KR20060065186A - Semiconductor manufacture device having function of fume remove - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 제조설비에서 식각공정 시 웨이퍼 표면에 잔존하는 흄을 제거하는 기능을 갖는 반도체 제조설비에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing equipment having a function of removing the fumes remaining on the wafer surface during the etching process in the semiconductor manufacturing equipment.
식각공정 진행 후 별도의 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하여 공정불량을 방지하기 위한 본 발명의 흄제거기능을 갖는 반도체 제조설비는, 시스템 메인 프레임의 중앙에 위치하여 쉘프를 구비하고 있으며, 웨이퍼를 쉘프에 적재하고 있는 로드락챔버와, 상기 로드락챔버에 적재된 웨이퍼를 공정챔버로 이송하고, 상기 공정챔버로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 상기 공정챔버로 이송하고, 상기 공정챔버로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 흄 제거챔버 및 상기 로드락챔버로 이송하기 위한 이송로봇이 설치되어 있는 트랜스퍼챔버와, 상기 공정챔버는 상기 트랜스퍼챔버에 의해 이송된 웨이퍼에 대한 식각공정을 진행하기 위해 적어도 하나 이상을 구비하고, 상기 흄제거 챔버는 상기 공정챔버로부터 식각공정이 완료된 웨이퍼를 상기 트랜스퍼챔버의 이송로봇에 의해 이송받아 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하도록 한다.The semiconductor manufacturing equipment having a fume removal function of the present invention for removing a fume remaining on a separate wafer after the etching process to prevent a process defect is provided at the center of the system main frame and provided with a shelf. A wafer loaded in the load lock chamber and a wafer loaded in the load lock chamber are transferred to the process chamber, and a wafer on which the process is completed is transferred from the process chamber to the process chamber, and the process is completed from the process chamber. A transfer chamber equipped with a transfer robot for transferring the fume removal chamber and the load lock chamber, and the process chamber includes at least one process for performing an etching process on the wafer transferred by the transfer chamber, The fume removing chamber transfers the wafer from which the etching process is completed from the process chamber to the transistor. Take carried by the transfer robot in the buffer chamber to remove fumes remaining in the wafer.
반도체 제조설비에서 식각공정 완료후에 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하는 공정을 별도로 진행하므로, 로드락챔버나 설비의 외벽 혹은 구동부위가 흄으로 인한 부식에 의해 발생되는 파티클을 최소화하여 수율 및 공정불량을 방지한다.
After the etching process is completed in the semiconductor manufacturing equipment, the process of removing the fumes remaining on the wafer is carried out separately. prevent.
공정설비, 반도체 제조설비, 흄제거, 흄제거 챔버Process equipment, semiconductor manufacturing equipment, fume removal, fume removal chamber
Description
도 1은 종래의 반도체 제조설비의 구성도1 is a block diagram of a conventional semiconductor manufacturing equipment
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 흄 제거기능을 갖는 반도체 제조설비의 구성도2 is a block diagram of a semiconductor manufacturing facility having a fume removal function according to an embodiment of the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100, 102: 제1 및 제2 로드락챔버 106, 108: 제1 및 제2 공정챔버100 and 102: first and second
110, 112: 제3 및 제4 공정챔버 120: 트랜스퍼챔버110, 112: third and fourth process chamber 120: transfer chamber
122: 이송로봇 124: 브레이드
122: transfer robot 124: braid
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 식각공정 시 웨이퍼 표면에 잔존하는 흄을 제거하는 기능을 갖는 반도체 제조설비에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a semiconductor manufacturing equipment having a function of removing fumes remaining on a wafer surface during an etching process in a semiconductor manufacturing equipment.
