KR101724917B1 - 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치 - Google Patents

기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치에 관한 것으로, 제1 가스와 제2 가스가 공급되는 공급유로가 각각 격리되어 형성된 분배 블럭 부재와, 상기 분배 블럭 부재의 하측에 구비되며, 상기 분배 블록 부재의 공급유로 각각에 연통되게 연통유로가 형성되는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 하측에 구비되며, 상기 각 연통유로로부터 공급되는 가스를 확산 공급하는 확산 공간을 갖고 형성되는 가스분배확산 블럭 부재; 및 상기 가스가 공급되는 유로 상에서 가스압력 또는 전극 간의 거리가 증가하도록 구성하여 기생 플라즈마의 발생을 방지하기 위한 기생플라즈마 발생 방지 수단을 포함하여 구비되는 사워헤드 장치; 상기 샤워헤드 장치 상부에 위치하여 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급부; 및 상기 샤워헤드 장치 하부에 이격되어 위치하며, 공정시 상부면에 기판을 위치시켜 고정하는 것으로, 공정 온도를 인가하기 위한 가열장치가 구비되는 기판홀더부를 포함한다.

Description

기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치{ATOMIC LAYER DEPOSITION CHAMBER CAPABLE OF PREVENTING PARASITIC PLASMA, AND ATOMIC LAYER DEPOSITION APPARATUS USING OF IT}
본 발명은 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 발생 시 기생플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 증착장치에 관한 것이다.
반도체 기판이나 글라스 등에 박막을 증착하는 기술에는 화학 반응을 이용하여 증착하는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition, CVD)이나 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 사용하고 있다.
화학적 기상 증착은 소스 가스와 반응 가스를 기판으로 동시에 분사하여 두 가스가 반응하면서 기판에 증착되는 장치이다. 이러한 화학적 기상 증착 장치는 기판의 표면반응과 기상반응을 동시에 이용하기 때문에 박막 증착 속도는 높지만, 증착되는 박막의 균일성이 비교적 낮게 나타나는 단점이 있다.
기존 주로 사용되었던 화학 기상 증착법과 달리 원자층 증착법은 소스 가스와 반응 가스를 각각 분리하여 교대로 공급하는 방식으로 한 주기(cycle) 증착에서 자기 제한 성장법(self-limited growth method)을 통한 표면 포화 반응에 의해서 증착이 이루어지기 때문에 1ML(mono layer)의 박막을 성장 시킬 수 있다. 따라서, 원자층 증착법(ALD)는 박막이 원자 단위의 두께로 증착되기 때문에 평판기판 뿐만 아니라 딥-트렌치(deep-trench), 비아/컨택 홀(via/contact hole)의 구조에서도 균일성은 높게 나타나지만, 증착 속도가 현저히 떨어지는 단점이 있다.
이러한 화학적 기상 증착이나 원자층 증착 등과 같이 박막 증착을 실행하는 장비는 반도체소자를 제조하는데 이용되고 있다. 이러한 박막 증착 장비에서는 웨이퍼 상에 박막을 증착하는데 요구되는 반응 가스를 공급하기 위해서 챔버 내에 샤워 헤드를 주로 구비한다. 샤워 헤드는 반응 가스를 웨이퍼 상에 박막 증착에 요구되는 적정한 분포로 분사하는 역할을 한다.
종래의 원자층 증착 장비의 샤워헤드는 복수의 단일 샤워헤드로 구성되어 있어 화학적 기상 증착법을 구현할 수 없는 문제점이 있다. 한편, 종래의 화학적 기상 증착 장비의 샤워헤드는 하나의 이중 샤워헤드로 구성되어 있어 원자층 증착법을 구현할 수 없는 문제점이 있다. 다시 말해서, 종래의 증착장비는 하나의 증착법 만을 구현할 수 있고, 따라서 화학적 기상 증착법과 원자층 증착법을 모두 다 사용하기 위해서는 두 개의 장치를 개별적으로 제작하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 샤워헤드형 증착 장비에는 빠른 반응속도를 확보하기 위하여 공급되는 가스에 플라즈마를 발생시키는데, 이 경우 불필요한 공간에서 발생되는 기생 플라즈마에 의해 장치 내부에 파티클이 발생하거나 기판 위의 플라즈마가 균일하게 분포되지 못해 박막의 질이 떨어지는 문제점이 있다.
다시 말해서, 플라즈마를 발생시키는 샤워헤드에서는 플라즈마가 평판전극 사이 이외에 유도하지 않는 공간에서도 발생하게 된다. 이와 같이 발생되는 플라즈마를 통상적으로 기생 플라즈마라고 불리며, 챔버 내부의 원하지 않는 공간에 발생하는 기생 플라즈마는 파티클을 발생시키고, 발생된 파티클은 챔버 내부의 오염 및 공정결과물의 품질을 떨어트리는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0810119호(2009.02.27) 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0037289호(2013.04.16)
본 발명에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치는 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 본 발명은 플라즈마 발생 시 기생플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 증착장치를 제공하고자 함이다.
둘째, 본 발명은 하나의 샤워헤드 장치로 플라즈마의 균일한 형성이 가능한 원자층 증착법과 화학적 기상 증착법 모두에서 구현할 수 있어 범용성, 경제성 및 효율성을 확보할 수 있는 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착장치를 제공하고자 함이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하고자 하는 본 발명의 제1 특징은, 제1 가스와 제2 가스가 공급되는 수평방향 및 수직방향의 공급유로가 각각 격리되어 형성된 분배 블럭 부재와, 상기 분배 블럭 부재의 하측에 구비되며, 상기 분배 블록 부재의 공급유로에 연통되도록 복수개의 연통유로가 형성되는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 하측에 구비되며, 상기 각 연통유로로부터 공급되는 가스를 확산 공급하는 확산 공간을 갖고 형성되는 가스분배확산 블럭 부재; 및 상기 가스가 공급되는 유로 상에서 가스압력이 증가되도록 복수의 미세공이 형성되어 상기 연통유로 중 적어도 하나에 삽입되는 다공성 블록 부재로 형성되는 기생플라즈마 발생 방지 수단을 포함하여 구비되는 사워헤드 장치; 상기 샤워헤드 장치 상부에 위치하여 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급부; 및 상기 샤워헤드 장치 하부에 이격되어 위치하며, 공정시 상부면에 기판을 위치시켜 고정하는 것으로, 공정 온도를 인가하기 위한 가열장치가 구비되는 기판홀더부를 포함한다.
