KR20060007839A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조 공정시 열변형이 효과적으로 억제되는 리프트 어셈블리를 포함하는 반도체 제조 장치가 제공된다. 반도체 제조 장치는 반도체 제조 공정이 진행되는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 설치되어 있고, 내부에 히터를 구비하며 반도체 기판이 안착되는 서셉터, 서셉터를 관통하여 반도체 기판을 지지하는 다수의 리프트 핀과 다수의 리프트 핀들을 지지하는 리프트 바디와 다수의 리프트 핀들 및 리프트 바디를 결합하는 리프트 결합부를 포함하며, 다수의 리프트 핀, 리프트 바디 및 리프트 결합부는 세라믹으로 형성되어 있는 리프트 어셈블리 및 리프트 어셈블리와 결합되어 리프트 어셈블리를 상승시키거나 하강시키는 승강기를 포함한다.
리프트 어셈블리, 세라믹, 열변형

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for fabricating semiconductor}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 도 1의 반도체 제조 장치의 리프트 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 리프트 어셈블리의 결합 부분을 상세히 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 공정 챔버 200 : 서셉터
300 : 리프트 어셈블리 310 : 리프트 핀
330 : 리프트 바디 350 : 리프트 결합부
370 : 승강기 결합부 390 : 커버
400 : 승강기
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정 중 하나인 원자층 증착 공정에서 반도체 기판을 지지하고, 반도체 기판을 상승시키거나 하강시키는 리프트 어셈블리를 세라믹으로 형성함으로써 리프트 어셈블 리의 열변형이 효과적으로 억제되어 반도체 기판의 손실을 감소시키는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 공정은 고온의 분위기에서 반도체 기판 상에 나노 스케일(nano scale)의 박막을 일정한 두께로 균일하게 형성하기 위해 원자층 레벨로 박막을 증착하는 공정으로서, 반도체 기판 표면에 분자를 흡착시킨 후 치환시키는 것을 반복적으로 수행함으로써 박막을 형성한다.
종래의 원자층 증착 장치는 반도체 기판을 지지하고 반도체 기판을 상승시키거나 하강시키는 리프트 어셈블리가 인커넬(Inconel) 재질로 형성되어 있었다. 이러한 리프트 어셈블리는 상술한 것처럼, 원자층 공정이 고온에서 수행되기 때문에 열변형이 발생될 수 있었다. 따라서 리프트 어셈블리에 열변형이 발생되면 리프트 어셈블리가 휘어져 반도체 기판을 상승시키거나 하강시킬 때 서셉터 내부에 구비된 히터의 측면에 스크래치를 유발하여 반도체 기판에 파티클이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 리프트 어셈블리의 열변형으로 인해 반도체 기판이 지지되지 못하고 슬라이딩될 수 있다는 문제점이 있었다. 그리고 리프트 어셈블리의 결합 부재들도 고온에 의해서 열변형되기 때문에 리프트 어셈블리의 결합 부재에 의한 결합이 불완전하게 되었다. 그러므로 이를 보완하기 위하여 많은 종류의 결합 부재들을 이용하여 리프트 어셈블리를 결합하여야 한다는 문제점이 있었다. 따라서 이와 같은 문제점들로 인해 반도체 제조의 수율이 향상되지 못하고, 리프트 어셈블리를 자주 교체해주어야 한다는 문제가 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온에서 반도체 제조 공정 진행시 반도체 제조 장치에서 반도체 기판을 지지하고 상승시키거나 하강시키는 리프트 어셈블리의 열변형을 효과적으로 억제하여 반도체 기판의 손실을 감소시킬 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 반도체 제조 공정이 진행되는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 설치되어 있고, 내부에 히터를 구비하며 반도체 기판이 안착되는 서셉터, 서셉터를 관통하여 반도체 기판을 지지하는 다수의 리프트 핀과 다수의 리프트 핀들을 지지하는 리프트 바디와 다수의 리프트 핀들 및 리프트 바디를 결합하는 리프트 결합부를 포함하며, 다수의 리프트 핀, 리프트 바디 및 리프트 결합부는 세라믹으로 형성되어 있는 리프트 어셈블리 및 리프트 어셈블리와 결합되어 리프트 어셈블리를 상승시키거나 하강시키는 승강기를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 개략 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 제조 장치는 공정 챔버(100), 서셉터(200), 리프트 어셈블리(300) 및 승강기(400)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 반도체 제조 공정 중 원자층 증착(ALD; Atomic Layer Deposition) 공정이 진행되는 공간으로서, 내부에는 반도체 기판(W) 상에 반응 가스를 유입시키는 샤워 헤드(150)와 반도체 기판(W)이 안착되며 내부에 히터를 구비하는 서셉터(200)와 서셉터(200) 상의 반도체 기판(W)을 지지하고 승강시키거나 하강시키는 리프트 어셈블리(300)가 구비된다. 그리고 공정 챔버(100) 내부는 반도체 제조 공정 진행시 서셉터(200) 내부에 구비된 히터에 의해서 대략 600?의 고온의 분위기로 유지되면서, 원자층 증착 공정이 수행된다.
