KR200285964Y1 - 웨이퍼의 식각 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼의 식각 장치에 관한 것으로서, 복수의 웨이퍼(W)가 장착된 웨이퍼카세트(W/C)가 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버(10)와, 웨이퍼(W)를 얼라인하는 얼라인 챔버(20)와, 얼라인된 웨이퍼(W)를 식각하는 공정을 실시하는 공정 챔버(30)와, 로드락 챔버(10)에 로딩된 웨이퍼카세트(W/C)로부터 각각의 챔버(10,20,30)로 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩시키는 웨이퍼 이송로봇(51)이 구비된 트랜스퍼 챔버(50)를 포함하는 웨이퍼의 식각 장치에 있어서, 트랜스퍼 챔버(50)의 일측에 웨이퍼 출입구(미도시)가 형성되고, 웨이퍼 출입구측에 식각 공정을 마친 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 잔류물 제거 공정을 실시하는 잔류물 제거 챔버(50)가 설치되는 것으로서, 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 효과적으로 제거함으로써 SMIF 파드의 부식에 의한 파티클의 발생을 방지하고, 잔류물과 후속 공정에서 발생되는 다른 종류의 잔류물과의 반응에 의한 웨이퍼의 결함 발생을 방지하여 웨이퍼의 수율과 반도체 소자의 전기적 특성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

Description

웨이퍼의 식각 장치{SEMICONDUCTOR WAFER ETCHER}

본 고안은 웨이퍼의 식각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 효과적으로 제거하는 웨이퍼의 식각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위하여 포토리소그래피, 식각, 확산, 화학기상증착 등 다양한 단위공정을 진행하며, 이러한 단위공정중 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 패턴들을 마스크로 하고, 마스크 아래 있는 부분과 외부로 노출된 부분들 사이에 서로 다른 화학 반응이 일어남으로써 마스크로 보호되지 않는 부분들이 공정이 진행됨에 따라 떨어져 나가게 하는 것을 식각 공정이라 한다.

웨이퍼의 식각 공정에 사용되는 식각 장치를 첨부된 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 웨이퍼의 식각 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 웨이퍼의 식각 장치는 복수의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼카세트(W/C)가 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버(1)와, 웨이퍼를 얼라인하는 얼라인 챔버(2)와, 얼라인된 웨이퍼를 식각하는 공정을 실시하는 공정 챔버(3)와, 로드락 챔버(1)에 로딩된 웨이퍼카세트(W/C)로부터 각각의 챔버(1,2,3)로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키는 웨이퍼 이송로봇(4a)이 구비된 트랜스퍼 챔버(4)를 포함하고 있다.

한편, 공정 챔버(3)에서 식각 공정을 마친 웨이퍼는 로드락 챔버(1)의 웨이퍼카세트(W/C)에 장착되어 SMIF 파드 내에 보관되어 외기와 밀봉된 상태로 후속공정을 실시하기 위하여 운반된다.

이러한 SMIF 파드는 클린 룸(clean room)의 시설비 감소, 웨이퍼의 오염방지 등의 목적으로 그 사용이 요구되어지며, 웨이퍼가 점차 대구경화 되어감에 따라 특히, 300mm 이상의 경우에는 필수적이다.

이와 같은 종래의 웨이퍼의 식각 장치는 공정 챔버에서 식각 공정을 마친 웨이퍼가 로드락 챔버에 위치한 웨이퍼카세트에 장착되어 SMIF 파드 내로 곧바로 이송되어 외기와는 밀봉된 상태로 운반됨에 따라 식각 공정 진행시 발생된 케미컬 흄(chemical fume)이나 부산물(by-product) 등의 잔류물이 웨이퍼 표면 위에 잔류하게 된다.

