KR20240025705A - 반도체 공정 챔버, 반도체 공정 디바이스 및 반도체 공정 방법 - Google Patents

반도체 공정 챔버, 반도체 공정 디바이스 및 반도체 공정 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 공정 챔버, 반도체 공정 디바이스 및 반도체 공정 방법을 제공한다. 챔버는 반응 캐비티(100) 및 반응 캐비티(100) 하방에 위치한 이송 캐비티(200)를 포함한다. 반응 캐비티(100)는 바닥부 개구를 통해 이송 캐비티(200)와 연통된다. 반도체 공정 챔버에는 베이스(300)가 설치된다. 베이스(300)의 바닥부에는 승강축(520)이 연결되어, 바닥부 개구를 통해 반응 캐비티(100)와 이송 캐비티(200) 사이에서 승강할 수 있다. 탄성이 있는 환형 밀봉 구조(400)가 베이스(300)의 하방에 설치되며 베이스(300)의 승강축(520) 주위를 둘러싼다. 베이스(300)가 이송 캐비티(200)까지 하강하는 과정에서, 베이스(300)는 환형 밀봉 구조(400)에 하방 압력을 가하여 압축시킬 수 있다. 베이스(300)가 반응 캐비티(100)까지 상승하여 환형 밀봉 구조(400)에 인가된 압력을 해제하면, 환형 밀봉 구조(400)가 반응 캐비티(100)의 바닥벽과 맞닿을 때까지, 자체 탄성력 작용 하에서 연장되어 바닥부 개구를 닫는다. 본 발명은 반응 캐비티(100)의 압력 제어 효과를 개선시키고, 공정 효과를 향상시킨다. 또한 웨이퍼 이송 시간을 단축시키고, 반도체 공정의 필름 형성 효율을 향상시킨다.

Description

반도체 공정 챔버, 반도체 공정 디바이스 및 반도체 공정 방법
본 발명은 반도체 공정 디바이스 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 공정 챔버, 상기 반도체 공정 챔버를 포함하는 반도체 공정 디바이스 및 상기 반도체 공정 디바이스에 적용되는 반도체 공정 방법에 관한 것이다.
전자 제품의 대중화, 업그레이드, 국제 환경의 변화에 따라 반도체 산업이 급속히 발전하였다. 그 중 초대규모 집적 회로의 발전이 두드러진다. 각 파운드리마다 최적의 증설 방안, 즉 생산 능력과 점용 면적의 비율을 극대화하는 방안이 시급하다. 현 단계에서 생산 능력을 높이기 위한 방안으로는 주로 두 가지가 있다. 하나는 필름 형성 속도를 높이는 것으로, 단위 시간당 필름 형성 기판 수량을 늘리는 것이다. 다른 하나는 동시에 필름을 형성하는 기판 수량을 늘리는 것이다.
그러나 종래의 단일 웨이퍼 가공 챔버로 생산 능력을 높이면 필름 형성 속도를 높일 수 있다. 그러나 필름 형성 속도를 높여 생산량을 늘리는 데에는 한계가 있다. 이에 비해, 대용량 다중 반응 영역 챔버 디바이스는 분명한 장점이 있다. 이 기술의 핵심은 각 반응 영역의 독립성에 있다. 즉, 격리 밀봉 구조를 통해 격리시켜 각 반응 영역의 독립성을 구현한다. 예를 들어 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 및 원자층 증착(atomic layer deposition, ALD) 공정 디바이스는, 격리 밀봉 구조를 통해 각 반응 영역의 가스 유동장이 안정적이고 균일하도록 보장한다. 또한 필름 형성의 안정성과 균일성도 보장한다. 그러나 대용량 다중 반응 영역 챔버 디바이스는 자체적인 웨이퍼 이송 구조의 한계로 인해, 각 반응 영역 사이가 연통되고 이송 캐비티의 내부 공간이 비교적 크며 가스 유동이 불규칙하다. 따라서 안정적이고 균일한 가스 유동을 보장할 수 없으며, 공정 과정에서 압력 제어가 불안정하여 궁극적으로 필름 품질에 영향을 미친다.
본 발명의 목적은 반도체 공정 챔버, 반도체 공정 디바이스 및 반도체 공정 방법을 제공하는 데에 있다. 상기 반도체 공정 챔버는 반응 캐비티의 압력 제어 효과를 개선하고, 반도체 공정의 공정 효과를 향상시킬 수 있다. 또한 웨이퍼 이송 시간을 단축하고 반도체 공정의 필름 형성 효과를 향상시킬 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 양상은 반도체 공정 챔버를 제공한다. 여기에는 반응 캐비티 및 상기 반응 캐비티 하방에 위치한 이송 캐비티가 포함된다. 상기 반응 캐비티는 바닥부 개구를 통해 상기 이송 캐비티와 연통된다. 상기 반도체 공정 챔버에는 베이스가 설치된다. 상기 베이스의 바닥부에는 승강축이 연결되어, 상기 바닥부 개구를 통해 상기 반응 캐비티와 상기 이송 캐비티 사이에서 승강할 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버는 탄성이 있는 환형 밀봉 구조가 더 설치된다. 상기 환형 밀봉 구조는 상기 베이스의 하방에 설치되며 상기 베이스의 승강축 주위를 둘러싼다. 상기 베이스가 상기 이송 캐비티까지 하강하는 과정에서, 상기 베이스는 상기 환형 밀봉 구조에 하방 압력을 가하여 압축시킬 수 있다. 상기 베이스가 상기 반응 캐비티까지 상승하여 상기 환형 밀봉 구조에 인가된 압력을 해제하면, 상기 환형 밀봉 구조가 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 맞닿을 때까지, 자체 탄성력 작용 하에서 연장되어 상기 바닥부 개구를 닫는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 상기 환형 밀봉 구조는 밀봉링 및 제1 탄성 밀봉 실린더를 포함한다. 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 꼭대기단은 상기 밀봉링의 바닥벽과 밀봉 연결된다. 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단은 상기 이송 캐비티의 바닥벽과 밀봉 연결된다. 상기 제1 탄성 밀봉 실린더가 연장되면, 상기 밀봉링의 꼭대기벽이 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 맞닿아, 상기 바닥부 개구를 닫는다.
상기 승강축의 바닥단은 상기 이송 캐비티의 바닥부에 설치되는 비아를 관통하며, 상기 이송 캐비티의 외부까지 연장된다. 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단은 상기 비아 주위를 둘러싸며, 상기 비아를 밀봉하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더는 벨로즈이다.
선택적으로, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단에는 연결 플랜지가 구비된다. 상기 이송 캐비티의 바닥벽 상에는 상기 비아를 둘러 제1 환형 수용홈이 형성된다. 상기 연결 플랜지는 상기 제1 환형 수용홈에 설치되고, 상기 연결 플랜지와 상기 제1 환형 수용홈이 서로 대향하는 2개의 표면 사이에 제1 밀봉 부재가 설치된다.
선택적으로, 상기 밀봉링은 오목판 및 오목판 플랜지를 포함한다. 상기 오목판 플랜지는 상기 오목판을 둘러싸도록 설치되며 상기 오목판의 외부 에지와 고정 연결된다. 상기 오목판 플랜지는 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 접촉시키는 데 사용된다. 상기 오목판은 상기 반응 캐비티의 일측을 향해 수용 오목홈을 구비하며, 상기 베이스 하강 시 상기 베이스를 수용하는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 반응 캐비티의 바닥벽은 상기 바닥부 개구를 둘러싸는 제2 환형 수용홈을 구비한다. 상기 제2 환형 수용홈은 상기 오목판 플랜지를 수용하는 데 사용된다. 상기 오목판 플랜지는 상기 제2 환형 수용홈과 서로 대향하는 2개의 표면 사이에 제2 밀봉 부재가 설치된다.
선택적으로, 상기 베이스는 상기 베이스의 둘레 방향을 따라 이격 분포된 복수의 베이스 홀을 구비한다. 복수의 상기 베이스 홀에는 복수의 지지 기둥이 일대일 대응하도록 설치된다. 각각의 상기 베이스 홀은 대응하는 상기 지지 기둥과의 사이에 위치제한 구조가 형성된다. 상기 위치제한 구조는 베이스가 상기 지지 기둥의 꼭대기단이 상기 베이스의 운반면보다 높지 않은 위치까지 상승하면, 상기 지지 기둥을 상기 베이스와 함께 상승시키는 데 사용된다.
상기 베이스가 하강하는 과정에서, 상기 지지 기둥은 그 바닥단과 상기 이송 캐비티의 바닥벽이 접촉된 후 하강이 정지된다. 따라서 상기 지지 기둥의 꼭대기단이 상기 베이스의 운반면보다 높아질 수 있다.
상기 환형 밀봉 구조는 복수의 상기 지지 기둥의 외측을 둘러싼다.
