KR20070017851A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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Abstract

반도체 제조설비를 제공한다. 제공된 반도체 제조설비는 공정챔버와, 공정챔버 내 가스가 배기되도록 공정챔버에 연결된 포어라인 및, 포어라인에 연결되며 소정 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하여 포어라인 내부를 퍼지하는 퍼지가스 공급유닛을 포함한다. 따라서, 제공된 반도체 제조설비에는 포어라인 내부에서 퍼지가스를 분사하되 이 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하는 퍼지가스 공급유닛이 구비되기 때문에, 포어라인을 통해 외부로 배기되는 가스들이 다시 공정챔버의 내부로 역류하는 현상은 전혀 발생되지 않게 된다.

Description

반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 반도체 제조설비를 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절개한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
90 : 웨이퍼
110 : 공정챔버
120 : 정전척
130 : 샤워헤드
140 : 하부전극
150 : 전원인가유닛
160 : 퍼지가스 공급유닛
170 : 포어라인
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 설비에 관한 것으로, 특히, 플라즈 마(Plasma)를 이용하여 웨이퍼 상에 형성된 박막을 식각하는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조공정은 순수 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer) 상에 빛과 화학 반응하여 제거되는 포토레지스트(Photo-resist) 막을 형성한 후 포토레지스트 막 중 원하는 소정 회로 패턴(Pattern)을 형성할 부분에 빛을 주사하여 포토레지스트 막 중 원하는 부분만을 선택적으로 오픈(Open)시키는 사진공정과, 오픈된 부분을 소정 깊이로 식각(Etching)하는 식각공정과, 원하는 불순물을 주입(Implantation)하는 이온주입공정 및, 오픈된 부분에 또다른 특성을 갖는 박막을 증착(Deposition)하는 증착공정 등을 포함한다.
이들 반도체 제조공정 중 식각공정은 다른 기타 공정에 비하여 특히 정밀도가 요구되는 공정이다. 따라서, 최근에는 더욱 정밀한 식각을 위해서 습식식각(Wet etching) 보다는 건식식각(Dry ethcing)이 더욱 활발히 사용되고 있다.
예를 들면, 건식식각을 수행하는 반도체 제조설비에는 식각성이 뛰어난 플라즈마를 이용하여 웨이퍼의 소정 부분을 식각하는 플라즈마 식각설비가 있다.
이와 같은 플라즈마 식각설비는 외부로부터 밀폐된 공정챔버의 내부에 소정 전극을 마련한 다음, 이 전극에 소정전원을 인가하여 공정챔버 내부에 소정 전계를 형성시킴과 아울러 공정챔버의 내부로 소정 공정가스를 공급함으로써 공정챔버의 내부로 이송된 웨이퍼가 식각되도록 하는 설비이다. 따라서, 공정챔버 내부로 공급된 공정가스는 소정 전계에 의하여 활성화되어 플라즈마 상태로 변환되고, 이 변환된 플라즈마는 공정챔버 내부로 이송된 웨이퍼와 반응하여 웨이퍼 상의 소정 박막 을 식각시키게 되는 것이다.
한편, 이상과 같은 플라즈마 식각공정을 진행하면, 공정챔버 내부에는 미처 반응되지 못한 공정가스나 반응이 발생되면서 생성되는 여러가지 폐가스들이 잔존하게 된다. 따라서, 플라즈마 식각설비는 공정챔버에 연결된 포어라인(Foreline)을 통하여 이러한 가스들을 외부로 배기하게 된다.
그러나, 이와 같이 배기되는 가스들은 종종 배기되면서 포어라인 내부에 폴리머(Polymer)와 같은 막질을 형성하게 된다. 이 경우, 포어라인을 통해 외부로 배기되던 잔존 가스들은 포어라인을 통하여 외부로 원활하게 배기되지 못하고 종종 공정챔버의 내부로 다시 역류하게 된다. 따라서, 공정챔버의 내부에는 이상과 같은 역류 가스에 의하여 파티클(Particle)이 발생되어지며, 이는 공정진행시 공정불량을 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로써, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 포어라인을 통해 외부로 배기되는 가스들이 다시 공정챔버의 내부로 역류하는 것을 방지할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조설비는 공정챔버와, 공정챔버 내 가스가 배기되도록 공정챔버에 연결된 포어라인 및, 포어라인에 연결되며 소정 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하여 포어 라인 내부를 퍼지하는 퍼지가스 공급유닛을 포함한다.