웨이퍼 표면 위의 잔류물이 부식성이 강한 산 화합물의 경우 SMIF 파드 내에서 SMIF 파드를 구성하고 있는 부재를 부식시켜 파티클(particle)을 발생시키며, 후속 공정에서 발생한 다른 종류의 물질과 반응하여 웨이퍼에 결함(defect)을 발생시키거나 반도체 소자의 전기적 품질을 저하시키는 등의 문제점을 가지고 있었다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 효과적으로 제거함으로써 SMIF 파드의 부식에 의한 파티클의 발생을 방지하고, 잔류물과 후속 공정에서 발생되는 다른 종류의 잔류물과의 반응에 의한 웨이퍼의 결함 발생을 방지하여 웨이퍼의 수율과 반도체 소자의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 웨이퍼의 식각 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 고안은, 복수의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼카세트가 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버와, 웨이퍼를 얼라인하는 얼라인 챔버와, 얼라인된 웨이퍼를 식각하는 공정을 실시하는 공정 챔버와, 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼카세트로부터 각각의 챔버로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키는 웨이퍼 이송로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버를 포함하는 웨이퍼의 식각 장치에 있어서, 트랜스퍼 챔버의 일측에 웨이퍼 출입구가 형성되고, 웨이퍼 출입구측에 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 잔류물 제거 공정을 실시하는 잔류물 제거 챔버가 설치되는 것을 특징으로 한다.

잔류물 제거 챔버는 트랜스퍼 챔버의 웨이퍼 출입구와 연통하는 개구가 형성되며, 개구에 개폐 가능하도록 도어가 설치되는 본체와; 본체 내부에 설치되며, 트랜스퍼 챔버의 웨이퍼 이송로봇에 의해 개구를 통해 로딩되는 웨이퍼가 상부면에 안착되는 웨이퍼 스테이지와; 웨이퍼 스테이지의 내부에 설치되어 웨이퍼를 가열하는 히터와; 웨이퍼 스테이지에 안착되는 웨이퍼를 향해 퍼지가스를 분사하는 가스분사노즐과; 가스분사노즐로부터 분사되는 퍼지가스를 흡입펌프에 의해 외부로 배출시키는 배기파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 웨이퍼의 식각 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 2는 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치의 잔류물 제거 챔버를 도시한 단면도이고,

도 4는 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치의 잔류물 제거 챔버를 제어하기 위한 블럭도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 로드락 챔버 20 ; 얼라인 챔버

30 ; 공정 챔버 40 ; 잔류물 제거 챔버

41 ; 본체 41a ; 개구

41b ; 도어 42 ; 웨이퍼 스테이지

42a ; 스테이지 플레이트 42b ; 관통홀

43 ; 히터 44 ; 가스분사노즐

44b ; 가스공급관 45 ; 배기파이프

50 ; 트랜스퍼 챔버 51 ; 웨이퍼 이송로봇

이하, 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치의 잔류물 제거 챔버를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치의 잔류물 제거 챔버를 제어하기 위한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치는 복수의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼카세트(W/C)가 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버(10)와, 웨이퍼를 얼라인(align)하는 얼라인 챔버(20)와, 얼라인된 웨이퍼를 식각하는 공정을 실시하는 공정 챔버(30)와, 공정 챔버(30)로부터 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 잔류물 제거 공정을 실시하는 잔류물 제거 챔버(40)와, 로드락 챔버(10)에 로딩된 웨이퍼카세트(W/C)로부터 각각의 챔버(10,20,30,40)로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키는 웨이퍼 이송로봇(51)이 구비된 트랜스퍼 챔버(50)를 포함한다.

로드락 챔버(10)는 웨이퍼의 식각 공정을 수행하기 위해 외부로부터 웨이퍼카세트(W/C)가 로딩되거나 식각 공정을 마친 웨이퍼가 장착된 웨이퍼카세트(W/C)를 외부로 언로딩하며, 웨이퍼카세트(W/C)를 외부와 밀폐시킨다.

얼라인 챔버(20)는 로드락 챔버(10)의 웨이퍼카세트(W/C)로부터 식각 공정을 수행하기 전에 웨이퍼의 중심을 찾아내서 웨이퍼의 노치(notch)를 정렬함으로써 공정 챔버(30)의 정해진 위치에 놓이도록 한다.