일반적으로 반도체소자는 실리콘 웨이퍼상에 제조공정을 반복적으로 진행하여 완성되며, 반도체 제조공정은 그 소재가 되는 웨이퍼에 대하여 산화, 마스킹, 포토레지스트코팅, 식각,확산 및 적층공정들과 이들 공정들의 전, 후에서 보조적으로 세척, 건조 및 검사 등의 여러 공정들이 수행되어야 한다. 특히, 식각공정은 실질적으로 웨이퍼 상에 패턴을 형성시키는 중요한 공정의 하나로서, 포토레지스트코팅공정과 함께 사진식각공정을 이루는 것으로서, 감광성을 갖는 포토레지스트를 웨이퍼 상에 코팅하고, 패턴을 전사한 후, 그 패턴에 따라 식각을 수행하여 상기 패턴에 따라 적절한 소자의 물리적 특성을 부여하는 것이다.In general, a semiconductor device is completed by repeatedly performing a manufacturing process on a silicon wafer, and the semiconductor manufacturing process is performed by oxidizing, masking, photoresist coating, etching, diffusing, and laminating processes of the material wafer. Subsequently, several processes such as washing, drying, and inspection should be carried out afterwards. In particular, the etching process is one of the important processes for substantially forming a pattern on the wafer. The etching process is a photolithography process together with the photoresist coating process. The photoresist is coated on the wafer and the pattern is transferred. In this case, etching is performed according to the pattern to impart the physical characteristics of the device according to the pattern.
식각공정은 크게 습식식각과 건식식각으로 대별될 수 있으며, 습식식각은 제거되어야 하는 웨이퍼의 최상단층을 효과적으로 제거할 수 있는 화학물질을 담은 습식조에 웨이퍼를 담갔다가 꺼내는 방식이나, 또는 그 화학물질을 웨이퍼의 표면으로 분사하는 방식이나, 일정각도로 경사지게 고정시킨 웨이퍼 상으로 화학물질을 흘려보내는 방식 등이 개발되어 사용되고 있다.The etching process can be roughly divided into wet etching and dry etching, and wet etching is a method in which a wafer is immersed in a wet bath containing chemicals that can effectively remove the top layer of the wafer to be removed, or the chemical is removed. A method of spraying onto the surface of the wafer, a method of flowing chemicals onto the wafer fixedly inclined at an angle, and the like have been developed and used.
또한, 건식식각은 기체상의 식각가스를 사용하는 플라즈마식각, 이온빔식각 및 반응성 이온식각 등을 예로 들 수 있다. 그 중, 반응성 이온식각은 식각가스를 반응용기내로 인입시키고, 이온화시킨 후, 웨이퍼 표면으로 가속시켜 웨이퍼 표면의 최상층을 물리적, 화학적으로 제거하며, 식각의 조절이 용이하고, 생산성이 높으며, 1μm 정도의 패턴형성이 가능하여 널리 사용되고 있다.In addition, the dry etching may include plasma etching using gaseous etching gas, ion beam etching and reactive ion etching. Among them, reactive ion etching introduces an etching gas into the reaction vessel, ionizes it, accelerates it to the wafer surface, and physically and chemically removes the top layer of the wafer surface. It is possible to form a pattern of widely used.
반응성 이온식각에서의 균일한 식각을 위하여 고려되어야 할 변수(parameter)들로는 식각할 층의 두께와 밀도, 식각가스의 에너지 및 온도, 포토레 지스트의 접착성과 웨이퍼 표면의 상태 및 식각가스의 균일성 등을 들 수 있다. 특히, 식각가스를 이온화시키고, 이온화된 식각가스를 웨이퍼 표면으로 가속시켜 식각을 수행하는 원동력이 되는 고주파(RF ; Radio frequency)의 조절은 중요한 변수가 될 수 있으며, 또한 실제 식각과정에서 직접적으로 그리고 용이하게 조절할 수 있는 변수로 고려된다.Parameters to be considered for uniform etching in reactive ion etching include thickness and density of the layer to be etched, energy and temperature of the etching gas, adhesion of the photoresist and the state of the wafer surface, and uniformity of the etching gas. Can be mentioned. In particular, the control of radio frequency (RF), which is the driving force for ionizing the etching gas and accelerating the ionized etching gas to the wafer surface, can be an important variable, and also directly and in the actual etching process. It is considered an easily adjustable variable.
