KR20000055261A - Apparatus for purging the outer surface of wafer pedestal for CVD - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학 기상 증착 공정을 수행하는 공정 챔버를 배기시킬 경우나 공정 작업을 중단했을 경우 웨이퍼 안착대의 표면 주위에 잔존하는 가스를 신속히 배출시켜 정화되도록 하는 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer seating stand for chemical vapor deposition, and more particularly, to quickly discharge gas remaining around the surface of a wafer seating stand when a process chamber performing a chemical vapor deposition process or an operation is stopped. It relates to a surface purifying apparatus for a wafer seating table for chemical vapor deposition that is to be purified by.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 화학 기상 증착(Chemical Vaper Deposition : CVD) 공정은 적층될 물질 원자를 포함한 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적인 반응을 이용하여 웨이퍼 상에 유전체나 도체로 작용하는 어떤 박막 층들을 형성하기 위한 공정이다.In general, chemical vapor deposition (CVD) processes in semiconductor manufacturing process decompose gaseous compounds containing material atoms to be deposited, and then use chemical reactions to form a thin film layer that acts as a dielectric or conductor on the wafer. Process to form them.
이러한 CVD 공정에서 여러 층으로 적층되는 금속들 사이를 전기적으로 연결 시키기 위한 다층의 도전성 배선층을 형성하기 위하여, 예를 들어 SiH4와 WF6가스를 화학적으로 반응시키는 소위 플러그 필(Plug Fill) 공정을 수행하게 되는데, 이 공정을 수행하는 공정 챔버 내의 주요 구성부를 도 1 에서 정면 도시하고 있다.In order to form a multilayer conductive wiring layer for electrically connecting metals stacked in various layers in such a CVD process, for example, a so-called Plug Fill process in which SiH 4 and WF 6 gas are chemically reacted is used. The main components in the process chamber carrying out this process are shown in front in FIG. 1.
도 1 에서 보면, 챔버 몸체(1)의 하부 중앙에는 스핀들 축(2)이 내장된 진공 라인 구비되고, 이 스핀들 축(2)의 측방으로 진공 배기 라인(3)이 연결되어 있다. 상기 챔버 몸체(1)의 상부에는 웨이퍼(5)를 올려놓을 수 있는 대략 5 개 정도(도면에서는 3 개만 도시)의 웨이퍼 안착대(4)가 구비되고, 이 안착대(4)의 상면에는 복수의 승강핀(6)이 일부 돌출되어 웨이퍼(5)를 약간 들어올릴 수 있도록 되어 있다. 상기 승강핀(6)은 실린더의 작용에 따라 동작되는 리프팅 수단(8)에 의하여 승강되는데, 이 리프팅 수단(8)은 2 개의 웨이퍼 안착대(4) 당 한 조씩 동작되는 연결 부재(7)와 각 각 결합되어 있다.1, the lower center of the chamber body 1 is provided with the vacuum line in which the spindle shaft 2 was built, and the vacuum exhaust line 3 is connected to the side of this spindle shaft 2. On the upper part of the chamber body 1, there are provided about five wafer seating stages 4 (only three in the drawing) on which the wafers 5 can be placed. Of the lifting pins 6 partially protrude so that the wafer 5 can be lifted slightly. The elevating pin 6 is lifted by a lifting means 8 which is operated according to the action of the cylinder, which lifting means 8 is connected to the connecting member 7 which is operated one set per two wafer seats 4 and Each is combined.
