KR20230113597A - 마그네트론 스퍼터링 장비 - Google Patents

마그네트론 스퍼터링 장비 Download PDF

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Abstract

마그네트론 스퍼터링 장비는, 공정 챔버(1), 바이어스 전원 어셈블리(3) 및 여기 전원 어셈블리(5)를 포함한다. 공정 챔버(1)에는 베이스 어셈블리(6) 및 바이어스 도입 어셈블리(2)가 설치된다. 공정 챔버(1)의 꼭대기부에는 타깃(4)이 설치된다. 여기에서, 베이스 어셈블리(6)는 공정 챔버(1)의 바닥부에 위치하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하고, 웨이퍼 운반 부재(7)가 이동하도록 구동하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 가열하는 데 사용된다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 베이스 어셈블리(6) 상에 위치하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하는 데 사용된다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 웨이퍼 운반 부재(7)와 전기적으로 접촉된다. 바이어스 전원 어셈블리(3)는 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결되며, 바이어스 도입 어셈블리(2)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)에 바이어스 전압을 인가하는 데 사용된다. 여기 전원 어셈블리(5)는 타깃(4)과 전기적으로 연결되며, 타깃(4)에 여기 전압을 인가하는 데 사용된다. 상기 마그네트론 스퍼터링 장비는 생산 및 유지보수 비용을 낮출 수 있으며, 웨이퍼가 상이한 공정 챔버(1) 사이에서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 시간이 단축되고 생산능력이 향상된다.

Description

마그네트론 스퍼터링 장비
본 발명은 반도체 디바이스 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트론 스퍼터링 장비에 관한 것이다.
반도체 질화알루미늄(AlN) 박막 증착 공정 과정에서 웨이퍼(Wafer)에 질화알루미늄 박막 증착 공정을 수행하기 전에, 먼저 웨이퍼에 사전 세척 공정을 수행해야 한다. 이를 통해 웨이퍼 상의 오염물 및 불순물을 제거하고, 웨이퍼와 질화알루미늄 박막의 접착력을 향상시켜, 질화알루미늄 박막 증착 공정 결과를 개선하여 칩 성능을 향상시킬 수 있다.
사전 세척 공정은 통상적으로 사전 세척 챔버에서 수행된다. 사전 세척 챔버를 통해 웨이퍼를 가열해야 하며, 사전 세척 챔버에 아르곤 가스(Ar) 또는 질소가스 (N2)를 주입한다. 또한 사전 세척 챔버 내의 아르곤 가스 또는 질소 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하여 웨이퍼에 플라즈마를 충돌시킴으로써 웨이퍼의 사전 세척을 구현한다. 질화알루미늄 박막 증착 공정은 통상적으로 증착 챔버에서 수행된다. 증착 챔버를 통해 웨이퍼를 가열해야 하며, 증착 챔버 내에 아르곤 가스와 질소 가스를 주입한다. 또한 증착 챔버 내의 아르곤 가스와 질소 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하며, 아르곤 이온을 통해 알루미늄 타깃에 충격을 가하여 알루미늄 원자를 생성한다. 또한 알루미늄 원자와 질소 가스 중 질소 원자의 결합을 통해 질화알루미늄을 형성하여 웨이퍼에 증착시킨다. 이를 통해 웨이퍼의 질화알루미늄 박막 증착을 구현한다.
종래의 사전 세척 공정과 질화알루미늄 박막 증착 공정은 상이한 두 챔버에서 수행된다. 이로 인해 생산 비용 및 유지보수 비용이 비교적 높고, 웨이퍼를 상이한 두 챔버 사이에서 이송시켜야 하므로, 전체 공정 프로세스 시간이 비교적 길고, 장비의 생산능력이 비교적 떨어진다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 기술 과제 중 하나를 적어도 해결하기 위하여, 마그네트론 스퍼터링 장비를 제공하는 데에 있다. 이는 생산 및 유지보수 비용을 낮출 수 있으며, 웨이퍼가 상이한 공정 챔버 사이에서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 시간이 단축되고 생산능력이 향상된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 마그네트론 스퍼터링 장비를 제공한다. 여기에는 공정 챔버, 바이어스 전원 어셈블리 및 여기 전원 어셈블리가 포함된다. 상기 공정 챔버에는 베이스 어셈블리 및 바이어스 도입 어셈블리가 설치된다. 상기 공정 챔버의 꼭대기부에는 타깃이 설치된다.
상기 베이스 어셈블리는 상기 공정 챔버의 바닥부에 위치한다. 이는 웨이퍼 운반 부재를 지지하고, 상기 웨이퍼 운반 부재가 이동하도록 구동하고, 상기 웨이퍼 운반 부재를 가열하는 데 사용된다.
상기 바이어스 도입 어셈블리는 상기 베이스 어셈블리 상에 위치하며, 상기 웨이퍼 운반 부재를 지지하는 데 사용된다. 또한 상기 바이어스 도입 어셈블리는 상기 웨이퍼 운반 부재와 전기적으로 접촉된다.
상기 바이어스 전원 어셈블리는 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결되며, 상기 바이어스 도입 어셈블리를 통해 상기 웨이퍼 운반 부재에 바이어스 전압을 인가하는 데 된다.
상기 여기 전원 어셈블리는 상기 타깃과 전기적으로 연결되며, 상기 타깃에 여기 전압을 인가하는 데 사용된다.
바람직하게는, 상기 바이어스 도입 어셈블리는 절연 연결 부재, 도전 부재 및 접촉 부재를 포함한다. 여기에서, 상기 도전 부재는 상기 절연 연결 부재에 관통 설치된다. 또한 상기 도전 부재의 양단은 상기 바이어스 전원 어셈블리 및 상기 접촉 부재와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 바이어스 전원 어셈블리에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 접촉 부재로 안내하는 데 사용된다.
상기 절연 연결 부재는 상기 베이스 어셈블리 상에 설치되고, 상기 도전 부재를 상기 베이스 어셈블리와 전기적으로 절연시키는 데 사용된다.
상기 접촉 부재와 상기 웨이퍼 운반 부재는 전기적으로 접촉된다. 이는 상기 웨이퍼 운반 부재를 지지하고, 상기 바이어스 전압을 상기 웨이퍼 운반 부재에 도입하는 데 사용된다.
바람직하게는, 상기 접촉 부재는 환형이다. 또한 상기 접촉 부재 상에는 적어도 하나의 개구가 개설된다. 상기 개구는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 부재에 의해 관통되는 데 사용된다.
바람직하게는, 상기 절연 연결 부재는 제1 절연체 및 제2 절연체를 포함한다. 상기 도전 부재는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함한다. 여기에서, 상기 제1 절연체는 상기 베이스 어셈블리 상에 수평으로 설치되며, 상기 베이스 어셈블리와 절연된다. 상기 제2 절연체는 상기 제1 절연체 상에 수직으로 설치된다.
상기 제1 도전체는 상기 제1 절연체에 관통 설치되며, 상기 제1 절연체로부터 연장되어 상기 바이어스 전원 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 도전체는 상기 제2 절연체에 관통 설치되며, 상기 제2 절연체로부터 연장되어 상기 제1 도전체 및 상기 접촉 부재와 각각 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 제1 절연체는 교차 설치된 제1 절연부 및 제2 절연부를 포함한다. 상기 제2 절연체는 상기 제2 절연부 상에 수직으로 설치된다.
