KR20060041107A - 반도체 제조용 공정챔버 - Google Patents

반도체 제조용 공정챔버 Download PDF

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Abstract

반도체 공정을 진행하기 위한 진공챔버와 진공챔버를 개폐하기 위한 개폐유닛을 구비한 반도체 제조용 공정챔버에 있어서, 상기 개폐유닛을 상기 진공챔버에 수직으로 안착시킴으로써, 오링의 손상이 없어지고, 진공챔버의 기밀의 유지가 쉬워진다.
또한, 개폐유닛이 지지부를 중심으로 회전가능함으로써, 챔버의 부품교환이나 청소시에 진공챔버의 개구부가 완전개방되어 부품교환과 청소가 용이하다.

Description

반도체 제조용 공정챔버{PROCESSING CHAMBER FOR MAKING SEMICONDUCTOR}
도 1은 종래 반도체 제조용 공정장비의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버의 전체적인 구성을 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20: 진공챔버 22: 오링
24: 웨이퍼투입구 28: 개폐유닛
29: 커버 30: 상부챔버
31: 상부챔버홀더 32: 삽입홀
33: 볼트 35: 수직이송부
36: 지지부 37: 연결부
38: 구동부 39: 안내부
본 발명은 반도체 제조용 공정챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공챔버를 개폐하기 위한 개폐유닛에 관한 것이다.
일반적인 반도체 제조공정에서 화학 기상 증착(chemical vapor deposition: CVD)공정이나 식각(etching)공정을 수행할 때는 진공챔버(vacuum chamber) 내부를 진공상태로 유지시킨다. 또 이러한 공정들을 수행할 때는 진공챔버 내부에 반응성 공정가스를 주입하고 이 공정가스를 플라즈마 상태로 만들어 줌으로써 반도체기판의 표면에 박막이 형성되거나, 기판 표면의 막이 패턴에 따라 식각될 수 있도록 한다. 따라서 이러한 공정들을 수행하기 위한 진공챔버는 내부가 진공으로 유지되거나 공정가스의 누설이 방지될 수 있도록 진공챔버의 조립부분이나 개폐부분의 기밀이 유지되어야 한다.
도 1은 진공챔버의 개폐부분을 기밀로 유지하기 위한 종래 반도체 제조용 진공챔버의 개폐유닛의 구성을 나타낸 것이다. 도시한 바와 같이, 종래의 진공챔버의 개페유닛은 회동형으로 되어 있어, 개폐의 대상이 되는 리드(12)와 회전운동을 하는 액츄에이터(14)와 액츄에이터(14)의 축(15)과 연결되어 액츄에이터(14)의 회전력을 리드(12)로 전달하도록 액츄에이터(14)와 리드(12)를 연결하여 주는 부재인 링크(16)로 구성되었다. 액츄에이터(14)는 진공챔버(10)의 상부측면에 볼트(13)등 과 같은 결합부재에 의해 고정되었다.
또한, 진공챔버(10)의 상부에는 리드(12)가 안착되도록 진공챔버(10)의 내주면을 따라 리드안착부(17)가 형성되어 있고, 리드안착부(17)에는 진공챔버(10)와 개폐유닛(11)의 기밀을 위해서 오링(19)이 장착되었다.
종래의 반도체 제조용 진공챔버에서는 반도체를 제조하기 위해서는 우선 개폐부재(11)를 열고 웨이퍼를 진공챔버(10) 내부에 넣은 다음, 개폐부재(11)를 닫고 진공챔버(10) 내부를 진공으로 유지시킨 다음, 각종 공정을 실시한다.
상기와 같은 회동형 개폐유닛(11)의 경우에는 리드(12)를 닫을 때 진공챔버(10)의 기밀을 유지할 수 있도록 리드(12)와의 접촉부에 설치된 밀폐형 오링(19)과 접촉하게 되는데, 액츄에이터 축(15)과 가까운 부위(A)가 액츄에이터 축(15)와 먼 부위(B)보다 먼저 접촉함으로써 오링(19)이 받는 힘이 불균등해짐으로써 오링(19)이 비틀어 지고, 이에 따라 오링의 손상을 가져왔다.
또한, 조립시 볼트(13)체결 등의 체결부위가 많아 오차발생율이 상대적으로 높아 진공챔버(10)와 개폐유닛(11)과의 수평상태가 맞지 않아 진공챔버(10)의 내부가 완전히 밀폐되지 않는 문제점이 있었다.