여기서, 상기 분배 블럭 부재는 제1 가스와 제2 가스가 각각 별개로 공급되도록 격리되게 형성되는 제1 가스공급유로 및 제2 가스공급유로가 형성되며, 상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은 상기 제1 가스공급유로 및 제2 가스공급유로 각각이 상기 분배 블럭 부재의 측방으로부터 몸체 내측으로 연장하는 수평 연장 유로 및 상기 수평 연장 유로의 일단에서 직교되게 연장하는 수직 연장 유로로 구성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연 부재는 제1 가스가 연통되는 제1 가스 연통유로와, 제2 가스가 연통되는 제2 가스 연통유로가 형성된 판 형상의 제1 절연 부재; 및 상기 제1 절연 부재의 일면 가장자리에 구비되는 통 형태의 제2 절연 부재를 포함하고, 상기 제1 절연 부재에는 그 제1 절연 부재의 직경보다 작은 직경의 구형 홈에 다수의 구멍이 관통 형성된 보조확산공간을 구비하며, 상기 제1 절연 부재와 제2 절연 부재는 분리가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은 복수의 미세공이 형성되어 상기 제1 및 제2 가스 연통유로 중 적어도 하나에 삽입되게 형성되는 다공성 블록 부재를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은 복수의 미세공이 형성되어 상기 절연부재의 연통유로에 구비되는 다공성 블록 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 다공성 블록 부재는 단면 형상이 연통유로에 대응한 단면 형상을 갖는 기둥 형태로 이루어지며, 상기 다공성 블록 부재는 2 이상으로 분할되어 구성되는 것이 바람직하고, 2 이상으로 분할된 상기 다공성 블록 부재는 서로 대면하는 사이 또는 어느 하나의 대향면에 공통 유로가 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가스분배확산 블럭 부재는 상면 일측에 플라즈마 전극이 형성된 제1 가스분배확산 블럭 부재 및 상기 제1 가스분배확산 블럭 부재의 하면에 구비되는 제2 가스분배확산 블럭 부재를 포함하고, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재의 상면 중앙에는 원형의 오목한 제1 가스보조확산공간이 구비되고, 상기 제1 가스보조확산공간 내에는 다수의 제1 가스연결유로가 관통되게 형성되고, 상기 제1 가스연결유로를 따라 하단에는 다수의 제1 가스연결유로를 감싸는 형태의 돌출부가 형성되고, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재에는 제2 가스연결유로가 형성되고, 상기 제2 가스연결유로는 제2 가스가 공급되는 부유로와, 내부 중심에서 상기 부유로와 연통되게 십자 모양의 확산공간인 주유로, 및 상기 주유로의 하단방향으로 관통되고 상기 돌출부 사이에 위치되는 복수의 제2 가스의 연통유로를 포함하며, 상기 제2 가스의 연통유로 각각은 상기 제1 가스 연결유로의 연장유로인 분사홀과 상호 격리되게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2 가스분배확산 블록 부재는 상기 제1 가스분배확산 블록 부재의 돌출부와 대응하여 형성된 삽입공을 구비하고, 상기 돌출부와 대응되는 상기 삽입공의 상단부에는 오목한 원형 홈 형태의 제2 가스 보조확산공간이 형성되며, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재의 돌출부와 제2 가스분배확산 블록 부재의 삽입공 사이에는 틈이 형성되는 것이 바람직하고, 상기 기판홀더부는, 기판을 위치시키고 고정시키는 기판홀더 및 유압 또는 공압 실리더를 구비하여 상기 기판홀더를 상승 및 하강 이동시키는 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유압 또는 공압 실린더는 하단부에 기판홀더 승하강 이동 거리를 선택적으로 제한할 수 있는 적어도 하나의 링형 스토퍼가 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 제2 특징은, 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치로서, 상술한 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버; 상기 샤워헤드 장치와 연결되어, 제1 및 제2 가스의 공급을 독립적으로 제어하는 상기 챔버 외부에 설치되는 가스 공급부; 및 상기 증착용 챔버 및 상기 가스 공급부와 연결되어, 구동을 제어하고 공정 조건을 설정하는 통합 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 가스 공급부는, 상기 제1 가스 및 제2 가스가 저장된 가스 보관용기; 상기 가스 보관용기로부터 상기 샤워헤드 장치에 연결되어 제1 가스 및 제2 가스를 공급하는 가스 공급 라인; 상기 공급라인 상에 설치되는 것으로, 상기 제1 가스 및 제2 가스의 흐름 방향을 제어하는 공압 밸브; 및 공정시 상기 샤워헤드 장치에 공급되는 제1 가스 및 제2 가스의 공급량을 제어하는 가스유량조절기를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스 공급부는, 상기 가스 공급 라인에 설치되는 것으로, 상기 제1 가스 및 제2 가스가 상기 샤워헤드 장치에 공급되는 경우 가스 상태를 유지하기 위한 가열장치를 더 구비하는 것이 바람직하고, 상기 통합 제어부는, 상기 챔버의 구동을 제어하고, 상기 챔버 내부의 압력 및 온도를 포함하는 공정조건을 제어하는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 통합 제어부는, 상기 가스 공급부의 구동을 제어하고, 가스의 종류, 유량, 공급라인의 온도를 포함하는 공정조건을 제어하는 것이 바람직하고, 상기 통합 제어부는, 상기 챔버 및 가스 공급부와 통신하여, 디스플레이 장치가 구비되어, 상기 챔버 및 가스 공급부의 구동 상태와 공정조건을 표시하여 공정을 실시간으로 모니터링 가능한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버 및 이를 사용하는 원자층 증착장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치 및 기생 플라즈마 발생 방지 방법은, 플라즈마 발생 시 기생 플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 반도체 원자층 증착용 챔버 및 증착장치를 제공한다.
둘째, 본 발명은 하나의 샤워헤드 장치로 플라즈마의 균일한 형성이 가능한 원자층 증착법과 화학적 기상 증착법 모두에서 구현할 수 있어 범용성, 경제성 및 효율성을 확보할 수 있는 효과가 있는 반도체 원자층 증착용 챔버 및 증착장치를 제공한다.
셋째, 본 발명은 샤워헤드 장치와 기판 간의 간격을 용이하게 조절함으로써 이격거리내에서 플라즈마가 안정적으로 발생하도록 유도하고 샤워헤드 장치에 분산되어 공급되는 가스와 기판간의 반응거리 및 플라즈마 발생을 제어하여 공정의 효율성과 다양성을 확보할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버에 사용되는 기판홀더부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 동일 조건에서 샤워헤드 장치와 기판간의 이격거리 조절에 따른 결과를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착용 챔버에 사용되는 샤워헤드 장치의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착용 챔버의 샤워헤드 장치를 구성하는 분배 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측 도면은 배면 측 사시도이고, 타측 도면은 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치를 구성하는 절연 부재를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치를 구성하는 절연 부재의 제1 절연 부재를 도시한 구성도이다.
도 9 내지 도 14을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치를 구성하는 가스분배확산 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 종방향 단면도이고, 타측은 횡방향 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제1 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 배면 측 사시도이고, 타측은 A-A선에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제1 블럭 부재의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 12는 도 7의 C-C선에 따른 단면도이다.
