KR101329570B1

KR101329570B1 - 막 형성 장치

Info

Publication number: KR101329570B1
Application number: KR1020070011968A
Authority: KR
Inventors: 나관구
Original assignee: (주)소슬
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2013-11-22
Also published as: KR20080073408A

Abstract

막 형성 장치는 기판이 반입되고 상부에는 반응 가스가 유입되는 유입구가 형성되고 하부에는 반응 부산물이 배출되는 배기구가 형성된 챔버, 챔버의 내부 공간을 반응실과 비반응실로 구획하는 구획부재, 구획부재에 지지되고 기판이 안치되는 지지부, 지지부에 내장된 히터, 지지부의 상부에 배치되어 반응실로 반응 가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부, 및 반응가스 공급부를 둘러싸고 구획부재와 결합되어 반응실과 비반응실을 서로 격리시키는 절연부재를 포함한다. 따라서, 챔버에 리크가 발생되더라도, 중력에 의해서 반응 부산물은 배기구를 향해서 이동하게 된다. 그러므로, 반응 부산물이 반도체 기판이나 챔버의 내벽에 묻게 되는 현상을 억제할 수가 있다.

Description

막 형성 장치{APPARATUS FOR FORMING A LAYER}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막 형성 장치에서, 지지부와 구획부재가 상승되어 있는 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 장치에서 지지부가 하강되어 있는 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 1의 장치에서 지지부와 구획부재가 하강되어 있는 상태를 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 1의 Ⅳ 부위를 확대해서 나타낸 단면도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

110 : 챔버 120 : 지지부

130 : 구획부재 140 : 반응가스 공급부

150 : 절연부재 160, 162 : 승강부

170 : 스토퍼 180 : 새도우 부재

116 : 유입구 118 : 배기구

113 : 제 1 배기 통로 138 : 제 2 배기 통로

117 : 제 3 배기 통로

본 발명은 막 형성 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 기판 상에 비정질 탄소막이나 비정질 불화탄소막을 형성하기 위한 장치에 관한 것이다.

최근, 반도체 장치의 집적도가 향상됨에 따라, 반도체 장치의 동작 속도도 비례하여 빨라지고 있다. 그런데, 반도체 장치의 고집적도는 금속 배선들 간의 좁은 간격을 요구한다. 이로 인하여, 배선 간의 신호 전달 시간이 지연되는 문제가 유발되고 있다. 이러한 신호 지연은 주로 절연물질의 기생용량과 금속 배선의 높은 저항에 기인한다.

따라서, 신호 지연 문제를 해결하기 위해서는, 절연물질의 비유전율을 낮추거나 금속 배선의 저항을 낮출 것이 요구된다. 현재, 금속 배선의 저항과 절연물질의 비유전율을 낮추는 방안들에 대해서 많이 연구되고 있다. 최근 제시된 방안에 따르면, 금속 배선으로는 구리를 사용하고, 절연물질로는 탄소 또는 불화탄소를 사용하는 조합 기술이 제안되었다.

구리는 기존에 사용되던 알루미늄보다 낮은 전기 전도도를 갖는다. 불소는 높은 전기 음성도를 가지므로, 실리콘 산화막과 같은 절연물질의 비유전율을 낮추는 기능을 갖고 있다. 그러나, 불소의 함량이 높을수록, 절연물질의 열적 안전성이 열화되는 현상이 나타난다. 이러한 현상을 해소하기 위해, 불소 뿐만 아니라 탄소도 절연물질에 첨가하는 방안이 제시되었다. 탄소는 교차 결합의 비율이 증가할수록 높은 열적 안전성을 갖고 있으므로, 불소와 탄소의 첨가 비율을 적절하게 조절하는 것에 의해서 절연물질의 비유전율을 낮추면서 열적 안전성을 절연물질에 부여 할 수 있다.

상기와 같은 특성을 갖는 비정질 탄소막은 주로 플라즈마 강화형 화학기상 증착(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition:PECVD) 장치를 이용해서 반도체 기판 상에 형성할 수 있다. 종래의 PECVD 장치 중의 한 예가 한국공개특허공보 제2003-41844호에 개시되어 있다.

한편, 종래의 PECVD 장치는 반도체 기판이 반입되는 내부 공간을 갖는 챔버, 챔버 내에 배치되어 내부 공간을 반응실과 비반응실로 구획하는 구획부재, 구획부재 상부에 배치되어 반응 가스를 반응실 내로 제공하기 위한 반응가스 공급부, 및 구획부재의 저면에 구비된 지지부를 포함한다. 반응가스가 유입되는 유입구와 반응 부산물이 배출되는 배기구가 챔버의 상부에 형성되어 있다.

그런데, 종래의 PECVD 장치에서, 전술된 바와 같이, 배기구가 챔버의 상부에 배치되어 있다. 챔버 내의 압력이 공정 조건대로 유지된다면, 배기구의 위치는 크게 문제되지 않는다. 그러나, 챔버에 리크(leak)가 발생될 경우, 챔버 내의 압력은 대기압으로 상승하게 되고, 이어서 챔버 내에 중력이 작용하게 될 것이다. 따라서, 배기구가 위치한 챔버의 상부로 배출되던 반응 부산물에 중력이 작용하여, 반응 부산물이 반도체 기판과 챔버의 내벽에 묻게 될 소지가 상당히 높다. 이러한 반응 부산물은 반도체 장치의 동작에 치명적인 악영향을 끼치는 미립자로 작용을 하게 된다.

또한, 반응가스의 이동 경로가 짧을수록, 반응가스에 의한 원하지 않는 막 형성을 억제시킬 수 있다. 그러나, 종래의 PECVD 장치에서, 유입구는 챔버의 상부 중앙부에 형성되어 있고, 배기구는 챔버의 상부 가장자리에 형성되어 있다. 따라서, 반응가스는 유입구로부터 반도체 기판을 거쳐서 배기구까지 이어지는 매우 긴 경로를 따라 흐르게 된다. 이로 인하여, 긴 경로 상에 위치한 여러 부재들에 원하지 않는 막이 형성되는 경우가 많다. 결과적으로, 챔버를 세정하기 위한 공정에 상당히 많은 시간이 투입될 수밖에 없다.

본 발명은 반응 부산물의 흡착을 억제시킬 수 있는 배기 구조를 갖는 막 형성 장치를 제공한다.

본 발명의 일 견지에 따른 막 형성 장치는 기판이 반입되고, 상부에는 반응 가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에는 반응 부산물이 배출되는 배기구가 형성된 챔버; 상기 챔버의 내부 공간에 배치되어, 상기 내부 공간을 상기 기판을 수용하고 상기 유입구와 연통된 반응실과, 상기 배기구와 연통된 비반응실로 구획하는 구획부재; 상기 반응실 내에 배치되어 상기 기판을 지지하는 지지부; 상기 지지부의 상부에 배치되어, 상기 반응실로 반응 가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부; 및 상기 반응가스 공급부를 둘러싸고, 상기 구획부재와 결합되어 상기 반응실과 상기 비반응실을 서로 격리시키는 절연부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 배기구는 상기 챔버의 하부 중앙에 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 척에 반응실 내의 반응 부산물을 배 출하기 위한 제 1 배기 통로가 수직 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 상기 구획부재는 상기 지지부의 승강축이 삽입된 고정부를 갖고, 상기 고정부에 상기 제 1 배기 통로와 연통된 제 2 배기 통로가 형성될 수 있다. 상기 구획부재는 상기 지지부의 승강축을 둘러싸도록 배치되어 상기 구획부재를 밑에서 지지하는 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대에 상기 제 2 배기 통로와 상기 배기구 사이를 연결하는 제 3 배기통로가 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막 형성 장치는 상기 지지부에 형성된 제 1 승강 통로 내에 승강 가능하게 삽입되어, 상기 기판을 승강시키기 위한 리프트 핀; 상기 지지부에 형성된 제 2 승강 통로 내에 승강 가능하게 삽입되고, 상기 기판의 가장자리를 차폐하여 상기 기판의 가장자리 상에 원하지 않는 막이 증착되는 방지하는 새도우 부재(shadow member); 및 상기 반응실 내에 배치되어, 상기 리프트 핀과 상기 새도우 부재의 하강 위치를 제한하는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막 형성 장치는 상기 지지부의 내부에 구비되며 상기 기판을 가열하기 위한 히터를 더 포함할 수 있다.

