KR20060085534A - 반도체 제조장치 - Google Patents

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Abstract

반도체 기판을 지지하는 척을 회전시키거나 척의 기울기를 조절하여 가공공정 중 기판 상부의 공정가스 분포가 전체적으로 균일해지도록 보정할 수 있는 반도체 제조장치를 개시한다.
개시한 반도체 제조장치는 반도체기판의 가공을 위한 반응실이 형성된 본체와, 반도체기판의 지지를 위해 반응실 내에 설치되는 척과, 척을 지지함과 동시에 회전시키기 위해 반응실 내에 설치되는 척 회전장치와, 척 상면의 기울기 조절을 위해 척 회전장치를 위치변화 가능하게 지지하는 기울기 조절장치를 포함한다.

Description

반도체 제조장치{DEVICE FOR MAKING SEMICONDUCTOR}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 전원공급수단과 기판 이격장치의 구성 상세하게 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11: 본체, 12: 덮개,
13: 반응실, 14: 척,
16: 가스공급노즐, 30: 척 회전장치,
31: 회전부재, 32a: 구동모터,
41: 냉각액 순환유로, 42: 냉각액 공급유로,
43: 냉각액 배출유로, 44: 유로연결부재,
47: 전원접속부재, 50: 기울기 조절장치,
51: 지지부, 53a,53b: 회전축,
56,57: 중공부, 70: 기울기 조절용 전동장치,
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 기판의 균일한 가공을 위해 척의 기울기를 조절할 수 있는 반도체 제조장치에 관한 것이다.
통상의 증착공정이나 식각공정의 수행을 위한 반도체 제조장치의 예는 미국특허 6,486,081호에 개시되어 있다. 개시된 반도체 제조장치는 진공상태로 유지되는 반응실을 구비하는 본체와, 반도체 기판의 지지를 위해 반응실 내부에 마련되는 척과, 반응실 내부로 공정가스를 공급하기 위한 다수의 가스공급노즐들을 구비한다. 다수의 가스공급노즐들은 반응실 상부의 둘레부분과 상측 중앙부에 마련되어 기판 상부 쪽으로 공정가스를 공급할 수 있도록 되어있다.
이러한 반도체 제조장치는 가스공급노즐들로부터 공급되는 공정가스가 반도체 기판 상부의 전역에 균일하게 분포할 때 막의 증착이나 식각과 같은 가공공정이 균일하게 이루어지도록 할 수 있다.
그러나 이러한 반도체 제조장치는 가공공정을 진행하는 과정에서 반응실 내부의 압력이나 공정가스의 공급 및 유동조건이 변하여 기판 상부의 공정가스 분포가 불균일해지는 현상이 생길 경우 이를 보정하기 어려운 문제가 있었다. 이는 반도체기판을 지지하는 척이 고정된 구조이고 가스공급노즐들의 위치가 고정된 관계로 공정을 진행하는 도중 공정가스가 불균일하게 분포한다는 사실을 인지하더라도 가공조건을 변화시킬 수 없기 때문이다.
이러한 문제점을 해소하고자 한 종래의 예로는 미국특허 6,634,650호에 개시 된 것으로 회전하는 척을 갖춘 반도체 제조장치가 있다. 이는 가공공정을 진행하는 동안 반도체 기판을 지지하는 척을 회전시킴으로써 반도체 기판 상면 쪽으로 공급되는 공정가스의 분포가 보다 균일해질 수 있도록 한 것이다. 그러나 이러한 장치는 단지 척이 회전하는 것이기 때문에 특정위치로 공정가스가 집중하는 문제가 생길 경우 기판의 가공을 전체적으로 균일화 하는데 한계가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 기판을 지지하는 척을 회전시키거나 척의 기울기를 조절할 수 있게 하여 가공공정 중 기판 상부의 공정가스 분포가 전체적으로 균일해지도록 보정할 수 있는 반도체 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 회전하는 척으로 냉각액 및 전원을 공급할 수 있도록 하는 반도체 제조장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 반도체기판의 가공을 위한 반응실이 형성된 본체와, 상기 반도체기판의 지지를 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척과, 상기 척을 지지함과 동시에 회전시키기 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척 회전장치와, 상기 척 상면의 기울기 조절을 위해 상기 척 회전장치를 위치변화 가능하게 지지하는 기울기 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 기울기 조절장치는 상기 반응실 내에서 상기 척 회전장치를 지지 하는 지지부와, 상기 지지부의 회전을 위해 상기 지지부의 양측으로부터 각각 연장되며 상기 본체의 양측에 지지되는 회전축들을 포함하며, 상기 회전축들은 그 회전중심선이 상기 척 회전장치의 회전중심선과 교차하는 방향인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전축들 중 적어도 하나는 상기 본체의 외부로 연장되며, 상기 기울기 조절장치는 상기 본체의 외부로 연장되는 회전축을 정방향과 역방향으로 회전시키도록 상기 본체의 외부에 설치되는 전동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 척 회전장치는 그 회전중심선이 상기 척의 상면과 수직을 유지하도록 배치되고, 상기 기울기 조절장치는 그 회전중심선이 상기 척의 상면과 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 척 회전장치는 상단이 상기 척의 하부에 결합되며 상기 지지부에 회전 가능하게 지지되는 회전부재와, 상기 회전부재를 정방향과 역방향으로 회전시키도록 상기 지지부에 설치되는 전동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전부재는 원통형으로 이루어지고, 상기 전동장치는 상기 회전부재의 외면 쪽에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부 및 상기 회전축 내에는 상기 반응실 내부와 구획됨과 동시에 상기 본체의 외부와 연통하는 중공부가 마련되고, 상기 척 회전장치가 상기 지지부의 중공부 내에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 지지부 내의 중공부와 상기 반응실 사이의 기밀이 유지되도록 상기 척의 하면과 상기 지지부의 상면 사이에 개재되는 실링부재를 포함하 는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 척 내부에 냉각액이 순회할 수 있도록 상기 척 내부에 마련되며 입구와 출구가 상기 척 하면에 마련되는 냉각액 순회유로와, 상기 척 하면과 접하도록 상기 회전부재 내측 중심부에 마련되고 상기 지지부 내에 고정되며 상기 냉각액 순회유로의 입구 및 출구와 연계되는 냉각액 공급유로 및 냉각액 배출유로를 구비하는 유로연결부재와, 상기 유로연결부재의 유로들로부터 상기 지지부 및 상기 회전축 내부를 통하여 상기 본체의 외부로 연장되는 냉각액 배관들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 냉각액 순회유로는 입구가 상기 척의 회전중심에 마련되고 출구가 회전중심으로부터 이격된 위치에 마련되며, 상기 냉각액 공급유로 및 냉각액 배출유로는 각각 상기 냉각액 순회유로의 입구 및 출구 위치와 대응하도록 마련되고, 상기 유로연결부재는 상기 척이 회전하더라도 상기 냉각액 순회유로의 출구와 상기 냉각액 배출유로가 연결될 수 있도록 상기 척의 하면과 접하는 상단에 상기 냉각액 순회유로 출구의 회전궤적을 따라 형성되는 환형홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 척 하면과 상기 유로연결부재 상단 사이의 상기 환형홈 내측와 외측에는 유로의 구획을 위한 실링부재들이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부 내에는 상기 척에 전원을 인가할 수 있도록 상기 회전부재와 접촉하는 브러시형태의 전원접속부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 척 상면에 탑재되는 상기 반도체 기판을 상부로 밀어 올려 이격시 킬 수 있도록 상기 척 내에 승강 가능하게 설치되는 제1핀과, 상기 제1핀을 밀어 올릴 수 있도록 상기 제1핀과 대응하는 위치의 상기 지지부 내에 승강 가능하게 설치되는 제2핀과, 상기 제2핀을 승강시키도록 상기 지지부 내에 마련되는 승강장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 반도체기판의 가공을 위한 반응실이 형성된 본체와, 상기 반도체기판의 지지를 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척과, 상기 척을 지지함과 동시에 상기 척의 기울기를 조절할 수 있도록 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 기울기 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 제조장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(W)의 가공공정을 수행하기 위한 반응실(13)을 형성하는 것으로 상부가 개방된 원통형의 본체(11)와, 본체(11)의 개방된 상부를 덮는 덮개(12)를 포함한다.
반응실(13) 내에는 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(14)이 설치되고, 본체(11)의 상단과 덮개(12)가 결합되는 부분에는 반응실(13) 내부로 공정가스를 공급하기 위한 다수의 가스공급노즐들(16)이 설치된 가스분배링(15)이 개재된다. 가스분배링(15)은 각 가스공급노즐들(16)로 공정가스를 분배하기 위한 유로를 구비하며, 이 유로가 공정가스를 공급하는 외부의 가스공급부(17)와 배관(18)을 통해 연결된다. 또 반응실(13) 상부의 덮개(12) 내면에는 반응실(13) 내부로 공급되는 공정가스를 플라스마 상태로 만들 수 있도록 RF(radio frequency)전원(19)이 인가되 는 상부전극(20)이 설치된다.
본체(11) 하부 쪽에는 반응실(13) 내부의 미 반응 공정가스 및 반응부산물을 배출시키기 위한 배출구(21)가 형성되고, 배출구(21)와 연결된 배출관(22)에는 반응실(13) 내부를 진공상태로 유지할 수 있는 진공펌프(23) 및 압력제어장치(24)가 설치된다.
이러한 반도체 제조장치는 반응실(13) 내부로 공급되는 공정가스 및 공정변수들을 조절하는 것에 의해 반도체 기판(W)의 표면에 막을 형성시키는 증착공정을 수행하거나 기판(W) 표면의 막을 식각하는 식각공정을 수행하는데 이용할 수 있다. 증착공정은 실란(SiH4)가스와 산소가스 등을 반응실(13)에 공급하여 플라즈마 상태가 되도록 하고 공정변수들을 증착에 적합하도록 조절해 줌으로써 가능하고, 식각공정은 불화메탄(CHF3)가스 등을 반응실(13)에 공급한 후 플라즈마 상태가 되도록 하고 해당 공정변수들을 식각에 적합하도록 조절해 줌으로써 가능하다. 각 공정에서의 공정변수들은 공정가스뿐 아니라, 압력, 온도, 시간 등일 수 있다.
또 본 발명은 가스공급노즐들(16)로부터 공급되는 공정가스가 반도체 기판(W) 상부의 전역에 균일하게 분포하여 증착이나 식각과 같은 가공공정이 반도체기판(W) 전역에 균일하게 이루어지도록 하기 위해 척(14)을 회전시키는 척 회전장치(30)와, 척 회전장치(30)를 지지함과 동시에 척 회전장치(30)의 위치를 변화시켜 척(14)의 기울기를 조절하는 기울기 조절장치(50)를 구비한다.
기울기 조절장치(50)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 반응실(13) 내에서 척 회전장치(30)를 지지하는 지지부(51), 지지부(51)의 양측으로부터 상방으로 소 정길이 연장되는 연장부들(52a,52b), 연장부들(52a,52b)로부터 본체(11)의 외측 방향으로 절곡되어 연장되며 본체(11)의 측면에 회전 가능하게 지지되는 회전축들(53a,53b), 그리고 본체(11)의 외측으로 연장된 한쪽 회전축(53b)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있도록 본체(11)의 외부에 설치되는 전동장치(70)를 구비한다. 또 회전축들(53a,53b)은 베어링들(54)을 통하여 회전 가능하게 지지되고, 회전축들(53a,53b)이 관통하는 부분에는 실링부재들(55)가 설치되어 기밀이 유지된다.
반응실(13) 내의 지지부(51)는 내부에 척 회전장치(30)를 수용할 수 있도록 중공부(56)를 구비하고, 이 중공부(56)는 연장부들(52a,52b) 및 회전축들(53a,53b) 내부에 형성되는 중공부(57)를 통하여 본체(11)의 외부와 연통된다. 또 지지부(51)는 척(14) 하면의 외곽 쪽이 지지될 수 있도록 상면이 대체로 원판형으로 이루어지며, 지지부(51)의 상면과 척(14) 하면 사이에는 반응실(13) 내부와 중공부(56)가 구획될 수 있도록 실링부재(59)가 개재된다. 또 지지부(51) 상면에는 척 회전장치(30)가 중공부(56) 내로 진입될 수 있도록 하며 척 회전장치(30)를 지지하기 위한 원형의 개구(60)가 형성된다. 더 구체적인 구성은 척 회전장치(30)의 구성과 함께 후술한다.
본체(11) 외부의 전동장치(70)는 도 2에 도시한 바와 같이, 본체(11)의 외부로 연장되는 회전축(53b)에 결합되는 피동풀리(71)와, 피동풀리(71)를 정방향과 역방향으로 회전시키는 구동모터(72)와, 구동모터(72)의 축에 결합되며 피동풀리(71)와 벨트들(73,74) 및 중간풀리(75)를 통해 연결되는 구동풀리(76)를 포함한다. 이 는 구동모터(72)의 회전을 회전축(53b)에 전달함과 동시에 회전축(53b)의 감속회전이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 이러한 전동장치(70)는 벨트들과 풀리들을 통해 이루어진 것이나, 구동모터(72)가 회전축(53b)에 직결되도록 하거나 복수의 기어(미도시)를 통해 구동모터의 동력이 회전축에 전달되도록 구현할 수 도 있다.
반응실(13) 내부의 척(14)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 원형으로 된 복수의 판들(14a,14b,14c)이 적층된 형태이다. 즉 척(14)은 직류전원의 인가에 의한 정전기력을 이용하여 반도체 기판(W)을 고정하는 상부의 전극판(14a)과, 전극판(14a) 하부의 절연판들(14b,14c)을 포함하여 구성된다.
척 회전장치(30)는 척(14)의 하면에 결합되는 회전부재(31)와, 회전부재(31)를 회전시키는 전동장치(32)를 포함한다. 회전부재(31)는 상단이 척(14)의 하면에 결합되고 지지부(51)의 개구(60)를 통하여 지지부(51) 내부로 진입하며, 그 외면이 지지부(51)의 개구(60) 내면에 회전 가능하게 지지된다. 또 회전부재(31)의 외면과 지지부(51)의 개구(60) 사이에는 베어링(33)이 개재됨으로써 회전부재(31)가 회전 가능한 상태로 지지된다.
회전부재(31)를 회전시키는 전동장치(32)는 중공부(56) 내의 회전부재(31) 외측에 설치되며 정회전과 역회전이 가능한 구동모터(32a)와, 구동모터(32a)의 축에 결합되는 풀리(32b)와, 풀리(32b)와 회전부재(31) 외면 사이를 연결하는 벨트(32c)를 포함한다. 이는 구동모터(32a)의 회전이 회전부재(31)에 감속되어 전달되고, 회전부재(31)의 회전에 의해 척(14)의 회전이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 여기서 회전부재(31)를 회전시키는 전동장치(32)는 벨트나 풀리가 아닌 통상의 기 어들을 채용하여 구현할 수 도 있다.
이러한 척 회전장치(30)와 기울기 조절장치(50)를 구성할 때는 기울기 조절장치(50)의 회전중심선(A,회전축의 회전중심선)이 척(14)의 상면과 평행하도록 하고, 척 회전장치(30)의 회전중심선(B,회전부재의 회전중심선)이 척(14)의 상면과 수직을 유지하도록 함이 바람직하다. 즉 척 회전장치(30)의 회전중심선(B)과 기울기 조절장치(50)의 회전중심선(A)이 교차하는 형태가 되도록 한다. 또 기울기 조절장치(50)의 회전중심선(A)은 척(14)의 상면에 탑재되는 반도체 기판(W)의 위치와 거의 일치한 위치가 되도록 함이 바람직하다. 이는 척 회전장치(30) 및 척 회전장치(30)를 지지하는 지지부(51)가 기울기 조절장치(50)의 회전중심선(A)보다 하부에 위치하여 무게중심이 낮아지도록 함으로써 척(14)이 회전하거나 회전축(53a,53b)의 회전에 의해 척(14)의 기울기가 변하더라도 척(14) 상면에 탑재되는 반도체 기판(W)이 안정적으로 지지되도록 하기 위함이다.
또한 본 발명은 반도체 기판(W)의 가공공정을 진행하는 도중 기판(W)의 온도상승을 방지하기 위해 회전하는 척(14) 내부로 냉각액이 순회하도록 하는 냉각수단과, 척(14) 상부에 올려진 반도체 기판(W)을 고정할 수 있도록 척(14)에 정전기력을 발생시키기 위해 직류전원을 공급하는 전원공급수단을 구비한다.
냉각수단은 척(14) 내부에 냉각액이 순회할 수 있도록 척(14) 내부에 마련되며 입구(41a)와 출구(41b)가 척(14) 하면에 마련되는 냉각액 순회유로(41)와, 냉각액 순회유로(41)로 냉각액이 순회하도록 하기 위해 회전부재(31)의 내측 중심부에 마련되며 냉각액 순회유로(41)의 입구(41a) 및 출구(41b)와 연계되는 냉각액 공급 유로(42)와 냉각액 배출유로(43)를 구비하는 유로연결부재(44), 그리고 유로연결부재(44)의 유로들(42,43)로부터 본체(11)의 외부로 연장되는 냉각액 배관들(45)을 포함한다.
척(14) 내부의 냉각액 순회유로(41)는 입구(41a)로 유입되는 냉각액이 내부의 유로를 순회하면서 열교환한 후 출구(41b)로 배출되도록 구성된다. 또 냉각액 순회유로(41)의 입구(41a)는 척(14)의 회전중심부에 마련되고 출구(41b)는 입구(41a)와 이격된 측방에 마련된다.
유로연결부재(44)는 하부가 지지부(51) 내에 고정되며 상단이 척(14) 하면에 접하도록 회전부재(31)의 내부를 통하여 상부로 연장된다. 유로연결부재(44)에 형성되는 냉각액 공급유로(42)는 냉각액 순회유로 입구(41a)와 대응하도록 유로연결부재(44)의 중심에 형성되고, 냉각액 배출유로(43)는 냉각액 순회유로의 출구(41b)와 대응하도록 형성된다.
또 유로연결부재(44)의 상단에는 척(14)이 회전하더라도 냉각액 순회유로의 출구(41b)와 냉각액 배출유로(43)가 연결될 수 있도록 순회유로 출구(41b)의 회전궤적을 따라 형성되는 환형홈(46)이 마련된다. 그리고 척(14) 하면과 유로연결부재(44) 상단 사이에는 유로의 구획 및 냉각액의 누설방지를 위해 환형홈(46)의 내측과 외측에 설치되는 실링부재들(47)이 설치된다. 냉각액 배관들(45)은 유로연결부재(44)의 유로들(42,43)에 각각 연결되며, 도면에 도시하지는 않았지만 지지부(51) 및 회전축(53a) 내부의 중공부(57)를 통하여 본체(11)의 외부로 연장되어 냉각액 공급장치(미도시)에 연결된다.
회전하는 척(14)에 전원을 공급하는 수단은 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 지지부(51) 내부의 회전부재(31) 하단 쪽에 설치되며 회전부재(31)의 하단과 접하도록 설치되는 전원접속부재(47)와, 전원접속부재(47)로부터 지지부의 중공부(56) 및 회전축의 중공부(57)를 통하여 외부로 연장되는 전원선(48)을 포함한다. 전원접속부재(47)는 구체적으로 탄성을 가진 도전성 금속박판들(47a,47b)이 회전부재(31)의 하단에 마련되는 접속링들(49a,49b)에 접촉됨으로써 회전부재(31) 쪽으로 전원을 공급할 수 있도록 한다. 즉 회전부재(31)와 함께 회전하는 접속링들(49a,49b)이 전원접속부재(47)의 금속박판들(47a,47b)과 접속된 상태를 유지하므로 회전부재(31)에 전원을 인가할 수 있다. 회전부재(31) 쪽으로 인가되는 전원은 회전부재(31)와 척(14)이 함께 회전하는 구조이므로 별도의 전원선(48)에 의하여 척(14)에 인가되도록 할 수도 있다. 척(14)에 직류전원을 인가할 때 정전기력이 생기도록 하는 기술은 관련분야의 종사자들에게 알려진 기술이므로 이와 관련된 설명은 생략한다.
또한 본 발명은 반도체 기판(W)의 가공을 위해 기판(W)을 반응실(13) 내부로 진입시켜 탑재시키거나 가공이 완료된 기판(W)을 척(14)으로부터 분리하기 위해 기판(W)을 상부로 밀어 올려 척(14)으로부터 이격시킬 수 있는 이격장치(80)를 구비한다.
이격장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 척(14) 내에 승강 가능하게 설치되는 제1핀(81), 제1핀(81)을 밀어 올릴 수 있도록 제1핀(81)과 대응하는 위치의 지지부(51)에 승강 가능하게 설치되는 제2핀(82), 제2핀(82)을 승강시키도록 지지부(51) 내에 마련되는 승강장치(83)를 포함한다. 승강장치(83)는 공기압에 의해 동작하는 공압실린더나 통상의 솔레노이드형 구동장치로 이루어질 수 있다.
이는 가공공정 중 제1핀(81)이 척(14)과 함께 회전하는 반면 제2핀(82)은 하강하여 정지된 상태를 유지할 수 있도록 한 것이고, 가공이 완료되어 반도체 기판(W)을 분리하고자할 때 척(14)이 척 회전장치(30)의 동작에 의해 초기위치로 회전하여 제1핀(81)과 제2핀(82)의 위치가 일치된 상태에서 승강장치(83)의 동작에 의해 제2핀(82)이 상승함으로써 반도체 기판(W)을 밀어 올릴 수 있도록 한 것이다. 즉 제2핀(82)과 제1핀(81)이 일치된 상태에서 제2핀(82)이 제1핀(81)을 밀어 올림으로써 기판을 밀어 올리도록 한 것이다.
다음은 이러한 반도체 제조장치의 척 회전장치와 기울기 조절장치의 동작에 관하여 설명한다.
진공펌프(23)의 동작에 의해 반응실(13)이 진공으로 유지된 상태에서 가스공급노즐들(16)을 통해 반응실(13) 내부의 반도체 기판(W) 쪽으로 공정가스의 공급이 이루어지고 상부전극(20)을 통해 전원이 인가되면 기판 상부영역의 공정가스가 플라즈마 상태로 되면서 소망하는 기판의 가공공정이 이루어진다.
이러한 가공공정이 이루어질 때는 반도체 기판(W) 상부 영역으로 공급되는 공정가스의 분포가 균일할 때 기판 상면의 가공을 전체적으로 균일하게 수행할 수 있는데, 본 발명은 가공공정이 이루어지는 동안 척 회전장치(30)의 동작에 의해 척(14)의 회전이 이루어짐으로써 기판(W) 상부의 공정가스 분포가 균일해지도록 할 수 있다.
또한 이러한 가공을 수행하는 과정에서 기판(W) 상부의 특정영역으로 공정가스가 집중하는 현상이 생길 경우에는 작업자가 기울기 조절장치(50)를 동작시켜 척(14)의 기울기를 조절함으로써 기판(W) 상부의 공정가스의 분포가 고르게 유지되도록 유도할 수 있다. 즉 도 2에 도시한 바와 같이, 기울기 조절장치(50)의 구동모터(72) 동작에 의해 회전축(53b)의 회전이 이루어지고, 회전축(53b)과 연결된 지지부(51)가 회전하며, 지지부(51)의 회전에 의해 척(14) 상면의 기울기가 원하는 방향과 각도로 조절되도록 할 수 있다.
이러한 동작은 작업자가 가공공정이 진행되는 동안 가공공정의 진행상황을 감지하여 공정가스의 분포가 불균일한 것으로 판단될 때 기울기 조절장치(50)를 동작시켜 척(14)의 기울기를 조절함으로써 가능해진다. 반응실(13) 내부에서 가공공정이 진행되는 상황은 반응실(13) 내부의 투시가 가능하도록 본체(11)에 마련되는 감시창(미도시)이나 반응실(13) 내부에 설치되는 복수의 감지센서들(미도시) 등을 통하여 감지할 수 있다. 이처럼 반응실 내부의 상황을 감지하는 방법에 대해서는 대한민국 공개특허공보 2001-79914호 등에 자세히 설명되어 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 가공공정이 이루어지는 동안 척 회전장치를 통해 척을 회전시킬 수 있고, 기울기 조절장치를 통해 척의 기울기를 조절할 수 있기 때문에 가공공정이 진행되는 동안 기판 상부의 공정가스 분포가 균일해지도록 보정할 수 있는 효과가 있다. 그리고 이 를 통해 보다 균일한 가공공정이 이루어지도록 할 수 있다.
