KR20040107692A

KR20040107692A - Slot Valve Assembly Having Plasma Shield

Info

Publication number: KR20040107692A
Application number: KR1020030036732A
Authority: KR
Inventors: 한순석; 고부진
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2004-12-23

Abstract

PURPOSE: A slot valve assembly is provided to reduce remarkably the fabrication cost of semiconductor manufacturing equipment by using a plasma shield with a simple structure for minimizing the non-uniformity of substrate-processing instead of an additional linear valve. CONSTITUTION: A slot valve assembly(500) includes a slot valve and a plasma shield. The slot valve(520) is used for switching a slot(200) of a process chamber(100). The plasma shield(600) is protruded from the slot valve and expanded to the inside of the process chamber through the slot. One end of the plasma shield is bent down.

Description

Slot Valve Assembly Having Plasma Shield

본 발명은 반도체 제조장비를 구성하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 챔버 벽면에 형성된 슬롯을 개페시키는 슬롯 밸브 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for constructing semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a slot valve assembly for opening a slot formed in a chamber wall.

반도체 제조장비는 일반적으로 다수의 미 처리된 기판을 저장하는 저장부와, 기판에 대한 직접적인 처리가 이루어지는 복수 개의 공정 챔버(process chamber)와, 상기 저장부와 연결되며 기판이 임시 저장되는 로드락챔버(Load lock chamber)와, 상기 공정 챔버 및 로드락챔버와 각각 연결되며 기판을 이송시키는 공간인 이송 챔버(transfer chamber)를 포함하여 이루어진다. 이 경우 상기 복수개의 공정 챔버 각각과 이송챔버의 경계 사이에는 슬롯(slot)을 개폐시키기 위한 슬롯 밸브 어셈블리(slot valve assembly)가 설치되어 공정챔버 내의 반응환경을 유지시키는데, 이러한 반도체 제조장비에서 슬롯 밸브 어셈블리를 포함하는 공정 챔버의 개략적인 단면 구성 및 그 작동 관계가 도 1에 개시되어 있다.Semiconductor manufacturing equipment generally includes a storage unit for storing a plurality of unprocessed substrates, a plurality of process chambers for direct processing of the substrate, and a load lock chamber connected to the storage unit and temporarily storing the substrate. And a transfer chamber, which is connected to the process chamber and the load lock chamber, respectively, and which transfers the substrate. In this case, a slot valve assembly for opening and closing a slot is installed between each of the plurality of process chambers and the boundary of the transfer chamber to maintain a reaction environment in the process chamber. A schematic cross sectional configuration of a process chamber comprising an assembly and its operating relationship is disclosed in FIG. 1.

외부영역과 분리되어 소정의 반응영역을 갖는 공정 챔버(10)는 일 측 벽면에 슬롯(20)이 형성되어 있으며, 공정 챔버의 하부에는 기판이 안치되는 정전척(electrostatic chuck, 30)이 설치되어 있으며, 상기 정전척(30)에는 기판의 안착을 위한 리프트 핀(40)이 내장되어 있다.In the process chamber 10 having a predetermined reaction region separated from the external region, a slot 20 is formed at one side wall, and an electrostatic chuck 30 is installed at a lower portion of the process chamber. In addition, the electrostatic chuck 30 has a built-in lift pin 40 for mounting the substrate.

한편, 상기 슬롯(20)에 대응되는 공정 챔버(10)의 바깥에는 상기 슬롯(20)을 개폐시키기 위한 슬롯 밸브 어셈블리(50)가 설치되는데, 상기 슬롯 밸브어셈블리(50)는 구동원인 에어 실린더(56)와, 상기 에어 실린더(56)에 의해 왕복 운동하는 벨로우즈(bellows, 54)와, 상기 벨로우즈(54)와 결합되며 상기 공정 챔버(10) 벽면에 형성된 상기 슬롯(20)을 개폐시키는 슬롯 밸브(52)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, a slot valve assembly 50 for opening and closing the slot 20 is installed outside the process chamber 10 corresponding to the slot 20, the slot valve assembly 50 is an air cylinder (drive source) ( 56, a bellows 54 reciprocating by the air cylinder 56, and a slot valve coupled to the bellows 54 and opening and closing the slot 20 formed on the wall of the process chamber 10. And 52.