선택적으로, 상기 반응 캐비티는 복수개이다. 각각의 상기 반응 캐비티는 모두 상기 바닥부 개구를 구비한다. 상기 베이스의 수량은 상기 반응 캐비티의 수량과 동일하며, 일대일 대응하도록 설치된다. 상기 이송 캐비티에는 이송 매니퓰레이터가 설치되며, 상이한 상기 반응 캐비티에 대응하는 상기 베이스 사이에서 웨이퍼를 옮기는 데 사용된다.
선택적으로, 복수의 상기 반응 캐비티는 상기 이송 매니퓰레이터를 둘러싸도록 설치된다.
상기 이송 매니퓰레이터는 구동 어셈블리, 상단 플랜지 및 상기 상단 플랜지에 고정 설치되는 이송 핑거를 포함한다. 상기 구동 어셈블리는 상기 상단 플랜지 및 그 위에 고정된 상기 이송 핑거가 승강 동작 및 회전 동작을 수행하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 웨이퍼를 피킹하여, 상기 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 구동시키는 데 사용된다.
선택적으로, 상기 반도체 공정 챔버는 퍼지 장치를 더 포함한다. 상기 퍼지 장치는 상기 이송 캐비티 바닥부의 비아를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더에 퍼지 가스를 주입하는 데 사용된다.
본 발명의 제2 양상은 상기 어느 하나의 반도체 공정 챔버를 포함하는 반도체 공정 디바이스를 제공한다.
본 발명의 제3 양상은 반도체 공정 방법을 제공한다. 상기 반도체 공정 방법은 전술한 반도체 공정 디바이스에 적용된다. 상기 방법은 하기 단계를 포함한다.
상기 이송 캐비티에 위치한 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는다.
상기 베이스가 상기 반응 캐비티까지 상승하도록 제어하며, 이 과정에서 상기 환형 밀봉 구조가 상기 바닥부 개구를 닫는다.
반도체 공정을 수행한다.
상기 베이스가 상기 이송 캐비티까지 하강하도록 제어한다.
상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹한다.
선택적으로, 상기 반응 캐비티는 복수개이다. 각각의 상기 반응 캐비티는 모두 상기 바닥부 개구를 구비한다. 상기 베이스의 수량은 상기 반응 캐비티의 수량과 동일하며, 일대일 대응하도록 설치된다. 상기 이송 캐비티에는 이송 매니퓰레이터가 설치되며, 상이한 상기 반응 캐비티에 대응하는 상기 베이스 사이에서 웨이퍼를 옮기는 데 사용된다.
상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는 상기 단계는 하기 단계를 포함한다.
일부 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는다.
상기 이송 매니퓰레이터가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 다른 상기 베이스로 옮기도록 제어한다.
다시 일부 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는다.
상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹하는 상기 단계는 하기 단계를 포함한다.
일부 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹한다.
상기 이송 매니퓰레이터가 다른 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 일부 상기 베이스로 옮기도록 제어한다.
다시 일부 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹한다.
선택적으로, 복수의 상기 반응 캐비티는 상기 이송 매니퓰레이터를 둘러싸도록 설치된다. 상기 이송 매니퓰레이터는 구동 어셈블리, 상단 플랜지 및 상기 상단 플랜지에 고정 설치되는 이송 핑거를 포함한다. 상기 구동 어셈블리는 상기 상단 플랜지 및 그 위에 고정된 상기 이송 핑거가 승강 동작 및 회전 동작을 수행하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 웨이퍼를 피킹하여, 상기 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 구동시키는 데 사용된다.
상기 이송 매니퓰레이터가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 다른 베이스로 옮기도록 제어하는 상기 단계는 하기 단계를 포함한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거의 높이가 상기 공정 전 웨이퍼와 상기 베이스의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부의 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼 하방까지 회전하도록 제어한다. 또한 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 피킹하도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거에서 운반되는 공정 전 웨이퍼가 다른 상기 베이스 상방까지 회전하여 위치하도록 제어한다. 또한 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 공정 전 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 베이스에서 멀어지도록 제어한다.
상기 이송 매니퓰레이터가 다른 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 일부 상기 베이스로 옮기도록 제어하는 상기 단계는 하기 단계를 포함한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거의 높이가 상기 공정 전 웨이퍼와 상기 베이스의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부의 상기 이송 핑거가 다른 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼 하방까지 회전하도록 제어한다. 또한 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 다른 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 피킹하도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거에서 운반되는 공정 전 웨이퍼가 일부 상기 베이스 상방까지 회전하여 위치하도록 제어한다. 또한 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 공정 전 웨이퍼를 일부 상기 베이스에 올려놓도록 제어한다.
상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 베이스에서 멀어지도록 제어한다.
본 발명에 있어서, 반도체 공정 챔버에는 탄성이 있는 환형 밀봉 구조가 설치된다. 상기 환형 밀봉 구조는 베이스의 하방에 설치되며 베이스의 승강축 주위를 둘러싸고, 이송 캐비티를 구획하여 이격시키는 데 사용된다. 이는 환형 밀봉 구조 외측의 외부 공간 및 외부 환경을 환형 밀봉 구조 내측의 공간과 격리시킨다. 따라서 이송 캐비티의 베이스 하방 공간의 밀봉성을 보장한다. 또한, 베이스가 이송 캐비티로 하강하는 과정에서, 베이스는 환형 밀봉 구조에 하방 압력을 가해 압축시킬 수 있다. 따라서 환형 밀봉 구조가 베이스의 하강 운동에 영향을 미치지 않도록 보장한다. 베이스가 반응 캐비티까지 상승하고, 환형 밀봉 구조에 인가된 압력을 해제하면, 환형 밀봉 구조는 반응 캐비티의 바닥벽과 맞닿을 때까지 자체 탄성 작용 하에서 반응 캐비티의 바닥부 개구를 닫는다. 이때 환형 밀봉 구조는 반응 캐비티를 이송 캐비티 중 환형 밀봉 구조 외측에 위치한 외부 공간과 격리시킨다. 따라서 반응 캐비티의 밀봉 효과를 향상시키고, 반응 캐비티의 압력 제어 효과를 개선하며, 반도체 공정의 공정 효과를 향상시킨다. 또한 이송 캐비티의 환형 밀봉 구조 외측의 외부 공간에 위치한 매니퓰레이터 등 장치와 반응 캐비티 사이가 엄격한 이격 밀봉 관계를 갖도록 할 수도 있다. 따라서 반응 캐비티에서 반도체 공정을 수행할 때, 상기 외부 공간에 대해 진공 펌핑 처리를 수행할 수 있다. 이는 반도체 공정 간의 웨이퍼 이송 단계에서 다시 이송 캐비티를 백그라운드 진공으로 만들 필요가 없다. 따라서 웨이퍼 이송 시간이 단축되고, 반도체 공정의 필름 형성 효율이 향상되며, 기기 생산 능력이 향상된다. 또한, 본 발명에서 제공하는 반도체 공정 챔버는 특히 다중 반응 영역 챔버에 적용된다. 즉, 반응 캐비티는 복수개이다. 각 반응 캐비티 사이는 환형 밀봉 구조에 의해 엄격하게 밀봉될 수 있다. 이는 종래 기술에서 다중 반응 영역 챔버의 각 반응 영역 사이의 기류가 서로 간섭을 일으키는 문제를 해결할 수 있다. 따라서 다중 반응 영역 챔버의 필름 형성 품질을 향상시킬 수 있다.
첨부 도면은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것으로 명세서의 일부분을 구성한다. 이하의 구체적인 실시방식을 함께 참조하여 본 발명을 해석하나 이는 본 발명을 제한하지 않는다. 첨부 도면은 하기와 같다.
도 1은 종래의 다중 반응 영역 챔버 디바이스의 단일 공정 챔버의 구조도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버의 다른 상태의 개략도이다.
도 3은 도 2의 공정 챔버의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 다른 구조도이다.
도 6은 도 5의 반도체 공정 챔버의 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 디바이스에서 이송 매니퓰레이터와 복수의 공정 챔버의 베이스 사이의 상대적 위치관계도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 챔버에서 밀봉링과 제1 탄성 밀봉 실린더의 구조도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 방법의 흐름도이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 방법의 일부 단계의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 방법의 일부 단계의 흐름도이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시방식을 상세하게 설명한다. 본원에 설명된 구체적인 실시방식은 본 발명을 설명하고 해석하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하지 않음에 유의한다.
도 1 내지 도 3은 종래의 대용량 다중 반응 영역 챔버 디바이스의 단일 공정 챔버의 구조도이다. 여기에서 도 1은 베이스(4)가 웨이퍼 픽 앤 플레이스 위치까지 하강했을 때의 상태도이다. 도 2는 베이스(4)가 상승하여 분리판(7)의 개구를 닫고 반응 영역을 밀봉(실제 완전히 밀봉되지는 않으며, 이하 내용 참조)할 때의 반응 상태이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 승강핀(9)에 웨이퍼(13)를 로딩한 후, 베이스(4)가 상승한다. 이때 기판 승강핀(9)(pin)은 중력 작용 하에서 여전히 원래 위치(기판 승강핀(9)과 베이스(4)의 기판 승강핀(9)을 수용하는 홀 사이에 갭이 존재함)에 남아 있다. 기판 승강핀(9)의 상단 테이퍼면과 베이스(4)가 접촉할 때까지이며, 이때 기판 승강핀(9)의 테이퍼면은 이미 베이스(4) 홀 상단의 테이퍼면과 접촉된다. 베이스(4)는 계속 상승하고, 베이스(4)의 평면(14)은 벨로즈(8)의 하단면과 접촉하여 벨로즈(8)를 압축시킨다. 따라서 밀봉 효과가 나타나며, 상부 반응 영역을 하부 이송 영역과 이격시킨다.