이와 같은 구조를 갖는 플러그 필 공정 설비 중에서 종래의 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치를 도 2 에서 개략적으로 나타내고 있는데, 웨이퍼 안착대(4)의 하부에는 가열부(10)로부터 열을 공급받는 히팅 라인(9)이 연결되고, 또한 써모커플(Thermocouple)과 같은 온도 계측부(12)가 연결된 온도 계측 라인(11)이 연결된다. 그리고, 상기 안착대(4)의 가장자리 쪽에는 백 가스 공급부(14)로부터 예를 들어, 아르곤(Ar)이나 수소(H2) 가스와 같은 백 가스(Back Gas)를 공급받는 백 가스 공급 라인(13)이 연결된다.Among the plug fill processing facilities having such a structure, the surface purification apparatus of the conventional wafer seating unit is schematically shown in FIG. 2, and the heating line 9 receives heat from the heating unit 10 in the lower portion of the wafer seating unit 4. ) Is connected, and a temperature measuring line 11 to which a temperature measuring unit 12 such as a thermocouple is connected is connected. The back gas supply line receives a back gas such as, for example, argon (A r ) or hydrogen (H 2 ) gas from the back gas supply unit 14 at the edge of the seating table 4. 13 is connected.
여기서, 상기 안착대(4)를 절개하여 평면 도시한 도면을 보면, 복수의 백 가스 공급공(13a)이 안착대(4)의 가장자리 쪽 둘레에 소정 간격을 두고 관통 형성되고, 그 중앙 쪽에는 진공 흡입 라인(15)을 통하여 진공 흡인력이 전달되게 하는 복수의 진공 흡입공(15a)이 관통 형성되어 있다. 그리고, 상기 백 가스 공급공(13a)과 진공 흡입공(15a) 사이에는 V 자의 요철 홈(4a)이 여러 줄로 형성되어 백 가스가 안착대(4) 상면 전체에 고루 퍼져 나가도록 안내케 한다.Here, in the plan view of the seating section 4 in a cutaway view, a plurality of bag gas supply holes 13a are formed at predetermined intervals around the edge of the seating table 4 at a center thereof, A plurality of vacuum suction holes 15a through which the vacuum suction force is transmitted through the vacuum suction line 15 are formed therethrough. In addition, a V-shaped uneven groove 4a is formed in a plurality of lines between the bag gas supply hole 13a and the vacuum suction hole 15a to guide the white gas to spread evenly over the entire upper surface of the seating table 4.
이와 같은 종래의 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치는, 웨이퍼(5)를 올려놓은 웨이퍼 안착대(4)가 가열부(10)에 의하여 대략 415℃ 의 온도를 유지하도록 가열되는 상태에서 웨이퍼(5)의 상면에는 반응 가스(플러그 필 가스)가 공급되는 반면, 그 배면에는 백 가스 공급공(13a)을 통하여 백 가스가 공급되어 웨이퍼(5) 배면이나 안착대(4)의 표면에 플러그 필 가스가 침적(증착)되지 못하도록 막는 역할을 한다.Such a surface purifying apparatus of the conventional wafer seating table includes the wafer seating table 4 on which the wafer 5 is placed in a state where the wafer seating table 4 is heated by the heating unit 10 to maintain a temperature of approximately 415 ° C. The reaction gas (plug plug gas) is supplied to the upper surface, while the back gas is supplied to the rear surface through the back gas supply hole 13a, and the plug fill gas is deposited on the back surface of the wafer 5 or the surface of the seating plate 4. It serves to prevent (deposition).
그러나, 설비를 청소할 경우에나 에러로 인하여 공정 챔버를 배기시킬 경우에 상압 상태의 공기 등과 같은 외부 가스가 웨이퍼 안착대(4) 표면과 백 가스 공급공(13a)으로 이동할 우려가 많고, 이는 결국에 가스 라인에 잔존하게 되는 문제점이 있었다.However, when the equipment is cleaned or when the process chamber is evacuated due to an error, an external gas such as air at atmospheric pressure may move to the surface of the wafer seating stand 4 and the white gas supply hole 13a. There was a problem of remaining in the gas line.
