KR20050112361A - 기판 가공 장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판에 대하여 식각 공정과 같은 가공 공정을 수행하기 위한 기판 가공 장치에 있어서, 상기 공정을 수행하기 위한 공정 챔버의 측벽에는 공정 챔버의 내부를 육안으로 관찰하기 위한 검사용 윈도우가 장착된다. 상기 검사용 윈도우는 공정 챔버의 측벽에 형성된 뷰포트를 양측에서 각각 커버하는 내측 윈도우와 내측 윈도우를 포함한다. 상기 내측 및 외측 윈도우는 적어도 4개 이상의 체결 부재들에 의해 각각 결합되며, 상기 내측 및 외측 윈도우와 공정 챔버의 측벽 사이에는 밀봉 부재가 개재된다. 따라서, 상기 공정 챔버의 누설이 효과적으로 방지될 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 공정에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 기판 상에 형성된 막을 제거하기 위한 공정을 수행하는 장치의 공정 챔버에 장착된 육안 검사용 윈도우에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정에서, 반도체 기판 상에는 실리콘 산화층(silicon dioxide layer), 폴리실리콘층(polysilicon layer), 알루미늄층, 구리층 등과 같은 다양한 층들이 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD), 열 산화(thermal oxidation), 이온 주입(ion implantation), 이온 확산(ion diffusion) 등과 같은 공정들을 수행함으로써 형성된다. 상기 층들은 플라즈마 에천트를 사용하는 식각 공정을 수행함으로써 전기적 특성을 갖는 패턴들로 형성된다.
상기와 같은 팹 공정에서, 반도체 기판에 대한 공정을 인시튜로 모니터링하는 것이 요구된다. 예를 들면, 화학 기상 증착 및 물리 기상 증착 공정에서, 목적하는 두께의 막이 증착된 후 증착 공정이 중단되는 것이 바람직하며, 식각 공정에서, 식각 되는 막의 과도 식각(overetching)을 방지하기 위해 종점 검출 방법이 사용된다. 전형적인 공정 모니터링 방법의 예로는, 광학 방출 분광 분석법(optical emission spectroscopy; OES), 타원법(ellipsometry), 간섭법(interferometry) 등이 있다. 상기와 같은 공정 모니터링 방법의 예들은 미합중국 특허 제6,390,019호(issued to Grimbergen et al.)에 개시되어 있다.
광학 방출 분광 분석법에서, 플라즈마의 방출 스펙트럼들은 식각되는 층의 변화에 대응하는 화학적 조성의 변화를 확인하기 위해 측정되며, 측정된 방출 스펙트럼에 따라 식각 공정의 종점(endpoiot)이 결정된다.
상기 광학 방출 분광 분석법을 수행하기 위한 장치는, 플라즈마로부터 발생되는 광을 광학 방출 분광계로 전송하기 위한 윈도우를 갖는다. 상기 윈도우는 공정 챔버의 측벽에 형성된 뷰포트(view port)를 커버하도록 형성되며, 고온에 대한 저항성을 갖는 석영(quartz)으로 이루어진다.
플라즈마를 이용하여 반도체 기판 상에 형성된 층들에 대한 식각 공정을 수행하는 동안, 플라즈마의 화학적 조성은 상기 층들의 조성에 따라 변화된다. 즉, 식각되는 층의 변화에 따라 플라즈마로부터 방출되는 광의 스펙트럼들이 변화되며, 광학 방출 분광계로부터 측정되는 광의 스펙트럼들의 변화에 따라 식각 공정의 종점이 검출된다.
또한, 상기와 같은 가공 공정을 수행하기 위한 챔버의 측벽에는 상기 종점 검출을 위한 윈도우뿐만 아니라, 작업자의 육안으로 챔버의 내부를 관찰할 수 있도록 하기 위한 육안 검사용 윈도우가 설치되어 있다.
