KR20070019176A

KR20070019176A - 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR20070019176A
Application number: KR1020050073886A
Authority: KR
Inventors: 김진수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2007-02-15

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정 중 플라즈마 처리 공정을 수행하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 상호 대응하여 결합되어 내부에 웨이퍼 상에 소정의 플라즈마 처리 공정을 수행하는 공간을 제공하는 상부 챔버 및 하부 챔버를 포함하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 일측과 결합되어 상기 공정 챔버 내부의 배기 및 압력 조절을 위한 배기부, 상기 배기부를 개폐하는 게이트 밸브, 그리고 상기 상부 챔버에 구비되어 작업자가 상기 게이트 밸브의 동작 및 정렬 상태를 인지하기 위한 투명 커버부를 포함한다.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 배기부 내부 상태를 육안으로 인지하도록 공정 챔버 일측에 투명 커버부를 제공함으로서, 작업자가 배기부 내부의 오류 발생시 공정 챔버를 분리하지 아니하고 배기부의 유지 보수 작업을 실시할 수 있다.

반도체 제조 장치, 플라즈마 처리 장치, 배기부, 게이트 밸브, 공정 챔버

Description

반도체 제조 장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 투명 커버부를 상부에서 도시한 평면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 반도체 제조 장치 152 : 게이트 밸브

110 : 공정 챔버 154 : 펌프

112 : 상부 챔버 156 : 배기 라인

114 : 하부 챔버 160 : 윈도우 부재

120 : 상부 전극 162 : 윈도우

130 : 하부 전극 164 : 윈도우 지지부

140 : 척 166 : 고정 부재

150 : 배기부

반도체 소자의 제조 공정은 소정의 식각 장치를 사용하여, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 물질막을 식각하는 공정(예를 들면, 절연막을 관통하는 콘택 홀을 형성하는 공정)을 포함한다. 식각 장치는 식각 방법을 기준으로 건식 식각 장치 또는 습식 식각 장치로 구분된다. 그 중 건식 식각 장치는 예컨대, 플라즈마를 이용하여 물질막을 식각하는 장치로서, 이방성의 식각 특성을 제공할 수 있다. 이에 따라, 건식 식각 장치는 콘택 홀 형성 공정 등에 사용될 수 있다.

건식 식각 장치들은 다시 물리적 건식 식각 장치와 화학적 건식 식각 장치로 구분될 수 있다. 물리적 건식 식각 장치는 플라즈마 내에 형성된 이온을 전기장에 의해 가속하여 물질막에 충돌시키는 과정을 이용한다. 이에 따라, 물리적 건식 식각 장치는 우수한 이방성 식각 특성을 갖지만, 물질막 아래의 막에 대한 식각 선택비는 좋지 않다.

일반적인 플라즈마 식각 장치는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 내에 소정의 간격이 이격되어 서로 평행하게 배치되는 상부 전극 및 하부 전극을 구비한다. 상기 하부 전극은 웨이퍼가 로딩되는 척에 구비되며, 상기 상부 전극은 상기 하부 전극의 상부에 이격되어 위치하며, 상기 하부 전극에 평행하게 마주보도록 배치된다. 또한, 상기 공정 챔버 일측에는 상기 공정 챔버 내부의 배기 및 압력 조절을 위한 배기부가 결합되며, 상기 배기부는 상기 배기부 내부의 배기 라인의 개폐를 위한 게이트 밸브가 제공된다.

상술한 구성을 갖는 플라즈마 식각 장치는 웨이퍼를 상기 척 상에 로딩한 후, 상기 공정 챔버 내에 반응 가스를 주입하면서 상기 상부 및 하부 전극에 각각에 소정의 고주파 전원을 공급한다. 이에 따라, 반응 가스는 상기 상부 및 하부 전극 사이에서 이온화되어, 웨이퍼 상에 형성된 절연막을 식각하는데 사용되는 플라즈마 상태의 식각 가스가 형성된다. 이때, 상기 배기부는 상기 공정 챔버 내부에 감압 분위기를 제공하기 위해 일정한 압력으로 상기 공정 챔버 내부의 공기를 흡입하며, 또한, 상기 공정 챔버 내부에서 발생되는 파티클을 배기한다.

그러나, 상기 배기부의 상부에는 작업자가 외부에서 상기 배기부의 내부 상태를 인지할 수 있는 어떠한 수단도 제공되어 있지 않았다. 그리하여, 작업자는 배기부에 오류 발생시 상기 공정 챔버 또는 상기 배기부를 분리하여 유지 보수 작업을 실시할 수밖에 없었다. 특히, 상기 배기부에 제공되는 상기 게이트 밸브는 작업자에 의해 오픈/클로우즈의 정위치를 셋팅하게 된다. 그러나, 상기 게이트 밸브는 공정이 진행되면 상기 게이트 밸브에 구비되어 수평으로 슬라이딩 되는 게이트의 정위치가 흐트러지는 경우가 자주 발생하게 되며, 작업자는 이를 정위치로 셋팅하기 위해 상기 공정 챔버 또는 상기 배기부를 분해하여 상기 게이트의 셋팅을 맞추었다.

그러므로, 상기 배기부의 유지 보수 작업은 작업자에게 상당한 부담을 주고, 동시에 유지 보수 시간이 불필요하게 증가되는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 제조 장치에 구비 되는 배기부의 유지 보수 작업시 배기부의 분해 또는 공정 챔버의 분해 없이 유지보수가 가능한 반도체 제조 장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 공정 챔버, 상기 공정 챔버 일측과 결합되고, 상기 공정 챔버와 배기 라인으로 연결되어 상기 공정 챔버 내부를 배기하는 배기부, 상기 배기 라인을 개폐하는 게이트 밸브, 그리고 상기 공정 챔버는 윈도우 부재를 구비하여 작업자가 상기 게이트 밸브의 작동 상태를 육안으로 인지하도록 한다. 여기서, 상기 공정 챔버는 플라즈마 식각 공정을 수행할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 공정 챔버는 상호 대응하여 결합되는 상부 챔버 및 하부 챔버를 포함하고, 상기 윈도우 부재는 상기 상부 챔버에서 상기 게이트 밸브와 대향되도록 구비된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 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.

(실시예)

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 투명 커버부를 상부에서 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치(100)는 공정 챔버(process chamber)(110), 상부 및 하부 전극(upper and below electrode plate)(120,130), 척(chuck)(140), 배기부(exhaust member)(150), 그리고 윈도우 부재(window member)(160)를 포함한다.

공정 챔버(110)는 상부 및 하부 챔버(upper and below chamber)(112, 114)를 포함하여 반도체 웨이퍼 상에 플라즈마 식각 공정을 수행하는 공간을 제공한다. 상부 챔버(112)는 하부 챔버(114)의 개방된 상부에 구비되어, 하부 챔버(114)와 결합 및 분리가 가능하도록 구비된다.

상부 챔버(112) 내부 상측에는 상부 전극(120)이 구비된다. 상부 전극(120)은 원반 형상의 전극이며, 상부 전극(120)는 환형의 단열 부재(미도시됨)에 의해 지지 및 보호될 수 있다. 예컨대, 상부 전극(120)은 다수의 토출 구멍(discharge hole)(미도시됨)이 형성되고, 고주파 전원이 인가되는 전극판(electrode plate)(미도시됨)과, 상기 전극판을 지지하고, 도전성 재료로 제작되며 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어지는 수냉구조의 전극판 지지부(electrode plate support member)(미도시됨)를 포함할 수 있다.

이러한 상부 전극(120)은 외부에 소스 고주파 인가기(12)와 연결되어 있고, 소스 고주파 인가기(12)는 공정 챔버(110)의 공정 진행시 소정의 고주파 전원을 상부 전극(120)에 인가한다.

하부 챔버(114)는 상부 챔버(112) 하측에 결합된다. 이때, 하부 챔버(114)는 상부 챔버(112)에 결합된 상부 전극(120)과 대향하여 배치되는 원통형의 척(140)을 구비한다.

척(130)은 예컨대, 정전척으로써, 척(130)의 상부면에는 상부 전극(120)과 소정의 거리가 이격되어 평행하게 배치되는 원반 형상의 하부 전극(140)이 설치되며, 하부 전극(140)은 공정 챔버(110) 외부에 구비되는 바이어스 고주파 인가기(14)와 연결된다. 바이어스 고주파 인가기(14)는 반도체 제조 장치(100)의 공정 진행시 하부 전극(140)에 소정의 바이어스 고주파 전원을 인가한다.

또한, 척(130)은 상하 운동 및 회전 운동을 수행할 수 있으며, 이를 위해 공정 챔버(110) 외부에는 척(130)의 일측과 결합되어, 척(130)을 상하 및 회전 운동시키는 척 구동부(미도시됨)가 제공될 수 있다. 상기 척 구동부는 모터, 리드 스크류, 그리고 에어 실린더 등을 포함한다.

배기부(150)는 하부 챔버(114)가 제공되는 영역과 다른 일측에서 상부 챔버(112)와 결합된다. 배기부(150)는 상부 및 하부 챔버(112, 114) 내부와 배기 라인으로 연결된다. 그리하여, 상기 배기부(150)는 공정 챔버(110)와 상기 배기 라인을 통해 연결되고, 상기 배기 라인의 개폐를 통해 공정 챔버(110) 내부의 파티클 배기 및 압력의 조절 등을 수행한다. 이를 위해, 배기부(150)는 게이트 밸브(152), 흡입 부재(154), 그리고 배기 라인(156)을 포함한다.

게이트 밸브(152)는 배기부(150) 내부에서 게이트(152a)가 슬라이딩 되면서 상기 배기 라인을 개폐한다. 이를 위해, 게이트(152a)는 에어 실린터 및 모터를 포함하는 밸브 구동부(미도시됨)와 결합되며, 상기 밸브 구동부가 게이트(152a)를 수 평으로 슬라이딩시켜서 배기부(150)를 개폐한다. 배기부(150)에는 게이트(152a)의 좌우 및 상하 얼라인을 작업자가 메뉴얼로 수행할 수 있도록 게이트 밸브 조절부(미도시됨)가 구비되며, 작업자는 상기 게이트 밸브 조절부를 조절함으로서 게이ㅌ트(152a)의 정렬 작업을 수행할 수 있다.

흡입 부재(154)는 터보분자펌프(turbo-molecular pump) 등과 같은 흡입 수단을 포함하고, 공정 챔버(110) 내부를 소정의 감압 분위기, 예컨대 0.1mTorr 이하의 소정의 압력까지 진공흡입할 수 있도록 구성된다.

배기 라인(156)은 흡입 부재(154)에 의해 공정 챔버(110)로부터 흡입된 공기가 배기부(150) 외부로 배출되는 라인이다.

배기부(150)가 결합되는 상부 챔버(112)의 일측에는 상부 챔버(112)와 결합 및 분리가 가능한 윈도우 부재(160)가 제공된다. 윈도우 부재(160)는 적어도 하나이다. 윈도우 부재(160)는 배기부(150) 내부 상태를 작업자가 육안으로 인지할 수 있도록 구비되는 것이며, 특히, 작업자가 게이트(152a)의 정렬 상태를 확인할 수 있도록 구비된다. 그리하여, 게이트(152a)의 정렬이 흐트러져, 게이트 밸브(152)에 오류가 발생되면 작업자는 윈도우 부재(160)를 통해 배기부(150) 내부에 구비된 게이트(152a)의 정렬 상태를 확인하면서 상기 게이트 밸브 조절부로 게이트 밸브(152)의 유지 보수 작업을 실시한다.

도 2를 참조하면, 윈도우 부재(160)는 윈도우(162), 윈도우 지지부(164), 그리고 고정 부재들(166)을 포함한다. 윈도우(162)는 작업자가 배기부(150) 내부 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 구비되며, 윈도우(162)의 가장자리 에는 윈도우(162)를 지지 및 보호하는 윈도우 지지부(164)가 제공된다. 윈도우 지지부(164)는 상부 챔버(112)와 결합하기 위해 볼트와 같은 복수의 고정 부재들(166)에 의해 상부 챔버(112)에 고정된다.

본 실시예는 윈도우 부재(160)는 상부 챔버(112)에 구비되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 윈도우 부재(160)의 위치는 배기부(150) 내부 상태를 인지할 수 있는 위치에 한하여 다양하게 구비될 수 있다.

이상으로 본 발명의 따른 반도체 제조 장치를 상세히 설명하였다. 그러나, 상술한 실시예로 인해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 발명자의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 적용 및 응용이 가능할 수 있다. 특히, 상술한 실시예는 반도체 제조 장치 중 플라즈마 처리 장치를 기초로 설명된 것이나, 공정 챔버와 배기부를 함께 구비하는 모든 반도체 제조 장치에 적용가능할 수 있다. 또한, 투명 커버부의 개수 및 결합 방식, 결합 위치 등은 다양하게 변형 및 응용될 수 있음은 당연하다. 본 발명의 기술적 사상은 배기부를 포함하는 반도체 제조 장치에 있어서, 작업자가 배기부의 내부 상태를 육안으로 확인할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공함에 있는 것이다.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 배기부 내부 상태를 육안으로 인지하도록 공저 챔버 일측에 투명 커버부를 제공함으로서, 작업자가 배기부 내부의 오류 발생시 공정 챔버를 분리하지 아니하고 배기부의 유지 보수 작업을 실시할 수 있다.

그리하여, 작업자의 유지 보수 부담을 줄여줌과 동시에 유지 보수 시간 및 반도체 제조 장치의 재가동 시간을 단축시켜 반도체 제조 장치의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

반도체 제조 장치에 있어서,

공정 챔버와;

상기 공정 챔버 일측과 결합되고, 상기 공정 챔버와 배기 라인으로 연결되어 상기 공정 챔버 내부를 배기하는 배기부와;

상기 배기 라인을 개폐하는 게이트 밸브; 그리고,

상기 공정 챔버는 윈도우 부재를 구비하여 작업자가 상기 게이트 밸브의 작동 상태를 육안으로 인지하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 공정 챔버는 플라즈마 식각 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 공정 챔버는 상호 대응하여 결합되는 상부 챔버 및 하부 챔버를 포함하고, 상기 윈도우 부재는 상기 상부 챔버에서 상기 게이트 밸브와 대향되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.