KR20050022473A - 아르곤이 주입된 이중벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비 - Google Patents

Abstract

아르곤이 주입된 이중벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비는 소정의 공간을 마련하여 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버와 챔버의 저부에 설치된 웨이퍼 안착부와 웨이퍼 안착부를 승하강 시키도록 일측은 챔버에 삽입되고, 타측은 외부에 설치된 업다운 장치와 업다운 장치를 감싸도록 설치되어 업다운 장치의 구동에 따른 상기 챔버의 진공리크를 방지하는 내측 벨로우즈와 내측 벨로우즈를 감싸도록 설치되되 소정의 간격을 두고 설치된 외측 벨로우즈와 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 아르곤 가스를 주입하기 위한 가스 주입구와 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 설치된 리크감지유닛을 포함한다.

Description

아르곤이 주입된 이중벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비 { SUPTTERING EQUIPMENT HAVING ARGON BELLOWS }

본 발명은 아르곤이 주입된 이중벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨로우즈를 이중으로 마련하고, 벨로우즈와 벨로우즈 사이에 아르곤을 주입한 스퍼터링 설비에 관한 것이다.

일반적으로, 타 산업의 기술 개발에 큰 영향을 미치는 반도체 제품은 다향하면서 매우 정밀한 반도체 제조공정을 필요로 함은 물론 정밀한 반도체 제조공정이 가능토록 하는 반도체 제조설비를 필요로 한다.

이들 반도체 제조설비에 의하여 소정 반도체 공정을 진행할 때에는 자연게에 존재하지 않는 환경 즉, 반도체 제조에 적합한 고유 반도체 공정 환경을 필요로 하는 바, 반도체 제품을 제조하기 위한 공정 환경에는 일반적으로 고압환경, 고진공환경, 고온 환경 등이 포함된다.

이는 반도체 제품의 핵심 부분인 반도체 칩을 제작하는 과정에서 반도체 칩에 형성되는 반도체 박막형성 물질 이외에 필요하지 않는 이물질이 포함됨으로써 이물질이 박막형성 물질과 반응하여 원하지 않는 특성을 갖는 박막이 형성되지 않도록 하기 위함이다.

이에 따라, 반도체 제조장비의 배기라인이나 챔버 내부에 설치된 웨이퍼 안착부를 승하강 시키는 업다운 장치에는 대기상태의 외기와, 진공공간 등 상기 외기와는 다른 압력의 공간을 갖는 챔버와 같이, 특정 공간에 대하여 압력차이에 의한 기체분자의 이동을 차단하고, 기계부품이 원활하게 작동하도록 접히거나 펼쳐지도록 주름부를 갖는 벨로우즈를 설치한다.

그런데, 이러한 벨로우즈는 반복적으로 접혔다가 펼쳐지도록 작동되어 주름부가 파손되는 문제점이 있었다.

이에, 상기 벨로우즈의 외측으로 이를 감싸도록 벨로우즈를 추가하여 벨로우즈의 스트레스 편중으로 인한 파열현상을 방지하는 이중벨로우즈로는 한국공개실용신안 제008482호 반도체 제조장비의 벨로우즈, 한국공개특허 제0086797호 반도체 진공설비의 이중 벨로우즈 장치 등에 제시되어 있다.

상기 한국공개실용신안 제008482호는 벨로우즈를 내ㆍ외관으로 구분하여 설치하고, 사이 내ㆍ외관 사이에 소정의 팽창용 가스를 주입하기 위한 가스주입구를 형성하여 N₂가스를 주입하면, 상기 벨로우즈의 일부가 미세하게 파손되더라도 가스의 리크에 따른 벨로우즈 형태 변화를 감지하도록 구성된다.

그런데 이러한 종래의 벨로우즈는 스퍼터링 설비에 설치되어 벨로우즈 파손으로 인해 리크가 발생하면, 설비 내부로 N₂가 유입되어 공정불량을 유발하는 문제점이 발생한다.

즉, 스퍼터링 설비 내에서 아르곤 이온과 반응하는 N₂의 양이 많아져 에이퍼상에 형성되는 질화막의 두께가 두꺼워지는 것이다.

