KR20020085346A - Apparatus for sealing of reactor chamber - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리액터 챔버의 기밀 유지 장치에 대한 것으로서, 이를 위한 구성으로 본 발명은 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 개구(50)를 슬릿 도어(40)에 의해 차폐시키게 되는 리액터 챔버의 기밀 유지 장치에 있어서, 상기 트랜스퍼 챔버(20)와 상기 리액터 챔버(30)간 개구(50)의 리액터 챔버(30)측 외주면에는 상기 슬릿 도어(40)와의 사이에 저밀도 재질의 제1 링(61)을 구비되고, 상기 제1 링(61)의 외측에는 고밀도 재질의 제2 링(62)이 구비되는 이중의 기밀 구조를 갖도록 하는 것으로, 이에따라 오-링의 사용수명을 보다 연장시키면서 내구력을 증강시키는 동시에 보다 완벽한 기밀 유지로 공정 수행의 안전성과 신뢰성이 향상되도록 하는데 특징이 있다.The present invention relates to an airtight holding device of a reactor chamber, in which a configuration of the present invention is a reactor chamber in which the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30 is shielded by the slit door 40. In the hermetic holding device, a first ring 61 of low density material is formed between the slit door 40 on the outer circumferential surface of the reactor chamber 30 side of the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30. And a double hermetic structure provided with a second ring 62 made of a high-density material on the outer side of the first ring 61, thereby enhancing durability while extending the service life of the O-ring. At the same time, it is characterized by more complete confidentiality, which improves the safety and reliability of the process performance.
Description
본 발명은 리액터 챔버의 기밀 유지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는리액터 챔버측으로부터 유도되는 플라즈마 또는 식각용 가스는 저밀도의 제1 링에 의해 일부가 차단되고, 잔여 플라즈마 또는 식각용 가스는 고밀도의 제2 링에 의해 차단되게 하므로서 단계적으로 이들 플라즈마 또는 식각용 가스의 누출이 방지되게 하면서 오-링의 사용 수명이 연장되게 하여 내구력이 증강되도록 하는 리액터 챔버의 기밀 유지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an airtight holding device of a reactor chamber, and more particularly, the plasma or etching gas induced from the reactor chamber side is partially blocked by the first ring of low density, and the remaining plasma or etching gas is of high density. It is related with the airtight holding device of the reactor chamber to be blocked by the second ring step by step to prevent the leakage of these plasma or etching gas while extending the service life of the O-ring to increase the durability.
일반적으로 반도체 제조 공정에서 사용되는 설비들은 거의 진공의 상태에서 공정을 수행하게 된다.In general, the equipment used in the semiconductor manufacturing process is to perform the process in a near vacuum.
특히 웨이퍼 가공에서 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위한 증착 또는 확산 및 식각 공정은 다양한 종류의 캐미컬을 웨이퍼에 분사하는 방식으로 수행하게 되는데 이같은 캐미컬 분사는 진공의 조건에서 이루어지게 된다.In particular, in wafer processing, deposition or diffusion and etching processes for forming a pattern on a wafer are performed by spraying various kinds of chemicals onto a wafer. Such chemical injection is performed under vacuum conditions.
이러한 공정의 수행 중 특히 챔버의 내부로 알에프(RF) 플라즈마 및 식각용 가스를 공급하게 되는 식각 공정에서는 도 1에서와 같이 로드 락 챔버(10, loadloock chamber)에서 웨이퍼를 대기압 조건에서 로딩되면 일단 진공의 분위기로 형성한 후 같은 진공의 분위기인 트랜스퍼 챔버(20, transfer dhamber)를 통해 리액터 챔버(30, reactor chamber)로 웨이퍼를 이송하게 된다.In the etching process, in which the RF plasma and the etching gas are supplied to the inside of the chamber, the wafer is loaded under atmospheric pressure once in a load lock chamber 10 as shown in FIG. After forming in the atmosphere of the wafer is transferred to the reactor chamber (30, reactor chamber) through the transfer chamber (20, transfer dhamber) of the same vacuum atmosphere.
따라서 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)는 동일한 진공의 분위기를 유지하는 상태에서 웨이퍼를 이송시키게 된다.Therefore, the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30 transfer the wafer while maintaining the same vacuum atmosphere.