또한, 진공챔버(10)의 부품교체시나 청소시에 개폐유닛(11)이 진공챔버(10)의 개구부 상단에 있음으로 해서 작업공간이 좁아 진공챔버(10) 내부를 청소하기가 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 진공챔버 개폐유닛의 개폐시 오링의 손상이 적고, 개폐유닛과 오링과의 밀착이 잘되어 진공챔버내부의 기밀이 유지되며, 진공챔버 내부의 부품교환시나 청소시가 용이하도록 제작된 진공챔버 개폐유닛을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적은 반도체 공정을 진행하기 위한 진공챔버와 진공챔버를 개폐하기 위한 개폐유닛을 구비한 반도체 제조용 공정챔버에 있어서, 상기 개폐유닛을 상기 진공챔버에 수직으로 안착시키는 수직이송부에 의해 개폐유닛이 개폐되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버에 의해 달성된다.
또한, 상기 수직이송부는 개폐장치를 지지하는 지지부와 개폐장치를 구동시키기 위한 구동부를 가진다.
또한, 상기 개폐유닛은 상기 지지부를 축으로 회전가능하다.
또한, 상기 구동부는 리니어 액츄에어터로 구동된다.
또한, 상기 지지부는 볼부시 또는 볼스플라인으로 이루어진 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조용 공정챔버를 나타낸 사시도이다.
반도체 제조용 공정챔버는 크게 진공챔버(20)와 진공챔버의 개구부를 개폐하기 위 한 개폐유닛(28)으로 구분된다.
개폐유닛(28)은 진공챔버(20)의 상부면(20a)과 접촉하는 커버(29)와 커버와 결합되어 공간을 형성하는 상부챔버(30)로 이루어진다. 커버의 하부에는 환형모양의 일정높이를 가지고 돌출된 돌출부(미도시)가 형성되어 있어, 진공챔버(20)의 개구부(29)주위의 홈에 끼워져 있는 오링(22)에 밀착된다. 상부챔버(30)에는 화학증착등을 위해 필요한 각종 가스투입구(미도시)가 설치되어 있다.
진공챔버(20)의 내부에는 웨이퍼를 투입하기 위한 웨이퍼 투입구(24)가 설치되어 있어, 웨이퍼 투입구(24)를 통해 웨이퍼의 입출이 가능하다. 진공챔버(20)의 외부에는 여러 개의 구멍이 형성되어 있는데, 진공챔버(20) 내부의 상태를 측정하기 위한 게이지를 삽입하기 위한 게이지 투입구(26)와 가스를 플라즈마 상태로 만들기 위한 RF(Radio Frequency)power를 공급하기 위한 RF공급부(25)가 형성되어 있다.
진공챔버(20)의 개구부(29)가 형성된 진공챔버(20)의 상부면(20a)에는 개구부주위의 홈을 따라 탄성재질을 가진 실링부재인 오링(22)이 끼워져 설치된다. 개폐유닛(28)의 하부에는 개구부(29)를 막으면서 오링(22)과 밀착되도록 소정두께를 가진 환형모양으로 돌출된 돌출부가 형성되어 있어, 개폐유닛(28)이 하부로 이동하여 개페유닛(28)이 진공챔버의 상부면(20a)과 밀착시 오링(22)과 돌출부 외주면이 접촉하게 되어 진공챔버(20) 내부는 기밀상태가 된다.
상부챔버(30)는 상부챔버홀더(31)와 결합되어 있고, 상부챔버홀더(31)에는 지지부(36)가 삽입되도록 형성된 삽입홀(32)이 형성되어 있다. 지지부의 일단은 삽 입홀(32)로 삽입되고 두 부재는 볼트(33)의 쪼임에 의해 단단히 고정된다. 그리고, 삽입홀(32)의 내부에는 두개의 크로스 롤러 베어링이 설치되어 있어 볼트(33)가 풀리면 상부챔버홀더(31)는 좌우방향으로 회전가능하다.
상부챔버홀더(31)는 개폐유닛(28)을 상하로 이송시키는 수직이송부(35)와 결합되어 있다. 수직이송부(35)는 크게 개폐유닛(28)의 처짐을 방지하며 개폐유닛(28)을 지지하는 지지부(36)와 수직으로 상하운동하면서 구동하도록 동력을 전달하는 구동부(38)로 나누어 진다.
