KR20180106560A

KR20180106560A - 반도체 제조 장치

Info

Publication number: KR20180106560A
Application number: KR1020170035079A
Authority: KR
Inventors: 진성필; 양인수; 김진규
Original assignee: 스템코 주식회사
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-01
Also published as: KR101947364B1

Abstract

반도체 제조 장치가 제공된다. 반도체 제조 장치는, 기판을 처리하는 챔버, 상기 기판 상에서, 상기 챔버를 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 차단막, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 반송하는 반송 수단, 상기 제1 영역에서 상기 기판에 제1 처리액을 분사하는 제1 분사 수단, 및 상기 제2 영역에서 상기 기판에 제2 처리액을 분사하는 제2 분사 수단을 포함하되, 상기 차단막은 상기 기판의 상면으로부터 이격된다.

Description

반도체 제조 장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정 중 습식 식각 공정은 처리액을 이용하여 피처리물에 형성된 박막의 일부를 식각함으로써 원하는 패턴을 형성한다. 습식 식각 공정은 예를 들어, 전처리 단계, 식각 단계 및 후처리 단계로 구성될 수 있으며, 생산성을 위해 각각의 단계는 하나의 연속 공정으로 처리되는 인라인(In-Line)으로 구성된다.

즉, 공정 단계들에 대하여 챔버들이 독립적으로 구성되지 않고, 제품의 투입과 반입이 연속적으로 수행됨에 따라 단계들 사이의 간섭의 가능성이 존재한다. 예를 들어, 식각 단계에서 흄(fume)과 같은 분사된 처리액이 전처리 단계로 유입되어 피처리물의 표면에 부착되는 경우 후속 단계인 식각 단계에서 처리액에 의한 식각의 진행을 방해할 수 있다.

