专利名称：半导体处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装置，用于半导体处理，并且更具体地，涉及用于 能够执行在例如晶圆的基片的表面上的例如蚀刻、沉积等的半导体处理 的半导体处理的装置。
2. 相关技术描述
韩国专利公开号No.10-0364089公开了用于半导体处理的具有一对 晶圓支撑单元的装置。
图1是示出了用于根据现有技术的半导体处理装置的横断面视图， 并且图2是沿着图1中的线"A-A，，截取的垂直剖视图。
如图1和图2中所示，用于半导体处理的传统装置包括处理室10， 具有一对晶圓支撑单元12,以及传送室60，具有一对传送机械(robots) 30。
一对晶圓支撑单元12设置在处理室10中。处理室IO通过闸式阀54 密封地保持，安装在处理室10和传送室60之间，在基片通过传送机械 30而安放在晶圓支撑单元12上之后。在密封的处理室10中，半导体处 理，例如进行蚀刻、沉积、退火。
然而，用于半导体处理的常规装置，尤其是具有多个晶圓支撑单元 的韩国专利^^开号No. 10-0364089中公开的常规装置具有以下问题。
第一，用于执行半导体处理的处理空间以基片为基础不对称的形成， 统一的处理环境并没有在处理室中形成。
第二，处理室内部的晶圆支撑单元并没有彼此分离，稍差的处理， 例如反应气体发生、气体混合物、等离子源的干涉等等造成降低半导体 处理的稳定性。
第三，用于冷却已处理的基片的等待时间增加，由此增加了用于半 导体处理的全部时间。因此，产能下降。
第四，由于用于半导体处理的全部时间增加，基片长时间暴露于空 气，由此被灰尘或外部材料污染。因此，半导体处理的产量下降。
发明内容
由此，本发明的目的是提供一种用于半导体处理的装置，其通过以
基片为基础，对称的形成处理空间而形成统一的处理压力(atmosphere) 从而能够提高整个处理的稳定性。
本发明的另 一个目的是提供一种用于半导体处理的装置，其通过分 离由多个晶圆支撑单元形成的处理空间而能够提高整个处理的稳定性。
本发明的另 一个目的是提供一种用于半导体处理的装置，其通过额 外的提供盒式单元而减少用于冷却已处理的基片的等待时间，从而能够 缩短整个处理的时间，并且通过防止基片暴露于空气而能够使基片被灰 尘或外部材料污染最小化。
本发明的另 一个目的是提供一种用于半导体处理的装置，其能够对 每个处理空间提供用于执行半导体处理的最优的环境。
为实现这些及其它的优点并结合本发明的目的，如此处具体的和广 泛地描述，提供一种用于半导体处理的装置，包括反应室，具有通道， 要被处理的基片从中传送通过； 一个或多个喷头，设置在反应室的上侧
处，用于喷射气体以执行半导体处理； 一个或多个晶圓支撑单元，设置 在反应室的内部下侧处，与每一个喷头相对应，用于支撑基片；处理空 间形成设置在反应室中的单元，用于形成并且密封用于半导体处理的处 理空间，环绕喷头以及晶圓支撑单元；以及排气系统，连接于处理空间 形成用于控制反应室内的压力及气体排放的单元，以及由处理空间形成 单元形成的处理空间。
传送单元用于将要被处理的基片传送至晶圓支撑单元，或者执行被 处理通过所述通道的基片进而被设置到晶圓支撑单元和通道之间。
传送单元可以实现为一个或多个机械手，具有一端连接于设置在反 应室处的旋转驱动单元，而另一端在晶圓支撑单元和通道之间往复转动， 用于传送基片。机械臂可以彼此以不同高度设置，当转动时，防止彼此 之间的干涉。
用于装载多个基片的盒子单元可以进一步的设置在传送单元和通道 之间。盒子单元可以被设置以通过驱动单元是横向的可移动的。盒子单 元可以包括温度控制器，用于控制被装载的基片的温度。
操作空间形成单元可以做为气缸阀而实现，其设置在反应室中，以 垂直地可移动的并且当向上移动时形成操作空间。气缸阀可以连接于与 排气系统相连的排气管。
气体注入单元，用于注入气体至基片的边缘部分，以阻止基片被沉 积，可以进而被设置在气缸阀处。
气体注入单元可以包括气体注入环，具有多个注入孔，位于气缸阀 的内侧，气体注入环连接于气体供应单元，通过供气管安装在外侧。
进而设置在气体阀中。
用于保护密封件的衬垫可以进而设置在气缸阀的内壁处。此处，衬
垫的下端可以延伸的比基片的底部表面更低，以阻止等离子体的出现。
气缸阔位于处理空间及气缸阀外表面之间的末端具有阶梯状，以保
护密封件。同样，气缸阀上密封件安装的那部分具有与处理空间相接触
的部分不同的高度。
结合附图，本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点从本发明
的一下详细的描述将会更加显而易见。
附图提供本发明的更进一步的解释，并且结合和构成本发明的 一部 分，图释本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明。
在附图中 '
图1是示出了用于根据现有技术的半导体处理装置的横断面视图； 图2是沿着图1中的线"A-A"截取的垂直剖视图； 图3是示出了根据本发明的用于半导体处理的装置的垂直剖视图； 图4是图3中用于半导体处理的装置的横断面视图； 图5是示出了图3的用于半导体处理的装置的盒子的透视图； 图6是局部地示出了根据本发明的第二实施例的用于半导体处理的 装置的垂直剖视图7是局部地示出了图6的用于半导体处理的装置的横断面视图。
具体实施例方式
参照本发明的优选实施例，结合附图中所示的示例，将详细示出。 根据本发明的用于半导体处理的装置将更为详细的描述。 如图3至图5中所示，根据本发明的用于半导体处理的装置包括 反应室100，具有通道110,半导体处理的基片l从中传送通过； 一个或
多个晶圓支撑单元120，设置在反应室100的内部下侧处，用于支撑基片 1;处理空间形成单元，设置在反应室100中，以垂直地往复运动，用于 通过密封包括晶圆支撑单元120的空间而形成用于半导体处理的处理空 间S;以及排气系统，连接于处理空间形成单元，用于排出处理空间S 内部的气体。
反应室100可以实现为由下室101及连接于下室101的上表面102 组成的组件。下室101的上表面能够部分地开启。下板151用于安装供 气系统，电源单元，以及用于将气体注入到处理空间S中的喷头等等， 其设置在下室101的开启部处。上板152用于覆盖反应室100，可以设置 在喷头的上侧处。
通道110形成在反应室100的侧壁处，用于传送基片1，并且通过通 道门111而开启和关闭。
传送机械540,用于传送基片1,被设置在通道110的外侧。通过通 道110,传送机械540将要被半导体处理的基片1传送到盒式单元200或 带出已处理的基片1。
排气系统，用于排放在反应室100的内部压力控制以及执行半导体 处理之后而剩余在反应室100中的气体、副产品等，设置在反应室100 中。排气系统连接于真空泵(未示出)，通过排气管530,以在真空气压 下保持在反应室100中。排气管530可以根据安装环境等而有不同地设 置。排气管530直接地连接于处理空间形成单元，以控制由处理空间形 成单元形成的处理空间S的内部压力和气体排放。
在本发明中，由于连接于真空泵的排气管530连接于处理空间形成 单元，反应室100的内部压力能够通过排气管530保持在比大气压低的 压力上。同样，当进行半导体处理时，由处理空间形成单元形成的处理 空间S内的压力通过排气管530保持在真空状态。因此，处理空间S中 的半导体处理被执行。
晶圓支撑单元120支撑基片1,以在基片l上执行半导体处理，例如 加热、沉积以及蚀刻，并且可以不同地实现为阶段加热器、静电卡盘、 基座等等。
晶圓支撑单元120被安装，以通过设置在反应室IOO之下的驱动单 元121垂直地可移动。
晶圓支撑单元120可以设置有多个起模顶杆(lift pin) 531，用于支 撑被传送单元300传送的基片1,并且通过晶圓支撑单元120向上地移动 时而向下移动从而将基片1安装至晶圓支撑单元120的支撑表面。
处理空间形成单元通过密封环绕喷头和晶圆支撑单元120的空间， 以在反应室100内部形成分离的空间而实现。也就是"^兑，处理空间S4皮 设置以与外围空间相分离，以在基片1被安装的环绕晶圓支撑单元120 的空间处执行例如沉积和蚀刻的半导体处理。处理空间形成单元可以有 不同的实现和修改。
例如，处理空间形成单元可以实现为设置在反应室100中的气缸阀 400,以垂直可移动，并且当向上地移动时与下板151的下表面一起形成 处理空间S。因此，用于密封处理空间S的密封件411设置在处理空间形 成单元的上表面或者下板151的下表面。
处理空间形成单元可以被构造以通过接触形成在喷头处的突起(未 示出)或者反应室100而形成处理空间S，而不是下板151的下表面。
也就是说，气缸阀400，作为处理空间形成单元可以包括气缸阀体 410，用于开启和关闭处理空间S,以及驱动单元430,用于上下垂直地 移动气缸阀体410。
气缸阀体410通过驱动单元430，向上和向下地垂直地移动。由于气 缸阀体410向上地移动，包括喷头和晶圓支撑单元120的空间被关闭，
由此以形成用于半导体处理的处理空间S。
气缸阀体410可以具有不同的剖面形状，也可以是圓柱剖面形状、 多边形剖面形状。排气管530连接于气缸阀体410的下表面。
由于根据本发明的气缸阀400具有对称结构，在半导体处理的时候， 在室内能够实现一致的处理环境。同样，室内的晶圆支撑单元120彼此 相分离，而较差的处理，例如反应气体发生、气体混合、等离子体源干
涉等等并不会发生。
气缸阀400可以被构造成多个，从而能够形成多个处理空间S。不同 的半导体处理可以在每个处理空间S中执行。也就是说，基片1在第一 处理空间S处受到蚀刻处理，并且然后经过盒式单元200传送到下一个 处理空间S,从而受到沉积处理。根据本发明的用于半导体处理的装置可 以对基片1同时地和/或连续地执行不同的半导体处理，例如在多个处理 空间S中的蚀刻处理和沉积处理。
根据本发明的用于半导体处理的装置可以包括用于在晶圓支撑单元 120和通道110之间传送基片l的传送单元300,以及用于在半导体处理 之前或之后装载基片1的盒式单元200。
传送单元300设置在晶圓支撑单元120和通道IIO之间，并且传送 要被处理的基片l至晶圓支撑单元120或带出已处理的基片1。
传送单元300可以包括一个或多个机械臂320,具有一端，连接于设 置在反应室100处的转动驱动单元310的转动轴311,以及另一端，在晶 圓支撑单元120和通道IIO之间往复地转动，用于传送基片1。如图4所 示，机械臂320设置有安装部321,用于在其端部安装基片1。安装部321 可以具有不同形状，例如"S"和叉状。
传送单元300可以构造成一对机械臂320彼此独立地转动。这里， 机械臂320通过一对具有彼此同心的转动轴311的转动驱动单元310而 驱动。
机械臂320可以彼此设置有不同高度，以当转动时防止彼此之间的 干涉。
如图4和图5所示，盒式单元200设置在传送单元300和通道110 之间，并且包括一对具有多个用于装载多个基片1的多个装载板211的 侧壁；以及用于连接侧壁的下板230。
下板230连接于驱动单元240，以垂直地上下移动。 盒式单元200可以由具有卓越的导热性能，例如铝或者铝合金的耐 热材料形成。
如果盒式单元200由铝或铝合金形成，基片1能够自然地冷却，由 此并不需要额外的用于冷却基片1的冷却设备。
用于控制堆放的基片1的温度的温度控制器250可以进而安装在盒 式单元200处。通过使用气体或冷却剂等等，温度控制器250用作冷却 或加热盒式单元200中的堆放的基片1。
当盒式单元200设置在传送单元300和通道110之间时，传送单元 300在晶圆支撑单元120和盒式单元200之间转动，并且传送要被处理的 基片l至晶圓支撑单元120或者传送已处理的基片l至盒式单元200。
每一个处理空间形成单元形成用于半导体处理的独立的处理空间S。 每一个处理空间S设置有用于半导体处理的最佳条件。
图6是局部地示出了根据本发明的第二实施例的用于半导体处理的 装置的垂直剖视图，而图7是局部地示出了图6的用于半导体处理的装 置的4黄断面视图。
处理空间形成单元可以包括至少一个气体注入单元710,用于注入气 体至基片1的边缘，以防止基片1的边缘被沉积；温度控制器720设置 在气缸阀400中，用于根据半导体处理的条件而控制气缸阀400的温度；
以及衬垫730,用于保护作为密封件411,安装在气缸阀400处的O形环。
气体注入单元710可以作为气体注入通道设置在气缸阀400的气缸 阀体410处，用于通过将气体注入到基片1的边缘或下表面而防止基片1 被沉积。或者如图6和图7中所示，气体注入单元710还可以作为气缸 阀体410内部的具有多个注入孔71 la的气体注入环711，并且通过供气 管712而连接于安装在室外侧的供气单元710。
优选地，气体注入单元710被设置，以向基片1的侧表面注入气体， 更优选地为从基片1的下表面向基片1的侧表面。
温度控制器720安装在气缸阀400处，由此最优化半导体处理，例 如沉积处理，并且控制气缸阀体410的温度，以在半导体处理过程中， 连接/分离副产品至/从气缸阀体410的内壁。
