KR20070029343A

KR20070029343A - 퍼지 장치를 갖는 로드락 챔버

Info

Publication number: KR20070029343A
Application number: KR1020050084028A
Authority: KR
Inventors: 김종준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-14

Abstract

식각 장치에서의 로드락 챔버가 개시된다. 로드락 챔버는 식각 공정의 진행으로 인해 상기 로드락 챔버의 내부의 공정 부산물을 제거하기 위해 상기 로드락 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하며, 상기 퍼지 가스 및 공정 부산물을 외부로 배출시키는 퍼지 장치를 구비한다. 그리하여, 본 발명은 로드락 챔버에서의 퍼지 장치를 제공함으로써, 부식성 가스 및 폴리머 등의 부산물이 완전히 펌핑되지 못하고 로드락 챔버의 내벽에 증착되는 문제 및 로드락 챔버의 내부에서 인덱스를 통해 웨이퍼를 상, 하 운동시켜 웨이퍼를 이동시키는 경우에 로드락 챔버 내부에 폴리머 등이 흡착되어 있음으로 인한 로트 단위의 파티클 사고 발생 문제 등을 감소시킨다.

식각, 로드락, 챔버, 퍼지, 부산물, 폴리머

Description

퍼지 장치를 갖는 로드락 챔버{Load lock chamber having purge apparatus}

도 1은 종래의 식각 장치를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 도 1의 식각 장치에서의 로드락 챔버를 설명하기 위한 개략도.

도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 로드락 챔버의 퍼지 장치, 즉 공정 부산물 제거 장치를 보인 개략도.

도 4는 상기 퍼지 가스 분사부를 보다 상세히 보인 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프로세스 챔버 30 : 트랜스퍼 챔버

50 : 로드락 챔버 60 : 펌핑 라인

72 : 벤팅 라인 N2 : 질소 가스

100 : 퍼지 가스 공급부 110 : 퍼지 가스 조절부

112 : 퍼지 가스 라인 120 : 퍼지 가스 분사부

122 : 퍼지 가스

본 발명은 반도체 소자 제조 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로드락 챔버(load lock chamber)에서의 퍼지(purge) 장치에 관한 것이다.

반도체 소자 제조 공정 중, 실리콘층 또는 금속층을 건식 식각하기 위한 프로세스 챔버(process chamber)에서는 공정의 특성상 부식성 가스를 많이 사용하고 있다. 따라서, 공정 종료후, 프로세스 챔버로부터 로드락 챔버로 이송된 웨이퍼(wafer)에는 부식용 가스가 일정량 포함되어 있다.

상기 식각 장비의 로드락 챔버는 웨이퍼가 프로세스 챔버로 이동되기 전에 대기하기 위한 챔버로서, 폴리머(polymer) 및 기타 오염이 발생되었을 경우 로트(LOT) 단위 불량이 유발된다.

상기 로드락 챔버 내부에 폴리머가 흡착되는 현상은 상기한 바와 같이 프로세스 챔버에서 사용되던 잔류 가스가 웨이퍼 표면에 흡착되어 있다가 모두 제거되지 않은 상태로 로드락 챔버로 이동되어 장시간 대기 상태에 있을 경우 웨이퍼에 있던 잔류 가스가 로드락 챔버로 전이되어 로드락 챔버의 내면에 흡착되는 현상이다. 이러한 폴리머의 흡착으로 인해, 로드락 챔버가 부식되는 현상이 발생된다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 종래의 식각 장치의 로드락 챔버에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 식각 장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1의 식각 장치에서의 로드락 챔버를 설명하기 위한 개략도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 웨이퍼를 이송하기 위한 이송용 로봇(30a)이 설치된 트랜스퍼 챔버(30) 외주에 프로세스 챔버(10)와 로드락 챔버(50)가 구비되어 있다. 트랜스퍼 챔버(30)의 외주에는 외주에는 디개싱/배향 챔버, 챔버 개구부 또는 냉각/열챔버 등도 연결되어 있다.

다음으로 도 2를 참조하면, 트랜스퍼 챔버(30)를 사이에 두고 프로세서 챔버(10)와 연결된 로드락 챔버(50)에는 펌핑 라인(60) 및 벤팅 라인(70)을 포함하는 가스 공급 시스템이 구비되어 있다.

상기 펌핑 라인(60)은 로드락 챔버(50) 내의 기압을 일정하게 유지하기 위한 것이다.

상기 벤팅 라인(70)은 로드락 챔버(50)로 질소(N2) 가스와 같은 벤팅 가스를 공급하기 위한 것이다.

프로세스 챔버(10)의 내부에는 웨이퍼를 식각하면서 발생되는 부산물이 프로세스 챔버(10)의 내부에 부탁되면 터보 펌프(미도시)를 이용하여 부산물을 펌핑하는 구조로 되어 있다.

식각 공정 후 로드락 챔버의 오염 현상을 보다 구체적으로 살펴보면, 웨이퍼에 대한 식각 공정 진행 후 식각 공정에서 발생되는 잔류 물질인 폴리머(polymer) 및 식각 공정에 사용되는 잔류 가스가 식각 공정이 종료된 후에도 남아 있게 된다.

즉, 로드락 챔버의 내부 부식 및 잔류 가스를 시료를 통해 분석하여 보면, 식각 공정에서 발생되는 메탈(metal) 재질 및 잔류 가스가 존재함을 알 수 있다.

분석 결과를 살펴보면, 로드락 챔버 내의 인덱스 바(index bar)에는 백색 파 우더가 존재하는데, 이는 탄소(C), 나트륨(Na), 염소(Cl)가 주종을 이루고 있다. 그리고, 인덱스 롤러(index roller)에서는 흄(fume)의 성분이 롤러와의 마찰로 인해 알루미늄(Al) 몸체가 물리적인 힘에 의해 벗겨진 결과로 나타난 알루미늄 성분이 주종을 이룬다. 또한, 배기 라인 밸브(exhaust line valve)에는 염소, 철(Fe) 등이 부착되어져 넓은 범위의 부식이 발생되어져 있다.

종래의 로드락 챔버의 구조에서는 이와 같은 부식성 가스 및 폴리머 등의 부산물이 완전히 펌핑되지 못하고 로드락 챔버의 내벽에 증착되어, 로드락 챔버의 내부에서 인덱스를 통해 웨이퍼를 상, 하 운동시켜 웨이퍼를 이동시키는 경우에 로드락 챔버 내부에 폴리머 등이 흡착되어 있음으로 인해, 로트(LOT) 단위의 파티클 사고가 빈번하게 발생한다. 특히, 부식성 가스 중, 염소 가스는 로드락 챔버 내에 대기중인 웨이퍼로 확산되어 대기중인 다른 웨이퍼 표면을 오염시키게 되어 수율 저하의 주요 원인이 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 로드락 챔버에서의 부식성 가스 및 폴리머 등의 부산물이 완전히 펌핑되지 못하고 로드락 챔버의 내벽에 증착되는 문제를 개선하기 위한 로드락 챔버에서의 퍼지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 로드락 챔버의 내부에서 인덱스를 통해 웨이퍼를 상, 하 운동시켜 웨이퍼를 이동시키는 경우에 로드락 챔버 내부에 폴리머 등이 흡착되어 있음으로 인해 로트(LOT) 단위의 파티클 사고가 발생하는 문제점을 개선하기 위 한 로드락 챔버에서의 퍼지 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부식성 가스가 로드락 챔버 내에 대기중인 웨이퍼로 확산되어 대기중인 다른 웨이퍼 표면을 오염시키게 되어 수율을 저하시키는 문제점을 개선하기 위한 로드락 챔버에서의 퍼지 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 반도체 웨이퍼의 식각에 사용되는 식각 장치에서의 로드락 챔버는, 식각 공정의 진행으로 인해 상기 로드락 챔버의 내부의 공정 부산물을 제거하기 위해 상기 로드락 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하며, 상기 퍼지 가스 및 공정 부산물을 외부로 배출시키는 퍼지 장치를 구비함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 가스를 저장하기 위한 퍼지 가스 공급부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 가스 공급부로부터 상기 로드락 챔버의 내부로 상기 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 라인을 구비할 수 있다.

또한, 상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 라인 상에 설치되며 상기 로드락 챔버 내부로의 퍼지 가스의 유입량을 조절하기 위한 퍼지 가스 조절부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 퍼지 장치는 상기 로드락 챔버의 내부에 설치되며 상기 퍼지 라인과 연결되어 상기 퍼지 라인으로부터 상기 퍼지 가스를 공급 받아 상기 로드락 챔버 내벽에 부착된 공정 부산물을 제거하는 퍼지 가스 분사부를 구비할 수 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 로드락 챔버 내부의 공정 부산물을 제거하기 위한 공정 부산물 제거 장치는, 상기 로드락 챔버의 내 부로 퍼지 가스를 분사하여 상기 로드락 챔버의 내벽에 부착되거나 부착될 공정 부산물을 제거하는 퍼지 가스 분사부를 구비함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공정 부산물 제거 장치는 상기 퍼지 가스 분사부의 외부에서 퍼지 라인을 통해 퍼지 가스를 제공하기 위한 퍼지 가스 공급부를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 공정 부산물 제거 장치는 상기 퍼지 가스 분사부와 상기 퍼지 가스 공급부의 사이에 상기 퍼지 가스의 분사량을 조절하기 위한 퍼지 가스 조절부를 더 구비할 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 실시예에서의 설명들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명에 대한 보다 철저한 이해를 돕기 위한 의도 이외에는 다른 의도없이 예를 들어 도시되고 한정된 것에 불과하므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 사용되어서는 아니 될 것이다.

도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 로드락 챔버의 퍼지 장치, 즉 공정 부산물 제거 장치를 보인 개략도이다.

도 3을 참조하면, 퍼지 장치는 퍼지 가스 공급부(100), 퍼지 라인(112), 퍼지 가스 조절부(110) 및 퍼지 가스 분사부(120)를 구비한다. 참조부호 112는 상기 퍼지 가스 분사부(120)에 의해 분사되는 퍼지 가스의 흐름을 나타낸 것이고, 참조 부하 10은 프로세스 챔버, 참조부호 30은 트랜스퍼 챔버를 나타낸 것이며, 참조부호 72는 벤팅 가스 조절 밸브를 나타낸 것이다. 그리고 참조부호 60은 펌핑 라인을 나타낸 것이다.

상기 퍼지 가스 공급부(100)는 로드락 챔버(50)의 내부로 공급될 퍼지 가스를 저장하는 부분이다.

상기 퍼지 라인(112)은 상기 퍼지 가스 공급부(100)로부터 상기 로드락 챔버(50)의 내부로 상기 퍼지 가스를 공급하기 위한 라인이다.

상기 퍼지 가스 조절부(110)는 상기 퍼지 라인(112) 상에 설치되어 상기 로드락 챔버(50)의 내부로 상기 퍼지 라인(112)으로부터 유입되는 퍼지 가스의 유입량을 조절한다.

도 4는 상기 퍼지 가스 분사부를 보다 상세히 보인 단면도로서, 도 4를 참조하면, 상기 퍼지 가스 분사부(120)는 상기 로드락 챔버(50)의 내부에 설치되며 상기 퍼지 라인(112)과 연결되어 상기 퍼지 라인(112)으로부터 상기 퍼지 가스를 공급 받아 상기 로드락 챔버(50) 내벽에 부착된 공정 부산물을 제거한다. 즉, 상기 퍼지 장치의 퍼지 가스 분사부(120)가 상기 로드락 챔버(50)의 상부에 설치되어져 퍼지 가스 라인(112)으로부터 공급되는 퍼지 가스(122)가 로드락 챔버의 좌측 내면(또는 좌측 내벽) 및 우측 내면(또는 우측 내벽)을 따라 공급되도록 한다.

그리하여, 상기 퍼지 장치는 반도체 웨이퍼에 대한 식각 공정의 진행 결과 발생되는 공정 부산물(예를 들면, 폴리머, 잔류 가스 등)을 제거하기 위해 상기 로드락 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하며, 상기 퍼지 가스 및 공정 부산물을 외부 로 배출시킨다.

로드락 챔버(50)는 그의 내부에 진행되는 런(웨이퍼)이 있을 경우에는 항상 진공상태를 유지하며, 진행되는 런이 없을 경우에는 대기압 상태를 유지하는 역할을 한다. 따라서, 진행되는 런이 로드락 챔버(50)의 내부에 존재하는 경우 진공 상태를 유지하기 위해 펌핑을 하게 되는데, 이러한 펌핑은 펌핑 라인(60)을 통해 이루어진다. 도 2에 도시된 바와 같이 종래에는 이러한 펌핑 라인(60)에 의한 펌핑만 수행되어졌는데, 본 발명에서는 로드락 챔버의 내부에 퍼지 가스를 공급함으로써 폴리머 등의 부산물이 로드락 챔버의 내벽에 부착되지 못하도록 하며, 부착된 공정 부산물을 제거하게 된다.

또한, 퍼지 가스가 상기 로드락 챔버(50)의 상부로 투입이 되는 경우, 상기 퍼지 가스 분사부(120)가 로드락 챔버(50)의 내벽에 분사되도록 하여, 로드락 챔버(50)의 내벽에 폴리머가 부착되는 것을 방지하고 공정시 발생되는 잔류 가스가 부착되는 것을 방지하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 퍼지 장치를 갖는 로드락 챔버는 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 설계되고, 응용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게는 자명한 사실이라 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 로드락 챔버에서의 퍼지 장치를 제공함으로써, 부식성 가스 및 폴리머 등의 부산물이 완전히 펌핑되지 못하고 로드락 챔버의 내벽에 증착되는 문제가 개선된다.

또한, 본 발명은 로드락 챔버의 내부에서 인덱스를 통해 웨이퍼를 상, 하 운동시켜 웨이퍼를 이동시키는 경우에 로드락 챔버 내부에 폴리머 등이 흡착되어 있음으로 인한 로트(LOT) 단위의 파티클 사고 발생을 감소 또는 최소화하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 부식성 가스가 로드락 챔버 내에 대기중인 웨이퍼로 확산되어 대기중인 다른 웨이퍼 표면을 오염시키게 되어 수율을 저하시키는 문제점을 개선하는 효과를 갖는다.

Claims

반도체 웨이퍼의 식각에 사용되는 식각 장치에서의 로드락 챔버에 있어서:

식각 공정의 진행으로 인해 상기 로드락 챔버의 내부의 공정 부산물을 제거하기 위해 상기 로드락 챔버의 내부로 퍼지 가스를 공급하며, 상기 퍼지 가스 및 공정 부산물을 외부로 배출시키는 퍼지 장치를 구비함을 특징으로 하는 로드락 챔버.
제1항에 있어서,

상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 가스를 저장하기 위한 퍼지 가스 공급부를 구비함을 특징으로 하는 로드락 챔버.
제2항에 있어서,

상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 가스 공급부로부터 상기 로드락 챔버의 내부로 상기 퍼지 가스를 공급하기 위한 퍼지 라인을 구비함을 특징으로 하는 로드락 챔버.
제3항에 있어서,

상기 퍼지 장치는 상기 퍼지 라인 상에 설치되며 상기 로드락 챔버 내부로의 퍼지 가스의 유입량을 조절하기 위한 퍼지 가스 조절부를 구비함을 특징으로 하는 로드락 챔버.
제4항에 있어서,

상기 퍼지 장치는 상기 로드락 챔버의 내부에 설치되며 상기 퍼지 라인과 연결되어 상기 퍼지 라인으로부터 상기 퍼지 가스를 공급 받아 상기 로드락 챔버 내벽에 부착된 공정 부산물을 제거하는 퍼지 가스 분사부를 구비함을 특징으로 하는 로드락 챔버.
로드락 챔버 내부의 공정 부산물을 제거하기 위한 공정 부산물 제거 장치에 있어서:

상기 로드락 챔버의 내부로 퍼지 가스를 분사하여 상기 로드락 챔버의 내벽에 부착되거나 부착될 공정 부산물을 제거하는 퍼지 가스 분사부를 구비함을 특징으로 하는 공정 부산물 제거 장치.
제6항에 있어서,

상기 공정 부산물 제거 장치는 상기 퍼지 가스 분사부의 외부에서 퍼지 라인을 통해 퍼지 가스를 제공하기 위한 퍼지 가스 공급부를 더 구비함을 특징으로 하는 공정 부산물 제거 장치.
제7항에 있어서,

상기 공정 부산물 제거 장치는 상기 퍼지 가스 분사부와 상기 퍼지 가스 공급부의 사이에 상기 퍼지 가스의 분사량을 조절하기 위한 퍼지 가스 조절부를 더 구비함을 특징으로 하는 공정 부산물 제거 장치.