KR20070012070A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 장치 중 건식 식각 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 챔버와 상기 챔버에 인접하여 배치되는 챔버 사이에 형성된 출입구를 개폐하는 도어, 상기 도어에 제공되어 상기 도어의 온도와 상기 공정 챔버의 온도가 동일하도록 가열하거나, 또는 상기 공정 챔버 내벽의 온도보다 높도록 가열하는 적어도 하나의 히터 부재를 포함한다.
본 발명의 반도체 제조 장치는 챔버와 챔버 사이의 온도변화에 따라 발생 되는 폴리머가 도어에 증착되는 것을 방지한다.
반도체 제조 장치, 도어, 히터, 폴리머,

Description

반도체 제조 장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 장치의 작동을 설명하기 위한 블럭도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
100 : 반도체 제조 장치 120 : 공정 챔버
110 : 트랜스퍼 챔버 122 : 상부 전극
112 : 웨이퍼 이송 장치 124 : 웨이퍼 척
114 : 도어 130 : 히터 부재
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 장치 중 건식 식각 장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 중 식각 공정은 웨이퍼 상에 형성된 감광막 패턴에 따라 하부막을 제거하는 공정이다. 식각 방법으로는 습식 방법과 건식 방법이 있으며, 최근에는 미세한 반도체의 패턴을 형성하기 위해서 플라즈마를 위한 건식 식각 방법과 플라즈마에 의해 형성된 이온의 물리적 충돌과 화학적 반응을 동시에 진행 시켜 식각을 수행하는 반응 이온 식각(RIE) 방법이 주로 사용된다.
현재의 건식 식각 공정은 플라즈마를 형성한 후 웨이퍼에 폴리머를 균일하게 형성시키는데, 이 때, 웨이퍼 표면에 형성된 박막의 표면이 일그러지거나 오그라드는 현상과 웨이퍼에 과도한 폴리머층을 형성하는 현상 등의 문제점이 발생한다.
이것은 웨이퍼 상에 식각 공정을 수행하는 식각 챔버 및 웨이퍼를 이송하는 트랜스퍼 챔버의 내벽에 흡착되어 있던 폴리머 소스가 탈착되어 웨이퍼의 불필요한 폴리머층을 형성하여 식각을 방해하기 때문이다.
특히, 폴리머는 온도차에 민감하며, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다. 그리므로, 상기 식각 챔버 내부에 존재하는 폴리머들은 상기 식각 챔버 내부에서 상대적으로 온도가 낮은 도어를 향해 이동되어 상기 도어의 표면 및 상기 도어와 상기 식각 챔버를 밀폐하기 위한 오링(O-Ring)에 증착된다.
상기 도어 및 상기 오링에 증착된 폴리머들은 식각 챔버 및 상기 식각 챔버와 인접한 챔버 내부로 이동하여 챔버를 오염시키거나 반도체 웨이퍼 상에 떨어져 반도체 웨이퍼의 품질을 저하시킨다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도어 및 도어 주변에 폴리머가 증착되는 것을 방지하는 반도체 제조 장치를 제공함에 있 다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 챔버와 상기 챔버 외부에 인접하여 배치되는 챔버 사이에 형성된 웨이퍼 출입구를 개폐하는 도어 및 상기 도어에 구비되어 상기 도어를 가열하는 상기 도어에 폴리머가 증착되는 것을 방지하는 적어도 하나의 히터 부재를 포함한다.
상기 도어는 슬릿형인 것을 포함하며, 상기 히터 부재는 상기 도어를 상기 챔버 내벽의 온도와 동일하거나 높도록 가열한다.
보다 구체적으로는, 서로 인접하게 배치되는 챔버들, 상기 챔버들 사이에 형성된 웨이퍼 출입구를 개폐하는 도어, 상기 도어를 가열하는 히터 부재를 구비하는 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 챔버 및 상기 도어의 온도를 감지하는 온도 센서 및 상기 온도 센서로부터 상기 챔버와 상기 도어의 온도를 감지하고, 상기 도어의 온도가 상기 챔버의 온도보다 낮으면, 상기 도어를 가열하도록 상기 히터 부재를 제어하도록 제어부가 더 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 웨이퍼 처리 장치를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되는 것은 아니다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자, 즉 당업자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공된 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상은 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서는 반도체 제조 장치 중 플라즈마 식각 장치를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 반도체 제조 공정에 사용되는 챔버와, 챔버에 구비되는 웨이퍼 출입구를 개폐하는 도어에 있어서, 상기 챔버의 온도와 상기 도어의 온도를 동일하게 하거나, 상기 챔버의 온도보다 상기 도어의 온도를 높게 유지하도록 구비되는 반도체 제조 장치를 제공함에 있다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber)(110), 공정 챔버(Process Chamber)(120), 도어(Door)(114), 그리고 히터 부재(Heater Member)(130)를 포함한다.
트랜스퍼 챔버(110)에는 내부에 로봇 암과 같은 웨이퍼 이송 장치(112)가 구비된다. 웨이퍼 이송 장치(112)는 복수개의 웨이퍼가 장착된 카세트(미도시)로부터 공정 챔버(120)의 척(124) 상부로 웨이퍼를 이송하거나, 척(124)으로부터 상기 카세트로 웨이퍼를 반송한다.
공정 챔버(120)는 트랜스퍼 챔버(110)와 인접하여 배치된다. 공정 챔버(120)는 건식 식각 공정 또는 화학 기상 증착을 수행하는 챔버일 수 있다. 공정 챔버(120) 내부 하측에는 웨이퍼가 안착되는 척(124)이 구비되고, 내부 상측에는 샤워 헤드 구성의 상부 전극(122)이 구비된다. 척(124)은 전원이 인가되는 정전척 또는 진공 상태로 웨이퍼를 안착시키는 진공척 등을 포함할 수 있으며, 척(124)의 상부 면에는 하부 전극(미도시됨)이 구비된다. 상부 전극(122) 및 하부 전극은 알에프(RF) 전력이 인가된다. 상부 전극(122)은 상부 전극(122)에 상기 공정 가스를 이송하는 공정 가스 라인(미도시)과 연결되며, 웨이퍼가 안착된 척(124) 상에 상기 공정 가스를 분사한다.
도어(114)는 트랜스퍼 챔버(110)와 공정 챔버(120) 사이에서 웨이퍼가 이동되는 경로 상에 구비된다. 트랜스퍼 챔버(110)와 대향 되는 공정 챔버(120)의 일측부에는 웨이퍼가 출입되는 출입구(116)가 형성되며, 출입구(116)는 도어(114)에 의해 개폐된다. 도어(114)는 예컨대, 슬릿(slit)형으로 출입구(116)에 구비되며, 모터 및 실린더 등을 포함하는 구동 부재(미도시됨)에 의해 상하로 슬라이딩 되면서 출입구(116)를 개폐한다.
히터 부재(130)는 플레이트 형상을 가지며, 하나 또는 복수개가 제공된다. 히터 부재(130)는 도어(114)의 표면 또는 내부에 구비되어 도어(114)를 가열한다. 히터 부재(130)는 내부에 발열 코일을 구비하며, 히터 부재(130)에 전원이 인가되면 상기 발열 코일이 가열되어 도어(114)를 소정의 온도로 가열한다
특히, 히터 부재(130)는 도어(114)의 온도가 공정 챔버(120) 내벽의 온도보다 높거나, 또는 공정 챔버(120) 내벽의 온도와 같도록 가열하며, 이는 공정 챔버(120) 내부에 발생되는 온도차에 민감한 폴리머들이 도어(114)에 증착되는 것을 방지하기 위함이다.
이하, 상술한 구성을 갖는 반도체 제조 장치의 처리 과정을 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 제조 장치의 처리 과정을 설명하기 위한 블럭 도이다. 도 2를 참조하면, 상기 반도체 제조 장치(100)는 온도 감지 부재(126), 제어부(102), 그리고 전원 공급부(104)가 더 포함된다.
온도 감지 부재(126)는 제 1 및 제 2 온도 감지 부재(126a, 126b)를 포함한다. 각각의 온도 감지 부재(126a, 126b)는 도어(114)의 온도 및 공정 챔버(120)의 온도를 측정하여, 이를 제어부(102)로 전송한다. 또한, 전원 공급부(104)는 히터(130) 내부에 구비되는 발열 코일(미도시됨)이 제어부(102)가 판단한 소정의 온도로 가열되도록 전원을 공급한다.
공정 챔버(120)는 공정 챔버(120) 내벽의 온도를 측정할 수 있는 제 1 온도 감지 부재(126a)를 구비한다. 제 1 온도 감지 부재(126a)는 공정 챔버(120) 내벽의 온도를 감지한 데이터를 제어부(102)로 전송한다.
제어부(102)는 제 1 온도 감지 부재(126a)가 감지한 상기 데이터를 판단하여 전원 공급부(104)가 히터(130)로 전원을 공급하는 것을 제어한다. 이때, 제어부(102)는 공정 챔버(120) 내벽의 온도와 도어(114)의 온도가 동일하거나, 또는 공정 챔버(120) 내벽의 온도보다 도어(114)의 온도가 높게 유지될 수 있도록 전원 공급부(104)를 제어한다.
히터 부재(130)는 도어(114)를 가열한다. 즉, 히터 부재(130)의 내부에는 발열 코일이 구비되고, 전원 공급부(104)가 인가하는 전원에 의해 발열하여 도어(114)를 가열한다. 이때, 도어(114)의 전 영역의 온도가 균일하도록 가열하는 것이 바람직하다.
도어(114)의 일측에는 제 2 온도 감지 부재(126b)가 구비된다. 제 2 온도 감지 부재(126b)는 도어(114)의 온도를 감지한 데이터를 제어부(102)에 전송한다. 제어부(102)는 제 2 온도 감지 부재(126b)가 감지한 온도가 제 1 온도 감지 부재(126a)가 감지한 온도와 동일하거나, 높은지를 판단한다.
이때, 제 1 및 제 2 온도 감지 부재(126a, 126b)의 온도가 동일하거나 제 1 온도 감지 부재(126a)가 감지한 온도가 제 2 온도 감지 부재(126b)가 감지한 온도보다 크면, 제어부(102)는 전원 공급부(104)의 구동을 정지하여 히터(130)가 더 이상 가열되지 않도록 한다.
상기와 같은 과정을 반복하여 도어(114)의 온도가 공정 챔버(120) 내벽의 온도 이상으로 유지된다.
이상에서, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예는 반도체 제조 장치 중 건식 식각 장치를 예로 들어 설명하였으나 챔버와 도어가 구비되는 모든 반도체 제조 장치에 적용 가능할 수 있음은 당연한 것이다. 본 발명의 기술적 사상은 반도체 제조 공정에 사용되는 챔버와 상기 챔버를 개폐하는 도어의 온도를 동일하거나 높게 유지시켜 온도차에 민감한 오염 물질이 도어를 오염시키는 것을 방지하는 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조 장치는 도어의 온도를 챔버 내벽의 온도와 같거나 높게 하여 폴리머들이 도어에 증착되는 것을 방지한다. 그 결과, 폴리머에 의한 웨이퍼 손상을 방지하여 생산성을 향상시킨다.

Claims (5)

  1. 기판이 유입되는 출입구가 형성되며, 반도체 공정이 수행되는 공간이 제공되는 챔버와;
    상기 챔버의 출입구를 개폐하는 도어 및;
    상기 도어에 제공되어 상기 도어를 가열하는 적어도 하나의 히터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 웨이퍼 상에 건식 식각 공정 또는 화학 기상 증착 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 챔버 내벽의 온도를 측정하기 위한 온도 감지부와;
    상기 온도 감지부에서 전송하는 전기적인 신호를 수신하여 상기 히터 부재를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 도어를 상기 챔버 내벽의 온도와 같거나, 또는 상기 챔버 내벽의 온도보다 높도록 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 반도체 제조 장치에 있어서,
    서로 인접하게 배치되는 챔버들과;
    상기 챔버들 사이에 형성된 웨이퍼 출입구를 개폐하는 도어와;
    상기 도어를 가열하는 히터 부재와;
    상기 챔버 및 상기 도어의 온도를 감지하는 온도 센서 및;
    상기 온도 센서로부터 상기 챔버와 상기 도어의 온도를 감지하고, 상기 도어의 온도가 상기 챔버의 온도보다 낮으면, 상기 도어를 가열하도록 상기 히터 부재를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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