温度控制器720可以具有不同的构造，例如使用制冷剂、导电体或 加热器等的构造，并且可以安装在气缸阀体410的外壁上或内部。
例如，温度控制器720可以包括通道721，形成在气缸阀体410壁之 内，并且沿着流体流动；通道管722连接通道721以及流体供应单元723， 用于加热或冷却流体并且然后供应加热的或冷却的流体至安装在室外侧 的通道721。
用于半导体处理的等离子体可以对密封件411施加危害，或者使得 处理空间S的密封状态更恶劣。这里，密封件411被设置形成在气缸阀 体410的端部处的密封件嵌入沟槽411a处。
衬垫730由陶瓷制品形成，例如SiC,用于通过阻止等离子体出现， 或者通过屏蔽热量可以分离地安装在气缸阀体410的内壁处。
当衬垫730安装在气缸阀体410处时，衬垫730的外表面优选地被 设置为与气缸阀体400相同的表面，以使半导体处理上的影响最小化。
优选地，村垫730的下端延伸的比基片的底端之下，以至于防止气
缸阀体410影响等离子体的产生。
优选地，气缸阀400的端部在处理空间S和气缸阀400的外表面之 间具有阶梯形状，以保护密封件411。同样，密封件411被安装的气缸阀 的 一部分具有与处理空间S相接触的那部分不同的高度。
接下来将描述;^艮据本发明的用于半导体处理的装置的操作。
首先，通道IIO通过通道门111而开启，从而传送机械540被设置 在反应室100的外侧，能够;陂传送到反应室100中。
一旦通道110被开启，传送机械540装载基片1至盒式单元200的 装载板上用于顺序地半导体处理。这里，盒式单元200垂直地移动，从 而每一个基片1能够装载到每一个装载板211之上。当基片1完全地装 载(堆;改)至盒式单元200时，通道110通过通道门111关闭。
因此，反应室IOO并不接触外部空气，并且具有通过排气管530，具 有比大气压低的内部压力。反应室100内的灰尘或外部材料向上地排出。
与常规的用于半导体处理的具有暴露于空气的盒式单元200的装置 不同的是，本发明的盒式单元安装在反应室100中，具有比空气中的更 少的微粒。因此，在半导体处理过程中，基片被防止被灰尘和外部材料 污染。
一旦通道110通过通道门111关闭，传送单元300通过可转动的往 复传送盒式单元200中装载的基片l至每个晶圓支撑单元120。这里，盒 式单元200垂直地移动，以被设置在期望的位置，从而基片1能够平滑 地传送至晶圓支撑单元120。同样，气缸阀400保持在开启的状态，也就 是说，气缸阀体410较低的状态。
一旦基片1通过传送单元300被传送到晶圓支撑单元120,晶圆支撑 单元120及气缸阀体410向上地移动，由此形成用于半导体处理的处理 空间S。然后，处理空间S中的基片1开始受到半导体处理，例如蚀刻处 理或者沉积处理。真空泵通过排气管530控制处理空间S内的压力，以
适于半导体处理。
一旦对于基片1的半导体处理完全完成，用于半导体处理的装置相 反地执行上述操作。
也就是说，如果处理空间形成单元的处理空间s内的半导体处理完
成，处理空间S内的气体排出和压力通过排气管530控制。然后，气缸 阀体410被降低，由此以开启处理空间S。已处理的基片l通过传送单元 300而装载至盒式单元200。
基片l装载至盒式单元200,被通过用于下一步处理的传送单元300 传送到气缸阀体410的另一个晶圓支撑单元120,或者由机械臂540通过 通道门111带出反应室100。
在本发明中，处理空间形成单元，例如安装有气缸阀，由此防止处 理过程中气体的产生，并且防止等离子体源的干涉。同样， 一致的处理 环境被实现，由此以提高处理的稳定性。
此外，每一个半导体处理能够同时地被执行，并且合成程序能够被 连续地执行，由此减少整个处理时间并且提高产能。
同样，由于盒式单元被设置在反应室处，基片被防止被灰尘和外部 材料污染，由此提高了产量。由于基片被迅速地传送，并且用于冷却由 耐热材料形成的盒式单元所用的等待时间减少，整个处理的时间减少， 由此提高产能。
另外，气体注入单元、温度控制器、衬垫等被安装在处理空间形成 单元处以形成处理空间，用于半导体处理的最优条件被实现，由此实现 了一致的处理环境。因此，半导体处理的稳定性提高。
上述实施例和优点仅仅用作示例，并且并不用于限制本发明。本介 绍能够容易地施加于装置的其他类型。该描述做解释之用，并不用于限