이러한 구성에서 먼저, 로드락챔버(미도시)가 저 진공 상태로 유지되면 슬롯 밸브(52)가 에어 실린더(56)의 구동에 따라 벨로우즈(54)가 수축됨에 따라 하방으로 내려가고, 로봇 암(robot arm, 미도시)에 의하여 기판(W)이 상기 슬롯 밸브(52)에 의해서 막혀있던 슬롯(20)을 통과하여 공정 챔버(10) 내부로 이송된 뒤, 정전척(30)의 리프트 핀(40)에 놓여진다.In this configuration, first, when the load lock chamber (not shown) is kept in a low vacuum state, the slot valve 52 is lowered downward as the bellows 54 is contracted by the operation of the air cylinder 56, and the robot arm ( After the substrate W is transferred into the process chamber 10 through the slot 20 blocked by the slot valve 52 by a robot arm (not shown), a lift pin of the electrostatic chuck 30 ( 40).

이후, 상기 로봇 암이 슬롯(20)을 빠져나가면 에어 실린더(56)와 벨로우즈(54)에 의하여 슬롯 밸브(52)가 상기 슬롯(20)을 다시 밀폐시킴과 동시에 리프트 핀(40)을 하강시켜 기판을 정전척(30) 상단에 안치시킨 다음 상기 공정 챔버(10) 내부의 노즐(미도시)을 통해서 반응 및 소스 가스를 분사하여 기판에 대한 공정을 수행하게 되는 것이다.Thereafter, when the robot arm exits the slot 20, the slot valve 52 seals the slot 20 again by the air cylinder 56 and the bellows 54 and simultaneously lifts the lift pin 40. The substrate is placed on top of the electrostatic chuck 30 and then a reaction and source gas are injected through a nozzle (not shown) inside the process chamber 10 to perform a process on the substrate.

그러나 상기와 같은 구성을 가지는 종래 챔버는 기판의 이송을 위해서 슬롯 밸브(20)가 개방될 때 저 진공상태의 로드락챔버와 고 진공상태의 공정 챔버(10) 사이에 발생되는 압력 차에 의해서 로드락챔버에서 공정 챔버(10)로 향하는 와류가 형성될 수 있는데, 이러한 와류로 인하여 로드락챔버 내부에 존재할 수 있는 파티클(particle)들이 공정 챔버(10) 내부로 유입될 수 있어 기판의 공정 균일도에 악영향을 미치게 된다.However, the conventional chamber having the above configuration is loaded by the pressure difference generated between the low vacuum load lock chamber and the high vacuum process chamber 10 when the slot valve 20 is opened for transfer of the substrate. Vortex may be formed from the lock chamber to the process chamber 10. Due to such vortices, particles that may be present in the load lock chamber may be introduced into the process chamber 10, thereby affecting the process uniformity of the substrate. Will adversely affect.

또한, 공정 챔버(10) 내부를 고 진공상태로 유지한다고 하더라도 상대적으로 저 진공상태가 슬롯(20) 내부공간에 형성될 수 있음에 따라 정전척(30)에 안착되는 기판에 있어 상기 슬롯(20) 쪽을 향한 부분의 증착이 불량하게 되는 등 기판으로의 증착이 불 균일해지는 문제가 있었다.In addition, even if the inside of the process chamber 10 is maintained at a high vacuum state, a relatively low vacuum state may be formed in the internal space of the slot 20, so that the slot 20 is located on the substrate seated on the electrostatic chuck 30. There was a problem in that deposition on the substrate became uneven, such as poor deposition of the portion facing the side).