도 13은 도 7의 D-D선에 따른 단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제2 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 배면 측 사시도이고, 타측은 E-E선에 따른 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치의 이론적 근거를 설명하기 위한 파센곡선을 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치에 사용되는 가스 공급부의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 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.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버에 사용되는 기판홀더부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버는, 제1 가스와 제2 가스가 공급되는 공급유로가 각각 격리되어 형성된 분배 블럭 부재와, 상기 분배 블럭 부재의 하측에 구비되며, 상기 분배 블록 부재의 공급유로 각각에 연통되게 연통유로가 형성되는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 하측에 구비되며, 상기 각 연통유로로부터 공급되는 가스를 확산 공급하는 확산 공간을 갖고 형성되는 가스분배확산 블럭 부재; 및 상기 가스가 공급되는 유로 상에서 가스압력 또는 전극 간의 거리가 증가하도록 구성하여 기생 플라즈마의 발생을 방지하기 위한 기생플라즈마 발생 방지 수단을 포함하여 구비되는 사워헤드 장치; 상기 샤워헤드 장치(1000) 상부에 위치하여 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급부; 및 상기 샤워헤드 장치(1000) 하부에 이격되어 위치하며, 공정시 상부면에 기판을 위치시켜 고정하는 것으로, 공정 온도를 인가하기 위한 가열장치가 구비되는 기판홀더부(600)를 포함하여 구성된다.
이처럼 본 발명의 실시예는, 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000), 플라즈마 공급부 및 기판을 고정하고 공정시 승하강 시킬 수 있는 기판 홀더를 포함하여 구성된 플라즈마 증창용 챔버에 관한 것으로, 플라즈마 발생 시 기생 플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 기생플라즈마의 발생을 저지하고 균일한 플라즈마를 발생하는 개선된 샤워헤드 장치(1000)를 구비하여, 균일한 형성이 가능한 원자층 증착법과 화학적 기상 증착법 모두에서 구현할 수 있어 범용성, 경제성 및 효율성을 확보할 수 있는 원자층 증착용 챔버를 제공한다.
특히, 본 발명의 실시예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 증착 시료인 기판을 위치시켜 고정시키는 기판 홀더와, 기판 홀더를 승하강 이동시킬 수 있는 구동부(350)를 구비하여, 원자층 증착 공정시 기판과 샤워헤드 장치(1000)의 이격거리를 선택적으로 제어함으로써, 다양한 공정조건을 설정할 수 있고, 적정한 이격거리 빠르고 정확하게 설정하여 균일하고 안정적으로 플라즈마를 공급할 수 있게 된다.
즉, 상기 기판홀더부(600)는, 기판을 위치시키고 고정시키는 기판홀더 및 유압 또는 공압 실리더를 구비하여 상기 기판홀더를 상승 및 하강 이동시키는 구동부(350)를 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 여기서, 유압 또는 공압 실린더는 유체의 압력이나 공기의 압력으로 피스톤 또는 플런저(plunger) 등을 가압하여 직선 이동시키는 엑츄에이터이다.
일반적으로 유압 또는 공압 실린더는 전자기 엑츄에이터나 리니어 모터와 같이 특정 구간을 선택적으로 제어할 수 없다는 단점이 있지만, 단가가 낮고, 가압력 또는 구동압력이 높고 구조가 단순하여 내구성이 높은 장점이 있다. 이에 본 발명이 실시예에서는 단가가 낮고, 진공 또는 고온의 조건에서도 내구성이 높으며, 대면적 기판 등 무거운 시료에도 충분히 안정적으로 지지하고 구동할 수 있기 때문에, 기판홀더부(600)의 구동부(350)를 유압 또는 공압 실린더로 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명이 실시예는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판 홀더의 승하강 이동 거리, 즉 샤워헤드 장치(1000)와 기판의 이격거리를 선택적으로 제어하기 위해, 구동부(350)의 하단에 링형 스토퍼(655)를 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 유압 또는 공압 실린더는 하단부에 기판홀더 승하강 이동 거리를 선택적으로 제한할 수 있는 적어도 하나의 링형 스토퍼(655)가 설치되는 것이 바람직하다.
도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버에 적용되는 기판홀더부(600)는, 공압 또는 유압 실리더 하우징 바디의 중심축 하단에 링형 스토퍼(655)를 설치하여 하우징 바디가 상승 및 하강 되는 이동거리를 제안함으로써, 기판 홀더와 샤워헤드 장치(1000)와의 이격거리를 조절 또는 제어할 수 있게 된다. 링형 스토퍼(655)는 적어도 하나 이상 설치 가능하고, 링형 스토퍼(655)의 개수에 따라 기판 홀더의 승하강 이동거리가 짧아지게 되고, 공정시 기판홀더의 샤워헤드 장치(1000)와의 이격거리 조정이 제한됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서의 기판홀더부(600)의 승하강 구동의 제어는 간단한 스토퍼(655)의 설치로 가능하고, 실리더의 원천적인 이동 간격을 손쉽게 설정함으로써, 공정시 샤워헤드 장치(1000)와 기판간의 간격을 조절함으로써 이격거리내에서 플라즈마가 안정적으로 발생하도록 유도하는 것이 가능하게 된다. 또한, 샤워헤드 장치(1000)에 분산되어 공급되는 제1 가스 및 제2 가스와 기판간의 반응거리 및 플라즈마 발생을 제어하여 공정의 효율성과 다양성을 확보할 수 있다.
도 3은 동일 조건에서 샤워헤드 장치(1000)와 기판간의 이격거리 조절에 따른 결과를 비교한 그래프이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, AL2O3 박막 성장에서 모든 공정 조건은 동일한 상태에서 샤워헤드 장치(1000)와 기판홀더 사이의 이격거리(Gap)에 따라 박막의 성장 두께와 박막균일도가 차이가 나타나고 있음을 확인할 수 있다. 이와 같은 결과를 근거로 하여 본 발명의 실시예에서는 샤워헤드 장치(1000)와 기판의 이격거리를 용이하게 조절할 수 있는 기판홀더부(600)의 구성을 제안함으로써, 고품질의 박막 성장이 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버를 제안한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착용 챔버에 사용되는 샤워헤드 장치(1000)의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)는, 공급되는 가스에 플라즈마를 발생시켜 공급하는 반도체 증착 장비의 샤워헤드 장치(1000)에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 크게 제1 가스와 제2 가스가 공급되는 제1 가스공급유로와 제2 가스공급유로(110, 120)가 각각 형성된 분배 블럭 부재(100); 상기 분배 블럭 부재(100)의 하측에 결합되며, 각 공급유로에 연통되게 제1 및 제2 가스연통유로(211, 212)가 형성되는 절연 부재(200); 상기 절연 부재(200)의 하측에 결합되며, 상기 각 연통유로로부터 공급되는 가스를 확산 공급하는 확산 공간을 갖고 형성되는 가스분배확산 블럭 부재(300); 및 상기 가스가 공급되는 유로 상에서 가스압력 또는 전극 간의 거리가 증가하도록 구성하여 기생 플라즈마의 발생을 방지하기 위한 기생플라즈마 발생 방지 수단을 포함한다.