상기 제1 도전체는 교차 설치되며 전기적으로 연결된 제1 도전부 및 제2 도전부를 포함한다. 여기에서, 상기 제1 도전부는 상기 제1 절연부에 관통 설치되며, 상기 제1 절연부로부터 연장되어 상기 바이어스 전원 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 도전부는 상기 제2 절연부에 관통 설치되며, 상기 제2 도전체와 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 제1 절연체는 제1 절연 연결부 및 제2 절연 연결부를 포함한다. 상기 제1 절연 연결부 및 상기 제2 절연 연결부는 착탈 가능하도록 연결된다. 상기 제1 절연 연결부에는 제1 수용홈이 설치된다. 상기 제2 절연 연결부에는 상기 제1 수용홈에 대응되는 제2 수용홈이 설치된다. 상기 제1 수용홈과 상기 제2 수용홈은 끼워맞춤되어 수용 공간을 형성하고, 상기 제1 도전체는 상기 수용 공간에 설치된다.
바람직하게는, 상기 제2 절연체는 복수개이다. 복수의 상기 제2 절연체는 상기 제1 절연체 상에 이격 설치된다. 상기 제2 도전체의 수량은 상기 제2 절연체의 수량과 동일하다. 또한 복수의 상기 제2 도전체는 복수의 상기 제2 절연체에 일일이 대응하도록 관통 설치되며, 상기 접촉 부재의 상이한 위치와 전기적으로 연결된다.
바람직하게는, 상기 바이어스 전원 어셈블리는 바이어스 전원, 매처 및 RF 도입 부재를 포함한다. 여기에서, 상기 바이어스 전원은 상기 바이어스 전압을 제공하는 데 사용된다. 상기 매처는 임피던스 매칭을 구현하는 데 사용된다. 상기 RF 도입 부재는 상기 공정 챔버의 챔버벽 상에 밀봉 설치된다. 상기 RF 도입 부재의 일단은 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 상기 RF 도입 부재의 타단은 상기 매처를 통해 상기 바이어스 전원과 전기적으로 연결되어, 상기 바이어스 전원에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 바이어스 도입 어셈블리에 도입하는 데 사용된다.
바람직하게는, 상기 RF 도입 부재는 RF 도입 구조 및 RF 차폐 구조를 포함한다. 여기에서, 상기 RF 차폐 구조는 상기 공정 챔버의 챔버벽 상에 밀봉 설치되고, 그 내부에는 제1 절연 부재가 설치된다. 상기 RF 도입 구조는 상기 제1 절연 부재에 관통 설치되며, 상기 RF 차폐 구조와 밀봉 연결된다. 상기 RF 도입 구조의 일단은 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 상기 RF 도입 구조의 타단은 상기 공정 챔버 외부에 위치하며, 상기 바이어스 전원과 전기적으로 연결된다. 상기 공정 챔버 내부에 위치한 상기 RF 도입 구조의 일단은 제2 절연 부재로 씌워진다. 상기 RF 도입 구조는 상기 바이어스 전원에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 바이어스 도입 어셈블리에 도입하는 데 사용된다. 상기 RF 차폐 구조는 상기 RF 도입 구조에 의해 도입되는 상기 바이어스 전압을 차폐하는 데 사용된다.
바람직하게는, 상기 RF 도입 구조는 제1 도입부 및 제2 도입부를 포함한다. 상기 제1 도입부는 상기 공정 챔버 외부에 위치한 상기 RF 차폐 구조의 단부와 밀봉 연결된다. 상기 제1 도입부의 일단은 상기 바이어스 전원과 연결된다. 상기 제1 도입부의 타단은 상기 제1 절연 부재에 연장되어 들어간다. 상기 제2 도입부는 상기 공정 챔버 내부에 위치한 상기 RF 차폐 구조의 단부와 밀봉 연결된다. 상기 제2 도입부의 일단은 상기 바이어스 도입 어셈블리와 연결된다. 상기 제2 도입부의 타단은 상기 제1 절연 부재에 연장되어 들어가며, 상기 제1 도입부와 연결된다. 상기 제2 절연 부재는 상기 제2 도입부와 상기 바이어스 도입 어셈블리가 연결된 일단을 씌우도록 설치된다.
본 발명의 유익한 효과는 하기와 같다.
본 발명에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 반도체 사전 세척 공정에서 베이스 어셈블리를 통해 웨이퍼 운반 부재를 지지할 수 있다. 또한 웨이퍼 운반 부재가 공정 챔버 내에서 사전 세척 공정 위치로 이동하도록 구동하고, 웨이퍼 운반 부재를 사전 세척 공정 온도로 가열할 수 있다. 바이어스 도입 어셈블리를 통해 웨이퍼 운반 부재에 바이어스 전압을 인가하여, 공정 챔버에 주입되는 사전 세척 공정 가스를 플라즈마로 형성하여 웨이퍼 운반 부재 상의 웨이퍼에 충격을 가할 수 있다. 이를 통해 웨이퍼에 대해 반도체 사전 세척 공정을 수행할 수 있다. 반도체 박막 증착 공정에서, 베이스 어셈블리를 통해 웨이퍼 운반 부재를 지지할 수 있다. 또한 웨이퍼 운반 부재가 공정 챔버에서 박막 증착 공정 위치로 이동하도록 구동하고, 웨이퍼 운반 부재를 박막 증착 공정 온도로 가열할 수 있다. 여기 전원 어셈블리를 통해 타깃에 여기 전압을 인가하여, 공정 챔버에 주입되는 박막 증착 공정 가스를 플라즈마로 형성하여 타깃에 충격을 가한다. 타깃 원자를 생성하여 박막 증착 공정 가스와 결합하여 증착할 물질을 형성함으로써, 웨이퍼에 대해 반도체 박막 증착 공정을 수행할 수 있다. 여기에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 공정 챔버, 바이어스 전원 어셈블리, 여기 전원 어셈블리, 베이스 어셈블리, 바이어스 도입 어셈블리 및 타깃을 함께 통합하였다. 동일한 공정 챔버에서 반도체 사전 세척 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 박막 증착 공정을 수행할 수도 있다. 이는 생산 및 유지보수 비용을 낮추며, 웨이퍼가 상이한 공정 챔버 사이에서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 시간이 단축되고 생산능력이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장비의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장비의 바이어스 도입 어셈블리의 입체 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장비의 바이어스 도입 어셈블리의 측면 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마그네트론 스퍼터링 장비의 바이어스 전원 어셈블리의 구조도이다.
첨부 도면의 부호에 대한 설명은 하기와 같다.
1-공정 챔버, 11-흡기구, 12-배기구, 2-바이어스 도입 어셈블리, 21-접촉 부재, 22-제1 절연체, 221-제1 절연부, 222-제2 절연부, 223-제1 절연 연결부, 224-제2 절연 연결부, 23-제2 절연체, 24-도전 부재, 241-제1 도전체, 242-제2 도전체, 2421-볼록부, 3-바이어스 전원 어셈블리, 31-바이어스 전원, 32-RF 도입 부재, 321-RF 도입 구조, 3211-제1 도입부, 3212-제2 도입부, 322-RF 차폐 구조, 3221-제2 절연 부재, 3222-제1 절연 부재, 33-매처, 4-타깃, 5-여기 전원 어셈블리, 6-베이스 어셈블리, 61-가열 램프, 62-전원 공급 부재, 63-베이스 본체, 7-웨이퍼 운반 부재, 81-제1 반사 부재, 82-제2 반사 부재, 91-절연링, 92-회전 연결 부재, 93-제1 차폐 부재, 94-제2 차폐 부재, 95-차폐링, 96-온도 검출 부재.