도 1은 플라즈마를 이용하는 종래의 식각 장치에 장착된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 종래의 식각 장치(100)에서, 공정 챔버(102)는 플라즈마(20)를 이용하여 반도체 기판(10) 상에 형성된 막 또는 패턴을 식각하기 위한 공정 공간을 한정한다. 상기 공정 챔버(110) 내에는 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 척(112)과 상기 플라즈마(20)를 형성하기 위한 상부 전극(114)이 배치되며, 공정 가스는 공정 챔버(110)와 연결된 가스 공급 배관(116)을 통해 공정 챔버(110) 내부로 공급된다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 공정 챔버(110) 내에서 수행되는 플라즈마 식각 공정을 모니터링하고, 상기 플라즈마 식각 공정의 종점을 점출하기 위한 종점 검출용 윈도우(미도시)가 상기 공정 챔버의 측벽(110a)에 설치되며, 상기 종점 검출용 윈도우를 통해 상기 종점을 검출하기 위한 종점 검출 시스템(미도시)이 상기 검출용 윈도우와 연결되어 있다.
또한, 상기 공정 챔버(110)의 측벽(110a)에는 상기 플라즈마 식각 공정을 작업자가 직접 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 육안 검사용 윈도우(102)가 장착된다. 상기 육안 검사용 윈도우(102)는 투명한 재질로 이루어지며, 작업자는 상기 육안 검사용 윈도우(102)를 통해 상기 플라즈마 식각 공정의 진행 상태 및 상기 공정 챔버(110)의 내부 상태를 점검할 수 있다.
상기 육안 검사 윈도우(102)는 공정 챔버(110)의 측벽(110a)에 형성된 뷰포트(104, view port)를 커버링하도록 공정 챔버(110)의 측벽(110a) 외측면에 부착된다. 이때, 상기 육안 검사용 윈도우(102)는 상기 육안 검사 윈도우(102)의 가장자리를 통해 공정 챔버(110)의 측벽(110a)에 체결되는 3개의 볼트(106)에 의해 고정된다. 한편, 도시되지는 않았으나 상기 공정 챔버(110)의 측벽(110a)과 육안 검사용 윈도우(102) 사이에는 밀봉을 위한 오-링(O-ring)이 개재되어 있다.
상기와 같은 플라즈마 식각 장치(100)의 측벽에는 총 3개의 윈도우가 설치되는데 그 중 하나는 종점 검출용 윈도우이며, 나머지 2개는 육안 검사용 윈도우(102)이다. 여기서, 상기 윈도우들은 각기 3개의 볼트에 의해 체결되는데, 상기 3개의 볼트(106)가 갖는 체결력을 일정하게 하기가 용이하지 않으므로 상기 공정 챔버(110)에서의 누설(leak) 발생의 위험이 커진다는 문제점이 있다. 또한, 상기 누설이 발생된 경우, 어느 윈도우에서 발생되었는지 판단하기가 용이하지 않다는 문제점이 있다. 따라서, 공정 챔버(110)와 상기 윈도우들 사이의 밀봉력을 향상시킬 수 있는 구성을 갖는 윈도우의 개발이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공정 챔버의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 검사용 윈도우를 갖는 플라즈마를 이용하는 기판 가공 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플라즈마를 이용하여 기판을 가공하기 위한 공정이 수행되며 적어도 하나의 뷰포트(view port)가 형성된 측벽을 갖는 공정 챔버와, 상기 뷰포트를 커버하도록 상기 측벽의 외면 및 내면에 장착되며 투명한 재질로 이루어지는 외측 및 내측 윈도우를 포함하며 상기 공정 챔버의 내부를 관찰하기 위한 검사용 윈도우와, 상기 외측 및 내측 윈도우를 상기 측벽에 장착하기 위해 상기 윈도우들의 자장자리 부위를 통해 상기 측벽에 체결되는 적어도 4개의 체결 부재를 포함하는 플라즈마를 이용하는 기판 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외측 및 내측 윈도우들과 상기 측벽 사이에는 상기 공정 챔버의 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재들을 개재되며, 밀봉 부재들로는 오-링이 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판 가공 장치는 상기 가공 공정의 종점을 검출하기 위한 검출 시스템과 연결되는 종점 검출용 윈도우를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 공정 챔버의 예로는 상기 기판 상에 형성된 막 또는 패턴을 식각하기 위한 식각 챔버가 있으며, 상기 내측 및 외측 윈도우들과 상기 뷰포트의 내면에 의해 한정된 공간은 진공으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 상기 적어도 4개의 체결 부재는 종래의 장치에 비하여 검사용 윈도우의 체결력을 보다 균일하게 형성할 수 있도록 하며, 내측 및 외측 윈도우로 이루어지는 검사용 윈도우는 종래의 경우보다 누설의 위험을 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 확대 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 검사용 윈도우를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 도시된 기판 가공 장치(200)는 플라즈마(20)를 이용하여 반도체 기판(10)을 가공하기 위한 공정 챔버(210)를 포함한다. 상기 기판 가공 장치(200)는 플라즈마(20)를 이용하여 반도체 기판(10) 상에 형성된 막 또는 패턴을 식각하기 위한 장치로 사용될 수 있다. 이때, 상기 공정 챔버(210)는 식각 챔버로써 기능한다.