상기 분배 블럭 부재(100)에 대하여 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착용 챔버의 샤워헤드 장치(1000)를 구성하는 분배 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측 도면은 배면 측 사시도이고, 타측 도면은 단면도이다.
상기 분배 블럭 부재(100)는 제1 가스와 제2 가스가 각각 별개로 공급되도록 격리되게 형성되는 제1 가스공급유로(110) 및 제2 가스공급유로(120)가 형성되고, 일측에는 플라즈마 전원 공급을 위한 플라즈마 전극 관통부(130)가 형성된다.
상기 제1 가스공급유로(110)에는 제1 반응가스가 공급되고, 제2 가스공급유로(120)에는 제2 반응가스가 공급된다. 제1 반응가스와 제2 반응가스는 Al, Si, Ti, Ga, Ge 소스, NH3 등과 같은 N계열 혼합가스 및 이들의 혼합물 소스로 이루어진 군에서 각각 선택된 서로 다른 종류의 원료가스이다.
상기 분배 블럭 부재(100)는 블럭 형태로 형성되고, 일면(하면) 측에 그 하부에 순차적으로 결합되는 구성요소, 즉 절연 부재(200) 및 가스분배확산 블럭 부재(300)가 수용될 수 있는 수용 공간(101)이 형성된다.
여기에서, 상기 분배 블럭 부재(100)에 형성되는 제1 및 제2 가스공급유로(110, 120)는 도 5의 단면도에 도시된 바와 같이 각각 분배 블럭 부재(100)의 상측부에서 측방으로부터 연장하는 수평 연장 유로(140) 및 상기 수평 연장 유로(140)의 일단에서 하방으로 직교하게 연장하는 수직 연장 유로(150)로 이루어진다.
이러한 상기 수평 연장 유로(140)와 수직 연장 유로(150)는 상기한 기생 플라즈마 발생 방지 수단의 일 실시 예를 구성한다. 이에 대한 이론적 근거에 대해서는 후술한다.
다음으로, 절연부재(200)에 대하여 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)를 구성하는 절연 부재를 도시한 구성도로서, 도 6은 절연 부재를 구성하는 제1 절연부재와 제2 절연부재가 분리된 상태를 도시한 것이고, 도 7는 제1 절연부재와 제2 절연부재가 결합된 상태를 도시한 것이며, 도 8은 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)를 구성하는 절연 부재의 제1 절연 부재를 도시한 구성도이다.
상기 절연 부재(200)는 분배 블럭 부재의 하단에 결합되는 것으로, 제1 가스가 연통되는 제1 가스 연통유로(211)와, 제2 가스가 연통되는 제2 가스 연통유로(212), 및 후술할 플라즈마 전극을 관통하기 위한 플라즈마 전극 관통부(213)가 형성된 판 형상의 제1 절연 부재(210); 및 상기 제1 절연 부재(210)의 일면(하면) 가장자리에 위치되는 통 형태의 제2 절연 부재(220)를 포함한다.
상기 제1 절연 부재(210)에는 제1 가스 연통유로(211)가 형성되는데, 제1 가스가 기판을 향해 균일하게 확산하도록 제1 절연 부재(210)의 직경보다 작은 직경의 구형의 홈(214)에 50~100개의 구멍(hole)이 관통 형성된 보조확산공간을 구비하여 형성된다.
상기 제2 절연 부재(220)는 그 절연 부재(200)의 하면에 결합하는 가스분배확산 블럭 부재(300)의 측면을 감싸는 형태로 제1 절연 부재(210)의 하단에 결합된다.
상기 절연 부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 절연부재(210)와 제2 절연부재(220)가 분리가능하게 구성됨으로써, 주재료가 되는 세라믹 제작시 구조가 간소화되어 제작 및 비용이 감소되고, 장비 동작 이후(박막공정진행 이후) 절연부재(200) 표면에 증착되는 박막(또는 오염물이나 파티클)의 주 밀도 부분인 절연 부재 사이(제1 절연부재(210)와 제2 절연부재(220) 결합부 사이)의 박막(또는 오염물이나 파티클)을 효과적으로 세정할 수 있어 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
상기 절연 부재(200)의 설명에서, 상기한 기생플라즈마 발생 방지 수단의 다른 실시 예가 절연 부재(200)에 함께 구성되므로 이에 대하여 기생플라즈마 발생 방지 수단의 다른 실시 예를 도시하고 있는 도 8를 참조하여 설명한다.
상기한 바와 같이, 제1 절연 부재(210)에는 제1 가스 연통유로(211)와 격리되어 형성되는 제2 가스 연통유로(212)에 다른 실시 예의 기생플라즈마 발생 방지 수단이 구성된다. 또는 상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은 제1 가스 연통유로(211) 및 제2 가스연통유로(212) 중 적어도 하나에 구비될 수 있다.
구체적으로, 다른 실시 예의 기생플라즈마 발생 방지 수단은 복수의 미세공(401)(예를 들어, 5~10개의 구멍(hole))이 형성되어 제2 가스 연통유로(212)에 삽입되게 형성되는 다공성 블록 부재(400)를 포함한다.
상기 다공성 블록 부재(400)는 그 단면 형상이 제2 가스 연통유로(212)의 삽입될 수 있게 제2 가스 연통유로(212)의 단면 형상에 대응하는 형상(예를 들면, 원형 또는 다각형)으로 형성된다.
또한, 상기 다공성 블록 부재(400)는 도 8에 도시된 바와 같이 2이상으로 분할되어 구성(410, 420)될 수 있으며(도면에서는 2분할), 분할된 다공성 블록 부재가 서로 대면하는 사이 또는 어느 하나의 분할 다공성 블록 부재에는 공통 유로(402)가 형성될 수 있다.
이와 같이 복수(예를 들어, 5~10개)의 미세공을 갖는 다공성 블록 부재(400)를 통해 가스가 흐르는 연통 유로의 압력을 상승시켜 기생 플라즈마 발생을 억제시킬 수 있다. 이에 대한 이론적 근거는 아래에서 설명한다.
다음으로, 상기 가스분배확산 블럭 부재(300)를 도 9 내지 도 14을 참조하여 설명한다. 도 9는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)를 구성하는 가스분배확산 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 종방향 단면도이고, 타측은 횡방향 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제1 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 배면 측 사시도이고, 타측은 A-A선에 따른 단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제1 블럭 부재의 B-B선에 따른 단면도이다. 도 12는 도 7의 C-C선에 따른 단면도이고, 도 13은 도 7의 D-D선에 따른 단면도이며, 도 14는 본 발명에 따른 가스분배확산 블럭 부재를 구성하는 제2 블럭 부재를 도시한 것으로, 일측은 배면 측 사시도이고, 타측은 E-E선에 따른 단면도이다.