制权利要求的范围。对于本领域技术人员而言，许多替换、修改以及变 化是显而易见的。此处描述的示例形实施例的特征、结构、方法以及其 他特性可以不同方式结合以获取额外和/或可替换的示例性实施例。
由于本发明的特征可以以几种形式具体体现，而没有与其特征相分 离，可以理解上述实施例并不被上述描述的任意细节所限制，除非另有 说明，但也应当在附属权利要求限定的范围内广泛地解释，并且由此所 有的变化和修改均属于权利要求的限制和范围，或者由此被附属权利要 求所包含的这些限制和范围的等同物之内。
权利要求
1.一种用于半导体处理的装置，包括反应室，具有通道，要被处理的基片从其中传送通过；一个或多个喷头，设置在所述反应室的上侧处，用于喷射气体以执行半导体处理；一个或多个晶圆支撑单元，设置在所述反应室的内部下侧处，与每一个所述喷头相对应，用于支撑所述基片；处理空间形成单元，设置在所述反应室中，用于形成并且密封用于半导体处理的处理空间，环绕所述喷头以及所述晶圆支撑单元；以及排气系统，连接于所述处理空间形成单元，用于控制所述反应室内的压力及气体排放，以及由所述处理空间形成单元形成的所述处理空间。
2. 根据权利要求1所述的装置，进一步包括传送单元，设置在所述晶圓支撑 单元和所述通道之间，用于将要被处理的基片传送至所述晶圆支撑单元， 或者通过通道取出已处理的基片。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述传送单元实现为一个或多个机械 手，具有一端连接于设置在所述反应室处的旋转驱动单元，而另一端在 所述晶圓支撑单元和所述通道之间往复转动，用于传送所述基片。
4. 根据权利要求3所述的装置，所述机械臂可以彼此以不同的高度设置， 当转动时，防止4皮此之间的干涉。
5. 根据权利要求2所述的装置，其中，用于装载多个基片的盒式单元进 一步的设置在所述传送单元和所述通道之间。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述盒式单元布置为可以通过驱 动单元垂直地移动。
7. 根据权利要求5所述的装置，其中，所述盒式单元包括温度控制器， 用于控制被装载的基片的温度。
8. 根据权利要求1至7所述的装置，其中，所述操作空间形成单元可以 做为气缸阀而实现，设置在所述反应室中，垂直地可移动，并且当向上 移动时形成操作空间。
9. 根据权利要求8所述的装置，其中，气体注入单元，用于注入气体至 基片的边缘部分，以阻止所述基片被沉积，进而被设置在所述气缸阀处。
10. 根据权利要求9所述装置，其中所述气体注入单元包括气体注入环，具有多个注入孔，位于气缸阀的内侧，所述气体注入 环连接于通过供气管安装在外侧的气体供应单元。
11. 根据权利要求8所述的装置，其中，用于根据半导体处理的条件而控 制所述气缸阀的温度的温度控制器进而设置在所述气体阀中。
12. 根据权利要求8所述的装置，其中，用于保护密封件的衬垫进而设置 在所述气缸阀的内壁处。
13. 根据权利要求12所述的装置，其中，所述衬垫的下端可以延伸的比 基片的底部表面更低，以阻止等离子体的出现。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述气缸阀位于所述处理空间及所述气缸阀外表面之间的末端具有阶梯状，以保护所述密封件，并且 所述气缸阀上所述密封件安装的那部分具有与所述处理空间相接触的部 分不同的高度。
全文摘要
一种装置，用于半导体处理，能够执行在例如晶圆的基片的表面上的例如蚀刻、沉积等的半导体处理。该装置用于半导体处理，包括反应室，具有通道，要被处理的基片从中传送通过；一个或多个喷头，设置在反应室的上侧处，用于喷射气体以执行半导体处理；一个或多个晶圆支撑单元，设置在反应室的内部下侧处，与每一个喷头相对应，用于支撑基片；处理空间形成单元，设置在反应室中，用于形成并且密封用于半导体处理的处理空间，环绕喷头以及晶圆支撑单元；以及排气系统，连接于处理空间形成单元，用于控制反应室内的压力及气体排放，以及由处理空间形成单元形成的处理空间。
文档编号H01L21/67GK101097844SQ20071012307
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月28日 优先权日2006年6月29日
发明者朴相俊, 李昊荣, 李春雨 申请人:Ips有限公司