본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 본 발명의 기술적 해결책을 보다 잘 이해할 수 있도록, 이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비를 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 마그네트론 스퍼터링 장비를 제공한다. 여기에는 공정 챔버(1), 바이어스 전원 어셈블리(3) 및 여기 전원 어셈블리(5)가 포함된다. 공정 챔버(1)에는 베이스 어셈블리(6) 및 바이어스 도입 어셈블리(2)가 설치된다. 공정 챔버(1)의 꼭대기부에는 타깃(4)이 설치된다. 여기에서, 베이스 어셈블리(6)는 공정 챔버(1)의 바닥부에 위치하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하고, 웨이퍼 운반 부재(7)가 이동하도록 구동하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 가열하는 데 사용된다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 베이스 어셈블리(6) 상에 위치하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하는 데 사용된다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 웨이퍼 운반 부재(7)와 전기적으로 접촉된다. 바이어스 전원 어셈블리(3)는 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결되며, 바이어스 도입 어셈블리(2)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)에 바이어스 전압을 인가하는 데 사용된다. 여기 전원 어셈블리(5)는 타깃(4)과 전기적으로 연결되며, 타깃(4)에 여기 전압을 인가하는 데 사용된다.
본 실시예에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 반도체 사전 세척 공정에서 베이스 어셈블리(6)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지할 수 있다. 또한 웨이퍼 운반 부재(7)가 공정 챔버(1) 내에서 사전 세척 위치로 이동하도록 구동하고, 웨이퍼 운반 부재(7)를 사전 세척 공정 온도로 가열할 수 있다. 바이어스 도입 어셈블리(2)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)에 바이어스 전압을 인가하여, 공정 챔버(1)에 주입되는 사전 세척 공정 가스를 플라즈마로 형성하여 웨이퍼 운반 부재(7) 상의 웨이퍼에 충격을 가할 수 있다. 이를 통해 웨이퍼에 대해 반도체 사전 세척 공정을 수행할 수 있다. 반도체 박막 증착 공정에서, 베이스 어셈블리(6)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지할 수 있다. 또한 웨이퍼 운반 부재(7)가 공정 챔버(1)에서 박막 증착 공정 위치로 이동하도록 구동하고, 웨이퍼 운반 부재(7)를 박막 증착 공정 온도로 가열할 수 있다. 여기 전원 어셈블리(5)를 통해 타깃(4)에 여기 전압을 인가하여, 공정 챔버(1)에 주입되는 박막 증착 공정 가스를 플라즈마로 형성하여 타깃(4)에 충격을 가한다. 타깃 원자를 생성하여 박막 증착 공정 가스와 결합하여 증착할 물질을 형성함으로써, 웨이퍼에 대해 반도체 박막 증착 공정을 수행할 수 있다. 여기에서 알 수 있듯이, 본 실시예에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 공정 챔버(1), 바이어스 전원 어셈블리(3), 여기 전원 어셈블리(5), 베이스 어셈블리(6), 바이어스 도입 어셈블리(2) 및 타깃(4)을 함께 통합하였다. 동일한 공정 챔버(1)에서 반도체 사전 세척 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 박막 증착 공정을 수행할 수도 있다. 이는 생산 및 유지보수 비용을 낮추며, 웨이퍼가 상이한 공정 챔버 사이에서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 시간이 단축되고 생산능력이 향상된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비로 질화알루미늄 박막 증착 공정을 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 질화알루미늄 박막 증착 공정을 수행하기 전에, 먼저 웨이퍼에 사전 세척 공정을 수행해야 한다. 반도체 사전 세척 공정에서, 공정 챔버(1)에 사전 세척 공정 가스를 주입하며, 매니퓰레이터(미도시)는 웨이퍼(예를 들어 칩)가 탑재된 웨이퍼 운반 부재(7)를 공정 챔버(1)에 넣는다. 또한 웨이퍼 운반 부재(7)와 웨이퍼를 바이어스 도입 어셈블리(2) 및 베이스 어셈블리(6) 상에 놓는다. 베이스 어셈블리(6)와 바이어스 도입 어셈블리(2)가 함께 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지한다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 베이스 어셈블리(6) 상에 설치된다. 베이스 어셈블리(6)는 바이어스 도입 어셈블리(2)와 웨이퍼 운반 부재(7)가 이동하도록 구동하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 사전 세척 공정 위치로 이동시킨다. 베이스 어셈블리(6)는 웨이퍼 운반 부재(7)를 사전 세척 공정 온도로 가열하고, 웨이퍼 운반 부재(7) 상에 탑재된 웨이퍼의 온도를 사전 세척 공정에 필요한 온도에 도달시킨다. 바이어스 전원 어셈블리(3)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 바이어스 전원 어셈블리(3)와 전기적으로 연결되며 웨이퍼 운반 부재(7)와 전기적으로 접촉되는 바이어스 도입 어셈블리(2)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7) 상에 인가된다. 공정 챔버(1)에 주입된 사전 세척 공정 가스를 여기시켜 플라즈마를 형성하고, 사전 세척 공정 가스에 의해 형성된 플라즈마로 웨이퍼에 충격을 가하여, 반도체 사전 세척 공정을 구현한다.
반도체 사전 세척 공정이 종료된 후, 다시 질화알루미늄 박막 증착 공정을 수행한다. 질화알루미늄 박막 증착 공정에서, 공정 챔버(1)에 아르곤 가스와 질소 가스를 박막 증착 공정 가스로 주입할 수 있다. 타깃(4)은 알루미늄 타깃을 포함할 수 있다. 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 운반 부재(7)는 베이스 어셈블리(6)와 바이어스 도입 어셈블리(2) 상에 여전히 위치한다. 베이스 어셈블리(6)는 바이어스 도입 어셈블리(2)와 웨이퍼 운반 부재(7)가 이동하도록 구동하고 지지하며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 박막 증착 공정 위치까지 이동시킨다. 베이스 어셈블리(6)는 웨이퍼 운반 부재(7)가 박막 증착 공정 온도에 도달할 때까지 계속 가열한다. 이를 통해 웨이퍼 운반 부재(7) 상의 웨이퍼의 온도를 박막 증착 공정에 필요한 온도에 도달시킨다. 여기 전원 어셈블리(5)는 알루미늄 타깃에 여기 전압을 인가하여, 공정 챔버(1)에 주입된 아르곤 가스 및 질소 가스를 플라즈마로 형성한다. 아르곤 가스를 통해 공정 챔버(1) 꼭대기부에 위치한 알루미늄 타깃에 충격을 가하여 알루미늄 원자를 생성한다. 알루미늄 원자는 공정 챔버(1)에서 떨어지며, 이 과정에서 질소 원자와 결합하여 질화알루미늄을 형성하여 웨이퍼 상에 증착시킨다. 따라서 질화알루미늄 박막 증착 공정이 구현된다.
본 실시예에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 베이스 어셈블리(6)가 웨이퍼 운반 부재(7)를 사전 세척 공정 온도까지 가열시킨 후, 웨이퍼 운반 부재(7)를 계속 가열한다. 이를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)의 온도를 박막 증착 공정 온도에 도달시킨다. 이러한 방식으로 베이스 어셈블리(6)에 의해 출력되는 가열 전력의 변화 폭이 완만해지며, 저전력과 고전력 사이의 빈번한 전환 작업이 발생하지 않는다. 따라서 베이스 어셈블리(6)의 사용 수명을 연장하고, 생산 및 유지보수 비용을 낮출 수 있다.