가스분배확산 블럭 부재(300)는 상면 일측에 플라즈마 전극(301)이 형성된 제1 가스분배확산 블럭 부재(310) 및 상기 제1 가스분배확산 블럭 부재(320)의 하면에 결합되는 제2 가스분배확산 블럭 부재(320)를 포함한다.
상기 제1 가스분배확산 블럭 부재(310)는 금속 재질로 플라즈마 방전을 위한 상부평판 전극의 역할을 한다.
상기 제1 가스분배확산 블럭 부재(310)에 형성되는 플라즈마 전극(301)은 제1 가스분배확산 블럭 부재(310)와 전기적으로 연결되고, 제1 절연부재(210)의 플라즈마 전극 관통부(213)와 분배 블럭 부재(100)의 플라즈마 전극 관통부(130)에 삽입되어 분배 블럭 부재(100)의 상면에 수직하게 돌출되어 구성된다.
또한, 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 상면 중심에는 원형의 오목한 제1 가스보조확산공간(311)을 구비하고, 그 안에는 다수(예를 들어, 50~100개)의 제1 가스연결유로(312)가 수직하게 관통되며, 그 제1 가스연결유로(312)를 따라 하단에는 50~100개의 제1 가스연결유로(312)를 감싸는 형태의 볼록한 돌출부(313)가 구성된다.
또한, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재(310)에는 제2 가스연결유로(314)가 구성되고, 이 제2 가스연결유로(314)는 부유로(314a)와 주유로(314b)로 분류된다. 상기 부유로(314a)는 제2 가스가 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 내부로 주입되어지면, 블록 내부중심에 형성된 +(십자)모양의 확산공간인 주유로(314b)에 제2가스가 모이게 되고, 모여진 제2 가스는 주유로 하단방향으로 관통된 제2 가스의 연통유로(315)를 통해 확산한다. 여기에서, 주유로 하단방향으로 관통된 제2 가스의 연통유로(315)는 돌출부(313) 사이에 위치한다.
상기 주유로(314b)는 상하방향에 대해 수직인 방향, 즉 수평방향으로 상호 이격되게 복수 형성되어 있으며, 본 실시 예의 도면에서는 방사상으로 4개 형성되어 있는 경우를 도시하고 있다. 각 주유로(314b)의 단부는 서로 연결되어 있어, 4개의 주유로(314b)는 상호 연통된다. 4개의 주유로(314b)는 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 중심을 중심으로 방사형으로 배치되어 있다. 즉, 4개의 주유로(314b)는 상하방향에 수직인 가상의 평면 내에서 서로 직교하게 형성되어 있다.
부유로(314a)의 일단부는 제2 가스 연통유로(220)와 연통되어 있으며, 부유로(314a)의 타단부는 각 주유로(314b)와 연통되어 있다. 즉, 부유로(314a)의 타단부를 중심으로 4개의 주유로(314b)는 방사형으로 배치되어 있다. 따라서, 제2 가스 연통유로(220) 및 부유로(314a)를 순차적으로 거쳐 각 주유로(314b)로 유입된 제2 가스는 각 주유로(314b)의 길이방향으로, 즉 방사형으로 확산된다.
상기 돌출부(313)는 다수 형성되어 있으며, 각 돌출부(313)는 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 하면에 대해 돌출되도록 형성되어 있다. 각 돌출부(313)에는 상기 제1 가스 연결유로(312)가 각 돌출부(313)를 관통 연장되어 분사홀이 형성된다.
상기 분사홀은 제1 가스 연결유로(312)의 연장유로로서 제1 가스 보조확산공간(311)과 연통되어 있다. 따라서, 제1 가스 보조확산공간(311)에서 확산된 제1 가스는 각 분사홀을 통해서 분사된다.
계속해서, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 제2 가스의 연통유로(315)는 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 돌출부(313) 사이마다 형성되어 있다. 제2 가스의 연통유로(315) 각각은 각 제1 가스 연결유로(312)의 연장유로인 분사홀과 상호 격리되게 형성되어 있다.
상기 제2 가스의 연통유로(315)는 4개의 주유로(314b)와 상호 연통되어 있다. 각 제2 가스의 연통유로(315)의 중심축선은 상하방향에 대해 교차하는 교차방향을 따라서 배치되어 있다. 즉, 부유로(314a)의 중심축선의 배치방향을 보다 명확하게 하기 위해서 도 13에는 예를 들어 한 쌍의 제2 가스의 연통유로(315)와 부유로(314a) 간의 관계를 나타내었다.
도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 한 쌍의 제2 가스의 연통유로(315)는 주유로(314a)의 양측 하단부에 연결된다. 즉, 각 제2 가스의 연통유로(315)의 중심축선은 상하방향에 대해 교차하는 교차방향을 따라 배치되어 있다. 따라서, 주유로(314a)로 유입된 제2 가스는 각 제2 가스의 연통유로(315)를 통해서 후술하는 제2 가스 보조확산공간(322)으로 교차방향으로 유출된다. 한편, 제2 가스 보조확산공간(322)은 주유로(314a)의 하방에 형성되어 있어 제2 가스 연결유로의 중심축선은 상하방향에 대해 수직인 방향을 따라 배치되지 않는다.
상기 제1 가스분배확산 블록 부재(310))의 제1 가스보조확산공간(311)에서 확산되는 제2 가스가 절연부재(200)의 상면과 분배 블럭 부재(100)의 하면 사이를 통해서 누설되는 것을 효과적으로 방지되도록, 절연부재(200)와 분배부재(100) 사이에 오-링 등과 같은 밀폐부재(미도시)가 설치될 수도 있다.
계속해서, 제2 가스분배확산 블록 부재(320)는 도 9 및 도 14에 도시된 바와 같이, 상기한 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 하단에 결합되고, 제1 가스분배확산 블록 부재와 같은 금속재질로 형성되어 연장된 전극 역할을 한다.
상기 제2 가스분배확산 블록 부재(320)는 상기 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 하단에 형성된 다수의 돌출부(313)와 대응되도록 다수의 삽입공(321)이 관통하여 형성된다.
상기 제2 가스분배확산 블록 부재(320)는 제1 가스분배확산 블록 부재(320)의 돌출부(313)와 대응되어 삽입공(321)이 형성되는데, 상기 돌출부(313)와 대응되는 삽입공(321)의 상단부분은 외곽에 비해 얇고 오목한 원형의 홈 형태로 제2 가스 보조확산공간(322)이 형성된다.