따라서 복수의 단계들이 연속적으로 수행되는 피처리물에 대한 식각 공정에서, 각각의 단계들 사이에 처리액 또는 처리액의 비산물들이 다른 단계에 유입되어 피처리물에 부착되지 않는 반도체 제조 장치가 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 챔버 내에 배치된 차단막을 포함하여, 서로 다른 처리액이 분사되는 식각 공정 내의 서로 다른 단계에서 처리액이 피처리물에 부착되는 것을 방지할 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 기판을 처리하는 챔버, 상기 기판 상에서, 상기 챔버를 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 차단막, 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 반송하는 반송 수단, 상기 제1 영역에서 상기 기판에 제1 처리액을 분사하는 제1 분사 수단, 및 상기 제2 영역에서 상기 기판에 제2 처리액을 분사하는 제2 분사 수단을 포함하되, 상기 차단막은 상기 기판의 상면과 상기 챔버의 상벽으로부터 각각 이격된다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 챔버는 상기 기판을 습식 식각하는 습식 식각 챔버일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 처리액은 물을 포함하고, 상기 제2 처리액은 상기 기판 상에 형성된 금속박을 식각하여 상기 기판 상에 배선 패턴을 형성하기 위한 식각액을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 차단막은 적어도 2개 이상의 차폐막이 중첩되는 구조를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 차단막은, 제1 차폐막과, 상기 제1 차폐막의 양 측벽 상에 각각 배치되는 제2 차폐막 및 제3 차폐막을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 차폐막은 제2 차폐막 및 제3 차폐막의 하면으로부터 상기 기판의 상면 방향으로 돌출되는 돌출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 돌출부의 측벽과, 상기 제2 차폐막의 하면에 의해 단차가 정의될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 차폐막은 테플론 재질을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 차단막은 단일막 구조를 포함하되, 상기 차단막의 적어도 일부는 탈착 가능하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 차단막은 상기 기판의 상면으로부터 제1 거리로 이격되고, 상기 챔버의 상벽으로부터 상기 제1 거리와 다른 제2 거리로 이격될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 클 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 거리는 0.5mm 내지 1.5mm 일 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 기판을 처리하는 챔버, 상기 기판의 상면과 제1 공간을 사이에 두어 이격되고, 상기 챔버를 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 차단막, 상기 챔버 내에 배치되고, 기판을 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 반송하는 반송 수단, 상기 제1 영역에서 상기 기판에 제1 처리액을 분사하여 상기 제1 영역 내의 상기 기판 상에 수막을 형성하는 제1 분사 수단, 및 상기 제2 영역에서 상기 기판에 제2 처리액이 분사하는 제2 분사 수단을 포함하되, 상기 수막은 상기 제1 공간의 적어도 일부를 채우고, 상기 제1 영역을 상기 제2 영역으로부터 차단한다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 챔버의 제2 영역 내의 상벽에, 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액의 비산물을 배출하는 배출구를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 차단막과 상기 챔버의 상벽은 제2 공간을 사이에 두고 이격되고, 상기 제1 처리액의 비산물은 상기 제2 공간을 통해 상기 제2 영역으로 이동할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 처리액의 수막의 적어도 일부는 상기 제1 공간을 통해 상기 제2 영역으로 유입될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 반도체 제조 장치는, 챔버 내에 배치된 차단막이 분사된 식각액이 식각 공정의 이전 단계에 있는 기판 상에 부착되는 것을 방지함으로써, 식각 공정에서 식각액에 의한 식각 저하를 방지할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 포함될 수 있는 에칭 챔버의 구성을 나타내기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2의 차단막을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 도 4의 차단막을 확대하여 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)는, 복수개의 챔버를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 반도체 제조 장치(10)는, 제1 챔버(11), 제2 챔버(12) 및 에칭 챔버(100)를 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 피처리물, 예를 들어 기판은 제1 챔버(11), 제2 챔버(12) 및 에칭 챔버(100)를 순차적으로 통과할 수 있다. 즉, 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)를 통과한 피처리물은 식각 공정을 위해 에칭 챔버(100)로 투입될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 챔버(11)는 예를 들어 전처리 챔버일 수 있고, 제2 챔버(12)는 예를 들어 에어 나이프 챔버 또는 수세 챔버일 수 있다. 즉, 제1 챔버(11)는 피처리물에 대하여 전처리액을 분사하여 전처리 공정을 수행할 수 있고, 제2 챔버(12)는 피처리물에 잔류하는 전처리액 또는 이물질을 제거할 수 있도록 압축 공기를 분사하는 에어 나이프 또는 물을 분사하는 노즐 등의 기구들을 포함할 수 있다. 상기 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)를 거친 피처리물은 에칭 챔버(100)로 투입되어 식각 공정의 대상이 될 수 있다.

다만 위의 설명은 예시적인 것이고, 피처리물이 통과하는 제1 챔버(11) 및 제2 챔버(12)는 피처리물의 제조 공정에 따라 얼마든지 다른 종류의 챔버가 될 수 있고, 에칭 챔버의 전단 또는 후단에 위치할 수 있다.

에칭 챔버(100)는 피처리물에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 피처리물이 기판인 경우, 에칭 챔버(100)는 기판 상에 배치되는 배선 패턴을 식각하여 형성하기 위한 식각 공정을 수행할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)가 포함하는 에칭 챔버(100)와 관련하여 더욱 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)에 포함될 수 있는 에칭 챔버(100)의 구성을 나타내기 위한 개략도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)에 포함될 수 있는 에칭 챔버(100)는, 챔버(110), 스테이지(120), 차단막(130), 제1 분사 수단(140), 제2 분사 수단(150), 환풍구(210)를 포함할 수 있다.

챔버(110)에는, 그 내부에 상기 서술한 구성 요소들, 즉 스테이지(120), 차단막(130), 제1 분사 수단(140), 제2 분사 수단(150)이 배치될 수 있다. 도 2에 도시되지는 않았지만, 챔버(110)는 제조 공정이 수행되는 피처리물(200)이 내부로 투입되는 투입구와, 외부로 배출되는 배출구를 포함할 수 있다. 챔버(110)의 투입구는 제2 챔버(12)의 배출구와 직접 이어질 수 있으며, 챔버(110)의 배출구는 에칭 챔버(100) 이후에 배치되는 또 다른 챔버의 투입구와 직접 이어질 수 있다.

