KR20080071683A - Loadlock chamber and semiconductor manufacturing apparatus having loadlock chamber - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조 장치를 개략적으로 보여주는 평면도,1 is a plan view schematically showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 로드락 챔버의 개략적 부분 절개 사시도,2 is a schematic partial cutaway perspective view of the load lock chamber of FIG. 1, FIG.
도 3은 도 2의 로드락 챔버의 개략적 평면도,3 is a schematic plan view of the load lock chamber of FIG.
도 4는 도 3의 A - A' 선에 따른 개략적 단면도,4 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3;
도 5는 도 3의 B - B' 선에 따른 개략적 단면도이다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 3.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 설비 전방 단부 모듈 200 : 공정 설비100: equipment front end module 200: process equipment
220 : 로드락 챔버 231 : 가스 공급 라인220: load lock chamber 231: gas supply line
240 : 기판 수용 부재 250 : 가스 공급 부재240: substrate receiving member 250: gas supply member
280 : 트랜스퍼 챔버 290 : 공정 챔버280: transfer chamber 290: process chamber
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 디바 이스 제조 공정을 일괄 처리할 수 있는 클러스터 타입의 반도체 제조 장치 및 이에 구비되는 로드락 챔버에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a cluster type semiconductor manufacturing apparatus capable of collectively processing a semiconductor device manufacturing process and a load lock chamber provided therein.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 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 웨이퍼는 해당 공정의 진행에 최적의 조건을 제공하는 공정 챔버에 장착되어 처리된다.Generally, a semiconductor device is manufactured by depositing and patterning various materials on a wafer in a thin film form. To this end, different steps of different processes such as a deposition process, an etching process, a cleaning process, and a drying process are required. In each process, the wafer is mounted and processed in a process chamber that provides optimum conditions for the progress of the process.
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(Cluster) 타입의 반도체 제조 장치가 주목을 받고 있다In recent years, as the semiconductor devices become more compact and highly integrated, process precisions, complexity, and wafer caliber are required, and the semiconductor device manufacturing process is collectively processed in view of the increase in the throughput associated with the increase in the number of complex processes and the sheeting. Cluster type semiconductor manufacturing apparatus attracts attention
클러스터 타입의 반도체 제조 장치는 공정 설비와, 공정 설비에 웨이퍼를 반출입하는 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)로 이루어진다. 공정 설비는 트랜스퍼 챔버, 로드락 챔버 및 복수 개의 공정 챔버들로 구성되며, 로드락 챔버와 공정 챔버들은 트랜스퍼 챔버의 둘레에 배치된다.The cluster type semiconductor manufacturing apparatus is composed of a process facility and an equipment front end module (EFEM) for carrying in and out of a wafer into the process facility. The process equipment consists of a transfer chamber, a load lock chamber and a plurality of process chambers, the load lock chamber and the process chambers being arranged around the transfer chamber.
로드락 챔버는 로드락 챔버에 대기 중인 웨이퍼를 공정 챔버 내로 이송할 때 진공 상태를 유지하여야 한다. 그리고, 로드락 챔버는 설비 전방 단부 모듈로부터 공정이 진행될 웨이퍼를 반입하거나, 공정이 완료된 웨이퍼를 설비 전방 단부 모듈로 반출할 때 대기압 상태를 유지하여야 하며, 이를 위해 벤팅(Venting) 시스템을 이용하여 로드락 챔버에 압력 조절용 가스를 공급한다.The load lock chamber must maintain a vacuum when transferring wafers waiting in the load lock chamber into the process chamber. In addition, the load lock chamber must maintain atmospheric pressure when the wafer to be processed is processed from the facility front end module or when the wafer is processed to the facility front end module, and is loaded using a venting system. Pressure regulating gas is supplied to the lock chamber.