또한, 내ㆍ외관 벨로우즈가 파손되면 그 압력차에 의해 벨로우즈의 형태가 변하여 육안으로 확인할 수 있을 경우에 벨로우즈의 파손을 감지할 수 있으므로 공정불량은 물론, 설비의 불량을 유발하는 문제점이 발생한다.

따라서, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 리크감지유닛을 설치하여 벨로우즈의 파손을 신속하게 확인함과 아울러, 벨로우즈의 파손시에도 공정에 영향을 주지 않는 아르곤이 주입된 스퍼터링 설비를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 공간을 마련하여 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버와 상기 챔버의 저부에 설치된 웨이퍼 안착부와 상기 웨이퍼 안착부를 승하강 시키도록 일측은 챔버에 삽입되고, 타측은 외부에 설치된 업다운 장치와 상기 업다운 장치를 감싸도록 설치되어 상기 업다운 장치의 구동에 따른 상기 챔버의 진공리크를 방지하는 내측 벨로우즈와 상기 내측 벨로우즈를 감싸도록 설치되되 소정의 간격을 두고 설치된 외측 벨로우즈와 상기 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 아르곤 가스를 주입하기 위한 가스 주입구와 상기 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 설치된 리크감지유닛을 포함하는 아르곤이 주입된 이중 벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비를 제공한다.

또한, 상기 리크감지유닛은 압력측정기인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 리크감지유닛의 감지에 따라 작동되는 알람발생기가 추가로 구성된 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스퍼터링 설비를 도시한 도면으로써, 이 도면에 도시된 바와 같이, 스퍼터링 설비(50)는 소정의 공간을 마련하여 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버(10)와, 상기 챔버(10)의 상부에 설치된 타겟(11), 상기 챔버(10)의 저부에 설치되어 챔버(10)에 인입되는 웨이퍼(W)를 안착시키는 웨이퍼 안착부(13) 그리고, 일측은 챔버(10)에 삽입되고, 타측은 챔버(10) 외부에 설치되어 상기 웨이퍼 안착부(13)를 업다운 시키는 업다운 장치(15)로 구성된다.

상기 업다운 장치(15)는 구동축(15a)과 상기 구동축(15a)을 구동시키는 구동기(15b)로 구성되어 챔버(10)의 내부와 외부에 걸쳐 설치됨에 따라, 챔버(10)의 진공 리크를 방지하도록 이를 감싸는 접혀지거나 펼쳐지도록 주름부를 갖는 내측 벨로우즈(21)가 설치되고, 상기 내측 벨로우즈(21)는 이를 감싸도록 소정의 간격을 두고 설치되는 외측 벨로우즈(23)가 설치된다.

상기 내측 벨로우즈(21)와 외측 벨로우즈(23) 사이에는 아르곤 가스를 주입하기 위한 가스 주입구(25)가 마련되고, 상기 가스 주입구(25)에는 리크감지유닛(27)이 설치된다.

상기 리크감지유닛(27)은 상기 내측 벨로우즈(21) 또는 외측 벨로우즈(23)가 파손된 것을 감지하기 위한 것으로서, 상기 가스 주입구(25)를 통해 내측 벨로우즈(21)와 외측 벨로우즈(23) 사이에 아르곤 가스를 주입하고, 주입된 아르곤의 압력의 변화를 측정하는 압력측정기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력측정기의 압력이 변화하면 이를 감지하는 제어기(30)와 상기 제어기(30)의 신호를 전송받아 작동하는 알람발생기(40)가 구비된다.

이하에서는 이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 스퍼터링 설비의 일실시예를 통해 작용을 설명한다

먼저, 웨이퍼(W)가 인입되어 웨이퍼 안착부(13)에 안착되고, 웨이퍼 챔버(10)의 내부에 도시되지 않은 가스공급관을 통해 공정가스로 사용되는 아르곤 가스가 공급되면, 상기 웨이퍼 안착부(13)에 고전압이 인가되어 공급된 아르곤 가스는 플라즈마 상태 즉, 아르곤 이온이 된다.

