KR20010035565A - 건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식 식각장비의 로드록 챔버 배기장치에 관한 것이다.

입력용 로드록 챔버의 배기라인과 출력용 로드록 챔버의 배기라인이 합쳐져서 진공펌프를 구비한 하나의 진공라인으로 접속되며 상기 각 배기라인에는 개폐밸브가 설치되어 이루어지는 건식 식각장비의 로드록 챔버 배기장치에 있어서, 상기 각 배기라인에는 역류방지수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 두 개의 로드록 챔버를 하나의 진공라인을 통해 연결하여 배기할 경우에도 배기라인의 개방 전후에 따라 챔버간의 압력차에 의한 역류발생과 역류에 따른 파티클 유입을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

Description

건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치 {An apparatus for exhaustion in a dry etcher}

본 발명은 건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력 로드록 챔버와 출력 로드록 챔버가 별도로 형성된 경우에서 양 챔버에 대한 통합된 배기장치에 관한 것이다.

반도체장치는 반도체 기판에 도체, 부도체, 반도체로 작용하는 여러 가지 물질로 막을 형성하고 이를 가공하여 전자 전기 소자를 형성한 상태에서 배선을 통하여 이들을 결합시켜 만들어지는 고도의 정밀성과 복잡성을 가진 장치이다. 이들 장치는 물리적, 화학적인 원리를 이용한 여러 가지 공정을 통해 제작되는데 반도체장치 제조에 가장 빈번히 사용되는 공정의 하나가 식각 공정이다.

대개의 식각 공정에서는 일정 패턴을 가진 식각 마스크가 먼저 특정 물질막 위에 형성되고 이 상태에서 웨이퍼에 식각 물질을 작용시켜 특정 물질막에 마스크의 패턴을 전사하는 작업이 이루어진다. 이러한 식각 공정에도 액상의 식각물질을 사용하는 습식 식각과 가스나 플라즈마상의 식각 물질을 사용하는 건식 식각이 있는데 근래에는 식각 물질의 입자에 작용 방향을 주어 일정 방향으로만 식각이 이루어지도록 하는 이방성 식각이 많이 사용되고 있다.

건식 식각이 이루어지는 건식 식각 장비는 실제로 식각 공정이 이루어지는 식각 챔버의 전후에 입력 및 출력용으로 로드록 챔버를 두고 있다. 이는 식각 공정이 대개 진공 상태에서 이루어지기 때문에 식각 장비에 투입되는 대기압 상태에서 웨이퍼를 진공 상태인 공정 챔버로 넣거나 빼기 위한 기압 변환 및 완충 작용을 하기 위해서 설치하는 것이다. 즉, 웨이퍼를 진공상태인 공정 챔버에 투입할 때는 일단 입력용 로드록 챔버에 대기 상태로 웨이퍼를 투입하고 로드록 챔버를 밀폐한 다음 로드록 챔버내의 공기를 진공펌프를 통해 배기라인으로 배출하여 공정 챔버와 동등한 수준의 진공을 형성한다. 그리고 로드록 챔버와 진공 챔버 사이의 웨이퍼 출입용 도어를 열고 웨이퍼를 공정 챔버로 옮기게 된다. 출력용 로드록 챔버의 운용은 입력용 로드록 챔버의 역순이라고 보면 된다. 입출력을 담당하는 로드록 챔버는 하나로 형성될 수도 있으나 웨이퍼의 설비내 진행상의 상충을 방지하고, 환경 관리를 통해 불량 가능성을 낮추기 위해 분리하여 운용하기도 한다.

도1은 입력 및 출력용 로드록 챔버(110,130)가 분리된 종래의 건식 식각 장비(100)의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다. 공정 챔버(120)의 전후 단계에서 웨이퍼는 입력 및 출력용 로드록 챔버(110,130)를 거치게 된다.

도2는 도1과 같은 건식 식각 장비에서 입력용 로드록 챔버와 출력용 로드록 챔버의 배기장치를 나타내는 구성도이다. 입력용 로드록 챔버(11)와 출력용 로드록 챔버(13)의 배기 라인(21,23)이 모두 하나의 진공 펌프(27)와 연결된 진공 라인(25)에 접속되어 있다. 배기 라인(21,23)은 합쳐진 상태로 진공라인(25)에 연결이 되고 있다. 그런데 이런 구성을 가진 로드록 챔버의 배기장치에서 입력용 로드록 챔버(11)와 출력용 로드록 챔버(13)에서 챔버 내부의 공기를 배출하기 위한 펌핑은 일반적으로 동시에 일어나지 않게 된다.

