KR20040079541A - 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비에 관한 것으로, 본 발명에서는 공정 챔버내에 설치되는 척지지대의 상부에 척 홈을 형성하여, 이러한 척 홈을 통해 척을 삽입고정하되, 상기 척 및 상기 척 홈의 바닥 사이에 지지판을 개재하고, 이러한 지지판에는 상기 척의 기울기를 가변시키는 척기울기 조절 모듈을 구비하여, 웨이퍼에 균일한 가공이 이루어질 수 있도록 척의 기울기를 가변하므로서 웨이퍼의 불균일한 가공상태를 보상하여 웨이퍼의 양품률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS HAVING A CONTROL MODULE FOR ADJUSTING A CHUCK SLOPE}

본 발명은 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 균일한 가공이 이루어질 수 있도록 척의 기울기를 가변할 수 있는 척기울기 조절모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비에 관한 것이다.

근래에 들어, 반도체 웨이퍼의 직경이 200mm(8인치)에서 300mm(12인치)로 대구경화되면서 생산측면에서는 유효 칩 수가 증가함에 따라 생산성 향상효과를 얻을 수 있고, 설비측면에서는 기존의 200mm 웨이퍼용 장치들을 동일한 개념으로 이용하여 최적화하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

기존의 반도체소자 제조설비를 300mm직경의 웨이퍼용으로 최적화함에 있어서는, 단지 공정챔버 및 그 내부 구조를 비례확대하면 되는 경우와, 단순한 비례확대로는 대응할 수 없는 새로운 대책이 필요한 경우가 있는데, 후자의 대표적인 일례로는 플라즈마(PLASMA)를 사용하는 공정, 예컨데 반응성 이온에칭(REACTIVE ION ETCHING)공정을 들 수 있다.

이와같은 이유는 웨이퍼가 200mm에서 300mm로 대구경화됨에 따라 그 면적또한 2배이상 늘어나 가공시 플라즈마의 고른 분포가 더욱 어려워졌기 때문이다.

특히, 기존의 200mm 웨이퍼의 플라즈마 공정장비(100)는 도 1에 도시된 바와같이 공정챔버(C)의 입구에 트랜스퍼챔버(또는 로드 락 챔버 :110)가 구비되며, 공정챔버(100)의 내부에는 플라즈마형성을 위한 전극(120)이 상부에 설치되고, 상부전극(120)의 직하부에는 척지지대(130)가 구비되며, 공정챔버(100)의 하부에는 펌핑라인(140)이 연결되는 구조를 갖되, 웨이퍼(150)가 안착되는 척(CHUCK : 160)이 척지지대(130)에 고정설치됨에 따라 플라즈마가 한쪽으로 치우치게 형성될 경우에는 웨이퍼(150)의 균일한 에치가 이루어질 수 없다.

이와같이 척이 고정된 구조에서는 에치공정 중 플라즈마가 불균일함을 인식할 수 있을지라도 공정진행 중에 플라즈마를 균일하게 보정할 수 없음에 따라 공정을 중단 한 후 PM작업이 요구되므로 작업시간에 로스가 발생됨과 아울러 양품률(YIELD)이 저하되는 문제점이 발생되는데, 이러한 문제점은 웨이퍼가 300mm로 대구경화될 경우에 그 면적또한 2배이상 늘어나게 되므로 그 문제점이 가중될 수 밖에 없다.

한편, 상기와 같이 웨이퍼가 대구형화됨에 따라 발생하는 문제점은 일례로서 설명한 플라즈마 공정챔버뿐만아니라 척지지대에 고정된 척에 웨이퍼를 안착시킨 상태에서 가공이 이루어지는 공정챔버를 갖는 그밖의 반도체 제조장비에서도 상존하게 된다.

이에, 본 발명은 종래 반도체 제조장비가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 웨이퍼에 균일한 가공이 이루어질 수 있도록 척의 기울기를 가변할 수 있는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비를 제공함에 있다.

또 다르게는 척의 기울기를 가변하여 웨이퍼의 불균일한 가공상태를 보상하므로서 양품률을 향상시킬 수 있도록 한 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비를 제공함에 있다.

