KR0132441Y1 - 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치 - Google Patents
플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치에 관한 것으로, RF 플라즈마 데미지에 기인하는 유동차지를 제거하기 위하여 시스템 본체의 중간부에 웨이퍼(1)가 수납되는 반응실로서의 프로세스챔버(2)가 배치되고, 그 양측에는 웨이퍼(1)를 로딩 및 언로딩시키는 로드록챔버(3)(3')가 배치되며 상기 프로세스챔버(2)의 내부에 설치된 전극(6)에는 RF 파워(8)가 연결되어 구성되는 플라즈마 화학기상증착 시스템에 있어서, 상기 프로세스챔버(2)와 로드록챔버(3)(3')의 내측 상부에 이송중이거나 공정중에 있는 웨이퍼(1)에 자외선을 조사하는 자외선램프(20)(20')를 각각 설치하여 웨이퍼의 유동차지 형성 원인을 완전 제거함으로써 유동차지에 의한 정션리키지증가 및 게이트 옥사이드 파괴등을 방지하도록 구성한 것이다. 상기 프로세스챔버용 자외선램프(20)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 커지는 경사부를 갖는 원통형으로 형성되고, 로드록챔버용 자외선램프(20')는 원형 또는 사각형태로 형성된다.
Description
제1도는 일반적인 플라즈마 화학기상증착 시스템의 구조 및 작용을 보인 계통도.
제2도는 본 고안 플라즈마 차지-업 제거장치가 적용된 플라즈마 화학기상증착 시스템의 계통도.
제3도 및 제4도는 본 고안 장치의 자외선 램프 형태를 보인 도면으로서,
제3도의 (a)(b)는 로드록 챔버용 자외선 램프의 평면도 및 단면도.
제4도의 (a)(b)는 프로세스 챔버용 자외선 램프의 평면도 및 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 웨이퍼 2 : 프로세스챔버
3,3' : 로드록챔버 6 : 전극
8 : RF 파워 20, 20' : 자외선 램프
본 고안은 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition : PECVD)시스템의 플라즈마 차지-업(Charge up)제거장치에 관한 것으로, 특히 로드록 챔버 및 프로세스 챔버의 상부에 자외선(UV)을 방사하는 자외선 램프를 설치하여 웨이퍼가 이송중이거나 공정중에 항상 자외선을 받게함으로서 플라즈마 데미지(damage)에 기인하는 유동차지 형성 원인을 완전 제거하고, 자외선 파장 에너지에 의해 저 RF 파워에서도 고밀도 저 에너지 플라즈마 분위가 형성되게 함으로써 디포지션 레이트(deposition rate)를 증가시킴과 아울러 스텝 커버리지step coverage)를 개선하여 칩의 신뢰성 및 수율을 증가시킬 수 있도록 한 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 공정에 이용되는 화학기상증착이란 것은 기체 상태의 화합물을 분해한 후, 화학적 반응에 의해 반도체 기판위에 박막이나 에피층을 형성하는 것이다. 박막을 형성하는 과정은 실리콘 웨이퍼에 있는 물질을 이용하지 않고 주로 가스를 외부로부터 반응실로 인입하여 이루어지기 때문에 화학기상증착은 다른 반도체 공정과 구별된다. 인입된 반응가스를 분해하는데는 열, RF 전력에 의한 플라즈마 에너지, 레이저 또는 자외선의 광에너지가 이용된다.
이러한 화학기상증착은 공정중의 반응실의 진공도에 따라 대기압 화학기상증착(APCVD)와, 저압 또는 감압화학기상증착(LPCVD)등으로 구별된다.
한편, 최근에는 전기적 방전(열 플라즈마 및 저압 글로우 방전과 같은 불평형 플라즈마 방전)을 통해 기체내에 화학 반응을 일으켜 화학기상증착물을 형성시킴으로써 보다 낮은 기판온도(대체로 450℃ 이하 : 메틸멜팅 온도이하)에서 막을 증착시킬 수 있고, 증착 속도가 빠르며, 스텝커버리지가 개선될 뿐만 아니라 디포지션 레이트가 증가되는 등의 장점을 갖고 있는 플라즈마 화학기상증착 시스템이 이용되고 있다.
이러한 플라즈마 화학기상증착 시스템의 개략적인 구조가 제1도에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다. 시스템 본체의 중간부에는 웨이퍼(1)가 수납되는 반응실로서의 프로세스 챔버(2)가 위치되어 있고, 그 프로세스 챔버(2)의 양측에는 웨이퍼(1)를 로딩 및 언로딩시키기 위한 로드록 챔버(3)(3')가 배치되어 있다.
또한 상기 프로세스 챔버(2)의 내부에는 히터 블럭(4)를 가지는 웨이퍼 지지대(5)가 배치되어 있고, 그 상부에는 전극(6)이 양측의 고정링(7)(7')에 의해 지지 고정되어 있다.
상기 전극(6)에는 RF 파워(8)가 연결되어 있고, 일측에는 가스 공급라인(9)이 연결되어 있으며, 상기 프로세스 챔버(2)와 로드록 챔버(3)(3')는 그 하부에 위치한 진공시스템(10)에 연결되어 진공상태를 유지하도록 구성되어 있다.