가령, 공정을 마치고 웨이퍼를 방출하기 위해 출력용 로드록 챔버(13)에 연결된 배기 라인(23)의 밸브(14)가 개방되어 펌핑을 하는 경우 출력용 로드록 챔버(13)의 압력은 급격히 낮아지게 된다. 이때 공정 챔버에 웨이퍼를 투입하기 위해 입력용 로드록 챔버(11)의 배기를 위한 펌핑을 시작할 경우 입력용 로드록 챔버(11)와 연결된 배기 라인(21)의 밸브(12)가 개방되면서 배기가 시작된다. 입력용 로드록 챔버(11)는 대기압에 가까운 상태이기 때문에 초기에 배기되는 가스는 상대적으로 높은 압력으로 인하여 배출되는 과정에서 일부가 이미 상당 수준으로 낮아진 압력 상태인 출력용 로드록 챔버(13)쪽으로 흘러들어가 출력용 로드록 챔버(13)에는 역류현상이 발생할 수 있다. 이 경우 역류에 의해 배기 라인상의 파티클이 유입될 수도 있고 출력용 로드록 챔버(13)의 배기 시간이 길어지는 등의 문제도 생길 수 있으므로 문제가 된다. 도2의 화살표는 배기되는 가스의 흐름을 나타내고 있다.

본 발명에서는 동시에 배기가 진행되지 않는 입력용 로드록 챔버와 출력용 로드록 챔버가 특성상 하나의 진공라인과 연결되어 배기됨에 따라 생길 수 있는 역류 및 그로 인한 파티클 불량 등의 문제를 해결할 수 있도록 새로운 구성의 로드록 챔버 배기장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

도1은 입력 및 출력용 로드록 챔버가 분리된 종래의 건식 식각 장비의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다. 공정 챔버의 전후 단계에서 웨이퍼는 입력 및 출력용 로드록 챔버를 거치게 된다.

도2는 도1과 같은 건식 식각 장비에서 입력용 로드록 챔버와 출력용 로드록 챔버의 배기장치를 나타내는 구성도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 로드록 챔버 배기장치 구성도이다.

※도면의 중요부분에 대한 부호의 설명

11,110: 입력용 로드록 챔버 12,14: 밸브

13,130: 출력용 로드록 챔버 21,23: 배기 라인

27: 진공 라인 27: 진공펌프

31,33: 첵 밸브(check valve) 100: 건식 식각 장비

120: 공정 챔버 150: 웨이퍼 캐리어

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로드록 챔버 배기장치는, 입력용 로드록 챔버의 배기라인과 출력용 로드록 챔버의 배기라인이 합쳐져서 진공펌프를 구비한 하나의 진공라인으로 접속되며 상기 각 배기라인에는 개폐밸브가 설치되어 이루어지는 건식 식각장비의 로드록 챔버 배기장치에 있어서, 상기 각 배기라인에는 역류방지수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 가장 흔히 사용될 수 있는 역류방지수단은 첵 밸브(check valve)를 들 수 있다. 그리고 역류방지수단의 설치 위치는 각 배기라인의 개폐밸브와 배기라인의 합류점의 중간 지점이 일반적이다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 발명을 좀 더 살펴보기로 한다.

도3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 로드록 챔버 배기장치 구성도이다. 종래의 경우를 나타내는 도2와 달리 입력용 로드록 챔버(11)의 배기라인(21)과 출력용 로드록 챔버(13)의 배기라인(23)에 각각 개폐용 밸브(12,14)의 후단에 첵 밸브(31,33)가 설치되어 있다. 첵 밸브(31,33)는 양 배기라인(21,23)의 합류점 쪽으로 격막이 열리는 형태를 가지도록 설치한다. 배기되는 가스는 합류점에서 진공펌프(27)가 설치된 진공라인(25)을 따라서 외부로 배출된다.

이러한 구성의 배기장치에서는 양 로드록 챔버 가운데 먼저 하나에서 배기를 위한 펌핑이 이루어지고 이 챔버에서 연결된 밸브가 닫기기 전에 즉, 펌핑을 완료하기 전에 연이어서 다른 로드록 챔버에 대한 배기를 위해 펌핑이 시작될 경우 양 챔버 사이의 기압차이로 인하여 늦게 배기되는 쪽의 가스가 다른 챔버로 역류되는 현상이 생길 경우 즉시로 첵 밸브가 닫겨서 역류를 방지하게 된다.

본 발명에 따르면, 두 개의 로드록 챔버를 하나의 진공라인을 통해 연결하여 배기할 경우에도 배기라인의 개방 전후에 따라 챔버간의 압력차에 의한 역류발생과 역류에 따른 파티클 유입을 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 입력용 로드록 챔버의 배기라인과 출력용 로드록 챔버의 배기라인이 합쳐져서 진공펌프를 구비한 하나의 진공라인으로 접속되며 상기 각 배기라인에는 개폐밸브가 설치되어 이루어지는 건식 식각장비의 로드록 챔버 배기장치에 있어서,

   상기 각 배기라인에는 역류방지수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류방지수단은 첵 밸브(check valve)인 것을 특징으로 하는 건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류방지수단의 설치 위치는 각 배기라인에서 상기 개폐밸브와 양 배기라인의 합류점의 중간 지점인 것을 특징으로 하는 건식 식각 장비의 로드록 챔버 배기장치.