이러한 점들을 고려하여 제안된 것이 도 2에 도시한 바와 같이 공정 챔버(10) 내측에서 슬롯(20)이 점유하는 공간(사선으로 표시)을 완전히 밀폐시킬 수 있는 리니어 밸브(linear valve, 60)를 부가하는 것인데, 이렇게 리니어 밸브(60)를 부가한다는 것은 상기 리니어 밸브(60)를 구동시키기 위한 별도의 에어 실린더 및 벨로우즈, 그리고 각종 부품의 장착이 필수적이라는 점에서 전체 반도체 제조장비의 제조비용을 상승시키는 요인이 될 뿐 아니라 그의 유지 관리를 감안한다면 효율적이지 못한 것이 또한 사실이다.Considering these points, a proposed linear valve 60 capable of completely enclosing the space occupied by the slot 20 (indicated by diagonal lines) inside the process chamber 10 as shown in FIG. 2 is shown. The addition of the linear valve 60 increases the manufacturing cost of the entire semiconductor manufacturing equipment in that a separate air cylinder and bellows and various components for driving the linear valve 60 are essential. It is also true that it is not only an incentive but also inefficient given its maintenance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 공정 챔버에 별도의 리니어 밸브를 부가하지 않더라도 기판의 공정과정에 있어 슬롯에 의한 불 균일성을 최소화 할 수 있는 슬롯 밸브 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is designed to solve the above problems, and to provide a slot valve assembly that can minimize the non-uniformity of the slot in the process of the substrate even if a separate linear valve is not added to the process chamber. There is this.

도 1은 종래 슬롯 밸브 어셈블리가 장착된 챔버의 개략적인 단면 구성도.1 is a schematic cross-sectional view of a chamber equipped with a conventional slot valve assembly.

도 2는 리니어 밸브가 장착된 종래 슬롯 밸브 어셈블리를 개략적으로 도시한 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional slot valve assembly equipped with a linear valve.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 차폐막을 구비한 슬롯 밸브 어셈블 리가 장착된 챔버의 개략적인 단면 구성도.3 is a schematic cross-sectional view of a chamber equipped with a slot valve assembly having a plasma shielding film according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 차폐막과 슬롯 밸브 어셈블리가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view illustrating a state in which a plasma shielding membrane and a slot valve assembly according to the present invention are coupled to each other.

< 도면의 주요부부에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

100 : 공정 챔버 200 : 슬롯100: process chamber 200: slot

300 : 정전척 400 : 리프트 핀300: electrostatic chuck 400: lift pin

500 : 슬롯 밸브 어셈블리 520 : 슬롯 밸브500: slot valve assembly 520: slot valve

540 : 벨로우즈 560 : 에어 실린더540: Bellows 560: air cylinder

600 : 플라즈마 차폐막600: plasma shielding film

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 공정챔버 벽면에 형성된 슬롯을 개폐시키는 슬롯 밸브와, 상기 슬롯 밸브에 연결되어 상기 슬롯을 통해 공정챔버 내부로 확장되는 돌출부로 구성되는 플라즈마 차폐막을 포함하는 슬롯 밸브 어셈블리를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a slot valve for opening and closing a slot formed on a wall of a process chamber, and a plasma shielding film including a protrusion connected to the slot valve and extending into the process chamber through the slot. Provide a slot valve assembly.

상기 플라즈마 차폐막의 돌출부 말단은 하방으로 단차지는 것을 특징으로 한다.The protruding end of the plasma shielding film is stepped downward.

상기 플라즈마 차폐막은 상기 슬롯 밸브와 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The plasma shielding film is formed integrally with the slot valve.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 동일한 부분에 대해서는 도면부호만 달리할 뿐 동일한 명칭을 사용하기로 한다.Referring to the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows, for the same parts only the reference numerals will be used the same name.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 차폐막(plasma shield)이 결합되어 있는 슬롯 밸브 어셈블리가 장착된 공정챔버의 단면도이고, 도 4는 이러한 플라즈마 차폐막과 슬롯 밸브 어셈블리가 결합된 상태를 도시한 사시도로서 이를 동시에 설명한다.3 is a cross-sectional view of a process chamber in which a slot valve assembly in which a plasma shield is coupled according to the present invention is mounted, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which the plasma shielding membrane and the slot valve assembly are coupled. Explain.

