KR100600583B1 - 반도체 제조용 공정챔버 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각을 위하여 냉각장치를 갖춘 반도체 제조용 공정챔버에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버는 상부에 고주파가 인가되는 안테나가 배치되는 공정챔버와, 공정챔버 상측에 설치되어 안테나와 공정챔버를 구획하는 윈도우와, 윈도우의 상측에 배치되어 윈도우를 냉각하는 냉각장치를 구비한 것으로, 냉각장치는 윈도우 중앙부를 냉각하는 제 1 냉각플레이트와 윈도우의 외곽부를 냉각하는 제 2 냉각플레이트를 포함하여 제 1 냉각플레이트와 제 2 냉각플레이트에 의해 윈도우 중앙부와 윈도우 외곽부가 고른 온도분포를 갖도록 냉각될 수 있게 되는 작용효과가 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버에 적용된 냉각장치의 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 공정챔버 11: 몸체
12: 덮개 13: 척
14: 가스공급노즐 15: 배출관
16: 안테나 17: 윈도우
20: 냉각장치 21: 제 1 냉각플레이트
21a: 제 1 냉각유로 22: 제 2 냉각플레이트
23: 제 3 냉각플레이트 23a: 제 2 냉각유로
24: 히터 25: 밸브
본 발명은 반도체 제조용 공정챔버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부가 균일한 온도분포를 갖도록 냉각할 수 있는 냉각장치를 갖춘 반도체 제조용 공정챔버에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조용 공정챔버는 반도체 기판의 표면에 증착이 이루어질 수 있도록 한 장치로써, 내부에는 반도체 기판을 고정시키기 위한 척과, 공정챔버 내로 반응가스를 공급하기 위한 가스공급노즐과, 고주파 전원을 인가받아 반응가스 등이 해리되게 하는 안테나와, 안테나와 공정챔버 사이를 구획하되 안테나에서 발생한 자기장은 공정챔버 내로 전달될 수 있게 하는 윈도우 등의 구성요소를 포함한다.
따라서, 진공으로 유지되는 공정챔버 내측에 반응성 반응가스를 공급한 후, 안테나에 고주파 전원을 인가하여 반응가스가 플라즈마 상태로 해리됨과 동시에 화학적 반응이 생기도록 함으로써 반도체 기판 표면이 증착이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 이러한 종래의 반도체 제조용 공정챔버의 상부에는 윈도우를 냉각하기 위한 냉각장치가 구비되어 있다. 냉각장치는 윈도우의 상측에 설치되며 내부에 냉각수가 통과하는 냉각유로가 마련되어 수냉식으로 윈도우를 냉각할 수 있도록 되어 있다.
그런데 이러한 종래의 냉각장치는 윈도우의 중앙부와 및 윈도우의 외곽부를 동시에 냉각하도록 되어 있으므로, 중앙부에 배치되어 상대적으로 많은 열이 전달되는 윈도우 중앙부를 냉각하기 위하여 냉각장치를 동작시킬 경우, 윈도우 중앙부에 비하여 상대적으로 적은 열이 전달되는 윈도우 외각부의 온도가 필요 이상으로 냉각되어, 안테나가 설치되어 있는 윈도우 중앙부와 윈도우 외곽부의 온도분포가 불균일해지며 그에 따라 반도체 기판의 증착이 불균일하게 이루어질 소지가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 윈도우가 전체적으로 균일한 온도분포를 갖도록 냉각될 수 있는 반도체 제조용 공정챔버를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부에 고주파가 인가되는 안테나가 배치되는 공정챔버와, 상기 공정챔버 상측에 설치되며 중앙부 상측에 상기 안테나가 배치되어 상기 안테나와 상기 공정챔버를 구획하는 윈도우와, 상기 윈도우의 상측에 배치되어 상기 윈도우를 냉각하는 냉각장치를 구비한 반도체 제조용 공정챔버에 있어서, 상기 냉각장치는 상기 안테나가 배치된 상기 윈도우의 중앙부를 냉각하는 제 1 냉각플레이트와, 상기 윈도우 외곽부를 냉각하는 제 2 냉각플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 냉각플레이트에는 냉각수가 통과하는 제 1 냉각유로가 형성되어 수냉식으로 상기 윈도우 중앙부의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 냉각플레이트는 그 측면이 공기 중에 노출되도록 배치되어 공냉식으로 상기 윈도우 외곽부의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각플레이트의 상부에는 상기 제 1 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각플레이트의 상측을 덮으며 냉각수가 통과하는 제 2 냉각유로가 마련되어 있는 제 3 냉각플레이트가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 냉각유로와 상기 제 2 냉각유로는 서로 연통되되, 상기 제 1 냉각유로와 상기 제 2 냉각유로 사이에는 상기 제 1 냉각유로에 선택적으로 냉각수가 공급되게 하는 밸브가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 반도체 기판(W)의 증착을 수행하기 위한 공간이 내부에 마련되어 있는 것으로 상측으로 개방된 원통형의 몸체(11)와, 몸체(11)의 개방된 상부를 덮는 덮개(12)를 포함한다.