상기된 본 발명에 따르면, 배기구가 챔버의 하부에 형성됨으로써, 챔버에 리크가 발생되더라도, 중력에 의해서 반응 부산물은 배기구를 향해서 이동하게 된다. 그러므로, 반응 부산물이 반도체 기판이나 챔버의 내벽에 묻게 되는 현상을 억제할 수가 있다. 또한, 배기구가 챔버의 하부 중앙에 형성됨으로써, 유입구를 통해 챔버 내로 진입한 반응가스가 최단 경로를 거쳐서 배기구를 통해 챔버의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 반응 부산물로 인해서 원하지 않는 막이 경로 상에 위치한 부재 상에 형성되는 것이 억제된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있 을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 막 형성 장치에서, 지지부와 구획부재가 상승되어 있는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 장치에서 지지부가 하강되어 있는 상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1의 장치에서 지지부와 구획부재가 하강되어 있는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ 부위를 확대해서 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 막 형성 장치(100)는 챔버(110), 지지부(120), 구획부재(130), 반응가스 공급부(140), 절연부재(150), 제 1 승강부(160), 제 2 승강부(162), 스토퍼(170), 새도우 부재(180), 및 RF 인가부(195)를 포함한다.

챔버(110)는 리드(111)와 결합되어, 반도체 기판이 반입되는 내부 공간을 형성한다. 반응 가스가 도입되는 유입구(116)가 챔버(110)의 상부에 형성된다. 반응 부산물이 배출되는 배기구(118)가 챔버(110)의 하부에 형성된다. 배기구(118)에는 진공 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 따라서, 챔버(110)에 리크가 발생되더라도, 반응 부산물에 중력이 작용하여 반응 부산물은 챔버(110)의 하부에 위치한 배기구(118)를 통해서 챔버(110)의 외부로 배출될 수가 있다. 또한, 배기구(118)는 챔버(110)의 하부 중앙에 배치된다. 그러므로, 반응 가스가 유입구(116)로부터 배기구(118)로 이어지는 거의 직선 경로를 따라 이동하게 되므로, 반응 가스의 이동 경로가 최대한 짧아지게 된다. 결과적으로, 이동 경로 상에 위치한 장치(100)의 부재들에 원하지 않는 막이 형성되는 것을 억제할 수가 있다.

한편, 본 실시예에서, 반도체 기판 상에 형성하려는 막의 예로서는 비정질 탄소막, 비정질 불화탄소막 등을 들 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 장치(100)를 이용해서 반도체 기판 상에 형성하려는 막의 종류는 상기된 막들로 한정되지는 않는다.

반도체 기판을 지지하는 지지부(120)는 챔버(110) 내에 배치된다. 히터(121)는 지지부(120)의 내부에 구비되며, 상기 기판을 가열한다. 히터(121)의 예로는 히팅 코일을 들 수 있다. 지지부(120)의 측면은 구획부재(130)와 절연부재(150)로부터 이격되어서, 그 사이에 반응실(112) 내에서 발생한 반응 부산물이 이동되는 제 1 배기 통로(113)가 형성된다.

승강축(122)이 지지부(120)의 밑면 중앙부에 연결된다. 제 1 승강부(160)는 승강축(122)의 하단에 장착되어, 승강축(122)을 승강시킨다. 본 실시예에서, 제 1 승강부(160)의 예로서는 에어 실린더, 리드 스크류 등을 들 수 있다.

또한, 3개의 제 1 승강 통로(124)들과 3개의 제 2 승강 통로(126)들이 지지부(120)에 수직 방향을 따라 형성된다. 제 1 승강 통로(124)는 제 2 승강 통로(126)보다 지지부(120)의 안쪽에 배치된다. 반도체 기판을 승강시키는 3개의 리프트 핀(128)들이 제 1 승강 통로(124)들 각각에 승강 가능하게 삽입된다. 제 1 승강 통로(124)의 상단은 대략 깔때기 형상을 갖는다. 리프트 핀(128)은 깔때기 형상의 제 1 승강 통로(124) 상단에 걸려 지지되는 형상의 헤드부(129)를 갖는다.

새도우 부재(180)는 반도체 기판의 가장자리를 차폐하여 반도체 기판의 가장자리 상에 원하지 않는 막이 형성되는 것을 방지한다. 이러한 기능을 갖는 새도우 부재(180)는 반도체 기판의 가장자리를 차폐하는 새도우 링(182), 및 새도우 링(182)의 밑면으로부터 연장되어 제 2 승강 통로(126)에 승강 가능하게 삽입된 승강 로드(184)들을 포함한다. 본 실시예에서, 승강 로드(184)는 새도우 링(182)의 밑면에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 또는, 승강 로드(184)는 새도우 링(182)의 밑면에 고정될 수도 있다. 여기서, 반응실(112)로 반입되는 반도체 기판이 승강 로드(184)에 걸리지 않도록 하기 위해서, 3개의 승강 로드(184)는 등간격으로 배열되지 않는다. 예를 들어서, 3개의 승강 로드(184)들 중에서 2개의 승강 로드(184)들 간의 간격은 반도체 기판의 폭보다 긴 간격을 두고 배열될 수 있다. 본 실시예에서, 승강 로드(184)는 리프트 핀(128)보다 긴 길이를 갖는다.