이때 리액터 챔버(30)는 보통 3 Torr 이하의 진공을 유지하게 되는데 반해 웨이퍼를 리액터 챔버(30)에 로딩시키는 트랜스퍼 챔버(20)는 보통 3 Torr 이상의 진공을 유지하게 된다.In this case, the reactor chamber 30 generally maintains a vacuum of 3 Torr or less, whereas the transfer chamber 20 for loading a wafer into the reactor chamber 30 usually maintains a vacuum of 3 Torr or more.
이는 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 슬릿 도어(40)가 개방되면 보다 강한 진공압을 형성하고 있는 트랜스퍼 챔버(20)로 리액터 챔버(30)내 압력이 유동하면서 트랜스퍼 챔버(20)에 유입되는 이물질이 리액터 챔버(30)로 유동하지 못하도록 하기 위한 것이다.This is because when the slit door 40 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30 is opened, the pressure in the reactor chamber 30 flows into the transfer chamber 20 which forms a stronger vacuum pressure. This is to prevent foreign substances flowing into the reactor chamber 30 to flow.
한편 리액터 챔버(30)에서는 슬릿 도어(40)를 클로즈시킨 상태에서 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스를 웨이퍼에 분사하게 되면 리액터 챔버(30)내 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스가 슬릿 도어(40)에 의해 트랜스퍼 챔버(20)와 완전 분리되는 상태가 되더라도 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스의 유동 성질이 남아 있어 보다 고압의 진공의 상태인 트랜스퍼 챔버(20)측으로 이동하려는 성질이 있게 된다.Meanwhile, in the reactor chamber 30, when the plasma or etching gas is injected onto the wafer while the slit door 40 is closed, the plasma or etching gas in the reactor chamber 30 is transferred by the slit door 40. Even if the state is completely separated from the chamber 20, the flow property of the RF plasma or the etching gas remains, so that the state of moving to the transfer chamber 20 side in a higher pressure vacuum state is maintained.
하지만 이렇게 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 개구(50)를 슬릿 도어(40)에 의해 차단되도록 하면 도 2에서와 같이 이들 챔버간 개구(50)를 개폐시키게 되는 슬릿 도어(40)와 챔버 벽면(31) 사이에는 오-링(60)이 개제되어 있으므로 양 챔버간 기밀을 유지하게 되나 이때의 오-링(60)은 리액터 챔버(30)의 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스에 쉽게 노출되어 있게 되므로 식각 공정의 수행시 이들 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스에 의해 웨이퍼와 함께 일부의 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스에 의해 오-링(60)이 식각되면서 쉽게 파손되거나 변형이 초래되는 문제가 있다.However, when the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30 is blocked by the slit door 40, the slit door 40 which opens and closes the inter-chamber opening 50 as shown in FIG. 2. The O-ring 60 is interposed between the chamber wall 31 and the chamber wall 31 to maintain airtightness between the two chambers, but the O-ring 60 is easily exposed to the RF plasma or the etching gas of the reactor chamber 30. Since the O-ring 60 is etched by some of the RF plasma or the etching gas together with the wafer by the RF plasma or the etching gas, the O-ring 60 is easily broken or deformed when the etching process is performed.
이러한 오-링(60)의 손상은 챔버간 기밀성을 약화시키면서 공정 수행 시간을 지연시키기도 하고, 특히 공정의 신뢰성을 저하시키기도 하는 문제가 있다.The damage of the O-ring 60 may delay the process execution time while reducing the airtightness between chambers, and in particular, may lower the reliability of the process.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 리액터 챔버측의 알에프 플라즈마 또는 식각용 가스에는 직접 저밀도의 제1 링이 접촉되고, 제1 링의 내측으로는 고밀도의 제2 링이 구비되게 하여 이중으로 실링하므로서 실링성을 향상시키는 동시에 사용수명이 연장될 수 있도록 하는데 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to directly contact the first plasma of the plasma or etching gas on the reactor chamber side with a low density first ring, The second ring is provided with a high-density second seal to improve the sealing property and at the same time extend the service life.
