 기술자는 구체적인 상황에 따라 본 발명에서 상술한 용어의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.
본 명세서의 설명에서 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성은 임의 하나 이상의 실시예 또는 예시에서 적합한 방식으로 결합할 수 있다.
상기 내용은 본 출원의 일부 실시방식일 뿐이다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 일부 개선 및 수정을 수행할 수 있다. 이러한 개선 및 수정은 본 출원의 보호 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (10)

  1. 반도체 공정 디바이스에 있어서,
    공정 챔버, 흡기 장치, 베이스 및 유동 안내 구조를 포함하고,
    상기 공정 챔버 내부는 위에서 아래로 공정 영역 및 웨이퍼 이송 영역으로 나뉘고, 상기 흡기 장치는 상기 공정 챔버의 꼭대기부에 설치되어, 상기 공정 영역 내에 공정 가스를 주입하는 데 사용되고,
    상기 베이스는 상기 웨이퍼 이송 영역 내에 승강 가능하도록 설치되어, 웨이퍼를 운반하는 데 사용되고,
    상기 유동 안내 구조는 가스 공급원과 연결되며, 상기 베이스와 고정 설치되어, 상기 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 베이스의 외주면의 외측을 향해 가스를 블로잉시켜, 상기 베이스의 외주면과 상기 공정 챔버의 측벽의 내주면 사이에 가스벽을 형성함으로써, 상기 공정 영역 내의 상기 공정 가스가 상기 웨이퍼 이송 영역에 진입하는 것을 차단할 수 있도록 구현하는 데 사용되고,
    상기 공정 챔버의 측벽에는 배기 구조가 설치되어, 상기 베이스가 상기 공정 위치에 있을 때, 상기 유동 안내 구조에서 블로잉되는 가스를 배출시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동 안내 구조는 상기 베이스에 설치된 유동 안내 슬릿 및 가스 유로를 포함하고, 여기에서, 상기 유동 안내 슬릿은 환형이며, 상기 베이스의 둘레 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 유동 안내 슬릿의 개구는 상기 베이스의 외주면 상에 위치하고,
    상기 가스 유로의 양단은 각각 상기 유동 안내 슬릿 및 상기 가스 공급원과 연통되어, 상기 가스를 상기 유동 안내 슬릿까지 안내하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스는 베이스 본체 및 지지축을 포함하고, 상기 베이스 본체는 상기 웨이퍼를 운반하는 데 사용되고, 상기 베이스 본체의 외주면이 바로 상기 베이스의 외주면이고, 상기 지지축 일단은 상기 베이스 본체와 연결되고, 타단은 상기 공정 챔버의 바닥벽을 관통하여 구동원과 연결되어, 상기 구동원의 구동 하에서 상기 베이스 본체가 승강하도록 구동시키는 데 사용되고,
    상기 가스 유로는 상기 베이스 본체에 설치된 수평 구간 및 상기 수평 구간으로부터 수직으로 아래를 향해 상기 베이스 본체와 상기 지지축을 순차적으로 관통하는 수직 구간을 포함하고, 여기에서, 상기 수평 구간의 배기단은 상기 유동 안내 슬릿과 연통되고, 상기 수직 구간의 흡기단은 상기 가스 공급원과 연통되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스 유로는 복수개이고, 복수개의 상기 가스 유로의 상기 수평 구간은 상기 베이스 본체의 둘레 방향을 따라 균일하게 배치되고, 각각의 상기 가스 유로의 상기 수평 구간은 모두 상기 베이스 본체의 반경 방향을 따라 연장되고, 복수의 상기 가스 유로의 상기 수직 구간은 상기 지지축의 축선을 감싸며 균일하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유동 안내 구조는 상기 베이스에 설치된 증압 캐비티를 더 포함하고, 상기 증압 캐비티는 환형이며, 상기 베이스의 축선을 감싸도록 설치되고, 상기 증압 캐비티는 각각 상기 가스 유로의 배기단 및 상기 유동 안내 슬릿과 연통되어, 상기 증압 캐비티로부터 배출되는 상기 가스의 압력을 증가시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 배기 구조는 상기 공정 챔버의 측벽에 설치된 배기구, 배기 캐비티 및 제1 배기 채널을 포함하고, 여기에서 상기 배기구는 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 배기구의 흡기단은 상기 측벽의 내주면 상에 위치하고, 상기 베이스가 공정 위치에 있을 때, 상기 유동 안내 슬릿의 개구와 대향하고,
    상기 배기 캐비티는 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 배기 캐비티는 각각 상기 배기구의 배기단 및 상기 제1 배기 채널의 흡기단과 연통되고, 상기 제1 배기 채널의 배기단은 제1 가스 펌핑 장치와 연통되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반도체 공정 디바이스는 상기 공정 챔버의 측벽 또는 바닥벽에 설치된 제2 배기 채널을 더 포함하고, 상기 제2 배기 채널의 양단은 각각 상기 웨이퍼 이송 영역 및 상기 제1 가스 펌핑 장치와 연통되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 공정 디바이스는 공정 배기 구조를 더 포함하고, 상기 공정 배기 구조는 상기 공정 영역과 연통되어, 상기 공정 영역의 공정 가스를 배출하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 공정 배기 구조는 상기 공정 챔버의 측벽에 설치된 배기홈, 배기 그릴 및 제3 배기 채널을 포함하고, 여기에서, 상기 배기홈은 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장되고, 상기 배기홈의 개구는 상기 공정 챔버의 측벽의 내주면 상에 위치하고,
    상기 배기 그릴은 환형이며, 상기 배기홈의 개구 지점을 감싸도록 설치되고,
    상기 제3 배기 채널의 흡기단은 상기 배기홈과 연통되고, 상기 제3 배기 채널의 배기단은 제2 가스 펌핑 장치와 연통되는 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 챔버 내에는 분리판이 더 설치되고, 상기 분리판은 환형이며, 상기 공정 챔버의 측벽의 둘레 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 분리판의 외주 에지는 상기 공정 챔버의 내주면과 연결되고, 상기 베이스가 상기 공정 위치에 있을 때, 상기 분리판의 상표면이 상기 베이스의 상표면과 가지런한 것을 특징으로 하는 반도체 공정 디바이스.
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