또한 본 발명은 회전하는 척에 냉각액이 공급되도록 할 수 있기 때문에 가공공정 중 반도체 기판의 온도상승을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 회전하는 척에 직류전원을 공급하여 척이 회전을 하면서도 척에 정전기력이 생기도록 할 수 있기 때문에 가공공정 중 반도체 기판을 안정적으로 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 반도체기판의 가공을 위한 반응실이 형성된 본체와, 상기 반도체기판의 지지를 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척과, 상기 척을 지지함과 동시에 회전시키기 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척 회전장치와, 상기 척 상면의 기울기 조절을 위해 상기 척 회전장치를 위치변화 가능하게 지지하는 기울기 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기울기 조절장치는 상기 반응실 내에서 상기 척 회전장치를 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 회전을 위해 상기 지지부의 양측으로부터 각각 연장되며 상기 본체의 양측에 지지되는 회전축들을 포함하며, 상기 회전축들은 그 회전중심선이 상기 척 회전장치의 회전중심선과 교차하는 방향인 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전축들 중 적어도 하나는 상기 본체의 외부로 연장되며,
    상기 기울기 조절장치는 상기 본체의 외부로 연장되는 회전축을 정방향과 역방향으로 회전시키도록 상기 본체의 외부에 설치되는 전동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 척 회전장치는 그 회전중심선이 상기 척의 상면과 수직을 유지하도록 배치되고, 상기 기울기 조절장치는 그 회전중심선이 상기 척의 상면과 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 척 회전장치는 상단이 상기 척의 하부에 결합되며 상기 지지부에 회전 가능하게 지지되는 회전부재와, 상기 회전부재를 정방향과 역방향으로 회전시키도록 상기 지지부에 설치되는 전동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전부재는 원통형으로 이루어지고, 상기 전동장치는 상기 회전부재의 외면 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부 및 상기 회전축 내에는 상기 반응실 내부와 구획됨과 동시에 상기 본체의 외부와 연통하는 중공부가 마련되고, 상기 척 회전장치가 상기 지지부의 중공부 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지지부 내의 중공부와 상기 반응실 사이의 기밀이 유지되도록 상기 척의 하면과 상기 지지부의 상면 사이에 개재되는 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 척 내부에 냉각액이 순회할 수 있도록 상기 척 내부에 마련되며 입구와 출구가 상기 척 하면에 마련되는 냉각액 순회유로와, 상기 척 하면과 접하도록 상기 회전부재 내측 중심부에 마련되고 상기 지지부 내에 고정되며 상기 냉각액 순회유로의 입구 및 출구와 연계되는 냉각액 공급유로 및 냉각액 배출유로를 구비하는 유로연결부재와, 상기 유로연결부재의 유로들로부터 상기 지지부 및 상기 회전축 내부를 통하여 상기 본체의 외부로 연장되는 냉각액배관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각액 순회유로는 입구가 상기 척의 회전중심에 마련되고 출구가 회전중심으로부터 이격된 위치에 마련되며, 상기 냉각액 공급유로 및 냉각액 배출유로는 각각 상기 냉각액 순회유로의 입구 및 출구 위치와 대응하도록 마련되고,
    상기 유로연결부재는 상기 척이 회전하더라도 상기 냉각액 순회유로의 출구 와 상기 냉각액 배출유로가 연결될 수 있도록 상기 척의 하면과 접하는 상단에 상기 냉각액 순회유로 출구의 회전궤적을 따라 형성되는 환형홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 척 하면과 상기 유로연결부재 상단 사이의 상기 환형홈 내측와 외측에는 유로의 구획을 위한 실링부재들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 지지부 내에는 상기 척에 전원을 인가할 수 있도록 상기 회전부재와 접촉하는 브러시형태의 전원접속부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 척 상면에 탑재되는 상기 반도체 기판을 상부로 밀어 올려 이격시킬 수 있도록 상기 척 내에 승강 가능하게 설치되는 제1핀과, 상기 제1핀을 밀어 올릴 수 있도록 상기 제1핀과 대응하는 위치의 상기 지지부 내에 승강 가능하게 설치되는 제2핀과, 상기 제2핀을 승강시키도록 상기 지지부 내에 마련되는 승강장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  14. 반도체기판의 가공을 위한 반응실이 형성된 본체와, 상기 반도체기판의 지지를 위해 상기 반응실 내에 설치되는 척과, 상기 척을 지지함과 동시에 상기 척의 기울기를 조절할 수 있도록 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 기울기 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기울기 조절장치는 상기 척의 하부를 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 회전을 위해 상기 지지부의 양측으로부터 각각 연장되며 상기 본체의 양측에 지지되는 회전축들을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 회전축들 중 적어도 하나는 상기 본체의 외부로 연장되고, 이 회전축에는 회전축을 정방향과 역방향으로 회전시키기는 전동장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회전축들은 그 회전중심선이 상기 척의 상면과 평행하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
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