구획부재(130)는 챔버(110)의 내부 공간을 반응실(112)과 비반응실(114)로 구획한다. 지지부(120)는 반응실(112) 내에 배치된다. 또한, 구획부재(130)는 지지부(120)로부터 이격되어 있다. 즉, 구획부재(130)는 지지부(120)의 측면 및 밑면과 직접 접촉되지 않는다. 따라서, 지지부(120)에서 발생된 열이 구획부재(130)를 통해서 비반응실(114)로 전달되는 양이 줄어들게 된다. 본 실시예에서, 구획부재(130)는 지지부(120)의 측면 및 밑면과 이격될 수 있는 보울(bowl) 형상을 갖는다.

또한, 구획부재(130)는 지지부(120)의 승강축(122)이 삽입된 원통부(132)를 갖는다. 제 2 배기 통로(138)가 고정부(132)에 수직 방향을 따라 형성된다. 제 2 배기 통로(138)는 반응실(112)과 연통되어, 반응 부산물이 제 2 배기 통로(138) 내를 따라 흐르게 된다. 특히, 반응 부산물의 이동 경로를 보다 짧게 하기 위해서, 제 2 배기 통로(138)는 승강축(122)에 인접하게 배치될 수 있다.

제 2 승강부(162)가 원통부(132)에 연결되어, 구획부재(130)는 제 2 승강부(162)에 의해서 승강된다. 따라서, 구획부재(130)는 제 2 승강부(162)에 승강되고, 지지부(120)는 제 1 승강부(160)에 의해서 승강되므로, 구획부재(130)와 지지부(120)는 별도로 승강된다. 결과적으로, 반응가스 공급부(140)와 지지부(120) 간의 간격을 제 1 승강부(160)를 이용해서 최적의 공정 조건에 맞도록 적절하게 조정할 수가 있게 된다. 본 실시예에서, 제 2 승강부(162)는 실린더, 실린더의 동력을 원통부(132)로 전달하는 기어 박스 등을 포함할 수 있다.

스토퍼(170)는 반응실(112) 내에 수평하게 배치된다. 스토퍼(170)는 구획부재(130)를 통해서 챔버(110)에 고정된 고정 로드(172)를 갖는다. 고정 로드(172)는 스토퍼(170)의 밑면에 착탈 가능하게 결합되거나 또는 고정될 수 있다. 스토퍼(170)는 새도우 부재(180)와 리프트 핀(128)의 하강 위치를 제한한다. 본 실시예에서, 스토퍼(170)는 대략 링 형상을 갖는다.

구획부재(130)를 지지하기 위한 지지대(115)가 승강축(122)에 승강 가능하게 삽입되어, 구획부재(130)를 밑에서 받쳐 지지한다. 제 3 배기 통로(117)가 지지대(115)에 수직 방향을 따라 형성된다. 제 3 배기 통로(117)는 제 2 배기 통로(138)와 배기구(118) 사이를 연결한다. 따라서, 반응실(112)에서 발생된 반응 부산물은 제 1 배기 통로(182), 제 2 배기 통로(138) 및 제 3 배기 통로(117)를 거쳐서 배기구(118)를 통해 챔버(110)의 외부로 신속하게 배출될 수 있다.

반응가스 공급부(140)는 지지부(120)의 상부에 배치된다. 반응가스 공급부(140)는 유입구(142)와 연결된다. 따라서, 반응가스 공급부(140)와 척(180) 사이 에 반응가스로부터 플라즈마가 형성되는 공간인 반응실(112)이 형성된다. 반응가스로 RF 파워를 인가하기 위한 RF 인가부(170)가 반응가스 공급부(140)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 반응가스 공급부(140)가 여러 개의 부품들이 조립된 구조물이라면, RF 파워가 인가된 부품들 간의 계면에서 아킹 등의 문제가 발생한다. 따라서, 반응가스 공급부(140)에 계면이 존재하지 않도록, 본 실시예에 따른 반응가스 공급부(140)는 하나의 부재로 이루어진 일체형 구조를 갖는다. 한편, 본 실시예에서, 반응가스 공급부(140)는 반응가스를 균일하게 반도체 기판 상으로 분산시키는 샤워 헤드를 포함할 수 있다.

절연부재(150)는 구획부재(130)의 상단에 결합된다. 구체적으로, 절연부재(150)의 상부는 리드(111)와 반응가스 공급부(140) 사이에 개재되어, 반응가스 공급부(140)를 리드(111)로부터 분리시킨다. 절연부재(150)의 밑면은 반응실(112) 내의 반응 가스가 누설되지 않도록 구획부재(130)의 상단에 결합된다. 특히, 절연부재(150)의 밑면은 반응가스 공급부(140)의 밑면보다 낮게 위치하여, RF 파워가 인가되는 반응가스 공급부(140)의 전기적 절연을 보장한다. 본 실시예에서, 절연부재(150)의 재질로는 알루미나를 들 수 있다.

한편, 절연부재(150)의 내측면은 반응실(112)로 노출된다. 결과적으로, 반응실(112)은 절연부재(150)의 내측면, 반응가스 공급부(140)의 밑면, 및 지지부(120)의 표면에 의해 정의되어, 절연부재(150)에 의해서 비반응실(114)과 격리된다. 비반응실(114)은 챔버(110)의 내부 공간 중 반응실(112)을 제외한 공간의 나머지 공간에 해당한다. 즉, 비반응실(114)은 챔버(110)의 내벽과 구획부재(130)의 외측면 에 의해 정의된다.

여기서, 반응실(112)의 온도가 낮은 영역에서는 이상 증착 현상이 발생되고, 또한 공정 효율면에서 비반응실(114)의 온도를 반응실(112)의 온도와 동일하게 유지시킬 필요는 없다. 따라서, 비정질 탄소막이나 비정질 불화탄소막을 형성하기 위한 최적의 조건은 반응실(112)의 온도를 200℃ 이상으로 유지하고 비반응실(114)의 온도를 70℃ 내지 80℃ 정도로 유지시키는 것이다. 본 실시예에 따르면, 챔버(110)의 내부 공간이 서로 격리된 반응실(112)과 비반응실(114)로 구획되어 있으므로, 별도의 히팅 설비를 사용하지 않고도 상기 온도 조건을 설정하는 것이 매우 용이하다.

또한, 반응실(112)과 비반응실(114)의 압력들을 서로 다르게 설정할 수 있도록 하기 위해서, 반응실(112)의 압력을 조절하기 위한 제 1 압력 조절부(190)가 반응실(112) 내에 배치되고, 비반응실(114)의 압력을 조절하기 위한 제 2 압력 조절부(192)가 비반응실(114) 내에 배치된다. 본 실시예에서, 제 1 압력 조절부(190)의 예로서는 바라트론 게이지(baratron gauge), 컨벡트론 게이지(convectron gauge) 등과 같은 압력 게이지를 들 수 있다.

한편, 제 2 압력 조절부는 비반응실(114)의 내벽에 부착된 압력 게이지(192), 및 비반응실(114)에 연결되어 비반응실(114)로 질소 가스와 같은 불활성 가스를 도입시키는 가스 라인(119)을 포함한다. 가스 라인(119)을 통해서 비반응실(114)로 도입되는 불활성 가스의 양을 조절하여, 비반응실(114)의 압력을 원하는 상태로 조절할 수가 있게 된다. 또한, 구획부재(130)가 하강하여 반응실(112)와 비 반응실(114)이 연통된 상태에서 반응가스가 반응실(112)로 도입될 때 또는 도입 전후에, 불활성 가스가 가스 라인(119)을 통해서 반응실(112)로 도입될 수 있다. 반응실(112)로 도입된 불활성 가스는 반응실(112) 내에 반응 가스에 의한 원하지 않는 막의 형성을 방지한다. 결과적으로, 장치(110)의 세정 주기를 연장시킬 수가 있게 되므로, 장치(100)의 가동 효율이 향상된다. 또한, 원하지 않는 막으로 인한 장치(100)의 부품 손상이 방지되므로, 장치(110) 부품들의 수명도 연장된다. 압력 게이지(192)의 예로서는 바라트론 게이지, 컨벡트론 게이지 등을 들 수 있다.

