KR100713330B1

KR100713330B1 - 헬륨 리키지 오염을 방지시키는 정전척 장치

Info

Publication number: KR100713330B1
Application number: KR1020050063262A
Authority: KR
Inventors: 권형배
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2007-05-04
Also published as: KR20070008207A

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비에서 헬륨 가스의 리키지로 인한 정전척의 오염을 방지시키는 정전척 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 반도체 제조 설비의 정전척 장치에 있어서, 정전척 장치 상부에 테프론 재질로 정전척 표면과 접촉 시 재질 특성상 정전척 표면 손상이 없고, 공정 웨이퍼와 동일 크기 및 두께로 제작되는 정전척 보호 커버를 정전척 상부에 위치시키고 펌핑을 함으로써, 헬륨 가스가 웨이퍼와 정전척 사이에 머물지 못하고 장비에서 정해놓은 스펙 이상의 리키지에 의해 외부로 방출 시 파티클로 인해 정전척과 웨이퍼가 오염되는 것을 방지시킨다.

정전척, 웨이퍼, 파티클, 헬륨, 리키지

Description

헬륨 리키지 오염을 방지시키는 정전척 장치{ELECTRO STATIC CHUCK FOR PREVENTING POLLUTION OCCURED BY HE LEAKAGE}

도 1은 종래 반도체 제조 설비의 정전척 장치 구성도,

도 2는 종래 반도체 제조 설비의 정전척 장치에서 헬륨 가스 리키지 예시도,

도 3은 종래 헬륨 가스 리키지에 의한 정전척의 파티클 오염 예시도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 정전척 보호 커버를 구비한 반도체 제조 설비의 정전척 장치 구성도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 정전척 보호 커버에 의한 파티클 차단 예시도,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 펌핑 후, 로봇을 이용한 정전척 보호 커버의 loadlock 챔버 외부 이송 예시도.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 헬륨 리키지에 의한 정전척 오염을 방지시키는 공정 처리 흐름도.

<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>

100 : 정전척 102 : 웨이퍼

104 : 헬륨 공급 라인 400 : 정전척 보호 커버

본 발명은 반도체 제조 설비의 정전척(Electro Static Chuck : ESC) 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 제조설비에서 헬륨(He) 가스의 리키지(Leakage)로 인한 정전척의 오염을 방지시키는 정전척 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 제조함에 있어서 식각 공정 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 공정에서 정정척 장치를 사용한다. 상기 식각 공정 또는 CVD 공정을 위한 챔버내에서 웨이퍼가 놓이는 전극의 척과 웨이퍼 사이에는 고진공 상태로 이 상태에서는 온도 전달이 잘 안되므로 헬륨 가스를 상기 전극의 척에서 플로우시키도록 하고 있는데, 상기 정전척 장치는 이때 웨이퍼가 헬륨 가스 플로우(flow) 압력에 날아가는 것을 방지하기 위하여 사용된다.

한편, 반도체 소자 제조를 위한 위와 같은 식각 공정 또는 CVD 공정시에는 고온의 플라즈마 온도에서 감광막이 버닝(burning)되는 것을 방지하기 위해 웨이퍼(wafer) 뒷면(back side)을 저온으로 유지시키는 냉각(cooling)장치가 사용되고 있으며, 일반적으로 챔버내 웨이퍼와 웨이퍼를 놓는 부위인 정전척 사이에 헬륨을 공급하여 웨이퍼를 냉각시키고 있다.

도 1은 종래 반도체 제조 설비의 정전척 장치 구성을 도시한 것으로, 상기 도 1을 참조하면, 챔버내 하부로부터 캐소드를 통하여 공급된 헬륨(Helium)이 정전 척(100) 하부에 있는 헬륨 공급라인(104)을 통해 정전척 배면의 중앙부 및 에지부로 확산된 후, 해당 부위에 있는 홀을 통해 정전척 상부쪽으로 확산되어 웨이퍼(102)와 접촉하여 웨이퍼를 냉각시키게된다.