챔버(110)는 차단막(130)에 의하여 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)으로 구분될 수 있다.

챔버(110)의 투입구를 통해 피처리물(200)이 챔버(110) 내로 진입하면서, 피처리물(200)에 대한 처리 공정이 수행될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 피처리물(200)은 예를 들어, 기판일 수 있다. 더욱 구체적으로, 피처리물(200)은 경성 회로 기판(rigid circuit board) 이거나 연성 회로 기판(flexible circuit board)일 수 있다.

스테이지(120)는 피처리물(200)을 적재하여 반송시킬 수 있다. 즉, 제1 및 제2 분사 수단들(140, 150)로부터 처리액이 분사되는 동안 피처리물(200)은 스테이지(120) 상에 적재되어 제1 영역(I)으로부터 제2 영역(II)으로 반송될 수 있다.

다만, 도 2에 도시된 것과는 달리, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 반도체 제조 장치는 에칭 챔버(100) 내에 스테이지(120)와는 다른 형태의 반송 수단을 포함할 수 있다. 즉, 에칭 챔버(100)에 의하여 식각 공정이 수행되는 피처리물(200)이 연성 회로 기판인 경우, 피처리물(200)은 롤러에 의하여 권취되는 롤투롤(Roll-to-Roll) 공법에 의하여 반송될 수 있다. 따라서 피처리물(200)은 스테이지(120)에 적재되지 않고, 롤러에 권취되어 제1 영역(I)으로부터 제2 영역(II)으로 반송될 수도 있다. 이 경우, 스테이지(120)는 피처리물(200)의 하면을 향하여 약액을 분출하여 피처리물이 약액을 통해 부상되어 반송될 수 있도록 지지하는 분류플레이트를 포함할 수 있다.

차단막(130)은 챔버(110)를 서로 다른 영역으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 차단막(130)은 챔버(110) 내의 제1 영역(I)과 제2 영역(II)을 정의할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 영역(I)은 제1 분사 수단(140)에 의하여 제1 처리액(160)이 피처리물(200) 상으로 분사되는 영역일 수 있다. 또한 제2 영역(II)은 제2 분사 수단(150)에 의하여 제1 처리액(160)과 다른 제2 처리액(170)이 피처리물(200) 상으로 분사되는 영역일 수 있다.

차단막(130)은 챔버(110) 내에 고정될 수 있다. 구체적으로, 차단막(130)은 챔버(110)의 내측벽에 설치되어, 제1 영역(I)과 제2 영역(II)을 정의할 수 있다. 차단막(130)이 챔버(110)의 내측벽에 설치되는 경우, 차단막(130)은 피처리물(200)과의 사이에 개재되는 제1 공간(180)과 챔버(110)의 상벽과의 사이에 개재되는 제2 공간(190)만을 제외하고 제1 영역(I)과 제2 영역(II)을 구분할 수 있다.

차단막(130)의 구성과 관련하여, 도 3을 참조하여 더욱 자세하게 설명한다.

도 3은 도 2의 차단막(130)을 확대하여 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 차단막(130)은 차폐막이 중첩된 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 차단막(130)은 제1 차폐막(131), 제2 차폐막(132) 및 제3 차폐막(133)을 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 것과 같이 차단막(130)이 3 개의 차폐막이 중첩된 구성을 포함하는 것은 예시적인 것이며, 차단막(130)은 3개 미만, 또는 3개보다 많은 개수의 차폐막의 중첩 구조를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 몇몇 실시예에서 차단막(130)은 단일막 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차단막(130)은 하부, 즉 피처리물(200)과 대향하는 단부는 연성 재질을 포함하고, 적어도 일부를 탈착 가능하도록 구성하여 챔버(110) 내의 처리액의 종류에 따라 내약성 재질의 차단막을 선택하여 장착할 수도 있다.

이하에서 차단막(130)은 제1 내지 제3 차폐막(131~133)의 3개의 차폐막을 포함하는 구조로 설명한다.

제1 차폐막(131)은 제2 차폐막(132)과 제3 차폐막(133) 사이에 될 수 있다. 피처리물(200)의 상면과 제1 차폐막(131) 사이의 거리는, 피처리물(200)의 상면과 제2 차폐막(132) 또는 피처리물(200)의 상면과 제3 차폐막(133) 사이의 거리와 다를 수 있다. 더욱 구체적으로, 피처리물(200)의 상면과 제1 차폐막(131) 사이의 거리는, 피처리물(200)의 상면과 제2 차폐막(132) 사이의 거리 및 피처리물(200)의 상면과 제3 차폐막(133) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 따라서 차단막(130)은 제2 차폐막(132) 또는 제3 차폐막(133) 보다 피처리물(200)과 차단막(130) 사이의 제1 공간(180)을 향하여 돌출된 제1 차폐막(131)을 포함할 수 있다.

제1 차폐막(131)이 제1 공간(180)을 향하여 돌출됨에 따라, 제1 차폐막(131)과 제2 차폐막(132), 또는 제1 차폐막(131)과 제3 차폐막(133) 사이에는 단차가 형성될 수 있다. 즉, 제1 공간(180)을 향하여 돌출된 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)와 제2 차폐막(132)의 하면, 또는 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)와 제3 차폐막(133)의 하면 사이에 단차가 형성될 수 있다. 뒤에서 설명하는 것과 같이, 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)와 제2 차폐막(132)의 하면이 형성하는 단차에 제1 처리액(160)이 형성하는 수막에 의해 제2 처리액(170)이 제1 영역(I)으로 유입되는 것을 저지할 수 있다.

제1 차폐막(131)은 마찰계수가 작은 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐막(131)은 예를 들어 테플론 플레이트를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

피처리물(200)이 스테이지(120)에 의하여 제1 영역(I)으로부터 제2 영역(II)으로 반송될 때, 진동에 의해 피처리물(200)이 반송 경로 상에서 상하로 움직일 수 있다. 이 때, 돌출된 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)와 피처리물(200)이 접촉할 수 있다. 제1 차폐막(131)이 마찰계수가 작은 물질, 예를 들어 테플론 플레이트를 포함함에 따라, 진동에 의해 피처리물(200)과 돌출부(135)가 접촉하는 경우에도 피처리물(200)과 돌출부(135) 사이의 마찰에 의한 손상의 발생이 저감될 수 있다.

도 3에서, 제1 내지 제3 차폐막(131~133)의 상면의 레벨이 모두 동일하여 편평한 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 도 3에 도시된 것과는 달리 차단막(130)은 제1 내지 제3 차폐막(131~133) 중 적어도 하나가 제2 공간(190)으로 돌출된 형상을 가질 수도 있다.

차단막(130)은 피처리물(200)의 상면과 제1 거리(D1)로 이격되고, 챔버(110)의 상벽과 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다. 즉, 차단막(130)의 하면, 예를 들어 제1 차폐막(131)의 하면과 피처리물(200)의 상면은 제1 거리(D1)로 이격되고, 차단막(130)의 상면과 챔버(110)의 상벽(천장)과 제2 거리(D2)로 이격될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)는 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 차단막(130)과 피처리물(200) 사이의 이격 거리인 제1 거리(D1)가, 챔버(110)의 상벽과의 거리인 제2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 즉, 뒤에서 설명하는 것과 같이 제1 처리액(160)과 제2 처리액(170)의 수막을 형성하기 위한 제1 공간(180)의 이격 거리인 제1 거리(D1)는 제1 처리액(160) 또는 제2 처리액(170)의 비산물이 이동하기 위한 제2 공간(190)의 이격 거리인 제2 거리(D2)보다 작을 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 거리(D1)는 0.5mm 내지 1.5mm 일 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 챔버(110)의 제1 영역(I)에는 제1 분사 수단(140)이 배치될 수 있다. 제1 분사 수단(140)은 피처리물(200) 상으로 제1 처리액(160)을 분사할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 처리액(160)은 물을 포함할 수 있다.

제1 분사 수단(140)은 예를 들어, 노즐을 포함할 수 있다. 도 2에는 제1 분사 수단(140)이 제1 영역(I) 내에 1개 배치되는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 분사 수단(140)은 제1 영역(I) 내에 복수 개 배치될 수도 있다.

제1 분사 수단(140)은 피처리물(200)의 상면에 대하여, 소정의 각도를 이루도록 배치될 수 있다. 제1 분사 수단(140)은 예를 들어, 피처리물(200)의 상면의 연직 방향으로부터, 제2 영역(II)을 향하도록 배치될 수 있다.

제1 분사 수단(140)으로부터 분사된 제1 처리액(160)의 일부는, 제1 영역(I) 내부로 비산될 수 있다. 제1 처리액(160)의 나머지 일부는, 피처리물(200)의 표면에 부착되어 수막을 형성할 수 있다. 이와 관련된 더욱 자세한 설명은 후술한다.

챔버(110)의 제2 영역(II)에는 제2 분사 수단(150)이 배치될 수 있다. 제2 분사 수단(150)은 피처리물(200) 상으로 제2 처리액(170)을 분사할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제2 처리액(170)은 식각액을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로 제2 처리액(170)은 염소 화합물 또는 불소 화합물과 같은 하나 이상의 물질이 용해된 식각 용액을 포함할 수 있다.

제2 분사 수단(150)은 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 도 2에서 제2 분사 수단(150)은 3 개의 노즐을 포함하는 것으로 도시되었으나 이는 예시적인 것이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 분사 수단(150)은 차단막(130)과 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 상기 일정 거리는 예를 들어, 15mm 이하일 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 3개의 제2 분사 수단 중 차단막(130)과 최인접한 제2 분사 수단(150)과 차단막(130)의 수평 방향의 이격 거리는 15mm 이하일 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 챔버(110) 내에 두 개 이상의 차단막이 배치될 수도 있다. 즉, 상술한 차단막(130)과 동일한 두 개 이상의 차단막이 챔버(110) 내에 배치됨으로써, 챔버(110)는 서로 다른 세 개 이상의 영역으로 구분될 수 있다. 챔버(110) 내의 서로 다른 세 개 이상의 영역에서, 피처리물(200)은 두 개 이상의 차단막으로 구분된 세 개 이상의 영역을 차례로 통과할 수 있다.

챔버(110)의 제2 영역(II)의 상벽에 환풍구(210)가 배치될 수 있다. 환풍구(210)는 챔버(110) 내의 공기를 흡입함으로써, 챔버(110) 내에 비산되는 제1 처리액(160) 또는 제2 처리액(170)의 비산물을 외부로 배출시킬 수 있다. 도 2에는 챔버(110) 내에 단일의 환풍구(210)가 배치되는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 환풍구(210)는 챔버(110) 내에 복수 개 배치될 수도 있다.

도 2에 도시된 것 같이, 환풍구(210)는 챔버(110)의 제2 영역(II)의 상벽에 배치될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 도 2에 도시된 것과는 달리 환풍구(210)는 챔버(110)의 제1 영역(I)의 상벽에 배치되고, 공기 중으로 비산된 제1 처리액(160) 및 제2 처리액(170)이 제1 영역(I)의 환풍구(210)를 통해 배출될 수 있다. 환풍구(210)가 제1 영역(I) 내에 배치되는 경우, 제2 처리액(170)의 비산물이 차단막(130)의 상단에 위치하는 제2 공간(190)을 통해 제1 영역(I)으로 유입되어 환풍구(210)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 환풍구(210)는 챔버(110)의 제1 영역(I) 및 제2 영역(II) 모두에 형성될 수도 있다.

이어서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 동작과 관련하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이고, 도 5는 도 4의 차단막을 확대하여 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 피처리물(200)이 챔버(110) 내에 투입되어 식각 공정이 수행되는 것이 도시된다. 피처리물(200)에 대한 식각 공정에서, 피처리물(200) 상으로 제1 처리액(160)과 제2 처리액(170)이 동시에 분사될 수 있다.

즉, 피처리물(200)은 식각 공정 중에서, 차단막(130)으로 구분되어 정의된 챔버(110) 내의 제1 영역(I) 및 제2 영역(II)에 동시에 위치할 수 있다. 따라서 제1 영역(I) 내의 피처리물(200)의 일부에는 제1 처리액(160)이 분사되고, 제2 영역(II) 내의 피처리물(200)의 나머지 일부에는 제2 처리액(170)이 분사될 수 있다.

도 2에서는 피처리물(200)의 양 단이 제1 영역(I)과 제2 영역(II)에 각각 위치하는 것으로 도시되었으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치(10)에서 피처리물(200)은 연속적인 인라인 공정으로 처리되고, 따라서 피처리물(200)의 양 단이 챔버(110) 외부에 위치할 수도 있다.

상술한 것과 같이, 제2 처리액(170)은 피처리물(200)에 배선 패턴을 형성하기 위한 식각액일 수 있다. 일반적으로, 제2 처리액(170)의 배선 패턴을 위한 식각 공정은, 식각액을 피처리물(200) 상으로 분사하는 것을 포함한다. 피처리물(200)로 분사된 식각액의 일부는 피처리물(200) 표면 상에서, 예를 들어 노출된 구리 박막을 식각하여 배선 패턴을 형성한다. 그러나 피처리물(200)의 일부는 흄(fume)의 형태로 챔버(110) 내로 비산될 수 있다.

챔버(110) 내로 비산된 식각액의 흄은 에칭 챔버(100)의 이전에 배치된 제1 챔버(11) 또는 제2 챔버(12)로까지 도달하여 피처리물(200)의 표면에 부착될 수 있다. 제1 챔버(11) 또는 제2 챔버(12)에서 피처리물(200)의 표면에 부착된 식각액의 비산물은, 에칭 챔버(100)로 반송된 피처리물(200)의 식각 공정에서 식각액과의 반응을 저하시켜 배선 패턴 형성을 방해할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는, 챔버(110) 내에 차단막(130)을 포함하고, 차단막에 의해 제2 처리액(170)이 분사되는 제2 영역(II)과 공간적으로 구분되는 제1 영역(I)에서 피처리물(200)에 제2 처리액(170)과 다른 제1 처리액(160)을 분사한다.

분사된 제1 처리액(160)은 피처리물(200) 상에서 수막을 형성할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 처리액(160)은 제1 공간(180) 내에 수막(260)을 형성하여, 제1 영역(I)을 제2 영역(II)으로부터 폐쇄할 수 있다. 수막(260)이 제1 영역(I)을 제2 영역(II)으로부터 폐쇄한다는 것은, 차단막(130)의 하면에 형성되는 수막(260)의 경계 및 차단막(130)의 하면으로 인하여 제1 영역(I)과 제2 영역(II)이 공간적으로 분리하는 것을 의미한다.

더욱 구체적으로, 수막(260)의 제1 차폐막(131)과 제2 차폐막(132)이 형성하는 단차(185) 내에 수용될 수 있다. 상기 단차(185)는 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)의 측벽과, 제2 차폐막(132)의 하면에 의하여 정의될 수 있다. 한편, 제2 영역(II)에 분사된 제2 처리액(170)은 제2 영역(II) 내의 피처리물(200)의 표면에 수막(270)을 형성할 수 있는데, 제2 처리액(170)의 수막(270)은 제1 처리액(160)의 수막(260)에 의하여 블록킹되어, 제2 처리액(170)이 제1 영역(I) 내의 피처리물(200)의 표면에 도달하는 것이 방지된다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 처리액이 형성하는 수막(260)과 제2 처리액이 형성하는 수막(270)은 각각의 수막의 경계에서 일부 혼합될 수도 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 처리액(160)의 수막(260)은 제2 영역(II)에까지 이를 수 있다. 즉, 제1 처리액(160)의 수막(260)이 제1 공간(180) 내에 머무르지 않고, 피처리물(200)의 표면을 따라 제2 영역(II)에 까지 이를 수 있다. 이 경우에도 제1 영역(I)은 제1 처리액(160)의 수막(260)에 의하여 제2 영역(II)과 공간적으로 분리될 수 있다. 즉, 제1 처리액(160)의 수막(260)은 제1 차폐막(131)의 돌출부(135)와 피처리물(200)의 표면 사이의 공간을 빈틈없이 채움으로서, 제1 영역(I)을 제2 영역(II)으로부터 폐쇄시킬 수 있다.

이 경우에도, 제1 처리액(160)의 수막(260)이 차단막(130)을 넘어 제2 영역(II)에 이르는 거리는, 차단막(130)과 최인접하는 제2 분사 수단(150)과 차단막(130) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 즉, 제2 분사 수단(150)으로부터 분사되는 제2 처리액(170)이 형성하는 수막(270)에 의하여, 제1 처리액(160)의 수막(260)이 제2 영역(II) 내로 침투하는 것은 어느 정도 방지되기 때문이다.

제1 처리액(160)은 피처리물(200) 상에 수막(260)을 형성하는 것 이외에, 제1 영역(I) 내로 비산할 수 있다. 제1 영역(I) 내의 제1 처리액(160)의 비산물(165)의 일부(161)는 제1 영역(I) 내에 머물면서, 제2 공간(190)을 통해 제1 영역(I)으로 유입될 수 있는 제2 처리액(170)의 비산물을 흡수할 수 있다.

또한, 제1 처리액(160)의 비산물의 일부(162)는 제2 공간(190)을 통해 제2 영역(II)으로 유입될 수 있다. 제2 영역(II)으로 유입된 제1 처리액(160)의 비산물(162)은 환풍구(210)를 통해 챔버(110) 밖으로 배출될 수 있다.

결과적으로, 제2 영역(II)에서 피처리물(200)에 분사된 제2 처리액(170)의 일부는 제2 영역(II)의 대기 내로 비산되지만, 제1 처리액(160)이 형성하는 수막(260) 또는 제1 영역(I) 내의 제1 처리액의 비산물(161)에 의하여 제1 영역(I) 상의 피처리물(200)의 표면에 부착되는 것이 방지된다. 따라서 제2 처리액의 비산물(175)은 제1 영역(I) 상의 피처리물(200)에 부착되지 않고, 환풍구(210)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 제2 공간(190)은 챔버(110)의 측벽과 차단막(130) 사이에 형성될 수도 있다. 즉, 차단막(130)은 챔버(110)의 상벽과 접촉하도록 연장되고, 차단막(130)의 적어도 하나의 측부와 챔버(110)의 측벽 사이에 제2 공간(190)이 형성될 수 있다. 이 경우 제1 처리액의 비산물(161)이 차단막(130)의 적어도 일측부에 형성된 제2 공간(190)을 통해 제2 영역(II)으로 유입될 수 있다. 제2 공간(190)으로 유입된 제1 처리액(161)의 비산물은 환풍구(210)를 통해 챔버(110) 밖으로 배출될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 반도체 제조 장치 100: 에칭 챔버
110: 챔버 120: 반송 수단
130: 차단막 140: 제1 분사 수단
150: 제2 분사 수단 160: 제1 처리액
170: 제2 처리액 180: 제1 공간
190: 제2 공간 200: 피처리물