공정챔버(10)의 내부에는 반도체 기판(W)을 지지하기 위한 척(13)이 설치되는데, 이러한 척(13)은 정전기력을 이용하여 반도체 기판(W)을 고정할 수 있는 정전 척으로 이루어져 있다.
공정챔버(10)의 상부에는 공정챔버(10)의 내부로 반응가스를 공급하기 위한 다수의 가스공급노즐(14)들이 설치되며 공정챔버(10)의 하부에는 공정챔버(10) 내부에서 발생한 부산물 및 반응가스를 배출하기 위한 배출관(15)이 구비된다.
공정챔버(10)의 상부를 형성하는 덮개(12)의 상측에는 고주파 전원을 인가받아 반응가스가 플라즈마로 해리되게 하는 안테나(16)와, 공정챔버(10)의 상부에 설치되며 중앙부 상측에 안테나(16)가 배치되어 안테나(16)와 공정챔버(10)를 구획하되 안테나(16)에서 발생한 자기장은 관통하여 공정챔버(10) 내로 전달될 수 있게 하는 윈도우(17)와, 안테나(16)의 상측에 배치되어 윈도우(17)를 냉각하는 냉각장치(20)를 구비한다.
본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버에 적용되는 냉각장치(20)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 안테나(16)의 상측에 안테나(16)와 대응하는 형상으로 형성되어 윈도우(17) 중앙부를 냉각하는 제 1 냉각플레이트(21)와, 제 1 냉각플레이트(21)의 주변부 상측에 배치되어 윈도우(17)의 외곽부를 냉각하는 제 2 냉각플레이트(22)를 포함하여, 윈도우(17) 중앙부와 윈도우(17) 외곽부를 개별적으로 냉각할 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서 제 1 냉각플레이트(21)에는 외부 급수원과 연결되어 냉각수가 관통하여 흐르는 제 1 냉각유로(21a)가 내부에 마련되어 윈도우(17) 중앙부가 수냉식으로 냉각될 수 있도록 되어 있으며, 제 2 냉각플레이트(22)는 그 측방이 공기 중에 노출되도록 배치되어 윈도우(17) 외곽부가 공냉식으로 냉각될 수 있도록 되어 있다.
따라서, 상대적으로 많은 열이 전달되는 윈도우(17) 중앙부는 수냉식으로 동작하여 냉각성능이 높은 제 1 냉각플레이트(21)에 의해 냉각되고, 상대적으로 적은 열이 전달되는 윈도우(17) 외곽부는 공냉식으로 동작하여 제 1 냉각플레이트(21)에 비하여 상대적으로 냉각성능이 낮은 제 2 냉각플레이트(22)에 의해 냉각되므로, 윈도우(17) 중앙부와 윈도우(17) 외곽부가 균일한 온도분포를 갖도록 냉각될 수 있게 된다.
또한, 제 1 냉각플레이트(21)와 제 2 냉각플레이트(22)의 상부에는 제 1 냉 각플레이트(21)와 제 2 냉각플레이트(22)의 상부에 배치되어 공정챔버(10) 상측을 전체적으로 냉각하는 제 3 냉각플레이트(23)가 배치되어 있으며, 제 1 냉각플레이트(21) 및 제 2 냉각플레이트(22)의 상면과 제 3 냉각플레이트(23)의 하면 사이에는 공정챔버(10)의 기동시 공정챔버(10)의 온도를 상승시키기 위한 히터(24)가 배치되어 있다.