도 1은 일반적인 반도체 제조 공정을 도시한 평면 구조도,1 is a planar structural diagram showing a general semiconductor manufacturing process,
도 2는 종래의 리액터 챔버의 기밀 유지 장치를 도시한 요부 단면도,2 is a sectional view showing the main parts of a conventional airtight holding device of a reactor chamber;
도 3은 본 발명에 따른 리액터 챔버의 기밀 유지 장치를 도시한 요부 단면도.Fig. 3 is a sectional view showing the main parts of an airtight holding device of a reactor chamber according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 로드 락 챔버 20 : 트랜스퍼 챔버10: load lock chamber 20: transfer chamber
30 : 리액터 챔버 31 : 챔버 벽면30 reactor chamber 31 chamber wall
40 : 슬릿 도어 50 : 개구40: slit door 50: opening
60 : 오-링 61 : 제1 링60: O-ring 61: the first ring
62 : 제2 링62: second ring
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 트랜스퍼 챔버와 리액터 챔버간을 슬릿 도어에 의해 차폐시키게 되는 챔버의 기밀 유지 장치에 있어서, 상기 트랜스퍼 챔버와 상기 리액터 챔버간 개구의 리액터 챔버측 외주면에는 상기 슬릿 도어와의 사이에 저밀도 재질의 제1 링이 구비되고, 상기 제1 링의 외측에는 고밀도 재질의 제2 링이 구비되는 이중의 기밀 구조를 갖도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an airtight holding device for a chamber that shields between a transfer chamber and a reactor chamber by a slit door, wherein the slit door is formed on the outer peripheral surface of the reactor chamber side of the opening between the transfer chamber and the reactor chamber. The first ring of the low density material is provided between the and the outer ring of the first ring is characterized by having a double airtight structure provided with a second ring of high density material.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 고밀도 플라즈마(HDP)를 이용하는 화학기상증착(CVD)이나 식각공정 특히 건식식각의 공정에서 공통적으로 적용된다.The present invention is commonly applied in chemical vapor deposition (CVD) using an high density plasma (HDP) or an etching process, particularly a dry etching process.
다시말해 웨이퍼에 필요로 하는 패턴을 형성하기 위하여 플라즈마를 직접 웨이퍼에 분사하므로서 증착되도록 하는 공정이나 공급된 가스가 플라즈마화되면서 웨이퍼를 식각하는 공정에 공통적으로 적용이 가능하다.In other words, in order to form a pattern required for the wafer, plasma can be directly applied to the wafer to be deposited, or a process of etching the wafer while the supplied gas is plasma transformed can be commonly applied.
한편 이들 공정에는 또한 공통적으로 다수의 웨이퍼가 적층되도록 한 카세트를 로딩하는 로드 락 챔버와 이 로드 락 챔버로부터 하나 또는 복수의 웨이퍼를 이송하는 트랜스퍼 챔버, 그리고 트랜스퍼 챔버로부터 유도되는 웨이퍼에 실질적으로 패턴을 형성하는 리액터 챔버가 구비된다.On the other hand, these processes also have a common pattern of load lock chambers for loading cassettes for stacking multiple wafers, transfer chambers for transferring one or more wafers from the load lock chambers, and wafers derived from the transfer chambers. A reactor chamber is provided.
그리고 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버간 그리고 트랜스퍼 챔버와 리액터 챔버간에는 이들 챔버간이 서로 연통되도록 하는 개구가 마련되며, 이 개구는 슬릿 도어에 의해서 개폐가 단속된다.In addition, an opening is provided between the load lock chamber and the transfer chamber and between the transfer chamber and the reactor chamber so that these chambers communicate with each other, and the opening is interrupted by the slit door.
상기와 같은 구성은 종전과 대동소이하다.Such a configuration is almost the same as before.
다만 본 발명은 트랜스퍼 챔버와 리액터 챔버간의 챔버 벽면과 슬릿 도어간 기밀 유지 수단을 개선하는데 특징이 있다.However, the present invention is characterized by improving the airtight holding means between the chamber wall and the slit door between the transfer chamber and the reactor chamber.
즉 트랜스퍼 챔버의 리액터 챔버측 챔버 벽면에는 개구의 외주면으로 오-링이 구비되는데 본 발명은 이같은 오-링을 이중으로 구비되도록 하는 것이다.That is, the reactor chamber side chamber wall surface of the transfer chamber is provided with an O-ring to the outer peripheral surface of the opening, the present invention is to provide such an O-ring in a double.