그러나 위와 같은 종래 헬륨가스를 이용한 냉각에서는 헬륨가스가 웨이퍼(102)와 정전척(100) 사이에 머물지 못하고 장비에서 정해놓은 스펙 이상의 리키지에 의해 외부로 방출되는 경우 헬륨가스 리키지(106)로 인해 공정이 중단되고 챔버내 파티클(particle)이 순간 챔버 상태(chamber condition)의 불안정으로 웨이퍼 표면으로 떨어져서 웨이퍼를 오염시키는 문제점이 있었다.

즉, 도 2에서 보여지는 바와 같이 챔버 클리닝 후, 펌핑 시 발생하는 헬륨 리키지(200)가 도 3에서 보여지는 바와 같이 세라믹 돔(ceramic dome)(302) 내벽에 붙어 있던 파티클(300)을 챔버 펌핑과 동시에 정전척 표면 위로 떨어지도록 하여 헬륨 리키지를 유발시키게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 챔버 클리닝 후, 펌핑 시 헬륨 가스 리키지로 인해 정전척 표면이 파티클로 오염되는 것을 방지시키기 위한 정전척 보호 커버를 구비하는 반도체 제조설비의 정전척 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체 제조 설비의 정전척 장치로서, 챔버내 공정 수행될 웨이퍼를 정전기적으로 안착시키는 정전척과, 상기 정전척 배면의 중앙부와 에지부로 헬륨가스를 공급하여 확산시키는 헬륨가스 공급 라인과, 상기 정전척 상부에 위치되어 헬륨가스 펌핑 시 헬륨가스 리키지로 인한 정전척 상 부의 파티클 오염을 방지시키는 정전척 보호 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예의 동작을 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 정전척 보호 커버를 구비한 정전척 장치 및 위 정정척 장치를 구비한 챔버 단면도를 도시한 것이다.

상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 정전척 장치는 정전척 배면의 중앙부와 에지부로 헬륨가스를 공급하여 확산시키는 헬륨가스 공급 라인과, 챔버내 공정 수행될 웨이퍼를 정전기적으로 안착시키는 정전척과, 정전척 상부에 위치되어 헬륨가스 펌핑 시 헬륨가스 리키지로 인한 정전척 상부의 파티클 오염을 방지시키는 정전척 보호 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 상기 도 4 및 도 5를 참조하여 동작을 상세히 설명하기로 한다. 먼저 챔버내 하부로부터 캐소드를 통하여 공급된 헬륨가스는 상기 도 1의 설명에서와 마찬가지로 정전척(100) 하부에 있는 헬륨 공급라인(104)을 통해 정전척(100) 배면의 중앙부 및 에지부로 확산된 후, 해당 부위에 있는 홀을 통해 정전척 상부쪽으로 확산되어 웨이퍼와 접촉하여 웨이퍼를 냉각시키게된다.

이때 상기 도 3에서와 같이 챔버 클리닝 후, 펌핑 시 발생하는 헬륨 리키지(200)가 세라믹 돔(ceramic dome)(302) 내벽에 붙어 있던 파티클(300)을 챔버 펌핑과 동시에 정전척(100) 표면 위로 떨어지도록 하여 헬륨 리키지를 유발시키게 됨은 전술한 바와 같다.

이에 따라 본 발명에서는 상기 도 4 및 도 5에서 보여지는 바와 같이 테프론 재질로 정전척 표면과 접촉 시 재질 특성상 정전척 표면 손상이 없고, 8인치 공정 웨이퍼와 동일 크기에 동일 두께로 제작되는 정전척 보호 커버(ESC cover)(400)를 정전척(100) 상부에 위치시키고 펌핑(pumping)을 함으로써, 헬륨 가스가 웨이퍼와 정전척 사이에 머물지 못하고 장비에서 정해놓은 스펙 이상의 리키지에 의해 외부로 방출 시 발생하는 파티클(300)에 의한 정전척(100) 오염을 방지시키게 된다.

