KR101040726B1 - Method for generating an electrode layer - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 전극층 형성방법은 챔버 내에 설치된 지지부재 상에 베이스를 위치시키는 단계; 그리고 상기 베이스를 기설정된 온도로 가열하며, 상기 챔버 내에 제1 전구체 및 제1 반응가스를 제공하여 상기 베이스 상에 전극층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전극층은 화학기상증착에 의해 형성된다. 상기 방법은 상기 전극층을 형성하는 단계 이전에 상기 챔버 내에 제2 전구체 및 제2 반응가스를 제공하여 상기 베이스 상에 상기 베이스와 대체로 동일한 재질을 가진 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 버퍼층은 화학기상증착에 의해 형성될 수 있다.According to the present invention, an electrode layer forming method includes the steps of placing a base on a support member installed in a chamber; And heating the base to a predetermined temperature and providing a first precursor and a first reaction gas in the chamber to form an electrode layer on the base, wherein the electrode layer is formed by chemical vapor deposition. The method further includes providing a second precursor and a second reactant gas in the chamber prior to forming the electrode layer to form a buffer layer having substantially the same material as the base on the base, wherein the buffer layer is It may be formed by chemical vapor deposition.
베이스, 화학기상증착, 전극층, 버퍼층, 커버층 Base, chemical vapor deposition, electrode layer, buffer layer, cover layer
Description
본 발명은 전극층 형성방법에에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학기상증착에 의해 전극층을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for forming an electrode layer, and more particularly to a method for forming an electrode layer by chemical vapor deposition.
일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting)공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, an electrical die sorting (EDS) process for inspecting electrical characteristics of semiconductor devices formed in the fab process; Each of the semiconductor devices is manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resins.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 세정된 웨이퍼를 건조시키기 위한 건조 공정과, 상기 막 또는 패턴의 결함을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a wafer, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern using the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the wafer, a cleaning process for removing impurities on the wafer, and a process for drying the cleaned wafer And a drying step and an inspection step for inspecting the defect of the film or pattern.
최근, 팹 공정에서 공정 가스를 플라스마 상태로 여기시켜 기판 상에 막 또는 패턴을 형성하는 플라스마 처리장치의 사용이 급증하고 있다. 상기 플라스마 처리 장치에는 상기 가공 챔버 내부에 배치되며 상기 반도체 기판을 지지하고 가열하기 위한 히터가 이용된다. 또한, 반도체 박막의 에칭 처리, 레지스트막의 소성 처리 등에 있어서 반도체 웨이퍼를 가열하기 위한 히터가 이용되고 있다.Recently, the use of a plasma processing apparatus for exciting a process gas into a plasma state in a fab process to form a film or a pattern on a substrate has increased rapidly. In the plasma processing apparatus, a heater disposed inside the processing chamber and used to support and heat the semiconductor substrate is used. Moreover, the heater for heating a semiconductor wafer is used in the etching process of a semiconductor thin film, the baking process of a resist film, etc.
히터에는 온도 제어성이 뛰어나고, 반도체 소자의 배선의 미세화와 웨이퍼 열처리 온도의 정밀도 향상이 요구됨에 따라 세라믹 히터가 널리 사용되고 있다.Ceramic heaters have been widely used as the heaters are excellent in temperature controllability and require finer wiring of semiconductor elements and improved precision of wafer heat treatment temperatures.
상기 세라믹 히터에 있어서, 세라믹 기판 내에 저항 발열체를 매설하여 이들 저항 발열체에 전류 도입 단자를 형성하고 소정의 전압을 인가함으로써, 반도체 기판을 가열한다.In the ceramic heater, the semiconductor substrate is heated by embedding a resistive heating element in the ceramic substrate to form a current introduction terminal in the resistive heating element and applying a predetermined voltage.
본 발명의 목적은 베이스 상에 전극층을 형성하는 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of forming an electrode layer on a base. Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
본 발명에 의하면, 전극층 형성방법은 챔버 내에 설치된 지지부재 상에 베이스를 위치시키는 단계; 그리고 상기 베이스를 기설정된 온도로 가열하며, 상기 챔버 내에 제1 전구체 및 제1 반응가스를 제공하여 상기 베이스 상에 전극층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전극층은 화학기상증착에 의해 형성될 수 있다.According to the present invention, an electrode layer forming method includes the steps of placing a base on a support member installed in a chamber; And heating the base to a predetermined temperature and providing a first precursor and a first reaction gas in the chamber to form an electrode layer on the base, wherein the electrode layer may be formed by chemical vapor deposition. .
상기 방법은 상기 전극층을 형성하는 단계 이전에 상기 챔버 내에 제2 전구체 및 제2 반응가스를 제공하여 상기 베이스 상에 상기 베이스와 대체로 동일한 재질을 가진 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 버퍼층은 화학기상증착에 의해 형성될 수 있다.The method further includes providing a second precursor and a second reactant gas in the chamber prior to forming the electrode layer to form a buffer layer having substantially the same material as the base on the base, wherein the buffer layer is It may be formed by chemical vapor deposition.