이러한 이온들은 타겟(11)과 충돌하여 소오스 물질 예컨대, 티타늄을 튕겨낸다. 티타늄은 웨이퍼(W) 쪽으로 이동하여 N₂와 반응하여 웨이퍼(W)에 질화막을 형성한다.

상기 웨이퍼 안착부(13)는 웨이퍼(W)가 인입되기 전에는 업다운 장치(15)에 의해 하강하고 웨이퍼(W)가 인입되어 상면에 안착되면, 업다운 장치(15)에 의해 상승한다.

상기 업다운 장치(15)를 감싸는 내측 벨로우즈(21)와 외측 벨로우즈(23) 사이에는 가스주입구(25)를 통해 아르곤 가스가 주입되고, 상기 업다운 장치(15)가 승하강함에 따라, 내ㆍ외측 벨로우즈(21,23)는 접혀지거나 펼쳐진다.

여기서, 반복되는 업다운 장치(15)의 승하강 등에 의해 상기 내측 벨로우즈(21) 또는 외측 벨로우즈(23)가 파손되어 진공 리크가 발생하면, 상기 내측 벨로우즈(21)와 외측 벨로우즈(23) 사이에 주입된 아르곤 가스가 리크되어 압력의 변화가 일어나게 됨에 따라, 리크감지유닛(27)은 이를 감지한다.

상기 리크감지유닛(27)은 감지된 압력변화를 제어기(30)로 전송하고, 제어기(30)는 알람발생기(40)로 신호를 전송하여 알람발생기(40)를 작동시킨다.

이때, 상기 내측 벨로우즈(21)가 파손되면, 상기 내ㆍ외측 벨로우즈(21,23) 사이에 공급된 아르곤 가스는 내측 벨로우즈(21)의 파손된 부분을 통해 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버(10) 내부로 유입된다.

그러나, 상기 아르곤 가스는 스퍼터링 공정에서 플라즈마 상태의 이온으로 되어 적정하게 공급된 N₂와 적정량만 반응하므로 웨이퍼(W) 상에 적정한 질화막을 형성하므로 공정 과정에서 웨이퍼(W)를 오염시키지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중벨로우즈는 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 아르곤 가스가 주입됨에 따라 벨로우즈의 파손되어 아르곤 가스가 챔버 내부로 유입되어도 공정불량을 일으키지 않는 효과가 있다.

또한, 리크감지유닛을 설치하여 벨로우즈가 파손되었을 때 초기에 이를 감지하여 설비가 오염되는 등의 대형사고를 방지하는 효과가 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스퍼터링 설비를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *

W : 웨이퍼 10 : 챔버

11 : 타겟 13 : 웨이퍼 안착부

15 : 업다운 장치 21 : 내측 벨로우즈

23 : 외측 벨로우즈 25 : 가스 주입구

27 : 리크감지유닛 30 : 제어기

40 : 알람발생기 50 : 스퍼터링 설비

Claims (3)

1. 소정의 공간을 마련하여 스퍼터링 공정이 진행되는 챔버;

   상기 챔버의 저부에 설치된 웨이퍼 안착부;

   상기 웨이퍼 안착부를 승하강 시키도록 일측은 챔버에 삽입되고, 타측은 외부에 설치된 업다운 장치;

   상기 업다운 장치를 감싸도록 설치되어 상기 업다운 장치의 구동에 따른 상기 챔버의 진공리크를 방지하는 내측 벨로우즈;

   상기 내측 벨로우즈를 감싸도록 설치되되 소정의 간격을 두고 설치된 외측 벨로우즈;

   상기 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 아르곤 가스를 주입하기 위한 가스 주입구; 및

   상기 내측 벨로우즈와 외측 벨로우즈 사이에 설치된 리크감지유닛;을 포함하는 아르곤이 주입된 이중 벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 리크감지유닛은 압력측정기인 것을 특징으로 하는 아르곤이 주입된 이중 벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 리크감지유닛의 감지에 따라 작동되는 알람발생기가 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 아르곤이 주입된 이중 벨로우즈를 갖는 스퍼터링 설비.