이러한 식각공정을 수행하는 반도체 제조설비에서 웨이퍼 이송로봇 브레이드 상에 웨이퍼가 존재하는지 결정하고 그 웨이퍼위치 에러검출 및 에러정정하는 시스템이 미합중국(US) 특허번호 5,980,194에 개시되어 있다. A system for determining whether a wafer exists on a wafer transfer robot braid in a semiconductor manufacturing facility that performs such an etching process and detecting and correcting a wafer position error is disclosed in US Pat. No. 5,980,194.
그리고 식각공정을 수행하는 종래의 반도체 제조설비가 도 1에 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 시스템 메인 프레임의 중앙에 위치하여 쉘프(SHELF)를 구비하고 있으며, 로봇(도시하지 않음)가 웨이퍼를 쉘프에 적재하고 있는 제1 및 제2 로드락챔버(LOAD LOCK CHAMBER)(10, 12)와, 상기 로드락챔버(10, 12)에 적재된 웨이퍼를 제1 및 제2 오리엔터챔버(14, 16)로 이송하고, 상기 제1 및 제2 오리엔터챔버(14, 16)에 위치된 웨이퍼를 제1 내지 제4 공정챔버(18, 20, 22, 24)로 이송하며, 제1 내지 제2 공정챔버(18, 20, 22, 24)로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 상기 제1 및 제2 로드락 챔버(10, 12)로 이송하기 위한 이송로봇(32)이 설치된 트랜스퍼챔버(30)와, 상기 트랜스퍼챔버(30)의 이송로봇(32)에 의해 이송되어 안착된 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼의 위치좌표를 감지하는 제1 및 제2 오리엔터챔버(14, 16)와, 이송된 웨이퍼에 대한 프로세스(PROCESS)를 진행하기 위해 포지션별로 4개로 구분되어 있는 제1 내지 제2 공정챔버(18, 20, 22, 24)로 구성되어 있다.
And the conventional semiconductor manufacturing equipment for performing the etching process is disclosed in FIG. Referring to FIG. 1, first and second LOAD LOCK CHAMBERs having a shelf (SHELF) positioned at the center of a system main frame and having a wafer (not shown) loading a wafer into the shelf. 10 and 12, and the wafers loaded in the
상기와 같은 종래의 반도체 제조설비의 공정진행 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the process operation of the conventional semiconductor manufacturing equipment as described above are as follows.
도시하지 않은 로드포트에 적재되어 있는 웨이퍼는 ATM로봇(도시하지 않음)에 의해 제1 및 제2 로드락 챔버(10, 12)의 쉘프로 웨이퍼를 하나씩 이송하여 적재한다. 이렇게 웨이퍼가 모두 제1 로드락챔버(10)나 제2 로드락 챔버(12)로 이송이 완료되면 제1 및 제2 로드락 챔버(30, 32)는 도어를 닫고 불순물이 들어가지 않도록 압력을 뽑아 내어 진공상태로 만든다. 그런 후 트랜스퍼챔버(30)의 이송로봇(32)은 제1 로드락 챔버(10)나 제2 로드락 챔버(12)의 쉘프에 적재된 웨이퍼를 제1 오리엔터 챔버(14)나 제2 오리엔터 챔버(16)로 이송한다. 웨이퍼가 제1 또는 제2 오리엔터 챔버(16)로 이송되면 제1 또는 제2 오리엔터 챔버(16)는 웨이퍼를 회전시키면서 레이저 센싱부(3)에 의해 웨이퍼의 위치 좌표를 센싱한다. 상기 제1 및 제2 오리엔터챔버(14, 16)에 의해 센싱된 웨이퍼의 위치좌표값은 도시하지 않은 로봇콘트롤러로 전달된다. 로봇 콘트롤러에서는 메인콘트롤러로 이 위치좌표값을 읽어들여 기준정렬 데이터와 비교하여 위치보정값을 로봇콘트롤러로 보내고, 로봇콘트롤러는 제1 또는 제2 오리엔터챔버(14, 16)에 위치한 웨이퍼를 위치보정하여 제1 또는 제2 공정챔버(18, 20)으로 이송한다. 그런 후 메인콘트롤러는 제1 내지 제4 공정챔버(18, 20, 22, 24)에서 식각공정이 수행되도록 제어한다. 그리고 콘트롤러는 식각공정이 완료되면 로봇콘트롤러를 제어하여 트랜스터챔버(30)내에 있는 이송로봇(32)이 구동되도록 하여 제1 내지 제4 공정챔버(18, 20, 22, 24)로부터 식각공정이 완료되면 완료되면 메인콘트롤러는 트랜스터챔버(30)의 이송로봇(32)을 제어하 여 도시하지 않은 다시 제1 또는 제2로드락챔버(10, 12)로 이송되도록 제어한다. Wafers loaded in a load port (not shown) are transported one by one to the shelf shelves of the first and second
상기와 같은 종래의 반도체 제조장치는 식각공정 진행 후 웨이퍼에 흄이 잔존하는 상태에서 제1 또는 제2 로드락챔버(10, 12)로 언로드됨으로 인하여 제1 및 제2 로드락챔버(10, 12)나 설비 주변을 흄에 의해 부식시키게 되어 파티클이 발생하여 공정불량이 발생하는 문제가 있었다.