이를 구체적으로 설명하면 도 3에서와 같이 안쪽으로는 저밀도의 제1 링(61)이 구비되도록 하고, 제1 링(61)의 외측으로는 고밀도의 제2 링(62)이 구비되도록 하는 것이다.Specifically, as shown in FIG. 3, a low density first ring 61 is provided inward, and a high density second ring 62 is provided outside of the first ring 61.
다시말해 리액터 챔버(30)측에는 저밀도의 제1 링(61)이 직접 노출되고, 그 외측에는 제2 링(62)이 실질적으로 긴밀한 기밀 상태가 유지되도록 한다.In other words, the first ring 61 of low density is directly exposed to the reactor chamber 30 side, and the second ring 62 is kept in a substantially tight airtight state on the outside thereof.
이같은 이중의 링구조를 위해서 우선 슬릿 도어의 면적이 종전보다는 커져야하며, 바람직하게는 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 개구(50) 면적에 2배의 크기로서 형성되도록 하는 것이다.For such a double ring structure, the area of the slit door must first be larger than before, and preferably be doubled in the area of the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30.
이는 제1 링(61)의 외측으로 구비되는 제2 링(62)과 슬릿 도어(40)가 안전하게 밀착될 수 있어야만 하므로 적어도 제2 링(62)의 위치보다는 슬릿 도어(40)의 외주연 단부가 외측으로 더욱 연장되어야 하기 때문이다.This is because the second ring 62 and the slit door 40 provided on the outside of the first ring 61 should be able to be securely in close contact with each other, so that at least the outer peripheral end of the slit door 40 rather than the position of the second ring 62. Is because it must extend further outward.
이때 구비되는 제1 링(61)은 전술한 바와같이 저밀도의 재질로서 이루어지고, 제2 링(62)은 고밀도의 재질로서 이루어지도록 하되, 바람직하게는 제1 링(61)은 테프론을 재질로 하고, 제2 링(62)은 칼레츠(karlez)를 재질로 하는 것이다.In this case, the first ring 61 provided as described above is made of a low density material, and the second ring 62 is made of a high density material. Preferably, the first ring 61 is made of Teflon. The second ring 62 is made of Karlez.
기밀 수단의 재질을 서로 다르게 하는 것은 리액터 챔버(30)에서 발생되는 플라즈마와의 충돌시 충격력 완충과 동시에 기밀력을 안정적으로 유지되도록 하기 위한 것이다.The material of the airtight means is different from each other in order to maintain the airtight force stably at the same time as the impact force buffering during the collision with the plasma generated in the reactor chamber 30.
플라즈마와 충돌하게 되는 오-링의 재질이 고밀도로서 이루어지게 되면 그만큼 리액터 챔버에서의 플라즈마에 의한 충격의 강도가 더욱 강해질 수가 있는바 이렇게 플라즈마와 직접 충돌하게 되는 오-링의 재질을 저밀도로서 이루어지게 하면 충격의 완충 효과가 있어 손상이 줄어들게 된다.If the material of the O-ring that collides with the plasma is made of high density, the strength of the impact caused by the plasma in the reactor chamber may be stronger. Thus, the material of the O-ring that directly collides with the plasma is made of low density. This will reduce the damage due to the shock absorbing effect.
따라서 저밀도의 재질인 제1 링(61)은 플라즈마와의 충돌에 의한 손상을 보다 저감시키기 위해 구비되는 것이며, 제1 링(61)의 외측으로 구비되는 고밀도 재질의 제2 링(62)은 완벽한 기밀성이 유지되도록 하는 것이다.Therefore, the first ring 61, which is a low density material, is provided to further reduce damage caused by the collision with the plasma, and the second ring 62 of the high density material, which is provided outside the first ring 61, is perfect. To maintain confidentiality.
이와 같이 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 개구(50)의 외주연부로 저밀도와 고밀도 재질로서 이중의 기밀 구조를 구비하게 되는 것이 본 발명에서의요부 구성이다.Thus, the main structure of the present invention is to provide a double hermetic structure as a low density and high density material at the outer circumferential edge of the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30.
이에 따른 작용에 대해서 살펴보면 리액터 챔버(30)로 웨이퍼가 유도되면 슬릿 도어(40)에 의해 트랜스퍼 챔버(20)와 리액터 챔버(30)간 개구(50)를 차폐시키게 된다.As a result, when the wafer is guided to the reactor chamber 30, the opening 50 between the transfer chamber 20 and the reactor chamber 30 is shielded by the slit door 40.
