KR20020071396A - processing apparatus in a semiconductor fabricating - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A processing apparatus in a semiconductor fabrication is provided to prevent a backward flow of gases into a process chamber by exhausting the gases, uniformly. CONSTITUTION: A process chamber(10) performs an etch process by using an etch gas. A chuck(12) is installed in the process chamber(10). A wafer(W) is loaded in the chuck(12). A lifter(14) is connected with the chuck(12). The lifter(14) is used for lifting the chuck(12) to an upper side of a lower side of the process chamber(10). A loading portion(16) is used for loading the wafer(W) in an inside of the process chamber(10). An exhaust portion(18) is used for exhausting the etch gas to an outside of the process chamber(10). The exhaust portion(18) is installed on a wall of the process chamber(10) facing the loading portion(16). A liner(20) is installed between the wall of the process chamber(10) and the chuck(12).

Description

반도체 제조에 사용되는 가공 장치{processing apparatus in a semiconductor fabricating}Processing apparatus in a semiconductor fabrication

본 발명은 반도체 제조에 사용되는 가공 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스를 사용하는 가공을 수행하는 가공 챔버를 포함하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing apparatus for use in semiconductor manufacturing, and more particularly to a processing apparatus for use in semiconductor manufacturing including a processing chamber for performing processing using gas.

근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 이에 따라, 상기 반도체 장치의 집적도 향상을 위한 주요한 기술로서 미세 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to these demands, the manufacturing technology of the semiconductor device has been developed to improve the degree of integration, reliability, and response speed. Accordingly, the demand for microfabrication techniques is becoming more stringent as a main technique for improving the integration degree of the semiconductor device.

상기 미세 가공 기술은 막 형성 기술, 패턴 형성 기술 등을 포함한다. 그리고, 0.15㎛ 이하의 디자인룰(design rule)을 요구하는 최근의 미세 가공 기술에서는 가공을 위한 재료로서 케미컬이 아닌 가스를 주로 사용한다.The fine processing technique includes a film forming technique, a pattern forming technique and the like. In addition, recent microfabrication techniques requiring a design rule of 0.15 µm or less mainly use gas other than chemical as a material for processing.

상기 가스를 사용하는 반도체 제조에 사용되는 장치에 대한 예는 미합중국 특허 제5,015,331호(issued to Powell)에 개시되어 있다.An example of a device used in the manufacture of semiconductors using such gases is disclosed in US Pat. No. 5,015,331 issued to Powell.

상기 장치를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 상기 장치는 가스가 제공되고, 가공이 수행되는 가공 챔버를 포함한다. 그리고, 상기 가공 챔버 내에 기판이 놓여지는 척(chuck)을 포함한다. 이에 따라, 상기 척 상에 기판을 올려놓고, 상기 가스를 제공받음으로서, 상기 가공을 수행한다.Looking at the device in detail as follows. The apparatus includes a processing chamber in which gas is provided and processing is performed. And a chuck on which the substrate is placed in the processing chamber. Accordingly, the processing is performed by placing a substrate on the chuck and receiving the gas.

그리고, 상기 가공 챔버의 일측에는 상기 가공에 사용되는 가스를 외부로 배기시키기 위한 배기부가 설치되어 있다. 따라서, 상기 가공을 수행한 다음 배기부를 통하여 상기 가스를 외부로 배기시킨다.One side of the processing chamber is provided with an exhaust unit for exhausting the gas used for the processing to the outside. Therefore, after performing the processing, the gas is exhausted to the outside through the exhaust portion.

그러나, 상기 배기부를 통하여 상기 가스를 배기시킬 때 상기 가스는 상기 가공 챔버 내로 역류하는 상황이 빈번하게 발생한다. 이는, 상기 가스의 유량이 불균일한 상태로 배기되기 때문이다. 즉, 상기 배기부가 상기 가공 챔버와 바로 연결되도록 설치되어 있고, 아무른 블로킹(blocking)없이 상기 가스가 배기부로 곧바로 전달되기 때문이다.However, a situation in which the gas flows back into the processing chamber frequently occurs when exhausting the gas through the exhaust part. This is because the flow rate of the gas is exhausted in a non-uniform state. In other words, the exhaust part is installed to be directly connected to the processing chamber, and the gas is directly delivered to the exhaust part without any blocking.

