KR20070074395A - 반도체 소자 제조용 장비 - Google Patents

반도체 소자 제조용 장비 Download PDF

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Abstract

반도체 소자 제조용 장비가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장비는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 형성되어 웨이퍼를 안착 시키는 척, 척의 온도를 감지하도록 상기 공정 챔버 내에 장착되되, 고주파의 노이즈가 차폐되는 온도 센서부를 포함한다.
공정 챔버, 온도 센서부, 노이즈

Description

반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for manufacturing semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개념도이다.
도 2는 도 1의 온도 센서부의 개념도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10 : 반도체 소자 제조용 장비 100 : 공정 챔버
110 : 척 120 : 램프 모듈
130 : 온도 센서부 135 : 신호라인
140 : 제어부
본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파의 노이즈를 방지하여 챔버의 온도를 안정적으로 감지하는 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는 확산, 식각, 사진 및 클리닝 공정 등을 수행하게 된다.
반도체 제조 공정에 있어 패턴 형성 단계마다 사진 공정이 필수적이고, 사진 공정에 사용된 감광막을 제거하는 공정이 필요한데, 특히 플라즈마를 이용한 이런 건식 감광막 제거 방법을 애싱(ashing) 공정이라 한다.
애싱 공정의 공정 챔버 내에서 산소(O2) 플라즈마를 발생시키면 산소 라디칼, 오존(O3)등과 같은 강력한 활성과 산화력을 가진 원소들이 만들어진다. 이들과 감광막이 서로 반응하여 감광막이 제거된다. 이와 같이, 애싱 공정은 웨이퍼를 고온에서 적정한 시간동안 가열한 후 플라즈마 빛에 의해 웨이퍼 상의 감광막을 태우는 공정으로 챔버 내의 안정된 온도 유지가 중요하다. 즉, 원하는 온도 이상의 고온이 되면 웨이퍼가 녹거나 훼손되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 일정한 챔버 온도를 유지하기 위하여, 특히 척의 온도의 변화를 감지하는 온도 센서부가 챔버 내에 구비된다. 그러나, 온도 센서부에 전기적 신호를 전달하는 신호 라인을 통해 온도 센서부에 노이즈(noise)가 유입될 경우에 온도 감지를 정확하게 하지 못하므로, 척의 온도 오차가 생기는 온도 헌팅(hunting)이 자주 발생된다. 척의 온도 헌팅이 발생되는 경우에 공정 챔버의 온도는 균일하게 관리되기 어려워 공정 불량의 확률이 높아지고, 공정 챔버에 대해 사전예방정비(PM; Preventive Maintenance) 주기가 짧게 되는 문제점이 초래될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도 센서부에 노이즈가 유입되는 것을 차폐할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 공정 챔버, 공정 챔버 내에 형성되어 웨이퍼를 안착 시키는 척, 척의 온도를 감지하도록 상기 공정 챔버 내에 장착되되, 고주파의 노이즈가 차폐되는 온도 센서부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서는 설명의 편의상 반도체 소자용 제조 장비로서 애싱 장치의 예 를 들어 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개념도이다. 도 2는 도 1의 온도 센서부의 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 소자 제조용 장비(10)는 공정 챔버(100), 척(110), 온도 센서부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 웨이퍼의 공정이 이루어지는 챔버이다. 공정 챔버(100) 내에서 고주파(RF) 전력을 이용하여 산소(O2) 플라즈마를 발생시키면 산소 라디칼, 오존(O3)등과 같은 강력한 활성과 산화력을 가진 원소들이 만들어진다. 그리하여 공정 챔버(100) 내에서 플라즈마 이온과 감광막이 서로 반응하여 감광막이 제거된다.
