KR100918677B1 - 샤워헤드를 채용한 증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 샤워헤드를 채용한 증착장치에 관한 것으로, 이러한 증착장치는,반응가스가 공급되는 챔버와, 공급된 반응가스가 웨이퍼 표면에 분사되도록 그 내측 바닥면에 유입공이 형성되고 그 외측 바닥면에 상기 유입공과 연통되는 토출공이 형성된 복수의 분사유로를 가지는 샤워헤드와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하는 증착 장치에 있어서, 상기 각 분사유로의 유입공은 상호 동일한 평면인 제1 평면에 형성되고, 상기 각 분사유로의 토출공은 상호 동일한 평면인 제2 평면에 형성되며, 상기 각 분사유로는 상기 제1 평면으로부터 하방으로 연장되는 제1 대경부와 상기 제1 대경부로부터 하방으로 연장되며 그 제1 대경부보다 직경이 작은 제1 소경부를 갖는 제1 분사유로와, 상기 제1 평면으로부터 하방으로 연장되는 제2 대경부와 상기 제2 대경부로부터 하방으로 연장되며 그 제2 대경부보다 직경이 작은 제2 소경부를 갖는 제2 분사유로를 포함하며, 상기 제1 소경부의 길이는 상기 제2 소경부의 길이보다 길며, 상기 제1 대경부의 길이는 상기 제2 대경부의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.
이와 같은 증착장치는 웨이퍼 표면에 원하는 두께로 증착막을 증착 가능하게 한다.

Description

샤워헤드를 채용한 증착장치{Apparatus for depositing vapor on wafer}
본 발명은 샤워헤드를 채용한 화학 기상 증착장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼 표면에 원하는 두께의 막을 증착시킬 수 있도록 샤워헤드의 구조가 개선된 증착장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화학 기상 증착 장치(Chemicla vapor deposition; CVD)는 기판 또는 반도체 웨이퍼 표면에 박막을 증착하는데 사용된다.
도1 및 도2는 본 출원인이 선출원한 증착 장치의 일례를 도시한 도면이다.
이러한 증착 장치는 웨이퍼 표면에 균일한 두께로 막을 증착하기 위한 것이다.
도1은 본 출원인이 2006년 11월 23일자로 출원한 특허출원번호 제2006-0116589호의 "샤워헤드를 채용한 화학 기상 증착장치"로서, 이 증착장치는 배기구(11)를 갖는 챔버(10) 상면에 공급구(61)가 형성된 챔버리드(60)가 결합되고, 챔버(10) 공간 상부에 공급구(61)를 통하여 공급된 반응가스를 웨이퍼(50) 표면에 균일하게 분사시키는 토출공(31)이 형성된 샤워헤드(30)가 마련되며, 챔버(10) 공간에는 웨이퍼(50)를 안착지지하는 테이블(20)을 포함하여 구성된다.
상기 테이블(20)에는 웨이퍼(50)를 소정온도로 가온하여 반응가스의 반응성을 향상시키는 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 그 상면에는 웨이퍼(50)의 안착위치를 정확하게 유지시키고 테이블(50) 상면 가장자리에서 반응가스에 의한 증착이 이루어지지 않도록 환형의 쉐도우링(shadow ring;40)이 마련되어 있다.
쉐도우링(40)은 웨이퍼(50) 측멱과 테이블(20)의 가장자리에 반응가스가 증착되는 것을 방지하며 웨이퍼(50)가 테이블(20)에 고착되는 것을 방지하고, 웨이퍼(50) 표면에 증착이 이루어진 후 반응가스는 배기구(11)를 통하여 챔버 외부로 펌핑되게 된다.
도1의 증착장치는, 쉐도우링(40)과 대향되는 샤워헤드(30)의 저면 가장자리에 경사면(32)을 형성하여 샤워헤드(30)의 저면으로부터 웨이퍼(50) 표면 및 쉐도우링(40) 표면에 이르는 간격(E,D)이 동일하게 하여 두께가 일정한 막을 증착하도록 한다.