따라서, 상기 가스의 불균일한 배기는 상기 가스가 상기 가공 챔버 내로 역류하는 원인을 제공한다. 그리고, 상기 가스의 역류는 상기 가공 장치를 사용한 가공에 불량의 원인으로 작용한다. 일예로, 상기 가스의 역류로 인하여 가공 챔버 측벽 등에 흡착되어 있는 파티클이 기판으로 전달되고, 기판 상에 흡착된다. 이와 같이, 상기 가스의 불균일한 배기는 불량의 원인으로 작용함으로서, 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도를 저하시키는 문제점으로 지적되고 있다.Thus, non-uniform exhaust of the gas provides a cause for the gas to flow back into the processing chamber. And the backflow of the gas acts as a cause of the defect in the processing using the processing apparatus. For example, particles adsorbed on the processing chamber sidewall or the like are transferred to the substrate and adsorbed on the substrate due to the reverse flow of the gas. As described above, it is pointed out that the non-uniform exhaust of the gas acts as a cause of the defect, thereby lowering the reliability of the semiconductor device.

본 발명의 목적은, 균일한 유량으로 가스를 배기시키기 위한 반도체 제조에 사용되는 가공 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a processing apparatus for use in semiconductor manufacturing for exhausting gas at a uniform flow rate.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조에 사용되는 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 and 2 are configuration diagrams for explaining a processing apparatus used for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 가공 장치에 설치되는 라이너를 나타내는 사시도이다.It is a perspective view which shows the liner installed in the processing apparatus of this invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 가공 챔버 12 : 척10 processing chamber 12 chuck

14 : 리프터 16 : 로딩부14 lifter 16 loading unit

18 : 배기부 20 : 라이너18: exhaust 20: liner

W : 기판W: Substrate

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조에 사용되는 가공 장치는, 가스가 제공되고, 상기 가스를 사용하는 반도체 제조를 위한 가공이 수행되는 가공 챔버와, 상기 가공 챔버 내에 설치되고, 상기 가공을 위한 기판이 놓여지는 척과, 상기 척과 연결되고, 상기 가공을 수행할 때 상기 척을 상기 가공 챔버 상측 및 하측으로 구동시키는 리프터와, 상기 가공 챔버 일측벽에 설치되고, 상기 기판을 상기 가공 챔버 내로 로딩시키는 로딩부와, 상기 로딩부와 대향하는 상기 챔버 타측벽에 설치되고, 상기 가공에 사용되는 가스를 상기 가공 챔버 외부로 배기시키는 배기부와, 상기 가공 챔버 벽체와 척 사이에 설치되고, 상기 가스를 배기시킬 때상기 가스를 블로킹하여 상기 가스가 상기 가공 챔버 내로 역류되지 않도록 배기시키는 라이너를 포함한다.The processing apparatus used for manufacturing the semiconductor of the present invention for achieving the above object is provided with a processing chamber in which a gas is provided and processing for manufacturing a semiconductor using the gas is performed, and is provided in the processing chamber, and the processing is performed. A chuck on which the substrate is placed, connected to the chuck, and a lifter for driving the chuck above and below the processing chamber when the processing is performed, mounted on one side wall of the processing chamber, and loading the substrate into the processing chamber. A loading portion to be installed, an exhaust portion provided on the other side wall of the chamber facing the loading portion, and an exhaust portion for exhausting the gas used for the processing to the outside of the processing chamber, and between the processing chamber wall and the chuck. And a liner for blocking the gas so as to exhaust the gas so that the gas does not flow back into the processing chamber. .

상기 라이너는 상기 가공 챔버 내의 천정(ceiling)으로부터 상기 척이 기판을 로딩시키는 위치까지 설치되고, 상기 가공 챔버와 척 사이를 둘러싸는 형상을 갖고, 상기 로딩부와 마주하는 부위는 상기 기판을 로딩시킬 수 있도록 도통되어 있다.The liner is installed from a ceiling in the processing chamber to a position at which the chuck loads the substrate, and has a shape surrounding the processing chamber and the chuck, and a portion facing the loading portion may load the substrate. It is turned on.