반도체 기판을 반응실(112) 내로 반입시키기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 승강부(162)가 구획부재(130)를 하강시켜서, 구획부재(130)와 절연부재(150) 사이에 통로를 형성한다. 또한, 지지부(120)도 제 1 승강부(160)에 의해서 하강되어 있어서, 리프트 핀(128)과 승강 로드(182)는 스토퍼(170) 상에 지지되어 있다. 즉, 리프트 핀(128)은 지지부(120)의 표면보다 돌출되어 있다. 이러한 상태에서 로보트 암이 반도체 기판을 반응실(112) 내로 반입시켜서, 반도체 기판을 리프트 핀(128) 상에 안치시킨다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 승강부(162)가 구획부재(130)를 상승시켜서, 구획부재(130)를 절연부재(150)와 결합시킨다. 따라서, 챔버(110) 내부는 결합된 구획부재(130)와 절연부재(150)에 의해서 반응실(112)와 비반응실(114)로 구획된다.

이어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 승강부(160)가 지지부(120)를 상승시킨다. 리프트 핀(128)이 승강 로드(184)보다 짧은 길이를 가지므로, 지지부(120) 는 리프트 핀(128)을 먼저 상승시키게 된다. 이어서, 계속 상승하는 지지부(120)는 새도우 부재(180)를 상승시킨다. 따라서, 반도체 기판은 지지부(120)의 표면에 안치되어 있고, 또한 반도체 기판의 가장자리는 새도우 부재(180)에 의해 차폐된 상태이다.

반응 가스를 반응실(112) 내로 도입하고, RF 인가부(195)로부터 RF 파워를 반응 가스에 인가하여 반응실(112) 내에 플라즈마를 형성한다. 플라즈마를 반도체 기판 상에 제공하여, 반도체 기판 상에 원하는 막을 형성한다. 여기서, 반도체 기판의 가장자리는 새도우 부재(180)에 차폐되어 있으므로, 반도체 기판의 가장자리에 원하지 않는 막이 형성되는 것이 최대한 억제된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 배기구가 챔버의 하부에 형성됨으로써, 챔버에 리크가 발생되더라도, 중력에 의해서 반응 부산물은 배기구를 향해서 이동하게 된다. 그러므로, 반응 부산물이 반도체 기판이나 챔버의 내벽에 묻게 되는 현상을 억제할 수가 있다.

또한, 배기구가 챔버의 하부 중앙에 형성됨으로써, 유입구를 통해 챔버 내로 진입한 반응가스가 최단 경로를 거쳐서 배기구를 통해 챔버의 외부로 배출될 수 있다. 따라서, 반응 부산물로 인해서 원하지 않는 막이 경로 상에 위치한 부재 상에 형성되는 것이 억제된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

기판이 반입되고, 상부에는 반응 가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 하부에는 반응 부산물이 배출되는 배기구가 형성된 챔버;

상기 챔버의 내부 공간에 배치되어, 상기 내부 공간을 상기 기판을 수용하고 상기 유입구와 연통된 반응실과, 상기 배기구와 연통된 비반응실로 구획하는 구획부재;

상기 반응실 내에 배치되어 상기 기판을 지지하는 지지부;

상기 지지부의 상부에 배치되어, 상기 반응실로 반응 가스를 공급하기 위한 반응가스 공급부; 및

상기 반응가스 공급부를 둘러싸고, 상기 구획부재와 결합되어 상기 반응실과 상기 비반응실을 서로 격리시키는 절연부재를 포함하고,

상기 구획부재는 상기 지지부의 승강축이 삽입되는 고정부를 가지며, 상기 고정부에는 상기 반응실과 연통하는 배기통로가 형성되는 막 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 배기구는 상기 챔버의 하부 중앙에 형성된 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 구획부재 및 상기 절연부재와 이격되어 상기 반응실과 연통된 제 1 배기 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 고정부의 배기 통로는 제 2 배기 통로이며, 상기 제1 배기 통로와 연통되는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 구획부재는 상기 지지부의 승강축을 둘러싸도록 배치되어 상기 구획부재를 밑에서 지지하는 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대에 상기 제 2 배기 통로와 상기 배기구 사이를 연결하는 제 3 배기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구획 부재는 보울(bowl) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지부에 형성된 제 1 승강 통로 내에 승강 가능하게 삽입되어, 상기 기판을 승강시키기 위한 리프트 핀;

상기 지지부에 형성된 제 2 승강 통로 내에 승강 가능하게 삽입되고, 상기 기판의 가장자리를 차폐하여 상기 기판의 가장자리 상에 원하지 않는 막이 증착되는 방지하는 새도우 부재(shadow member); 및

상기 반응실 내에 배치되어, 상기 리프트 핀과 상기 새도우 부재의 하강 위치를 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 지지부의 내부에 구비되며 상기 기판을 가열하기 위 한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.