이와 같은 제2 가스분배확산 블록 부재(320)에서 제2 가스는 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 돌출부(313)와 제2 가스분배확산 블록 부재(320)의 삽입공(321) 사이의 틈으로 기판을 향하여 확산한다.
상기 제2 가스 보조확산공간(322)에서 확산되는 제2 가스가 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 하면과 제2 가스분배확산 블록 부재(320)의 상면 사이를 통해서 누설되는 것이 효과적으로 방지되도록 제1 및 제2 가스분배확산 블록 부재(310, 320) 사이에 오-링 등과 같은 밀폐부재(미도시)가 설치될 수도 있다. 제2 반응 보조확산공간(322)은 각 제2 가스의 연통유로(315)와 연통되어 있으며, 제2 가스 보조확산공간(322)의 직경 내에는 각 제2 가스의 연통유로(315)가 포함되어 있다. 따라서, 각 제2 가스의 연통유로(315)를 통해 유입되는 제2 가스는 제2 가스 보조확산공간(322)에서 확산된다.
상기 제2 가스분배확산 블록 부재(320)의 각 삽입공(321)은 그 각 삽입공(321)의 직경이 각 돌출부(313)의 직경보다 더 크게 형성되어 있어서, 각 삽입공(321)과 각 돌출부(313) 사이에는 도우넛 형상의 미세한 틈새, 즉 분사공(323)이 형성되어 있다. 각 분사공(323)은 제1 가스분배확산 블록 부재(310)의 각 분사홀과 상호 격리되게 형성되어 있다. 각 분사공(323)은 제2 가스 보조확산공간(322)과 연통되어 있다. 따라서, 제2 가스 보조확산공간(322)에서 확산된 제2 가스는 각 분사공(323)을 통해서 분사된다.
본 발명에 따른 제1 가스와 제2 가스를 활성화시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생수단을 포함하는데, 상기 제1 가스분배확산 블록 부재(310)와 전기적으로 연결되며 절연 부재(200) 및 분배 블록 부재(100)에 끼워져 분배 블록 부재의 상면에 대해 돌출되어 있는 상기 플라즈마 전극(301), 및 플라즈마 전극(301)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 인가하는 고주파 발생기(미도시)를 구비한다. 따라서, 고주파 발생기를 작동시켜 제1 가스분배확산 블록 부재(310)에 고주파 전력(RF Power)을 인가하면, 제1 가스분배확산 블록 부재(310)에 공급되는 제1 가스 및 제2 가스가 활성화되어 플라즈마 상태가 되며, 이 플라즈마가 기판에 분사되어 박막이 형성되게 된다.
이와 같이 제1 가스 및 제2 가스를 플라즈마로 활성화시키면, 플라즈마로 활성화되지 않은 경우에 비해서 상대적으로 낮은 공정 온도에서도 박막증착이 이루어질 수 있게 되며, 박막의 결정성과 물리적 특성 등을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
다음으로, 이러한 박막증착 과정에서 상기한 기생 플라즈마 발생 방지 수단에 의해 기생 플라즈마의 발생이 억제 또는 방지될 수 있는 것에 대하여 도 15를 참조하여 설명한다. 도 15는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)의 이론적 근거를 설명하기 위한 파센곡선을 도시한 그래프이다.
앞서 설명한 바와 같이 플라즈마 발생수단을 통해 발생되는 플라즈마는 상부편판전극으로서의 분배 블록 부재와 하부평판전극으로서의 서셉터(미도시) 사이에 발생한다.
그러나 플라즈마는 이러한 평판전극들 사이 이외에, 통상적으로 유도하지 않는 공간에서도 발생하는 기생 플라즈마가 발생하게 된다. 이러한 기생 플라즈마는 파티클을 발생시키고, 발생된 파티클은 챔버 내부의 오염 및 공정결과물의 품질을 떨어트리는 결과를 초래한다.
플라즈마 방전은 파센법칙 VB=pd(VB=APd/c+ln(Pd), A,c: 상수)의 파센곡선을 따른다. 여기서 VB: 플라즈마 지속을 위한 항복전압, P: 압력, d: 전극(양극-음극)간 거리이다.
기생 플라즈마 또한 파센법칙에 의해 방전되기 때문에 기생 플라즈마가 발생되는 공간에 압력(P) 또는 전극 간 거리(d)를 변화시키면 기생 플라즈마의 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명의 기생 플라즈마 발생 방지수단의 일 실시 예는 분배 블록 부재에서 제1 가스와 제2 가스가 유입(공급)되는 거리를 증가시킴으로써, 즉 분배 블럭 부재(100)의 상측부에서 측방으로부터 연장하는 수평 연장 유로(140)를 형성시키고, 상기 수평 연장 유로(140)의 일단에서 하방으로 직교하게 연장하는 수직 연장 유로(150)를 형성시킴으로써, 전극 간 거리를 증가시킴으로써 기생 플라즈마가 발생할 수 있는 여건을 억제 또는 방지할 수 있도록 한다.
이러한 일 실시 예의 기생 플라즈마 발생 방지수단과 관련하여, 분배 블록 부재와 외부로 이어지는 가스 라인은 공정특성상 50~200℃정도의 난방(heating)장치가 필요하게 되지만, 본 발명의 일 실시 예의 기생 플라즈마 발생 방지 수단의 수평 연장 유로(140)는 기존 수직형 분배 부재와 연장되어 결합되는 가스라인의 역할을 대체하기 때문에, 별도의 난방장치가 필요하지 않게 된다. 즉, 분배부재 자체적인 난방 장치가 구성될 수 있다.
또한, 분배 블록 부재는 측방에 형성되는 각 가스 공급 유로(수평 연장 유로)의 거리가 근접해진다. 따라서 2개의 가스 라인 공급부를 하나로 블록화하여 분배 블록 부재에 장착함으로써 그 구조가 간소해지고, 이에 따라 장비 제작 및 유지보수가 용이하게 된다.