상기 퍼지가스 공급유닛은 퍼지가스 공급원과, 퍼지가스 공급원에 연결되며 퍼지가스 공급원으로부터 공급된 퍼지가스를 포어라인 측으로 공급하는 퍼지가스 공급배관 및, 퍼지가스 공급배관의 끝단에 연결되며 퍼지가스 공급원으로부터 공급된 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향으로 분사하는 퍼지가스 분사노즐을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 퍼지가스 분사노즐은 포어라인의 내부에 마련될 수 있다. 또, 상기 퍼지가스 공급배관은 포어라인 중 공정챔버에 인접한 곳에 연결될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 반도체 제조설비를 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조설비는 외부로부터 밀폐되어 식각공정이 진행되는 공정챔버(110)를 포함한다. 공정챔버(110)의 내측 하부에는 외부로부터 이송된 웨이퍼(90)가 안착되도록 정전척(120)이 마련된다. 정전척(120)은 소정 정전기력 등을 이용하여 그 상면에 안착된 웨이퍼(90)를 고정한 다. 정전척(120)의 외주면에는 플라즈마를 웨이퍼(90) 측으로 유도하는 포커스링(126)이 마련된다. 따라서, 공정챔버(110) 내부에서 발생된 플라즈마는 이 포커스링(126)의 작용에 의하여 웨이퍼(90) 측으로 유도되고, 이 유도된 플라즈마는 웨이퍼(90)와 반응하여 웨이퍼(90) 상에 형성된 소정 박막을 식각하게 된다.
정전척(120)의 하부에는 전원인가유닛(150)이 연결되어 소정전원이 인가되는 하부전극(140)이 마련된다. 이때, 하부전극(140)에는 공정챔버(110)의 내부에 소정 전계를 형성하기 위한 고주파 전원이 인가될 수 있다. 따라서, 공정챔버(110)의 내부로 공급되는 공정가스는 이 하부전극(140)으로부터 형성된 전계에 의히여 활성화되어 플라즈마 상태로 변환될 수 있다. 도면부호 123은 웨이퍼990)를 승강시키는 웨이퍼 안착핀이다.
공정챔버(110)의 내측 상부 곧, 정전척(120)에 대향되는 상측에는 외부로부터 공급되는 공정가스를 공정챔버(110)의 내부 여러방향으로 분배하는 샤워헤드(Shower head,130)가 마련된다. 따라서, 공정진행을 위하여 샤워헤드(130)로 공정진행에 적합한 소정 공정가스가 공급되면, 이 공급되는 소정 공정가스는 샤워헤드(130)에 의하여 공정챔버(110)의 내부 여러방향으로 균일하게 분배된다.
한편, 공정챔버(110)의 일측에는 공정챔버(110) 내 가스가 배기되도록 포어라인(170)이 연결된다. 따라서, 공정챔버(110)의 내부에서 미처 반응되지 못한 공정가스나 반응이 발생되면서 생성되는 여러가지 폐가스들을 포함한 잔존 가스들은 이 포어라인(170)을 통하여 외부로 배기된다.
이때, 포어라인(170) 상에는 공정챔버(110) 내부의 가스를 외부로 펌핑하는 펌프(180)가 구비될 수 있다. 이 경우, 공정챔버(110) 내 잔존가스들의 펌핑은 더욱 원활하게 진행될 수 있다. 또, 포어라인(170) 상에는 가스의 내부에 함유된 불순물을 포집하는 스크러버(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이 경우, 펌프(180)를 통해 펌핑되는 가스 내 불순물은 이 스크러버에 의해 모두 포집될 수 있다.
