KR20030087334A - 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치는, 상하로 이동하며 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프로 클램핑하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 있어서, 상기 클램프는 스텝핑 모터에 의해서 스텝값에 따라 미세하게 상하이동 조절되도록 되어 있는 것을 특징으로 하고, 본 발명에 따른 반도체소자 제조방법은, 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프로 클램핑하여 수행되는 반도체소자 제조방법에 있어서, 상기 클램프를 스텝핑 모터의 미세조정에 의해서 상기 웨이퍼와 클램프를 소정간격 이격시켜 반도체 제조공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 웨이퍼의 가장자리 부위에 대해서도 증착 및 건식식각 등의 반도체 제조공정을 수행함으로써 고집적화된 반도체소자에 용이하게 대응할 수 있고, 증착공정의 수행에 의해서 웨이퍼 상에 형성된 박막이 클램프가 상승할 때, 상기 클램프와 함께 상부로 달려 올라가는 소위, 스티킹(Sticking) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법{Clamping apparatus of wafer and methdo for manufacturing semiconductor device thereby}

본 발명은 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 클램프와 웨이퍼 사이를 소정간격 이격시켜 반도체 제조공정을 수행할 수 있는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법에 관한 것이다.

통상, 웨이퍼용 클램핑장치는 웨이퍼의 제조공정중 웨이퍼가 스테이지 상에 최초 정렬상태를 유지할 수 있도록 안정적으로 고정하도록 함으로써 웨이퍼의 제작상 정밀도를 향상시키기 위한 하나의 수단으로 작용되고 있다.

도1a 및 도1b는 종래의 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

종래의 반도체 웨이퍼 클램핑 장치는, 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 반응가스를 이용한 증착, 식각 등의 반도체 제조공정이 수행될 웨이퍼(2)가 위치하는 웨이퍼 스테이지(Wafer stage : 10) 상에 구비된다.

이때, 상기 웨이퍼 스테이지(10)는 도면에는 도시하지 않았으나 진공상태의 공정챔버 내부에 구비되고, 상기 웨이퍼 스테이지(10)는 캐소드전극(Cathode electrode) 등과 같이 전극으로 기능할 수도 있다.

그리고, 상기 웨이퍼 클램핑장치는 클램프(12)와 핀(14)이 고정나사(16)에 의해서 고정되어 있고, 상기 핀(14)은 실린더 등과 같은 구동원(도시되지 않음)의 구동에 의해서 상하이동을 수행하여 클램프(12)가 상하로 이동할 수 있도록 되어 있다.

특히, 상기 클램프(12)는 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이 구동원의 구동에 의해서 상부점 및 하부점 즉, 2단계 지점을 상하로 이동하며 웨이퍼 스테이지(10) 상의 웨이퍼(2)의 가장자리 부위와 직접 접촉하여 웨이퍼(2)를 고정하도록 되어 있다.

따라서, 일련의 반도체 제조공정이 수행된 웨이퍼(2)가 로봇아암 등의 웨이퍼 이송장치에 의해서 웨이퍼 스테이지(10) 상에 위치하게 되면, 도1a에 도시된 바와 같이 상부점에 위치하고 있는 클램프(12)는 구동원의 구동에 의해서 하강함으로써 도1b에 도시된 바와 같이 하부점으로 이동하여 웨이퍼(2)의 가장자리 부위와 직접 접촉하며 웨이퍼(2)를 클램핑하게 된다.

이후, 상기 클램프(12)에 의해서 웨이퍼(2)가 클램핑된 상태에서 반응가스를 분해하여 웨이퍼(2) 상에 박막을 형성하는 증착공정 및 웨이퍼(2) 상의 소정영역을 식각하는 건식식각공정 등의 반도체 제조공정이 수행된다.

그런데, 종래의 반도체 웨이퍼 클램핑 장치는 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼를 고정할 때, 상기 클램프와 웨이퍼의 가장자리 부위가 직접 접촉하며 웨이퍼가 고정됨으로써 웨이퍼의 가장자리 부위에 증착공정 및 건식식각공정 등의 반도체 제조공정이 수행되지 않는 문제점이 있었다.

특히, 최근에 반도체소자가 고집적화됨에 따라 웨이퍼 가장자리 부위에서의 반도체소자 제조공정이 더욱 요구됨으로써 전술한 문제점은 영향성이 크다고 할 것이다.

또한, 상기 증착공정이 진행된 웨이퍼는 증착공정이 진행되는 과정에 박막이 클램프와 웨이퍼 상에 동시에 형성됨으로써 클램프가 구동원의 구동에 의해서 다시 상부점으로 이동하게 되면, 상기 웨이퍼 상에 형성된 박막이 상부로 달려 올라가는 소위, 스티킹(Sticking) 현상이 발생하고 있다.

따라서, 웨이퍼 상에 형성된 박막이 파손되어 공정불량이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 웨이퍼와 클램프 사이에 소정 이격거리를 가진 상태에서 증착공정 및 건식식각공정 등의 반도체소자 제조공정을 수행함으로써 웨이퍼의 가장자리 부위에 대해서도 반도체 제조공정을 수행할 수 있도록 하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼와 클램프 사이에 소정 이격거리를 가진 상태에서 증착공정이 진행됨으로써 클램프가 구동원의 구동에 의해서 다시 상부점으로 이동하는 과정에 웨이퍼 상에 형성된 박막이 상부로 달려 올라가는 스티킹(Sticking) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 제공하는 데 있다.