그리고 본 발명의 기생 플라즈마 발생 수단의 다른 실시 예는 복수의 미세공(401)(예를 들어, 5~10개의 구멍(hole))이 형성되어 제2 가스 연통유로(212)에 삽입되게 형성되는 다공성 블록 부재(400)로 이루어짐으로써, 복수(예를 들어, 5~10개)의 미세공을 갖는 다공성 블록 부재(400)를 통해 가스가 흐르는 연통 유로의 압력을 상승시켜 기생 플라즈마 발생을 억제 또는 방지시킬 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치(1000)에 따르면, 플라즈마 발생 시 기생 플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 샤워헤드 장치로 플라즈마의 균일한 형성이 가능한 원자층 증착법과 화학적 기상 증착법 모두에서 구현할 수 있어 범용성, 경제성 및 효율성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치의 블록 구성을 나타낸 도면이고, 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치에 사용되는 가스 공급부(2000)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 원자층 증착장치는, 상술한 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버; 상기 샤워헤드 장치(1000)와 연결되어, 제1 및 제2 가스의 공급을 독립적으로 제어하는 상기 챔버 외부에 설치되는 가스 공급부(2000); 및 상기 증착용 챔버 및 상기 가스 공급부(2000)와 연결되어, 구동을 제어하고 공정 조건을 설정하는 통합 제어부(3000)를 포함하여 구성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예는 상술한 기생플라즈마 방지가 가능한 샤워헤드 장치(1000)와 기판과의 이격거리를 선택적으로 조절 가능한 기판홀더부(600)를 구비한 원자층 증착 챔버와, 반응 가스를 공급하는 가스 공급부(2000) 및 상기 증착용 챔버 및 상기 가스 공급부(2000)와 연결되어, 구동을 제어하고 공정 조건을 설정하는 통합 제어부(3000)를 포함하여 구성된 반도체 원자층 증착장치를 제공함으로써, 기생 플라즈마의 발생을 방지 또는 억제하여 파티클의 누적을 방지할 수 있음과 동시에, 균일한 플라즈마 발생을 가능하게 함으로써, 양질의 반도체 원자층 증착을 구현할 수 있고 통합 제어부(3000)에 의해 챔버 및 가스 공급부(2000)를 효율적으로 제어할 수 있게 되어 공정 효율을 높일 수 있는 반도체 원자층 증착장치를 제공한다.
여기서, 가스 공급부(2000)는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 샤워헤드 장치(1000)에 공급되는 제1물질과 제2 물질의 독립적인 공급을 위하여 외부 환경과 독립되어 밀폐된 상태를 유지하고, 각각의 공급라인이 개별적으로 구성되어 제1 물질과 제2 물질이 박막성장이 진행되는 챔버부 이전 영역에서 서로 간의 제한 되도록 구성되는 가스 공급 라인과; 가스 공급 라인을 통하여 공급 되는 상기의 제1 물질과 제2 물질의 흐름 방향을 제어하는 공압 밸브; 공정 진행시 상기 기생플라즈마 방지가 가능한 샤워헤드 장치(1000)를 통하여 챔버로 공급되는 제1 물질과 제2 물질의 공급량을 제어하여 적정량의 물질 공급을 통하여 공정 반응 및 플라즈마 발생시 기생플라즈마의 발생을 억제하기 위해 안정적인 가스 공급이 가능토록 하는 가스유량조절기; 및 상기의 가스 공급 라인과 결합되면 가스 공급라인을 통하여 유입되는 제1 물질과 제2 물질의 가스 상태 유지를 위한 가열장치를 포함하여 구성된다.
이와 같은 가스 공급부(2000)는 기생플라즈마 방지가 가능한 샤워헤드 장치(1000)에 특화되어 현 장치에 제1 물질 및 제2 물질을 안정적으로 공급하며 샤워헤드를 공급되는 가스의 종류와 상태에 따라 밸브 및 유량조절기, 가스라인, 가열장치의 구성이 유동적으로 설계되며 기본적인 장치의 구성은 상기의 장치들로 구성되게 된다.
그리고, 도 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 원자층 증착장치에 적용되는 통합 제어부(3000)는, 박막성장 반응 시 안정적인 반응과 함께 플라즈마 공정 시 발생하는 기생플라즈마 발생의 억제를 위한 장비 운용을 위하여공정 조건 및 상술한 샤워헤드 장치(1000) 및 가스 공급부(2000)를 제어하는 장치이다.
박막성장 반응 시 발생하는 기생 플라즈마 억제를 위해서는 상기의 구성을 통한 안정적인 장치설계와 더불어 성장하고자 하는 물질에 대한 최적화된 공정 조건을 위하여 상기의 챔버부의 온도와, 기생플라즈마 방지용 샤워헤드에 공급되는 제1물질 및 제2물질의 공급량과, 플라즈마 공정 시 플라즈마의 공급 파워; 플라즈마가 ON/OFF 되는 시간과, 상기의 반응이 진행되는 챔버부의 압력 등 다양한 조건을 제어부를 통하여 원격으로 제어가능하다.
기생플라즈마 반응이 방지되며 효과적인 박막성장 반응의 제어를 위한 통합 제어부(3000)는 기본적으로 가스 공급부(2000) 및 챔버와 상호유기적으로 통신을 하게 된다. 챔버와 통합 제어부(3000)간의 통신을 통하여 챔버의 압력 및 온도 등 공정 조건을 제어하며, 공정 조건 제어를 통하여 성장하고자 하는 고품질의 박막 형성이 가능하다.
또한, 가스 공급부(2000)와 챔버 간의 통신을 통하여 챔버로 공급되는 가스의 종류, 유량, 가스 공급 라인 가열 장치의 온도 등을 제어하여 챔버로 제1물질 및 제2물질의 효과적인 공급이 가능하도록 제어한다. 그리고, 통합 제어부(3000), 챔버, 가스 공급부(2000)간의 상호 통신은 모니터링을 통하여 실시간으로 확인 가능하도록 구성되었다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 분배 블럭 부재 101: 수용공간
110: 제1 가스공급유로 120: 제2 가스공급유로
130: 플라즈마 전극 관통부 140: 수평 연장 유로
150: 수직 연장 유로 200: 절연 부재
210: 제1 절연 부재 211: 제1 가스연통유로
212: 제2 가스연통유로 213: 플라즈마 전극 관통부
220: 제2 절연 부재 300: 가스분배확산 블럭 부재
301: 플라즈마 전극 310: 제1 가스분배확산 블럭 부재
311: 제1 가스보조확산공간 312: 제1 가스연결유로
313: 돌출부 314: 제2 가스연결유로
314a: 부유로 314b: 주유로
315: 제2 가스의 연통유로 320: 제2 가스분배확산 블럭 부재
321: 삽입공 322: 제2 가스 보조확산공간
323: 분사공 400: 다공성 블록 부재
401: 미세공 402: 공통 유로
500: 샤워헤드 장치 600: 기판홀더부
630: 기판홀더 650: 구동부
655: 스토퍼 1000: 챔버
2000: 가스 공급부 3000: 통합 제어부

Claims (17)

  1. 제1 가스와 제2 가스가 공급되는 수평방향 및 수직방향의 공급유로가 각각 격리되어 형성된 분배 블럭 부재와, 상기 분배 블럭 부재의 하측에 구비되며, 상기 분배 블럭 부재의 공급유로에 연통되도록 복수개의 연통유로가 형성되는 절연 부재와, 상기 절연 부재의 하측에 구비되며, 상기 각 연통유로로부터 공급되는 가스를 확산 공급하는 확산 공간을 갖고 형성되는 가스분배확산 블럭 부재; 및 상기 가스가 공급되는 연통유로 상에서 가스압력이 증가되도록 복수의 미세공이 형성되어 상기 연통유로 중 적어도 하나에 삽입되는 다공성 블록 부재로 형성되는 기생플라즈마 발생 방지 수단을 포함하여 구비되는 샤워헤드 장치;
    상기 샤워헤드 장치 상부에 위치하여 플라즈마를 공급하는 플라즈마 공급부; 및