공정 챔버(30)는 얼라인 챔버(20)에 의해 정렬된 웨이퍼에 대한 식각 공정을 실시한다.

잔류물 제거 챔버(40)는 후술하는 트랜스퍼 챔버(50)의 일측에 형성되는 웨이퍼 출입구(미도시)측에 설치되는 것으로서, 도 3에서 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 챔버(50)의 웨이퍼 출입구(미도시)와 연통하는 개구(41a)에 도어(41b)가 개폐 가능하게 설치되는 본체(41)와, 본체(41) 내부에 설치되며 웨이퍼(W)가 상부면에 안착되는 웨이퍼 스테이지(42)와, 웨이퍼 스테이지(42) 내부에 설치되는 히터(43)와, 웨이퍼 스테이지(42)에 안착되는 웨이퍼(W)를 향해 퍼지가스를 분사하는 가스분사노즐(44)과, 가스분사노즐(44)로부터 분사되는 퍼지가스를 외부로 배출시키는 배기파이프(45)를 포함한다.

본체(41)의 도어(41b)는 공압공급부(41d;도 4에 도시)로부터 공압을 공급받아 작동하는 공압실린더(41c)에 의해 수직방향으로 슬라이딩됨으로써 개구(41a)를 개폐시킨다.

또한, 본체(41)는 내부를 상하로 나눔과 아울러 상부면에 웨이퍼 스테이지(42)가 설치되는 스테이지 플레이트(42a)가 구비되고, 스테이지 플레이트(42a)에는 하나 또는 2 이상의 관통홀(42b)이 형성되며, 스테이지 플레이트(42a)의 하측에는 관통홀(42b)을 통해 웨이퍼(W) 표면의 잔류물 제거 공정에 의해 분리된 잔류물을 함유하는 가스를 저장하여 배기파이프(45)를 통해 배출하는 잔류물 저장공간(41f)이 형성된다.

그리고, 본체(41)는 웨이퍼 스테이지(42)의 상측에 가스분사노즐(44)이 설치되고, 가스공급부(44a;도 4에 도시)로부터 가스분사노즐(44)로 퍼지가스를 공급하기 위하여 가스공급관(44b)이 설치되며, 본체(41)의 후측면에는 배기파이프(45)가설치된다.

웨이퍼 스테이지(42)는 스테이지 플레이트(42a)의 상부면에 설치되어 트랜스퍼 챔버(50)의 웨이퍼 이송로봇(51)에 의해 개구(41a)를 통해 로딩되는 웨이퍼(W)가 안착되며, 내부에 히터(43)가 설치된다.

히터(43)는 열선으로서 웨이퍼 스테이지(42) 내부 전체에 고루 열을 전달하도록 웨이퍼 스테이지(42) 중심부로부터 가장자리로 나사형상으로 설치된다.

가스분사노즐(44)은 웨이퍼 스테이지(42)의 상측에 설치되어 웨이퍼(W)를 향해 고압으로 퍼지가스를 분사하여 웨이퍼(W)에 부착된 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 제거하며, 퍼지가스로는 질소(N₂)가스 또는 산소(O₂) 등이 사용된다.

배기파이프(45)는 본체(41)의 후측면에 잔류물 저장공간(42f)과 연결되어 흡입펌프(45a;도 4에 도시)에 의해 본체(41) 내부의 잔류물을 함유한 퍼지가스를 외부로 배출시킨다.

트랜스퍼 챔버(50)는 웨이퍼 이송로봇(51)을 구비하여 로드락 챔버(10), 얼라인 챔버(20), 공정 챔버(30), 잔류물 제거 챔버(40)로 각각 웨이퍼(W)를 로딩 및 언로딩한다.

이와 같은 구조로 이루어진 웨이퍼의 식각 장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

로드락 챔버(10)로 로딩된 웨이퍼카세트(W/C)로부터 얼라인 챔버(20)를 거쳐 얼라인된 웨이퍼(W)가 공정 챔버(30)에서 식각공정을 마치면, 트랜스퍼 챔버(50)의웨이퍼 이송로봇(51)이 식각공정을 마친 웨이퍼(W)를 도어(41b)가 개방된 잔류물 제거 챔버(40)의 개구(41a)를 통해 웨이퍼 스테이지(42)에 안착시킨다.

이 때, 도어(41b)는 제 1 개폐밸브(41e)의 개폐에 의해 공압공급부(41d)로부터 공급되는 공압에 의해 작동된다.

웨이퍼 스테이지(42)에 웨이퍼(W)가 안착되면 웨이퍼(W)는 전원공급부(43a)로부터 히터드라이버(43b)의 구동에 의해 공급되는 전원에 의해 작동하는 히터(43)에 의해 가열된다. 그리고 이와 동시에 가스공급부(44a)로부터 공급되는 퍼지가스가 제 2 개폐밸브(44c)의 개방에 의해 가스분사노즐(44)을 통해 웨이퍼(W)로 분사된다.

따라서, 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 케미컬 흄, 부산물 등의 잔류물을 퍼지가스의 분사에 의해 제거하며, 히터(43)에 의해 웨이퍼(W)를 가열함으로써 잔류물의 제거효율을 증대시킨다.

그리고, 가스분사노즐(44)을 통해 웨이퍼(W)로 분사된 퍼지가스는 흡입펌프(45a)의 구동에 의해 웨이퍼(W) 표면으로부터 분리된 잔류물과 함께 관통홀(42b)과 잔류물 저장공간(41f)을 거쳐 배기파이프(45)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 제 1 및 제 2 개폐밸브(41e,44c), 히터드라이버(43b), 흡입펌프(45a)의 구동은 제어부(46)에 의해 제어된다.

이상과 같이 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 효과적으로 제거함으로써 SMIF 파드의 부식에 의한 파티클의 발생을 방지하고, 잔류물과 후속 공정에서 발생되는 다른 종류의 잔류물과의 반응에 의한 웨이퍼의 결함 발생을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치는 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 케미컬 흄과 부산물 등의 잔류물을 효과적으로 제거함으로써 SMIF 파드의 부식에 의한 파티클의 발생을 방지하고, 잔류물과 후속 공정에서 발생되는 다른 종류의 잔류물과의 반응에 의한 웨이퍼의 결함 발생을 방지하여 웨이퍼의 수율과 반도체 소자의 전기적 특성을 향상시키는 효과를 가지고 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 웨이퍼의 식각 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 복수의 웨이퍼가 장착된 웨이퍼카세트가 로딩 및 언로딩되는 로드락 챔버와, 웨이퍼를 얼라인하는 얼라인 챔버와, 얼라인된 웨이퍼를 식각하는 공정을 실시하는 공정 챔버와, 상기 로드락 챔버에 로딩된 웨이퍼카세트로부터 각각의 챔버로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키는 웨이퍼 이송로봇이 구비된 트랜스퍼 챔버를 포함하는 웨이퍼의 식각 장치에 있어서,

   상기 트랜스퍼 챔버의 일측에 웨이퍼 출입구가 형성되고, 상기 웨이퍼 출입구측에 식각 공정을 마친 웨이퍼의 표면에 잔류하는 잔류물 제거 공정을 실시하는 잔류물 제거 챔버가 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 식각 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잔류물 제거 챔버는

   상기 트랜스퍼 챔버의 웨이퍼 출입구와 연통하는 개구가 형성되며, 상기 개구에 개폐 가능하도록 도어가 설치되는 본체와;

   상기 본체 내부에 설치되며, 상기 트랜스퍼 챔버의 웨이퍼 이송로봇에 의해 개구를 통해 로딩되는 웨이퍼가 상부면에 안착되는 웨이퍼 스테이지와;

   상기 웨이퍼 스테이지의 내부에 설치되어 웨이퍼를 가열하는 히터와;

   상기 웨이퍼 스테이지에 안착되는 웨이퍼를 향해 퍼지가스를 분사하는 가스분사노즐과;

   상기 가스분사노즐로부터 분사되는 퍼지가스를 흡입펌프에 의해 외부로 배출시키는 배기파이프;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 식각 장치.