도 1은 종래 반도체소자 제조장비의 구성을 보인 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비의 구성을 보인 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비에 있어, 척기울기 조절 모듈의 확대 구성도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 플라즈마 공정장비 11 : 트랜스챔버

12 : 전극 13 : 척지지대

14 : 펌핑라인 15 : 웨이퍼

16 : 척 C : 플라즈마 공정챔버

21 : 지지판 22 : 기울기조절모듈

131 : 척고정홈 221 : 작동홈

222 : 동력전달체 223 : 기울기조절체

224 : 스크류축 225 : 구동모터

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

공정 챔버;

상기 공정 챔버내에 설치되고 그 상부에 척 홈을 갖는 척지지대;

상기 척 홈에 끼워져 상,하로 이동가능한 척;

상기 척 및 상기 척 홈의 바닥 사이에 개재된 지지판; 및

상기 지지판에 설치되어 상기 척의 기울기를 가변시키는 척기울기 조절 모듈을 포함하는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비를 구비하므로서 달성된다.

이때, 상기 척기울기 조절 모듈은 상기 지지판의 상부면 소정부에 형성되는 작동홈과, 상기 작동홈에 내설되는 동력전달체 및 기울기조절체와, 상기 작동홈의 일측에 관통설치되는 스크류축과, 상기 척고정홈의 내벽에 설치되며 상기 스크류축이 축연결되는 구동모터로 구성된다.

또한, 동력전달체는 상기 스크류축의 전방에 설치되어 스크류축에 의해 전,후로 이동되고, 상기 기울기조절체는 하단이 상기 동력전달체에 맞닿고 상단은 상기 척에 맞닿게 설치된다.

한편, 상기 척기울기 조절 모듈은 지지판의 상부면에 소정의 간격을 두고 다수개로써 설치된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비의 구성을 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비에 있어, 척기울기 조절 모듈의 확대 구성도이다.

여기서, 본 발명의 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비를 설명하기 위해 척(16)이 구비되는 대표적인 제조장비, 예컨데 플라즈마 공정장비를 바람직한 실시예로 도시하였다.

이러한 플라즈마 공정장비(1)는 전술한 바와같이 공정챔버(C)의 입구에 트랜스퍼챔버(11)가 구비되며, 공정챔버(1)의 내부에는 플라즈마형성을 위한 전극(12)이 상부에 설치되고, 상부전극(12)의 직하부에는 척지지대(13)가 구비되며, 공정챔버(C)의 하부에는 펌핑라인(14)이 연결되는 구조를 갖는데,

본 발명에서는 척지지대(13)에 척고정홈(131)을 형성하고, 이러한 척고정홈(131)에는 척기울기 조절 모듈(22)이 형성된 지지판(21)을 내설한 상태에서 지지판(21)의 상부에 척(16)을 안착시킨다.

이때, 척지지대(13)는 도 2에서와 같이 척(16)을 고정하기 위해 공정챔버(10)에 구비되는 구성요소로서, 각종 가스를 공급할 수 있는 가스공급라인(도면에 미도시됨.)이 구성되는데,

본 발명에서는 이러한 척지지대(13)의 상부면에 소정의 깊이를 갖으며 300mm웨이퍼척에 대응하는 원형 척고정홈(131)을 형성한다.

또한, 지지판(21)은 도 2에서와 같이 척고정홈(131)의 내부에 수용될 수 있도록 원형판상체를 취하되, 척(16)의 기울기를 조절하기 위한 척기울기 조절 모듈(22)이 구비되는데,

이와같은 척기울기 조절 모듈(22)은 지지판(21)의 상부면 소정부에 작동홈(221)을 형성하고, 이러한 작동홈(221)에 동력전달체(222) 및 기울기조절체(223)를 내설하며, 작동홈(221)의 일측에는 스크류축(224)을 관통설치하되, 척고정홈(131)의 내벽에는 스크류축(224)이 축연결되는 구동모터(225)를 내설하므로서 구성된다.

이때, 작동홈(221)은 도 3에서와 같이 그 내부에 설치되는 동력전달체(222)의 상부에 기울기조절체(223)가 위치하도록 단턱진 구조를 갖고, 동력전달체(222)는 작동홈(221)의 일측에 설치되는 스크류축(224)의 전방에 위치시켜 스크류축(224)에 의해 전,후로 이동하며, 기울기조절체(223)는 하단이 동력전달체(222)에 맞닿고 상단은 작동홈(221)에서 돌출되게 설치된다.

이와같은 동력전달체(222) 및 기울기조절체(223)는 그 재질에 한정을 두지 않으나 바람직하게는 금속재를 적용하고, 맞닿는 부위에서 발생하는 마찰력을 최소화하기 위해 타원형체로 구성된다.

한편, 척기울기 조절 모듈(22)은 지지판(21)의 상부면에 다수조로서 구성할 수 있는데, 바람직하게는 삼방향에서 척(16)의 기울기를 조절할 수 있도록 지지판(21)의 상부면에 120도 간격을 두고 형성된다.