한편, 도2는 본 출원인이 2007년 7월 6일자로 출원한 특허출원번호 제2007-0068198호의 "샤워헤드를 채용한 증착장치"로서, 도1의 증착장치와 동일한 기능을 하는 구성요소에 대하여 도1과 동일한 참조번호를 부여하며, 그 구체적인 설명은 생략한다.
도2의 증착장치는 도1의 증착장치와 달리 쉐도우링을 채용하지 않으며, 웨이퍼(50)가 진공흡착에 의해 테이블에 안착된다.
이 증착장치는 샤워헤드(30)의 저면 가장자리를 따라 돌출된 돌출턱(33)과, 그 돌출턱(33)의 내주면을 측벽으로 하는 오목홈(34)을 형성한 구조를 갖는다.
상기 구성으로, 돌출턱(33)의 상면과 이에 대향되는 테이블(20) 사이의 간격(D)와, 오목홈(34)의 바닥면과 웨이퍼(50)의 상면의 간격(E)이 동일하게 되도록 하여, 웨이퍼 표면에 균일한 두께로 막을 증착하도록 한다.
이와 같이, 상기 도1 및 도2에 도시된 증착장치는 웨이퍼(50)에 균일한 두께로 막을 증착하므로 웨이퍼(50) 표면에 증착되는 막의 두께를 의도적으로 조절하기 어려운 단점이 있다.
종래, 웨이퍼에 증착되는 막의 두께를 조절하기 위해서, 반응가스의 흐름을 제어하는 배플 플레이트(Baffle Plate)를 사용하고, 반응가스의 압력, 분사시간, 온도를 조절하여 증착되는 막의 두께를 조절하였으나, 이러한 공정은 비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 사항을 고려하여 안출된 것으로, 웨이퍼 표면에 원하는 두께로 막을 증착할 수 있도록 구조가 개선된 샤워헤드가 채용된 증착장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 샤워헤드가 채용된 증착장치는, 반응가스가 공급되는 챔버와, 공급된 반응가스가 웨이퍼 표면에 분사되도록 그 내측 바닥면에 유입공이 형성되고 그 외측 바닥면에 상기 유입공과 연통되는 토출공이 형성된 복수의 분사유로를 가지는 샤워헤드와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하는 증착 장치에 있어서, 상기 각 분사유로의 유입공은 상호 동일한 평면인 제1 평면에 형성되고, 상기 각 분사유로의 토출공은 상호 동일한 평면인 제2 평면에 형성되며, 상기 각 분사유로는 상기 제1 평면으로부터 하방으로 연장되는 제1 대경부와 상기 제1 대경부로부터 하방으로 연장되며 그 제1 대경부보다 직경이 작은 제1 소경부를 갖는 제1 분사유로와, 상기 제1 평면으로부터 하방으로 연장되는 제2 대경부와 상기 제2 대경부로부터 하방으로 연장되며 그 제2 대경부보다 직경이 작은 제2 소경부를 갖는 제2 분사유로를 포함하며, 상기 제1 소경부의 길이는 상기 제2 소경부의 길이보다 길며, 상기 제1 대경부의 길이는 상기 제2 대경부의 길이보다 짧은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사유로는 상기 제1 평면으로부터 하방으로 연장되는 제3 대경 부와 상기 제3 대경부로부터 하방으로 연장되며 그 제3 대경부보다 직경이 작은 제3 소경부를 갖는 제3 분사유로를 더 구비하며, 상기 제3 소경부의 길이는 상기 제2 소경부의 길이보다 짧으며, 상기 제3 대경부의 길이는 상기 제2 대경부의 길이보다 긴 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 소경부와 상기 제2 소경부가 인접되는 경계에 상기 제1 소경부와 상기 제2 소경부를 연통시키는 연결유로가 형성되며, 상기 연결유로는 상기 제2 소경부로부터 상기 제1 소경부를 향하여 하측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 또 따른 샤워헤드가 채용된 증착장치는, 반응가스가 공급되는 챔버와, 공급된 반응가스가 웨이퍼 표면에 분사되도록 그 내측 바닥면에 유입공이 형성되고 그 외측 바닥면에 상기 유입공과 연통되는 토출공이 형성된 복수의 분사유로를 가지는 샤워헤드와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하는 증착 장치에 있어서, 상기 분사유로 각각의 토출공은 상호 동일한 평면인 제2 평면에 형성되며, 상기 각 분사유로는 상기 유입공과 상기 토출공까지 제1 길이를 갖는 제1 분사유로와, 상기 유입공과 상기 토출공까지 제2 길이를 갖는 제2 분사유로를 포함하며, 상기 제1 길이과 제2 길이는 서로 다른 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분사유로는 상기 유입공과 상기 토출공까지 제3 길이를 갖는 제3 분사유로를 더 구비하며, 상기 제3 길이는 제1 길이 및 제2 길이와 다른 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 샤워헤드를 채용한 증착장치는, 소경부와 대경부로 이루어지는 분사유로에 있어서 소경부와 대경부의 길이를 서로 달리하는 분사유로를 구비하므로, 그 분사유로들을 통해 분사되는 반응가스의 분사량이 달라져 웨이퍼에 원하는 패턴의 두께로 막을 증착할 수 있게 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.