지지부(36)는 지지부(36)를 수용하면서 지지부를 안내하는 안내부(39)에 수용되어 있어, 상부챔버(30)에 무게에 의한 지지부(36)의 처짐이나 휘어짐을 방지한다. 지지부는(36) 볼부시나 볼스플라인을 사용하여 안내부(39)에 의해 지지되도록 형성되는 것이 바람직하다. 볼스플라인에는 키가 형성되어 있어, 스플라인을 사용하면 안내부(39)와 키에 의해 고정되므로 개페유닛(28)이 회전되는 것이 방지된다.
구동부(38)에는 리니어 엑츄에이터와 같은 동력발생장치가 사용된다.
구동부(38)의 동력은 구동부(38)와 지지부(36)을 연결하는 연결부(37)에 의해 지지부(36)로 전달되고 구동부(38)가 상하로 운동함에 따라 지지부(36)도 상하로 운동하게 된다.
다음으로 본 발명에 따른 작동을 설명을 하기로 한다.
진공챔버(40) 내부로 웨이퍼를 넣기 위해 액츄에이터를 구동시켜 진공챔버의 상부면(20a)과 커버(29)가 이격되도록 작동시킨다. 구동부(38)에 연결된 연결부(37)로 구동부(37)의 동력이 전달되고, 연결부(37)와 연결된 지지부(36)도 동력을 전달받아 지지부(36)도 상승하게 된다. 지지부(36)가 상승 운동하게 됨으로써 지지부(36)와 결합되어 있는 상부챔버홀더(31)도 상부로 운동하게 되고 상부챔버홀더(31)에 의해 수용되는 상부챔버(30)와 상부챔버와 결합된 커버(29) 또한 상승 운동하게 된다.
진공챔버의 상부면(20a)과 개폐유닛(28)이 일정간격 이격되면 사용자는 웨이퍼를 진공챔버(40) 내부에 형성된 웨이퍼투입구(24)로 투입한후 액츄에이터를 하강하도록 작동시킨다. 커버(29)의 하부에 형성된 환형의 돌출부는 오링(22)과 밀착하게 되고 이에 따라 진공챔버(20)는 밀폐되게 된다. 이때, 환형의 오링(22)과 환형의 돌출부에 형성된 모든 면은 동시에 접촉하게 된다. 따라서, 오링(22)의 어느 한 부분에만 응력이 집중되는 현상이 없게 된다. 이와 같이 오링(22)의 전면이 환형의 돌출부와 접촉함에 따라 완전밀폐가 가능해진다.
플라즈마를 이용한 웨이퍼 식각장비의 내부 부품들은 일정시간 플라즈마에 노출되면 주기적으로 부품의 교체 및 청소가 필요하게 된다.
부품의 교체나 청소가 필요시에 사용자는 개폐유닛(28)을 상승시키고, 지지부(36)와 상부챔버홀더(31)를 밀착시키는 볼트(33)를 풀면 상부챔버홀더(31)는 좌우로 회동가능 해진다. 이와 같은 작동에 의해 개폐유닛(28)를 지지부(36)를 중심으로 화살표 방향으로 일정각도 회전시키면 진공챔버(20)의 상부에는 아무런 장애물이 없기 때문에 작업공간이 넓어져서 부품의 교체 및 청소가 용이하게 된다.
개폐유닛이 수직이송부에 의해 상승과 하강운동을 하면서 이동함에 따라 진공챔버와 개폐유닛을 밀착시에 오링의 일부가 개폐유닛에 밀려 생기는 변형이나 손상이 없어 오링의 수명이 늘어나며, 진공챔버의 기밀 또한 유지하기가 쉬워진다.
또한, 진공챔버의 청소나 부품교환시 진공챔버의 개구부가 완전히 개방됨으로써, 작업시에 작업공간이 넓어져, 부품교체나 청소가 용이한 장점을 가진다.

Claims (5)

  1. 반도체 공정을 진행하기 위한 진공챔버와 진공챔버를 개폐하기 위한 개폐유닛을 구비한 반도체 제조용 공정챔버에 있어서, 상기 개폐유닛을 상기 진공챔버에 수직으로 안착시키는 수직이송부에 의해 진공챔버가 개폐되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수직이송부는 개폐장치를 지지하는 지지부와 개폐장치를 구동시키기 위한 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 개폐유닛은 상기 지지부를 축으로 하여 회전가능한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 구동부는 리니어 액츄에어터로 구동되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 지지부는 볼부시 또는 볼스플라인으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
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