In the conventional semiconductor manufacturing apparatus as described above, the first and second
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 반도체 제조설비에서 식각공정 진행 후 별도의 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하여 공정불량을 방지하는 흄제거기능을 갖는 반도체 제조설비를 제공함에 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing facility having a fume removal function to prevent process defects by removing the fumes remaining on a separate wafer after the etching process in the semiconductor manufacturing facility to solve the above problems.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흄제거기능을 갖는 반도체 제조설비는, 시스템 메인 프레임의 중앙에 위치하여 쉘프를 구비하고 있으며, 웨이퍼를 쉘프에 적재하고 있는 로드락챔버와, 상기 로드락챔버에 적재된 웨이퍼를 공정챔버로 이송하고, 상기 공정챔버로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 상기 공정챔버로 이송하고, 상기 공정챔버로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 흄 제거챔버 및 상기 로드락챔버로 이송하기 위한 이송로봇이 설치되어 있는 트랜스퍼챔버와, 상기 공정챔버는 상기 트랜스퍼챔버에 의해 이송된 웨이퍼에 대한 식각공정을 진행하기 위해 적어도 하나 이상을 구비하고, 상기 흄제거 챔버는 상기 공정챔버로부터 식각공정이 완료된 웨이퍼를 상기 트랜스퍼챔버의 이송로봇에 의해 이송받아 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하도록 하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor manufacturing equipment having the fume removal function of the present invention for achieving the above object is located in the center of the system main frame and provided with a shelf, the load lock chamber for loading a wafer into the shelf, and the load lock chamber Transfer the loaded wafers to the process chamber, transfer the wafers that have completed the process from the process chamber to the process chamber, and transfer the wafers that have completed the process from the process chamber to the fume removal chamber and the load lock chamber. A transfer chamber in which a robot is installed, and the process chamber include at least one to perform an etching process on the wafer transferred by the transfer chamber, and the fume removing chamber is a wafer on which an etching process is completed from the process chamber. Is transported by the transfer robot of the transfer chamber and remains on the wafer. Characterized in that to remove the fume.
상기 흄 제거챔버는, 초순수(DI)를 분사하고 회전력으로 건조시켜 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거함을 특징으로 한다.
The fume removal chamber is characterized in that to remove the fumes remaining on the wafer by spraying ultrapure water (DI) and dried by rotational force.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 흄제거기능을 갖는 반도체 제조설비의 구성도이다.2 is a block diagram of a semiconductor manufacturing facility having a fume removal function according to an embodiment of the present invention.