질화알루미늄 박막 증착 공정의 반도체 사전 세척 공정에서, 사전 세척 공정 가스는 아르곤 가스 또는 질소 가스를 포함할 수 있다. 웨이퍼 운반 부재(7)는 트레이를 포함할 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(1) 상에는 흡기구(11) 및 배기구(12)가 설치될 수 있다. 여기에서, 흡기구(11)는 공정 챔버(1)의 측부에 설치되어, 가스를 공정 챔버(1)에 유입시키는 데 사용될 수 있다. 배기구(12)는 공정 챔버(1)의 바닥부에 설치되어, 가스를 공정 챔버(1)에서 배출시키는 데 사용될 수 있다. 사전 세척 공정 가스와 박막 증착 공정 가스는 흡기구(11)를 통해 공정 챔버(1)에 유입될 수 있다. 공정 챔버(1)에 유입된 사전 세척 공정 가스와 박막 증착 공정 가스는 배기구(12)를 통해 공정 챔버(1)로부터 배출될 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 여기 전원 어셈블리(5)는 직류 전원을 포함할 수 있다. 직류 전원은 타깃에 직류 전압을 인가하는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 바이어스 도입 어셈블리(2)는 절연 연결 부재, 도전 부재(24) 및 접촉 부재(21)를 포함할 수 있다. 여기에서 도전 부재(24)는 절연 연결 부재에 관통 설치된다. 또한 상기 도전 부재(24)의 양단은 바이어스 전원 어셈블리(3) 및 접촉 부재(21)와 각각 전기적으로 연결되고, 바이어스 전원 어셈블리(3)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 접촉 부재(21)로 안내하는 데 사용된다. 절연 연결 부재는 베이스 어셈블리(6) 상에 설치되고, 도전 부재(24)를 베이스 어셈블리(6)와 전기적으로 절연시키는 데 사용된다. 접촉 부재(21)는 웨이퍼 운반 부재(7)와 전기적으로 접촉되며, 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하고, 바이어스 전압을 웨이퍼 운반 부재(7)에 도입하는 데 사용된다.
웨이퍼 운반 부재(7)가 바이어스 도입 어셈블리(2) 상에 놓이면, 접촉 부재(21)는 웨이퍼 운반 부재(7)와 접촉되며, 웨이퍼 운반 부재(7)와 전기적으로 도통된다. 또한 도전 부재(24)는 절연 연결 부재에 관통 설치된다. 도전 부재(24)의 양단은 바이어스 전원 어셈블리(3) 및 접촉 부재(21)와 각각 전기적으로 연결되며, 바이어스 전원 어셈블리(3)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 접촉 부재(21)에 안내하는 데 사용된다. 즉, 바이어스 전원 어셈블리(3)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 먼저 도전 부재(24) 상에 인가된 다음, 도전 부재(24)를 통해 접촉 부재(21) 상에 전도된다. 그 후 다시 접촉 부재(21)를 통해 웨이퍼 운반 부재(7) 상에 전도된다. 절연 연결 부재는 베이스 어셈블리(6) 상에 설치되며, 도전 부재(24)와 베이스 어셈블리(6)를 전기적으로 절연시키는 데 사용되어, 도전 부재(24)에 의해 도통된 바이어스 전압이 베이스 어셈블리(6)를 통해 공정 챔버(1)에 도통되는 것을 방지한다. 이를 통해 도전 부재(24)에 의해 도통된 바이어스 전압이 원활하게 접촉 부재(21) 상에 도통될 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 접촉 부재(21)는 환형이며, 접촉 부재(21) 상에는 적어도 하나의 개구가 개설된다. 개구는 웨이퍼를 운반하기 위한 이송 부재에 의해 관통되는 데 사용된다. 다시 말해, 접촉 부재(21)는 복수의 원호형인 서브 접촉 부재에 의해 원주 방향을 따라 이격 분포된다. 전체적으로 환형 접촉 부재를 구성하며, 인접한 2개의 서브 접촉 부재 사이의 간격이 바로 상기 개구이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 접촉 부재(21)는 2개의 서브 접촉 부재를 구비한다. 이 둘은 베이스 어셈블리(6)의 축선을 기준으로 대칭 설치된다. 또한 이 두 서브 접촉 부재 사이의 두 간격이 바로 상기 개구이며, 모두 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 부재에 의해 관통되는 데 사용된다.
반도체 박막 증착 공정과 반도체 사전 세척 공정에 있어서, 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 운반 부재(7)는 매니퓰레이터 등 이송 부재에 의해 공정 챔버(1)로 이송된다. 접촉 부재(21) 상에 개설된 개구는 매니퓰레이터 등 이송 부재에 의해 관통되는 데 사용되어, 이송 부재를 웨이퍼 운반 부재(7) 하방의 위치까지 이동시킬 수 있다. 따라서 접촉 부재(21)와 매니퓰레이터 등 이송 부재 사이에 간섭이 일어나, 매니퓰레이터 등 이송 부재가 웨이퍼와 웨이퍼 운반 부재(7)를 환형의 접촉 부재(21) 상에 놓을 수 없게 되는 상황을 방지할 수 있다. 따라서 매니퓰레이터 등 이송 부재가 원활하게 웨이퍼와 웨이퍼 운반 부재(7)를 접촉 부재(21) 상에 놓을 수 있도록 만든다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절연 연결 부재는 제1 절연체(22) 및 제2 절연체(23)를 포함한다. 도전 부재(24)는 제1 도전체(241) 및 제2 도전체(242)를 포함한다. 여기에서, 제1 절연체(22)는 베이스 어셈블리(6) 상에 수평으로 설치되며, 제2 절연체(23)는 제1 절연체(22) 상에 수직으로 설치된다. 제1 도전체(241)는 제1 절연체(22)에 관통 설치되며, 제1 절연체(22)로부터 연장되어 바이어스 전원 어셈블리(3)와 전기적으로 연결된다. 제2 도전체(242)는 제2 절연체(23)에 관통 설치되며, 제2 절연체(23)로부터 연장되어 제1 도전체(241) 및 접촉 부재(21)와 각각 전기적으로 연결된다.
제1 도전체(241)는 바이어스 전원 어셈블리(3)와 전기적으로 연결된다. 제2 도전체(242)는 제1 도전체(241) 및 접촉 부재(21)와 각각 전기적으로 연결된다. 바이어스 전원 어셈블리(3)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 먼저 제1 도전체(241) 상에 인가된 다음, 제1 도전체(241)를 통해 제2 도전체(242) 상에 전도된다. 그 후 제2 도전체(242)를 통해 접촉 부재(21) 상에 전도된다.
상기 제1 절연체(22)와 제2 절연체(23)는 제1 도전체(241)와 제2 도전체(242)를 베이스 어셈블리(6)와 전기적으로 절연시켜, 제1 도전체(241)와 제2 도전체(242)에 의해 도통된 바이어스 전압이 베이스 어셈블리(6)를 통해 공정 챔버(1)에 도통되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제1 도전체(241), 제2 도전체(242) 및 접촉 부재(21)를 지지 및 고정함으로써, 이러한 부재가 견고하게 베이스 어셈블리(6) 상에 고정될 수 있도록 보장할 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 도전체(242)의 양단에는 모두 수나사산이 설치될 수 있다. 또한 제2 도전체(242)의 양단 중 일단에는 볼록부(2421)가 설치될 수 있다. 제1 도전체(241) 상에는 암나사산을 구비한 홀이 설치될 수 있다. 접촉 부재(21) 상에는 비아가 설치될 수 있다. 제2 도전체(242) 일단의 수나사산을 제1 도전체(241) 상의 암나사산을 구비한 홀에 회전 삽입하여, 제2 도전체(242)와 제1 도전체(241)를 나사산 연결시키는 동시에 전기적으로 연결시킨다. 제2 도전체(242)의 타단은 접촉 부재(21) 상의 비아를 관통하며, 볼록부(2421)와 접촉 부재(21)의 하표면을 맞닿게 한다. 그 다음 너트와 제2 도전체(242)의 타단의 수나사산을 나사산 끼워맞춤하여, 제2 도전체(242)와 접촉 부재(21)를 나사산 연결하는 동시에 전기적으로 연결시킨다. 상기 볼록부(2421)는 접촉 부재(21)를 지지하는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 절연체(22)는 교차 설치된 제1 절연부(221) 및 제2 절연부(222)를 포함한다. 제2 절연체(23)는 제2 절연부(222) 상에 수직으로 설치된다. 제1 도전체(241)는 교차 설치되면 전기적으로 연결된 제1 도전부 및 제2 도전부(미도시)를 포함한다. 여기에서, 제1 도전부는 제1 절연부(221)의 연장 방향을 따라 제1 절연부(221)에 관통 설치되며, 제1 절연부(221)로부터 연장되어 바이어스 전원 어셈블리(3)와 전기적으로 연결된다. 제2 도전부는 제2 절연부(222)의 연장 방향을 따라 제2 절연부(222)에 관통 설치되며, 제2 도전체(242)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 절연부(221)와 제2 절연부(222)가 교차 설치된 형상이 이들 둘에 각각 관통 설치된 제1 도전부와 제2 도전부가 교차 설치된 형상과 매칭됨을 쉽게 이해할 수 있다. 이러한 설치를 통해 바이어스 도입 어셈블리(2)의 지지 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 절연부(221)와 제2 절연부(222)는 수직으로 교차 설치된다. 즉, 제1 절연부(221)와 제2 절연부(222)는 서로 수직이다. 이에 대응하여, 제1 도전부와 제2 도전부가 수직으로 교차 설치될 수 있다. 그러나 제1 절연부(221)와 제2 절연부(222) 사이의 협각 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이의 협각은 이에 한정되지 않는다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 절연부(221)는 1개이며, 제2 절연부(222)는 2개이다. 2개의 제2 절연부(222)는 평행하며, 이격 설치되고, 모두 제1 절연부(221)와 교차 설치된다. 이에 대응하여, 상기 제1 도전부는 1개이며, 제2 도전부는 2개이다. 2개의 제2 도전부는 각각 제2 절연부(222)의 연장 방향을 따라 2개의 제2 절연부(222)에 관통 설치된다. 제1 도전부는 제1 절연부(221)의 연장 방향을 따라 제1 절연부(221)에 관통 설치된다. 이러한 방식으로 바이어스 도입 어셈블리(2)의 지지 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나 제2 절연부(222)의 수량은 이에 한정되지 않으며, 1개, 3개 또는 그 이상일 수도 있다. 상기 제2 도전부의 수량은 제2 절연부(222)의 수량과 동일하며, 일일이 대응하도록 설치된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 절연체(22)는 제1 절연 연결부(223) 및 제2 절연 연결부(224)를 포함할 수 있다. 제1 절연 연결부(223)와 제2 절연 연결부(224)는 착탈 가능하도록 연결된다. 제1 절연 연결부(223)에는 제1 수용홈이 구비되고, 제2 절연 연결부(224)에는 제1 수용홈에 대응되는 제2 수용홈이 설치된다. 제1 수용홈과 제2 수용홈이 서로 끼워맞춤되어 수용 공간을 형성한다. 제1 도전체(241)는 수용 공간에 설치된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 절연 연결부(223)는 두 부분으로 나뉘며, 제2 절연 연결부(224)도 두 부분으로 나뉜다. 여기에서, 제1 절연 연결부(223)의 제1 부분은 제2 절연 연결부(224)의 제1 부분과 대응하도록 착탈 가능하게 연결되며, 제1 절연부(221)를 구성한다. 제1 절연 연결부(223)의 제2 부분은 제2 절연 연결부(224)의 제2 부분과 대응하도록 착탈 가능하게 연결되며, 제2 절연부(222)를 구성한다. 또한 제1 절연 연결부(223)의 제1 부분과 제2 절연 연결부(224)의 제1 부분의 내부는 상기 수용 공간의 제1 부분을 구성한다. 제1 절연 연결부(223)의 제2 부분과 제2 절연 연결부(224)의 제2 부분의 내부는 상기 수용 공간의 제1 부분을 구성한다. 또한 수용 공간의 제1 부분과 제2 부분은 제1 절연 연결부(223)와 제2 절연 연결부(224) 상에 대응되도록 설치된 비아를 통해 연통된다. 제1 절연체(22)를 장착할 때, 먼저 제1 도전체(241)를 상기 제1 절연 연결부(223)(제1 부분 및 제2 부분 포함)의 제1 수용홈에 놓은 다음, 상기 제2 절연 연결부(224)(제1 부분 및 제2 부분 포함)를 제1 절연 연결부(223) 상에 체결할 수 있다. 이때, 제2 절연 연결부(224)의 제2 수용홈과 제1 절연 연결부(223)의 제1 수용홈은 서로 대응하도록 끼워맞춤되어 수용 공간을 형성한다. 제1 도전체(241)는 수용 공간에 설치된다.
선택적으로, 제1 절연 연결부(223)와 제2 절연 연결부(224)가 착탈 가능하도록 연결되는 방식은 구체적으로 다음 방식을 포함한다. 즉, 제1 절연 연결부(223)와 제2 절연 연결부(224)가 클램핑된 다음, 볼트 등 나사산 연결 부재를 통해 제2 절연 연결부(224)와 제1 절연 연결부(223)의 비아를 관통하며, 베이스 어셈블리(6)와 나사산 연결한다. 이를 통해 제1 절연 연결부(223)와 제2 절연 연결부(224)를 베이스 어셈블리(6) 상에 고정한다.
제1 절연체(22)를 베이스 어셈블리(6) 상에 장착한 후, 제2 도전체(242)를 제2 절연부(222)에 삽입하고 제1 도전체(241)와 전기적으로 연결할 수 있다. 그 다음 제2 절연체(23)를 제2 도전체(242) 주위에 씌운다. 마지막으로 제2 도전체(242)와 접촉 부재(21)를 전기적으로 연결하여, 바이어스 도입 어셈블리(2)의 장착을 완료한다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 연결 부재는 복수의 제2 절연체(23)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 절연체(23)는 제1 절연체(22) 상에 이격 설치된다. 이에 대응하도록 도전 부재(24)는 복수의 제2 도전체(242)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 도전체(242)는 복수의 제2 절연체(23)에 일일이 대응하도록 설치된다. 각각의 제2 도전체(242)는 모두 접촉 부재(21)와 전기적으로 연결된다. 복수의 제2 절연체(23)를 설치함으로써, 상이한 위치에서 접촉 부재(21)를 지지할 수 있으므로, 바이어스 도입 어셈블리(2)의 지지 안정성을 향상시킬 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 연결 부재는 4개의 제2 절연체(23)를 포함할 수 있다. 그 중 2개의 제2 절연체(23)는 그중 하나의 제2 절연부(222) 상에 이격 설치되며, 다른 2개의 제2 절연체(23)는 다른 하나의 제2 절연부(222) 상에 이격 설치된다. 바람직하게는, 동일한 제2 절연부(222) 상의 2개의 제2 절연체(23)의 일단은 제2 절연부(222)에서 양단에 가까운 위치에 각각 연결된다. 따라서 제2 절연부(222)가 균일하게 힘을 받도록 할 수 있다. 이에 대응하도록, 도전 부재(24)는 4개의 제2 도전체(242)를 포함할 수 있으며, 4개의 제2 절연체(23)에 일일이 대응하도록 설치된다. 그 중 2개의 제2 도전체(242)는 접촉 부재(21)의 그 중 하나의 서브 접촉 부재와 전기적으로 연결된다. 다른 2개의 제2 도전체(242)는 다른 하나의 서브 접촉 부재와 전기적으로 연결된다. 동일한 서브 접촉 부재와 전기적으로 연결되는 2개의 제2 도전체(242)는 해당 서브 접촉 부재에서 양단에 가까운 위치에 각각 연결된다. 따라서 해당 서브 접촉 부재를 안정적으로 지지할 수 있다. 그러나, 절연 연결 부재와 제2 도전 부재(24) 각각의 수량은 이에 한정되지 않는다. 이는 2개, 3개 또는 그 이상일 수도 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 바이어스 전원 어셈블리(3)는 바이어스 전원(31), 매처(33) 및 RF 도입 부재(32)를 포함할 수 있다. 여기에서, 바이어스 전원(31)은 바이어스 전압을 제공하는 데 사용되고, 매처(33)는 임피던스 매칭을 구현하는 데 사용된다. RF 도입 부재(32)는 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 밀봉 설치된다. RF 도입 부재(32)의 일단은 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결된다. RF 도입 부재(32)의 타단은 매처(33)를 통해 바이어스 전원(31)과 전기적으로 연결되며, 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입하는 데 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 바이어스 전원(31)과 매처(33)는 공정 챔버(1) 외부에 위치한다. 바이어스 도입 어셈블리(2)는 공정 챔버(1) 내에 위치한다. RF 도입 부재(32)는 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 밀봉 설치되어, 공정 챔버(1)에 필요한 밀봉 환경을 보장한다. RF 도입 부재(32)의 일단은 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결된다. 타단은 매처(33)를 통해 바이어스 전원(31)과 전기적으로 연결되어, 공정 챔버(1) 외부에 위치한 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 공정 챔버(1) 내부의 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입한다. 즉, 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 먼저 매처(33)를 거쳐 RF 도입 부재(32) 상에 인가된 다음, RF 도입 부재(32)를 통해 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입된다.
매처(33)를 통해 임피던스 매칭을 수행하여, 반사 전력을 가능한 감소시킴으로써, 충분한 바이어스 전압을 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입시켜, 바이어스 전압의 낭비를 방지할 수 있다. 따라서 바이어스 전압의 이용률이 향상되며, 공정 시간이 단축되고 생산능력이 높아진다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 바이어스 전원(31)은 RF 전원을 포함할 수 있다. RF 전원은 바이어스 도입 어셈블리(2)에 RF 전압을 인가하는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, RF 도입 부재(32)는 RF 도입 구조(321) 및 RF 차폐 구조(322)를 포함한다. 여기에서, RF 차폐 구조(322)는 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 밀봉 설치되고, 그 내부에는 제1 절연 부재(3222)가 설치된다. RF 도입 구조(321)는 제1 절연 부재(3222)에 관통 설치되며, RF 차폐 구조(322)와 밀봉 연결된다. RF 도입 구조(321)의 일단은 공정 챔버(1) 내부에 위치하며, 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결된다. RF 도입 구조(321)의 타단은 공정 챔버(1) 외부에 위치하며, 바이어스 전원(31)과 전기적으로 연결된다. 공정 챔버(1) 내부에 위치한 RF 도입 구조(321)의 일단은 제2 절연 부재(3221)로 씌워진다. RF 도입 구조(321)는 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입하는 데 사용된다. RF 차폐 구조(322)는 RF 도입 구조(321)에 의해 도입되는 바이어스 전압을 차폐하는 데 사용된다.
RF 차폐 구조(322)는 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 밀봉 설치되고, RF 도입 구조(321)는 제1 절연 부재(3222)에 관통 설치되며, RF 차폐 구조(322)와 밀봉 연결된다. 이를 통해 공정 챔버(1)에 필요한 밀봉 환경이 보장된다. RF 도입 구조(321)의 일단은 공정 챔버(1) 내부에 위치하며, 바이어스 도입 어셈블리(2)와 전기적으로 연결된다. RF 도입 구조(321)의 타단은 공정 챔버(1) 외부에 위치하며, 바이어스 전원(31)과 전기적으로 연결된다. 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 먼저 매처(33)를 거쳐 RF 도입 구조(321) 상에 인가된 다음, RF 도입 구조(321)를 통해 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입된다. 공정 챔버(1) 외부에 위치한 바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압을 공정 챔버(1) 내부의 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입한다. RF 도입 구조(321)는 RF 차폐 구조(322) 내부의 제1 절연 부재(3222)에 관통 설치된다. 공정 챔버(1) 내에 위치한 RF 도입 구조(321)의 일단 상에는 제2 절연 부재(3221)가 씌워져, RF 도입 구조(321)를 공정 챔버(1)의 챔버벽과 전기적으로 절연시킨다. 이를 통해 RF 도입 구조(321)를 통해 도입되는 바이어스 전압이 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 전도되는 것을 방지하여 바이어스 도입 어셈블리(2) 상에 전도될 수 없도록 한다. 따라서 RF 도입 구조(321)가 원활하게 바이어스 전압을 바이어스 도입 어셈블리(2) 상에 도통시킬 수 있다. RF 차폐 구조(322)는 RF 도입 구조(321)에 의해 도입되는 바이어스 전압을 차폐하는 데 사용된다. 이는 RF 도입 구조(321)에 의해 도입되는 바이어스 전압이 공정 챔버(1) 내로 확산되어, 공정 챔버(1) 내의 다른 소자에 간섭을 일으키는 것을 방지한다. 따라서 RF 도입 구조(321)에 의해 도입되는 바이어스 전압이 반도체 사전 세척 공정 및 반도체 박막 증착 공정에 간섭을 일으키는 것을 방지한다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, RF 도입 구조(321)는 제1 도입부(3211) 및 제2 도입부(3212)를 포함한다. 여기에서, 제1 도입부(3211)는 공정 챔버(1) 외부에 위치한 RF 차폐 구조(322)의 단부와 밀봉 연결된다. 제1 도입부(3211)의 일단은 바이어스 전원(31)과 연결된다. 제1 도입부(3211)의 타단은 제1 절연 부재(3222)에 연장되어 들어간다. 제2 도입부(3212)는 공정 챔버(1) 내부에 위치한 RF 차폐 구조(322)의 단부와 밀봉 연결된다. 제2 도입부(3212)의 일단은 바이어스 도입 어셈블리(2)와 연결된다. 제2 도입부(3212)의 타단은 제1 절연 부재(3222)에 연장되어 들어가며, 제1 도입부(3211)와 연결된다. 제2 절연 부재(3221)는 제2 도입부(3212)와 바이어스 도입 어셈블리(2)가 연결된 일단을 씌우도록 설치된다.
바이어스 전원(31)에 의해 제공되는 바이어스 전압은 먼저 매처(33)를 거쳐 제1 도입부(3211) 상에 인가된 다음, 제1 도입부(3211)를 통해 제2 도입부(3212)에 도입된다. 그 다음 제2 도입부(3212)를 통해 바이어스 도입 어셈블리(2)에 도입된다. 제1 도입부(3211)는 공정 챔버(1) 외부에 위치한 RF 차폐 구조(322)의 단부와 밀봉 연결된다. 제2 도입부(3212)는 공정 챔버(1) 내부에 위치한 RF 차폐 구조(322)의 단부와 밀봉 연결된다. 제1 도입부(3211) 및 제2 도입부(3212)와 RF 차폐 구조(322) 사이가 밀봉되어, 공정 챔버(1)에 필요한 밀봉 환경이 보장된다. 제1 도입부(3211)의 타단은 제1 절연 부재(3222)에 연장되어 들어간다. 제2 도입부(3212)의 타단은 제1 절연 부재(3222)에 연장되어 들어간다. 제2 절연 부재(3221)는 제2 도입부(3212)와 바이어스 도입 어셈블리(2)가 연결된 일단을 씌우도록 설치된다. 제1 절연 부재(3222)와 제2 절연 부재(3221)를 통해 제1 도입부(3211) 및 제2 도입부(3212)와 공정 챔버(1)의 챔버벽을 전기적으로 절연시켜, 제1 도입부(3211) 및 제2 도입부(3212)에 의해 도입되는 바이어스 전압이 공정 챔버(1)의 챔버벽 상에 전도되는 것을 방지한다.
선택적으로, 제1 도입부(3211) 상에는 나사산 홀이 설치된다. 제2 도입부(3212) 상에는 제1 도입부(3211) 상의 나사산 홀에 대응되는 수나사산이 설치된다. 제2 도입부(3212) 상의 수나사산과 제1 도입부(3211) 상의 나사산 홀을 나사산 끼워맞춤하여, 제1 도입부(3211)와 제2 도입부(3212)를 전기적으로 연결시킨다.
RF 도입 부재(32)를 장착할 때, 먼저 제2 절연 부재(3221)가 씌워진 제2 도입부(3212)의 부분을 공정 챔버(1) 내에 삽입할 수 있다. 이때, 제2 도입부(3212)의 일부분이 공정 챔버(1) 내부에 위치하며, 다른 일부분이 공정 챔버(1) 외부에 위치한다. 이후 제2 도입부(3212)와 제1 도전체(241)를 연결한 다음, 제1 절연 부재(3222)를 공정 챔버(1) 외부에 위치한 제2 도입부(3212) 부분의 주위에 씌운다. 그 다음 RF 차폐 구조(322)를 제1 절연 부재(3222)의 주위에 씌운다. 마지막으로 제1 도입부(3211)를 RF 차폐 구조(322)에 삽입하고 제2 도입부(3212)와 연결하며 RF 차폐 구조(322)와 연결한다. 이를 통해 RF 도입 부재(32)의 장착을 완료한다.
선택적 일 실시예에 있어서, 제1 도입부(3211) 상에는 비아가 설치된다. RF 차폐 구조(322) 상에는 제1 도입부(3211) 상의 비아와 대응되는 나사산 홀이 설치된다. 예를 들어 볼트 등 나사산 연결 부재를 통해 제1 도입부(3211) 상의 비아를 관통하며, RF 차폐 구조(322) 상의 나사산 홀과 나사산 끼워맞춤된다. 이를 통해 제1 도입부(3211)를 RF 차폐 구조(322)와 연결한다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 어셈블리(6)는 베이스 본체(63), 가열 램프(61) 및 전원 공급 부재(62)를 포함할 수 있다. 여기에서, 베이스 본체(63)는 공정 챔버(1)의 바닥부에 설치된다. 가열 램프(61)는 베이스 본체(63) 상방에 위치한다. 전원 공급 부재(62)는 가열 램프(61)와 전기적으로 연결되어, 가열 램프(61)에 전원을 공급하는 데 사용된다. 가열 램프(61)는 바이어스 도입 어셈블리(2) 상에 놓인 웨이퍼 운반 부재(7)의 하방에 위치하며, 적외선을 방출하여 웨이퍼 운반 부재(7)를 조사함으로써, 웨이퍼 운반 부재(7)를 가열하는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 냉각 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 냉각 부재는 베이스 본체(63)에 설치될 수 있다.
냉각 부재를 통해 베이스 어셈블리(6)에 의해 생성되는 열이 공정 챔버(1)의 바닥부에 방사되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 베이스 어셈블리(6)에 의해 생성되는 열이 공정 챔버(1)의 바닥부에 위치한 소자에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 제1 반사 부재(81) 및 제2 반사 부재(82)를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 반사 부재(81)는 베이스 본체(63) 상에 설치되며, 가열 램프(61)의 하방에 위치한다. 제2 반사 부재(82)는 베이스 본체(63) 상에 설치되며, 가열 램프(61)의 주위를 둘러싼다. 제1 반사 부재(81)와 제2 반사 부재(82)는 모두 가열 램프(61)에 의해 생성되는 적외선을 웨이퍼 운반 부재(7)에 반사시키는 데 사용된다. 제1 반사 부재(81)와 제2 반사 부재(82)를 통해 가열 램프(61)에 의해 생성되는 빛을 웨이퍼 운반 부재(7)에 반사하여, 웨이퍼에 대한 베이스 어셈블리(6)의 가열 효율을 향상시킨다. 이를 통해 공정 시간을 단축하고 생산능력을 제고한다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 온도 검출 부재(96)를 더 포함할 수 있다. 상기 온도 검출 부재(96)는 베이스 본체(63) 상에 설치되며, 웨이퍼 운반 부재(7)와 접촉된다. 이는 반도체 사전 세척 공정 및 반도체 박막 증착 공정에서 웨이퍼 운반 부재(7)에 대해 온도 측정을 수행하여, 웨이퍼 운반 부재(7)에 탑재된 웨이퍼의 온도를 검사하는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 절연링(91)을 더 포함할 수 있다. 절연링(91)은 타깃(4)과 공정 챔버(1) 사이에 밀봉 설치되며, 타깃(4)과 공정 챔버(1) 사이를 밀봉시키고 전기적으로 절연시키는 데 사용된다.
선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버는 회전 연결 부재(92), 제1 차폐 부재(93), 제2 차폐 부재(94) 및 차폐링(95)을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 회전 연결 부재(92)는 절연링(91)과 공정 챔버(1) 사이에 설치될 수 있다. 제1 차폐 부재(93)는 회전 연결 부재(92) 상에 설치되고, 제2 차폐 부재(94)는 제1 차폐 부재(93) 상에 설치된다. 제1 차폐 부재(93)와 제2 차폐 부재(94)는 공정 챔버(1)의 내벽을 차폐하여, 공정 챔버(1)의 내벽이 반도체 사전 세척 공정과 반도체 박막 장착 공정에서의 플라즈마에 의해 충격을 받는 것을 방지하는 데 사용된다. 이를 통해 공정 챔버(1)의 안정성과 사용수명을 향상시킨다. 회전 연결 부재(92)를 통해, 제1 차폐 부재(93)와 제2 차폐 부재(94)를 유지보수 또는 교체해야 할 때, 회전 연결 부재(92)를 공정 챔버(1)로부터 분리하기만 하면, 제1 차폐 부재(93)와 제2 차폐 부재(94)를 분리시킬 수 있다. 새로운 규격 치수의 상이한 제1 차폐 부재(93) 및 제2 차폐 부재(94)를 채택하는 경우, 그에 끼워맞춤되도록 대응하는 새로운 회전 연결 부재(92)를 교체하기만 하면, 새로운 제1 차폐 부재(93) 및 제2 차폐 부재(94)를 안정적으로 공정 챔버(1) 내에 설치할 수 있다. 따라서 제1 차폐 부재(93) 및 제2 차폐 부재(94)의 유지보수 또는 교체가 용이하다.
차폐링(95)을 제1 차폐 부재(93) 상에 겹치기 이음하며, 반도체 사전 세척 공정에서, 베이스 어셈블리(6)는 바이어스 도입 어셈블리(2)가 웨이퍼 운반 부재(7)를 차폐링(95)보다 낮게 지지하도록 구동한다. 즉, 반도체 사전 세척 공정에서, 차폐링(95)은 제1 차폐 부재(93) 상에 겹치기 이음되며, 반도체 박막 증착 공정에서, 베이스 어셈블리(6)는 바이어스 도입 어셈블리(2)가 웨이퍼 운반 부재(7)를 지지하여 제1 차폐 부재(93) 상에 겹치기 이음된 차폐링(95)을 들어올리도록 구동한다. 즉, 반도체 박막 증착 공정에서, 차폐링(95)은 웨이퍼 운반 부재(7)에서 웨이퍼가 탑재되지 않은 환형 에지 부분에 겹치기 이음된다. 이를 통해 웨이퍼 운반 부재(7)에서 웨이퍼가 탑재되지 않은 환형 에지 부분이 반도체 박막 증착 공정에서의 플라즈마에 의해 충격을 받는 것을 방지하여, 웨이퍼 운반 부재(7)의 사용 수명을 향상시킨다.
요약하면, 본 발명의 실시예에서 제공하는 마그네트론 스퍼터링 장비는, 공정 챔버, 바이어스 전원 어셈블리, 여기 전원 어셈블리, 베이스 어셈블리, 바이어스 도입 어셈블리 및 타깃을 함께 통합하였다. 동일한 공정 챔버에서 반도체 사전 세척 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 박막 증착 공정을 수행할 수도 있다. 이는 생산 및 유지보수 비용을 낮추며, 웨이퍼가 상이한 공정 챔버 사이에서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 시간이 단축되고 생산능력이 향상된다.
