KR100741579B1 - 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 관한 것으로, 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 웨이퍼 히팅 장치의 저면에 형성되는 파우더의 생성을 방지할 수 있는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 관한 것이다.
본 발명의 CVD 장비의 웨이퍼 히팅 장치는, 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 공정 진행을 위해 웨이퍼가 놓이는 세라믹 재질로 이루어진 원판형의 히팅 본체부; 상기 히팅 본체부의 저면 중앙에 일체로 연결하여 형성된 원통형상의 히팅 가이드부; 상기 히팅 본체부 및 히팅 가이드의 내부를 관통하여 설치된 가열 수단; 상기 히팅 가이드부의 내부를 관통하여 설치된 냉각 수단;으로 이루어진 웨이퍼 히팅 장치에 있어서, 일단이 상기 히팅 본체부의 저면과 상기 히팅 가이드가 만나는 부위에 설치하고 타단은 상기 불활성 기체의 가스관과 연결되는 튜브모양의 퍼지부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 CVD 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 의하면, 불활성 기체를 퍼지하는 퍼지부를 구비함으로써 히터의 저면에 파우더의 생성을 방지하여 생산 수율를 향상시키며 장비의 다운타임(downtime)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
화학기상증착(chemical vapor deposition), 히팅 장치, 퍼지, 파우더

