KR100549529B1 - 반도체제조장치 - Google Patents

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KR100549529B1
KR100549529B1 KR1020030097591A KR20030097591A KR100549529B1 KR 100549529 B1 KR100549529 B1 KR 100549529B1 KR 1020030097591 A KR1020030097591 A KR 1020030097591A KR 20030097591 A KR20030097591 A KR 20030097591A KR 100549529 B1 KR100549529 B1 KR 100549529B1
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Abstract

본 발명은, 기판을 수용하는 수용공간을 형성하는 챔버본체 및 돔과, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 수용공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나와, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 돔의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 구비한 반도체제조장치에 있어서, 상기 온도조절유닛은, 상기 돔의 상측에 상기 돔 및 상기 안테나와 인접하게 마련된 열전달부재와; 상기 열전달부재의 상측에 마련되어 상기 돔을 가열시키기 위한 히터와; 상기 열전달부재와 상기 히터 사이에 마련되어 상기 돔을 냉각시키는 냉각부재와; 상기 냉각부재에 대해 결합되어 상기 돔이 소정의 기준온도범위를 유지하도록 상기 냉각부재에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 안테나에 고압의 전원이 인가되어 고밀도의 플라즈마를 발생되는 경우에도 용이하게 돔의 온도를 소정의 기준온도범위로 일정하게 유지시킬 수 있다.

Description

반도체제조장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT}
도 1은 종래의 반도체제조장치의 부분 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체제조장치의 부분 개략도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체제조장치의 온도조절유닛의 단면도,
도 4는 도 3의 반도체제조장치의 온도조절유닛의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체제조장비의 부분 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 챔버 3 : 돔
5 : 안테나 7 : 챔버본체
10 : 온도조절유닛 11 : 열전달부재
12 : 안테나수용부 14 : 히터
20 : 냉각부재 21 : 냉각제채널
23 : 공급관 25 : 배출관
27 : 조절밸브 30 : 보조냉각부재
31 : 보조냉각제채널 33 : 보조공급관
35 : 보조배출관 37 : 보조조절밸브
39 : 커버부재
본 발명은 반도체제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고밀도 플라즈마(HDP, high density plasma) 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition) 챔버에 마련된 돔(dome)의 온도를 일정하게 유지하기 하도록 구조를 개선한 온도조절유닛을 갖는 반도체제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체제조장치인 반도체제조공정에 마련된 챔버는 주로 웨이퍼(wafer)를 수용할 수 있게 수용공간을 형성하도록 마련된 챔버본체 및 돔과, 수용공간인 챔버 내에 증착용 가스를 공급하기 위한 가스분사노즐 등을 갖는 가스공급장치와, 웨이퍼를 지지하도록 챔버 내에 마련된 웨이퍼지지장치를 포함한다. 그리고, 돔은 챔버본체의 상측에 마련되어 챔버본체와 함께 웨이퍼를 수용하여 증착시킬 수 있도록 밀폐된 수용공간을 형성한다. 그리고, 돔의 상측에는 챔버 내부로 공급되는 증착용 가스를 플라즈마상태로 여기하기 위해 RF(radio frequency) 전원이 인가되는 안테나와, 이러한 플라즈마에 의해 가열되는 돔의 온도를 조절하기 위한 온도조절유닛이 마련된다.
그리고, 최근에는 이러한 웨이퍼가 고용량화되도록 요구되고 있으며, 이렇게 웨이퍼가 고용량화되기 위해서는 더 조밀한 패턴으로 형성되어야 한다. 그리고, 이렇게 더 조밀한 패턴을 갖는 웨이퍼를 증착하기 위해서는 안테나에 고압의 전원 을 인가되어야 한다. 그리고, 안테나에 고압의 전원이 인가되면, 챔버 내에 고온의 고밀도 플라즈마(HDP, high density plasma)가 형성되게 되어 조밀한 패턴을 갖는 웨이퍼를 증착시킬 수 있다.
그리고, 돔은 주로 세라믹재질로 제작되며, 이러한 세라믹재질의 돔을 열충격으로부터 보호하기 위해서는 돔의 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하다.
그리고, 반도체제조장치에 마련된 돔의 온도조절유닛에 관한 선행기술이 미국특허 US6,286,451호의 돔 형상과 온도조절면(DOME : SHAPE AND TEMPERATURE CONTROLLED SURFACES)에 개시되어 있다. 이러한 종래의 반도체제조장치에 마련된 온도조절유닛에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 즉, 도 1에는 돔(미도시)의 상측에 마련되어 안테나의 역할을 하는 코일(72)과, 코일(72)의 상측에 마련된 온도조절어셈블리(64)가 도시되어 있다.
온도조절어셈블리(64)는 코일(72)의 상측에 마련된 열전달플레이트(86)와, 열전달플레이트(86)의 상측에 마련되어 돔의 온도를 소정의 기준온도로 상승시키는 히팅플레이트(80)와, 히팅플레이트(80)의 상측에 마련되어 돔을 냉각시키는 냉각플레이트(82)를 포함한다. 그리고, 각 플레이트 사이에는 열전달을 촉진하기위한 열전달레이어(layer)(90,88,84)가 마련된다.
냉각플레이트(82)에는 냉각수를 통과시킬 수 있도록 냉각수채널이 형성된다.
이에, 종래의 반도체제조장치에 마련된 온도조절유닛은 챔버 내에서 플라즈마를 형성하는 동안 냉각플레이트(80)의 냉각수채널에 계속하여 냉각수를 순환시킴으로써 돔을 냉각시킬 수 있다.
그러나, 종래의 반도체제조장치의 온도조절유닛은 냉각플레이트(80)가 히팅플레이트(80)의 상측에만 마련됨으로 고용량의 웨이퍼를 증착하기 위해 코일(72)에 고압의 전원이 인가되는 경우 챔버 내에 발생되는 고밀도 플라즈마에 의해 고온으로 상승하는 돔을 적절하게 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 안테나에 고압의 전원이 인가되는 경우에도 돔의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 온도조절유닛을 갖는 반도체제조장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 수용하는 수용공간을 형성하는 챔버본체 및 돔과, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 수용공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나와, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 돔의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 구비한 반도체제조장치에 있어서, 상기 온도조절유닛은, 상기 돔의 상측에 상기 돔 및 상기 안테나와 인접하게 마련된 열전달부재와; 상기 열전달부재의 상측에 마련되어 상기 돔을 가열시키기 위한 히터와; 상기 열전달부재와 상기 히터 사이에 마련되어 상기 돔을 냉각시키는 냉각부재와; 상기 냉각부재에 대해 결합되어 상기 돔이 소정의 기준온도범위를 유지하도록 상기 냉각부재에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 냉각부재에는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 냉각제채널과, 상기 냉각제채널의 입구영역에 마련된 공급관과, 상기 냉각제채널의 출구영역 에 마련된 배출관을 포함하며, 상기 조절밸브는 상기 공급관 및 상기 배출관 중 적어도 하나에 마련되는 것이 바람직하다.
상기 온도조절유닛은, 상기 돔의 온도를 측정할 수 있도록 마련된 온도센서를 더 포함하며, 상기 조절밸브는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 돔의 온도가 상기 소정의 기준온도범위 이하 일 때 폐쇄되며, 상기 돔의 온도가 상기 소정의 기준온도범위 보다 높을 때 개방되도록 조절되는 것이 바람직하다.
상기 돔의 소정의 기준온도범위는 상기 돔의 설정된 기준온도에서 -20℃ 내지 +20℃의 범위인 것이 바람직하다.
상기 조절밸브는 상기 안테나에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절되는 것이 바람직하다.
상기 온도조절유닛은, 상기 히터의 상측에 마련되어 상기 돔을 냉각시키기 위한 보조냉각부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보조냉각부재에는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 보조냉각제채널과, 상기 보조냉각제채널의 입구영역에 마련된 보조공급관과, 상기 보조냉각제채널의 출구영역에 마련된 보조배출관을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 온도조절유닛은, 상기 보조공급관 및 상기 보조배출관 중 적어도 하나에 마련되어 상기 보조냉각제채널에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 보조조절밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보조조절밸브는 상기 돔의 온도를 기준으로 조절되는 것이 바람직하다.
상기 보조조절밸브는 상기 안테나에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절되는 것이 바람직하다.
상기 온도조절유닛은, 상기 보조냉각부재의 상측에 마련되어 상기 보조냉각제채널을 기밀하게 유지하는 커버부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 하다.
이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체제조장치는 반도체제조공정에 마련되어 웨이퍼(wafer)와 같은 기판(미도시)을 증착하기위한 챔버(1)이다.
챔버(1)는 기판을 수용할 수 있게 수용공간을 형성하도록 마련된 챔버본체(7) 및 돔(3)과, 수용공간인 챔버(1) 내에 증착용 가스를 공급하기 위한 가스분사노즐(8) 등을 갖는 가스공급장치(미도시)와, 기판을 지지하도록 챔버(1) 내에 마련된 기판지지장치(미도시)와, 돔(3)의 상측에 챔버(1) 내부로 공급되는 증착용 가스를 플라즈마상태로 여기하기 위해 RF(radio frequency)계 전원이 인가되는 안테나(5)와, 플라즈마에 의해 가열되는 돔(3)의 온도를 조절하기 위한 온도조절유닛(10)을 포함한다.
챔버본체(7)는 기판지지장치(미도시)를 수용할 수 있도록 하단부가 밀폐된 원통형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 챔버본체(7)에는 기판이 출입할 수 있도록 개폐가능하게 마련된 기판출입부(미도시)와, 챔버(1) 내부를 진공상태로 만들도록 마련된 진공펌프(미도시)와, 증착이 완료된 후 증착용 가스를 배출하도록 개폐가능하게 마련된 가스배출부(미도시) 등이 마련된다.
가스분사노즐(8)은 챔버본체(7)의 내측면에 다수개로 장착되어 챔버(1) 내로 증착용 가스를 분사하게 된다.
돔(3)은 챔버본체(7)의 상측에 마련되어 챔버본체(7)와 스크루 등에 의해 결합되며, 챔버본체(7)와 함께 기판을 수용하여 증착시킬 수 있도록 밀폐된 수용공간을 형성한다. 그리고, 돔(3)은 세라믹재질로 제작되는 것이 바람직하며, 이러한 세라믹재질의 돔(3)을 열충격으로부터 보호하기 위해 돔(3)의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 그리고, 돔(3)은 챔버본체(7)에 대응하여 원판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 돔(3)은 Al2O3 인 세라믹재질로 제작되는 것이 바람직하나, ALN 나 Si02와 같은 세라믹제질로 제작될 수도 있음은 물론이다.
안테나(5)는 돔(3)의 상부면에 코일형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 안테나(5)는 고용량화되어 조밀한 패턴을 갖는 기판을 증착할 수 있도록 고압의 전원을 인가하게 된다. 그리고, 안테나(5)에 고압의 전원이 인가되면, 챔버(1) 내에 고온의 고밀도 플라즈마(HDP, high density plasma)가 형성되어 조밀한 패턴을 갖는 기판을 증착시킬 수 있다. 그리고, 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력은 5,000W정도인 것이 바람직하다. 그러나, 안테나(5)에 인가되는 고압의 전원은 5,000W를 제외한 1,000W 내지 20,000W 정도 일수도 있음은 물론이다.
온도조절유닛(10)은 돔(3)의 상측에 돔(3) 및 안테나(5)와 인접하게 마련된 열전달부재(11)와, 열전달부재(11)의 상측에 마련되어 돔(3)을 가열시키기 위한 히터(14)와, 열전달부재(11)와 히터(14) 사이에 마련되어 돔(3)을 냉각시키기 위한 냉각부재(20)와, 냉각부재(20)에 대해 결합되어 돔(3)이 소정의 기준온도범위를 유지하도록 냉각부재(20)에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 조절밸브(27)를 포함한다. 그리고, 온도조절유닛(10)은 히터(14)의 상측에 마련되어 돔(3)을 냉각시키기 위한 보조냉각부재(30)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 온도조절유닛(10)은 돔(3)의 온도를 측정할 수 있도록 돔(3)의 외측 또는 내측에 마련된 온도센서(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
열전달부재(11)는 냉각부재(20)와 돔(3) 사이에 열전달이 잘 이루어지도록 열전도성이 좋은 재질로 마련된다. 그리고, 열전달부재(11)는 돔(3)의 형상에 대응하여 원판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 열전달부재(11)의 하부면에는 안테나(5)를 수용할 수 있도록 안테나수용부(12)가 마련된다.
히터(14)는 냉각부재(20)의 형상에 대응하여 원판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 히터(14)는 돔(3)의 온도를 소정의 기준온도범위로 상승시키기 위해 마련된다. 즉, 챔버(1)가 작동을 시작하는 초기에는 돔(3)은 상온상태를 유지하고 있으므로, 히터(14)는 상온상태의 돔(3)을 가열하여 소정의 기준온도범위로 상승시키게 된다. 이에, 히터(14)에 의해 돔(3)이 소정의 기준온도범위로 가열됨으로서 챔버(1) 내에 플라즈마가 잘 발생될 수 있으며, 고밀도의 플라즈마에 의해 돔(3)의 온도가 급격하게 증가하여 돔(3)에 열충격이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 이러한 돔(3)의 기준온도는 안테나(5)에 인가되는 전원이나 증착용 가스의 종류 및 증착할 기판의 종류 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 그리고, 돔(3)의 소정의 기준온도범위는 돔(3)에 설정된 기준온도에서 -10℃ 내지 +10℃ 정도의 범위인 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 돔(3)의 기준온도를 100℃로 설정한다면, 소정의 기준온도범위는 80℃ 내지 120℃정도인 것이 바람직하다. 그러나, 돔(3)의 소정의 기준온도범위는 돔(3)에 설정된 기준온도에서 -10℃내지 +10℃ 정도의 범위인 것이 더 바람직하다. 그리고, 돔(3)의 소정의 기준온도범위는 돔(3)에 설정된 기준온도가 높을수록 다소 넓어 질 수도 있음은 물론이다. 즉, 돔(3)의 소정의 기준온도범위는 기준온도가 100℃보다 큰 경우에는 대략 기준온도의 80% 내지 120% 정도의 범위인 것이 바람직하다.
냉각부재(20)는 열전달부재(11)의 형상에 대응하여 원판 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 냉각부재(20)에는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 냉각제채널(21)과, 냉각제채널(21)의 입구영역에 마련된 공급관(23)과, 냉각제채널(21)의 출구영역에 마련된 배출관(25)을 포함한다.
냉각제채널(21)은 냉각부재(20)의 상부면에 상호 연결된 다수의 원호형상으로 함몰되는 것이 바람직하다. 그리고, 냉각제채널(21)은 냉각제가 누설되지 않도록 냉각부재(20)의 상측에 마련된 히터(14)와 밀착되어 기밀되는 것이 바람직하다. 그러나, 냉각부재(20)와 히터(14)사이에 별도의 냉각부재커버가 마련되어 냉각부재(20)와 밀착되도록 결합됨으로써 냉각제채널(21)을 기밀하게 유지할 수도 있음은 물론이다. 그리고, 냉각제는 냉각제채널(21)로 용이하게 공급될 수 있도록 냉각수와 같은 액상으로 마련된다.
공급관(23)은 일측이 냉각제저장소(미도시)와 연결되며, 타측이 냉각제채널(21)과 연결된다. 그리고, 냉각제저장소는 돔(3)의 기준온도에 따라서 냉각제의 온도를 적절하게 조절가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 냉각제저장소는 냉각제의 온도가 돔(3)의 기준온도에 따라서 대략 -30℃에서 160℃ 사이 중 어느 일영역이 되도록 조절가능하게 냉각장치(미도시) 및 가열장치(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 배출관(25)은 일측이 냉각제채널(21)과 연결되며, 타측이 냉각제저장소(미도시)와 연결된다. 이에, 냉각제는 냉각제저장소로부터 공급관(23)을 통해 냉각제채널(21)로 공급되며, 냉각제채널(21)을 통과한 냉각제는 배출관(25)을 통해 다시 냉각제저장소로 배출될 수 있다.
조절밸브(27)는 공급관(23) 및 배출관(25) 중 적어도 하나에 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 본 발명의 실시예에서 조절밸브(27)는 공급관(23)에 마련된다. 그리고, 조절밸브(27)는 공급관(23)을 통과하는 냉각제의 양을 조절할 수 있도록 유량조절밸브인 것이 바람직하다. 그러나, 조절밸브(27)는 단순히 공급관(23)을 온/오프할 수 있는 개폐용 밸브일 수도 있음은 물론이다. 그리고, 조절밸브(27)는 온도센서에 의해 측정된 돔(3)의 온도가 소정의 기준온도범위 이하 일 때 폐쇄되며, 돔(3)의 온도가 소정의 기준온도범위 보다 높을 때 개방되도록 조절되는 것이 바람직하다.
그리고, 조절밸브(27)는 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절될 수도 있음은 물론이다. 즉, 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력에 따라 챔버(1) 내 의 플라즈마의 밀도가 변하게 되며, 이러한 플라즈마의 밀도에 따라 돔(3)의 온도가 변하게 된다. 예를 들어 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력이 증가할수록 챔버(1) 내에 더욱 고밀도의 플라즈마가 발생되며 이러한 고밀도의 플라즈마에 의해 돔(3)의 온도가 더 증가하기 때문에, 이러한 경우 냉각부재(20)로 냉각제가 더 많이 공급되도록 조절밸브(27)를 조절하게 된다.
보조냉각부재(30)는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 보조냉각제채널(31)과, 보조냉각제채널(31)의 입구영역에 마련된 보조공급관(33)과, 보조냉각제채널(31)의 출구영역에 마련된 보조배출관(35)을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 보조공급관(33) 및 보조배출관(35) 중 적어도 하나에 마련되어 보조냉각제채널(31)에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 보조조절밸브(37)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 보조냉각부재(30)의 상측에는 보조냉각제채널(31)을 기밀하게 유지하도록 커버부재(39)가 더 마련되는 것이 바람직하다.
보조냉각제채널(31), 보조공급관(33) 및 보조배출관(35)은 전술한 냉각제채널(21), 공급관(23) 및 배출관(25)과 유사함으로 상세한 설명을 생략한다.
보조조절밸브(37)는 전술한 조절밸브(27)와 유사하게 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 보조조절밸브(37)는 돔(3)의 소정의 기준온도범위에 따라 개폐되도록 조절되는 것이 바람직하다. 그리고, 보조조절밸브(37)는 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절될 수도 있음은 물론이다. 그러나, 보조조절밸브(37)는 조절밸브(27)의 작동과 관계없이 챔버(1) 내에서 증착과정이 진행되는 동안 계속해서 냉각제가 보조냉각부재(30)에 공급될 수 있도록 개방될 수도 있음은 물론이다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체제조장치의 온도조절유닛(10)이 작동하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 히터(14)를 작동시켜 초기의 상온상태의 돔(3)을 가열한다. 그리고, 챔버(1) 내에 기판을 수용한 후 가스분사노즐(8)을 통해 증착용 가스를 챔버(1) 내에 분사한다. 그리고, 안테나(5)에 고압의 전원을 인가하여 챔버(1) 내에 고밀도의 플라즈마를 발생시켜 기판을 증착한다. 이때, 돔(3)의 온도가 소정의 기준온도범위 이하인 경우에는 히터(14)를 계속 작동하여 돔(3)의 온도를 상승시킨다. 그리고, 돔(3)의 온도가 소정의 기준온도범위 보다 높을 경우에는 조절밸브(27) 및 보조조절밸브(37)를 개방하여 냉각부재(20) 및 보조냉각부재(30)에 냉각제를 순환시킨다. 이에, 돔(3)의 온도를 하강시켜 돔(3)의 온도를 소정의 기준온도범위로 유지할 있다. 그러나, 보조조절밸브(37)는 챔버(1) 내에 증착과정이 수행되는 동안 돔(3)의 온도에 관계없이 계속 개방될 수도 있다. 그리고, 조절밸브(27) 및 보조조절밸브(37)는 안테나(5)에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절될 수도 있음은 물론이다.
이에, 본 발명에 따른 반도체제조장치는 안테나(5)에 고압의 전원이 인가되어 챔버(1) 내에 고밀도의 플라즈마를 발생되는 경우에도 용이하게 돔(3)의 온도를 소정의 기준온도범위로 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체제조장치의 개략도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 제2실시예에는 제1실시예의 보조냉각부재(30) 및 보조조절밸브(37)가 마련되어 있지 않다.