그런데, 종래의 반도체 제조 장치의 로드락 챔버에는 벤팅을 위한 확산 장치 가 로드락 챔버의 측면 한 곳에 제공되기 때문에, 진공 상태에서 대기 상태로의 빠른 전환이 요구될 때 로드락 챔버 내에 와류 현상이 발생하여 파티클 제어가 어려운 문제점이 있었다.However, since the diffusion device for venting is provided at one side of the load lock chamber, a vortex phenomenon occurs in the load lock chamber when a rapid transition from the vacuum state to the standby state is required in the load lock chamber of the conventional semiconductor manufacturing apparatus. Particle control was difficult.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 반도체 제조 장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압력 조절용 가스의 균일한 유동을 통해 와류 현상을 억제할 수 있는 로드락 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the problem in view of the problems of the conventional semiconductor manufacturing apparatus as described above, an object of the present invention is a rod that can suppress the vortex phenomenon through a uniform flow of the pressure control gas It is to provide a lock chamber and a semiconductor manufacturing apparatus having the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 로드락 챔버는, 반도체 제조 장치의 로드락 챔버에 있어서, 기판이 수용되는 공간을 제공하는 챔버와; 상기 챔버 내의 복수의 위치들에 제공되며, 상기 챔버 내에 압력 조절용 가스를 공급하는 가스 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a load lock chamber according to the present invention includes a chamber for providing a space in which a substrate is accommodated, the load lock chamber of a semiconductor manufacturing apparatus; And a gas supply member provided at a plurality of positions in the chamber and supplying a gas for pressure regulation in the chamber.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 로드락 챔버에 있어서, 상기 챔버 하부 벽의 벽체 내에는 상기 하부 벽의 중앙부를 중심으로 점 대칭을 이루도록 가스 공급 라인이 형성되고, 상기 가스 공급 부재는 상기 가스 공급 라인에 연통되도록 상기 챔버의 하부 벽에 설치되는 것이 바람직하다.In the load lock chamber according to the present invention having the configuration as described above, a gas supply line is formed in the wall of the lower wall of the chamber to have a point symmetry around the center of the lower wall, the gas supply member is It is preferably installed on the lower wall of the chamber so as to communicate with the gas supply line.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 가스 공급 라인은 상기 챔버에 기판이 반출입되는 방향과, 기판의 반출입 방향에 수직한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, the gas supply line is preferably formed in a direction perpendicular to the direction of carrying in and out of the substrate into and out of the chamber.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 반도체 제조 장치는, 공정 챔버들과; 상기 공정 챔버들로 이송될 기판을 전달받는 로드락 챔버와; 상기 로드락 챔버와 상기 공정 챔버들의 사이에 배치되며, 상기 공정 챔버들 간 또는 상기 공정 챔버들과 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 트랜스퍼 챔버와; 상기 로드락 챔버의 전방에 배치되어 기판이 수용된 용기와 상기 로드락 챔버 간에 기판을 이송하는 설비 전방 단부 모듈;을 포함하되, 상기 로드락 챔버는 기판이 수용되는 공간을 제공하는 챔버와; 상기 챔버 내벽의 복수의 위치들에 제공되며, 상기 챔버 내에 압력 조절용 가스를 공급하는 가스 공급 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor manufacturing apparatus comprising: process chambers; A load lock chamber receiving a substrate to be transferred to the process chambers; A transfer chamber disposed between the load lock chamber and the process chambers and transferring a substrate between the process chambers or between the process chambers and the load lock chamber; A facility front end module disposed in front of the load lock chamber to transfer the substrate between the container containing the substrate and the load lock chamber, wherein the load lock chamber includes a chamber providing a space in which the substrate is accommodated; And a gas supply member provided at a plurality of positions of the inner wall of the chamber and supplying a pressure regulating gas into the chamber.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 챔버 하부 벽의 벽체 내에는 상기 하부 벽의 중앙부를 중심으로 점 대칭을 이루도록 가스 공급 라인이 형성되고, 상기 가스 공급 부재는 상기 가스 공급 라인에 연통되도록 상기 챔버의 하부 벽에 설치되는 것이 바람직하다.In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention having the configuration as described above, in the wall of the lower wall of the chamber, a gas supply line is formed to be point symmetrical around the central portion of the lower wall, the gas supply member is It is preferably installed on the lower wall of the chamber so as to communicate with the gas supply line.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 가스 공급 라인은 상기 챔버에 기판이 반출입되는 방향과, 기판의 반출입 방향에 수직한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.According to one feature of the invention, the gas supply line is preferably formed in a direction perpendicular to the direction in which the substrate is carried in and out of the chamber, the direction of carrying in and out of the substrate.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로드락 챔버 및 이를 구비한 반도체 제조 장치를 상세히 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 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.Hereinafter, a load lock chamber and a semiconductor manufacturing apparatus having the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
( 실시 예 )(Example)
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조 장치(10)를 개략적으로 보여주는 평면도이다.1 is a plan view schematically illustrating a
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)(100)과 공정 설비(200)를 가진다. 설비 전방 단부 모듈(100)은 공정 설비(200)의 전방에 장착되어, 기판들이 수용된 용기(112)와 공정 설비(200) 간에 기판을 이송한다. 설비 전방 단부 모듈(100)은 복수의 로드포트들(Loadports)(110)과 프레임(Frame)(120)을 가진다. 프레임(120)은 로드포트(110)와 공정 설비(200) 사이에 위치된다. 기판을 수용하는 용기(112)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)에 의해 로드포트(110) 상에 놓여진다. 용기(112)는 전면 개방 일체식 포드(Front Open Unified Pod)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 프레임(120) 내에는 로드포트(110)에 놓여진 용기(112)와 공정 설비(200) 간에 기판을 이송하는 프레임 로봇(122)이 설치된다. 프레임(120) 내에는 용기(112)의 도어를 자동으로 개폐하는 도어 오프너(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 또한, 프레임(120)에는 청정 공기가 프레임(120) 내 상부에서 하부로 흐르도록 청정 공기를 프레임(120) 내로 공급하는 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit)(미도시)이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
공정 설비(200) 내에서 기판에 대해 소정의 공정이 수행된다. 공정 설비(200)는 로드락 챔버(Loadlock Chamber)(220), 트랜스퍼 챔버(Transfer Chamber)(280), 그리고 공정 챔버(Process Chamber)(290)를 가진다. 트랜스퍼 챔버(280)는 상부에서 바라볼 때 대체로 다각의 형상을 가진다. 트랜스퍼 챔버(280)의 측면에는 로드락 챔버(220) 또는 공정 챔버(290)가 위치된다. 로드락 챔버(220)는 트랜스퍼 챔버(280)의 측부들 중 설비 전방 단부 모듈(100)과 인접한 측부에 위치되고, 공정 챔버(290)는 다른 측부에 위치된다.A predetermined process is performed on the substrate in the
로드락 챔버(220)는 공정 진행을 위해 공정 설비(200)로 반입되는 기판들이 일시적으로 머무르는 로딩 챔버(220a)와, 공정이 완료되어 공정 설비(200)로부터 반출되는 기판들이 일시적으로 머무르는 언로딩 챔버(220b)를 가진다. 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(280)의 사이, 그리고 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100)의 사이에는 게이트 밸브(도시되지 않음)가 설치된다.The
트랜스퍼 챔버(280) 및 공정 챔버(290)의 내부는 진공 상태로 유지되고, 로드락 챔버(220)의 내부는 설비 전방 단부 모듈(100) 또는 트랜스퍼 챔버(280)와의 기판 반출입에 따라 대기압 상태 또는 진공 상태로 전환된다. 설비 전방 단부 모듈(100)과 로드락 챔버(220) 간에 기판이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)의 내부는 대기압 상태로 유지되고, 로드락 챔버(220)와 설비 전방 단부 모듈(100) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 열린다. 그리고, 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(280) 간에 기판이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)의 내부는 진공 상태를 유지하고, 로드락 챔버(220)와 트랜스퍼 챔버(280) 사이에 제공되는 게이트 밸브가 열린다.The interiors of the
도 2는 도 1의 로드락 챔버의 개략적 부분 절개 사시도이고, 도 3은 도 2의 로드락 챔버의 개략적 평면도이다. 도 4는 도 3의 A - A' 선에 따른 개략적 단면도이며, 도 5는 도 3의 B - B' 선에 따른 개략적 단면도이다.FIG. 2 is a schematic partial cutaway perspective view of the load lock chamber of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic plan view of the load lock chamber of FIG. 2. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line B ′ B ′ of FIG. 3.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 로드락 챔버(220)는 챔버(230)와, 기판 수용 부재(240) 및 가스 공급 부재(250)를 포함한다. 챔버(230)는 하부 벽(232)과, 측벽(234) 및 상부 벽(236)으로 이루어진 육면체 형상을 가진다. 챔버(230)의 측벽(234)들 중 서로 마주보고 있는 한 쌍의 측벽(234)에는 기판의 반출입이 가능하도록 개구(235a,235b)가 형성된다. 개구(235a)는 게이트 밸브(260)에 의해 개폐되고, 개구(235a)를 통해 설비 전방 단부 모듈(100)과 로드락 챔버(220)의 챔버(230) 간에 기판이 이동된다. 개구(235b)는 게이트 밸브(미도시)에 의해 개폐되고, 개구(235b)를 통해 트랜스퍼 챔버(280)와 로드락 챔버(220)의 챔버(230) 간에 기판이 이동된다. 개구(235a,235b)를 통해 챔버(230) 내로 이동되는 기판은 챔버(230) 내에서 일시적으로 머무르며, 이를 위해 챔버(230) 내에는 기판 수용 부재(240)가 제공된다. 기판 수용 부재(240)에는 기판들이 수용되는 다수의 슬롯들(242)이 형성된다. 2 to 5, the
그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 설비 전방 단부 모듈(100)과 로드락 챔버(220) 간에 기판이 이동되는 경우, 로드락 챔버(220)의 내부는 진공 상태에서 대기압 상태로 전환되어야 한다. 이를 위해 로드락 챔버(220)의 챔버(230) 내측에는 압력 조절용 가스를 공급하는 가스 공급 부재(250)가 설치된다. 가스 공급 부재(250)로는 디퓨저(Diffser)가 사용될 수 있으며, 압력 조절용 가스로는 질소 가 스와 같은 불활성 가스가 사용될 수 있다. As described above, when the substrate is moved between the facility
가스 공급 부재(250)는 압력 조절용 가스가 챔버(230) 내에서 균일하게 유동하도록 복수의 위치들에 제공되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 챔버(230)의 벽체 내에는 다양한 배치 구조를 가지도록 가스 공급 라인들(231)이 형성될 수 있고, 각각의 가스 공급 라인들(231)에는 가스 공급 부재(250)가 연결된다. The
가스 공급 라인(231)은 챔버(230) 하부 벽(232)의 벽체 내에 형성될 수 있으며, 하부 벽(232)의 중앙부를 중심으로 점 대칭 구조를 이루도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 라인(231)은 챔버(230)에 기판이 반출입되는 방향으로 형성된 제 1 가스 공급 라인(231a)과, 제 1 가스 공급 라인(231a)에 교차하도록 기판의 반출입 방향에 수직한 방향으로 형성된 제 2 가스 공급 라인(231b)을 가질 수 있다. 이 밖에도, 가스 공급 라인(231)은 하부 벽(232)의 중앙부로부터 주변부로 연장 형성되는 방사 형상을 가지도록 마련될 수도 있다. 챔버(230) 하부 벽(232)에 형성된 각각의 가스 공급 라인(231a,231b)에는 압력 조절용 가스를 공급하는 가스 공급 부재(250)가 연결된다. 그리고 챔버(230) 하부 벽(232)의 벽체에 형성된 가스 공급 라인(231)에는 가스 공급 관(252)이 연결되고, 가스 공급 관(252)에는 압력 조절용 가스 공급원(254)이 연결된다.The
상술한 바와 같이, 가스 공급 부재(250)가 챔버(230) 하부 벽(232)의 복수의 위치들에 제공됨으로써, 로드락 챔버(220)의 대기 상태로의 전환시 압력 조절용 가스가 챔버(230) 내의 복수의 지점에 균일하게 공급되고 유동할 수 있다. 로드락 챔버(220)를 대기 상태로 전환하기 위한 압력 조절용 가스의 흐름이 챔버(230) 내에 서 균일하게 이루어지면, 로드락 챔버(220) 내에서 와류 현상 등과 같은 기류 변화로 인하여 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다.As described above, the
다시, 도 1을 참조하면, 트랜스퍼 챔버(280)는 그 측부에 배치된 공정 챔버들(290)에 대응하도록 다각형 구조를 가진다. 공정 챔버들(290)이 배치된 트랜스퍼 챔버(280)의 측벽에는 각각의 공정 챔버들(290)로 기판이 반출입될 수 있도록 개구(미도시)가 형성되고, 개구(미도시)는 게이트 밸브(미도시)에 의해 개폐된다. 트랜스퍼 챔버(280) 내에는 기판을 이송하는 이송 로봇(282)이 설치된다. 이송 로봇(282)은 트랜스퍼 챔버(280)의 측벽에 형성된 개구(미도시)를 통해 공정 챔버들(290)에 기판을 반출입한다. 또한, 이송 로봇(282)은 공정 챔버들(290)과 로드락 챔버(220) 간에 기판을 이송한다. Referring again to FIG. 1, the
공정 챔버들(290)은 트랜스퍼 챔버(280)의 측부에 배치되며, 다양한 기판 처리 공정을 수행하는 다수의 챔버들로 마련될 수 있다. 예를 들면, 공정 챔버들(290)은 기판상에 물질 막의 증착을 위해 반응 가스들을 공급하도록 구성된 화학 기상 증착(CVD) 챔버, 증착된 물질 막의 식각을 위해 가스를 공급하도록 구성된 식각(Etching) 챔버 또는 사진 공정 후 기판상에 남아 있는 감광막 층을 제거하도록 구성된 에싱(Ashing) 챔버 등으로 구비될 수 있다.The
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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 로드락 챔버의 대기 상태로의 전환시 압력 조절용 가스의 균일한 흐름을 통해 와류 현상을 억제할 수 있다.As described above, according to the present invention, the vortex phenomenon can be suppressed through the uniform flow of the pressure adjusting gas when the load lock chamber is switched to the standby state.
또한, 본 발명에 의하면, 와류 현상에 의한 파티클 발생을 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to minimize the generation of particles due to the vortex phenomenon.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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KR1020070009848A KR20080071683A (en) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | Loadlock chamber and semiconductor manufacturing apparatus having loadlock chamber |
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