KR20070054453A - 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조방법 - Google Patents

반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 개시한 것으로서, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 사이에 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어의 개폐시, 출입구 양단의 인접 영역을 펌핑하도록 진공 배기 장치를 장착하여, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 기판 이송시 챔버 간의 압력 차이로 인하여 발생하는 와류 현상을 방지할 수 있는 클러스터 타입(Cluster Type)의 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.
클터스터, 기판 이송, 압력, 와류, 진공 배기 장치

Description

반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 클러스터 타입 반도체 제조 장치의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도,
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 트랜스퍼 챔버 및 공정 챔버의 개략적 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 동작상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 구성도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 로드 포트 200 : 로드락 챔버
300 : 공정 챔버 320 : 고진공 펌프
400 : 트랜스퍼 챔버 410 : 기판 이송 장치
430 : 저진공 펌프 450 : 도어
452 : 출입구 454 : 측벽
510 : 제 1 진공 배기 장치 520 : 제 2 진공 배기 장치
600 : 광 센서 610 : 발광부
620 : 수광부 700 : 제어부
본 발명은 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스는 기판상에 여러 가지 물질을 박막 형태로 증착하고 이를 패터닝하여 제조된다. 이를 위하여 증착 공정, 식각 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등 여러 단계의 서로 다른 공정이 요구된다. 각각의 공정에서 기판은 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다.
근래에는 반도체 디바이스의 미세화 및 고집적화에 따라 공정의 고정밀도화, 복잡화, 웨이퍼의 대구경화 등이 요구되고 있으며, 복합 공정의 증가나 매엽식화에 수반되는 스루풋의 향상이라는 관점에서 반도체 디바이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 타입(Cluster Type)의 반도체 제조 장치가 주목을 받고 있다
클러스터 타입의 반도체 제조 장치는, 매엽 처리하는 복수의 공정 챔버들과, 공정 챔버들 내부로 기판을 이송하거나 공정 챔버들 간에 기판을 이송하기 위한 이송 공간이 구비되어 있는 트랜스퍼 챔버 등 진행 공정에 따라 다수의 챔버들을 사용하고 있으며, 공정을 진행하기 위하여 챔버들 간에 일정한 압력을 제어하도록 구성되어 있다. 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 압력 제어는 트랜스퍼 챔버와 각각의 공정 챔버들 사이에 슬릿 밸브를 사용하여 기체 및 불순물 등의 출입을 단속 함으로써 이루어진다.
그런데, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 기판 이송을 위해 슬릿 밸브를 개방할 경우, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 압력 차이로 인하여, 저진공 상태의 트랜스퍼 챔버 측에서 고진공 상태의 공정 챔버 측으로 와류 현상이 발생하게 된다. 그리고, 이러한 와류 현상에 의해 공정 챔버의 내측이 파티클로 오염되어 기판의 국부적 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 반도체 제조 장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬릿 밸브의 개폐에 따른 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 와류 현상을 방지할 수 있는 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 제조 장치는, 기판이 수용된 용기가 놓여지는 로드 포트와; 상기 로드 포트에 인접 설치되는 로드락 챔버와; 공정 챔버들과; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버들의 사이에 배치되어 상기 공정 챔버들 간 또는 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버;를 포함하되, 상기 트랜스퍼 챔버와 상기 공정 챔버들 사이에 상기 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어를 가지며, 상기 도어의 개폐시 상기 출입구를 통한 불순물의 유입을 차단하도록 상기 출입구의 인접 영역을 펌 핑하는 진공 배기 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 진공 배기 장치는, 상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 제 1 진공 배기 장치와; 상기 출입구의 공정 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 제 2 진공 배기 장치;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제 1 진공 배기 장치 및 상기 제 2 진공 배기 장치는, 상기 공정 챔버들을 펌핑하는 고진공 펌프에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 도어의 개폐 여부를 센싱하는 감지부와; 상기 감지부로부터 검출신호를 전송받아 상기 진공 배기 장치의 작동을 콘트롤하는 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 도어는 상기 트랜스퍼 챔버의 측벽에 설치되며, 상기 감지부는, 상기 도어와 상기 트랜스퍼 챔버 중 어느 일 측에 설치되며, 광 신호를 방출하는 발광부와; 상기 발광부에 대응하도록 상기 도어와 상기 트랜스퍼 챔버 중 어느 일 측에 설치되며, 상기 광 신호를 수광하는 수광부;를 가지는 광 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 디바이스의 제조 방법은, 클러스터 타입의 반도체 제조 장치를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서, 공정 챔버들과 상기 공정 챔버들로 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버의 사이에, 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어의 개폐시, 상기 출 입구를 통한 불순물의 유입을 차단하도록, 상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 측 인접 영역 또는 공정 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 반도체 디바이스의 제조 방법은, 상기 공정 챔버들 내측의 공정 부산물을 펌핑하는 고진공 펌프를 이용하여 상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 또는 공정 챔버 측의 인접 영역을 펌핑하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 도어의 개폐 여부를 검출해서 상기 도어의 개폐 동작에 따라 상기 출입구의 인접 영역을 펌핑하여 상기 출입구를 통한 불순물의 유입을 차단하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
( 실시예 )
도 1은 본 발명에 따른 클러스터 타입 반도체 제조 장치의 일 예를 도시해 보인 개략적 구성도이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 트랜스퍼 챔버 및 공정 챔버의 개략적 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 동작상태를 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 구성도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 클러스터 타입의 반도체 제조 장치는, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 기판 이송시 챔버 간의 압력 차이로 인하여 발생하는 와류를 방지하기 위한 것으로, 기판이 수용된 용기(110)가 놓여지는 로드 포트(100)와, 로드 포트(100)에 인접 설치되는 로드락 챔버(200)와, 공정 챔버(300)들과, 로드락 챔버(200)와 공정 챔버(300)들의 사이에 배치되어 공정 챔버(300)들 간 또는 로드락 챔버(200)와 공정 챔버(300)들 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버(400)를 포함한다.
로드 포트(100)는 기판(W)이 적재된 용기(110)를 수용한다. 용기(110)는 기판(W)의 캐리어로 이용되는 것으로, 자동화 시스템(미도시)에 의해 로드 포트(100)에 안착된다.
로드락 챔버(200)는 이송 로봇(미도시)에 의해 로드 포트(100)로부터 기판(W)을 이송받는다. 로드락 챔버(200)로 기판(W)의 이송이 완료되면, 콘트롤러(미도시)는 로드락 챔버(200)의 내부로 불순물이 들어가지 않도록 로드락 챔버(200) 내측을 감압하여 진공 상태로 만든다. 그리고, 로드락 챔버(200)의 일 측에는 후술할 트랜스퍼 챔버(400)가 인접하여 배치된다.
공정 챔버(300)들은 다양한 기판 공정을 수행하는 다수의 챔버들로 마련될 수 있다. 예를 들면, 공정 챔버(300)들은 식각 공정을 수행하는 챔버, 혹은 스트립 공정을 수행하는 챔버 등으로 구비될 수 있다. 그리고, 공정 챔버(300)들의 일 측에는 공정 챔버(300)들 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 배기 라인(310)이 연통 설치된다. 배기 라인(310) 상에는 고진공 펌프(320)가 마련되고, 공정 챔 버(300)들과 고진공 펌프(320) 사이의 배기 라인(310) 상에 밸브(330)가 설치된다.
트랜스퍼 챔버(400)는 로드락 챔버(200)와 공정 챔버(300)들 사이에 배치되어 공정 챔버(300)들 간 또는 로드락 챔버(200)와 공정 챔버(300)들 간에 기판(W)을 이송하는 역할을 수행한다. 트랜스퍼 챔버(400)의 내부에는 기판(W)을 이송하기 위한 적어도 하나의 기판 이송 장치(410)이 구비된다. 기판 이송 장치(410)는 모터(미도시) 등과 같은 구동 수단에 의해 구동된다. 그리고, 트랜스퍼 챔버(400)의 일 측에는 트랜스퍼 챔버(400)의 내부를 저진공 상태로 감압하기 위한 배기 라인(420)이 연통 설치된다. 배기 라인(420) 상에는 저진공 펌프(430)가 마련되고, 트랜스퍼 챔버(400)와 저진공 펌프(430) 사이의 배기 라인(420) 상에 밸브(440)가 설치된다.
공정 챔버(300)들과 트랜스퍼 챔버(400)의 사이에는 기판(W)의 출입이 가능하도록 출입구(452)가 형성되어 있다. 출입구(452)를 개폐하는 도어(450)가 트랜스퍼 챔버(400)의 측벽(454)에 설치될 수 있다. 도어(450)는 트랜스퍼 챔버(400)와 공정 챔버(300)들 사이에서 기체 및 불순물 등의 출입을 단속함으로써 챔버 간 압력 전달을 차단한다.
기판을 이송하기 위해 도어(450)를 개폐하면 공정 챔버(300)들과 트랜스퍼 챔버(400) 간의 압력 차이로 인하여, 저진공 상태의 트랜스퍼 챔버(400) 측에서 고진공 상태의 공정 챔버(300)들 측으로 와류 현상이 발생한다. 각각의 공정 챔버(300)들과 트랜스퍼 챔버(400)에는, 이러한 와류 현상을 방지하도록 출입구(452)의 인접 영역을 펌핑하는 진공 배기 장치(500,500')가 설치된다. 진공 배기 장치(500,500')는, 출입구(452)의 트랜스퍼 챔버(400) 측 인접 영역을 펌핑하는 제 1 진공 배기 장치(510,510')와, 출입구(452)의 공정 챔버(300) 측 인접 영역을 펌핑하는 제 2 진공 배기 장치(520,520')를 포함한다. 제 1 진공 배기 장치(510) 및 제 2 진공 배기 장치(520)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 설치될 수 있다. 또한, 제 1 진공 배기 장치(510') 및 제 2 진공 배기 장치(520')는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(300)들을 펌핑하는 고진공 펌프(320)에 연결되도록 설치될 수도 있다.
그리고, 도어(450)가 구비된 트랜스퍼 챔버(400)에는 도어(450)의 개폐 여부를 검출하는 감지부가 설치되며, 감지부는 후술할 제어부(700)로 검출신호를 전송한다. 감지부는, 도어(450)와 트랜스퍼 챔버(400) 중 어느 일 측에 설치되며, 광 신호를 방출하는 발광부(610)와, 발광부(610)에 대응하도록 도어(450)와 트랜스퍼 챔버(400) 중 어느 일 측에 설치되며, 광 신호를 수광하는 수광부(620)를 가지는 광 센서(600)를 포함한다. 또한, 감지부는 광 신호를 방출하는 발광부 및 광 신호를 수광하는 수광부를 가지는 광 센서와, 광 센서의 발광부가 방출하는 광 신호를 수광부로 반사하는 반사판을 가질 수도 있다.
제어부(700)는 감지부로부터 전송되는 검출신호에 대응하여 소정의 제어신호를 발생시켜, 진공 배기 장치(500,500')의 작동을 제어한다. 제어부(700)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(300)들과 트랜스퍼 챔버(400) 간에 기판을 이송하기 위해 도어(450)를 개폐하면, 광 센서(600)로부터 도어(450)의 개폐 여부에 대한 검출 신호를 전달받고, 검출 신호에 대응하는 제어 신호를 고진공 펌프(320)로 전송하여 진공 배기 장치(500')를 작동시킴으로써, 출입구(452) 양단의 인접 영역을 펌핑하여 공정 챔버(300) 내에서의 와류 현상을 방지하도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 사이에 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어의 개폐시, 출입구 양단의 인접 영역을 펌핑하도록 진공 배기 장치를 장착하여, 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버들 간의 기판 이송시 챔버 간의 압력 차이로 인하여 발생하는 와류 현상을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 기판이 수용된 용기가 놓여지는 로드 포트와;
    상기 로드 포트에 인접 설치되는 로드락 챔버와;
    공정 챔버들과;
    상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버들의 사이에 배치되어 상기 공정 챔버들 간 또는 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버;를 포함하되,
    상기 트랜스퍼 챔버와 상기 공정 챔버들 사이에 상기 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어를 가지며,
    상기 도어의 개폐시 상기 출입구를 통한 불순물의 유입을 차단하도록 상기 출입구의 인접 영역을 펌핑하는 진공 배기 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터 타입(Cluster Type)의 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 배기 장치는,
    상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 제 1 진공 배기 장치와;
    상기 출입구의 공정 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 제 2 진공 배기 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 진공 배기 장치 및 상기 제 2 진공 배기 장치는, 상기 공정 챔버들을 펌핑하는 고진공 펌프에 연결되는 것을 특징으로 하는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도어의 개폐 여부를 센싱하는 감지부와;
    상기 감지부로부터 검출신호를 전송받아 상기 진공 배기 장치의 작동을 콘트롤하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 도어는 상기 트랜스퍼 챔버의 측벽에 설치되며,
    상기 감지부는,
    상기 도어와 상기 트랜스퍼 챔버 중 어느 일 측에 설치되며, 광 신호를 방출하는 발광부와;
    상기 발광부에 대응하도록 상기 도어와 상기 트랜스퍼 챔버 중 어느 일 측에 설치되며, 상기 광 신호를 수광하는 수광부;를 가지는 광 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  6. 클러스터 타입의 반도체 제조 장치를 이용한 반도체 디바이스의 제조 방법에 있어서,
    공정 챔버들과 상기 공정 챔버들로 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버의 사이에, 기판이 출입하도록 형성된 출입구를 개폐하는 도어의 개폐시, 상기 출입구를 통한 불순물의 유입을 차단하도록, 상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 측 인접 영역 또는 공정 챔버 측 인접 영역을 펌핑하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공정 챔버들 내측의 공정 부산물을 펌핑하는 고진공 펌프를 이용하여 상기 출입구의 트랜스퍼 챔버 또는 공정 챔버 측의 인접 영역을 펌핑하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도어의 개폐 여부를 검출해서 상기 도어의 개폐 동작에 따라 상기 출입구의 인접 영역을 펌핑하여 상기 출입구를 통한 불순물의 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 반도체 디바이스의 제조 방법.
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