외부영역과 구분되어 반응영역이 내부에 형성되는 공정챔버(100)의 내부에는 기판(W)이 안착되는 정전척(300)이 설치되며, 상기 정전척(300)의 상부에는 기판의 안착을 위한 리프트 핀(400)이 내장되어 있다.An electrostatic chuck 300 on which the substrate W is seated is installed in the process chamber 100 in which the reaction zone is formed therein, which is separated from the external region. The lift pin 400 is built in.

한편, 상기 공정챔버(100)의 일 측 벽면에 슬롯(200)이 형성되어 있는데, 상기 슬롯(200)에 대응되는 공정챔버(10)의 외측으로 상기 슬롯(200)을 개폐시키기 위한 슬롯 밸브 어셈블리(500)가 설치된다. 상기 슬롯 밸브 어셈블리(50)는 구동원인 에어 실린더(560)와, 상기 에어 실린더(560)에 의해 왕복 운동하는 벨로우즈(540)와, 상기 벨로우즈(540)와 결합되며 상기 공정 챔버(100) 벽면에 형성된 상기 슬롯(200)을 개폐시키는 슬롯 밸브(520)를 포함하여 이루어진다.On the other hand, the slot 200 is formed on one side wall surface of the process chamber 100, the slot valve assembly for opening and closing the slot 200 to the outside of the process chamber 10 corresponding to the slot 200 500 is installed. The slot valve assembly 50 is coupled to the air chamber 560 which is a driving source, a bellows 540 reciprocating by the air cylinder 560, and the bellows 540 and is disposed on the wall of the process chamber 100. It includes a slot valve 520 for opening and closing the formed slot 200.

특히, 본 발명에 따른 슬롯 밸브 어셈블리(500)는 상기 슬롯 밸브(520)와 결합되는 플라즈마 차폐막(600)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 플라즈마 차폐막(600)은 일단이 상기 슬롯 밸브(520)에 연결되고 타단은 상기 슬롯(200)을 통해 공정 챔버(100) 내부로 확장되는 돌출부(620)로 구성된다.In particular, the slot valve assembly 500 according to the present invention is characterized in that it comprises a plasma shielding film 600 coupled to the slot valve 520. At this time, the plasma shielding film 600 has one end connected to the slot valve 520 and the other end of the plasma shielding film 600 includes a protrusion 620 extending into the process chamber 100 through the slot 200.

상기 플라즈마 차폐막(600)의 돌출부(620)는 공정 챔버(100) 외측 벽면에 설치되는 슬롯 밸브(520)로부터 그 내측에 형성되는 슬롯(200)을 통하여 상기 공정 챔버(100) 내부로 확장될 수 있는데, 상기 돌출부(620)중 슬롯(200)으로 삽입되는 일단의 너비는 상기 슬롯(200)의 너비보다 크지 않게 구성되어야 하지만, 상기 공정 챔버(100) 내부로 확장되는 돌출부(620)의 타단 너비는 이에 한정되지 않고 상기 슬롯(200)의 너비보다 크더라도 무방하다.The protrusion 620 of the plasma shielding film 600 may extend into the process chamber 100 through a slot 200 formed therein from a slot valve 520 installed on an outer wall of the process chamber 100. The width of one end of the protrusion 620 inserted into the slot 200 should be configured not to be larger than the width of the slot 200, but the width of the other end of the protrusion 620 extending into the process chamber 100. Is not limited thereto and may be larger than the width of the slot 200.

특히, 상기 플라즈마 차폐막(600)의 돌출부(620) 말단은 하향으로 절곡되는 절곡부(640)를 더욱 포함할 수 있는데, 도 4에서 도시된 상기 절곡부(640)는 공정 챔버(100) 내부에 위치하는 정전척(300)의 형상이 원형인 것을 상정하여 내면으로 만곡되어 있으나 이는 정전척의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다 할 것이다.In particular, an end portion of the protrusion 620 of the plasma shielding film 600 may further include a bent portion 640 that is bent downward. The bent portion 640 illustrated in FIG. 4 may be formed in the process chamber 100. It is assumed that the shape of the electrostatic chuck 300 is located in a circular shape is curved, but it will be obvious that it can be variously changed according to the shape of the electrostatic chuck.