상기 실시예는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된 예시적인 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상과 본질을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 개선을 진행할 수 있다. 이러한 수정 및 개선은 본 발명의 보호 범위로 간주된다.

Claims (10)

  1. 마그네트론 스퍼터링 장비에 있어서,
    공정 챔버, 바이어스 전원 어셈블리 및 여기 전원 어셈블리를 포함하고, 상기 공정 챔버에는 베이스 어셈블리 및 바이어스 도입 어셈블리가 설치되고, 상기 공정 챔버의 꼭대기부에는 타깃이 설치되고, 여기에서,
    상기 베이스 어셈블리는 상기 공정 챔버의 바닥부에 위치하며, 웨이퍼 운반 부재를 지지하고, 상기 웨이퍼 운반 부재가 이동하도록 구동하고, 상기 웨이퍼 운반 부재를 가열하는 데 사용되고,
    상기 바이어스 도입 어셈블리는 상기 베이스 어셈블리 상에 위치하며, 상기 웨이퍼 운반 부재를 지지하는 데 사용되고, 상기 바이어스 도입 어셈블리는 상기 웨이퍼 운반 부재와 전기적으로 접촉되고,
    상기 바이어스 전원 어셈블리는 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결되며, 상기 바이어스 도입 어셈블리를 통해 상기 웨이퍼 운반 부재에 바이어스 전압을 인가하는 데 사용되고,
    상기 여기 전원 어셈블리는 상기 타깃과 전기적으로 연결되며, 상기 타깃에 여기 전압을 인가하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 도입 어셈블리는 절연 연결 부재, 도전 부재 및 접촉 부재를 포함하고, 여기에서, 상기 도전 부재는 상기 절연 연결 부재에 관통 설치되고, 상기 도전 부재의 양단은 상기 바이어스 전원 어셈블리 및 상기 접촉 부재와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 바이어스 전원 어셈블리에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 접촉 부재로 안내하는 데 사용되고,
    상기 절연 연결 부재는 상기 베이스 어셈블리 상에 설치되고, 상기 도전 부재를 상기 베이스 어셈블리와 전기적으로 절연시키는 데 사용되고,
    상기 접촉 부재와 상기 웨이퍼 운반 부재는 전기적으로 접촉되고, 상기 웨이퍼 운반 부재를 지지하고, 상기 바이어스 전압을 상기 웨이퍼 운반 부재에 도입하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉 부재는 환형이고, 상기 접촉 부재 상에는 적어도 하나의 개구가 개설되고, 상기 개구는 웨이퍼를 이송하기 위한 이송 부재에 의해 관통되는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절연 연결 부재는 제1 절연체 및 제2 절연체를 포함하고, 상기 도전 부재는 제1 도전체 및 제2 도전체를 포함하고, 여기에서, 상기 제1 절연체는 상기 베이스 어셈블리 상에 수평으로 설치되고, 상기 제2 절연체는 상기 제1 절연체 상에 수직으로 설치되고,
    상기 제1 도전체는 상기 제1 절연체에 관통 설치되며, 상기 제1 절연체로부터 연장되어 상기 바이어스 전원 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 도전체는 상기 제2 절연체에 관통 설치되며, 상기 제2 절연체로부터 연장되어 상기 제1 도전체 및 상기 접촉 부재와 각각 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 절연체는 교차 설치된 제1 절연부 및 제2 절연부를 포함하고, 상기 제2 절연체는 상기 제2 절연부 상에 수직으로 설치되고,
    상기 제1 도전체는 교차 설치되며, 전기적으로 연결된 제1 도전부 및 제2 도전부를 포함하고, 여기에서, 상기 제1 도전부는 상기 제1 절연부에 관통 설치되며, 상기 제1 절연부로부터 연장되어 상기 바이어스 전원 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 도전부는 상기 제2 절연부에 관통 설치되며, 상기 제2 도전체와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 절연체는 제1 절연 연결부 및 제2 절연 연결부를 포함하고, 상기 제1 절연 연결부 및 상기 제2 절연 연결부는 착탈 가능하도록 연결되고, 상기 제1 절연 연결부에는 제1 수용홈이 설치되고, 상기 제2 절연 연결부에는 상기 제1 수용홈에 대응되는 제2 수용홈이 설치되고, 상기 제1 수용홈과 상기 제2 수용홈은 끼워맞춤되어 수용 공간을 형성하고, 상기 제1 도전체는 상기 수용 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 절연체는 복수개이고, 복수의 상기 제2 절연체는 상기 제1 절연체 상에 이격 설치되고, 상기 제2 도전체의 수량은 상기 제2 절연체의 수량과 동일하고, 복수의 상기 제2 도전체는 복수의 상기 제2 절연체에 일일이 대응하도록 관통 설치되며, 상기 접촉 부재의 상이한 위치와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바이어스 전원 어셈블리는 바이어스 전원, 매처 및 RF 도입 부재를 포함하고, 여기에서, 상기 바이어스 전원은 상기 바이어스 전압을 제공하는 데 사용되고, 상기 매처는 임피던스 매칭을 구현하는 데 사용되고, 상기 RF 도입 부재는 상기 공정 챔버의 챔버벽 상에 밀봉 설치되고, 상기 RF 도입 부재의 일단은 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 상기 RF 도입 부재의 타단은 상기 매처를 통해 상기 바이어스 전원과 전기적으로 연결되어, 상기 바이어스 전원에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 바이어스 도입 어셈블리에 도입하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 RF 도입 부재는 RF 도입 구조 및 RF 차폐 구조를 포함하고, 여기에서, 상기 RF 차폐 구조는 상기 공정 챔버의 챔버벽 상에 밀봉 설치되고, 그 내부에는 제1 절연 부재가 설치되고, 상기 RF 도입 구조는 상기 제1 절연 부재에 관통 설치되며, 상기 RF 차폐 구조와 밀봉 연결되고, 상기 RF 도입 구조의 일단은 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 상기 바이어스 도입 어셈블리와 전기적으로 연결되고, 상기 RF 도입 구조의 타단은 상기 공정 챔버 외부에 위치하며, 상기 바이어스 전원과 전기적으로 연결되고, 상기 공정 챔버 내부에 위치한 상기 RF 도입 구조의 일단은 제2 절연 부재로 씌워지고, 상기 RF 도입 구조는 상기 바이어스 전원에 의해 제공되는 상기 바이어스 전압을 상기 바이어스 도입 어셈블리에 도입하는 데 사용되고, 상기 RF 차폐 구조는 상기 RF 도입 구조에 의해 도입되는 상기 바이어스 전압을 차폐하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 RF 도입 구조는 제1 도입부 및 제2 도입부를 포함하고, 상기 제1 도입부는 상기 공정 챔버 외부에 위치한 상기 RF 차폐 구조의 단부와 밀봉 연결되고, 상기 제1 도입부의 일단은 상기 바이어스 전원과 연결되고, 상기 제1 도입부의 타단은 상기 제1 절연 부재에 연장되어 들어가고, 상기 제2 도입부는 상기 공정 챔버 내부에 위치한 상기 RF 차폐 구조의 단부와 밀봉 연결되고, 상기 제2 도입부의 일단은 상기 바이어스 도입 어셈블리와 연결되고, 상기 제2 도입부의 타단은 상기 제1 절연 부재에 연장되어 들어가며, 상기 제1 도입부와 연결되고, 상기 제2 절연 부재는 상기 제2 도입부와 상기 바이어스 도입 어셈블리가 연결된 일단을 씌우도록 설치되는 것을 특징으로 하는 마그네트론 스퍼터링 장비.
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