도면에서 미설명 부호 11은 온도조절계, 12 및 12'은 인너도어 및 아웃도어를 각각 보인 것이다.
이와같이된 플라즈마 화학기상증착 시스템은 RF 파워(8)로부터 전원이 인가됨에 따라 프로세스 챔버(2)내에 강한 플라즈마 분위기가 형성되고, 이와같은 상태에서 공정을 진행하게 되는 바, 프로세스 챔버(2)내에 웨이퍼(1)가 이동되어 고정되면, 히터블럭(4)에 의해 가열되어 반응온도에 도달함과 동시에 가스가 턴-온(Turn-on)되고 적정 공정 압력이 유지된 상태에서 RF 파워(8)가 턴-온되는 것에 의하여 공정 타켓(Target)만큼 공정이 진행된다.
이후, 소정의 공정 시간이 경과되면 RF 파워(8) 「오프」가스 턴-오프 및 기초 압력이 유지되고, 웨이퍼는 로드록 챔버(3')를 통해 언로딩 되어 공정이 완료되는 것이다.
그러나, 상기한 바와같은 일반적인 플라즈마 화학기상증착 시스템에 있어서는 스텝 커버리지가 양호하고 낮은 온도에서 막을 증착시킬 수 있으며, 디포지션 레이트가 증가된다는 장점은 있으나, 필연적으로 플라즈마 데미지를 안고 있다는 결점이 있었다.
즉, 플라즈마를 여기원으로 사용하므로 장치에 따라 다소 차이는 있으나 RF 플라즈마 데미지에 의한 층간 절연막에 유동 차지(Mobile Chavge)가 형성되어 이 유동 차지가 웨이퍼내에 포텐션이 낮은 정션(jun ction) 부위나 정션에 인접해 있는 게이트 옥사이드(gate oxide)에 영향을 주게 되고 이에 따라 정션 리키지(leakage)증가 및 게이트 옥사이드 파괴등으로 수율이 감소됨과 아울러 칩의 신뢰도가 저하되는 결점이 있는 것이었다.
본 고안은 상기한 바와같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로 프로세스 챔버 및 로드록 챔버의 상부에 이송중이거나 공정중에 있는 웨이퍼에 지속적으로 자외선을 조사함으로써 플라즈마를 여기시키는 자외선 램프를 각각 설치하여 저 RF 파워에서도 고밀도 저에너지 플라즈마를 형성함으로써 디포지션 레이트를 증가하고 스텝커버리지르 개선하며 플라즈마 데미지를 줄여 RF 플라즈마 데미지에 기인하는 유동차지를 제거토록 하는 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치를 제공하는데 목적을 두고 있다.
이하, 상기한 바와같은 본 고안 목적을 달성하기 위한 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
제2도는 본 고안 플라즈마 차지-업 제거장치를 설명하기 위한 본 고안 장치가 플라즈마 화학기상증착 시스템의 계통도이고, 제3도 및 제4도는 본 고안 장치에 사용되는 자외선 램프의 형태를 보인 평면도 및 단면도로서, 제3도는 로드록 챔버설치용 원형 자외선 램프를, 제4도는 프로세스 챔버설치용 원통형 자외선 램프를 각각 나타낸 것이다.
도면에 도시되어 있는 바와같이, 플라즈마 화학기상증착 시스템을 구성하고 있는 기본구조, 즉 시스템 본체의 중간부에는 웨이퍼(1)가 수납되는 반응실로서의 프로세스 챔버(2)가 위치되고, 그 양측에는 로드록 챔버(3)(3')가 배치되며, 상기 프로세스 챔버(2)의 내부 하측에는 히터블럭(4)를 가지는 웨이퍼 지지대(5)가 설치됨과 아울러 상부에는 전극(6)이 고정링(7)(7')에 의해 지지 고정되고, 상기 전극(6)에는 RF 파워(8)가 연결되며, 상기 프로세스 챔버(2)내에 공정가스를 공급하기 위한 가스공급라인(9)과, 상기 프로세스 챔버(2) 및 로드록 챔버(3)(3')내를 적정 진공 상태로 유지시켜 주기 위한 진공시스템(10)이 구비된 기본구조는 종래와 같다.
본 고안은 상기 프로세스 챔버(2) 및 로드록 챔버(3)(3')의 내부 일측에 이송중이거나 공정중에 있는 웨이퍼(1)에 자외선을 지속적으로 조사함으로써 플라즈마를 여기시키는 자외선램프(20)(20')를 각각 설치하여 저 RF 파워에서도 고밀도 저에너지 플라즈마를 형성함으로써 플라즈마 데미지를 줄일 수 있도록 구성되어 있다.
상기 프로세스 챔버설치용 자외선램프(20)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 커지는 경사부를 가지는 원통형으로 형성되어 있고, 프로세스 챔버(2)내의 전극(6) 하부에 설치되어 공정중인 웨이퍼(1)에 자외선을 조사시키도록 되어 있다.
또한, 상기 로드록 챔버용 자외선 램프(20')는 원형태를 포함하여 사각형 및 막대형으로 형성할 수 있고, 로드록 챔버(3)(3')의 상부에 설치되어 이송되는 웨이퍼(1)에 자외선을 조사함으로써 공정전이나 공정후, 웨이퍼(1)의 사전 유동차지 및 잔존하는 유동차지를 제거하도록 되어 있다.
도면에서 종래 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략하였으며 미설명 부호 30은 웨이퍼 표면 온도센서를 보인 것이다.
이와같이된 본 고안 장치가 적용된 플라즈마 화학기상증착 시스템의 작용은 종래와 동일 유사하나, 본 고안 장치에 의해 웨이퍼(1)가 공정을 위한 로딩시나 공정후 언로딩시 원형 자외선 램프(20')에서 방사되는 자외선에 의해 표면의 습기 성분이 제거될 뿐만 아니라 웨이퍼의 사전유동차지 및 잔존하는 유동차지가 제거되고, 공정진행시 자외선 파장에 의해 플라즈마가 여기되므로 저 RF 파워에서도 고밀도 저에너지 플라즈마가 형성되어 디포지션 레이트증가, 스텝커버리지 개선 및 플라즈마 데미지를 줄일 수 있는 것인 바, 이는 고밀도가 될 수록 디포지션 레이트가 증가하고, 스텝커버리지가 개선되며 플라즈마가 저에너지 일수록 플라즈마 데미지가 줄어드는 성질에 의한 것이다.
또한 자외선 파장에 의해서 유동차지가 축척되는 것이 방지되며, 절연체등에 존재하게 되는 유동차지는 이피름(EPROM)에서 데이타 소거시 자외선으로 제거하게 되는 바, 이는 이피롬에서 컨트롤 게이트와 플로팅 게이트 사이의 절연막에 차지되어 있는 정보를 자외선 광에너지로 누출시키는 것처럼 본 고안에서는 화학기상증착공정시 소자의 절연체에 차지된 이온을 축적됨이 없이 누출시킴으로써 축적된 차지의 순간 방전시 초래되는 게이트 옥사이드 파괴나 정션 리키지 증가 등을 사전 예방하여 칩의 신뢰성 및 수율을 증가시킬 수 있는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 고안 장치를 적용하면 화학기상증착 공정시 웨이퍼가 항상 자외선을 받게 되므로 공정전이나 공정후 웨이퍼의 사전 유동차지나 잔존하는 유동차지를 제거할 수 있고, 공정진행중에도 자외선 파장에 의해 저에너지 플라즈마가 형성되어 플라즈마 데미지가 줄어드는 등 웨이퍼의 유동차지 형성 원인을 완전제거할 수 있게 된다.
이에 따라 종래와 같은 유동차지를 인한 정션 리키지 증가 및 게이트 옥사이드 파괴등을 방지할 수 있어 수율을 증가시킬 수 있고 칩의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안에 의하면 공정진행중 자외선 램프로부터 방사되는 자외선 파장에 의해 저 RF 파워에서도 고밀도의 플라즈마가 형성되므로 디포지션 레이트의 증가 및 스텝커버리지가 개선되고, 증착막의 유니퍼머티를 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 시스템 본체의 중간부에 웨이퍼(1)가 수납되는 반응실로서의 프로세스 챔버(2)가 배치되고, 그 양측에는 웨이퍼(1)를 로딩 및 언로딩시키는 로드록 챔버(3)(3')가 배치되며 상기 프로세스 챔버(2)의 내부에 설치된 전극(6)에는 RF 파워(8)가 연결되어 구성되는 플라즈마 화학기상증착 시스템에 있어서, 상기 프로세스 챔버(2)와 로드록 챔버(3)(3')의 내측 상부에 이송중이거나 공정중에 있는 웨이퍼(1)에 자외선을 조사하는 자외선램프(20)(20')를 각각 설치하여 웨이퍼의 유동차지 형성 원인을 완전 제거토록 구성한 것을 특징으로 하는 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치.
- 제1항에 있어서, 상기 프로레스 챔버용 자외선 램프(20)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점차 커지는 경사부를 갖는 원통형으로 형성되고, 로드록 챔버용 자외선 램프(20')는 원형 또는 사각형태로 형성됨을 특징으로 하는 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019920025232U KR0132441Y1 (ko) | 1992-12-12 | 1992-12-12 | 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019920025232U KR0132441Y1 (ko) | 1992-12-12 | 1992-12-12 | 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR940017860U KR940017860U (ko) | 1994-07-28 |
| KR0132441Y1 true KR0132441Y1 (ko) | 1999-02-01 |
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ID=19346405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR2019920025232U KR0132441Y1 (ko) | 1992-12-12 | 1992-12-12 | 플라즈마 화학기상증착 시스템의 플라즈마 차지-업 제거장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0132441Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105414B2 (en) | 2003-12-27 | 2006-09-12 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing MOS transistor |
-
1992
- 1992-12-12 KR KR2019920025232U patent/KR0132441Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7105414B2 (en) | 2003-12-27 | 2006-09-12 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing MOS transistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940017860U (ko) | 1994-07-28 |
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