즉, 제2실시예에 따른 반도체제조장치에 마련된 온도조절유닛(10a)은 돔(3)의 상측에 돔(3) 및 안테나(5)와 인접하게 마련된 열전달부재(11)와, 열전달부재(11)의 상측에 마련되어 돔(3)을 가열시키기 위한 히터(14)와, 열전달부재(11)와 히터(14) 사이에 마련되어 돔(3)을 냉각시키기 위한 냉각부재(20)와, 냉각부재(20)에 대해 결합되어 돔(3)이 소정의 기준온도범위를 유지하도록 냉각부재(20)에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 조절밸브(27)를 포함한다. 그리고, 제2실시예에 따른 온도조절유닛(10a)은 히터(14)의 상측에 히터(14)의 파손 등을 방지하기 위해 마련된 상부커버(45)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체제조장치에 마련된 온도조절유닛(10a)의 작동과정은 전술한 제1실시예에서 보조냉각부재(30)를 제외한 나머지부분과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
이에, 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체제조장치는 안테나(5)에 고압의 전원이 인가되어 챔버(1) 내에 고밀도의 플라즈마를 발생되는 경우에도 용이하게 돔(3)의 온도를 소정의 기준온도범위로 일정하게 유지시킬 수 있다.
전술한 실시예들에서 냉각부재(20) 및 보조냉각부재(30)는 열전도성이 좋은 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 그리고, 열전달부재(11), 냉각부재(20), 히터(14) 및 보조냉각부재(30) 사이에는 각 부재를 밀착시켜 열전도성을 향상시킬 수 있도록 별도의 열전도성이 좋은 열전도성부재가 마련될 수도 있음은 물론이다. 그리고, 열전달부재(11), 냉각부재(20), 히터(14) 및 보조냉각부재(30)는 챔버본체(7)나 돔(3)에 대해 스크루(40)에 의해 결합되는 것이 바람직하나, 다른 결합수단으로 결합될 수도 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 안테나에 고압의 전원이 인가되어 고밀도의 플라즈마를 발생되는 경우에도 용이하게 돔의 온도를 소정의 기준온도범위로 일정하게 유지시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 기판을 수용하는 수용공간을 형성하는 챔버본체 및 돔과, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 수용공간에 플라즈마를 발생시키는 안테나와, 상기 돔의 상측에 마련되어 상기 돔의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 구비한 반도체제조장치에 있어서,
    상기 온도조절유닛은,
    상기 돔의 상측에 상기 돔 및 상기 안테나와 인접하게 마련된 열전달부재와; 상기 열전달부재의 상측에 마련되어 상기 돔을 가열시키기 위한 히터와;
    상기 열전달부재와 상기 히터 사이에 마련되어 상기 돔을 냉각시키는 냉각부재와;
    상기 냉각부재에 대해 결합되어 상기 돔이 소정의 기준온도범위를 유지하도록 상기 냉각부재에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각부재에는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 냉각제채널과, 상기 냉각제채널의 입구영역에 마련된 공급관과, 상기 냉각제채널의 출구영역에 마련된 배출관을 포함하며,
    상기 조절밸브는 상기 공급관 및 상기 배출관 중 적어도 하나에 마련되는 것 을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도조절유닛은, 상기 돔의 온도를 측정할 수 있도록 마련된 온도센서를 더 포함하며,
    상기 조절밸브는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 돔의 온도가 상기 소정의 기준온도범위 이하 일 때 폐쇄되며, 상기 돔의 온도가 상기 소정의 기준온도범위 보다 높을 때 개방되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돔의 소정의 기준온도범위는 상기 돔의 설정된 기준온도에서 -20℃ 내지 +20℃의 범위인 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조절밸브는 상기 안테나에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히터의 상측에는 상부커버가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도조절유닛은, 상기 히터의 상측에 마련되어 상기 돔을 냉각시키기 위한 보조냉각부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보조냉각부재에는 냉각제가 통과할 수 있도록 형성된 보조냉각제채널과, 상기 보조냉각제채널의 입구영역에 마련된 보조공급관과, 상기 보조냉각제채널의 출구영역에 마련된 보조배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온도조절유닛은, 상기 보조공급관 및 상기 보조배출관 중 적어도 하나에 마련되어 상기 보조냉각제채널에 공급되는 냉각제의 양을 조절하는 보조조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 보조조절밸브는 상기 돔의 온도를 기준으로 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보조조절밸브는 상기 안테나에 인가되는 전원의 전력에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 온도조절유닛은, 상기 보조냉각부재의 상측에 마련되어 상기 보조냉각제채널을 기밀하게 유지하는 커버부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체제조장치.
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