척(110)은 공정 챔버(100) 내 설치되어, 정전기력을 이용하여 웨이퍼(W)를 고정시킨다.
척(110)이 부착되는 하부에는 램프 모듈(120)이 형성되어 있다. 램프 모듈(120)은 공정 챔버(100) 내부를 일정한 온도로 급속하게 가열시킨다. 복수의 램프(122)가 방사상의 다수의 존(zone)으로 배열되어 있다. 복수의 램프(122)의 상측 및 척(110)의 하측에 쿼츠 윈도우 어셈블리(quartz window assembly; 125)가 구비된다.
램프(122)의 빛은 쿼츠 윈도우 어셈블리(125)의 하측면을 향하여 발산한다. 쿼츠 윈도우 어셈블리(125)는 램프(122)에서 발산하는 빛을 통과시켜 감광막을 제거시키는 열을 전달할 수 있다. 램프 모듈(120)은 가열 방식에 따라 할로겐 램프를 열원으로 이용하는 램프 가열식이거나 저항 가열식 히터를 이용하는 핫 월(hot wall)형 또는 램프 가열식과 저항 가열식을 함께 이용할 수 있다.
온도 센서부(130)는 공정 챔버(100)의 내부 온도 및 척(110)의 온도 변화를 감지한다. 온도 센서부(130)는 공정 챔버(100) 내의 일측에 장착되며, 척(110)의 하부면에 연결된 신호 라인(135)을 통해 전기적 온도 감지 신호가 전달되어, 척(110)의 온도 변화를 감지할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서부(130)는 센싱 모듈(132), 커넥터(133) 및 커버(134)를 포함한다.
센싱 모듈(132)은 척(110)의 온도 변화를 감지할 수 있는 열전대(thermo couple; 미도시)가 포함될 수 있다. 열전대로 척(110)의 온도를 측정하여, 센싱 모듈(132)에 설정된 온도와 비교하여 온도 변화를 감지할 수 있다. 자세히 설명하면, 센싱 모듈(132)은 설정된 온도 범위보다 벗어난 온도 변화를 감지하면 센싱 신호를 출력할 수 있다. 여기서는 열전대로 온도 변화를 감지하는 것을 예로 들었으나, 광 센서로 온도 변화 감지를 할 수도 있음은 물론이다.
커넥터(133)는 척(110)과 센싱 모듈(132) 사이의 신호 라인(135)이 센싱 모듈(132)에 연결되는 연결부이다. 척(110)으로부터의 전기적 온도 감지 신호가 신호 라인(135)을 통해 센싱 모듈(132)에 전달된다. 그러나, 커넥터(133)는 고주파(RF) 신호가 전달되는 신호 라인(135)이 연결됨으로써, 이로 인한 고주파(RF) 신호의 노이즈(noise) 간섭이 심할 수 있다. 이러한 고주파 노이즈가 커넥터(133)를 통해서 센싱 모듈(132)에 유입되면 센싱 모듈(132)은 잘못된 신호를 전송 받게 된다.
커버(134)는 이러한 고주파의 노이즈를 차폐하여, 센싱 모듈(132)의 온도 변화 감지의 오동작을 방지할 수 있도록 센싱 모듈(132) 및 커넥터(133)를 덮을 수 있는 금속 부자재이다. 커버(134) 부자재의 금속 성분은 고주파의 노이즈를 반사함으로써, 고주파의 노이즈를 차폐할 수 있다. 따라서, 고주파의 노이즈가 센싱 모듈(132)에 유입되는 것을 차폐할 수 있다. 여기서, 금속 부자재는 알루미늄일 수 있다. 하지만, 알루미늄에 제한되는 것은 아니며, 고주파를 방지할 수 있는 금속 부자재면 가능하다.
제어부(140)는 온도 센서부(130)와 연결되어 있어, 온도 센서부(130)의 동작을 제어한다.
온도 센서부(130)에서 이상 온도 변화가 감지되면, 온도 이상 발생 신호를 제어부(140)에 전달하며, 제어부(140)는 척(110)의 일정 온도를 유지하도록 한다. 즉, 제어부(140)에 온도 이상 발생 신호가 전달되면, 척(110)의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 온도의 증감 동작을 실시한다. 자세히 설명하면, 제어부(140)는 척(110)이 원하는 온도를 기준으로, 원하는 온도보다 높은지 낮은지에 따라 증감의 동작을 하여 일정 온도를 유지하도록 한다. 그리하여, 척(110)의 온도가 일정 온도 이상으로 올라가지 않도록 제어한다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비(10)의 동작에 대해 설명하기로 한다.
반도체 소자 제조용 장비(10)는 척(110)위에 웨이퍼(W)가 안착되고, 공정 챔 버(100) 내부에 플라즈마화 된 반응 가스, 산소 라디컬 또는 오존(O3)등이 공급된다. 플라즈마화 된 반응 가스는 웨이퍼(W) 표면과 반응하여 애싱 공정을 한다. 그리고, 애싱 공정이 진행되는 동안 온도 센서부(130)는 척(110)의 온도를 측정하며 온도 변화를 감지한다. 온도 센서부(130)는 척(110) 하부로부터 연결된 신호 라인(135)을 통해 척(110)의 온도를 측정하여, 측정된 측정값과 설정된 온도값을 비교하며 온도 변화를 감지한다.
만약, 고주파의 노이즈가 커넥터(133)를 통하여 센싱 모듈(132)에 유입되면, 센싱 모듈(132)은 공정 챔버(100)의 온도 변화가 생긴 것으로 판단하며 오동작을 한다. 그리하여 센싱 모듈(132)이 잘못된 온도 신호를 감지함으로써, 제어부(140)는 척(110)의 일정 온도를 유지하기 위하여 온도를 반복적으로 증감한다. 따라서, 센싱 모듈(130)의 잘못된 신호에 따른 제어부(140)의 반복적인 온도 증감 동작은 실제 척(110) 및 공정 챔버(100)의 온도 오차를 발생시키며 이로 인한 온도 헌팅이 발생된다. 즉, 온도 센서부(130)가 정확한 온도 감지를 하지 못함으로써, 공정 챔버(100) 내부의 온도 제어가 적절하지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서부(130)의 센싱 모듈(132) 및 커넥터(133)는 커버(134)로 덮여 고주파의 노이즈가 차폐된다. 따라서, 센싱 모듈(132)은 안정된 온도 변화 감지 동작을 할 수 있다. 만약, 이상 온도 변화가 감지되면, 온도 센서부(130)는 온도 이상 발생 신호를 제어부(140)에 전달한다. 제어부(140)는 온도 이상 발생 신호를 전달받으면 척(110)의 온도를 증감시켜, 척(110) 및 공정 챔버(100) 내부가 일정 온도로 올라가는 것을 방지할 수 있다.
이로써, 온도 센서부(130)에 전기적 신호를 전달하는 신호 라인(135)으로 고주파의 노이즈(noise)를 차폐할 수 있음으로써 정확한 온도 감지를 할 수 있으며, 척(110) 및 공정 챔버(100)의 온도 헌팅을 방지할 수 있다. 공정 챔버(100)에서 온도 헌팅이 발생되는 것을 방지함으로써 공정 챔버(100)의 온도는 균일하게 관리될 수 있으며, 그로 인한 공정 불량의 확률이 낮아진다. 또한 공정 챔버(100)에 대해 사전예방정비(PM; Preventive Maintenance)의 주기가 길어질 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비 및 제어 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 고주파의 노이즈가 차폐되는 온도 센서부를 구비함으로써, 척 및 공정 챔버의 정확한 온도 변화를 감지할 수 있다.
둘째, 척 및 공정 챔버의 정확한 온도 변화를 감지함으로써, 척 및 공정 챔버는 온도 헌팅이 방지될 수 있다.
셋째, 공정 챔버의 온도가 균일하게 유지됨으로써, 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 정확한 온도 센서부를 구비함으로써, 공정 챔버에 대한 사전예방정비 시간을 줄일 수 있다.

Claims (4)

  1. 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내에 형성되어 웨이퍼를 안착 시키는 척; 및
    상기 척의 온도를 감지하도록 상기 공정 챔버 내에 장착되되, 고주파의 노이즈가 차폐되는 온도 센서부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온도 센서부는
    온도를 감지하는 센싱 모듈;
    상기 센싱 모듈과 상기 척 사이의 온도 감지 신호를 전달하는 신호 라인이 연결된 커넥터; 및
    상기 센싱 모듈과 상기 커넥터를 덮는 커버를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 커버는 고주파의 노이즈를 반사함으로써 차폐시키는 금속 부자재로 이루어진 반도체 소자 제조용 장비.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 금속 소재는 알루미늄인 반도체 소자 제조용 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112640081A (zh) * 2018-08-24 2021-04-09 应用材料公司 静电吸盘组件和静电吸盘制造方法

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