이와같이 척(16)의 기울기를 각 방향에서 조절하기 위해 스크류축(224)을 구동시키는 구동모터(225)에 선택적으로 전원을 공급하는 별도의 콘트롤러(도면에 미도시됨.)가 구비된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도체소자 제조장비는 척고정홈(131)의 내부에 지지판(21)을 수용시킨 후, 지지판(21)의 상부에 300mm 웨이퍼(15)가 고정되는 척(16)을 안착시키므로서 그 조립이 완성된다.

여기서, 반도체소자 제조장비의 일례로서 도시한 플라즈마 공정장비(1)의 경우에는 공정챔버(C)내에 플라즈마를 형성하여 에치작업을 행함에 있어, 웨이퍼(15)가 300mm로 대구경화됨에 따라 기존의 200mm웨이퍼에 비해 에치량이 불균일하게 이루어지는 상황이 빈번히 발생하게되므로 척기울기 조절 모듈(22)을 통해 척(16)의 기울기를 가변하여 에치량을 조절하게 된다.

이와같은 척(16)의 기울기 가변작업은 척(16)에 고정되는 웨이퍼(15)를 척기울기 조절모듈(22)이 설치된 갯수와 대응되게 임의로 분할한 상태로서 이루어지게 되는데,

가령, 척기울기 조절 모듈(22)이 도 3에서와 같이 지지판(21)의 상부면 삼방향에 형성된 경우 웨이퍼(15)또한 척기울기 조절 모듈(22)과 대응되게 1,2,3구역으로 분할하게 된다.

이에따라, 플라즈마 에치작업 중 웨이퍼(15)의 1구역과 2구역의 에치량이 많을 경우,

3구역에 대응하는 척기울기 조절 모듈(20)의 스크류축(224)을 전진되게 회전작동시켜 동력전달체(222)를 밀게 되면,

동력전달체(222)와 맞닿은 기울기조절체(223)는 동력전달체(222)와 연동하여 작동홈(221)의 상부로 이동함과 동시에 척(16)을 상승시켜 웨이퍼(15)의 3구역측에 기울기를 발생시키므로서, 척(16)에 고정된 웨이퍼(15)에 있어, 1,2구역의 에치량을 줄이고 3구역의 에치량은 증가시킬 수 있는 것이다.

이와같은 작동방식으로 1,2,3구역에 대응하는 척기울기 조절 모듈(22)을 척(16)에 고정된 웨이퍼(15)의 에치량에 따라 선택적으로 작동시켜 척(16)의 기울기를 미세하게 조절하므로서 300mm로 대구경화된 웨이퍼(15)에 균일한 에치가공을 행할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 일례로서 설명한 플라즈마 공정장비뿐만아니라 척(16)이 척지지대(13)에 고정되는 구조를 갖는 각종 반도체소자 제조장비에 적용하여 필요에 따라 선택적으로 척의 기울기를 조절하므로서 일례로서 설명한 플라즈마 공정장비와 동일한 작용,효과를 얻을 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자 제조장비 는 웨이퍼에 균일한 가공이 이루어질 수 있도록 척기울기 조절 모듈을 통해 척의 기울기를 가변하여 웨이퍼의 불균일한 가공상태를 보상하므로서 웨이퍼의 양품률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 공정 챔버;

   상기 공정 챔버내에 설치되고 그 상부에 척 홈을 갖는 척지지대;

   상기 척 홈에 끼워져 상,하로 이동가능한 척;

   상기 척 및 상기 척 홈의 바닥 사이에 개재된 지지판; 및

   상기 지지판에 설치되어 상기 척의 기울기를 가변시키는 척기울기 조절 모듈을 포함하는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비.
2. 제 1항에 있어서, 상기 척기울기 조절 모듈은 상기 지지판의 상부면 소정부에 형성되는 작동홈과, 상기 작동홈에 내설되는 동력전달체 및 기울기조절체와, 상기 작동홈의 일측에 관통설치되는 스크류축과, 상기 척고정홈의 내벽에 설치되며 상기 스크류축이 축연결되는 구동모터로 구성됨을 특징으로 하는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비.
3. 제 1항에 있어서, 상기 동력전달체는 상기 스크류축의 전방에 설치되어 스크류축에 의해 전,후로 이동되고, 상기 기울기조절체는 하단이 상기 동력전달체에 맞닿고 상단은 상기 척에 맞닿게 설치됨을 특징으로 하는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비.
4. 제 1항에 있어서, 상기 척기울기 조절 모듈은 상기 지지판의 상부면에 소정의 간격을 두고 다수개로써 설치됨을 특징으로 하는 척기울기 조절 모듈을 갖는 반도체소자의 제조장비.