시스템 메인 프레임의 중앙에 위치하여 쉘프(SHELF)를 구비하고 있으며, 로봇(도시하지 않음)이 웨이퍼를 쉘프에 적재하고 있는 제1 및 제2 로드락챔버(LOAD LOCK CHAMBER)(100, 102)와, 상기 로드락챔버(100, 102)에 적재된 웨이퍼를 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)로 이송하고, 상기 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)로부터 프로세스 진행이 완료된 웨이퍼를 흄제거챔버(116)로 이송하며, 상기 흄제거챔버(116)로부터 흄이 제거된 웨이퍼를 상기 제1 또는 제2 로드락 챔버(110, 112)로 이송하기 위한 이송로봇(122)이 설치되어 있는 트랜스퍼챔버(120)와, 상기 트랜스퍼챔버(120)에 의해 이송된 웨이퍼에 대한 프로세스(PROCESS)를 진행하기 위해 포지션별로 4개로 구분되어 있는 제1 내지 제4 공정챔 버(106, 108, 110, 112)와, 상기 트랜스퍼챔버(120)의 이송로봇(122)에 의해 이송되어 안착된 웨이퍼를 회전시켜 웨이퍼의 위치좌표를 감지하는 오리엔터챔버(114)와, 상기 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)로부터 식각공정이 완료된 웨이퍼를 상기 트랜스퍼챔버(120)의 이송로봇(122)에 의해 이송받아 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하는 흄제거 챔버(116)로 구성되어 있다.It is located in the center of the system main frame and has a shelf (SHELF), the robot (not shown) and the first and second load lock chamber (LOAD LOCK CHAMBER) (100, 102) loading the wafer to the shelf The wafers loaded in the
상술한 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.Referring to Figure 2 described above will be described in detail the operation of the preferred embodiment of the present invention.
도시하지 않은 로드포트에 적재되어 있는 웨이퍼는 ATM로봇(도시하지 않음)에 의해 제1 및 제2 로드락 챔버(100, 102)의 쉘프로 웨이퍼를 하나씩 이송하여 적재한다. 이렇게 웨이퍼가 모두 제1 로드락챔버(100)나 제2 로드락 챔버(102)로 이송이 완료되면 제1 및 제2 로드락 챔버(100, 102)는 도어를 닫고 불순물이 들어가지 않도록 압력을 뽑아 내어 진공상태로 만든다. 그런 후 트랜스퍼챔버(30)의 이송로봇(32)은 제1 로드락 챔버(10)나 제2 로드락 챔버(12)의 쉘프에 적재된 웨이퍼를 오리엔터 챔버(114)로 이송한다. 웨이퍼가 오리엔터 챔버(116)로 이송되면 오리엔터 챔버(114)는 웨이퍼를 회전시키면서 레이저 센싱부에 의해 웨이퍼의 위치 좌표를 센싱한다. 상기 오리엔터챔버(116)에 의해 센싱된 웨이퍼의 위치좌표값은 도시하지 않은 로봇콘트롤러로 전달된다. 로봇 콘트롤러에서는 메인콘트롤러로 이 위치좌표값을 읽어들여 기준정렬 데이터와 비교하여 위치보정값을 로봇콘트롤러로 보내고, 로봇콘트롤러는 오리엔터챔버(114)에 위치한 웨이퍼를 위치보정하여 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)로 이송한다. 그런 후 메인콘트롤러는 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)에서 식각공정이 수행되도록 제어하여 식각공정이 완료되면 로봇콘트롤러를 제어하여 트랜스터챔버(120)내에 있는 이송로봇(122)이 구동되도록 하여 제1 내지 제4 공정챔버(106, 108, 110, 112)로부터 식각공정이 완료된 웨이퍼를 흄제거챔버(116)로 이송시킨다. 흄제거챔버(116)는 메인콘트롤러의 제어를 받아 초순수(DI)를 분사하고 회전력으로 건조시켜 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거한다. 그런 후 상기 흄제거챔버(116)로부터 흄제거공정이 완료되면 메인콘트롤러는 트랜스터챔버(120)의 이송로봇(122)을 제어하여 다시 제1 또는 제2로드락챔버(100, 102)로 이송되도록 제어한다.
Wafers loaded in a load port (not shown) are transported one by one to the shelf shelves of the first and second
상술한 바와 같이 본 발명은 반도체 제조설비에서 식각공정 완료후에 웨이퍼에 잔존하는 흄을 제거하는 공정을 별도로 진행하므로, 로드락챔버나 설비의 외벽 혹은 구동부위가 흄으로 인한 부식에 의해 발생되는 파티클을 최소화하여 수율 및 공정불량을 방지할 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, a process for removing the fumes remaining on the wafer after the etching process is completed in the semiconductor manufacturing equipment is performed separately. There is an advantage that can be minimized to prevent yield and process defects.
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