상기 베이스 및 상기 버퍼층은 세라믹 재질일 수 있다. 또한, 상기 베이스 및 상기 버퍼층은 AlN일 수 있다.The base and the buffer layer may be a ceramic material. In addition, the base and the buffer layer may be AlN.
상기 방법은 상기 전극층을 형성하는 단계 이후에 상기 챔버 내에 제2 전구체 및 제2 반응가스를 제공하여 상기 전극층 상에 상기 베이스와 대체로 동일한 재질을 가진 커버층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 커버층은 화학기상증착에 의해 형성될 수 있다.The method further includes providing a second precursor and a second reactant gas in the chamber after forming the electrode layer to form a cover layer on the electrode layer, the cover layer being generally the same material as the base, wherein the cover The layer may be formed by chemical vapor deposition.
상기 베이스 및 상기 커버층은 세라믹 재질일 수 있다. 또한, 상기 베이스 및 상기 커버층은 AlN일 수 있다.The base and the cover layer may be a ceramic material. In addition, the base and the cover layer may be AlN.
상기 제2 전구체는 MTMA이며, 상기 제2 반응가스는 NH3일 수 있다.The second precursor may be MTMA, and the second reaction gas may be NH 3.
상기 제1 전구체는 W(CO)6이며, 상기 제1 반응가스는 NH3일 수 있다.The first precursor may be W (CO) 6, and the first reaction gas may be NH 3.
상기 전극층은 텅스텐일 수 있다.The electrode layer may be tungsten.
본 발명에 의하면 기판을 안정적으로 지지 및 가열할 수 있다.According to the present invention, the substrate can be stably supported and heated.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 4b를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 4B. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments are provided to explain the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a more clear description.
도 1은 본 발명에 따른 전극층을 형성하기 위한 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 제조장치는 챔버(10) 및 히터블럭(20)을 포함한다. 챔버(10)는 베이스(1)에 대한 공정이 이루어지는 공간을 제공하며, 히터블럭(20)은 챔버(10) 내에 설치되어 베이스(1)를 기설정된 온도로 가열한다.1 is a view schematically showing a manufacturing apparatus for forming an electrode layer according to the present invention. The manufacturing apparatus includes a
챔버(10) 내부의 상부에는 샤워헤드(30)가 설치되며, 샤워헤드(30)는 챔 버(10) 내부에 전구체 및 반응가스를 공급한다. 샤워헤드(30)의 상부에는 샤워헤드 히터(40)가 설치되어 샤워헤드(30)를 통해 공급되는 전구체 및 반응가스를 기설정된 온도로 가열한다.The
챔버(10)의 상부에는 전구체 공급라인(50) 및 반응가스 공급라인(60)이 연결되며, 샤워헤드(30)에 전구체 및 반응가스를 공급한다. 전구체 소스(70)는 전구체 공급라인(50)에 연결되며, 전구체 소스(70) 내부의 전구체는 전구체 공급라인(50)의 내부를 흐른다.The
이하, 베이스(1) 상에 전극층을 형성하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of forming an electrode layer on the
먼저, 베이스(1)는 기판(예를 들면, 웨이퍼)이나 블럭 형상일 수 있으며, 세라믹 재질(예를 들면, Al2O3, AlN 등)인 것이 바람직하다. 세라믹 재질 중 AlN 소재는 다양한 세라믹 소재 중에서도 열전도성과 경도가 높으므로, 유해 가스가 많이 쓰이고 내부 환경이 열악한 에칭 및 CVD 장비의 정전척이나 장비 기물 등의 핵심 소재로 사용된다.First, the
베이스(1)는 정전척(Electro Static Chuck:ESC)을 제조하기 위해 제공될 수 있으며, 히터(heater)를 제조하기 위해 제공될 수 있다. 정전척은 반도체 장비 내에서 정전력을 이용해 웨이퍼와 접촉하지 않고 웨이퍼를 착탈할 수 있는 소모성 부품으로 에칭이나 CVD 공정의 핵심 부품의 하나이다.The
전극층은 유기금속화학기상증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : MOCVD)에 의해 형성된다. 유기금속화학기상증착은 전구체(precursor)로 금속 유기화학물(즉 MO Source)을 이용하며, 챔버 내에서 가열된 기판 표면에 증기압이 높은 금속 유기 화합물 증기를 보내어 원하는 박막을 성장시키는 방법이다. 유기금속화학기상증착은 스텝커버리지(step coverage)가 우수한 특성을 가지며, 유기금속화학기상증착을 이용하여 전극층을 형성할 경우, 기판이나 결정 표면에 손상이 없다는 장점을 가지며, 비교적 증착속도가 빨라서 공정시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 고순도, 고품질 전극층을 형성할 수 있으며, 생산성도 우수하다.The electrode layer is formed by Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). Organometallic chemical vapor deposition is a method of using a metal organic chemical (ie, MO Source) as a precursor (precursor), and sends a high vapor pressure metal organic compound vapor to the heated substrate surface in the chamber to grow a desired thin film. Organometallic chemical vapor deposition has an excellent step coverage, and when organizing an electrode layer using organometallic chemical vapor deposition, it has the advantage that there is no damage to the substrate or the crystal surface. It can save time. Therefore, a high purity, high quality electrode layer can be formed, and productivity is also excellent.