이와 같이, 상기 라이너를 설치함으로서, 상기 가스를 배기시킬 때 상기 가스가 배기부로 곧바로 전달되지 않고, 상기 라이너에 블로킹되도록 한다. 따라서, 상기 라이너의 블로킹에 의해 상기 가스는 균일한 유량으로 배기될 수 있다.In this way, by installing the liner, when the gas is exhausted, the gas is not immediately transferred to the exhaust portion, but is blocked by the liner. Accordingly, the gas may be exhausted at a uniform flow rate by blocking the liner.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조에 사용되는 가공 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 and 2 are configuration diagrams for explaining a processing apparatus used for manufacturing a semiconductor according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 도면들은 기판 상에 형성되어 있는 막들의 소정 부위를 식각하여 패턴으로 형성하기 위한 식각 장치를 나타낸다. 이외에도, 본 발명의 일 실시예는 화학 기상 증착에 의해 상기 기판 상에 막들을 형성하기 위한 막 형성 장치를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the illustrated drawings show an etching apparatus for etching a predetermined portion of films formed on a substrate to form a pattern. In addition, an embodiment of the present invention may include a film forming apparatus for forming films on the substrate by chemical vapor deposition.

상기 장치는 식각 가스가 제공되고, 상기 식각 가스를 사용하는 식각 가공을 수행하는 가공 챔버(10)를 포함한다. 상기 식각 가스는 식각 대상의 막들에 대해서그 종류를 달리한다. 예를 들어, 상기 막이 산화막을 포함하는 경우에는 CxFy(x,y는 자연수)가스를 사용하고, 알루미늄막을 포함하는 경우에는 Clz(z는 자연수)를 사용한다. 그리고, 상기 식각 가스는 배플(baffle)(도시되지 않음) 등에 의해 가공 챔버(10) 내에 균일하게 제공된다. 이러한 식각 가스는 상기 식각을 수행할 때 해리되어 플라즈마 상태로 형성된다.The apparatus includes a processing chamber 10 provided with an etching gas and performing an etching process using the etching gas. The etching gas has a different kind for the films to be etched. For example, when the film includes an oxide film, C x F y (x and y are natural water) gas is used, and when the film is aluminum, Cl z (z is natural water) is used. In addition, the etching gas is uniformly provided in the processing chamber 10 by a baffle (not shown) or the like. The etching gas is dissociated when the etching is performed to form a plasma state.

상기 장치는 가공 챔버(10) 내에 설치되고, 기판(W)이 놓여지는 척(12)을 포함한다. 그리고, 상기 장치는 척(12)과 연결되는 리프터(lifter)(14)를 포함한다. 리프터(14)는 척(12)을 가공 챔버(10) 상측 및 하측으로 리프팅시킨다. 구체적으로, 리프터(14)는 기판(W)을 가공 챔버(10)로 로딩(loading)시킬 때 척(12)을 가공 챔버(10) 하측에 위치하도록 리프팅시키고, 상기 식각을 수행할 때 척(12)을 가공 챔버(10) 상측에 위치하도록 리프팅시킨다.The apparatus is installed in the processing chamber 10 and includes a chuck 12 on which the substrate W is placed. The apparatus also includes a lifter 14 connected with the chuck 12. The lifter 14 lifts the chuck 12 above and below the processing chamber 10. Specifically, the lifter 14 lifts the chuck 12 so as to be positioned below the processing chamber 10 when loading the substrate W into the processing chamber 10, and the chuck 12 when performing the etching. 12) to be positioned above the processing chamber 10.

상기 장치는 기판(W)을 가공 챔버(10) 내로 로딩시키는 로딩부(16)를 포함한다. 따라서, 로딩부(16)를 통하여 기판(W)이 로딩된다. 그리고, 상기 장치는 상기 식각 가스를 가공 챔버(10) 외부로 배기시키는 배기부(18)를 포함한다. 배기부(18)는 로딩부(16)와 대향하는 가공 챔버(10)의 타측벽에 설치된다. 따라서, 상기 식각을 수행한 다음 식각에 사용된 가스는 배기부(18)를 통하여 배기된다.The apparatus includes a loading 16 for loading the substrate W into the processing chamber 10. Therefore, the substrate W is loaded through the loading unit 16. In addition, the apparatus includes an exhaust 18 for exhausting the etching gas to the outside of the processing chamber 10. The exhaust part 18 is installed on the other side wall of the processing chamber 10 facing the loading part 16. Therefore, the gas used for etching after the etching is exhausted through the exhaust unit 18.

