KR20060098300A

KR20060098300A - 챔버들간 잔류 가스 이동이 방지되는 멀티 챔버형 반도체제조 장치

Info

Publication number: KR20060098300A
Application number: KR1020050020478A
Authority: KR
Inventors: 김경태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2006-09-18

Abstract

본 발명은 반응 챔버, 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버 및 그 챔버들을 연결 및 차단시키는 도어들을 포함하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치로서, 도어들 중 적어도 어느 하나의 도어에 인접하여 내부 공간으로 불활성 가스를 분사시키는 커튼 가스 공급수단을 구비한다. 이에 따르면, 공정 수행이 완료되어 언로딩되는 웨이퍼의 이동시 웨이퍼와 함께 유동되는 반응 챔버측의 잔류 가스가 다른 반응 챔버나 트랜스퍼 챔버 및 로어락 챔버로 유입되는 것이 차단된다. 따라서 잔류 가스로 인한 설비 부식이 방지되어 설비 수명이 연장되고 파티클로 인한 웨이퍼 오염이 방지되어 웨이퍼 수율이 향상된다.

멀티 챔버, 반응 챔버, 트랜스퍼 챔버, 로드락 챔버, 파티클, 가스

Description

챔버들간 잔류 가스 이동이 방지되는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치{MULTI-CHMABER TYPE SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS FOR PREVENTING OF REMAINING GAS FLOW AMONG THE CHAMBERS}

도 1은 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 개략적인 구성도.

도 2는 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에서 반응 챔버와 트랜스퍼 챔버 부분을 도시한 개략적인 측단면도.

도 3은 제1실시예에 따른 본 발명의 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 개략적인 구성도.

도 4와 도 5는 제1실시예에 따른 본 발명의 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에서 반응 챔버와 트랜스퍼 챔버 부분을 도시한 개략적인 측단면도와 정단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 100: 멀티 챔버형 반도체 제조 장치

10, 110; 트랜스퍼 챔버 20, 120; 반응 챔버

30, 130; 로드락 챔버 40, 140; 도어

50; 커튼 가스 공급수단 51; 밸브

53; 가스량 조절장치(MFC) 55; 분사구

60, 160; 웨이퍼 이송용 로봇 70, 170; 웨이퍼

본 발명은 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반응 챔버측의 잔류 가스가 다른 반응 챔버나 트랜스퍼 챔버 및 로드락 챔버로 유입되는 것을 방지하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 공정에서는 하나의 단위 공정이 동시에 수행될 수 있도록 복수의 반응 챔버(process chamber)를 포함하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치가 사용된다. 이와 같은 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 예가 대한민국 공개특허공보 제2004-13965호에 소개되어 있다. 이에 대하여 도 1과 도 2를 참조하여 간략하게 소개하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에서 반응 챔버와 트랜스퍼 챔버 부분을 도시한 개략적인 측단면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치(100)는 버퍼 챔버(buffer chamber)라고도 불리는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(110)를 중심으로 그 외곽에 복수 개의 반응 챔버(120)와 로드락 챔(loadlock chamber)(130)가 배치되어 있는 구성을 가진다. 트랜스퍼 챔버(110)와 반응 챔버(120) 및 로드락 챔버(130)의 연결 부분에는 챔버들(110,120,130)을 연결 및 차단시키는 도어(door)(140)가 설치되어 있다.

반응 챔버(120)에서 소정의 단위 공정이 수행되며, 로드락 챔버(130)에서 웨이퍼의 로딩 및 언로딩이 이루어진다. 트랜스퍼 챔버(110)에는 이송 로봇 (160)이 설치되어 로드락 챔버(130)에서 웨이퍼(170)를 반응 챔버(120)에 공급하거나, 반응 챔버(120)에서 공정이 완료된 웨이퍼(170)를 로드락 챔버(130)로 배출시키는 등의 웨이퍼 이송이 이루어진다. 웨이퍼 이송 과정에서 도어(140)는 개방된다.

그런데 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치는 공정 진행 중에 사용된 반응 가스가 공정 진행 중에 발생되는 파티클(particle)과 함께 공정 완료 후에 반응 챔버로부터 배기되도록 구성되어 있기는 하나 반응 챔버에서 반응 가스와 파티클이 완전히 배출되지 못하고 잔류되는 경우가 발생된다. 그리고 웨이퍼 이송 과정에서 반응 챔버 내부의 잔류 가스나 파티클 등이 트랜스퍼 챔버로 유입된다. 이때 트랜스퍼 챔버에 유입된 잔류 가스나 파티클은 웨이퍼를 오염시키거나 웨이퍼 이송용 로봇을 포함하여 설비 부식을 일으키는 오염 물질로 작용한다. 또한 잔류 가스나 파티클은 트랜스퍼 챔버에서 다른 반응 챔버나 로드락 챔버로 이동되어 동일한 문제를 발생시킨다. 이에 따라 반도체 제조 장치의 수명이 감소되고 공정 신뢰성이 저하되어 수율이 감소되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 웨이퍼 이송 과정에서 반응 챔버의 잔류 가스가 트랜스퍼 챔버로 유입되는 것을 차단하고 웨이퍼에 묻어있는 파티클을 제거시킴으로서 웨이퍼 제조 수율을 향상시킴과 동시에 반도체 제조 장치의 수명을 연장시킬 수 있는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치를 제공하는 데에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치는 외부 환경과 격리되어 웨이퍼에 대한 공정 처리가 이루어지는 반응 챔버, 반응 챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 반응 챔버에 소정의 공정이 완료된 웨이퍼가 보관되는 로드락 챔버, 반응 챔버와 로드락 챔버에 각각 연결되어 웨이퍼를 반응 챔버와 로드락 챔버에 로딩 또는 언로딩하는 트랜스퍼 챔버 및 트랜스퍼 챔버와 반응 챔버, 로드락 챔버들을 연결 및 차단시키고 웨이퍼가 출입되는 도어들을 포함하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치로서, 도어들 중 적어도 어느 하나의 도어에 인접하여 내부 공간으로 불활성 가스를 분사시키는 커튼 가스 공급수단이 설치된 것을 특징으로 한다. 커튼 가스 공급수단에 의해 특정 챔버 내의 잔류 가스와 파티클 등이 다른 챔버로 유입되는 것이 차단된다.

본 발명에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에 있어서, 커튼 가스 공급수단은 트랜스퍼 챔버와 반응 챔버를 연결 및 차단시키고 웨이퍼가 출입되는 도어에 인접하여 반응 챔버쪽에 설치되는 것이 바람직하며, 내부 공간으로 불활성 가스를 분사하는 복수의 분사구를 갖는 것이 바람직하다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

실시예

도 3은 본 발명에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 제1실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 4 와 도 5는 본 발명에 따른 멀티 챔버형 반도체 제조 장치의 제1실시예를 개략적으로 도시한 측단면도와 정단면도이다.

도 3에 도시된 제1실시예에 따른 본 발명의 멀티 챔버형 반도체 제조 장치(1)는 반응 챔버(20), 로드락 챔버(30), 트랜스퍼 챔버(10), 도어(40)를 포함하며, 그 외에 공정 진행 후의 잔류 가스의 이동을 차단하여 유출을 막는 커튼 가스 공급수단(50)을 포함한다.

커튼 가스 공급수단(50)은 도 4와 도 5에서와 같이 질소(N₂), 아르곤(Ar) 및 헬륨(He) 등의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급원(도시안됨)과 도어(40)에 인접하여 반응 챔버(20)의 벽 내에 형성되어 내부 공간으로 불활성 가스를 공급하는 분사구(55) 및 그 분사구(55)를 통하여 공급되는 불활성 가스의 양과 흐름을 제어하는 가스량 조절장치(53)(MFC; Mass Flow Controller)를 포함한다. 그 외에 커튼 가스 공급수단(50)은 분사구(55)와 가스 공급원 사이의 경로 상에 불활성 가스의 공급을 제어하기 위한 밸브(51)들을 포함할 수 있다.

여기서, 분사구(55)는 반응 챔버(20)의 벽 내부로의 인입단이 한 개의 구멍이고 반응 챔버(20)의 벽 내부에서 분기되어 내부 공간으로 분사하는 복수 개의 구멍이 1열을 이루도록 배치된 형태이다. 그리고 분사구(55)는 도어(40)에 인접하여 이송되는 웨이퍼에 수직하는 위치에서 불활성 가스의 분사가 이루어지도록 구성되어 있다. 분사구(55)는 반응 챔버(20)의 벽 내에 형성되지 않고 반응 챔버(20)의 내측면이나 외측면에 부착될 수도 있는데, 이 경우 분사구(55)에 대응하여 반응 챔버(20)에 관통구멍을 형성하거나 반응 챔버(20)의 일정 부분을 관통하여 결합되도 록 하는 것이 필요하다. 그리고 불활성 가스를 분사하는 분사구(55)의 구멍은 반응 챔버의 폭 방향으로 복수의 열을 이루도록 형성되거나 필요에 따라 적절한 배치 구조 및 가스 분사각을 가질 수 있다.

또한 커튼 가스 공급수단(50)의 설치 위치와 수는 필요에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 도어(40)를 중심으로 반응 챔버(20)와 트랜스퍼 챔버(10) 모두에 설치될 수 있으며, 트랜스퍼 챔버(10)와 로드락 챔버(30)에도 설치될 수 있다. 또한 분사구(55)는 웨이퍼에 대하여 수직으로 불활성 가스가 분사되도록 하는 것이 보다 넓은 면적에 걸쳐 분사될 수 있어 파티클 제거에 보다 효과적이어서 바람직하나 필요에 따라 설치 위치가 변경될 수도 있다.

그리고, 커튼 가스 공급수단(50)의 가스 분사 시기는 필요에 따라 변할 수 있는데, 웨이퍼(70)를 언로딩하기 전부터 언로딩한 후까지 가스를 분사하는 것이 잔류 가스를 효과적으로 차단할 수 있어 바람직하다.

단위 공정이 완료된 웨이퍼 이송을 위하여 반응 챔버(20)와 트랜스퍼 챔버(10) 사이의 도어(40)가 개방되기 전에 가스 공급원에서 가스가 공급되어 분사구(55)를 통하여 도어(40)에 인접한 위치에서 반응 챔버 벽으로부터 불활성 가스가 분사된다. 웨이퍼(70)가 도어를 통과하기 전에 불활성 가스가 분사되어 에어 커튼이 형성됨으로써 잔류 가스가 트랜스퍼 챔버(10)로 유입되는 것이 차단되며, 아울러 웨이퍼(70)의 표면에 묻어 있는 파티클이 제거된다. 이때 분사구(55)를 통하여 분사되는 불활성 가스의 양과 흐름이 가스량 조절장치(53)에 의해서 제어된다.

이상과 같은 본 발명에 의한 멀티 챔버형 반도체 제조 장치는 반응 챔버로부터 트랜스퍼 챔버측으로 언로딩되는 웨이퍼에 가스를 분사하는 커튼 가스 공급수단을 갖는 구성에 의하여, 웨이퍼가 이송될 때 잔류 가스의 유출이 차단된다. 특히 웨이퍼가 반응 챔버에서 공정 수행이 완료되어 트랜스퍼 챔버로 이송될 때 반응 챔버에 잔류하게 되는 잔류 가스의 유출이 차단되고, 웨이퍼에 묻어있는 파티클이 제거된다. 따라서 잔류 가스로 인한 설비 부식이 방지되어 설비의 수명이 연장되고, 웨이퍼에 파티클이 잔류되지 않아 파티클로 인한 불량 발생이 방지되어 공정 신뢰성이 향상되어 수율이 좋아질 수 있다.

Claims

외부 환경과 격리되어 웨이퍼에 대한 공정 처리가 이루어지는 반응 챔버;

상기 반응 챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 상기 반응 챔버에 소정의 공정이 완료된 웨이퍼가 보관되는 로드락 챔버;

상기 반응 챔버와 상기 로드락 챔버에 각각 연결되어 상기 웨이퍼를 상기 반응 챔버와 로드락 챔버에 로딩 또는 언로딩하는 트랜스퍼 챔버;및

상기 트랜스퍼 챔버와 상기 반응 챔버 및 상기 로드락 챔버들을 연결 및 차단시키는 도어(door)들을 포함하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치에 있어서,

상기 도어들 중 적어도 어느 하나의 도어에 인접하여 내부 공간으로 불활성 가스를 분사시키는 커튼 가스 공급수단이 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 커튼 가스 공급수단은 상기 트랜스퍼 챔버와 상기 반응 챔버를 연결 및 차단시키는 도어에 인접하여 상기 반응 챔버쪽에 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 커튼 가스 공급수단은 내부공간으로 불활성 가스를 분사하는 복수의 분사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 챔버형 반도체 제조 장치.