또한, 정기적인 청정 작업으로 인하여 공정 챔버를 배기시킨 후 웨이퍼 안착대(4) 표면에 증착된 플러그 필 증착막을, 예를 들어 세라믹, 수세미, 샌드페이퍼 등의 도구를 이용하여 제거하게 되면, 결국 안착대(4) 표면에 남게되는 이물질들을 별도의 진공 청소 장치 등으로 없어지게 하더라도 안착대(4) 표면 및 백 가스 라인(13)에 어느 정도 남게 되므로 정기적인 청정시간을 연장시킬 뿐만 아니라 잔존하는 가스로 인한 이상 발생의 원인이 되었다.In addition, if the plug fill deposition film deposited on the surface of the wafer seat 4 is removed using a tool such as ceramic, scrubber, sandpaper, etc. after exhausting the process chamber due to regular clean operation, eventually (4) Even if foreign matters remaining on the surface are removed by a separate vacuum cleaning device, etc., they remain on the seating surface (4) surface and the back gas line (13) to extend the regular cleaning time as well as remaining gas. The cause of the abnormality was caused.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 공정 챔버를 배기시키거나 안착대를 청소할 경우 백 가스 라인에 별도의 정화용 가스 공급 라인을 더 부가하여 이물질이 포함된 잔류 가스를 신속히 배출시켜 청정 상태를 유지시킬 수 있도록 하는 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been created to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to add a separate purifying gas supply line to the bag gas line when the exhaust chamber or cleaning the seating plate containing foreign matter The present invention provides a surface purifying apparatus for a wafer seating plate for chemical vapor deposition, which can quickly discharge residual gas to maintain a clean state.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치는, 웨이퍼 안착대의 하부에는 히팅 라인, 온도 계측 라인, 백 가스 공급 라인, 진공 흡입 라인 등이 연결되고, 상기 안착대의 가장자리 쪽 둘레에 소정 간격을 두고 관통 배열된 복수의 백 가스 공급공과 그 중앙 쪽에 관통 형성된 복수의 진공 흡입공을 포함하는 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대에 있어서, 상기 백 가스 공급 라인의 소정 위치에 공정 챔버 배기나 안착대 청소시 백 가스 공급 라인을 그대로 이용할 수 있도록 정화 가스 공급부가 별도로 더 배관 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the surface purification apparatus for chemical vapor deposition wafer seating according to the present invention includes a heating line, a temperature measuring line, a bag gas supply line, a vacuum suction line, and the like, connected to a lower portion of the wafer seating. A wafer seating table for chemical vapor deposition, comprising a plurality of bag gas supply holes penetrated at predetermined intervals around a periphery of a table and a plurality of vacuum suction holes penetrating through a central side thereof, wherein the wafer gas seat for chemical vapor deposition has a predetermined position. The purge gas supply unit may be further connected to a pipe so that the bag gas supply line may be used as it is when the process chamber is exhausted or the seating plate is cleaned.
도 1 은 일반적인 화학 기상 증착 장치의 공정 챔버 내부 구성부를 발췌 도시한 정면도.1 is a front view showing an internal configuration of a process chamber of a general chemical vapor deposition apparatus.
도 2 는 종래의 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.2 is a schematic view showing a surface purification apparatus of a wafer seating plate for a conventional chemical vapor deposition.
도 3 은 본 발명에 따른 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.Figure 3 is a schematic view showing the surface purification apparatus of the wafer seating for chemical vapor deposition according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
4 : 웨이퍼 안착대, 9 : 히팅 라인,4 wafer seating table, 9 heating line,
11 : 온도 계측 라인, 13 : 백 가스 공급 라인,11: temperature measurement line, 13: bag gas supply line,
13a : 백 가스 공급공, 15 : 진공 흡입 라인,13a: bag gas supply hole, 15: vacuum suction line,
15a : 진공 흡입공, 20 : 정화 가스 공급부,15a: vacuum suction hole, 20: purifying gas supply unit,
22 : 정화 가스 공급 라인, 30 : 밸브.22: purification gas supply line, 30: valve.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 본 발명에 따른 화학 기상 증착용 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.3 is a schematic view showing the surface purification apparatus of the wafer seating zone for chemical vapor deposition according to the present invention.