    상기 샤워헤드 장치 하부에 이격되어 위치하며, 공정시 상부면에 기판을 위치시켜 고정하는 것으로, 공정 온도를 인가하기 위한 가열장치가 구비되는 기판홀더부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분배 블럭 부재는, 제1 가스와 제2 가스가 각각 별개로 공급되도록 격리되게 형성되는 제1 가스공급유로 및 제2 가스공급유로가 형성되며,
    상기 제1 가스공급유로 및 제2 가스공급유로 각각이 상기 분배 블럭 부재의 측방으로부터 몸체 내측으로 연장하는 수평 연장 유로 및 상기 수평 연장 유로의 일단에서 직교되게 연장하는 수직 연장 유로로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연 부재는 제1 가스가 연통되는 제1 가스 연통유로와, 제2 가스가 연통되는 제2 가스 연통유로가 형성된 판 형상의 제1 절연 부재; 및 상기 제1 절연 부재의 일면 가장자리에 구비되는 통 형태의 제2 절연 부재를 포함하고,
    상기 제1 절연 부재에는 그 제1 절연 부재의 직경보다 작은 직경의 구형 홈에 다수의 구멍이 관통 형성된 보조확산공간을 구비하며,
    상기 제1 절연 부재와 제2 절연 부재는 분리가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은
    복수의 미세공이 형성되어 상기 제1 및 제2 가스 연통유로 중 적어도 하나에 삽입되게 형성되는 다공성 블록 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기생플라즈마 발생 방지 수단은
    복수의 미세공이 형성되어 상기 절연부재의 연통유로에 구비되는 다공성 블록 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 다공성 블록 부재는 단면 형상이 연통유로에 대응한 단면 형상을 갖는 기둥 형태로 이루어지며,
    상기 다공성 블록 부재는 2 이상으로 분할되어 구성되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  7. 제6항에 있어서,
    2 이상으로 분할된 상기 다공성 블록 부재는 서로 대면하는 사이 또는 어느 하나의 대향면에 공통 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스분배확산 블럭 부재는 상면 일측에 플라즈마 전극이 형성된 제1 가스분배확산 블럭 부재 및 상기 제1 가스분배확산 블럭 부재의 하면에 구비되는 제2가스분배확산블럭 부재를 포함하고,
    제1가스분배확산블럭 부재의 상면 중앙에는 원형의 오목한 제1 가스보조확산공간이 구비되고, 상기 제1 가스보조확산공간 내에는 다수의 제1 가스연결유로가 관통되게 형성되고, 상기 제1 가스연결유로를 따라 하단에는 다수의 제1 가스연결유로를 감싸는 형태의 돌출부가 형성되고,
    제1가스분배확산블럭 부재에는 제2 가스연결유로가 형성되고, 상기 제2 가스연결유로는 제2 가스가 공급되는 부유로와, 내부 중심에서 상기 부유로와 연통되게 십자 모양의 확산공간인 주유로, 및 상기 주유로의 하단방향으로 관통되고 상기 돌출부 사이에 위치되는 복수의 제2 가스의 연통유로를 포함하며,
    상기 제2 가스의 연통유로 각각은 상기 제1 가스 연결유로의 연장유로인 분사홀과 상호 격리되게 형성되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2가스분배확산블럭 부재는 제1가스분배확산블럭 부재의 돌출부와 대응하여 형성된 삽입공을 구비하고,
    상기 돌출부와 대응되는 상기 삽입공의 상단부에는 오목한 원형 홈 형태의 제2 가스 보조확산공간이 형성되며,
    제1가스분배확산블럭 부재의 돌출부와 제2가스분배확산블럭 부재의 삽입공 사이에는 틈이 형성되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판홀더부는,
    기판을 위치시키고 고정시키는 기판홀더 및
    유압 또는 공압 실리더를 구비하여 상기 기판홀더를 상승 및 하강 이동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 유압 또는 공압 실린더는 하단부에 기판홀더 승하강 이동 거리를 선택적으로 제한할 수 있는 적어도 하나의 링형 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버.
  12. 청구항 1의 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착용 챔버;
    상기 샤워헤드 장치와 연결되어, 제1 및 제2 가스의 공급을 독립적으로 제어하는 상기 챔버 외부에 설치되는 가스 공급부; 및
    상기 증착용 챔버 및 상기 가스 공급부와 연결되어, 구동을 제어하고 공정 조건을 설정하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 가스 공급부는,
    상기 제1 가스 및 제2 가스가 저장된 가스 보관용기;
    상기 가스 보관용기로부터 상기 샤워헤드 장치에 연결되어 제1 가스 및 제2 가스를 공급하는 가스 공급 라인;
    상기 공급라인 상에 설치되는 것으로, 상기 제1 가스 및 제2 가스의 흐름 방향을 제어하는 공압 밸브; 및
    공정시 상기 샤워헤드 장치에 공급되는 제1 가스 및 제2 가스의 공급량을 제어하는 가스유량조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 가스 공급부는,
    상기 가스 공급 라인에 설치되는 것으로, 상기 제1 가스 및 제2 가스가 상기 샤워헤드 장치에 공급되는 경우 가스 상태를 유지하기 위한 가열장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 통합 제어부는,
    상기 챔버의 구동을 제어하고, 상기 챔버 내부의 압력 및 온도를 포함하는 공정조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 통합 제어부는,
    상기 가스 공급부의 구동을 제어하고, 가스의 종류, 유량, 공급라인의 온도를 포함하는 공정조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 통합 제어부는,
    상기 챔버 및 가스 공급부와 통신하여, 디스플레이 장치가 구비되어, 상기 챔버 및 가스 공급부의 구동 상태와 공정조건을 표시하여 공정을 실시간으로 모니터링 가능한 것을 특징으로 하는 기생플라즈마 방지가 가능한 반도체 원자층 증착장치.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100810119B1 (ko) 2006-09-06 2008-03-07 주식회사 큐로스 박막증착용 샤워헤드
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KR101610074B1 (ko) 2014-09-01 2016-04-21 (주)씨엔원 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치 및 그의 기생 플라즈마 발생 방지 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810119B1 (ko) 2006-09-06 2008-03-07 주식회사 큐로스 박막증착용 샤워헤드
JP2013121885A (ja) 2011-12-09 2013-06-20 Cornes Technologies Ltd マイクロ波プラズマ処理装置
KR101610074B1 (ko) 2014-09-01 2016-04-21 (주)씨엔원 기생 플라즈마 방지가 가능한 반도체 증착 장비용 샤워헤드 장치 및 그의 기생 플라즈마 발생 방지 방법

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