KR20050073176A - 로드락 챔버의 부식성 잔류물 배출장치 - Google Patents

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Abstract

로드락 챔버 내로 전이된 부식성 잔류물이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있는 반도체 제조장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 로드락 챔버의 전방으로 개방되는 도어의 외측에 부착되어 로드락 챔버 내로 유입된 부식성 잔류물 흡입하여 외부로 배출시키기 위한 배기수단을 포함한다.

Description

로드락 챔버의 부식성 잔류물 배출장치{Exhausting apparatus of corrosive residue of load lock chamber}
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조공정 중에 반응챔버에서 로드락 챔버 내로 전이된 부식성 잔류물이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있는 반도체 제조장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위한 제조장치들은 대부분 고진공 분위기에서 소정의 공정을 진행할 수 있도록 밀폐된 다수의 챔버설비를 구비한다. 구체적으로, 챔버설비는 고진공 상태에서 소정의 공정을 진행하기 위한 다수의 반응챔버와, 반응챔버에 웨이퍼를 로딩하기 위하여 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 로드락 챔버와, 웨이퍼를 반응챔버에 대하여 로딩 및 언로딩하기 위한 매개체인 트랜스퍼 챔버를 구비한다.
그런데, 반도체소자 제조공정 중 트랜스퍼 챔버를 통해 반응챔버에서 로드락 챔버로 웨이퍼가 이동되는 경우, 완전히 반응하지 못하거나 여분으로 반응챔버 내에 잔류되어 있는 잔류 가스들은 트랜스퍼 챔버에 머물고 있다가 웨이퍼와 함께 로드락 챔버로 이동하게 된다.
즉, 반응챔버 중에는 실리콘층 또는 금속층을 식각하기 위하여 염소(Cl)가스와 같은 부식성 가스를 많이 사용하고 있다. 공정을 마친 후 반응챔버로부터 트랜스퍼 챔버 및 로드락 챔버로 이송된 웨이퍼에는 부식성 가스가 일정량만큼 포함된다. 특히, 로드락 챔버 내로 유입된 부식성 가스는 챔버설비의 외부로 누출되어 주위환경을 오염시킨다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체소자 제조공정 중 반응챔버에서 로드락 챔버 내로 전이되는 부식성 가스 등의 잔류물이 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 제조장치는 반도체 제조공정이 진행되는 반응챔버와 상기 반응챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 상기 반응챔버에서 소정의 공정이 완료된 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 로드락 챔버를 구비한다. 상기 로드락 챔버의 전방으로 개방되는 도어의 외측에 부착되어 상기 로드락 챔버 내로 유입된 부식성 잔류물 흡입하여 외부로 배출시키기 위한 배기수단을 포함한다.
상기 배기수단은 상기 도어의 외측에 부착되어 상기 부식성 잔류물을 흡입하는 관상 흡입부 및 상기 흡입부에 연결되어 상기 부식성 잔류물을 외부로 배출시키는 배기라인를 포함할 수 있다.
상기 흡입부는 상기 부식성 잔류물을 흡입하기 위하여 다수의 홀들을 갖을 수 있다.
상기 배기라인은 비활성 가스 공급부를 더 포함할 수 있고 상기 비활성 가스 공급부는 질소 및 공기를 주입할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 챔버설비를 구비하는 반도체 제조장치를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 챔버설비는 고진공 상태에서 소정의 공정을 진행하기 위한 다수의 반응챔버(10)와, 반응챔버(10)에 웨이퍼를 로딩하기 전에 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 로드락 챔버(40)와, 반응챔버(10) 및 로드락 챔버(40)와 각각 연결되어 웨이퍼를 로드락 챔버(40)에 대하여 로딩 및 언로딩하거나, 웨이퍼를 반응챔버(10)에 대하여 로딩 및 언로딩하기 위한 매개체인 트랜스퍼 챔버(20)를 구비한다.
여기서, 반응챔버(10), 트랜스퍼 챔버(20) 및 로드락 챔버(40)는 그 기능과 역할이 각각 다르다. 즉, 반응챔버(10)는 웨이퍼에 대한 직접적인 단위공정이 이루어지는 장소로서 외부와 완전히 차단된 장소이다. 반면, 트랜스퍼 챔버(20) 및 로드락 챔버(40)는 반응챔버(10)가 외부와 직접 접촉하지 않도록 준비된 장소이다. 또한, 트랜스퍼 챔버(20) 및 로드락 챔버(40)는 반응챔버(10) 내의 압력을 고진공 상태로 만들기 위하여 웨이퍼를 로딩시키거나 언로딩시킬 때마다 오랜 시간 동안 펌프를 가동시켜야 하는 문제점을 해결하기 위한 목적으로 설치된다.
반응챔버(10)에 로딩시키기 전에는 얼라인 챔버(30)에서 웨이퍼의 플랫 존(flat zone)을 정렬시킨다. 로드락 챔버(40) 내에는 공정이 진행될 웨이퍼를 수매 또는 수십매 단위로 장착시키기 위한 웨이퍼 카세트(43)가 적재되며, 카세트(43)에 장착된 웨이퍼를 로드락 챔버(40) 내로 진입시키기 위하여 카세트(43)를 소정의 위치로 상승 또는 하강시키는 카세트 엘리베이터(41)가 설치되어 있다.
한편, 로드락 챔버(40)에서 트랜스퍼 챔버(20) 내로 언로딩되어 이동된 웨이퍼를 반응챔버(10)로 한 장씩 로딩할 수 있도록 그리고 공정완료 후 반응챔버(10)에서 트랜스퍼 챔버(20)로 언로딩된 웨이퍼를 로드락 챔버(40)로 한 장씩 로딩할 수 있게 별도의 카세트를 소정의 위치로 조금씩 상승 또는 하강시키는 스토리지 엘리베이터(23)가 위치한다. 또한, 트랜스퍼 챔버(20) 내에서 로드락 챔버(40)에 대한 웨이퍼 로딩 및 언로딩 그리고, 반응챔버(10)에 대한 로딩 및 언로딩을 수행하도록 웨이퍼를 파지하여 이송시키기 위한 웨이퍼 이송용 로봇(21)을 구비한다. 참조부호 25(25a, 25b, 25c)는 트랜스퍼 챔버(20)와 반응챔버(10), 로드락 챔버(40) 및 얼라인 챔버(30) 사이의 각각에 설치되어 개폐되는 그 곳을 통하여 웨이퍼가 각각의 챔버에 로딩 및 언로딩되도록 하는 입출 슬릿 밸브를 나타낸다.