상기 절곡부(640)의 수직 높이는 슬롯(200)의 수직 높이보다 작지 않으면 무방하며, 상기 돌출부(620)의 길이는 상기 절곡부(640)가 수직으로 왕복 운동하는경우에 정전척(300)에 닿지 않을 정도이면 충분하다.The vertical height of the bent portion 640 may be not smaller than the vertical height of the slot 200, and the length of the protrusion 620 may be applied to the electrostatic chuck 300 when the bent portion 640 vertically reciprocates. It is enough to not reach.

한편, 상기 플라즈마 차폐막(600)의 일단과 상기 슬롯 밸브(520)의 결합은 도시된 것과 같이 상기 플라즈마 차폐막(600) 일단이 상기 슬롯 밸브(520)에 연동될 수 있도록 일체로 형성될 수 있음은 물론 상기 슬롯 밸브의 상단으로도 결합할 수 있어 어느 하나의 결합 방식에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the coupling of one end of the plasma shielding film 600 and the slot valve 520 may be integrally formed so that one end of the plasma shielding film 600 can be interlocked with the slot valve 520 as shown. Of course, it can also be coupled to the upper end of the slot valve is not limited to any one coupling method.

상기와 같은 구성에서 플라즈마 차폐막(600)의 돌출부(620)는 슬롯 밸브(520)가 정지된 상태에서는 슬롯(200)이 점유하는 공간을 덮게 되며, 상기 슬롯 밸브(520)가 하강하여 상기 슬롯(200)을 개방시키면 이에 연동하여 하강하는 작동 구성을 가지게 되어, 공정 챔버(100)의 벽면에 형성되는 슬롯(200)이 점유하는 공간에 의해 상기 공정 챔버(100) 내부에서 수행되는 기판에 대한 공정에의 영향을 최소화시키게 되는 것이다.In the above configuration, the protrusion 620 of the plasma shielding film 600 covers the space occupied by the slot 200 when the slot valve 520 is stopped, and the slot valve 520 descends to the slot ( When the 200 is opened, it has an operation configuration that descends in association with the process, and the process for the substrate performed in the process chamber 100 by the space occupied by the slot 200 formed on the wall of the process chamber 100. Minimize the impact on.

상기에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 한정하여 설명하였지만 본 발명은 다양하게 변경 또는 수정될 수 있어 본 발명의 진정한 권리범위는 청구항에 기재된 사항에 의하여 해석되어져야 할 것임은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 보다 분명해질 것이다.In the above description, but limited to one preferred embodiment of the present invention, the present invention can be variously changed or modified so that the true scope of the present invention should be interpreted by the matter described in the appended claims. It will be clearer through.

본 발명에 의하면 별도의 리니어 밸브의 장착 없이 슬롯 밸브에 간단한 구성의 플라즈마 차폐막을 구비하여 슬롯이 점유하는 공간으로 인하여 발생되는 기판 공정시의 불 균일성을 최소화시킴으로서 전체적인 반도체 제조장비의 제작비용을획기적으로 감소시키게 해준다.According to the present invention, a plasma shielding membrane having a simple configuration is provided in a slot valve without installing a separate linear valve, thereby minimizing the unevenness in the substrate processing caused by the space occupied by the slot, thereby reducing the manufacturing cost of the overall semiconductor manufacturing equipment To reduce.

또한, 본 발명은 리니어 밸브와 같이 복잡한 별도의 부가 장치가 필요하지 않아 그 설치 및 유지, 관리가 간편하다는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that the installation, maintenance, and management of the complicated additional device, such as a linear valve is not required, is simple.

Claims

A slot valve for opening and closing a slot formed in the process chamber wall;

A plasma shielding film connected to the slot valve and configured to extend into the process chamber through the slot;

Slot valve assembly comprising a.

The method of claim 1,

And a protruding end of the plasma shielding film is bent downward.

The method of claim 1,

And the plasma shielding film is integrally formed with the slot valve.