도1a 및 도1b는 종래의 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

※ 도면의 주요 부호에 대한 설명

2, 4 : 웨이퍼 10, 20 : 웨이퍼 스테이지

12, 22 : 클램프 14, 24 : 핀

16, 26 : 고정나사

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치는, 상하로 이동하며 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프(Clamp)로 클램핑(Clamping)하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 있어서, 상기 클램프는 스텝핑 모터(Stepping motor)에 의해서 스텝값에 따라 미세하게 상하이동 조절되도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 반도체소자 제조방법은, 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프로 클램핑하여 수행되는 반도체소자 제조방법에 있어서, 상기 클램프를 스텝핑 모터의 미세조정에 의해서 상기 웨이퍼와 클램프를 소정간격 이격시켜 반도체 제조공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 웨이퍼와 클램프를 2㎜ 내지 4㎜ 이격시켜 반도체 제조공정이 수행될 수 있다.

그리고, 상기 반도체 제조공정은 증착공정 및 건식식각공정 중의 어느 하나일 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 클램핑 장치는, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 반응가스를 이용한 증착 및 식각 등의 반도체 제조공정이 수행될 웨이퍼(4)가 위치하는 웨이퍼 스테이지(20) 상에 구비된다.

이때, 상기 본 발명에 따른 웨이퍼 클램핑장치는 클램프(22)와 핀(24)이 고정나사(26)에 의해서 고정되어 있고, 상기 핀(24)은 다단계동작에 의해서 미세조정이 가능한 스텝핑 모터(Stepping motor) 등과 같은 구동원(도시되지 않음)의 구동에 의해서 스텝값에 따라 미세조정되어 클램프(22)와 웨이퍼(4) 사이를 소정간격 이격시키도록 되어 있다.

여기서, 상기 클램프(22)의 이동동작에 대해서 보다 상세히 설명하면, 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 스텝핑 모터 등의 구동원의 구동에 의해서 클램프(22)는 상부점에서 웨이퍼(4)와 클램프(22) 사이에 약 2㎜ 내지 4㎜, 바람직하게는 3㎜정도의 이격거리를 발생시키며 상하이동되도록 되어 있는 것이다.

그리고, 상기 웨이퍼 스테이지(20)는 도면에는 도시하지 않았으나 진공상태의 공정챔버 내부에 구비되고, 상기 웨이퍼 스테이지(20)는 캐소드전극 등과 같이 전극으로 기능할 수도 있다.

따라서, 일련의 반도체 제조공정이 수행된 웨이퍼(4)가 로봇아암 등의 웨이퍼 이송장치에 의해서 웨이퍼 스테이지(20) 상에 위치하게 되면, 도2a에 도시된 바와 같이 상부점에 위치하고 있는 클램프(22)는 스텝핑 모터 등의 구동원의 구동에 의해서 미세하게 조정 하강함으로써 도2b에 도시된 바와 같이 웨이퍼(4)와 약 2㎜ 내지 4㎜, 바람직하게는 3㎜정도의 이격거리가 발생하도록 하강하게 된다.

이후, 상기 클램프(22)에 의해서 웨이퍼(4)가 클램핑된 상태에서 반응가스를 분해하여 웨이퍼(4) 상에 박막을 형성하는 증착공정 및 웨이퍼(4) 상의 소정영역을 식각하는 건식식각공정 등의 반도체 제조공정이 수행된다.

이때, 상기 클램프(22)와 웨이퍼(4)가 약 2㎜ 내지 4㎜, 바람직하게는 3㎜정도 이격되어 있으므로 웨이퍼(4)의 가장자리에도 박막이 형성될 수 있고, 또한, 웨이퍼(4) 가장자리에 대해서 식각공정이 진행될 수 있는 것이다.

또한, 상기 클램프(22)와 웨이퍼(4)가 약 2㎜ 내지 4㎜, 바람직하게는 3㎜정도 이격되어 있으므로 증착공정을 종료한 후, 다시 클램프(22)가 상승할 때, 웨이퍼(4) 상에 형성된 박막이 클램프(22)와 함께 상부로 달려 올라가는 소위, 스티킹(Sticking) 현상은 발생하지 않는다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼의 가장자리 부위에 대해서도 증착 및 건식식각 등의 반도체 제조공정을 수행함으로써 고집적화된 반도체소자에 용이하게 대응할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 증착공정의 수행에 의해서 웨이퍼 상에 형성된 박막이 클램프가 상승할 때, 상기 클램프와 함께 상부로 달려 올라가는 소위, 스티킹(Sticking) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 상하로 이동하며 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프(Clamp)로 클램핑(Clamping)하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치에 있어서,

   상기 클램프는 스텝핑 모터(Stepping motor)에 의해서 스텝값에 따라 미세하게 상하이동 조절되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 클램핑 장치.
2. 웨이퍼 스테이지 상에 위치한 웨이퍼를 클램프로 클램핑하여 수행되는 반도체소자 제조방법에 있어서,

   상기 클램프를 스텝핑 모터의 미세조정에 의해서 상기 웨이퍼와 클램프를 소정간격 이격시켜 반도체 제조공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 웨이퍼와 클램프를 2㎜ 내지 4㎜ 이격시켜 반도체 제조공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 반도체 제조공정은 증착공정 및 건식식각공정 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조방법.