상기 장치는 가공 챔버(10) 벽체와 척(12) 사이에 설치되는 라이너(liner)(20)를 포함한다. 라이너(20)는 상기 식각 가스를 배기시킬 때 상기 식각 가스를 블로킹하여 상기 식각 가스가 가공 챔버(12) 내로 역류되지 않도록 배기시킨다. 즉, 상기 식각 가스가 균일한 유량으로 배기되도록 블로킹하는 것이다.The apparatus includes a liner 20 installed between the wall of the processing chamber 10 and the chuck 12. When the liner 20 exhausts the etching gas, the liner 20 blocks the etching gas so that the etching gas is not flowed back into the processing chamber 12. That is, blocking is performed so that the etching gas is exhausted at a uniform flow rate.

도 3은 본 발명의 가공 장치에 설치되는 라이너를 나타내는 사시도이다.It is a perspective view which shows the liner installed in the processing apparatus of this invention.

도 3은 상기 식각 장치에 설치되는 라이너(20)를 나타낸다. 라이너(20)는 상기 가공 챔버와 척 사이를 둘러싸는 형상을 갖는다. 그리고, 라이너(20)는 스커트(skirt) 형상을 갖는다. 또한, 라이너(20)는 상기 가공 챔버에 설치될 때 상기 로딩부와 마주하는 부위를 도통시킴으로서 상기 기판의 로딩에 따른 영향을 최소화한다. 그리고, 라이너(20)는 상기 가공 챔버에 설치될 때 상기 가공 챔버 천정으로부터 상기 척이 리프터에 의해 기판을 로딩시키는 위치까지의 길이를 갖는다. 그리고, 라이너(20)는 폴리머(polymer) 등과 같은 파티클의 흡착을 최소화하기 위하여 알루미늄 재질로 구성된다.3 shows a liner 20 installed in the etching apparatus. The liner 20 has a shape that encloses between the processing chamber and the chuck. The liner 20 has a skirt shape. In addition, the liner 20 minimizes the effect of the loading of the substrate by conducting a portion facing the loading portion when installed in the processing chamber. And the liner 20 has a length from the processing chamber ceiling to the position at which the chuck loads the substrate by the lifter when installed in the processing chamber. The liner 20 is made of aluminum to minimize the adsorption of particles such as polymers.

상기 장치를 사용한 식각 가스의 배기를 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 기판(W)을 척(12)에 올려놓은 다음 척(12)을 가공 챔버(10) 상측으로 리프팅시키고, 식각 공정을 수행한다. 이어서, 상기 식각 공정을 수행한 다음 상기 식각 공정에 사용된 식각 가스를 배기시킨다. 이때, 척(12)은 리프터(18)에 의해 가공 챔버(10) 하측으로 리프팅된다. 그리고, 상기 식각 가스는 라이너(20)에 블로킹되고, 배기부(18)를 통하여 배기된다. 가공 챔버(10) 측벽에 블로킹되는 또한 라이너(20)에 블로킹되고, 배기부(18)를 통하여 배기된다. 이와 같이, 상기 식각 가스는 라이너(20)에 블로킹됨으로서 균일하게 배기된다.Looking at the exhaust of the etching gas using the apparatus as follows. First, the substrate W is placed on the chuck 12, and then the chuck 12 is lifted above the processing chamber 10, and an etching process is performed. Subsequently, after performing the etching process, the etching gas used in the etching process is exhausted. At this time, the chuck 12 is lifted below the processing chamber 10 by the lifter 18. In addition, the etching gas is blocked by the liner 20 and is exhausted through the exhaust unit 18. Blocking on the sidewalls of the processing chamber 10 is also blocked on the liner 20 and exhausted through the exhaust 18. As such, the etching gas is uniformly exhausted by blocking the liner 20.

따라서, 본 발명에 의하면 상기 가스가 균일하게 배기됨으로서 상기 가스는가공 챔버 내로 역류하지 않는다. 때문에 상기 가스의 역류로 인한 불량의 원인 발생을 최소화할 수 있다. 이와 같이, 상기 가스를 균일하게 배기시켜 불량의 원인 발생을 최소화시킴으로서, 반도체 장치의 제조에 따른 신뢰도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the gas is uniformly exhausted so that the gas does not flow back into the processing chamber. Therefore, it is possible to minimize the occurrence of the cause of the failure due to the reverse flow of the gas. As described above, by minimizing the occurrence of the cause of failure by exhausting the gas uniformly, it is possible to expect the effect of improving the reliability of the manufacturing of the semiconductor device.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (5)

가스가 제공되고, 상기 가스를 사용하는 반도체 제조를 위한 가공이 수행되는 가공 챔버;A processing chamber in which a gas is provided and a processing for manufacturing a semiconductor using the gas is performed; 상기 가공 챔버 내에 설치되고, 상기 가공을 위한 기판이 놓여지는 척;A chuck installed in the processing chamber, in which a substrate for processing is placed; 상기 척과 연결되고, 상기 가공을 수행할 때 상기 척을 상기 가공 챔버 상측 및 하측으로 구동시키는 리프터;A lifter coupled to the chuck and driving the chuck up and down the processing chamber when performing the machining; 상기 가공 챔버 일측벽에 설치되고, 상기 기판을 상기 가공 챔버 내로 로딩시키는 로딩부;A loading unit installed at one side wall of the processing chamber and loading the substrate into the processing chamber; 상기 로딩부와 대향하는 상기 가공 챔버 타측벽에 설치되고, 상기 가공에 사용되는 가스를 상기 가공 챔버 외부로 배기시키는 배기부; 및An exhaust unit disposed on the other side wall of the processing chamber facing the loading unit, and configured to exhaust a gas used in the processing to the outside of the processing chamber; And 상기 가공 챔버 벽체와 척 사이에 설치되고, 상기 가스를 배기시킬 때 상기 가스를 블로킹하여 상기 가스가 상기 가공 챔버 내로 역류되지 않도록 배기시키는 라이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치.And a liner disposed between the processing chamber wall and the chuck and configured to block the gas when exhausting the gas so that the gas does not flow back into the processing chamber. 제1항에 있어서, 상기 가공 장치는 기판 상에 패턴을 형성하는 가공을 수행하는 식각 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치.The processing apparatus of claim 1, wherein the processing apparatus includes an etching apparatus that performs a process of forming a pattern on a substrate. 제1항에 있어서, 상기 리프터는 상기 기판을 가공 챔버로 로딩시킬 때 상기척을 상기 가공 챔버 하측에 위치하도록 리프팅시키고, 상기 가공을 수행할 때 상기 척을 상기 가공 챔버 상측에 위치하도록 리프팅시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치.The method of claim 1, wherein the lifter is adapted to lift the chuck to be positioned below the processing chamber when loading the substrate into the processing chamber and to lift the chuck to be located above the processing chamber when performing the processing. A processing apparatus used for semiconductor manufacturing. 제1항에 있어서, 상기 라이너는 상기 가공 챔버 내의 천정(ceiling)으로부터 상기 척이 기판을 로딩시키는 위치까지 설치되고, 상기 가공 챔버와 척 사이를 둘러싸는 형상을 갖고, 상기 로딩부와 마주하는 부위는 상기 기판을 로딩시킬 수 있도록 도통되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치.The site of claim 1, wherein the liner is installed from a ceiling in the processing chamber to a position at which the chuck loads the substrate, has a shape surrounding the processing chamber and the chuck, and faces the loading portion. Is a processing apparatus used for manufacturing a semiconductor, wherein the substrate is electrically conductive so as to load the substrate. 제1항에 있어서, 상기 라이너는 알루미늄 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조에 사용되는 가공 장치.The processing apparatus of claim 1, wherein the liner is made of aluminum.
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