또한 위와 같은 정전척 보호 커버(400)는 정전척 펌핑 시 정전척을 파티클로부터 보호도 하지만 브로큰(broken)의 위험이 없어 도 6에서 보여지는 바와 같이 펌핑 후, 로봇(robot)(600)을 이용 Loadlock 챔버(chamber)로 안전하게 웨이퍼를 이송시키도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 정전척 보호 커버를 구비한 정전척 장치에서 헬륨 리키지로 인한 정전척 오염을 방지시키는 공정 처리 흐름을 도시한 것이다. 상기 도 7을 참조하면, 먼저 상기 도 6에서와 같이 로봇에 의해 정전척 보호 커버가 챔버내 정전척 위로 로딩되어(S700) 정전척 상부에 안착된 후(S702), 상기 정전척 보호 커버가 안착된 상태에서 챔버내 클리닝 후, 헬륨 가스 펌핑 공정을 수행하게 된다(S704).

이때 전술한 바와 같이 정전척 보호 커버가 상기 헬륨 가스 펌핑 시 헬륨가스 리키지로 인해 발생할 수 있는 파티클로 인한 정전척의 오염을 방지시키게 되는 것이다. 이와 같이 정전척을 파티클의 오염으로부터 보호하는 정전척 보호 커버는 상기 펌핑 수행 후, 상기 도 6에서와 같이 로봇에 의해 언로딩되어 Loadlock 챔버 (chamber)로 안전하게 이송된다(S706).

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 반도체 제조 설비의 정전척 장치에 있어서, 정전척 장치 상부에 테프론 재질로 정전척 표면과 접촉 시 재질 특성상 정전척 표면 손상이 없고, 공정 웨이퍼와 동일 크기 및 두께로 제작되는 정전척 보호 커버를 정전척 상부에 위치시키고 펌핑을 함으로써, 헬륨 가스가 웨이퍼와 정전척 사이에 머물지 못하고 장비에서 정해놓은 스펙 이상의 리키지에 의해 외부로 방출 시 파티클로 인해 정전척과 웨이퍼가 오염되는 것을 방지시키는 이점이 있다.

Claims

반도체 제조 설비의 정전척 장치로서,

챔버내 공정 수행될 웨이퍼를 정전기적으로 안착시키는 정전척과,

상기 정전척 배면의 중앙부와 에지부로 헬륨가스를 공급하여 확산시키는 헬륨가스 공급 라인과,

상기 정전척 상부에 위치되어 헬륨가스 펌핑 시 헬륨가스 리키지로 인한 정전척 상부의 파티클 오염을 방지시키는 정전척 보호 커버

를 포함하는 헬륨 리키지 오염을 방지시키는 정전척 장치.
제1항에 있어서,

상기 정전척 보호 커버는, 테프론 재질로 상기 정전척에서 공정 수행되는 웨이퍼와 동일 크기와 두께로 제작되는 것을 특징으로 하는 헬륨 리키지 오염을 방지시키는 정전척 장치.
챔버내 공정 수행될 웨이퍼를 정전기적으로 안착시키는 정전척과, 상기 정전척 배면의 중앙부와 에지부로 헬륨가스를 공급하여 확산시키는 헬륨가스 공급 라인과, 상기 정전척 상부에 위치되는 정전척 보호 커버를 구비하는 정전척 장치에서 정전척의 헬륨 가스 리키지 오염을 방지시키는 방법으로서,

(a)로봇 이송되는 정전척 보호 커버를 상기 챔버내 정전척 상부로 로딩시키는 단계와,

(b)상기 챔버내로 로딩된 정전척 보호 커버를 정전척 상부에 안착시키는 단계와,

(b)상기 정전척 보호 커버가 정전척 상부에 안착된 상태에서 챔버내 클리닝 후, 헬륨 가스 펌핑을 수행하는 단계와,

(d)상기 펌핑 수행 후, 상기 정전척 보호 커버를 언로딩하여 챔버 외부로 로봇 이송시키는 단계

를 포함하는 정전척의 헬륨 리키지 오염 방지 방법.
제3항에 있어서,

상기 정전척 보호 커버는, 테프론 재질로 상기 정전척에서 공정 수행되는 웨이퍼와 동일 크기와 두께로 제작되는 것을 특징으로 하는 정전척의 헬륨 리키지 오염 방지 방법.