Description

화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치{Wafer heating system of CVD equipment}
도 1은 종래의 CVD 장비에서 증착 공정이 이루어지는 챔버의 구성을 보여주는 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 퍼지부의 챔버의 구성을 보여주는 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 증착 챔버 20 : 웨이퍼
30 : 히팅 장치 31 : 히팅 본체부
32 : 히팅 가이드부 33 : 가열 수단
34 : 냉각 수단 40 : 퍼지부
본 발명은 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 관한 것으로, 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 웨이퍼 히팅 장치의 저면에 형성되는 파우더의 생성을 방지할 수 있는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 표면에 박막 층들을 적층하고 패터닝함으로써 만들어진다. 이러한 박막은 CVD(chemical vapor deposition, 이하 'CVD'라 한다.), PVD(physical vapor deposition), ECP(electrochemical plating) 등의 방식으로 형성된다.
상기의 CVD 방식은 박막을 형성하는 압력에 따라서 AP(atmospheric pressure)CVD, LP(low pressure) CVD로 나누어 지고, 플라스마를 사용하는 PE(plasma enhanced) CVD 방식도 현재 많이 사용되고 있다.
상기 CVD 장비에서 전구체(precursor)들은 증착 챔버 내부로 전달되어 반응성 중간종(reactive species)을 형성하기 위해 처리된다. 이러한 반응성 중간종들은 웨이퍼의 표면에 흡착되고 서로 중합되어 박막층을 형성한다.
도 1은 종래의 CVD 장비에서 증착 공정이 이루어지는 챔버의 구성을 보여주는 개략도이다.
첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 종래의 CVD 장비에서 공정 챔버(10)의 웨이퍼 히팅 장치(30)는 히팅 본체부(31), 히팅 가이드부(32), 가열 수단(33), 냉각 수단(34)으로 이루어진다.
상기 히팅 본체부(31)는 공정 진행을 위해 웨이퍼(20)가 놓이는 곳으로서 세라믹 재질의 원판 형상으로 이루어진 것이며, 상기 히팅 가이드부(32)는 상기 히팅 본체부(31)의 저면 중앙에 일체로 연결하여 형성된 세라믹 재질의 원통 형상으로 이루어진 것이다.
상기 가열 수단(33)은 상기 히팅 본체부(31) 및 히팅 가이드부(32)의 내부를 관통하여 설치된 것으로 대게 히팅 코일(heating coil)로 구성되며, 상기 냉각 수단(34)은 상기 히팅 가이드부(32)의 내부를 관통하여 형성된 것으로서, 대게 냉각수가 흐르는 관(pipe)으로 구성된다.
가스 주입부(미도시)를 통하여 챔버(10)의 내부로 들어온 전구체들은 상기 히팅 장치(30)에 의하여 가열된 웨이퍼(20)의 표면에 박막을 형성한다. 그러나, 상기 전구체들은 상기 웨이퍼(20)의 표면뿐만 아니라, 상기 웨이퍼(20)을 지지하는데 사용된 기계장치, 즉 히팅 본체부(31)의 저면에도 흡착하게 된다.
예를 들어, 금속 배선 간의 절연을 위한 SiO2층을 증착하기 위하여 갭필(gap fill) 특성이 우수한 TEOS(tetra-ethoxy-ortho-silane, 이하 'TEOS'라 한다.) 가스를 많이 사용한다.
이러한 가스들은 열분해 또는 다른 산소원자 종을 포함한 가스와 반응을 함으로써 웨이퍼(20)상에 SiO2막을 형성하지만, 하얀 분말형태의 부산물(이하 '파우더'라고 한다.)을 상기 웨이퍼(20)를 가열하기 위해 상기 웨이퍼(20)가 놓이는 히팅 본체부(31)의 저면에 형성하기도 한다.
따라서 이러한 파우더는 공정 진행 중에 챔버(10)의 압력에 의하여 웨이퍼(20)의 전면으로 이동하여 파티클 소오스(particle source)가 되기 때문에 정기적으로 세정 되어야 한다.
이러한 세정 작업 동안에는 상기 CVD 장비의 가동을 멈출 수밖에 없고, 이로 인한 가용 생산시간의 감소는 웨이퍼의 총생산량을 줄이고 생산 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 웨이퍼 히팅 장치의 저면에 형성되는 파우더의 생성을 방지할 수 있는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치는, 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 공정 진행을 위해 웨이퍼가 놓이는 세라믹 재질로 이루어진 원판형의 히팅 본체부; 상기 히팅 본체부의 저면 중앙에 일체로 연결하여 형성된 원통형상의 히팅 가이드부; 상기 히팅 본체부 및 히팅 가이드의 내부를 관통하여 설치된 가열 수단; 상기 히팅 가이드부의 내부를 관통하여 설치된 냉각 수단;으로 이루어진 웨이퍼 히팅 장치에 있어서, 일단이 상기 히팅 본체부의 저면과 상기 히팅 가이드가 만나는 부위에 설치하고 타단은 상기 불활성 기체의 가스관과 연결되는 튜브모양의 퍼지부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 퍼지부는 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 퍼지부는 불활성 기체의 가스관과 연결하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불활성 기체는 N2 가스 또는 Ar 가스를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 퍼지부는 상기 퍼지부의 다수의 일단이 일정한 간격으로 히팅 본체부의 저면과 상기 히팅 가이드가 만나는 부위에 설치하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 퍼지부의 챔버의 구성을 보여주는 단면도이다.
본 발명에 의한 CVD 장비의 웨이퍼 히팅 장치(30)는 히팅 본체부(31), 히팅 가이드부(32), 가열 수단(33), 냉각 수단(34)의 구성은 종래의 기술과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 새로이 부가되는 구성부재의 동작을 중심으로 하여 상세히 설명한다.
첨부한 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 퍼지부(40)의 일단은 상기 히팅 본체부(31)의 저면과 상기 히팅 가이드부(32)가 만나는 부위에 설치하고, 타단은 상기 불활성 기체의 가스관(도시되지 않음.)과 연결된다.
따라서 상기 퍼지부(40)의 일단으로부터 흘러나온 불활성 기체는 가열된 히팅 본체부(31)와 챔버(10)의 아래 벽면 사이의 틈새를 통하여 챔버(10)의 내부로 흐르면서 배기부(도시되지 않음.)를 통하여 빠져나가도록 구성된다.
상기 히팅 본체부(31)의 저면에 형성되는 이러한 불활성 기체의 흐름으로 인하여 파우더를 형성하는 전구체들이 상기 히팅 본체부(31)의 저면에 흡착하는 것을 방지하는 역할을 한다.
따라서 상기 불활성 기체는 공정에 영향을 미치지 아니하는 질소(N2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 증착 공정시 증착되는 박막의 균일도에 영향이 최소화하기 위하여 상기 다수의 퍼지부(40)의 일단은 상기 히팅 본체부(31)의 저면과 상기 히팅 가이드부(32)가 만나는 부위에 일정한 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 퍼지부는 히팅 장치와 같은 재질인 세라믹(ceramic) 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정/변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치에 의하면, 불활성 기체를 퍼지(purge)하는 세라믹 튜브를 히터의 저면과 히터의 가이드가 만나는 부위에 설치함으로써 히터의 저면에 파우더의 생성을 방지하여 공정을 안정화 시키고 생산 수율(yield)를 향상시키며 장비의 다운타임(downtime)을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 반도체 제조를 위한 박막 증착 챔버에서 공정 진행을 위해 웨이퍼가 놓이는 세라믹 재질로 이루어진 원판형의 히팅 본체부; 상기 히팅 본체부의 저면 중앙에 일체로 연결하여 형성된 원통형상의 히팅 가이드부; 상기 히팅 본체부 및 히팅 가이드의 내부를 관통하여 설치된 가열 수단; 상기 히팅 가이드부의 내부를 관통하여 설치된 냉각 수단;으로 이루어진 웨이퍼 히팅 장치에 있어서, 일단이 상기 히팅 본체부의 저면과 상기 히팅 가이드가 만나는 부위에 설치하고 타단은 불활성 기체의 가스관과 연결되는 튜브모양의 퍼지부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 퍼지부는 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 불활성 기체는 N2 가스 또는 Ar 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 퍼지부는 상기 퍼지부의 다수의 일단이 일정한 간격으로 히팅 본체부의 저면과 상기 히팅 가이드가 만나는 부위에 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 화학기상증착 장비의 웨이퍼 히팅 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990012282A (ko) * 1997-07-28 1999-02-25 윤종용 벨트 컨베이어형 상압 화학기상증착 장비의 웨이퍼 가열장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990012282A (ko) * 1997-07-28 1999-02-25 윤종용 벨트 컨베이어형 상압 화학기상증착 장비의 웨이퍼 가열장치

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