그러나 실제로는 상부 반응 영역과 하부 이송 영역은 기판 승강핀(9)과 홀 사이의 갭을 통해서도 연통된다. 이는 반응 영역의 압력 제어 효과에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 반응 영역의 가스가 웨이퍼(13) 하방으로 흘러 기판 승강핀(9)과 홀 사이의 갭으로 흐를 수 있다. 나아가 하부 이송 영역에 유입되고 이송 영역 내에서 반응하여 입자를 형성한다. 베이스(4)가 하강하거나 웨이퍼를 이송할 때, 입자가 웨이퍼(13) 상표면에 떨어져 오염을 유발할 수 있다. 공정 과정에서, 공정 가스는 갭 25 에서 22가 가리키는 공간으로 유입되어 필름과 입자를 형성할 수도 있다. 베이스(4)가 하강하는 과정에서 이러한 입자는 웨이퍼(13) 상표면에 떨어져 오염을 유발할 수도 있다. 또한, 베이스(4)가 벨로즈(8)를 관통해야 하며, 벨로즈에는 주름 폭이 존재한다. 따라서 벨로즈 주름 폭도 일부 횡방향 공간을 차지해야 하므로, 챔버의 점용 면적이 증가한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양상은 반도체 공정 챔버를 제공한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 공정 챔버는 반응 캐비티(100) 및 반응 캐비티(100) 하방에 위치한 이송 캐비티(200)를 포함한다. 반응 캐비티(100)는 바닥부 개구를 통해 이송 캐비티(200)와 연통된다. 반도체 공정 챔버에는 베이스(300)가 설치된다. 상기 베이스(300)의 바닥부에는 승강축(520)이 연결되어, 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 통해 반응 캐비티(100)와 이송 캐비티(200) 사이에서 승강할 수 있다. 또한 반도체 공정 챔버에는 탄성이 있는 환형 밀봉 구조(400)가 더 설치된다. 상기 환형 밀봉 구조(400)는 베이스(300)의 하방에 설치되며 베이스(300)의 승강축(520) 주위를 둘러싸고, 이송 캐비티(200)를 구획하여 이격시키는 데 사용된다. 이는 환형 밀봉 구조(400) 외측의 외부 공간 및 외부 환경을 환형 밀봉 구조 내측의 공간과 격리시킨다. 따라서 이송 캐비티(200)의 베이스 하방 공간의 밀봉성을 보장한다.
베이스(300)가 이송 캐비티(200)로 하강하는 과정에서, 베이스(300)는 환형 밀봉 구조(400)에 하방 압력을 가해 압축시킬 수 있다. 따라서 환형 밀봉 구조가 베이스의 하강 운동에 영향을 미치지 않도록 보장할 수 있다. 베이스(300)가 반응 캐비티(100)까지 상승하고, 환형 밀봉 구조(400)에 인가된 압력을 해제하면, 환형 밀봉 구조(400)는 반응 캐비티(100)의 바닥벽과 맞닿을 때까지 자체 탄성 작용 하에서 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 닫는다. 이때 환형 밀봉 구조(400)는 반응 캐비티(100)를 이송 캐비티(200) 중 환형 밀봉 구조(400) 외측에 위치한 외부 공간과 격리시킨다. 따라서 반응 캐비티의 밀봉 효과를 향상시키고, 반응 캐비티의 압력 제어 효과를 개선하며, 반도체 공정의 공정 효과를 향상시킨다. 또한 이송 캐비티의 환형 밀봉 구조 외측의 외부 공간에 위치한 매니퓰레이터 등 장치와 반응 캐비티 사이가 엄격한 이격 밀봉 관계를 갖도록 할 수도 있다. 따라서 반응 캐비티(100)에서 반도체 공정을 수행할 때, 상기 외부 공간에 대해 진공 펌핑 처리를 수행할 수 있다. 이는 반도체 공정 간의 웨이퍼 이송 단계에서 다시 이송 캐비티를 백그라운드 진공으로 만들 필요가 없다. 따라서 웨이퍼 이송 시간이 단축되고, 반도체 공정의 필름 형성 효율이 향상되며, 기기 생산 능력이 향상된다.
또한, 본 발명에서 제공하는 반도체 공정 챔버는 특히 다중 반응 영역 챔버에 적용된다. 즉, 반응 캐비티는 복수개이다. 각 반응 캐비티 사이는 환형 밀봉 구조에 의해 엄격하게 밀봉될 수 있다. 이는 종래 기술에서 다중 반응 영역 챔버의 각 반응 영역 사이의 기류가 서로 간섭을 일으키는 문제를 해결할 수 있다. 따라서 다중 반응 영역 챔버의 필름 형성 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 환형 밀봉 구조(400)의 구조는 다양할 수 있다. 예를 들어, 환형 밀봉 구조(400)는 밀봉링(410) 및 제1 탄성 밀봉 실린더(420)를 포함한다. 여기에서, 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 모두 베이스(300)의 하방에 설치되며 베이스(300)의 승강축(520)을 씌우도록 설치된다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 꼭대기단은 상기 밀봉링(410)의 바닥벽과 밀봉 연결된다. 연결 위치는 예를 들어 밀봉링(410)의 내주 에지에 있다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단은 이송 캐비티(200)의 바닥벽과 밀봉 연결된다. 승강축(520)의 바닥단은 이송 캐비티(200) 바닥부에 설치되는 비아(250)를 관통하여, 이송 캐비티(200)의 외부까지 연장된다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단은 비아(250) 주위를 둘러싸며, 비아(250)를 밀봉시키는 데 사용된다.
제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 탄성을 갖는다. 이는 베이스(300)가 이송 캐비티(200)에 위치할 때 압축 상태가 된다. 베이스(300)가 반응 캐비티(100)까지 상승하고, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 인가되는 압력을 해제하면, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 자체 탄성력을 통해 밀봉링(410)이 상승(즉, 연장)하도록 구동시킬 수 있다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)가 상승하면, 밀봉링(410)의 꼭대기벽이 반응 캐비티(100)의 바닥벽과 맞닿아, 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 닫을 수 있다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 그 탄성력 작용 하에서, 밀봉링(410)을 반응 캐비티(100)의 바닥벽에 압착시킬 수 있다. 따라서 밀봉 효과를 보장할 수 있다.
본 발명의 선택적 실시방식으로서, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 벨로즈일 수 있다. 본 발명에 있어서, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 탄성을 통해 밀봉링(410)을 상승시킬 수 있다. 베이스(300) 높이가 하강하면, 베이스(300)가 밀봉링(410)에 하방 압력을 가하여 제1 탄성 밀봉 실린더(420)를 압축시킨다. 공정을 수행할 웨이퍼가 베이스(300)에 거치된 후, 베이스(300) 높이가 상승하며 반응 캐비티(100)로 진입한다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 밀봉링(410)을 들어올려, 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 닫도록 한다. 이때, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 이송 캐비티(200)를 밀봉 실린더 내부 공간(210)과 밀봉 실린더 외부 공간(220)으로 분리한다. 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에는 모두 기밀성 결함(예를 들어, 기판 승강핀(9)과 베이스(4)의 홀 사이의 갭)이 존재하지 않는다. 따라서 밀봉 실린더 내부 공간(210)과 밀봉 실린더 외부 공간(220) 및 밀봉 실린더 외부 공간(220)의 매니퓰레이터 등 장치를 이격시킬 수 있다. 나아가 반응 캐비티(100)에 공정 가스를 주입하여 반도체 공정을 수행할 때, 반응 캐비티(100)의 공정 가스가 반응 캐비티(100)와 밀봉 실린더 외부 공간(220) 사이의 기압차로 인해 밀봉 실린더 외부 공간(220)으로 누출되지 않는다. 따라서 반응 캐비티(100)의 압력 제어 효과가 향상된다.
본 발명에 있어서, 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)가 반응 캐비티(100)와 밀봉 실린더 내부 공간(210)을 밀봉 실린더 외부 공간(220)과 격리시킬 수 있다. 이는 반응 캐비티(100)의 밀봉 효과를 향상시키고, 반응 캐비티(100)의 압력 제어 효과를 개선하며, 나아가 반도체 공정의 공정 효과를 향상시킨다.