또한, 포어라인(170)에는 소정 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하여 포어라인(170) 내부를 퍼지하는 퍼지가스 공급유닛(160)이 더 연결될 수 있다. 이 경우, 퍼지가스 공급유닛(160)은 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급원(162)과, 퍼지가스 공급원(162)에 연결되며 퍼지가스 공급원(162)으로부터 공급된 퍼지가스를 포어라인(170) 측으로 공급하는 퍼지가스 공급배관(166)과, 퍼지가스 공급배관(166) 상에 설치되며 퍼지가스의 공급을 단속하는 개폐밸브(164) 및, 퍼지가스 공급배관(166)의 끝단에 연결되며 퍼지가스 공급원(162)으로부터 공급된 퍼지가스를 잔존 가스들이 배기되는 방향으로 분사하는 퍼지가스 분사노즐(169)을 포함할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 퍼지가스는 포어라인(170) 내부에 형성되는 폴리머(Polymer)와 같은 막질을 퍼지하는 N2가스일 수 있다. 그리고, 퍼지가스 공급배관(166)은 퍼지가스 공급원(162)으로부터 공급된 퍼지가스를 포어라인(170) 측으로 공급하는 역할을 하는 바, 그 일측단이 퍼지가스 공급원(162)에 연결될 수 있고, 그 타측단은 포어라인(170) 중 공정챔버(110)에 인접한 곳에 연결될 수 있다. 또한, 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사노즐(169)은 그 노즐구(167)가 가스가 배기되는 방향을 향한 채로 포어라인(170)의 내부에 마련될 수 있다. 이 경우, 퍼지가 스 공급배관(166)의 타측단은 포어라인(170)의 측면을 관통하여 퍼지가스 분사노즐(169)에 연결될 수 있다. 그리고, 퍼지가스 공급배관(166)에는 포어라인(170)의 측면을 관통한 배관이 가스가 배기되는 방향으로 가스를 분사하도록 포어라인(170)의 내부에 마련된 퍼지가스 분사노즐(169)에 원활하게 연결되도록 약 90°정도의 각도로 굴절된 굴절부(168)가 구비될 수 있다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부로부터 로딩된 웨이퍼(90)가 공정챔버(110) 내 정전척(120) 상에 안착되면, 정전척(120)은 소정 정전기력 등으로 웨이퍼(90)를 고정한다.
이후, 웨이퍼990)가 고정되면, 하부전극(140)에는 공정챔버(110)의 내부에 소정 전계가 형성되도록 고주파 전원 등이 인가되고, 샤워헤드(130)로는 소정 공정가스가 공급된다. 따라서, 공정챔버(110)의 내부로 공급된 소정 공정가스는 공정챔버(110)의 내부에 형성된 소정 전계에 의하여 활성화되어 플라즈마 상태(80)로 변환된다.
이후, 플라즈마 상태(80)로 변환된 소정 공정가스는 웨이퍼(90)와 반응하여 웨이퍼(90) 상에 형성된 소정 박막을 식각하게 된다.
이후, 식각이 완료되면, 포어라인(170) 상에 설치된 펌프(180)는 구동되어 공정챔버(110) 내 잔존 가스들을 외부로 배기하고, 퍼지가스 공급유닛(160)은 배기되는 가스들이 포어라인(170)을 통해 역류되는 것을 방지하도록 소정 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사한다. 따라서, 포어라인(170)을 통해 외부로 배기되던 잔존 가스들은 이 퍼지가스 공급유닛(160)에 의해서 더욱 원활하게 배기되며, 공정챔버(110)로의 가스 역류현상 등은 전혀 발생되지 않게 된다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비에는 포어라인 내부에서 퍼지가스를 분사하되 이 퍼지가스를 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하는 퍼지가스 공급유닛이 구비되기 때문에, 종래 포어라인을 통해 외부로 배기되는 가스들이 다시 공정챔버의 내부로 역류하는 현상은 전혀 발생되지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 배기되는 가스의 역류로 인하여 발생되었던 파티클 발생 및 공정불량 등의 문제는 미연에 방지되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 공정챔버:
    상기 공정챔버 내 가스가 배기되도록 상기 공정챔버에 연결된 포어라인; 및,
    상기 포어라인에 연결되며, 소정 퍼지가스를 상기 가스가 배기되는 방향과 동일한 방향으로 분사하여 상기 포어라인 내부를 퍼지하는 퍼지가스 공급유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지가스 공급유닛은 퍼지가스 공급원과, 상기 퍼지가스 공급원에 연결되며 상기 퍼지가스 공급원으로부터 공급된 퍼지가스를 상기 포어라인 측으로 공급하는 퍼지가스 공급배관 및, 상기 퍼지가스 공급배관의 끝단에 연결되며 상기 퍼지가스 공급원으로부터 공급된 퍼지가스를 상기 가스가 배기되는 방향으로 분사하는 퍼지가스 분사노즐을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 분사노즐은 상기 포어라인의 내부에 마련된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 퍼지가스 공급배관은 상기 포어라인 중 상기 공정챔버에 인접한 곳에 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180002103A (ko) * 2016-06-28 2018-01-08 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 장치
JP2020065079A (ja) * 2017-09-14 2020-04-23 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置および大気開放方法

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