도면 중 종래 기술과 동일한 부분을 공유하는 본 발명의 구성 요소는 편의상 종래와 동일한 명칭 및 부호를 병기하기로 한다.Components of the present invention that share the same parts as the prior art in the drawings will be denoted with the same name and code as in the prior art for convenience.
도 3 에서, 웨이퍼 안착대(4)의 하부에는 가열부(10)로부터 열을 공급받는 히팅 라인(9)과, 온도 계측부(12)가 결합된 온도 계측 라인(11)과, 백 가스 공급부(14)로부터 예를 들어, 아르곤(Ar)이나 수소(H2) 가스와 같은 백 가스(Back Gas)를 공급받는 백 가스 공급 라인(13)이 각 각 연결된다.In FIG. 3, a heating line 9 receiving heat from the heating unit 10, a temperature measuring line 11 to which the temperature measuring unit 12 is coupled, and a white gas supply unit are disposed below the wafer seating plate 4. 14 is connected to a back gas supply line 13 which receives a back gas such as, for example, argon (A r ) or hydrogen (H 2 ) gas.
여기서, 상기 안착대(4)를 수평으로 절개한 평면도를 보면, 이 안착대(4)의 가장자리 쪽 둘레에 복수의 백 가스 공급공(13a)이 소정 간격을 두고 관통 배열되고, 그 중앙 쪽에는 진공 흡입 라인(15)을 통하여 진공 흡인력이 전달되게 하는 복수의 진공 흡입공(15a)이 관통 형성된다. 그리고, 상기 백 가스 공급공(13a)과 진공 흡입공(15a) 사이에는 백 가스를 안착대(4) 상면 전체에 고루 퍼져 나가도록 안내할 수 있도록 V 자의 요철 홈(4a)이 여러 줄로 배열된다.Here, in the plan view of the mounting table 4 horizontally cut out, a plurality of bag gas supply holes 13a are arranged at predetermined intervals around the edge side of the mounting table 4 at a center thereof, A plurality of vacuum suction holes 15a through which the vacuum suction force is transmitted through the vacuum suction line 15 are formed therethrough. In addition, between the bag gas supply hole 13a and the vacuum suction hole 15a, V-shaped uneven grooves 4a are arranged in rows so as to guide the bag gas to spread evenly over the entire upper surface of the seating table 4. .
특히, 본 실시예에서는 부호 20 으로 도시된 정화 가스 공급부를 별도로 더 구비하고, 이 정화 가스 공급부(20)는 백 가스 공급 라인(13)의 소정 위치에 정화 가스 공급 라인(22)을 배관 연결한다.Particularly, in the present embodiment, a purge gas supply unit shown by reference numeral 20 is further provided, and the purge gas supply unit 20 pipe-connects the purge gas supply line 22 to a predetermined position of the bag gas supply line 13. .
여기서, 상기 정화 가스 공급부(20)에 저장되는 가스는 질소(N2) 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 백 가스 공급 라인(13)에 밸브(30), 예를 들어 토글 실렉터 밸브(Toggle Selector Valve)를 설치하여 공정 챔버를 배기할 경우에나 공정 작업을 정지할 경우에 선택적으로 사용하면 바람직하고, 도시 생략된 챔버의 도어 리드가 열리거나 닫히는 것을 감지하는 센서와 연동되도록 하여도 매우 바람직하다.Here, the gas stored in the purge gas supply unit 20 is preferably used nitrogen (N 2 ) gas. In addition, a valve 30, for example, a toggle selector valve, may be installed in the bag gas supply line 13 to selectively use the exhaust gas when the process chamber is exhausted or when the process operation is stopped. In addition, the door lid of the chamber (not shown) may be interlocked with a sensor that detects the opening or closing of the chamber lid.