또한, 웨이퍼 표면의 청결도를 보장하기 위해, 이송 캐비티(200)는 매번 웨이퍼를 이송하기 전에 진공 펌핑을 수행해야 한다. 본 발명에서는 밀봉 실린더 외부 공간(220)의 매니퓰레이터 등 장치와 반응 캐비티(100) 사이가 엄격한 이격 밀봉 관계이다. 따라서 반응 캐비티(100)에서 반도체 공정을 수행할 때, 밀봉 실린더 외부 공간(220)에 대해 진공 펌핑 처리를 수행할 수 있다. 이는 반도체 공정 간의 웨이퍼 이송 단계에서 다시 이송 캐비티(200)를 백그라운드 진공으로 만들 필요가 없다. 따라서 웨이퍼 이송 시간이 단축되고, 반도체 공정의 필름 형성 효율이 향상되며, 기기 생산 능력이 향상된다.
또한, 본 발명에서 제공하는 반도체 공정 챔버 구조는 특히 다중 반응 영역 챔버(즉, 동일한 반도체 공정 챔버에 복수의 반응 캐비티(100)가 존재하며, 복수의 반응 캐비티(100)는 하방의 동일한 이송 캐비티(200)와 연통됨)에 적용된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 반응 캐비티(100)를 엄격하게 밀봉시킬 수 있다. 따라서 다중 반응 영역 챔버의 각 반응 영역(반응 캐비티) 사이의 기류가 서로 간섭을 일으키는 문제를 해결할 수 있다. 이는 다중 반응 영역 챔버의 필름 형성 품질을 향상시킨다.
본 발명의 실시예는 상기 반도체 공정 챔버에서 수행되는 반도체 공정의 반응 유형을 구체적으로 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 반도체 공정 챔버는 CVD(Chemical Vapor Deposition, 화학 기상 증착) 공정 챔버일 수도 있고, ALD(Atomic Layer Deposition, 원자층 증착) 공정 챔버일 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시방식에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 외경은 베이스(300)의 외경보다 작다. 따라서 챔버 치수를 추가적으로 증가시키지 않아, 각 공정 챔버의 점용 면적을 감소시키고, 기기 공간의 활용률을 높인다.
제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 양단과 밀봉링(410) 및 이송 캐비티(200) 바닥벽 사이의 연결 강도 및 분해 조립 편의성을 향상시키기 위해, 본 발명의 바람직한 실시방식에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단에 연결 플랜지(421)가 구비된다. 이송 캐비티(200)의 바닥벽에는 비아(250)를 둘러 제1 환형 수용홈(251)이 형성된다. 연결 플랜지(421)는 상기 제1 환형 수용홈(251)에 설치된다. 또한 연결 플랜지(421)와 제1 환형 수용홈(251)의 서로 대향하는 2개의 표면 사이에는 제1 밀봉 부재(252)가 설치되어, 이들 둘 사이의 갭을 밀봉하는 데 사용된다. 따라서 비아(250)에 대한 밀봉을 구현하여, 이송 캐비티(200)의 환형 밀봉 구조(400) 외측에 위치한 외부 공간 및 외부 환경을 환형 밀봉 구조(400)의 내측 공간과 이격시킨다.
기밀성을 향상시키기 위해, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단과 꼭대기단에는 모두 상기 연결 플랜지(421)가 구비된다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 바람직하게는 용접 방식에 의해 각각 바닥단 및 꼭대기단의 연결 플랜지(421)와 연결된다. 본 발명의 실시예에 있어서, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단과 꼭대기단은 각각 연결 플랜지(421)를 통해 다른 부재와 견고하게 연결된다. 따라서 제1 탄성 밀봉 실린더(420) 양단의 연결 강도를 향상시키는 동시에, 제1 탄성 밀봉 실린더(420) 및 그 내부 부재에 대한 유지보수를 수행할 때 분해 조립 효율성도 향상시킨다. 또한, 이송 캐비티(200)의 바닥벽에는 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 바닥단의 연결 플랜지(421)를 수용하는 제1 환형 수용홈(251)이 형성된다. 이는 제1 탄성 밀봉 실린더(420) 수평 위치의 위치 정확도를 향상시킨다.
본 실시예에서는 베이스(300)의 다른 구조를 구체적으로 제한하지 않는다. 예를 들어, 베이스(300)는 웨이퍼를 들어올리기 위한 지지 기둥을 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(300)는 베이스(300)의 둘레 방향을 따라 이격 분포된 복수의 베이스 홀(3개 이상)을 구비한다. 복수의 베이스 홀에는 복수의 지지 기둥(310)이 일대일 대응하도록 설치된다. 각각의 베이스 홀은 대응하는 지지 기둥(310)과의 사이에 위치제한 구조가 형성된다. 상기 위치제한 구조는 베이스(300)가 지지 기둥(310)의 꼭대기단이 베이스(300)의 운반면보다 높지 않은 위치까지 상승하면, 지지 기둥(310)을 베이스(300)와 함께 상승시키는 데 사용된다. 베이스(300)가 하강하는 과정에서, 지지 기둥(310)은 그 바닥단과 이송 캐비티(200)의 바닥벽이 접촉된 후 하강이 정지된다. 따라서 지지 기둥(310)의 꼭대기단이 베이스(300)의 운반면보다 높아질 수 있다. 환형 밀봉 구조(400)는 복수의 지지 기둥(310)의 외측을 둘러싼다. 즉, 복수의 지지 기둥(310)이 환형 밀봉 구조(400)에 의해 둘러싸이는 공간에 위치한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 위치제한 구조는 다양한 구조일 수 있다. 예를 들어 상기 위치제한 구조는 지지 기둥(310) 꼭대기부에 설치된 뒤집힌 테이퍼 구간(직경이 꼭대기부에서 아래로 점차 감소함), 및 베이스 홀의 꼭대기단에 설치되며 뒤집힌 테이퍼 구간과 맞추어지는 뒤집힌 테이퍼면이다. 베이스(300)가 낮은 위치에 있을 때, 지지 기둥(310) 바닥단이 이송 캐비티(200)의 바닥면과 부딪힌다. 이때, 지지 기둥(310)의 상단면이 베이스의 상단면보다 높아, 웨이퍼를 이송할 수 있는 충분한 공간을 확보한다. 베이스(300)가 상승하고, 지지 기둥(310) 상단의 뒤집힌 테이퍼 구간과 베이스 홀의 뒤집힌 테이퍼면이 접촉되기 전에, 지지 기둥(310)은 중력 작용에 의해 상승하지 않는다. 지지 기둥(310) 상단의 뒤집힌 테이퍼 구간이 베이스 홀의 뒤집힌 테이퍼면과 접촉된 후, 뒤집힌 테이퍼면의 지지력이 지지 기둥(310)이 받는 중력을 상쇄한다. 따라서 지지 기둥(310)이 베이스(300)를 따라 공정 위치로 상승하게 된다.
지지 기둥(310)과 베이스 홀 사이의 갭으로 인한 가스 누출 문제를 방지하고 엄격한 밀봉을 구현하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 복수의 지지 기둥(310)의 외측을 둘러싼다. 즉, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 내경이 베이스 원주 방향으로 분포된 베이스 홀이 있는 피치원보다 크다.
베이스(300)가 밀봉링(410)에 하방 압력을 가했을 때 이들 둘 사이의 상대적 위치의 안정성을 향상시키기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 밀봉링(410)에 오목판(411) 및 오목판 플랜지(412)를 포함시킨다. 오목판 플랜지(412)는 오목판(411)을 감싸도록 설치되며 오목판(411)의 외부 에지와 고정 연결되어, 반응 캐비티(100)의 바닥벽과 접촉시키는 데 사용된다. 오목판(411)은 반응 캐비티(100)를 향한 일측에 수용 오목홈(414)을 구비한다. 이는 베이스(300)가 반응 캐비티(100) 바닥부까지 하강할 때 베이스(300)를 수용한다. 밀봉링(410)의 수용 오목홈(414) 중앙에는 밀봉링(410)의 내부 홀(415)이 형성된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 밀봉링(410)의 표면에는 베이스(300)(수평면 상에서의 위치) 위치 및 크기와 대응되는 수용 오목홈(414)이 구비된다. 베이스(300)가 하강하면 먼저 수용 오목홈(414)에 떨어진 다음, 수용 오목홈(414)의 바닥면에 하방 압력을 가하여, 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 모두 하방 압력이 가해진다. 마찬가지로 베이스(300)가 상승하여 반응 캐비티(100)에 진입되기 전에, 밀봉링(410)은 모두 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 상승력 작용 하에서 베이스(300)와 접촉되고 베이스(300)를 수용 오목홈(414)에 유지시킨다. 따라서 수용 오목홈(414)의 측벽을 통해 밀봉링(410)과 베이스(300) 사이의 상대적 위치의 안정성을 유지하여, 웨이퍼 이송의 원활성을 향상시킨다. 동시에 밀봉링(410)이 상승하여 반응 캐비티(100)의 바닥부에 접촉할 때, 밀봉링(410)과 반응 캐비티(100) 바닥부 개구 사이의 상대적 위치도 보장할 수 있다. 나아가 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 반응 캐비티(100)에 대한 밀봉 효과를 보장한다.
연결 플랜지(421)가 베이스(300) 꼭대기부 기능층의 구조에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 밀봉링(410)의 수용 오목홈(414)의 깊이를 베이스(300) 바닥부의 가열판의 두께보다 작도록 한다.
반응 캐비티(100)의 밀봉 효과를 더욱 보장하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 반응 캐비티(100)의 바닥부(이송 캐비티(200)의 꼭대기벽)에 반응 캐비티(100) 바닥부 개구를 둘러싸는 제2 환형 수용홈(130)이 구비된다. 제2 환형 수용홈(130)은 오목판 플랜지(412)를 수용하는 데 사용된다. 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130)의 서로 대향하는 2개의 표면 사이에는 제2 밀봉 부재(131)가 설치되어, 이들 둘 사이의 갭을 밀봉하는 데 사용된다. 따라서 밀봉링(410)의 꼭대기벽이 반응 캐비티(100)의 바닥벽과 맞닿으면, 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 닫을 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 반응 캐비티(100)의 바닥벽에는 전술한 제2 환형 수용홈(130)이 구비된다. 밀봉링(410)이 상승한 후, 오목판 플랜지(412)는 제2 환형 수용홈(130)에 수직으로 진입한다. 따라서 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130) 사이의 끼워맞춤 관계를 통해 밀봉링(410) 수평 방향 자유도를 더욱 제한하여, 밀봉링(410)이 상하 방향을 따라 반응 캐비티(100)에 상대적으로 운동할 수만 있도록 한다. 이는 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 반응 캐비티(100)에 대한 밀봉 효과를 더욱 보장한다.
이송 캐비티(200)의 바닥면에서 제2 환형 수용홈(130)의 바닥면 사이까지의 거리는 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 자유 길이보다 짧아야 한다. 즉, 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 밀봉 효과를 보장하도록 항상 압축 상태에 있어야 한다.
밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)의 반응 캐비티(100)에 대한 밀봉 효과를 더욱 향상시키기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 도 4, 6 및 8에 도시된 바와 같이, 오목판 플랜지(412)의 꼭대기면에 오목판(411)을 중심으로 둘레 방향으로 연장되는 돌기 구조(413)가 형성된다. 제2 환형 수용홈(130)의 바닥면에는 (수평면 상에서의 투영) 위치, 형상이 대응하는 오목홈 구조가 형성된다. 따라서 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130) 사이의 갭의 폭이 연장되어, 오목판 플랜지(412)가 반응 캐비티(100) 바닥부 개구를 밀봉시키는 기밀성이 향상된다.
본 발명의 실시예에서는 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130)의 외부 윤곽 형상 및 돌기 구조(413)의 패턴 형상을 구체적으로 제한하지 않는다. 예를 들어, 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130)의 외부 윤곽 형상 및 돌기 구조(413)의 패턴 형상은 삼각형(또는 유사 삼각형), 정사각형(또는 유사 정사각형) 또는 변수가 더 많은 정다각형(또는 유사 정다각형) 등일 수 있다. 바람직하게는, 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130)의 외부 윤곽 형상 및 돌기 구조(413)의 패턴 형상이 모두 원형이므로, 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130) 사이가 받는 힘의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 오목판 플랜지(412)와 제2 환형 수용홈(130) 사이의 각도 정렬이 필요하지 않아, 디바이스 구조가 단순화되고 디바이스 조립 효율이 향상된다.
본 발명의 실시예에서는 베이스(300)의 승강을 어떻게 구동하는지를 구체적으로 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 선택적 실시방식에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 챔버의 바닥부에 승강 구동 어셈블리(510)가 설치된다. 승강 구동 어셈블리(510)는 승강축(520)을 통해 베이스(300)가 승강하도록 구동한다. 선택적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 승강 구동 어셈블리(510)는 가이드 레일-슬라이더 장치를 포함할 수 있다. 가이드 레일은 수직으로 연장되어 공정 챔버의 바닥부에 고정된다. 슬라이더는 가이드 레일에 이동 가능하도록 설치되며 승강축(520) 바닥단과 고정 연결된다. 슬라이더는 가이드 레일에서 수직으로 왕복 운동하여, 승강축(520) 및 승강축(520) 꼭대기단에 연결된 베이스(300)가 승강 운동을 하도록 구동시킨다.
반응 캐비티(100)에서 반도체 공정의 공정 효과를 더욱 향상시키고 베이스(300) 하방 구조의 청결도를 유지하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 반도체 공정 챔버에 퍼지 장치(미도시)가 더 포함된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 퍼지 장치는 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 퍼지 가스(a)를 주입하는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 퍼지 장치는 반도체 공정에서 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 퍼지 가스(a)를 주입할 수 있다. 따라서 베이스(300) 하부 공간의 가스 압력이 반응 영역 내 공정 가스의 압력보다 크도록 보장할 수 있다. 이는 공정 가스가 베이스(300) 하부 공간으로 유입되어 필름 및 입자를 형성하는 것을 방지한다(제1 탄성 밀봉 실린더(420), 밀봉링(410)과 베이스(300) 사이의 공간 사각지대, 기류가 아래에서 위로 원활하게 유동함). 또한 베이스(300) 하방 구조 표면의 청결도를 보장한다. 또한, 공정 가스가 퍼지 가스(a)에 의해 채워진 베이스(300) 하부 공간에 진입하지 않는다. 따라서 공정 가스로 채워야 하는 영역이 감소한다. 즉, 반응 영역의 용적이 감소하여, 동일한 양의 공정 가스가 반응 영역에 진입한 후 공정 가스의 농도가 증가한다. 따라서 반도체 공정의 필름 형성 속도가 향상된다.
베이스(300) 하부 공간의 기밀성을 더욱 향상시키기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 챔버에 제2 탄성 밀봉 실린더(530)가 더 포함된다. 제2 탄성 밀봉 실린더(530)의 꼭대기단은 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)와 밀봉 결된다. 제2 탄성 밀봉 실린더(530)의 바닥단은 승강축(520)의 바닥단과 밀봉 연결된다. 퍼지 장치는 제2 탄성 밀봉 실린더(530)의 바닥단과 연결되고, 제2 탄성 밀봉 실린더(530)를 통해 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)로 퍼지 가스(a)를 주입한다.
본 발명의 선택적 실시방식으로서, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반응 캐비티(100)의 외측에는 배기 통로(110)가 설치된다. 반응 캐비티(100)의 측벽에는 배기 홀이 형성된다. 반응 캐비티(100)는 배기 홀을 통해 배기 통로(110)와 연통된다. 또한 배기 홀의 높이는 베이스(300)의 공정 위치보다 높다.
본 발명의 실시예에 있어서, 반응 캐비티(100)의 외측에는 배기 통로(110)가 설치된다. 배기 통로(110)는 배기 홀을 통해 반응 캐비티(100)와 연통된다. 또한 제1 진공 포트(120)를 통해 외부의 진공 펌프와 연결된다. 따라서 반응 캐비티(100)에서 반응 폐가스 및 반응 영역으로 유입되는 퍼지 가스(a)를 추출한다(가스 유동 방향은 도 4에서 화살표 방향으로 도시함).
반응 캐비티(100)의 배기 홀을 통한 배기 통로(110)를 향한 배기의 균일성을 향상시켜 반도체 공정의 균일성을 향상시키기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 배기 통로(110)가 수평 방향을 따라 반응 캐비티(100)를 둘러싸도록 설치된다. 반응 캐비티(100)의 측벽에는 복수의 배기 홀이 형성되며, 복수의 배기 홀은 둘레 방향을 따라 균일하게 분포된다.
본 발명의 선택적 실시방식으로서, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이송 캐비티(200)의 바닥벽에는 제2 진공 포트(230)가 더 형성된다. 이송 캐비티(200)는 제2 진공 포트(230)를 통해 외부의 진공 펌프와 연결된다. 따라서 반응 캐비티(100)에서 반도체 공정이 수행될 때 밀봉 실린더 외부 공간(220)에 대해 진공 펌핑을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시방식으로서, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 공정 챔버는 복수의 반응 캐비티(100)를 포함한다. 각 반응 캐비티(100)는 모두 바닥부 개구를 통해 이송 캐비티(200)와 연통된다. 이송 캐비티(200)에는 이송 매니퓰레이터(600)가 설치되어, 상이한 반응 캐비티(100)에 대응하는 베이스(300) 사이에서 웨이퍼를 옮기는 데 사용된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 각 반응 캐비티(100)는 모두 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 의해 엄격하게 밀봉될 수 있다. 따라서 상이한 반응 캐비티(100) 사이의 기류가 상호 간섭하는 문제를 해결하고, 각 반응 캐비티(100)의 필름 형성 품질을 향상시킬 수 있다(발명자는 실험을 통해 이송 캐비티(200)를 진공 펌핑하고 이송 캐비티(200)의 압력을 검출하였으며, 이송 캐비티(200)의 가스 압력의 압력 상승률 값이 매우 작아(5mTorr/min보다 작음), 이송 캐비티(200)와 반응 캐비티(100) 사이의 밀봉 효과가 효과적으로 개선된 것으로 검증됨).
본 발명의 실시예에 있어서, 이송 매니퓰레이터(600)는 상이한 공정 챔버의 베이스(300) 사이에서 웨이퍼를 이송할 수 있다. 따라서 외부 매니퓰레이터는 이송 캐비티(200)의 이송 포트(240)로부터 이송 캐비티(200)의 일부 베이스(300)를 향해 웨이퍼를 올려놓거나 해당 일부 베이스(300)에서 웨이퍼를 피킹할 수만 있다(웨이퍼 픽 앤 플레이스 조작을 수행). 이는 외부 매니퓰레이터가 이송 캐비티(200)로 연장된 후 상이한 위치의 베이스(300)를 선택하는 위치결정 및 이송 동작을 단순화하여, 웨이퍼 위치의 안정성을 향상시킨다.
구체적으로, 이송 캐비티(200)(복수의 반응 캐비티(100)는 하나의 이송 캐비티(200)를 공유함)의 바닥벽에는 매니퓰레이터 비아가 형성된다. 이송 매니퓰레이터(600)는 구동 어셈블리 및 상단 플랜지(62)를 포함한다. 구동 어셈블리의 출력축 꼭대기단은 매니퓰레이터 비아를 관통하며 상단 플랜지(62)와 고정 연결된다. 복수의 반응 캐비티(100)에 대응하는 복수의 베이스(300)는 이송 매니퓰레이터(600)를 둘러싸도록 설치된다. 상단 플랜지(62)에는 이송 핑거(61)(제1 이송 핑거(611), 제2 이송 핑거(612), 제3 이송 핑거(613) 및 제4 이송 핑거(614)를 포함함)가 고정 설치된다. 구동 어셈블리는 상단 플랜지(62) 및 그 위에 고정된 이송 핑거(61)가 승강 동작 및 (출력축 축선 중심의) 회전 동작을 수행하여, 이송 핑거(61)가 일부 베이스(300)의 웨이퍼를 피킹하여, 해당 웨이퍼를 다른 베이스(300)에 올려놓도록 구동시키는 데 사용된다. 본 발명의 바람직한 일 실시방식에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 챔버는 4개의 반응 캐비티(100)에 대응하는 4개의 베이스(300)(제1 베이스(71), 제2 베이스(72), 제3 베이스(73) 및 제4 베이스(74))를 포함한다. 이는 이송 매니퓰레이터(600) 둘레 방향을 중심으로 등간격으로 설치된다.
본 발명의 선택적 실시방식으로서, 외부 매니퓰레이터는 2개의 베이스(300)(예를 들어, 제1 베이스(71) 및 제4 베이스(74))에 대해서만 웨이퍼 픽 앤 플레이스 조작을 수행한다. 이송 매니퓰레이터(600)는 다른 2개의 베이스(300)(예를 들어, 제2 베이스(72) 및 제3 베이스(73))로 웨이퍼를 옮긴다.
본 발명이 속한 기술 분야의 당업자의 이해를 돕기 위해, 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 공정 챔버를 이용하여 반도체 공정을 수행하는 구체적인 실시예를 제공한다.
반도체 공정이 시작되기 전, 4개의 베이스(300)는 모두 낮은 위치에 있다.
웨이퍼(700)는 공정 챔버 외부에서 이송 포트(240)를 거쳐 제1 베이스(71) 및 제2 베이스(72) 상방으로 이송된다. 이는 각각 제1 베이스(71) 및 제2 베이스(72)에 대응되는 복수의 지지 기둥(310)의 상단면으로 떨어진다. 이송 매니퓰레이터(600)의 구동 어셈블리는 상단 플랜지(62)가 소정 높이까지 상승하고 제1 이송 핑거(611)와 제2 이송 핑거(612)가 각각 제4 베이스(74)와 제1 베이스(71)에 의해 운반되는 웨이퍼(700) 하방으로 회전할 때까지 시계 방향으로 회전하도록 구동시킨다.
이송 매니퓰레이터(600)의 구동 어셈블리는 상단 플랜지(62)가 다시 상승하여, 제1 이송 핑거(611)와 제2 이송 핑거(612)가 각각 제1 베이스(71)와 제2 베이스(72)의 웨이퍼(700)를 들어올리도록 구동시킨다.
이어서, 상단 플랜지(62)가 시계 방향으로 180° 회전하여, 제1 이송 핑거(611)와 제2 이송 핑거(612)가 각각 제2 베이스(72)와 제3 베이스(73) 상방에 위치하도록 구동시킨다. 상단 플랜지(62)가 하강하여, 제1 이송 핑거(611)와 제2 이송 핑거(612)가 각각 웨이퍼(700)를 제2 베이스(72)와 제3 베이스(73)의 지지 기둥(310) 상단면에 올려놓도록 구동시킨다.
이송 매니퓰레이터(600)는 반시계 방향으로 일정 각도 회전하며, 베이스(300) 사이의 공간에 숨겨진다.
다시 2개의 웨이퍼(700)를 제1 베이스(71)와 제2 베이스(72) 상방으로 이송한다. 제1 베이스(71), 제2 베이스(72), 제3 베이스(73) 및 제4 베이스(74)는 각각 승강 구동 어셈블리(510)에 의해 상승하도록 구동된다. 제1 탄성 밀봉 실린더(420)는 밀봉링(410)의 오목판 플랜지(412)가 반응 캐비티(100)의 제2 환형 수용홈(130)에 진입될 때까지, 자체 탄성력 작용 하에서 연장되어 밀봉링(410)을 상승시킨다.
베이스(300)는 공정 위치까지 더 상승하고, 밀봉링(410)에서 이탈한다. 베이스(300)는 필요한 공정 위치까지 계속해서 상승한다. 반응 캐비티(100)에서 반도체 공정이 수행될 때, 퍼지 어셈블리는 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)에서 퍼지 가스(a)를 불어넣는다. 동시에 이송 캐비티(200)는 제2 진공 포트(230)를 통해 배기한다. 진공 펌프는 제1 진공 포트(120)를 통해 반응 영역 가스를 추출하여, 베이스(300) 하방 압력이 베이스(300) 상방 압력보다 크도록 보장한다. 공정 과정에서 공정 가스가 이송 캐비티에 유입되지 않으므로, 입자 공급원이 제거된다.
공정이 완료된 후, 승강 구동 어셈블리(510)는 베이스(300)가 낮은 위치로 하강되도록 구동시킨다. 웨이퍼(700)는 지지 기둥(310)에 의해 들어 올려지며, 베이스(300)의 상표면에서 이탈하여 웨이퍼를 피킹할 준비를 한다.
먼저 제1 베이스(71) 및 제4 베이스(74)의 웨이퍼(700)를 피킹하여 이송 포트(240)에서 반도체 공정 챔버 밖으로 이송한다.
그 후 구동 어셈블리는 2개의 이송 핑거(61)가 제2 베이스(72)와 제3 베이스(73) 상방에 위치한 웨이퍼(700) 하방으로 회전할 때까지, 상단 플랜지(62)가 시계 방향으로 회전하도록 구동시킨다. 구동 어셈블리는 상단 플랜지(62)가 2개의 이송 핑거(61)를 상승시키고 제2 베이스(72) 및 제3 베이스(73) 상방의 웨이퍼(700)를 각각 들어 올리도록 구동시킨다. 그런 다음 시계 방향으로 180° 회전한 후 하강하여, 2개의 웨이퍼(700)를 각각 제1 베이스(71)와 제4 베이스(74)에 올려 놓는다. 다시 제1 베이스(71)와 제4 베이스(74)의 웨이퍼(700)를 피킹하여 이송 포트(240)에서 반도체 공정 챔버 밖으로 이송한다.
상기와 같은 단계를 순환시켜 웨이퍼를 그룹화하여(반도체 공정 챔버에 4개의 반응 캐비티(100)가 포함된 경우 4개의 웨이퍼가 하나의 그룹이 됨) 처리함으로써 고효율 생산을 구현한다.
본 발명의 제2 양상은 상기 반도체 공정 챔버를 포함하는 반도체 공정 디바이스를 제공한다. 상기 반도체 공정 챔버를 채택함으로써, 본 실시예에서 제공하는 반도체 공정 디바이스는 상기 반도체 공정 챔버의 각종 이점을 얻을 수 있다. 이는 여기에서 반복하여 설명하지 않는다.
본 발명의 제3 양상은 반도체 공정 방법을 제공한다. 상기 반도체 공정 방법은 본 발명의 실시예에서 제공하는 반도체 공정 챔버에 적용된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다.
S1 단계: 이송 캐비티(200)에 위치한 베이스(300)에 공정 전 웨이퍼(700)를 올려놓는다.
S2 단계: 베이스(300)가 반응 캐비티(100)까지 상승하도록 제어한다. 이 과정에서 환형 밀봉 구조(400)는 반응 캐비티(100)의 바닥부 개구를 닫는다.
S3 단계: 반도체 공정을 수행한다.
S4 단계: 베이스(300)가 이송 캐비티(200)까지 하강하도록 제어한다.
S5 단계: 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 피킹한다.