도3은 본 발명 일 실시예에 따른 증착장치의 단면도이고, 도4는 도3의 요부를 발췌하여 확대 도시한 도면이다.
먼저 도3을 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 증착장치는, 반응가스가 공급되는 챔버(100)와, 공급된 반응가스가 웨이퍼(150) 표면에 분사되도록 그 내측 바닥면에 유입공(133)이 형성되고 그 외측 바닥면에 상기 유입공(133)과 연통되는 토출공(132)이 형성된 복수의 분사유로(131)를 가지는 샤워헤드(130)와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블(120)을 구비한다.
상기 챔버(100)에는 그 상면에 반응가스가 공급되는 공급구(161)가 마련된 챔버리드(160)가 결합되고, 그 측면에 반응가스가 웨이퍼(150)에 증착된 후 배출되는 배기구(111)가 형성된다.
상기 샤워헤드(130)는 상기 공급구(161)를 통해 공급된 반응가스가 수용되는 공간을 갖도록 상기 챔버(100)의 상면에 결합되며, 그 저면에는 복수의 분사유로(131)가 형성된다.
도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예 있어서, 상기 분사유로(131)는 제1 분사유로(1311), 제2 분사유로(1312), 제3 분사유로(1313)를 포함한다.
상기 각 분사유로(1311,1312,1313)의 유입공(133)은 상호 동일한 평면인 제1 평면(P1)에 형성되고, 상기 각 분사유로(1311,1312,1313)의 토출공(132)은 상호 동일한 평면인 제2 평면(P2)에 형성된다.
상기 제1 분사유로(1311)는 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제1 대경부(1311a)와 상기 제1 대경부(1311a)로부터 하방으로 연장되며 그 제1 대경부(1311a)보다 직경이 작은 제1 소경부(1311b)를 포함하여 이루어진다.
상기 제2 분사유로(1312)는 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제2 대경부(1312a)와 상기 제2 대경부(1312a)로부터 하방으로 연장되며 그 제2 대경부(1312a)보다 직경이 작은 제2 소경부(1312b)를 포함하여 이루어진다.
상기 제3 분사유로(1313)는 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제3 대경부(1313a)와 상기 제3 대경부(1313a)로부터 하방으로 연장되며 그 제3 대경부(1313a)보다 직경이 작은 제3 소경부(1313b)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1 소경부의 길이(SL1)는 상기 제2 소경부의 길이(SL2)보다 길며, 상기 제3 소경부의 길이(SL3)는 상기 제2 소경부의 길이(SL2)보다 짧다.
상기 제1 대경부의 길이(WL1)는 상기 제2 대경부의 길이(WL2)보다 짧으며, 상기 제3 대경부의 길이(WL3)는 상기 제2 대경부의 길이(WL2)보다 길다.
상기 제1,2,3 대경부(1311a,1312a,1313a)의 각 직경은 서로 동일하며, 상기 제1,2,3 소경부(1311b,1312b,1313b)의 각 직경도 서로 동일하게 이루어진다.
이와 같이, 제1,2,3 대경부의 길이(SL1,SL2,SL3) 및 제1,2,3 소경부의 길이(WL1,WL2,WL3)를 다르게 하는 구성은 샤워헤드(130)의 가공시, 샤워헤드(130)의 내측 저면으로부터 샤워헤드(130)의 외측을 향하여 서로 다른 깊이로, 예컨대 드릴링하여 분사유로(131)를 형성함으로써 이루어진다.
한편, 본 실시예에서 테이블(120)에는 웨이퍼(150)를 소정온도로 가온하여 반응가스의 반응성을 향상시키는 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 그 상면에는 웨이퍼(150)의 안착위치를 정확하게 유지시키고 테이블(120) 상면 가장자리에서 반응가스에 의한 증착이 이루어지지 않도록 환형의 쉐도우링(shadow ring;140)이 마련되어 있다.
상기 쉐도우링(140)은 웨이퍼(150) 측면과 테이블(120) 가장자리에 반응가스가 증착되는 것을 방지하며, 웨이퍼(150)가 테이블(120)에 고착되는 것을 방지한다.
물론, 본 실시예에서는 쉐도우링(140)이 채용된 증착장치를 개시하였으나, 쉐도우링(140)이 채용되지 않고 웨이퍼(150)를 진공흡착 방식으로 테이블(120)에 안착시킬 수도 있다.
이하, 상기 구성에 의한 본 발명 일 실시예의 작용을 도3 및 도4를 참조하여 설명한다.
챔버(100) 상면에 형성된 공급구(161)를 통하여 반응가스가 샤워헤드(130)에 주입되고, 주입된 반응가스는 샤워헤드(130) 저면에 형성된 분사유로(131)를 통하여 하방의 웨이퍼(150) 측으로 분사되어 웨이퍼(150) 표면(S)에 증착이 이루어진 다.
증착 후 반응가스는 샤워헤드(130) 저면과 테이블(120) 사이의 공간(170)으로 진행한 후, 챔버(100)의 배기구(111)를 통하여 외부로 펌핑되게 된다.
제1,2,3 분사유로(1311,1312,1313)를 통하여 분사된 반응가스에 의해 증착이 이루어지는 과정을 상세히 설명한다.
유입된 반응가스가 토출공(132)을 통하여 웨이퍼(150) 측으로 분사될 때, 소경부의 길이가 짧아질수록, 반응가스의 분사속도가 커지게 되고, 분사속도가 커지게 되면, 단위시간동안 토출공(132)으로 분사되는 반응가스의 분사량이 증가한다.
본 실시예에서 분사유로(131)의 각 소경부의 길이, 즉 제1 분사유로(1311)의 제1 소경부(1311b)의 길이(SL1), 제2 분사유로(1312)의 제2 소경부(1312b)의 길이(SL2), 제3 분사유로(1313)의 제3 소경부(1313b)의 길이(SL3)는 SL1>SL2>SL3이므로, 토출공(132)을 통하여 분사되는 반응가스의 분사량은 제3 분사유로(1313)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량이 가장 많게 되며, 그 다음으로 제2 분사유로(1312), 제1 분사유로(1311) 순으로 적어지게 된다.
그러므로, 도4에 도시된 바와 같이, 제3 분사유로(1313)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150) 표면(S)에는 가장 두꺼운 증착막이 형성되고, 제1 분사유로(1311)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150) 표면(S)에는 가장 얇은 증착막이 형성되어, 전체적으로 웨이퍼(150) 표면(S)에는 아래로 오목한 U형의 증착막이 형성되게 된다. 이러한 U형의 증착막을 다소 과장하여 도6에 도시하였다.
한편, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤워헤드를 채용한 증착장치를 도시하며, 도3의 증착장치와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 그 구체적인 설명은 생략한다.
도5에 도시된 증착장치는, 도3의 증착장치와 달리 샤워헤드(130) 저면에 제1 분사유로(1311)와 제2 분사유로(1312)를 구비한 예를 도시한다.
상기 설명한 바와 같이, 반응가스가 분사되는 소경부의 길이가 길수록 반응가스의 분사속도가 감소하여, 반응가스의 분사량이 적어지므로, 제1 분사유로(1311)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량은 제2 분사유로(1312)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량보다 적다.
따라서, 도5에 도시된 바와 같이, 제2 분사유로(1312)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150)의 표면(S)에는 제1 분사유로(1311)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150)의 가장자리와 중간부 표면(S)보다 더 두꺼운 증착막이 형성되게 되어 전체적으로 M형의 증착막이 형성되게 된다. 이러한 M형의 증착막을 다소 과장하여 도7에 도시하였다.
도8은 본 발명의 다른 실시예를 도시하며, 도3의 증착장치와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 그 구체적인 설명은 생략한다.
도8의 증착장치는, 제1 소경부(1311b)와 상기 제2 소경부(1312b)가 인접되는 경계에 상기 제1 소경부(1311b)와 상기 제2 소경부(1312b)를 연통시키는 연결유로(134)를 더 구비한다.
상기 연결유로(134)는 분사량이 달라지는 제1 소경부와 제2 소경부의 경계에 서 반응가스의 배출압이 급격하게 변하는 것을 방지하고 웨이퍼 표면에 완만한 경사면을 이루면서 서로 다른 두께의 증착막을 증착하기 위해 마련된다.
상기 연결유로(134)는 상대적으로 반응가스의 분사량이 큰 제2 소경부(1312b)로부터 상대적으로 반응가스의 분사량이 적은 제1 소경부(1311b)를 향하여 하측으로 경사지게 형성된다.
이처럼, 본 발명 실시예에 따른 샤워헤드(130)를 채용한 증착장치는, 각 분사유로(1311,1312,1313)의 제1,2,3 소경부의 길이(SL1,SL2,SL3) 및 제1,2,3 대경부의 길이(WL1,WL2,WL3)를 다르게 형성하여 반응가스의 분사량을 조절함으로써, 웨이퍼(150) 표면(S)에 원하는 두께의 막, 즉 웨이퍼(150) 표면(S)의 증착막의 단면이 전체적으로 오목형, 볼록형, W형, M형 등으로 증착할 수 있는 효과를 제공한다.
한편, 도9 및 도10은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시하며, 도3의 증착장치와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 그 구체적인 설명은 생략한다.
도9를 참조하면, 본 실시예 있어서, 상기 분사유로(131)는 제1 분사유로(1311), 제2 분사유로(1312), 제3 분사유로(1313)를 포함한다.
상기 분사유로(131) 각각의 토출공(132)은 상호 동일한 평면인 제2 평면(P2)에 형성된다. 즉, 각 토출공(132)의 웨이퍼(150) 표면(S)으로부터의 높이가 동일하게 형성되며, 상기 제2 평면(P2)은 상기 웨이퍼(150)의 표면(S)과 평행하다.
상기 제1 분사유로(1311)는 그 분사유로(1311)의 유입공(133)과 토출공(132) 사이가 제1 길이(L1)을 갖도록 형성되고, 제2 분사유로(1312)는 그 분사유로(1312) 의 유입공(133)과 토출공(132) 사이가 제2 길이(L2)를 갖도록 형성되며, 제3 분사유로(1313)는 그 분사유로(1313)의 유입공(133)과 토출공(132) 사이가 제3 길이(L3) 갖도록 형성된다.
상기 제1 길이(L1)와, 제2 길이(L2)와, 제3 길이(L3)는 서로 다른 길이를 갖도록 형성되며, 상기 각 길이의 크기는 L1>L2>L3이다.
즉, 제1 분사유로(1311)와, 제2 분사유로(1312)와, 제3 분사유로(1313)의 각 토출공(132)은 모두 웨이퍼(150) 표면(S)과 평행한 제2 평면(P2)에 형성되고, 그 상방으로 유입공(133)까지 연장되는데, 상기 제1,2,3 분사유로(1311,1312,1313)의 토출공(132)과 유입공(133)은 각각 제1 길이(L1), 제2 길이(L2), 제3 길이(L3)를 가지므로, 각 분사유로(1311,1312,1313)의 유입공(133)은 웨이퍼(150) 표면(S)으로부터 서로 다른 높이에 형성된다.
이와 같이 제1,2,3 길이(L1,L2,L3)을 다르게 하는 구성은 샤워헤드(130)의 가공시, 샤워헤드(130)의 내부 공간으로부터 샤워헤드(130)의 저면을 향하여 서로 다른 깊이로, 예컨대 드릴링하여 분사유로(131)를 형성함으로써 이루어진다.
한편, 본 실시예에서 테이블(120)에는 웨이퍼(150)를 소정온도로 가온하여 반응가스의 반응성을 향상시키는 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 그 상면에는 웨이퍼(150)의 안착위치를 정확하게 유지시키고 테이블(120) 상면 가장자리에서 반응가스에 의한 증착이 이루어지지 않도록 환형의 쉐도우링(shadow ring;140)이 마련되어 있다.
상기 쉐도우링(140)은 웨이퍼(150) 측면과 테이블(120) 가장자리에 반응가스 가 증착되는 것을 방지하며, 웨이퍼(150)가 테이블(120)에 고착되는 것을 방지한다.
물론, 본 실시예에서는 쉐도우링(140)이 채용된 증착장치를 개시하였으나, 쉐도우링(140)이 채용되지 않고 웨이퍼(150)를 진공흡착 방식으로 테이블(120)에 안착시킬 수도 있다.
이하, 상기 구성에 의한 본 실시예의 작용을 도9 및 도10를 참조하여 설명한다.
챔버(100) 상면에 형성된 공급구(161)를 통하여 반응가스가 샤워헤드(130)에 주입되고, 주입된 반응가스는 샤워헤드(130) 저면에 형성된 분사유로(131)를 통하여 하방의 웨이퍼(150) 측으로 분사되어 웨이퍼(150) 표면(S)에 증착이 이루어진다.
증착 후 반응가스는 샤워헤드(130) 저면과 테이블(120) 사이의 공간(170)으로 진행한 후, 챔버(100)의 배기구(111)를 통하여 외부로 펌핑되게 된다.
제1,2,3 분사유로(1311,1312,1313)를 통하여 분사된 반응가스에 의해 증착이 이루어지는 과정을 상세히 설명한다.
본 실시예에서 분사유로(131)의 각 유입공(133)과 토출공(132)까지의 거리는 제1 분사유로(1311)가 L1, 제2 분사유로(1312)가 L2, 제3 분사유로(1313)가 L3이고 L1>L2>L3이므로, 각 분사유로(1311,1312,1313)의 유로길이는 제1 분사유로(1311), 제2 분사유로(1312), 제3 분사유로(1313) 순으로 짧아지게 된다.
유입공(133)과 토출공(132)까지의 유로 길이가 짧아질수록, 반응가스의 분사 속도가 커지게 되고, 분사속도가 커지게 되면, 단위시간동안 토출공(132)을 통하여 분사되는 반응가스의 분사량이 증가한다.
따라서, 토출공(132)을 통하여 분사되는 반응가스의 분사량은 제3 분사유로(1313)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량이 가장 많게 되며, 그 다음으로 제2 분사유로(1312), 제1 분사유로(1311) 순으로 적어지게 된다.
그러므로, 도10에 도시된 바와 같이, 제3 분사유로(1313)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150) 표면(S)에는 가장 두꺼운 증착막이 형성되고, 제1 분사유로(1311)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150) 표면(S)에는 가장 얇은 증착막이 형성되어, 전체적으로 웨이퍼(150) 표면(S)에는 아래로 오목한 U형의 증착막이 형성되게 된다.
한편, 도11은 도10의 증착장치의 변형례를 도시하며, 도11의 증착장치와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 그 구체적인 설명은 생략한다.
도11에 도시된 증착장치는, 도10의 증착장치와 달리 샤워헤드(130) 저면에 제1 분사유로(1311)와 제2 분사유로(1312)를 구비한 예를 도시한다.
상기 설명한 바와 같이, 분사유로(131)의 유입공(133)과 토출공(132) 사이의 거리가 길수록 반응가스의 분사속도가 감소하여, 반응가스의 분사량이 적어지므로, 제1 분사유로(1311)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량은 제2 분사유로(1312)를 통해 분사되는 반응가스의 분사량보다 적다.