단위공정이 완료된 웨이퍼는 로드락 챔버(40)의 전면으로 개방되는 도어(도 3의 45)를 통해 챔버설비의 외부로 이송된다. 로드락 챔버(40)의 바깥쪽에는 로드락 챔버(40) 내로 유입된 부식성 잔류물을 흡입하기 위한 배기수단(50)이 부착되어 있다. 이 때, 부식성 잔류물은 Cl2 가스, BCl3 가스, HBr 가스 등일 수 있다. 도 1에는 본 발명의 실시예에 의한 배기수단(50)이 간략하게 도시되었다. 이하, 배기수단(50)에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1의 배기수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 배기수단이 장착된 로드락 챔버의 전면 및 후면을 나타낸 사시도들이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 배기수단(50)은 로드락 챔버(40)의 도어(45)의 외측에 부착된 관상 흡입부(52)를 포함한다. 흡입부(52)와 연결된 배기라인(54)은 흡입된 부식성 잔류물을 산배기(56)를 통하여 배출시키기 위한 통로이다.
도 3에 의하면, 로드락 챔버(40)의 전면에 장착된 관상 흡입부(52)를 나타내었다. 관상 흡입부(52)는 부식성 잔류물을 흡입하기 위한 다수의 홀들을 갖는다. 다수의 홀은 관상 흡입부(52)로부터 도어(45)를 향하도록 형성된다. 따라서, 도어(45)가 열릴 때 외부로 배출되는 부식성 잔류물, 예를 들어 염소 가스는 압력차에 의해 관상 흡입부(52)의 홀을 통해 흡입된다.
도 4에 의하면, 관상 흡입부(52)에 연결되고 로드락 챔버(40)의 후면의 지지판(62)에 의해 고정되어 산배기(56)로 향하는 배기라인(54)에는 배기압력을 증가시키기 위한 비활성 가스 공급부(58)가 장착된다. 비활성 가스 공급부(58)는 비활성 가스, 예컨대 질소나 공기를 공급하는 별도의 가스 공급라인(60)을 더 구비할 수 있다. 가스 공급라인(60)을 통하여 질소 및 공기 등을 배기라인(54)에 주입하면 추가적인 압력차가 발생하여 부식성 잔류물을 배출시키는 배기압력이 증가된다. 따라서, 부식성 잔류물을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 배기수단을 장착하지 않은 경우와 장착한 경우에 도어 주변의 부식성 가스, 예컨대 염소 가스의 농도를 나타낸 도면이다.
배기수단(50)을 장착한 경우는 장착하지 않은 경우에 비하여 시간에 따른 잔류하는 염소 가스의 농도가 월등하게 작다. 장착하지 않은 경우에는 염소 가스의 량이 100ppbv(percent per billion vapor) 정도이나, 장착한 경우는 거의 5ppbv 이내의 농도를 갖는다. 누출된 염소가스의 농도를 100ppbv 정도에서 장시간 동안 방치하면 주변의 제어기기 등에 심각한 손상을 가져올 수 있으나 본 발명의 실시예에 의하면 이러한 손상을 거의 방지할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.
상술한 본 발명에 따르면, 로드락 챔버의 도어의 외측에 다수개의 홀을 가진 관상 흡입부를 부착하여 부식성 잔류물이 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 챔버설비를 구비하는 반도체 제조장치를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 배기수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 배기수단이 장착된 로드락 챔버의 전면 및 후면을 나타낸 사시도들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 배기수단을 장착하지 않은 경우와 장착한 경우에 도어 주변의 염소 가스의 농도를 나타낸 도면이다.

Claims (5)

  1. 반도체 제조공정이 진행되는 반응챔버;
    상기 반응챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 상기 반응챔버에서 소정의 공정이 완료된 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 로드락 챔버; 및
    상기 로드락 챔버의 전방으로 개방되는 도어의 외측에 부착되어 상기 로드락 챔버 내로 유입된 부식성 잔류물 흡입하여 외부로 배출시키기 위한 배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버의 부식성 잔류물 배출장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배기수단은,
    상기 도어의 외측에 부착되어 상기 부식성 잔류물을 흡입하는 관상 흡입부; 및
    상기 흡입부에 연결되어 상기 부식성 잔류물을 외부로 배출시키는 배기라인를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버의 부식성 잔류물 배출장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 흡입부는 상기 부식성 잔류물을 흡입하기 위하여 다수의 홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버의 잔류물 배출장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 배기라인은 비활성 가스 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버의 부식성 잔류물 배출장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 비활성 가스 공급부는 질소 및 공기를 주입하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버의 잔류물 배출장치.
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