본 발명에 있어서, 환형 밀봉 구조(400)(예를 들어 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)를 포함함)는 반응 캐비티(100)와 밀봉 실린더 내부 공간(210)을 밀봉 실린더 외부 공간(220)과 격리시킬 수 있다. 이는 반응 캐비티(100)의 밀봉 효과를 향상시키고, 반응 캐비티(100)의 압력 제어 효과를 개선하며, 나아가 반도체 공정의 공정 효과를 향상시킨다. 또한, 웨이퍼(700) 표면의 청결도를 보장하기 위해, 이송 캐비티(200)는 매번 웨이퍼를 이송하기 전에 진공 펌핑을 수행해야 한다. 본 발명에서는 밀봉 실린더 외부 공간(220)의 매니퓰레이터 등 장치와 반응 캐비티(100) 사이가 엄격한 이격 밀봉 관계이다. 따라서 반응 캐비티(100)에서 반도체 공정을 수행할 때, 밀봉 실린더 외부 공간(220)에 대해 진공 펌핑 처리를 수행할 수 있다. 이는 반도체 공정 간의 웨이퍼 이송 단계에서 다시 이송 캐비티(200)를 백그라운드 진공으로 만들 필요가 없다. 따라서 웨이퍼 이송 시간이 단축되고, 반도체 공정의 필름 형성 효율이 향상되며, 기기 생산 능력이 향상된다. 또한, 본 발명에서 제공하는 반도체 공정 챔버 구조는 특히 다중 반응 영역 챔버(즉, 동일한 반도체 공정 챔버에 복수의 반응 캐비티(100)가 존재하며, 복수의 반응 캐비티(100)는 하방의 동일한 이송 캐비티(200)와 연통됨)에 적용된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 환형 밀봉 구조(400)(예를 들어 밀봉링(410)과 제1 탄성 밀봉 실린더(420)를 포함함)는 반응 캐비티(100)를 엄격하게 밀봉시킬 수 있다. 따라서 다중 반응 영역 챔버의 각 반응 영역(반응 캐비티(100)) 사이의 기류가 서로 간섭을 일으키는 문제를 해결할 수 있다. 이는 다중 반응 영역 챔버의 필름 형성 품질을 향상시킨다.
반응 캐비티(100)에서 반도체 공정의 공정 효과를 더욱 향상시키고 베이스(300) 하방 구조의 청결도를 유지하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 반도체 공정 챔버에 퍼지 장치(미도시)가 더 포함된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 퍼지 장치는 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 퍼지 가스(a)를 주입하는 데 사용된다.
S3 단계는, 반도체 공정을 수행할 때, 퍼지 장치가 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 퍼지 가스(a)를 주입하도록 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 퍼지 장치는 반도체 공정에서 이송 캐비티(200) 바닥부의 비아(250)를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더(420)에 퍼지 가스(a)를 주입할 수 있다. 따라서 베이스(300) 하부 공간의 가스 압력이 반응 영역 내 공정 가스의 압력보다 크도록 보장할 수 있다. 이는 공정 가스가 베이스(300) 하부 공간으로 유입되어 필름 및 입자를 형성하는 것을 방지한다(제1 탄성 밀봉 실린더(420), 밀봉링(410)과 베이스(300) 사이의 공간 사각지대, 기류가 아래에서 위로 원활하게 유동함). 또한 베이스(300) 하방 구조 표면의 청결도를 보장한다. 또한, 공정 가스가 퍼지 가스(a)에 의해 채워진 베이스(300) 하부 공간에 진입하지 않는다. 따라서 공정 가스로 채워야 하는 영역이 감소한다. 즉, 반응 영역의 용적이 감소하여, 동일한 양의 공정 가스가 반응 영역에 진입한 후 공정 가스의 농도가 증가한다. 따라서 반도체 공정의 필름 형성 속도가 향상된다.
외부 매니퓰레이터가 이송 캐비티(200)로 연장된 후의 위치결정 및 이송 동작을 단순화하고 웨이퍼(700) 위치의 안정성을 향상시키기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시방식에서는, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 반도체 공정 챔버에 복수의 반응 캐비티(100)를 포함시킨다. 이송 캐비티(200)에는 이송 매니퓰레이터(600)가 설치되어, 반응 캐비티(100)에 대응하는 베이스(300) 사이에서 웨이퍼(700)를 옮기는 데 사용된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 베이스(300)에 공정 전 웨이퍼(700)를 올려놓는 S1 단계는 하기 단계를 포함한다.
S11 단계: 일부 베이스(300)에 공정 전 웨이퍼(700)를 올려놓는다.
S12 단계: 이송 매니퓰레이터(600)가 일부 베이스(300)의 공정 전 웨이퍼(700)를 다른 베이스(300)로 옮기도록 제어한다.
S13 단계: 다시 일부 베이스(300)에 공정 전 웨이퍼(700)를 올려놓는다.
이에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 피킹하는 S5 단계는 하기 단계를 포함한다.
S51 단계: 일부 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 피킹한다.
S52 단계: 이송 매니퓰레이터(600)가 다른 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 일부 베이스(300)로 옮기도록 제어한다.
S53 단계: 다시 일부 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 피킹한다.
구체적으로, 이송 캐비티(200)의 바닥벽에는 매니퓰레이터 비아가 형성된다. 이송 매니퓰레이터(600)에는 구동 어셈블리 및 상단 플랜지(62)가 포함된다. 구동 어셈블리의 출력축 꼭대기단은 매니퓰레이터 비아를 관통하며 상단 플랜지(62)와 고정 연결된다. 복수의 반응 캐비티(100)에 대응하는 복수의 베이스(300)는 이송 매니퓰레이터(600)를 둘러싸도록 설치된다. 상단 플랜지(62)에는 이송 핑거(61)(제1 이송 핑거(611), 제2 이송 핑거(612), 제3 이송 핑거(613) 및 제4 이송 핑거(614)를 포함함)가 고정 설치된다. 구동 어셈블리는 상단 플랜지(62) 및 그 위에 고정된 이송 핑거(61)가 승강 동작 및 (출력축 축선 중심의) 회전 동작을 수행하여, 이송 핑거(61)가 일부 베이스(300)의 웨이퍼(700)를 피킹하여, 해당 웨이퍼(700)를 다른 베이스(300)에 올려놓도록 구동시키는 데 사용된다.
이에 따라, 이송 매니퓰레이터(600)가 일부 베이스(300)의 공정 전 웨이퍼(700)를 다른 베이스(300)로 옮기도록 제어하는 S12 단계는 하기 단계를 포함한다.
S121 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 이송 핑거(61)의 높이가 공정 전 웨이퍼(700)와 베이스(300)의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어한다.
S122 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부 이송 핑거(61)가 일부 베이스(300)(예를 들어, 도 7에 도시된 반도체 공정 챔버에 4개의 반응 캐비티(100)가 포함된 경우, 일부 베이스(300)는 제1 베이스(71) 및 제4 베이스(74)일 수 있음)의 공정 전 웨이퍼(700) 하방까지 회전하도록 제어한다. 또한 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 상승하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 일부 베이스(300)(제1 베이스(71) 및 제4 베이스(74))의 공정 전 웨이퍼(700)를 피킹하도록 제어한다.
S123 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 이송 핑거(61)에서 운반되는 공정 전 웨이퍼(700)가 다른 베이스(300)(제2 베이스(72) 및 제3 베이스(73)) 상방까지 회전하여 위치하도록 제어한다. 또한 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 하강하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 공정 전 웨이퍼(700)를 다른 베이스(300)에 올려놓도록 제어한다.
S124 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 베이스(300)에서 멀어지도록 제어한다.
이에 따라, 이송 매니퓰레이터(600)가 다른 베이스(300)의 공정 후 웨이퍼(700)를 일부 베이스(300)로 옮기도록 제어하는 S52 단계는 하기 단계를 포함한다.
S521 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 이송 핑거(61)의 높이가 공정 전 웨이퍼(700)와 베이스(300)의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어한다.
S522 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부 이송 핑거(61)가 다른 베이스(300)(예를 들어, 제2 베이스(72) 및 제3 베이스(73))의 공정 전 웨이퍼(700) 하방까지 회전하도록 제어한다. 또한 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 상승하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 다른 베이스(300)의 공정 전 웨이퍼(700)를 피킹하도록 제어한다.
S523 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 이송 핑거(61)에서 운반되는 공정 전 웨이퍼(700)가 일부 베이스(300)(제1 베이스(71) 및 제4 베이스(74)) 상방까지 회전하여 위치하도록 제어한다. 또한 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 하강하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 공정 전 웨이퍼(700)를 일부 베이스(300)에 올려놓도록 제어한다.
S524 단계: 구동 어셈블리에서 상단 플랜지(62)가 회전하도록 구동하여, 이송 핑거(61)가 베이스(300)에서 멀어지도록 제어한다.