차폐된 리액터 챔버(30)에는 플라즈마 또는 식각용 가스가 공급되면서 플라즈마 상태로 웨이퍼에 증착 또는 웨이퍼를 식각한다.The shielded reactor chamber 30 is supplied with plasma or etching gas to etch the wafer or the wafer in the plasma state.
이때 리액터 챔버(30)에 공급되는 플라즈마 또는 식각용 가스의 일부는 전술한 바와같이 비록 슬릿 도어(40)에 의해 차단되는 상태일지라도 이들의 잔류 유동성에 의해 리액터 챔버(30)보다는 진공압이 더 큰 트랜스퍼 챔버(20)측으로 유동하게 된다.At this time, a portion of the plasma or etching gas supplied to the reactor chamber 30 may have a higher vacuum pressure than the reactor chamber 30 due to their residual fluidity, even if it is blocked by the slit door 40 as described above. It flows to the transfer chamber 20 side.
도 3에서와 같이 리액터 챔버(30)에서 트랜스퍼 챔버(20)측으로 유동하는 플라즈마 또는 식각용 가스는 화살표에서와 같이 챔버 벽면(31)과 슬릿 도어(40)간 사이로 유동하면서 이들 사이로 구비되는 제1 링(61)에 의해 일단 유동이 차단된다.As shown in FIG. 3, the plasma or etching gas flowing from the reactor chamber 30 toward the transfer chamber 20 flows between the chamber wall 31 and the slit door 40 as shown by arrows, and is provided therebetween. The flow is once blocked by the ring 61.
저밀도의 제1 링(61)에 의해서 플라즈마 또는 식각용 가스와의 충돌 충격을 일단 완충시키고, 제1 링(61)을 통과한 잔여 플라즈마 또는 식각용 가스는 다시 고밀도의 제2 링(62)에 의해 유동이 차단되게 하므로서 완벽한 기밀력을 유지할 수가 있도록 한다.The low-density first ring 61 once buffers a collision impact with the plasma or etching gas, and the remaining plasma or etching gas passing through the first ring 61 is transferred to the high-density second ring 62 again. This allows the flow to be blocked so that a perfect air tightness can be maintained.
즉 제1 링(61)에서 플라즈마 또는 식각용 가스의 일부를 차단하므로서 충격력이 저감되도록 하고, 제1 링(61)을 통과한 플라즈마 도는 식각용 가스의 나머지일부를 제2 링(62)에 의해 차단시키므로서 이중으로 차단되게 하여 누출을 방지토록 하는 것이다.That is, the impact force is reduced by blocking a portion of the plasma or etching gas from the first ring 61, and the remaining portion of the plasma or etching gas passing through the first ring 61 is separated by the second ring 62. It is to prevent leakage by double blocking while blocking.
이렇게 플라즈마 또는 식각용 가스에 대해 누출을 단계적으로 차단하게 되면 종전과 같은 충돌 충격에 의한 오-링의 손상을 방지하면서 완벽한 기밀 유지가 가능해지므로 사용 수명을 지속적으로 연장시킬 수가 있게 된다.If the leakage to the plasma or etching gas in a step-by-step to prevent the damage of the O-ring due to the impact of the crash as before, it is possible to maintain a complete airtight, it is possible to continue to extend the service life.
한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.On the other hand, while many matters have been described in detail in the above description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이중의 기밀 구성에 의해 오-링의 손상이 방지되게 하므로서 오-링의 사용수명을 보다 연장시키게 되면서 내구력을 증강하게 되는 동시에 보다 완벽한 기밀 유지로 공정 수행의 안전성과 신뢰성을 향상시키게 되는 매우 유용한 효과가 있게 된다.As described above, the damage of the O-ring is prevented by the double hermetic construction according to the present invention, thereby extending the service life of the O-ring while increasing durability, and at the same time maintaining the safety of the process with more perfect airtightness. There is a very useful effect of improving reliability.
Claims (4)
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|---|---|---|---|---|
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- 2001-05-08 KR KR1020010024815A patent/KR20020085346A/en active IP Right Grant
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