베이스(1) 상에 전극층을 형성하는 조건은 아래와 같다.The conditions for forming the electrode layer on the
즉, 히터블럭(20)을 이용하여 베이스(1)를 기설정된 온도로 가열하며, 챔버(10) 내에 전구체와 반응가스를 공급하여 베이스(1) 상에 전극층을 형성한다. 베이스(1)가 정전척으로 사용될 경우 전극층은 전극 역할을 하며, 베이스(1)가 히터로 사용될 경우 전극층은 발열체 역할을 한다.That is, the
전극층은 텅스텐(W) 재질일 수 있으며, 텅스텐 재질의 전극층은 발열체(또는 히터)로 사용된다. 이때, 전구체는 W(CO)6이며, 반응가스는 NH3이다.The electrode layer may be made of tungsten (W), and the electrode layer of tungsten is used as a heating element (or heater). At this time, the precursor is W (CO) 6, the reaction gas is NH3.
한편, 본 실시예와 달리 NH3를 사용하지 않고 전극층을 형성할 수 있으나, NH3를 첨가함으로써 전극층의 저항변화를 가능하게 할 수 있으며, 이로 인해 동일 패턴에서도 다른 저항값을 만들어 낼 수 있다. 즉, NH3는 저항값 변화를 위한 주요 인자로 작용할 수 있다. 또한, 본 실시예와 달리, 전극층 형성을 위한 전구체로 WF6가 사용될 수 있으며, 반응가스로 H2가 사용될 수 있다.On the other hand, unlike the present embodiment, the electrode layer can be formed without using NH3, but by adding NH3, it is possible to change the resistance of the electrode layer, thereby producing different resistance values in the same pattern. In other words, NH3 may act as a major factor for the change in resistance value. In addition, unlike the present embodiment, WF6 may be used as a precursor for forming an electrode layer, and H2 may be used as a reaction gas.
전극층의 상부에는 커버층이 형성된다. 커버층은 베이스(1)와 대체로 동일한 재질이며, 전극층과 마찬가지로 화학기상증착에 의해 형성된다. 이때, 전구체는 MTMA이며, 반응가스는 NH3이다.A cover layer is formed on the electrode layer. The cover layer is substantially the same material as the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 사진이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 사진이다.2 is a photograph showing an electrode layer formed according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a photograph showing an electrode layer formed according to another embodiment of the present invention.
도 2는 Al2O3 재질의 베이스(1) 상에 텅스텐(W) 재질의 전극층이 형성되었으며, 전극층의 상부에 AlN 재질의 커버층이 형성되어 있다. 도 3은 AlN 재질의 베이스(1) 상에 텅스텐(W) 재질의 전극층이 형성되었으며, 전극층의 상부에 AlN 재질의 커버층이 형성되어 있다.2 shows an electrode layer of tungsten (W) material formed on the
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 도면이다.4A to 4B are diagrams illustrating an electrode layer formed according to another embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 앞서 설명한 실시예에서 전극층은 베이스(1) 상에 직접 형성되었다. 그러나, 이와 같은 방법으로 전극층을 형성할 경우, 공정의 완성도에 따라 전극층과 베이스(1) 사이에 균열(crack)이 발생하여 전극층이 베이스(1)로부터 쉽게 분리되어 떨어져 나가는 문제점이 발견되었다(도 4a의 붉은 원 참고).2 and 3, in the above-described embodiment, the electrode layer is formed directly on the
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 베이스(1) 상에 버퍼층을 형성한 후, 버퍼층 상에 전극층을 형성하는 방법을 시도하였다(도 4b). 버퍼층은 베이스(1)와 대체로 동일한 재질이며, 전극층과 마찬가지로 화학기상증착에 의해 형성된다. 도 4b에서, 베이스(1) 및 버퍼층, 커버층은 AlN 재질이며, 전극층은 W 재질이다.In order to solve this problem, a method of forming an electrode layer on the buffer layer after forming a buffer layer on the
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.Although the present invention has been described in detail by way of preferred embodiments thereof, other forms of embodiment are possible. Therefore, the technical idea and scope of the claims set forth below are not limited to the preferred embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 전극층을 형성하기 위한 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a manufacturing apparatus for forming an electrode layer according to the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 사진이다.2 is a photograph showing an electrode layer formed according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 사진이다.3 is a photograph showing an electrode layer formed according to another embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 형성된 전극층을 나타내는 사진이다.4A to 4B are photographs showing electrode layers formed according to still another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 베이스 10 : 챔버1: Base 10: Chamber
20 : 히터블럭 30 : 샤워헤드20: heater block 30: shower head
40 : 샤워헤드 히터 50 : 전구체 공급라인40: showerhead heater 50: precursor supply line
60 : 반응가스 공급라인 70 : 전구체 소스60: reaction gas supply line 70: precursor source
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- 2008-12-30 KR KR1020080136204A patent/KR101040726B1/en active IP Right Grant
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