Claims

기판을 처리하는 챔버;
상기 기판 상에서, 상기 챔버를 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 차단막;
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 반송하는 반송 수단;
상기 제1 영역에서 상기 기판에 제1 처리액을 분사하는 제1 분사 수단; 및
상기 제2 영역에서 상기 기판에 제2 처리액을 분사하는 제2 분사 수단을 포함하되,
상기 차단막은 상기 기판의 상면으로부터 이격되는 반도체 제조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 챔버는 상기 기판을 습식 식각하는 습식 식각 챔버인 반도체 제조 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 처리액은 물을 포함하고,
상기 제2 처리액은 상기 기판 상에 형성된 금속박을 식각하여 상기 기판 상에 배선 패턴을 형성하기 위한 식각액을 포함하는 반도체 제조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 적어도 2개 이상의 차폐막이 중첩되는 구조를 포함하는 반도체 제조 장치.
제 4항에 있어서,
상기 차단막은, 제1 차폐막과, 상기 제1 차폐막의 양 측벽 상에 각각 배치되는 제2 차폐막 및 제3 차폐막을 포함하는 반도체 제조 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1 차폐막은 제2 차폐막 및 제3 차폐막의 하면으로부터 상기 기판의 상면 방향으로 돌출되는 돌출부를 포함하는 반도체 제조 장치
제 6항에 있어서,
상기 돌출부의 측벽과, 상기 제2 차폐막의 하면에 의해 단차가 정의되는 반도체 제조 장치.
제 5항에 있어서,
상기 제1 차폐막은 테플론 재질을 포함하는 반도체 제조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 단일막 구조를 포함하되,
상기 차단막의 적어도 일부는 탈착 가능하도록 배치되는 반도체 제조 장치.
제 1항에 있어서,
상기 차단막은 상기 챔버의 상벽 또는 측벽 중 적어도 하나로부터 이격되는 반도체 제조 장치.
제 10항에 있어서,
상기 차단막은 상기 기판의 상면으로부터 제1 거리로 이격되고, 상기 챔버의 상벽 또는 측벽으로부터 상기 제1 거리와 다른 제2 거리로 이격되는 반도체 제조 장치.
제 11항에 있어서,
상기 제2 거리는 상기 제1 거리보다 큰 반도체 제조 장치.
제 12항에 있어서,
상기 제1 거리는 0.5mm 내지 1.5mm 인 반도체 제조 장치.
기판을 처리하는 챔버;
상기 기판의 상면과 제1 공간을 사이에 두어 이격되고, 상기 챔버를 제1 영역과 제2 영역으로 구분하는 차단막;
상기 챔버 내에 배치되고, 기판을 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 반송하는 반송 수단;
상기 제1 영역에서 상기 기판에 제1 처리액을 분사하여 상기 제1 영역 내의 상기 기판 상에 수막을 형성하는 제1 분사 수단; 및
상기 제2 영역에서 상기 기판에 제2 처리액이 분사하는 제2 분사 수단을 포함하되,
상기 수막은 상기 제1 공간의 적어도 일부를 채우고, 상기 제1 영역을 상기 제2 영역으로부터 차단하는 반도체 제조 장치.
제 14항에 있어서,
상기 챔버의 제2 영역 내의 상벽에, 상기 제1 처리액 및 상기 제2 처리액의 비산물을 배출하는 배출구를 더 포함하는 반도체 제조 장치.
제 15항에 있어서,
상기 차단막과 상기 챔버의 상벽 또는 측벽 중 적어도 하나와 제2 공간을 사이에 두고 이격되고,
상기 제1 처리액의 비산물은 상기 제2 공간을 통해 상기 제2 영역으로 이동하는 반도체 제조 장치.
제 14항에 있어서,
상기 제1 처리액의 수막의 적어도 일부는 상기 제1 공간을 통해 상기 제2 영역으로 유입되는 반도체 제조 장치.