따라서, 도11에 도시된 바와 같이, 제2 분사유로(1312)의 토출공(132) 하방 에 위치한 웨이퍼(150)의 표면(S)에는 제1 분사유로(1311)의 토출공(132) 하방에 위치한 웨이퍼(150)의 가장자리와 중간부 표면(S)보다 더 두꺼운 증착막이 형성되게 되어 전체적으로 M형의 증착막이 형성되게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 예컨대, 샤워헤드 저면에 제1,2,3 분사유로의 배치 변경하거나, 소경부와 대경부의 길이가 상기 제1,2,3 분사유로와 다른 분사유로를 추가 형성하여 웨이퍼 표면을 원하는 두께의 다양한 패턴으로 증착할 수 있다.
도1은 종래 샤워헤드를 채용한 증착장치의 일례의 단면도,
도2는 종래 샤워헤드를 채용한 증착장치의 다른 일례의 단면도,
도3은 본 발명 일 실시예에 따른 증착장치의 단면도,
도4는 도3의 요부를 발췌한 도면,
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착장치의 단면도,
도6은 도3의 증착장치에 의해 증착된 증착막을 도시한 도면,
도7은 도5의 증착장치에 의해 증착된 증착막을 도시한 도면,
도8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착장치의 단면도,
도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착장치의 단면도,
도10은 도9의 요부를 발췌한 도면,
도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 증착장치의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100... 챔버 111... 배기구
120... 테이블 130... 샤워헤드
131... 분사유로 1311... 제1 분사유로
1312... 제2 분사유로 1313... 제3 분사유로
132... 토출공 133... 유입구
140... 쉐도우링 150... 웨이퍼

Claims (5)

  1. 반응가스가 공급되는 챔버(100)와, 공급된 반응가스가 웨이퍼(150) 표면에 분사되도록 그 내측 바닥면에 유입공(133)이 형성되고 그 외측 바닥면에 상기 유입공(133)과 연통되는 토출공(132)이 형성된 복수의 분사유로(131)를 가지는 샤워헤드(130)와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블(120)을 구비하는 증착 장치에 있어서,
    상기 각 분사유로(131)의 유입공(133)은 상호 동일한 평면인 제1 평면(P1)에 형성되고, 상기 각 분사유로(131)의 토출공(132)은 상호 동일한 평면인 제2 평면(P2)에 형성되며,
    상기 각 분사유로(131)는 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제1 대경부(1311a)와 상기 제1 대경부(1311a)로부터 하방으로 연장되며 그 제1 대경부(1311a)보다 직경이 작은 제1 소경부(1311b)를 갖는 제1 분사유로(1311)와, 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제2 대경부(1312a)와 상기 제2 대경부(1312a)로부터 하방으로 연장되며 그 제2 대경부(1312a)보다 직경이 작은 제2 소경부(1312b)를 갖는 제2 분사유로(1312)를 포함하며,
    상기 제1 소경부의 길이(SL1)는 상기 제2 소경부의 길이(SL2)보다 길며, 상기 제1 대경부의 길이(WL1)는 상기 제2 대경부의 길이(WL2)보다 짧으며,
    상기 제1 소경부(1311b)와 상기 제2 소경부(1312b)가 인접되는 경계에 상기 제1 소경부(1311b)와 상기 제2 소경부(1312b)를 연통시키는 연결유로(134)가 형성되며,
    상기 연결유로(134)는 상기 제2 소경부(1312b)로부터 상기 제1 소경부(1311b)를 향하여 하측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 샤워헤드를 채용한 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사유로(131)는 상기 제1 평면(P1)으로부터 하방으로 연장되는 제3 대경부(1313a)와 상기 제3 대경부(1313a)로부터 하방으로 연장되며 그 제3 대경부(1313a)보다 직경이 작은 제3 소경부(1313b)를 갖는 제3 분사유로(1313)를 더 구비하며,
    상기 제3 소경부의 길이(SL3)는 상기 제2 소경부의 길이(SL2)보다 짧으며, 상기 제3 대경부의 길이(WL3)는 상기 제2 대경부의 길이(WL2)보다 긴 것을 특징으로 하는 샤워헤드를 채용한 증착장치.
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