서셉터(200)는 공정 챔버(100) 내부에 설치되어 반도체 기판(W)을 안착시키 는 부재로서, 서셉터(200)의 내부에는 반도체 제조 공정시 공정 챔버(100) 내부를 고온으로 유지시키는 히터가 구비되어 있다. 그리고 서셉터(200)와 히터에는 다수의 리프트 핀(310)들이 관통할 수 있는 다수의 홀이 형성되어 있어 각각의 홀을 따라 리프트 핀(310)들이 상승되거나 하강된다.
리프트 어셈블리(300)는 다수의 리프트 핀(310)들과 리프트 바디(330)와 리프트 결합부(350), 승강기 결합부(370) 및 커버(390)를 포함한다. 그리고 리프트 어셈블리(300)는 세라믹으로 형성되어 있어 우수한 내열성, 내부식성, 내마모성을 갖으므로, 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 열변형이 효과적으로 억제될 수 있다.
리프트 어셈블리(300)는 승강기(400)와 승강기 결합부(370)에 의해서 결합되어 있어 승강기(400)의 동작에 의해 공정 챔버(100) 내에 설치된 서셉터(200)로 반도체 기판(W)을 안착시키거나 탈착시킨다.
승강기(400)는 리프트 어셈블리(300)의 리프트 바디(330)와 결합되어 리프트 어셈블리(300)를 승강시키거나 하강시킴으로서 반도체 기판(W)을 승강시키거나 하강시킬 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 리프트 어셈블리에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 반도체 제조 장치의 리프트 어셈블리를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 리프트 어셈블리의 결합 부분을 상세히 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(310)은 세라믹으로 형성된 막대 형상의 부재로서, 본 발명의 일 실시예에서는 3 개의 리프트 핀(310)이 구비된다. 3 개의 리프트 핀(310)은 리프트 바디(330)에 결합되고 3 개의 리프트 핀(310)이 서셉터(200)에 형성된 홀을 관통하여 상승되었을 때 3 개의 리프트 핀(310) 위에 반도체 기판(W)이 위치하게 된다. 그리고 3 개의 리프트 핀(310)은 내부식성, 내열성, 내마모성 등이 우수한 세라믹으로 형성되어 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 리프트 핀(310)이 휘어지거나 기울어지는 등의 열변형이 효과적으로 억제되므로, 반도체 기판(W)이 지지되지 못하거나 슬라이딩 될 수 있는 등의 문제점을 효율적으로 감소시킬 수 있다.
리프트 바디(330)는 고리와 같은 형상을 갖는 부재로서, 3 개의 리프트 핀(310)이 소정의 간격으로 이격된 상태에서 리프트 결합부(350)에 의해서 3 개의 리프트 핀(310) 각각과 결합된다. 리프트 바디(330)도 세라믹으로 형성되어 있어 상술한 것처럼, 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 열변형이 효과적으로 억제될 수 있다.
리프트 결합부(350)는 3 개의 리프트 핀(310)과 리프트 바디(330)를 결합하는 장치로서 하나의 리프트 핀(310)을 리프트 바디에 결합하기 위해서 2 개의 플랜지 너트(352)와 2 개의 너트(354)를 사용한다. 리프트 결합부(350) 또한 내부식성, 내열성, 내마모성이 우수한 세라믹으로 형성되어 있어 상술한 것처럼, 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 열변형이 효과적으로 억제되므로, 리프트 결합부(350)의 결합이 불완전하게 되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 리프트 결합부(350)에 의해서 리프트 핀(310)과 리프트 바디(330)가 결합되는 방법을 상세 히 나타낸 도면이 도 3에 도시되어 있다.