상기 공정 챔버(210) 내부에는 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 척(212)과 상기 공정 챔버(210)로 공급된 공정 가스를 플라즈마(20)로 형성하기 위한 상부 전극(214)이 배치된다. 상기 척(212)과 상부 전극(214)은 서로 마주보도록 배치되며, 상기 척(212)과 상부 전극(214) 사이에서 상기 플라즈마(20)가 형성된다.
상기 공정 챔버(210)의 일 측벽(210a)에는 상기 공정 가스를 공급하기 위한 가스 공급 배관(216)이 연결되어 있으며, 공정 챔버(210)의 바닥에는 공정 챔버(210)의 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공 시스템(218)이 연결된다. 또한, 상기 공정 챔버(210)의 다른 측벽(210b)에는 반도체 기판(10)에 대한 가공 공정의 수행 상태 또는 공정 챔버(210)의 내부 상태를 작업자가 육안으로 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지는 육안 검사용 윈도우(220)가 설치된다.
예를 들면, 상기 육안 검사용 윈도우(220)는 석영으로 이루어질 수 있으며, 작업자는 상기 육안 검사용 윈도우(220)를 통해 상기 플라즈마(20)를 이용하는 가공 공정의 수행 상태, 플라즈마(20)에 의한 공정 챔버(210) 내부 표면의 손상 정도, 공정 챔버(210) 내부 표면에 형성된 폴리머 등을 육안으로 직접 관찰할 수 있다.
상기 육안 검사용 윈도우(220)는 상기 공정 챔버(210)의 다른 측벽(210b)에 형성된 뷰포트(222)를 커버하도록 상기 다른 측벽(210b)의 내측면 및 외측면에 각각 설치되는 내측 윈도우(224)와 외측 윈도우(226)를 포함한다. 상기 내측 및 외측 윈도우(224, 226)는 밀봉력을 증가시키기 위해 적어도 4개 이상의 체결 부재들(228)에 의해 상기 다른 측벽(210b)에 장착된다. 이때, 상기 체결 부재들(228)로는 볼트가 사용될 수 있으며, 4개의 이상의 볼트들에 의해 육안 검사용 윈도우(220)를 장착하므로, 각각의 체결 부재들(228)에 의해 발생되는 체결력은 종래의 경우와 비교하여 균일하게 형성될 수 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 내측 및 외측 윈도우(224, 226)는 각각 4개의 볼트들에 의해 공정 챔버(210)에 장착되지만, 체결력을 더욱 균일하게 하기 위해 더 많은 수량의 볼트들이 사용될 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 공정 챔버(210) 내에서 수행되는 플라즈마 가공 공정을 모니터링하고, 상기 플라즈마 가공 공정의 종점을 점출하기 위한 종점 검출용 윈도우(미도시)가 상기 공정 챔버(210)의 또 다른 측벽(미도시)에 형성된 제2뷰포트(미도시)를 커버하도록 설치되며, 상기 종점 검출용 윈도우를 통해 상기 종점을 검출하기 위한 종점 검출 시스템(미도시)이 상기 검출용 윈도우와 연결되어 있다.