이 때, 제 3 냉각플레이트(23)에는 제 1 냉각플레이트(21)와 마찬가지로 냉각수가 흐를 수 있도록 제 2 냉각유로(23a)가 형성되어 있다. 제 1 냉각유로(21a)는 이러한 제 2 냉각유로(23a)와 연결되어 제 2 냉각유로(23a)로부터 냉각수를 전달받을 수 있도록 되어 있으며, 제 1 냉각유로(21a)와 제 2 냉각유로(23a)의 연결부에는 윈도우(17) 중앙부의 냉각이 필요할 경우에만 선택적으로 냉각수가 제 1 냉각유로(21a)로 유입될 수 있게 하는 밸브(25)가 구비되어 있다.
따라서, 제 2 냉각유로(23a)에 냉각수를 공급하여 제 3 냉각플레이트(23)를 통해 윈도우(17)의 상부를 전체적으로 냉각하다가, 안테나(16) 하부에 위치한 윈도우(17) 중앙부의 온도가 윈도우(17) 외곽부의 온도에 비하여 높은 것이 감지되면 밸브(25)를 개방하여 제 1 냉각유로(21a)에도 냉각수가 공급되게 하여 제 1 냉각플레이트(21)에 의해 윈도우(17) 중앙부가 집중적으로 냉각되게 함으로써 윈도우(17) 중앙부와 윈도우(17) 외곽부의 온도분포가 균일하게 유지되도록 조절할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조용 공정챔버 는 상대적으로 많은 열이 전달되는 윈도우 중앙부와 상대적으로 적은 열이 전달되는 윈도우 외각부가 서로 다른 냉각성능을 갖는 제 1 냉각플레이트와 제 2 냉각플레이트에 의해 개별적으로 냉각되므로, 제 1 냉각플레이트와 제 2 냉각플레이트에 의해 윈도우 중앙부와 윈도우 외곽부가 고른 온도분포를 갖도록 냉각될 수 있게 되는 작용효과가 있다.
Claims (5)
- 상부에 고주파가 인가되는 안테나가 배치되는 공정챔버와, 상기 공정챔버 상측에 설치되며 중앙부 상측에 상기 안테나가 배치되어 상기 안테나와 상기 공정챔버를 구획하는 윈도우와, 상기 윈도우의 상측에 배치되어 상기 윈도우를 냉각하는 냉각장치를 구비한 반도체 제조용 공정챔버에 있어서,상기 냉각장치는 상기 안테나가 배치된 상기 윈도우의 중앙부를 냉각하는 제 1 냉각플레이트와, 상기 윈도우 외곽부를 냉각하는 제 2 냉각플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 냉각플레이트에는 냉각수가 통과하는 제 1 냉각유로가 형성되어 수냉식으로 상기 윈도우 중앙부의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 냉각플레이트는 그 측면이 공기 중에 노출되도록 배치되어 공냉식으로 상기 윈도우 외곽부의 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
- 제 2항에 있어서,상기 제 1 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각플레이트의 상부에는 상기 제 1 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각플레이트의 상측을 덮으며 냉각수가 통과하는 제 2 냉각유로가 마련되어 있는 제 3 냉각플레이트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1 냉각유로와 상기 제 2 냉각유로는 서로 연통되되, 상기 제 1 냉각유로와 상기 제 2 냉각유로 사이에는 상기 제 1 냉각유로에 선택적으로 냉각수가 공급되게 하는 밸브가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 공정챔버.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101526129B1 (ko) * | 2011-10-07 | 2015-06-04 | 램 리써치 코포레이션 | Ｒｆ 가열된 챔버 컴포넌트들을 냉각시키기 위한 시스템 |
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2004
- 2004-11-04 KR KR1020040089411A patent/KR100600583B1/ko active IP Right Grant
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| KR101526129B1 (ko) * | 2011-10-07 | 2015-06-04 | 램 리써치 코포레이션 | Ｒｆ 가열된 챔버 컴포넌트들을 냉각시키기 위한 시스템 |
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