리프트 결합부(350)에 의해서 리프트 핀(310)과 리프트 바디(330)가 결합되는 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(310)을 리프트 바디(330)에 형성된 홀에 삽입한 후에, 리프트 바디(330)에 리프트 핀(310)을 고정시키기 위해 리프트 바디(330) 양쪽에서 리프트 핀(310)으로 플랜지 너트(352)를 각각 끼운다. 그리고나서 각각의 플랜지 너트(352) 위에 너트(354)를 끼워 넣어 리프트 핀(310)을 리프트 바디(330)에 고정시킨다. 이와 같은 방식으로 3 개의 리프트 핀(310)들을 각각 리프트 바디(330)에 고정시킬 수 있다. 여기에서 플랜지 너트(352)와 너트(354)는 세라믹으로 형성되어 있어 상술한 것처럼, 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 열변형되거나 오염 물질이 축적되는 것이 효과적으로 억제될 수 있다.
승강기 결합부(370)는 리프트 바디(330)의 일측에 형성되어 있으며, 3 개의 리프트 핀(310)이 리프트 결합부(350)에 의해 결합되어 있는 리프트 바디(330)가 승강기(400)와 결합되는 부분으로 고정 핀(372)과 소켓 볼트(374)를 포함하고 있어 고정 핀(372)과 소켓 볼트(374)에 의해서 결합된다. 승강기 결합부(370)의 고정 핀(372)과 소켓 볼트(374)는 인커넬(Inconel) 재질로 형성되어 있어 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되면 열변형이 발생할 수 있으므로, 고정 핀(372)과 소켓 볼트(374)를 덮는 커버(390)를 사용함으로써 고정핀(372)과 소켓 볼트(374)가 공정 챔버(100)에 제공되는 열에 노출되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 커버(390)는 원형의 뚜껑과 같은 형상으로 내부식성, 내열성, 내마모성 등이 우수한 세라믹 으로 형성되어 있다. 따라서 상술한 것처럼, 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도, 고정 핀(372)과 소켓 볼트(374)들이 열변형되는 것을 효과적으로 억제되므로, 고정핀(372)과 소켓 볼트(374)의 결합이 불완전하게 되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 동작에 대해서 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
반도체 제조 공정 중 반도체 기판(W)에 원자층 증착(ALD) 공정을 수행하기 위해 공정 챔버(100) 내부의 리프트 어셈블리(300)는 서셉터(200) 위로 상승되어 3 개의 리프트 핀(310)들이 돌출되어 있다. 이러한 조건하에서 반도체 기판(W)을 공정 챔버(100) 내부로 진입시켜 돌출되어 있는 3개의 리프트 핀(310) 상에 반도체 기판(W)을 위치시킨다. 반도체 기판(W)이 리프트 핀(310)들 상에 위치하게 되면 승강기(400)를 통해 리프트 어셈블리(300)를 하강시켜 반도체 기판(W)을 내부에 히터를 구비한 서셉터(200) 상에 정확하게 안착시킨다. 다음으로 반응 가스를 공정 챔버(100) 내로 주입시켜 반도체 기판(W)에 박막을 형성한다. 반도체 기판(W)에 박막 형성이 끝나면 다시 리프트 어셈블리(300)를 상승시킴으로서 리프트 핀(310)들에 의해 반도체 기판(W)이 서셉터(200)로부터 탈착되고, 반도체 기판(W)은 공정 챔버(100) 외부로 반출될 수 있는 상태가 된다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 제조 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 세라믹 재질의 리프트 어셈블리를 사용함으로써 고온의 분위기에서 원자층 증착 공정이 수행되더라도 리프트 어셈블리의 열변형을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 세라믹 재질의 리프트 어셈블리를 사용함으로써 반도체 기판에 유발되는 파티클을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
셋째, 세라믹 재질의 리프트 어셈블리를 사용함으로써 열변형으로 인한 반도체 기판의 슬라이딩을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
넷째, 세라믹 재질의 리프트 어셈블리를 사용함으로써 안정적인 반도체 제조의 수율을 향상시키고 리프트 어셈블리를 반영구적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 제조 공정이 진행되는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 설치되어 있고, 내부에 히터를 구비하며 반도체 기판이 안착되는 서셉터;
    상기 서셉터를 관통하여 상기 반도체 기판을 지지하는 다수의 리프트 핀과 상기 다수의 리프트 핀들을 지지하는 리프트 바디와 상기 다수의 리프트 핀들 및 상기 리프트 바디를 결합하는 리프트 결합부를 포함하며, 상기 다수의 리프트 핀, 상기 리프트 바디 및 상기 리프트 결합부는 세라믹으로 형성되어 있는 리프트 어셈블리; 및
    상기 리프트 어셈블리와 결합되어 상기 리프트 어셈블리를 상승시키거나 하강시키는 승강기를 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 리프트 어셈블리와 상기 승강기가 결합되는 부분을 덮는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 커버는 세라믹으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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