이와 같은 본 실시예에 따른 웨이퍼 안착대의 표면 정화 장치는, 우선, 정상적인 공정 과정을 진행할 경우에는 웨이퍼 안착대(4)가 가열부(10)에 의하여 대략 415℃의 온도를 유지하도록 가열되는 상태에서 웨이퍼(5)의 상면에는 반응 가스(플러그 필 가스)가 공급되는 반면, 그 배면에는 백 가스 공급공(13a)을 통하여 백 가스가 공정이 진행되는 동안은 항상 공급되도록 하여, 웨이퍼(5) 배면이나 특히 안착대(4) 표면에 플러그 필 가스가 침적(증착)되지 못하도록 막는 역할을 한다.The surface cleaning apparatus of the wafer seating table according to the present embodiment, first, in a state where the wafer seating table 4 is heated to maintain a temperature of approximately 415 ° C by the heating unit 10 when performing a normal process. The reaction gas (plug fill gas) is supplied to the upper surface of the wafer 5, while the back gas is always supplied to the rear surface of the wafer 5 through the white gas supply hole 13a so that the process is performed. However, the plug fill gas is prevented from being deposited (deposited) on the seating surface 4 in particular.
반면에, 공정 과정을 정시나 수시, 예를 들어 설비에 문제가 발생하여 정지할 경우 챔버의 내부 가스를 배기시킬 경우에 종래에는 백 가스 밸브(도시 생략)가 닫히게 되므로 웨이퍼 안착대(4)의 표면 쪽으로는 전혀 가스의 흐름이 없게 되지만, 정화 가스 공급부(20)에 채워진 질소 가스를 기존의 백 가스 공급 라인(13)을 그대로 이용하여 안착대(4)의 표면 쪽으로 직접 공급할 수 있으므로 그 주위에 잔존하는 가스를 제거하기 위하여 별도의 청소 장비를 투입할 필요 없이 간단히 밸브(30)의 조작만으로 신속하게 정화시킬 수 있게 된다. 물론, 공정 진행 중에는 상기 밸브(30)를 닫힌 상태로 두어야 한다.On the other hand, when the process is stopped on time or at any time, for example, when a problem occurs in a facility, the back gas valve (not shown) is conventionally closed when exhausting the gas inside the chamber. Although there is no gas flow toward the surface, nitrogen gas filled in the purge gas supply unit 20 can be directly supplied to the surface of the seating plate 4 using the existing bag gas supply line 13 as it is. In order to remove the remaining gas, it is possible to quickly purify by simply operating the valve 30 without having to add a separate cleaning equipment. Of course, the valve 30 must be left closed during the process.
이렇게 되면 종래와 같이 청소를 위하여 외부의 공기를 새로이 투입할 경우에 발생될 수 있는 악영향, 즉 이 공기 속에 포함된 이물질이 다시 챔버 내부로 유입되어 안착대(4)나 백 가스 공급 라인(13)에 남아 있다가 공정 불량을 초래하는 결과를 막을 수 있을 뿐만 아니라 잔류 가스의 제거 시간을 상당히 단축할 수 있다.In this case, a bad effect that may occur when a new external air is introduced for cleaning, that is, foreign matter contained in the air is introduced into the chamber again so that the seating stand 4 or the bag gas supply line 13 may be removed. Not only can it prevent the consequences of process failure, but also significantly reduce the removal time of residual gas.
상술한 본 발명에 의하면, 공정 챔버의 배기 후 안착대 주위의 잔존 가스를 제거할 경우 백 가스 라인에 별도의 질소 가스 공급 라인을 더 부가 설치함으로써 기존의 백 가스 라인을 그대로 이용할 수 있으므로 청정 시간을 대폭 감축할 뿐만 아니라 공정 불량을 예방함은 물론, 원활한 공정 진행으로 인하여 생산성을 더욱 높일 수 있다.According to the present invention described above, when removing the remaining gas around the seating plate after the exhaust of the process chamber, a separate nitrogen gas supply line is additionally installed in the bag gas line so that the existing bag gas line can be used as it is, so that the clean time can be maintained. Not only does it significantly reduce, but also prevents process defects, it also increases productivity due to smooth process progress.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |