KR100407363B1 - chamber for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR100407363B1
KR100407363B1 KR10-2001-0071049A KR20010071049A KR100407363B1 KR 100407363 B1 KR100407363 B1 KR 100407363B1 KR 20010071049 A KR20010071049 A KR 20010071049A KR 100407363 B1 KR100407363 B1 KR 100407363B1
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Abstract

본 발명은 가스저장장치와, 그 내부에 웨이퍼가 안착되어 상기 가스저장장치로부터 인입되는 기체물질의 화학반응을 통해 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 반도체 제조용 챔버에 관한 것으로, 갈수록 폭이 좁아지는 깔때기 형상의 상부커버와; 상기 상부커버의 내측 중앙에 설치되어 상기 가스저장장치에 저장된 가스물질을 확산 분사하는 탑 플로우 방식의 인젝터와; 상기 상단커버의 하단에 결합되는 하부베이스와; 상기 하부베이스 내부에 장착되어, 그 상면에 안착되는 웨이퍼의 지지 및 온도를 제어하는 척을 포함하는 반도체 제조용 챔버를 제공한다.The present invention relates to a gas storage device, and a semiconductor manufacturing chamber for depositing a thin film on the wafer through the chemical reaction of the gas material is drawn from the gas storage device is placed therein, the narrowing funnel An upper cover of a shape; A top flow injector installed at an inner center of the upper cover to diffuse and inject gaseous substances stored in the gas storage device; A lower base coupled to a lower end of the upper cover; It is mounted in the lower base, and provides a chamber for manufacturing a semiconductor including a chuck for controlling the temperature and support of the wafer seated on the upper surface.

Description

반도체 제조용 챔버{chamber for manufacturing semiconductor device}Chamber for manufacturing semiconductor device

본 발명은 반도체 제조용 챔버(chamber)에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 상부커버와 하부베이스의 결합으로 이루어지는 챔버와, 상기 상부커버의 내면에 설치되는 탑 플로우(top flow) 방식의 인젝터(injector)를 채용한 반도체 제조용 챔버에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chamber for semiconductor manufacturing, and more particularly, to a chamber comprising a combination of an upper cover and a lower base, and a top flow injector installed on an inner surface of the upper cover. It is related with the chamber for semiconductor manufacturing employ | adopted.

근래에 들어 과학이 발달함에 따라 새로운 물질의 개발 및 처리를 가능하게 하는 신소재 분야가 급속도로 발전하였고, 이러한 신소재 분야의 개발 성과물은 반도체 산업의 비약적인 발전 원동력이 되고 있다.In recent years, with the development of science, the field of new materials, which enables the development and processing of new materials, has been rapidly developed, and the development results of these materials are driving the development of the semiconductor industry.

일반적으로 반도체 소자는 기판인 웨이퍼(wafer)의 상면에 수 차례에 걸친 박막의 증착 및 이의 패터닝(patterning) 등의 가공처리를 통해 구현되는 고밀도 집적회로(LSI: Large Scale Integration)로서, 전술한 박막의 증착 및 패터닝(patterning) 등의 공정은 통상 챔버(chamber)형 프로세스 모듈(process module) 내에서 이루어진다.In general, a semiconductor device is a high-scale integrated circuit (LSI: Large Scale Integration) implemented through a process of depositing and patterning a plurality of thin films on an upper surface of a wafer, which is a substrate. Processes, such as deposition and patterning, are typically performed in a chamber type process module.

이때 챔버형 프로세스 모듈은 목적하는 공정에 따라 다양하게 변형된 구성을 가지고 있으나, 이 중 하나의 예로 상부가 돔(dome) 형상을 가지는 챔버(chamber)를 포함하는 챔버형 프로세스 모듈에 대하여 설명하면, 이는 도 1에 도시한 바와 같이 그 내부에 웨이퍼(1)가 안착되어, 상기 웨이퍼(1)의 상면에 박막을 증착하거나 이를 패터닝(patterning)하는 등의 직접적 처리 공정이 진행되는 밀폐된 반응용기인 챔버(chamber)(20)와, 상기 챔버(20) 내에서 목적하는 공정의 진행을 위한 기체물질을 저장하는 가스저장장치(40)를 포함하고 있다.At this time, the chamber-type process module has a variety of configurations according to the desired process, but as an example of this will be described with respect to the chamber-type process module including a chamber (chamber) having an upper dome (dome) shape, 1 is a sealed reaction vessel in which a wafer 1 is seated therein, and a direct processing process such as depositing or patterning a thin film on the upper surface of the wafer 1 is performed as shown in FIG. 1. A chamber 20 and a gas storage device 40 for storing a gaseous material for the progress of the desired process in the chamber 20.

이때 그 내부에 처리 대상물인 웨이퍼(1)가 안착되어 이를 직접 가공 처리하는 챔버(20)는, 그 내부에 일정정도의 내용적을 가지는 금속재질의 하부베이스(20b)와, 상기 하부베이스의 상부에 결합되는 쿼츠(quartz) 등의 재질로 이루어지는 돔(dome) 형상의 상부커버(20a)를 포함하여, 그 내부에 외부와 분리된 공간을 정의하고 있는데, 상기 챔버(20)의 내부 공간에는 척(30)이 설치되어 그 상면에 안착되는 웨이퍼(1)의 파지 및 온도를 제어하게 된다.At this time, the chamber 20, which is the object to be processed, is placed on the inside of the chamber 20, and the chamber 20 which directly processes the wafer 1 is formed on the lower base 20b made of a metal material having a certain internal content therein, and on the upper portion of the lower base. Including a dome-shaped upper cover (20a) made of a material such as quartz (quartz) to be coupled, and defines a space separated from the outside therein, the inner space of the chamber 20, the chuck ( 30) is installed to control the holding and temperature of the wafer (1) seated on the upper surface.

또한 이러한 챔버(20)에는 전술한 가스저장장치(40)로부터 필요물질이 공급될 수 있도록 일단이 연결된 공급관(42)과, 그 내부의 기체를 배출함으로써 압력을 제어할 수 있도록 하는 배출관(62) 및 그 말단에 부설된 펌프(60)를 포함하고 있는데, 특히 전술한 가스저장장치(40)에 연결된 공급관(42)의 타단은 상기 챔버(20)의 상부커버(20a)의 내면에 설치된 인젝터(injector)에 연결되어 기체물질을 챔버(20) 내의 전면적으로 확산하게 된다.In addition, the chamber 20 has a supply pipe 42 having one end connected to supply the necessary material from the gas storage device 40 described above, and a discharge pipe 62 for controlling the pressure by discharging the gas therein. And a pump (60) attached at the end thereof, in particular, the other end of the supply pipe (42) connected to the gas storage device (40) described above is an injector (installed on the inner surface of the upper cover (20a) of the chamber (20). connected to the injector to diffuse the gaseous material throughout the chamber 20.

이때 전술한 인젝터는 기체물질의 균일한 확산을 위하여 통상 상부커버(20a)의 내면 중심부에 설치되어 웨이퍼(1)의 직상부에서 그 하단으로 기체물질을 분사하는 탑 플로우(top flow) 방식 인젝터(22)를 채용하는 것이 일반적인데, 그 형태는 도시한 샤워헤드형 또는 노즐형 등 다양하게 구분 가능하지만 그 목적은 기체물질의 균일한 확산에 있음은 공통적이다.In this case, the injector described above is usually installed in the center of the inner surface of the upper cover 20a to uniformly diffuse the gaseous material, and injects the gaseous material from the upper portion of the wafer 1 to the lower end thereof. It is common to adopt 22), and the shape can be variously classified, such as the shower head type or the nozzle type shown, but its purpose is common to uniform diffusion of gaseous substances.

이러한 구성을 가지는 일반적인 챔버형 프로세스 모듈(10)은 먼저 척(30)의상면에 웨이퍼(1)가 안착되어 챔버(20)가 밀폐되면, 상기 배출관(62)의 말단에 부설된 펌프(60) 등을 통해 챔버(20)의 내부 환경을 고유하게 조절한 후, 가스저장장치(40)에 연결된 공급관(42) 및 탑 플로우 방식의 인젝터(22)를 통해 챔버(20) 내로 유입 확산된 기체물질의 화학반응으로 웨이퍼(1)를 가공, 처리하는 것이다.In the general chamber type process module 10 having such a configuration, when the wafer 20 is first seated on the upper surface of the chuck 30 and the chamber 20 is sealed, the pump 60 installed at the end of the discharge pipe 62 is provided. After the internal environment of the chamber 20 is uniquely adjusted through the supply and the like, the gas material introduced into the chamber 20 through the supply pipe 42 and the top flow injector 22 connected to the gas storage device 40. The wafer 1 is processed and processed by chemical reaction.

그러나 이러한 일반적인 돔 형상의 상부커버(20a)를 포함하는 챔버(20)는 몇 가지 문제점을 가지고 있는데, 이는 특히 웨이퍼(1)의 상면에 원자층 증착방법(Atomic Layer Deposition : ALD)으로 박막을 증착할 경우에 빈번하게 발생되는 불완전 퍼지(purge) 및 불 균일한 박막의 형성 등이다.However, the chamber 20 including the general dome-shaped upper cover 20a has some problems. In particular, the thin film is deposited on the upper surface of the wafer 1 by atomic layer deposition (ALD). Incomplete purge and non-uniform thin film formation frequently occur.

원자층 증착방법이란, 기체 분자들 간의 화학반응을 이용한다는 점에 있어서 일반적인 화학기상증착(chemical vapour deposition : CVD) 방법과 유사하나, 통상의 화학기상증착 방법이 다수의 기체 분자들을 동시에 챔버 내로 주입하여, 웨이퍼의 상방에서 발생된 반응생성물을 웨이퍼에 증착하는 것과 달리, 하나의 기체물질을 챔버 내로 주입한 후 이를 퍼지(purge)하여 가열된 웨이퍼의 상부에 물리적으로 흡착된 기체만을 잔류시키고, 이후 다른 기체물질을 주입함으로써 상기 웨이퍼의 상면에서만 발생되는 화학반응 생성물을 증착한다는 점에서 상이하다.The atomic layer deposition method is similar to the general chemical vapor deposition (CVD) method in that the chemical reaction between gas molecules is used, but the conventional chemical vapor deposition method injects a plurality of gas molecules into the chamber at the same time. Thus, unlike depositing the reaction product generated on the wafer onto the wafer, one gaseous material is injected into the chamber and then purged to leave only the gas adsorbed physically on top of the heated wafer. It is different in that it deposits chemical reaction products that occur only on the upper surface of the wafer by injecting other gaseous materials.

이러한 원자층 증착방법을 통해 구현되는 박막은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 매우 우수하며, 특히 불순물 함유량이 월등히 낮은 순수한 박막을 구현하는 것이 가능한 잇점을 가지고 있어 현재 널리 각광받고 있는데, 두 종류의 기체물질을 사용하는 1 회 공정주기 만을 고려할 경우 제 1 기체의 주입, 퍼지, 제 2 기체의 주입이 순차적으로 진행되어야 한다.The thin film realized through the atomic layer deposition method has a very good step coverage characteristic, and in particular, it has the advantage that it is possible to realize a pure thin film with a very low impurity content. Considering only one process cycle using the material, injection of the first gas, purge, and injection of the second gas should proceed sequentially.

그러나 이러한 원자층 증착방법의 1 회 공정주기를 통해 구현되는 박막의 두께는 통상 0.3 나노미터(nm) 이하이므로, 목적하는 두께의 박막을 구현하기 위해서는 상기 1 회 공정주기를 수 회 내지 수십 회 반복하여야 하는 바, 이 경우 각 회의 공정주기 사이에 제 2 기체를 퍼지하는 또 하나의 단계를 더욱 포함하게 된다.However, since the thickness of the thin film that is realized through one process cycle of the atomic layer deposition method is generally 0.3 nanometer (nm) or less, in order to realize a thin film having a desired thickness, the process cycle is repeated several times to several tens of times. In this case, it further includes another step of purging the second gas between each process cycle.

즉, 이를 도면을 통하여 설명하면 도 2는 3회 반복되는 공정주기를 통해 박막을 구현할 경우를 가정하여 시간에 따른 공정의 순서를 순차적으로 도시한 시간/공정 그래프로서, 도시한 바와 같이 A 공정으로 표현한 제 1 기체 주입 후, B 공정인 퍼지를 통해 챔버 내에 잔류하는 제 1 기체를 제거하고, C 공정인 제 2 기체 주입 한 후 다시 B 공정인 퍼지단계를 통해 챔버내의 제 2 기체를 제거함으로써 1 회 공정 주기(T1)를 구성하고, 상기 1회의 공정주기를 3 회 반복하게 되는 것이다.That is, referring to the drawings, FIG. 2 is a time / process graph sequentially showing a sequence of processes over time assuming a case of implementing a thin film through three repeated process cycles. After the first gas is expressed, the first gas remaining in the chamber is removed through the purge of step B, and the second gas is injected through the purge step of B after removing the second gas of the process C. The process cycle T1 is configured, and the process cycle is repeated three times.

따라서 전술한 도 1의 일반적인 돔 형상의 상부 커버(20a)와 하부베이스(20b)의 결합으로 이루어지는, 탑 플로우 방식의 인젝터(22)를 채용한 챔버(20)를 포함하는 챔버형 프로세스 모듈(10)을 통하여 원자층 증착방법을 실시할 경우에, 각 기체물질의 주입단계 후 상기 배출관(62)의 말단에 부설된 펌프(P)를 통하여 챔버(20) 내부의 잔류기체를 퍼지하여야 하는데, 통상의 챔버(20)는 그 내부의 면적이 크므로 이러한 퍼지를 위한 시간이 길게 요구되며 신뢰성 있는 퍼지를 기대하기도 어렵다.Therefore, the chamber-type process module 10 including the chamber 20 employing the top flow injector 22, which is composed of a combination of the general dome-shaped upper cover 20a and the lower base 20b of FIG. 1 described above. In the case of performing the atomic layer deposition method through), after the injection step of each gaseous material, it is necessary to purge the residual gas inside the chamber 20 through the pump P installed at the end of the discharge pipe 62. Since the chamber 20 has a large area therein, a long time for such a purge is required and it is difficult to expect a reliable purge.

이에 챔버(20) 내부의 잔류 기체물질이 완전히 퍼지되지 않을 경우에는 원자층 증착방법을 통해 얻고자 하는 고순도 및 우수한 스탭 커버리지 특성을 가지는 박막을 기대할 수 없고, 또한 퍼지 시간이 길어지면 상기 챔버(20) 내에서 이루어지는 기체물질간의 화학반응을 가속화하기 위하여, 챔버(20) 내부에 부여된 고유 환경을 해치게 되는 문제점을 가지게 되는 것이다.Therefore, when the residual gaseous material inside the chamber 20 is not completely purged, a thin film having high purity and excellent step coverage characteristics to be obtained through the atomic layer deposition method cannot be expected, and when the purge time is long, the chamber 20 In order to accelerate the chemical reaction between the gaseous substances made in the inside), there is a problem that harms the unique environment imparted inside the chamber 20.

또한 일반적인 돔 형상의 상부커버(20a)를 가지는 챔버(20)에 있어서, 인젝터(22)를 통해 챔버(20) 내로 분사된 기체물질의 일부는 돔 형상의 상부커버(20a) 내벽을 따라 확산되는 도중, 점선 화살표로 도시한 바와 같은 와류(eddy)를 일으키는 경우가 빈번하게 관찰되는데, 이러한 와류는 결국 기체물질의 고른 확산을 방해하여 국부적으로 밀도의 차이를 형성하게 되어 균일하지 못한 박막이 구현되는 바, 이는 비록 돔 형상의 상부커버(20a)의 내곡면의 각도를 조절하여도 제어되기 어려운 한계를 가지고 있다.In addition, in the chamber 20 having the top cover 20a having a general dome shape, a part of the gaseous material injected into the chamber 20 through the injector 22 is diffused along the inner wall of the dome shape top cover 20a. In the meantime, the occurrence of eddy as shown by the dotted arrow is frequently observed, and this vortex eventually prevents even diffusion of the gaseous material to form a difference in density locally, resulting in an uneven thin film. Bar, although it has a limit that is difficult to control even by adjusting the angle of the inner surface of the dome-shaped upper cover (20a).

이러한 문제점은 비단 전술한 원자층 증착방법에만 한정된 것은 아니며, 일반적인 화학기상증착 공정을 진행함에 있어서도 역시 챔버(20)의 내용적이 큼에 따라 챔버(20) 내의 고유 환경의 조성 및 제어가 어렵고, 또한 와류 등에 의한 불 균일한 박막이 구현되는 문제점은 여전히 존재하고 있다.This problem is not limited to the above-described atomic layer deposition method, and in the course of the general chemical vapor deposition process, the composition and control of the inherent environment in the chamber 20 are difficult due to the large contents of the chamber 20, and There is still a problem that a non-uniform thin film is realized by vortex and the like.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 챔버의 내용적을 최소화하면서, 균일한 기체물질의 확산 분사가 가능하며 특히 상기 기체물질의 확산시 발생되는 와류를 억제할 수 있는 챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, while minimizing the volume of the chamber, it is possible to uniformly spray the diffusion of gaseous material, and in particular to provide a chamber that can suppress the vortex generated during the diffusion of the gaseous material Its purpose is to.

도 1은 일반적인 반도체 제조용 챔버를 도시한 구조도1 is a structural diagram showing a chamber for manufacturing a general semiconductor

도 2는 3회 서브 주기를 가지는 원자증착방법의 시간/공정 그래프2 is a time / process graph of an atomic deposition method having three sub periods.

도 3는 본 발명에 따른 반도체 제조용 챔버를 도시한 구조도3 is a structural diagram showing a chamber for manufacturing a semiconductor according to the present invention

도 4a는 본 발명에 따른 반도체 제조용 챔버에 포함되는 상부 커버를 도시한 사시도4A is a perspective view illustrating an upper cover included in a chamber for manufacturing a semiconductor according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 따른 반도체 제조용 챔버에 포함되는 상부 커버를 도시한 측면도Figure 4b is a side view showing the upper cover included in the chamber for manufacturing a semiconductor according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 웨이퍼 110 : 반도체 제조용 프로세스 모듈1: wafer 110: process module for semiconductor manufacturing

120 : 챔버 120a : 상부커버120: chamber 120a: top cover

120b : 하부베이스 122 : 탑 플로우 방식의 인젝터120b: lower base 122: top flow injector

130 : 척 140 : 가스저장장치130: Chuck 140: gas storage device

142 : 공급관 162 : 배출관142: supply pipe 162: discharge pipe

160 : 펌프160: Pump

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 가스저장장치와, 그 내부에 웨이퍼가 안착되어 상기 가스저장장치로부터 인입되는 기체물질의 화학반응을 통해 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 반도체 제조용 챔버로서, 갈수록 폭이 좁아지는 깔때기 형상의 상부커버와; 상기 상부커버의 내측 중앙에 설치되어 상기 가스저장장치에 저장된 가스물질을 확산 분사하는 탑 플로우 방식의 인젝터와; 상기 상단커버의 하단에 결합되는 하부베이스와; 상기 하부베이스 내부에 장착되어, 그 상면에 안착되는 웨이퍼의 지지 및 온도를 제어하는 척을 포함하는 반도체 제조용 챔버를 제공한다.The present invention is a chamber for manufacturing a semiconductor for depositing a thin film on the wafer through the chemical reaction of the gas storage device and the gas material is drawn from the gas storage device in order to achieve the object as described above. A funnel-shaped upper cover that becomes narrower in width; A top flow injector installed at an inner center of the upper cover to diffuse and inject gaseous substances stored in the gas storage device; A lower base coupled to a lower end of the upper cover; It is mounted in the lower base, and provides a chamber for manufacturing a semiconductor including a chuck for controlling the temperature and support of the wafer seated on the upper surface.

이때 상기 상단커버는 쿼츠를 포함하는 물질로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 깔때기 형상의 상단커버의 옆면은 그 내부로 오목하게 인입된 나팔 형상인 것을 특징으로 한다.At this time, the top cover is characterized in that consisting of a material containing quartz, the side surface of the funnel-shaped top cover is characterized in that the trumpet shape recessed into the inside.

또한 상기 가스 저장장치는 서로 다른 종류의 기체와, 퍼지가스를 각각 구분하여 저장하고, 상기 웨이퍼의 상면에 원자층 증착 방법을 통해 박막을 구현하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas storage device is characterized in that to store different types of gas and purge gas, respectively, and to implement a thin film on the upper surface of the wafer through an atomic layer deposition method.

이하 본 발명에 대한 올바른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 챔버를 구성하는 상부 커버에 일반적인 돔 형상이 아닌 깔때기 형상을 부여하며, 탑 플로우 방식의 인젝터를 채용한 것을 특징으로 하는 바, 이를 도 3에 도시하였다.The present invention provides a funnel shape instead of a general dome shape to the upper cover constituting the chamber, and a top flow type injector is adopted, which is illustrated in FIG. 3.

도시한 바와 같이 이는 그 내부에 웨이퍼(1)가 안착되어, 상기 웨이퍼의 상면에 박막을 증착하거나 이를 패터닝(patterning)하는 등의 직접적 처리 공정이 진행되는 밀폐된 반응용기인 챔버(chamber)(120)와, 상기 챔버(120) 내에서 목적하는 공정의 진행을 위한 기체물질을 저장하는 가스저장장치(140)를 포함하고 있음은 일반적인 경우와 동양(同樣)이다.As shown, the chamber 120 is a sealed reaction vessel in which a wafer 1 is placed therein, and a direct processing process such as depositing or patterning a thin film on the upper surface of the wafer is performed. ), And the gas storage device 140 for storing the gaseous material for the progress of the desired process in the chamber 120 is the same as the general case.

이때 그 내부에 처리 대상물인 웨이퍼(1)가 안착되어 이를 직접 가공 처리하는 챔버(120)는, 그 내부에 일정정도의 공간을 가지는 금속재질의 하부베이스(120b)와, 상기 하부베이스의 상부에 결합되는 깔때기(funnel)형상의 상부커버(120a)를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 상부커버(120a) 및 하부베이스(120b)의 결합에 의하여 챔버(120)의 내부는 외부와 분리된 공간을 가지게 된다.At this time, the wafer 120, which is the object to be processed, is seated therein, and the chamber 120 for directly processing the wafer 120 includes a lower base 120b of a metal material having a predetermined amount of space therein, and an upper portion of the lower base. It characterized in that it comprises a funnel (funnel) -shaped upper cover (120a), the interior of the chamber 120 by the combination of the upper cover (120a) and the lower base (120b) is a space separated from the outside Have.

즉, 본 발명에 따른 챔버(120)는 갈수록 폭이 좁아지는 깔때기 형상의 상부커버(120a)와, 상기 상부커버(120a)의 하단에 결합되는 원통형상의 하부베이스(120b)를 포함하는데, 특히 상기 상부커버(120a)는 도 4a 및 도 4b와 같이 외형적으로는 원뿔 형상, 바람직하게는 평면적으로 도시하였을 때 대응되는 두 면인 모선이 그 내부로 오목한 나팔모양의 직원뿔 형상을 가지는 것을 특징으로 하는데, 이러한 나팔 형상의 상부커버(120a)는 쿼츠(quartz) 등의 재질로 이루어진다.That is, the chamber 120 according to the present invention includes a funnel-shaped upper cover 120a that is narrower in width and a cylindrical lower base 120b that is coupled to the lower end of the upper cover 120a. The upper cover 120a has a conical shape, preferably as shown in FIGS. 4A and 4B, having two sides corresponding to each other when viewed in plan, having a trumpet-shaped employee cone shape concave therein. The trumpet-shaped upper cover 120a is made of quartz or the like material.

이러한 깔때기 형상의 상부커버(120a) 및 상기 상부커버(120a)의 하단에 결합되는 하부베이스(120b)에 의해 정의되는 챔버(120)의 내부 공간에는, 웨이퍼(1)를 파지하는 척(130)이 설치되어 그 상면에 웨이퍼(1)가 안착되는 데, 이때 상기 척(130)에는 바람직하게는 웨이퍼(1)의 온도를 제어할 수 있는 기능을 부여하는 것이 바람직하다.In the internal space of the chamber 120 defined by the funnel-shaped upper cover 120a and the lower base 120b coupled to the lower end of the upper cover 120a, the chuck 130 holding the wafer 1 is held. The wafer 1 is mounted on the upper surface thereof, and the chuck 130 is preferably provided with a function of controlling the temperature of the wafer 1.

또한 상기 챔버에는 전술한 가스저장장치(140)로 부터 필요물질이 공급될 수 있도록, 상기 가스저장장치(140)에 일단이 연결되는 공급관(142)과, 챔버 내부의 기체를 배출함으로써 압력을 제어하는 배출관(162) 및 그 말단에 부설된 펌프(160)를 더욱 포함하고 있는 바, 전술한 가스저장장치(140)와 연결되는 공급관(142)의 타단은 상기 챔버(120)의 상부커버(120a)의 내면의 중앙에 설치된 탑 플로우 방식의 인젝터(122)에 연결되어, 기체물질을 웨이퍼(1)의 직 상부에서 그 하단으로 분사, 확산하게 된다.In addition, the chamber controls the pressure by discharging the gas in the chamber and the supply pipe 142 having one end connected to the gas storage device 140 so that the necessary material can be supplied from the gas storage device 140 described above. Further comprising a discharge pipe 162 and the pump 160 attached to the end of the bar, the other end of the supply pipe 142 connected to the above-described gas storage device 140 is the top cover 120a of the chamber 120 It is connected to the injector 122 of the top flow method installed in the center of the inner surface of the), and the gaseous material is injected and diffused from the upper portion of the wafer 1 to the lower end thereof.

이때 이러한 인젝터(122)는 기체물질의 균일한 확산을 가능하게 하는 여러 가지 형태, 일례로 도시한 바와 같은 샤워헤드형이나 또는 노즐형 등도 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다.In this case, it will be apparent to those skilled in the art that the injector 122 may be formed in various forms to enable uniform diffusion of gaseous materials, such as a shower head type or a nozzle type as illustrated.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 따른 챔버형 프로세스 모듈을 통해 반도체 소자를 제조하는 공정을 설명하면, 먼저 척(130)의 상면에 웨이퍼(1)를 안착하여 챔버(120)를 밀폐하고, 배출관(162)의 말단에 부설된 펌프(160) 등을 통해 챔버(120)의 내부 환경을 고유하게 조절한다. 이 후 가스저장장치(140)에 연결된 공급관(142) 및 탑 플로우 방식의 인젝터(122)를 통해 챔버(120) 내로 유입 확산된 기체물질의 화학반응을 유도하여 이를 통해 웨이퍼(1)를 가공, 처리하는 것이다.Referring to the process of manufacturing a semiconductor device through the chamber-type process module according to the present invention having such a configuration, first the wafer 1 is seated on the upper surface of the chuck 130 to seal the chamber 120, the discharge pipe 162 The internal environment of the chamber 120 is uniquely controlled through the pump 160 installed at the end of the). Thereafter, through the supply pipe 142 connected to the gas storage device 140 and the top flow injector 122, a chemical reaction of the gaseous material introduced into the chamber 120 is introduced and processed, thereby processing the wafer 1. To deal with.

이때 본 발명에 따른 챔버(120)는 그 상부커버(120a)에 원뿔 형상을 부여함으로서, 챔버(120) 내의 면적을 줄여 상기 챔버(120) 내의 환경조절을 용이하게 하고, 또한 기체물질의 와류현상을 제어하는 것이 가능한 잇점을 가지는데, 특히 본 발명에 따른 챔버(120)는 웨이퍼(1)의 상면에 원자층 층착방법을 사용하여 박막을 증착할 경우 보다 개선된 효과를 얻을 수 있다.At this time, the chamber 120 according to the present invention gives a conical shape to the upper cover 120a, thereby reducing the area in the chamber 120 to facilitate environmental control in the chamber 120, and also vortex phenomena of gaseous substances. In particular, the chamber 120 according to the present invention can obtain an improved effect when the thin film is deposited using the atomic layer deposition method on the upper surface of the wafer 1.

이 경우에 상기 가스저장장치(140)는 각각 서로 다른 종류의 반응기체와 퍼지가스를 구분하여 저장하는 구성을 가지게 되는 바, 척(130)의 상면에 웨이퍼(1)를 안착하여 챔버(120)를 밀폐하면, 이후 전술한 일반적인 경우와 동일하게 제 1 기체 주입과, 제 1 기체의 퍼지와, 제 2 기체 주입과, 제 2 기체의 퍼지 단계로 이루어지는 공정주기를 반복하여 웨이퍼의 상면에박막을 증착하게 된다.In this case, the gas storage device 140 is configured to separately store different types of reactive gas and purge gas, and the wafer 120 is seated on the upper surface of the chuck 130. After that, the process cycle of the first gas injection, the first gas purge, the second gas injection, and the second gas purge step is repeated in the same manner as in the general case described above. Will be deposited.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 챔버의 상부커버에 깔때기 형상을 부여함으로써 보다 균일한 기체물질의 확산을 가능하게 하는데, 특히 상기 깔때기 형상의 상단커버의 옆면을 그 내부로 오목하게 인입하여 나팔 형상으로 구현함으로써 일반적인 챔버에서 빈번하게 발생되는 기체물질의 와류 현상의 효과적인 제어와, 챔버 내부 면적의 축소를 가능하게 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a funnel shape to the upper cover of the chamber to enable more uniform diffusion of the gaseous material. In particular, the side surface of the top cover of the funnel shape is recessed into the inside thereof. By implementing the trumpet shape, it is possible to effectively control the vortex phenomena of gaseous substances frequently generated in the general chamber and to reduce the internal area of the chamber.

따라서 챔버의 내부에 조성되는 고유한 환경을 유지 및 제어하는 것이 용이하며 보다 개선된 박막의 구현을 구현할 수 있는 잇점을 가지고 있는데, 특히 이러한 본 발명에 따른 챔버가 원자층 증착방법에 사용될 경우 챔버의 내부 면적을 축소함에 따라 퍼지 시간을 단축하는 것이 가능하여 더욱 큰 효과를 기대할 수 있다.Therefore, it is easy to maintain and control the unique environment formed inside the chamber and has the advantage of realizing the improved thin film. In particular, when the chamber according to the present invention is used in the atomic layer deposition method, As the internal area is reduced, it is possible to shorten the purge time, and thus a greater effect can be expected.

이에 보다 개선된 반도체 소자의 제조를 가능하게 한다.This makes it possible to manufacture more improved semiconductor devices.

Claims (4)

가스저장장치와, 그 내부에 웨이퍼가 안착되어 상기 가스저장장치로부터 인입되는 기체물질의 화학반응을 통해 상기 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 반도체 제조용 챔버로서,A chamber for manufacturing a semiconductor for depositing a thin film on a wafer through a chemical reaction of a gas storage device and a gaseous material drawn from the gas storage device by mounting a wafer therein, 갈수록 폭이 좁아지는 깔때기 형상의 상부커버와;An upper cover having a funnel shape that becomes narrower in width; 상기 상부커버의 내측 중앙에 설치되어 상기 가스저장장치에 저장된 가스물질을 확산 분사하는 탑 플로우 방식의 인젝터와;A top flow injector installed at an inner center of the upper cover to diffuse and inject gaseous substances stored in the gas storage device; 상기 상단커버의 하단에 결합되는 하부베이스와;A lower base coupled to a lower end of the upper cover; 상기 하부베이스 내부에 장착되어, 그 상면에 안착되는 웨이퍼의 지지 및 온도를 제어하는 척Chuck mounted inside the lower base to control the temperature and support of the wafer seated on the upper surface 을 포함하는 반도체 제조용 챔버Chamber for manufacturing a semiconductor comprising a 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 상단커버는 쿼츠를 포함하는 물질로 구성되는 반도체 제조용 챔버The top cover is a chamber for manufacturing a semiconductor consisting of a material containing quartz 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 깔때기 형상의 상단커버의 옆면은 그 내부로 오목하게 인입된 나팔 형상인 반도체 제조용 챔버The side surface of the top cover of the funnel shape is a semiconductor manufacturing chamber having a trumpet shape concavely recessed therein. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 가스 저장장치는 서로 다른 종류의 기체와, 퍼지가스를 각각 구분하여 저장하고,The gas storage device stores different types of gas and purge gas, respectively, 상기 웨이퍼의 상면에 원자층 증착 방법을 통해 박막을 구현하는 반도체 제조용 챔버Chamber for manufacturing a semiconductor to implement a thin film on the upper surface of the wafer through an atomic layer deposition method
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