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 (14)

  1. 반도체 공정 챔버에 있어서,
    반응 캐비티 및 상기 반응 캐비티 하방에 위치한 이송 캐비티를 포함하고, 상기 반응 캐비티는 바닥부 개구를 통해 상기 이송 캐비티와 연통되고, 상기 반도체 공정 챔버에는 베이스가 설치되고, 상기 베이스의 바닥부에는 승강축이 연결되어, 상기 바닥부 개구를 통해 상기 반응 캐비티와 상기 이송 캐비티 사이에서 승강할 수 있고, 상기 반도체 공정 챔버에는 탄성이 있는 환형 밀봉 구조가 더 설치되고, 상기 환형 밀봉 구조는 상기 베이스의 하방에 설치되며 상기 베이스의 승강축 주위를 둘러싸고, 상기 베이스가 상기 이송 캐비티까지 하강하는 과정에서, 상기 베이스는 상기 환형 밀봉 구조에 하방 압력을 가하여 압축시킬 수 있고, 상기 베이스가 상기 반응 캐비티까지 상승하여 상기 환형 밀봉 구조에 인가된 압력을 해제하면, 상기 환형 밀봉 구조가 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 맞닿을 때까지, 자체 탄성력 작용 하에서 연장되어 상기 바닥부 개구를 닫는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환형 밀봉 구조는 밀봉링 및 제1 탄성 밀봉 실린더를 포함하고, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 꼭대기단은 상기 밀봉링의 바닥벽과 밀봉 연결되고, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단은 상기 이송 캐비티의 바닥벽과 밀봉 연결되고, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더가 연장되면, 상기 밀봉링의 꼭대기벽이 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 맞닿아, 상기 바닥부 개구를 닫고,
    상기 승강축의 바닥단은 상기 이송 캐비티의 바닥부에 설치되는 비아를 관통하여, 상기 이송 캐비티의 외부까지 연장되고, 상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단은 상기 비아의 주위를 둘러싸며, 상기 비아를 밀봉하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 탄성 밀봉 실린더가 벨로즈인 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 탄성 밀봉 실린더의 바닥단에는 연결 플랜지가 구비되고, 상기 이송 캐비티의 바닥벽 상에는 상기 비아를 둘러 제1 환형 수용홈이 형성되고, 상기 연결 플랜지는 상기 제1 환형 수용홈에 설치되고, 상기 연결 플랜지와 상기 제1 환형 수용홈의 서로 대향하는 2개의 표면 사이에 제1 밀봉 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉링은 오목판 및 오목판 플랜지를 포함하고, 상기 오목판 플랜지는 상기 오목판을 둘러싸도록 설치되며 상기 오목판의 외부 에지와 고정 연결되고, 상기 오목판 플랜지는 상기 반응 캐비티의 바닥벽과 접촉시키는 데 사용되고, 상기 오목판은 상기 반응 캐비티의 일측을 향해 수용 오목홈을 구비하며, 상기 베이스가 하강할 때 상기 베이스를 수용하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반응 캐비티의 바닥벽은 상기 바닥부 개구를 둘러싸는 제2 환형 수용홈을 구비하고, 상기 제2 환형 수용홈은 상기 오목판 플랜지를 수용하는 데 사용되고, 상기 오목판 플랜지와 상기 제2 환형 수용홈의 서로 대향하는 2개의 표면 사이에 제2 밀봉 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베이스는 상기 베이스의 둘레 방향을 따라 이격 분포된 복수의 베이스 홀을 구비하고, 복수의 상기 베이스 홀에는 복수의 지지 기둥이 일대일 대응하도록 설치되고, 각각의 상기 베이스 홀은 대응하는 상기 지지 기둥과의 사이에 위치제한 구조가 형성되고, 상기 위치제한 구조는 베이스가 상기 지지 기둥의 꼭대기단이 상기 베이스의 운반면보다 높지 않은 위치까지 상승하면, 상기 지지 기둥을 상기 베이스와 함께 상승시키는 데 사용되고,
    상기 베이스가 하강하는 과정에서, 상기 지지 기둥은 그 바닥단과 상기 이송 캐비티의 바닥벽이 접촉된 후 하강이 정지되어, 상기 지지 기둥의 꼭대기단이 상기 베이스의 운반면보다 높아질 수 있도록 하고,
    상기 환형 밀봉 구조는 복수의 상기 지지 기둥의 외측을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 캐비티는 복수개이고, 각각의 상기 반응 캐비티는 모두 상기 바닥부 개구를 구비하고, 상기 베이스의 수량은 상기 반응 캐비티의 수량과 동일하며, 일대일 대응하도록 설치되고, 상기 이송 캐비티에는 이송 매니퓰레이터가 설치되며, 상이한 상기 반응 캐비티에 대응하는 상기 베이스 사이에서 웨이퍼를 옮기는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 반응 캐비티는 상기 이송 매니퓰레이터를 둘러싸도록 설치되고,
    상기 이송 매니퓰레이터는 구동 어셈블리, 상단 플랜지 및 상기 상단 플랜지에 고정 설치되는 이송 핑거를 포함하고, 상기 구동 어셈블리는 상기 상단 플랜지 및 그 위에 고정된 상기 이송 핑거가 승강 동작 및 회전 동작을 수행하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 웨이퍼를 피킹하여, 상기 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 구동시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 공정 챔버는 퍼지 장치를 더 포함하고, 상기 퍼지 장치는 상기 이송 캐비티의 바닥부의 비아를 통해 제1 탄성 밀봉 실린더에 퍼지 가스를 주입하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 챔버.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 반도체 공정 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 디바이스.
  12. 제11항에 따른 반도체 공정 디바이스에 적용되는 반도체 공정 방법에 있어서,
    상기 이송 캐비티에 위치한 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는 단계;
    상기 베이스가 상기 반응 캐비티까지 상승하도록 제어하며, 이 과정에서 상기 환형 밀봉 구조가 상기 바닥부 개구를 닫는 단계;
    반도체 공정을 수행하는 단계;
    상기 베이스가 상기 이송 캐비티까지 하강하도록 제어하는 단계; 및
    상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반응 캐비티는 복수개이고, 각각의 상기 반응 캐비티는 모두 상기 바닥부 개구를 구비하고, 상기 베이스의 수량은 상기 반응 캐비티의 수량과 동일하며, 일대일 대응하도록 설치되고, 상기 이송 캐비티에는 이송 매니퓰레이터가 설치되며, 상이한 상기 반응 캐비티에 대응하는 상기 베이스 사이에서 웨이퍼를 옮기는 데 사용되고,
    상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는 상기 단계는,
    일부 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는 단계;
    상기 이송 매니퓰레이터가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 다른 상기 베이스로 옮기도록 제어하는 단계; 및
    다시 일부 상기 베이스에 공정 전 웨이퍼를 올려놓는 단계를 포함하고,
    상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹하는 상기 단계는,
    일부 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹하는 단계;
    상기 이송 매니퓰레이터가 다른 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 일부 상기 베이스로 옮기도록 제어하는 단계; 및
    다시 일부 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 피킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    복수의 상기 반응 캐비티는 상기 이송 매니퓰레이터를 둘러싸도록 설치되고, 상기 이송 매니퓰레이터는 구동 어셈블리, 상단 플랜지 및 상기 상단 플랜지에 고정 설치되는 이송 핑거를 포함하고, 상기 구동 어셈블리는 상기 상단 플랜지 및 그 위에 고정된 상기 이송 핑거가 승강 동작 및 회전 동작을 수행하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 웨이퍼를 피킹하여, 상기 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 구동시키는 데 사용되고,
    상기 이송 매니퓰레이터가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 다른 베이스로 옮기도록 제어하는 상기 단계는,
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거의 높이가 상기 공정 전 웨이퍼와 상기 베이스의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어하는 단계;
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부의 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼 하방까지 회전하도록 제어하고, 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 일부 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 피킹하도록 제어하는 단계;
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거에서 운반되는 공정 전 웨이퍼가 다른 상기 베이스의 상방까지 회전하여 위치하도록 제어하고, 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 공정 전 웨이퍼를 다른 상기 베이스에 올려놓도록 제어하는 단계; 및
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 베이스에서 멀어지도록 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 이송 매니퓰레이터가 다른 상기 베이스의 공정 후 웨이퍼를 일부 상기 베이스로 옮기도록 제어하는 상기 단계는,
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승 또는 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거의 높이가 상기 공정 전 웨이퍼와 상기 베이스의 운반면 사이까지 상승 또는 하강하도록 제어하는 단계;
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 적어도 일부의 상기 이송 핑거가 다른 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼 하방까지 회전하도록 제어하고, 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 상승하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 다른 상기 베이스의 공정 전 웨이퍼를 피킹하도록 제어하는 단계;
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거에서 운반되는 공정 전 웨이퍼가 일부 상기 베이스의 상방까지 회전하여 위치하도록 제어하고, 상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 하강하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 공정 전 웨이퍼를 일부 상기 베이스에 올려놓도록 제어하는 단계; 및
    상기 구동 어셈블리에서 상기 상단 플랜지가 회전하도록 구동하여, 상기 이송 핑거가 상기 베이스에서 멀어지도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정 방법.
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