상기 내측 윈도우(224) 및 외측 윈도우(226)와 상기 다른 측벽(210b) 사이에는 각각 밀봉 부재(230)가 개재되며, 상기 밀봉 부재(230)로는 오 링이 사용될 수 있다. 이에 더하여, 상기 뷰포트(222)의 내측면(222a), 내측 윈도우(224) 및 외측 윈도우(226)에 의해 한정된 공간(뷰포트의 내부)은 진공으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 종래의 기술과 비교하여 공정 챔버(210)의 내부와 외부 사이에서의 밀봉력이 향상되며, 누설의 위험을 크게 억제할 수 있는 효과가 있다.
상기 상부 전극(214)에는 상기 플라즈마(20)를 형성하기 위한 RF(radio frequency) 파워 소스(232)가 연결되며, 상기 척(212)에는 바이어스 파워 소스(234)가 연결된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 공정 챔버의 내부를 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 육안 검사용 윈도우는 공정 챔버의 뷰포트를 양측에서 커버하도록 내측 및 외측 윈도우를 포함하며, 각각의 윈도우들은 적어도 4개 이상의 체결 부재들에 의해 공정 챔버의 측벽에 장착된다. 또한, 뷰포트의 내부 공간은 상기 밀봉 부재들에 의해 진공으로 유지될 수 있으며, 이로 인해 공정 챔버의 누설이 효과적으로 방지될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 플라즈마를 이용하는 종래의 식각 장치에 장착된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 기판 가공 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 육안 검사용 윈도우를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 검사용 윈도우를 설명하기 위한 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반도체 기판 20 : 플라즈마
200 : 기판 가공 장치 210 : 공정 챔버
212 : 척 214 : 상부 전극
216 : 가스 공급 배관 218 : 진공 시스템
220 : 검사용 윈도우 222 : 뷰포트
224 : 내측 윈도우 226 : 외측 윈도우
228 : 체결 부재 230 : 밀봉 부재
Claims (5)
- 플라즈마를 이용하여 기판을 가공하기 위한 공정이 수행되며 적어도 하나의 뷰포트(view port)가 형성된 측벽을 갖는 공정 챔버;상기 뷰포트를 커버하도록 상기 측벽의 외면 및 내면에 장착되며 투명한 재질로 이루어지는 외측 및 내측 윈도우를 포함하며 상기 공정 챔버의 내부를 관찰하기 위한 검사용 윈도우; 및상기 외측 및 내측 윈도우를 상기 측벽에 장착하기 위해 상기 윈도우들의 자장자리 부위를 통해 상기 측벽에 체결되는 적어도 4개의 체결 부재를 포함하는 플라즈마를 이용하는 기판 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 외측 및 내측 윈도우들과 상기 측벽 사이에 개재되며 상기 공정 챔버의 누설을 방지하기 위한 밀봉 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
- 제2항에 있어서, 각각의 밀봉 부재는 오-링인 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 상기 기판 상에 형성된 막 또는 패턴을 식각하기 위한 식각 챔버인 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 내측 및 외측 윈도우들과 상기 뷰포트의 내면에 의해 한정된 공간이 진공으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 가공 장치.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040037414A KR20050112361A (ko) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | 기판 가공 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20050112361A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596324B1 (ko) * | 2004-08-27 | 2006-07-06 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | 플라즈마 처리장치 |
| KR100697112B1 (ko) * | 2006-02-14 | 2007-03-21 | 광건티앤씨(주) | 크린룸용 투명창 구조 |
| KR100930825B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2009-12-10 | 주식회사 케이씨텍 | 윈도우를 구비하는 세정장치 |
| CN104733276A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 昆山国显光电有限公司 | 刻蚀机的窗口遮挡装置 |
-
2004
- 2004-05-25 KR KR1020040037414A patent/KR20050112361A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100596324B1 (ko) * | 2004-08-27 | 2006-07-06 | 주식회사 에이디피엔지니어링 | 플라즈마 처리장치 |
| KR100697112B1 (ko) * | 2006-02-14 | 2007-03-21 | 광건티앤씨(주) | 크린룸용 투명창 구조 |
| KR100930825B1 (ko) * | 2008-04-25 | 2009-12-10 | 주식회사 케이씨텍 | 윈도우를 구비하는 세정장치 |
| CN104733276A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 昆山国显光电有限公司 | 刻蚀机的窗口遮挡装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |