KR101774331B1 - Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas - Google Patents

Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas Download PDF

Info

Publication number
KR101774331B1
KR101774331B1 KR1020170081163A KR20170081163A KR101774331B1 KR 101774331 B1 KR101774331 B1 KR 101774331B1 KR 1020170081163 A KR1020170081163 A KR 1020170081163A KR 20170081163 A KR20170081163 A KR 20170081163A KR 101774331 B1 KR101774331 B1 KR 101774331B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hole
reaction gas
path
process chamber
unit
Prior art date
Application number
KR1020170081163A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이선영
Original Assignee
이선영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이선영 filed Critical 이선영
Priority to KR1020170081163A priority Critical patent/KR101774331B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101774331B1 publication Critical patent/KR101774331B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/205—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a semiconductor process chamber shower head provides supplied reaction gas to the inside of a semiconductor process chamber and performs a film forming process of a semiconductor device, a dry-type etching process, and a process for performing patterning by etching a thin film formed on the semiconductor device by the film forming process. The semiconductor process chamber shower head comprises: a path providing unit which provides a path of the reaction gas supplied by a reaction gas supply unit; and a head unit comprising an accommodation unit, which is connected to the path providing unit and accommodates the reaction gas provided by the path providing unit, and a discharge unit which is connected to one side of the accommodation unit and discharges the reaction gas, accommodated by the accommodation unit, to the inside of the semiconductor process chamber. The discharge unit comprises: a first side facing the accommodation unit; a second side facing the semiconductor process chamber; and a first hole which penetrates the first and second sides and is a moving path for discharging the reaction gas, accommodated in the accommodation unit, to the semiconductor process chamber. The first hole comprises: a parallel unit which provides a path in a constant size facing from the first side to the second side; and an extension unit which has a path in a size which is gradually increased from the parallel unit to the second side. The extension unit is formed to have a rounded boundary with the second side. Accordingly, a path of the reaction gas through which the reaction gas is discharged from the accommodation unit to the semiconductor process chamber can be extended.

Description

반응가스 주입용 반도체 공정챔버 샤워헤드{Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas}[0001] The present invention relates to a semiconductor process chamber for injecting a reactive gas,

본 발명은 반도체 공정챔버 샤워헤드에 관한 것으로, 밀폐된 공정챔버 내에 반응가스를 주입하는데 이용되는 반도체 공정챔버 샤워헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor process chamber showerhead, and more particularly to a semiconductor process chamber showerhead used to inject reaction gas into a closed process chamber.

일반적으로, 반도체처리장치는 웨이퍼의 상면에 박막을 형성시키는 CVD(Chemical Vapor Deposition)공정이나, 웨이퍼 상의 특정 부분의 물질을 제거하는 식각 공정에서 주로 사용되고 있다.Generally, a semiconductor processing apparatus is mainly used in a CVD (Chemical Vapor Deposition) process for forming a thin film on an upper surface of a wafer, or an etching process for removing a material of a specific portion on the wafer.

이러한 반도체 제조공정은 다수의 단위공정들이 연속적으로 진행된다. 즉, 웨이퍼는 사진공정, 확산공정, 에칭공정 및 증착공정 등을 거쳐 반도체 소자인 칩(chip)으로 제조된다. 반도체 제조공정에 있어서, 특히 웨이퍼 상의 어떤 대상물들을 에칭하거나 웨이퍼 상에 어떤 대상물들을 증착하기 위해, 플라즈마가 유용하게 사용되고 있다. In this semiconductor manufacturing process, a plurality of unit processes are continuously performed. That is, the wafer is manufactured as a semiconductor chip through a photolithography process, a diffusion process, an etching process, and a deposition process. Plasma is usefully used in semiconductor manufacturing processes, particularly for etching some objects on a wafer or for depositing some objects on a wafer.

이러한 플라즈마를 이용하는 공정에는 증착공정 중 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition) 등이 포함되고, 에칭공정 중에는 스퍼터링에칭과 반응성 이온에칭 등이 포함된다. 그리고 에칭공정 등에 의해 굳어진 감광액을 제거하는 건식 스트리핑(dry stripping) 공정에도 플라즈마를 이용한다.Processes using such plasma include chemical vapor deposition (CVD) during the deposition process, and sputtering etching and reactive ion etching are included in the etching process. Plasma is also used for a dry stripping process in which a hardened photosensitive liquid is removed by an etching process or the like.

플라즈마를 이용한 화학기상증착 방법은 기존의 다른 박막증착 방법에 비하여 형성 박막의 스텝커버리지(Step Coverage: 단차피복성)가 우수하며, 증착속도가 높고 균일한 박막을 얻을 수 있는 등 여러 가지 우수한 성질을 가지고 있어 반도체 소자 제조방법에 널리 이용되고 있다.The chemical vapor deposition method using plasma is superior to other conventional thin film deposition methods in that step coverage (step coverage) of the formed thin film is excellent, and the deposition rate is high and uniform thin film can be obtained. And is widely used in a semiconductor device manufacturing method.

스퍼터링에칭과 반응성이온에칭 등의 건식 에칭공정은 절연막 또는 금속층이 적층된 웨이퍼를 밀폐된 공정챔버 내에 장착하고 에칭용 반응가스를 공정챔버에 주입한 후, 고주파 혹은 마이크로웨이브 전력 등을 인가하여 플라즈마 상태의 가스를 형성함으로써 상기 절연막 또는 금속층을 에칭하는 것이다. 이러한 건식 에칭공정은 에칭 후 세척 공정이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 절연막 또는 금속층이 이방성으로 에칭되는 특성을 갖고 있다. 따라서 건식 에칭공정은 고집적회로를 위한 미세한 패턴을 습식 에칭공정에 비해 보다 양호하게 형성할 수 있을 뿐 아니라 공정을 단순화할 수 있다.In a dry etching process such as sputtering etching and reactive ion etching, a wafer in which an insulating film or a metal layer is stacked is mounted in a closed process chamber, a reactive gas for etching is injected into a process chamber, and then a high frequency or microwave power is applied to the plasma chamber Thereby etching the insulating film or the metal layer. Such a dry etching process does not require a post-etching cleaning process, and has an insulating film or a metal layer is anisotropically etched. Accordingly, the dry etching process can form a fine pattern for a highly integrated circuit better than the wet etching process, and can simplify the process.

이러한 공정을 진행하는 반도체 처리장치는 진공환경을 조성할 수 있는 처리챔버를 이루며, 상기 처리챔버의 내부에는 미처리 된 웨이퍼를 상면에 안착시키는 서셉터가 마련되고, 상기 처리챔버의 상측에는 공정가스공급장치에 의해 공급되는 공정가스를 유입시켜 상기 처리챔버의 내부로 분사시키는 샤워헤드가 마련된다.A semiconductor processing apparatus for performing such a process forms a processing chamber capable of creating a vacuum environment, and a susceptor for placing an unprocessed wafer on an upper surface is provided in the processing chamber, A showerhead for introducing the process gas supplied by the apparatus into the processing chamber is provided.

종래의 샤워헤드(한국공개특허 제2006-0084897호)는, 샤워헤드에 형성된 복수의 홀 형상이 원형의 일정한 크기로 형성되어 반응가스의 홀을 통한 이동 시, 공정챔버 내부로의 파급 또는 방출 효과가 미비하거나 공정챔버 내부로의 편중된 유입으로, 웨이퍼의 전면에 고르게 분산되지 못하는 문제점이 있었다.Conventional showerheads (Korean Unexamined Patent Publication No. 2006-0084897) have a plurality of holes formed in a showerhead having a uniform circular shape, and when the reaction gas is moved through the holes, There is a problem in that it is not uniformly dispersed on the front surface of the wafer due to insufficient flow or biased inflow into the process chamber.

본 발명의 목적은 공급된 반응가스를 반도체 공정챔버 내부로 고르게 분포하여 제공하도록 하여, 반응가스의 샤워헤드를 통한 이동 시, 공정챔버 내부로의 파급 또는 방출 효과를 극대화하여, 웨이퍼의 공정 수율을 높일 수 있는 반도체 공정챔버 샤워헤드를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for supplying a reactive gas evenly distributed inside a semiconductor processing chamber to maximize the effect of the diffusion or release of reaction gas into the processing chamber when moving through a showerhead, A showerhead for a semiconductor process chamber.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드는, 공급된 반응가스를 반도체 공정챔버 내부로 제공하여 반도체 소자의 성막공정 및 건식식각공정 - 상기 성막공정에 의해서 반도체 소자 상에 형성된 박막을 식각하여 패터닝하는 공정 - 이 진행되도록 하는 반도체 공정챔버 샤워헤드에 있어서, 반응가스공급부로부터 공급된 상기 반응가스의 경로를 제공하는 경로제공부 및 상기 경로제공부에 연결되어 상기 경로제공부를 통해 제공된 상기 반응가스를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 일측면에 연결되어 상기 수용부에 수용된 상기 반응가스를 상기 반도체 공정챔버 내로 방출하는 방출부를 구비하는 헤드부를 포함하며, 상기 방출부는, 상기 경로제공부와 대향하는 제1 면, 상기 반도체 공정챔버와 대향하는 제2 면 및 상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 상기 수용부에 수용된 상기 반응가스가 상기 반도체 공정챔버로 방출하기 위한 이동 통로인 제1 홀을 구비하고, 상기 제1 홀은, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 적어도 일부분이 일정한 크기로 형성되어 상기 반응가스의 이동 통로를 제공하는 평행부 및 상기 평행부로부터 상기 제2 면을 향하여 점진적으로 통로의 크기가 확장되는 확장부를 구비하며, 상기 확장부는, 상기 제2 면과의 경계가 라운드지도록 형성되어 상기 반응가스의 상기 수용부로부터 상기 반도체 공정챔버 내부로의 방출되는 경로가 확장되도록 할 수 있다.The semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may be configured to perform a film forming process and a dry etching process of providing a supplied reaction gas into a semiconductor process chamber to perform a process of etching a thin film formed on a semiconductor device by the film forming process, And supplying the reaction gas to the reaction gas supply part, wherein the reaction gas supply part supplies the reaction gas to the reaction gas supply part. The semiconductor process chamber showerhead according to claim 1, And a head part having a receiving part for receiving the gas and a discharging part connected to one side of the receiving part and discharging the reaction gas accommodated in the receiving part into the semiconductor processing chamber, A second surface facing the semiconductor process chamber, and a second surface opposite to the first surface and the second surface, And a first hole which is a passage through which the reaction gas accommodated in the accommodating portion is discharged to the semiconductor processing chamber, wherein the first hole is formed in such a manner that at least a portion from the first surface toward the second surface Wherein the extension portion includes a parallel portion formed in a predetermined size to provide a movement path of the reaction gas, and an expansion portion that gradually increases the size of the passage from the parallel portion toward the second surface, May be formed so as to round the boundary so that the path from the receiving portion of the reaction gas to the inside of the semiconductor processing chamber is expanded.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 확장부는, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 비선형적으로 통로의 크기가 확장될 수 있다.The extension of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may extend the size of the passageway non-linearly from the first surface to the second surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드는, 상기 확장부의 상기 제2 면과의 경계는 곡률 반경 제1 크기의 호 형상으로 형성될 수 있다.The semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may be formed such that a boundary with the second surface of the extension portion has a shape of arc having a first radius of curvature.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 제1 홀은, 단면적의 형상이 원형일 수 있다.The first hole of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may have a circular cross-sectional shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 평행부는, 상기 제1 면과의 경계가 라운드지도록 형성되어 상기 반응가스의 상기 수용부로부터 상기 확장부로의 방출되는 경로가 확장되도록 할 수 있다.The parallel portion of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may be formed so that the boundary with the first surface is rounded so that the path from the receiving portion of the reaction gas to the extension portion is expanded have.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 방출부는, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 형성되는 제2 홀, 제3 홀, 제4 홀, 제5 홀, 제6 홀 및 제7 홀을 더 구비하며, 상기 제1 홀은, 상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀과 동일한 거리에 배치될 수 있다.The emitter of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention includes a second hole, a third hole, a fourth hole, a fifth hole, and a sixth hole formed through the first surface and the second surface, And a seventh hole, wherein the first hole is disposed at the same distance as the second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole .

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀의 중심을 순차적으로 연결한 가상의 선은 육각형을 형성하고, 상기 제1 홀의 중심은, 상기 육각형의 무게중심에 위치할 수 있다.The center of the second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention Line may form a hexagon, and the center of the first hole may be located at the center of gravity of the hexagon.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀은, 상기 제1 홀을 포위하도록 배치될 수 있다.The second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole of the semiconductor process chamber showerhead according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first hole Can be arranged to surround.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드는, 상기 경로제공부와 상기 헤드부 사이에 배치되어 상기 경로제공부로부터 제공된 상기 반응가스가 상기 헤드부로 분산되어 공급되도록 하는 분산부를 더 포함할 수 있다.The semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may further include a dispersing portion disposed between the path portion and the head portion to distribute the reactive gas supplied from the path portion providing the head portion .

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 확장부는, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 비 선형적으로 통로의 크기가 확장되며, 상기 제1 면과 평행한 구간이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.The extension of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention is characterized in that the size of the passage is non-linearly extended from the first surface toward the second surface, More than one may be formed.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드의 상기 확장부는, 적어도 일부분이 상기 제2 면으로 돌출된 채, 상기 제2 면과의 경계가 라운드지도록 형성될 수 있다.The extension of the semiconductor process chamber showerhead according to an embodiment of the present invention may be formed such that at least a portion thereof protrudes from the second surface and the boundary with the second surface is rounded.

본 발명에 의하면 반응가스공급부로부터 공급되는 가스가 웨이퍼로 균일하게 분배되도록 하여 웨이퍼의 유니포미티 불량을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to uniformly distribute the gas supplied from the reaction gas supply unit to the wafer, thereby preventing defects in the uniformity of the wafer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 헤드부를 도시한 개략도.
도 3은 도 1의 A를 확대한 확대도.
도 4는 도 2의 B를 확대한 확대도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 헤드부의 홀을 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 헤드부의 홀을 도시한 개략도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 분사부를 설명하기 위한 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a semiconductor process chamber showerhead in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram illustrating a semiconductor process chamber showerhead head according to one embodiment of the present invention;
Fig. 3 is an enlarged view of the enlarged view of Fig. 1; Fig.
Fig. 4 is an enlarged view of Fig. 2B. Fig.
5 is a schematic diagram illustrating a hole in a semiconductor process chamber showerhead head portion according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a hole in a semiconductor process chamber showerhead head according to another embodiment of the present invention;
FIGS. 7 and 8 are schematic views for explaining a semiconductor process chamber showerhead injection unit according to another embodiment of the present invention; FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드(이하, 샤워헤드)는, 공급된 반응가스를 반도체 공정챔버 내부로 제공하여 반도체 소자의 성막공정 및 건식식각공정이 진행되도록 하는 장치일 수 있다.The showerhead of the semiconductor process chamber (hereinafter, referred to as a showerhead) according to an embodiment of the present invention may be a device for providing the supplied reaction gas into the semiconductor process chamber to progress the film forming process and the dry etching process of the semiconductor device .

여기서, 성막공정 및 건식식각공정은 공정챔버 내부로 공급된 반응가스를 열, 전기장, 자기장 등으로 활성화시켜 활성화된 반응가스와 웨이퍼가 서로 반응하도록 유도하는 공정이다. 또한, 성막공정 및 건식식각공정이 진행되는 공정챔버 내부로 공급되는 반응가스는 공정챔버 내측 상부에 설치된 샤워헤드를 통해 공정챔버 내부로 공급된다.Here, the film forming process and the dry etching process are processes for activating the reaction gas supplied into the process chamber by heat, electric field, magnetic field, etc. to induce reaction between the activated reaction gas and the wafer. In addition, the reaction gas supplied into the process chamber in which the film forming process and the dry etching process are performed is supplied into the process chamber through a shower head installed inside the process chamber.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a semiconductor process chamber showerhead in accordance with one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드(1)는 경로제공부(10) 및 헤드부(20)를 포함한다.The shower head 1 according to an embodiment of the present invention includes a path portion providing portion 10 and a head portion 20.

경로제공부(10)는 반응가스공급부로부터 공급된 반응가스의 경로를 제공한다. 반응가스공급부는 반도체 소자의 성막공정 및 건식식각공정에 이용되는 반응가스를 공급하거나 외부로부터 공급된 반응가스를 경로제공부(10)로 안내하는 장치일 수 있다.The path providing unit 10 provides a path of the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit. The reaction gas supply unit may be a device for supplying the reaction gas used in the film forming process and the dry etching process of the semiconductor device or for guiding the reaction gas supplied from the outside to the path providing unit 10.

구체적으로, 경로제공부(10)는 프레임 및 프레임을 관통하여 형성되어 반응가스공급부로부터 공급된 반응가스의 경로를 제공하는 안내홀을 구비한다.Specifically, the path providing portion 10 has a guide hole formed through the frame and the frame and providing a path of the reaction gas supplied from the reaction gas supplying portion.

안내홀은 프레임의 중앙부위에 위치하되, 그 크기 및 개수는 사용자의 설정에 따라 변경될 수 있다. 안내홀은 대략 원형 형태로 구비될 수 있다.The guide hole is located at the central portion of the frame, and its size and number can be changed according to the setting of the user. The guide hole may be provided in a substantially circular shape.

헤드부(20)는 경로제공부(10)에 연결되어 경로제공부(10)를 통해 제공된 반응가스를 수용하는 수용부(22) 및 수용부(22)의 일측면에 연결되어 수용부(22)에 수용된 반응가스를 반도체 공정챔버 내부로 방출하는 방출부(24)를 구비한다.The head part 20 is connected to the path providing part 10 and is connected to one side of the receiving part 22 and the receiving part 22 for receiving the reaction gas supplied through the path providing part 10, And a discharge part (24) for discharging the reaction gas accommodated in the semiconductor processing chamber to the inside of the semiconductor process chamber.

수용부(22)는 경로제공부(10)의 테두리에 삽입 고정되어 장착되거나 용접 또는 접착제 등에 의한 방법으로 장착될 수 있다. 수용부(22)와 경로제공부(10)의 장착 부분은 반응가스의 유출 또는 외부로부터의 공기 유입을 방지하기 위해 기밀이 유지될 수 있는 구성이면 어떠한 방법이 적용되어도 무방하다.The accommodating portion 22 may be fixedly mounted on the rim of the path providing portion 10, or may be mounted by welding, adhesive or the like. The mounting portion of the accommodating portion 22 and the mounting portion of the path providing portion 10 may be of any structure so long as the airtightness can be maintained to prevent the outflow of the reaction gas or the inflow of air from the outside.

수용부(22)는 경로제공부(10)와의 사이에 수용공간을 형성하며, 경로제공부(10)로부터 유입된 반응가스가 수용공간에 수용되도록 한다.The receiving portion 22 forms a receiving space with the path providing portion 10 so that the reaction gas introduced from the path providing portion 10 is received in the receiving space.

수용공간에 수용된 반응가스는 헤드부(20)를 통해 공정챔버 내부로 유입된다.The reaction gas accommodated in the accommodation space flows into the process chamber through the head unit 20.

방출부(24)는 수용부(22)와 대향하는 제1 면(241), 반도체 공정챔버와 대향하는 제2 면(242) 및 제1 면(241)과 제2 면(242)을 관통하여 수용부(22)에 수용된 반응가스가 반도체 공정챔버로 방출하기 위한 이동 통로인 제1 홀(H1)을 구비한다.The emitter 24 includes a first surface 241 facing the receiving portion 22, a second surface 242 facing the semiconductor processing chamber and a first surface 242 and a second surface 242 And a first hole (H1), which is a transfer passage for discharging the reaction gas accommodated in the accommodating portion (22) to the semiconductor process chamber.

제1 홀(H1)은 수용부(22)에 수용된 반응가스가 반도체 공정챔버 내로 방출하는 이동 통로를 제공하며, 방출부(24)는 제1 홀(H1)과 동일한 형상의 복수의 관통홀을 구비한다.The first hole H1 provides a transfer passage for discharging the reaction gas contained in the receiving portion 22 into the semiconductor process chamber and the discharge portion 24 has a plurality of through holes having the same shape as the first hole H1 Respectively.

제1 홀(H1)의 단면적의 형상은 원형으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.The shape of the cross-sectional area of the first hole H1 is preferably circular but is not limited thereto.

이하, 도 2 및 도 3을 참조로 방출부(24)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the discharge portion 24 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

한편, 샤워헤드(1)는 경로제공부(10)와 헤드부(20) 사이에 배치되어 경로제공부(10)로부터 제공된 반응가스가 헤드부(20)로 분산되어 공급되도록 하는 분산부(30)를 더 포함한다.The shower head 1 is disposed between the path providing part 10 and the head part 20 so as to distribute the reaction gas supplied from the path providing part 10 to the head part 20, ).

분산부(30)는 경로제공부(10)의 안내홀을 통해 제공된 반응가스가 안내홀을 통해 유입되면서 발생한 관성에 의해 분산되지 않고, 헤드부(20)의 일정 영역에 편중되어 유입되는 것을 방지하기 위하여 안내홀과 헤드부(20) 사이에 형성된 편평한 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.The dispersing portion 30 prevents the reaction gas supplied through the guide hole of the path providing portion 10 from being scattered due to the inertia generated when the reaction gas is introduced through the guide hole, And may be formed in the shape of a flat plate formed between the guide hole and the head portion 20.

구체적으로, 안내홀을 통해 제공된 반응가스는 분산부(30)와 접촉되어 유입 속도가 저하된 채, 분산부(30)의 외면을 따라 이동되어 헤드부(20)로 유입될 수 있으며, 이 때 헤드부(20)와 공정챔버 내부와의 반응가스의 농도차에 의한 확산 현상 등에 의해 수용부(22)로부터 공정챔버 내부로의 반응가스의 방출이 구현될 수 있다.Specifically, the reaction gas supplied through the guide hole can be moved along the outer surface of the dispersing portion 30 and introduced into the head portion 20 while being contacted with the dispersing portion 30 and the inflow speed is lowered, The release of the reaction gas from the accommodating portion 22 into the process chamber can be realized by diffusion phenomenon due to the difference in concentration of the reactive gas between the head portion 20 and the inside of the process chamber.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드(1) 헤드부(20)를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 A를 확대한 확대도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a head portion 20 of a semiconductor process chamber shower head 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드(1)의 제1 홀(H1)은 제1 면(241)으로부터 제2 면(242)을 향하여 적어도 일부분이 일정한 크기로 형성되어 반응가스의 이동 통로를 제공하는 평행부(H11) 및 평행부(H11)로부터 제2 면(242)을 향하여 점진적으로 통로의 크기가 확장되는 확장부(H12)를 구비한다.2 and 3, a first hole H1 of the semiconductor process chamber showerhead 1 according to an embodiment of the present invention includes at least a portion of the first surface H1 from the first surface 241 toward the second surface 242 A parallel portion H11 formed to have a constant size and providing a path for the reaction gas and an extended portion H12 that gradually increases the size of the passage from the parallel portion H11 toward the second surface 242 .

평행부(H11)는 수용부(22)에 수용된 반응가스가 제1 면(241)에 인접하거나 접촉되는 경우, 반응가스의 이동경로 즉, 이동통로를 제공하여 반응가스의 수용부(22)로부터 확장부(H12)로의 이동을 가이드 한다.The parallel portion H11 is provided to allow the reaction gas accommodated in the accommodating portion 22 to abut or contact the first surface 241 or to provide a movement path of the reaction gas, Thereby guiding the movement to the extension H12.

또한, 평행부(H11)는 제1 면(241)과의 경계가 라운드지도록 형성되어 반응가스의 수용부(22)로부터 평행부(H11) 내로의 방출되는 경로가 확장되도록 한다.The parallel portion H11 is formed so as to round the boundary with the first surface 241 so that the path from the receiving portion 22 of the reaction gas to the parallel portion H11 is extended.

구체적으로, 제1 면(241)으로부터 함입되어 확장부(H12)와 연결되는 평행부(H11)는 제1 면(241)과의 경계가 라운드지도록 형성되어 수용부(22)의 수용공간에 수용된 반응가스가 평행부(H11)로의 유입경로가 확장되도록 한다.The parallel portion H11 inserted into the first surface 241 and connected to the extended portion H12 is formed so as to round the boundary with the first surface 241 so as to be accommodated in the accommodating space of the accommodating portion 22. [ So that the flow path of the reaction gas into the parallel portion H11 is extended.

도 3을 참조하면, 수용공간에 수용된 반응가스의 평행부(H11)로의 유입은 제1 면(241)과의 경계가 각지도록 형성된 공간보다 제1 공간(S1)공간만큼 확장되어 반응가스의 평행부(H11)로의 유입을 용이하게 함과 동시에 각진 형상을 따라 이동되는 경우의 반응가스 간의 마찰 즉, 반응가스의 평행부(H11)로의 유입 시 반응가스의 부하를 감소시켜 수용부(22)로부터 평행부(H11)로의 반응가스의 이동을 원활히 한다.3, the flow of the reaction gas accommodated in the accommodation space into the parallel portion H11 is expanded by the first space S1 more than the space formed by the boundary with the first surface 241, (H11), and at the same time, the friction between the reaction gases in the case of moving along the angular shape, that is, the load of the reaction gas when the reaction gas flows into the parallel portion H11, Thereby facilitating the movement of the reaction gas to the parallel portion H11.

평행부(H11)와 제1 면(241)의 경계가 라운드지도록 형성됨에 따라 평행부(H11)가 제공하는 공간의 크기는 제1 면(241)으로부터 확장부(H12)를 향해 갈수록 점진적으로 작아질 수 있다.The boundary between the parallel portion H11 and the first surface 241 is formed so as to be rounded so that the size of the space provided by the parallel portion H11 gradually decreases from the first surface 241 toward the extending portion H12 Can be.

여기서, 평행부(H11)는 제1 면(241)으로부터 제2 면(242)을 향하여 비선형적으로 통로의 크기가 작아질 수 있으며, 이 경우 평행부(H11)와 제1 면(241)의 경계는 라운드형태가 된다.In this case, the parallel portion H11 may be non-linearly reduced in size from the first surface 241 toward the second surface 242. In this case, the parallel portion H11 and the first surface 241 The boundary is rounded.

또한, 평행부(H11)는 제1 면(241)으로부터 제2 면(242)을 향하여 선형적으로 통로의 크기가 작아질 수 있으며, 이 경우 평행부(H11)와 제1 면(241)의 경계는 제1 면(241)으로부터 제2 면(242)을 향하여 경사진 경사면으로 형성된다.The parallel portion H11 may be linearly reduced in size from the first surface 241 toward the second surface 242. In this case, the parallel portion H11 and the first surface 241 The boundary is formed as an inclined surface inclined from the first surface (241) toward the second surface (242).

평행부(H11)는 제1 면(241)으로부터 제2 면(242)을 향하여 일정한 공간의 크기를 갖는 구간을 구비한다.The parallel portion H11 has a section having a predetermined size from the first surface 241 toward the second surface 242. [

구체적으로, 평행부(H11)는 평행부(H11)와 제1 면(241)의 경계가 라운드지도록 형성되며, 라운드지도록 굴곡된 말단 영역의 크기와 동일한 크기로 형성된 구간을 구비한다.Specifically, the parallel portion H11 is formed such that the boundary between the parallel portion H11 and the first surface 241 is rounded, and has a section formed to have the same size as that of the rounded end region.

평행부(H11)에 형성된 일정한 공간의 단면적의 크기는 제1 면(241)에 형성된 평행부(H11)의 입구보다 작은 크기이다. The size of the cross-sectional area of the constant space formed in the parallel portion H11 is smaller than the size of the entrance of the parallel portion H11 formed on the first surface 241. [

한편, 확장부(H12)는 수용부(22)로부터 유입된 반응가스가 평행부(H11)를 통과하여 공정챔버 내부로 이동하기 위한 이동경로이다.On the other hand, the extension H12 is a movement path for allowing reaction gas introduced from the accommodating portion 22 to pass through the parallel portion H11 and into the process chamber.

확장부(H12)는, 평행부(H11)의 말단으로부터 연장되어 제2 면(242)을 향하여 점진적으로 통로로의 크기가 확장되는 구간으로, 통로의 크기가 비선형적으로 확장된다.The extension H12 is a section extending from the distal end of the parallel portion H11 to gradually expand the size of the passage toward the second surface 242. The size of the passage is expanded nonlinearly.

이 때, 확장부(H12)와 제2 면(242)의 경계는 라운드지도록 형성되어 반응가스의 평행부(H11)로부터 공정챔버 내부로의 방출되는 경로가 확장될 수 있다.At this time, the boundary between the extension H12 and the second surface 242 is rounded so that the path from the parallel portion H11 of the reaction gas to the inside of the process chamber can be extended.

구체적으로, 확장부(H12)는 평행부(H11)의 말단으로부터 제2 면(242)의 경계 전까지는 선형적으로 확장될 수 있으며, 제2 면(242)과의 경계는 비선형적으로 확장될 수 있다.Specifically, the extension H12 can extend linearly from the end of the parallel portion H11 to the boundary of the second surface 242, and the boundary with the second surface 242 extends nonlinearly .

선형적으로 확장된다는 의미는 일정한 크기의 비율로 확장되는 것을 의미하며, 비선형적으로 확장된다는 의미는 그 크기의 비율이 가변적이라는 것을 의미한다.The linear expansion means that it is expanded at a constant size ratio, and the nonlinear expansion means that the size ratio is variable.

제2 면(242)으로부터 함입되어 평행부(H11)와 연결되는 확장부(H12)는 제2 면(242)과의 경계가 라운드지도록 형성되어 평행부(H11)로부터 유입된 반응가스가 공정챔버 내부로의 방출되는 경로가 확장되도록 한다.The boundary between the second surface 242 and the extended portion H12 that is embedded from the second surface 242 and connected to the parallel portion H11 is rounded so that the reaction gas introduced from the parallel portion H11 flows into the processing chamber So that the path to be released to the inside is expanded.

구체적으로, 제2 면(242)으로부터 함입되어 평행부(H11)와 연결되는 확장부(H12)는 제2 면(242)과의 경계가 라운드지도록 형성되어 확장부(H12)로부터 공정챔버 내부로의 유입경로가 확장되도록 한다.The extended portion H12 which is embedded from the second surface 242 and connected to the parallel portion H11 is formed so as to round the boundary with the second surface 242 and is extended from the extended portion H12 into the process chamber So that the inflow path of the air conditioner is expanded.

도 3을 참조하면, 수용공간에 수용된 반응가스의 확장부(H12)로부터의 유출은 제2 면(242)과의 경계가 각지도록 형성된 공간보다 제2 공간(S2)만큼 확장되어 반응가스의 확장부(H12)로부터 공정챔버 내부로의 유출을 용이하게 한다.3, the outflow of the reaction gas accommodated in the accommodation space from the extension H12 is expanded by the second space S2 more than the space formed by the boundary with the second surface 242, Thereby facilitating the outflow from the portion H12 into the process chamber.

확장부(H12)와 제2 면(242)의 경계가 라운드지도록 형성됨에 따라 확장부(H12)가 제공하는 공간의 크기는 제2 면(242)으로부터 확장부(H12)를 향해 갈수록 점진적으로 작아질 수 있다.The boundary between the extended portion H12 and the second surface 242 is formed to be rounded so that the size of the space provided by the extended portion H12 gradually decreases from the second surface 242 toward the extended portion H12 Can be.

또한, 확장부(H12)의 제2 면(242)과의 경계는 곡률반경 제1 크기(L1)의 호 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the boundary between the extension H12 and the second surface 242 may be formed in a arc shape having a first radius of curvature L1.

구체적으로, 라운드지도록 형성된 확장부(H12)와 제2 면(242)의 경계는 곡률반경 제1 크기(L1)의 원의 형상 중 일부인 호 형상으로 형성된다. 이는, 확장부(H12)와 제2 면(242) 경계의 단면적의 형상이 곡률반경 제1 크기(L1)의 호 형상이라는 것을 의미하며, 실질적으로 곡률반경 제1 크기(L1)의 호 형상이 확장부(H12)와 제2 면(242) 경계를 따라 연속적으로 형성되는 것을 의미한다.Specifically, the boundary between the enlarged portion H12 and the second surface 242 formed to be rounded is formed into an arc shape, which is a part of the circular shape of the first radius of curvature L1. This means that the shape of the cross-sectional area of the boundary between the extension H12 and the second surface 242 is the arc shape of the first radius L1 of curvature radius and the arc shape of the first radius L1 is substantially And is formed continuously along the boundary between the extension H12 and the second surface 242. [

도 4는 도 2의 B를 확대한 확대도이다.FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 2B.

도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드(1)의 방출부(24)는 제1 면(241)과 제2 면(242)을 관통하여 형성되는 제2 홀(H2), 제3 홀(H3), 제4 홀(H4), 제5 홀(H5), 제6 홀(H6) 및 제7 홀(H7)을 더 구비한다.2 and 4, the discharging portion 24 of the shower head 1 according to the embodiment of the present invention includes a first surface 241 and a second hole 242 formed through the second surface 242, A second hole H2, a third hole H3, a fourth hole H4, a fifth hole H5, a sixth hole H6, and a seventh hole H7.

제1 홀(H1)은, 제2 홀(H2), 제3 홀(H3), 제4 홀(H4), 제5 홀(H5), 제6 홀(H6) 및 제7 홀(H7)과 동일한 거리에 배치된다.The first hole H1 has a second hole H2, a third hole H3, a fourth hole H4, a fifth hole H5, a sixth hole H6, a seventh hole H7, Are disposed at the same distance.

또한, 제2 홀(H2), 제3 홀(H3), 제4 홀(H4), 제5 홀(H5), 제6 홀(H6) 및 제7 홀(H7)의 중심을 순차적으로 연결한 가상의 선은 육각형을 형성하고, 제1 홀(H1)의 중심은 육각형의 무게중심(H13)에 위치한다.The centers of the second holes H2, the third holes H3, the fourth holes H4, the fifth holes H5, the sixth holes H6, and the seventh holes H7 are sequentially connected The hypothetical line forms a hexagon, and the center of the first hole H1 is located at the center of gravity H13 of the hexagon.

구체적으로, 제1 홀(H1)을 기준으로 제2 홀(H2), 제3 홀(H3), 제4 홀(H4), 제5 홀(H5), 제6 홀(H6) 및 제7 홀(H7)은 제1 홀(H1)을 포위하듯 배치될 수 있다. 이러한 구조로 형성된 제1 홀(H1) 내지 제7 홀(H7)은 수용부(22)에 수용된 반응가스가 일정 영역으로 편중되어 공정챔버 내부로 유입되지 않고, 고르게 분포되어 헤드부(20)를 통해 공정챔버 내부로 공급되도록 할 수 있다.Specifically, the second hole H2, the third hole H3, the fourth hole H4, the fifth hole H5, the sixth hole H6, and the seventh hole H6 are formed on the basis of the first hole H1. The first hole H7 may be arranged so as to surround the first hole H1. The first to seventh holes H1 to H7 formed in this structure are formed in such a manner that the reaction gas accommodated in the accommodating portion 22 is biased to a predetermined region and is not uniformly distributed into the process chamber, To the inside of the process chamber.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 헤드부의 홀을 도시한 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a hole in a semiconductor process chamber showerhead head according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤워헤드는 확장부(Q12)를 제외하고는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드의(1) 구성 및 효과와 동일하므로, 이하 확장부(Q12)에 대한 설명만 하기로 한다.Referring to FIG. 5, a showerhead according to another embodiment of the present invention includes (1) a showerhead according to an embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 4 except for the extension portion Q12 And therefore, only the expansion section Q12 will be described below.

확장부(Q12)는, 제1 면(341)으로부터 제2 면(342)을 향하여 비선형적으로 통로의 크기가 확장되며, 제1 면(341)과 평행한 구간이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.The extension portion Q12 may expand non-linearly from the first surface 341 toward the second surface 342 in a non-linear manner, and at least one section parallel to the first surface 341 may be formed .

구체적으로, 확장부(Q12)는 제1 면(341)으로부터 제2 면(342)을 향하여 선형적인 크기 변화율로 공간의 크기가 확장되는 구간과 제1 면(341)으로부터 제2 면(342)을 향하여 크기 변화율 없는 구간(F)을 포함한다. Specifically, the extension portion Q12 extends from the first surface 341 to the second surface 342 and extends from the first surface 341 to the second surface 342, (F) without a rate of change in size toward the center.

크기 변화율이 없는 구간(F)은 제1 면(341) 또는 제2 면(342)과 평행한 면을 형성한다.The section F having no rate of change in size forms a surface parallel to the first surface 341 or the second surface 342. [

확장부(Q12)의 적어도 일부분에 형성된 이러한 구간(F)은 확장부(Q12)의 평행부(Q11)로부터 제2 면(342)으로의 공간 확장 정도를 조절할 수 있는 조절 구간으로 이용되어 헤드부에 형성된 제1 면으로부터 제2 면까지 연통되는 홀의 크기를 반응가스의 종류, 공정 환경 등에 따라 다양하게 적용할 수 있다.This section F formed in at least a part of the extension section Q12 is used as an adjustment section in which the degree of spatial expansion from the parallel section Q11 of the extension section Q12 to the second surface 342 can be adjusted, The size of the holes communicating from the first surface to the second surface formed on the substrate can be variously applied depending on the kind of the reactive gas, the process environment, and the like.

*도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 헤드부의 홀을 도시한 개략도이다.Figure 6 is a schematic diagram illustrating a hole in a semiconductor process chamber showerhead head according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워헤드는 확장부(R12)를 제외하고는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드(1)의 구성 및 효과와 동일하므로, 이하 확장부(R12)에 대한 설명만 하기로 한다.Referring to FIG. 6, a showerhead according to another embodiment of the present invention includes a shower head 1 according to an embodiment of the present invention, which is described with reference to FIGS. 1 to 4 except for the extension R12. And therefore, only the expansion section R12 will be described below.

샤워헤드에 형성된 일 홀(R1)의 확장부(R12)는, 적어도 일부분이 제2 면(442)으로 돌출된 채, 제2 면(442)과의 경계가 라운드지도록 형성될 수 있다.The extension R12 of the one hole R1 formed in the shower head can be formed such that at least a part thereof protrudes from the second surface 442 and the boundary with the second surface 442 is rounded.

구체적으로, 확장부(R12)는 평행부()로부터 제2 면(442)을 향하여 선형적인 크기 비율로 공간의 크기가 확장되되, 제2 면(442)으로부터 일부 돌출(R13)된 채, 제2 면(442)과의 경계가 굴곡지게 형성된다.Specifically, the enlarged portion R12 extends from the parallel portion toward the second surface 442 at a linear size ratio, while the protruding portion R12 is partially protruded from the second surface 442, And a boundary with the second surface 442 is formed to be curved.

이에 따라, 수용공간에 수용된 반응가스가 확장부(R12)를 통해 공정챔버 내부로 방출되는 경우, 공정챔버 내부로의 방출 경로를 확장하는 효과를 주어, 반응가스의 공정챔버 내부로의 진입을 용이하게 할 수 있다.Accordingly, when the reaction gas accommodated in the accommodation space is discharged into the process chamber through the expansion part R12, the effect of expanding the discharge path into the process chamber is facilitated and the reaction gas can be easily introduced into the process chamber .

구체적으로, 제2 면(442)으로부터 공정챔버 내부로 돌출된 영역(R13)의 크기만큼 반응가스는 공정챔버 내부로의 가이드가 유지되므로, 반응가스의 공정챔버 내부로의 진입이 용이할 수 있다.Specifically, since the reaction gas is guided into the process chamber by the size of the region R13 protruding from the second surface 442 into the process chamber, the reaction gas can easily enter the process chamber .

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 공정챔버 샤워헤드 분사부를 설명하기 위한 개략도이다.7 and 8 are schematic views for explaining a semiconductor process chamber showerhead injection unit according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 샤워헤드는 분산부(130)를 제외하고는 도 1 내지 도 4를 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드(1)의 구성 및 효과와 동일하므로, 이하 분산부(130)에 대한 설명만 하기로 한다.Referring to FIGS. 7 and 8, a showerhead according to another embodiment of the present invention includes a showerhead (not shown) according to an embodiment of the present invention, 1), the description of the dispersion unit 130 will be given below.

분산부(130)는, 분산틀(132) 및 복수의 축(W)을 기준으로 각각 회전되는 복수의 회전부(134)를 구비한다.The dispersion unit 130 includes a dispersion frame 132 and a plurality of rotation units 134 that are rotated with respect to the plurality of axes W, respectively.

분산틀(132)은 복수의 축(W) 및 각 축(W)에 장착된 채, 분산틀(132)을 기준으로 회전되는 복수의 회전부(134)가 배치되는 틀을 제공한다. 분산틀(132)의 중앙부분(C)은 경로제공부(10, 도 1 참조)의 중앙부위에 형성된 안내홀과 일직선 상에 배치된다.The dispersion frame 132 provides a frame in which a plurality of rotation portions 134 mounted on the plurality of axes W and the respective axes W and rotated about the dispersion frame 132 are disposed. The central portion C of the dispersion frame 132 is disposed on a straight line with a guide hole formed in the central portion of the path feeder 10 (see Fig. 1).

회전부(134)는 분산부(130)의 상측으로 유입된 반응가스를 분산부(130)의 하측으로 통과되도록 하는 반응가스의 경로를 제공하며, 반응가스의 이동속도에 따른 힘에 의해 축(W)으로부터 회전되어 분산부(130)의 상측에 위치한 반응가스를 하측으로 이동되도록 할 수 있다. 회전부(134)는 일종의 수문과 같은 역할을 할 수 있다. The rotation unit 134 provides a path of the reaction gas for allowing the reaction gas introduced into the upper portion of the dispersion unit 130 to pass to the lower side of the dispersion unit 130, So that the reaction gas located above the dispersing unit 130 can be moved downward. The rotation unit 134 may function as a kind of water gate.

또한, 회전부(134)는 분산틀(132)의 중앙부위(C)로부터 분산틀(132)의 양측 끝단으로 갈수록 각 축(W)을 기준으로 회전되는 회전부(134)의 회전 허용 외력의 크기가 상이할 수 있다.The rotation unit 134 is configured such that the size of the rotation allowable external force of the rotation unit 134 that rotates with respect to each axis W from the central portion C of the dispersion frame 132 to both ends of the dispersion frame 132 Can be different.

일례로, 분산틀(132)의 중앙부위(C)와 인접한 회전부(134)의 축(W)을 기준으로의 회전 허용 외력의 크기가 10N이라면, 분산틀(132)의 양측 끝단에 인접한 회전부의 회전 허용 외력의 크기는 2N일 수 있다. 또한, 중앙부위(C)와 분산틀(132)의 양측 끝단 사이에 위치한 회전부의 회전 허용 외력의 크기는 중앙부위(C)로부터 분산틀(132)의 양측 끝단으로 갈수록 순차적으로 작아질 수 있다.For example, if the magnitude of the rotational allowable external force based on the axis W of the rotation part 134 adjacent to the center part C of the dispersion frame 132 is 10N, the rotation part adjacent to both ends of the dispersion frame 132 The magnitude of the rotational allowable external force may be 2N. The magnitude of the rotational allowable external force of the rotating part located between the central part C and the both ends of the dispersion mold 132 can be gradually decreased from the center part C to both ends of the dispersion mold 132. [

이러한 구성을 채택함으로써, 안내홀로부터 유입된 반응가스가 안내홀을 통해 유입되면서 발생한 관성 또는 확산에 의한 수용공간 내로의 편중된 유입을 방지하여, 반응가스의 헤드부(20, 도 1 참조)로의 고른 분포를 유도하여, 헤드부를 통한 반응가스의 공정챔버 내부로의 고른 방출효과를 볼 수 있다.By adopting such a configuration, it is possible to prevent biased inflow into the receiving space due to inertia or diffusion generated when the reaction gas introduced from the guide hole flows into the guide hole, An even distribution can be induced to see the even emission effect of the reaction gas through the head into the process chamber.

구체적으로, 안내홀로부터 직접적으로 반응가스의 유입력을 받는 중앙부위(C)에 위치한 회전부는 회전 허용 외력의 크므로, 축을 기준으로 한 회전 정도가 작거나 구현되지 않을 수 있으며, 중앙부위(C)로부터 이격된 회전부는 상측의 반응가스의 유입력이 작더라도 축을 기준으로 한 회전이 구현될 수 있다.Specifically, since the rotation part located at the central part C receiving the oil of the reaction gas directly from the guide hole is large in the rotation allowable external force, the degree of rotation based on the axis may be small or may not be realized, The rotation based on the axis can be realized even if the oil input of the upper side reaction gas is small.

이는, 안내홀을 통한 반응가스의 유입력을 일부 상쇄시켜, 반응가스의 수용공간 내로의 이동 또는 수용공간으로부터 헤드부를 통한 공정챔버 내부로의 반응가스 유입을 고르게 분산시키는 효과를 낼 수 있다. This can partially cancel out the input of the reaction gas through the guide hole, and can achieve the effect of evenly dispersing the reaction gas into the receiving space or the inflow of reaction gas into the processing chamber through the head from the receiving space.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes or modifications may fall within the scope of the appended claims.

1: 반도체 공정챔버 샤워헤드
10: 경로제공부
20: 헤드부
H1: 제1 홀
L1: 제1 크기
H2: 제2 홀
H3: 제3 홀
H4: 제4 홀
H5: 제5 홀
H6: 제6 홀
H7: 제7 홀
30: 분산부1: Semiconductor process chamber shower head
10: pathway supply
20: head portion
H1: 1st hole
L1: first size
H2: Second hole
H3: Third hole
H4: Fourth hole
H5: fifth hole
H6: Sixth hole
H7: The seventh hole
30: dispersion part

Claims (1)

공급된 반응가스를 반도체 공정챔버 내부로 제공하여 반도체 소자의 성막공정 및 건식식각공정 - 상기 성막공정에 의해서 반도체 소자 상에 형성된 박막을 식각하여 패터닝하는 공정 - 이 진행되도록 하는 반도체 공정챔버 샤워헤드에 있어서,
반응가스공급부로부터 공급된 상기 반응가스의 경로인 안내홀을 제공하는 경로제공부;
상기 경로제공부에 연결되어 상기 경로제공부를 통해 제공된 상기 반응가스를 수용하는 수용부 및 상기 수용부의 일측면에 연결되어 상기 수용부에 수용된 상기 반응가스를 상기 반도체 공정챔버 내로 방출하는 방출부를 구비하는 헤드부; 및
상기 경로제공부와 상기 헤드부 사이에 배치되어 상기 경로제공부로부터 제공된 상기 반응가스가 상기 헤드부로 분산되어 공급되도록 하는 분산부;를 포함하며,
상기 방출부는,
상기 경로제공부와 대향하는 제1 면, 상기 반도체 공정챔버와 대향하는 제2 면 및 상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 상기 수용부에 수용된 상기 반응가스가 상기 반도체 공정챔버로 방출하기 위한 이동 통로인 제1 홀을 구비하고,
상기 제1 홀은,
상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 적어도 일부분이 일정한 크기로 형성되어 상기 반응가스의 이동 통로를 제공하는 평행부 및 상기 평행부로부터 상기 제2 면을 향하여 점진적으로 통로의 크기가 확장되는 확장부를 구비하며,
상기 확장부는,
상기 제2 면과의 경계가 라운드지도록 형성되어 상기 반응가스의 상기 수용부로부터 상기 반도체 공정챔버 내부로의 방출되는 경로가 확장되도록 하며, 상기 제1 면으로부터 상기 제2 면을 향하여 비선형적으로 통로의 크기가 확장되도록 하되, 상기 제1 면과 평행한 구간이 적어도 하나 이상 형성되고,
상기 평행부는,
상기 제1 면과의 경계가 라운드지도록 형성되어 상기 반응가스의 상기 수용부로부터 상기 확장부로의 방출되는 경로가 확장되도록 하며,
상기 분산부는,
분산틀 및 상기 분산틀에 장착되는 복수의 축을 기준으로 회전되는 복수의 회전부를 구비하고,
상기 분산틀은,
중앙 부분이 상기 경로제공부의 중앙에 형성된 상기 안내홀과 일직선 상에 배치되며,
상기 복수의 회전부는, 상기 안내홀을 통해 이동되는 상기 반응가스의 이동 속도에 따라 상기 복수의 축을 기준으로 각각 상이한 각도로 회전되어, 상기 안내홀을 통해 유입된 상기 반응가스가 상기 헤드부로 이동되도록 하는 경로를 제공하되, 유입된 상기 반응가스의 이동 속도가 빠를수록 축을 기준으로 회전되는 각도가 크고,
상기 확장부의 상기 제2 면과의 경계는 곡률 반경 제1 크기의 호 형상으로 형성되며,
상기 제1 홀은,
단면적의 형상이 원형이고,
상기 방출부는,
상기 제1 면과 상기 제2 면을 관통하여 형성되는 제2 홀, 제3 홀, 제4 홀, 제5 홀, 제6 홀 및 제7 홀을 더 구비하며,
상기 제1 홀은,
상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀과 동일한 거리에 배치되고,
상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀의 중심을 순차적으로 연결한 가상의 선은 육각형을 형성하고,
상기 제1 홀의 중심은, 상기 육각형의 무게중심에 위치하며,
상기 제2 홀, 상기 제3 홀, 상기 제4 홀, 상기 제5 홀, 상기 제6 홀 및 상기 제7 홀은,
상기 제1 홀을 포위하도록 배치되며,
상기 확장부는,
적어도 일부분이 상기 제2 면으로 돌출된 채, 상기 제2 면과의 경계가 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 반응가스 주입용 반도체 공정챔버 샤워헤드.A semiconductor process chamber showerhead for supplying a supplied reaction gas into the semiconductor process chamber to perform a film forming process and a dry etching process for a semiconductor device, and a process for etching and patterning a thin film formed on the semiconductor device by the film forming process As a result,
A path providing unit for providing a guide hole as a path of the reaction gas supplied from the reaction gas supply unit;
And a discharging portion connected to the path providing portion and accommodating the reaction gas supplied through the path providing portion and a discharging portion connected to one side surface of the receiving portion and discharging the reaction gas accommodated in the accommodating portion into the semiconductor processing chamber Head portion; And
And a dispersing portion disposed between the path providing portion and the head portion so that the reactive gas provided from the path providing portion is dispersed and supplied to the head portion,
The discharge portion
A first surface opposite to the path providing portion, a second surface opposed to the semiconductor processing chamber, and a second surface opposed to the first surface and the second surface to discharge the reaction gas contained in the accommodating portion into the semiconductor process chamber And a second hole,
Wherein the first hole
At least a part of which is formed to have a predetermined size from the first surface toward the second surface to provide a moving path of the reaction gas, and an expanding part that gradually increases the size of the passage from the parallel part toward the second surface And,
Wherein the expanding portion comprises:
And the second surface is formed so as to round the boundary so that the path of the reaction gas discharged from the accommodating portion into the semiconductor processing chamber is expanded, and the non-linear path from the first surface to the second surface, Wherein at least one section parallel to the first surface is formed,
The parallel portion includes:
The boundary with the first surface is rounded so that the path from the receiving portion of the reaction gas to the extension portion is expanded,
Wherein the dispersing unit comprises:
And a plurality of rotation portions rotated about a plurality of axes mounted on the dispersion frame,
Wherein the dispersion frame comprises:
A center portion is disposed in a straight line with the guide hole formed at the center of the path providing portion,
The plurality of rotation parts are rotated at different angles with respect to the plurality of axes in accordance with the movement speed of the reaction gas moved through the guide holes so that the reaction gas introduced through the guide holes is moved to the head part The angle of rotation about the axis is larger as the moving velocity of the introduced reaction gas is higher,
The boundary with the second surface of the extension portion is formed into a shape of arc having a first radius of curvature,
Wherein the first hole
Sectional shape has a circular shape,
The discharge portion
And a second hole, a third hole, a fourth hole, a fifth hole, a sixth hole and a seventh hole formed through the first surface and the second surface,
Wherein the first hole
The second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole,
The imaginary line connecting the centers of the second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole sequentially forms a hexagon,
The center of the first hole is located at the center of gravity of the hexagon,
And the second hole, the third hole, the fourth hole, the fifth hole, the sixth hole, and the seventh hole,
A second hole arranged to surround the first hole,
Wherein the expanding portion comprises:
Wherein at least a part of the protrusion is formed so as to protrude from the second surface and round the boundary with the second surface.
KR1020170081163A 2017-06-27 2017-06-27 Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas KR101774331B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170081163A KR101774331B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170081163A KR101774331B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170012400A Division KR101753249B1 (en) 2017-01-26 2017-01-26 Shower head of process chamber for semiconductor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101774331B1 true KR101774331B1 (en) 2017-09-04

Family

ID=59924067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170081163A KR101774331B1 (en) 2017-06-27 2017-06-27 Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101774331B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115772B1 (en) 2020-01-15 2020-05-27 김민삼 Shower head for semiconductor manufacturing apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658239B1 (en) 2004-04-12 2006-12-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Gas diffusion shower head design for large area plasma enhanced chemical vapor deposition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658239B1 (en) 2004-04-12 2006-12-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Gas diffusion shower head design for large area plasma enhanced chemical vapor deposition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102115772B1 (en) 2020-01-15 2020-05-27 김민삼 Shower head for semiconductor manufacturing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI731031B (en) System and method for increasing electron density levels in a plasma of a substrate processing system
KR100726381B1 (en) Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US7718030B2 (en) Method and system for controlling radical distribution
JP5185251B2 (en) Gas injection system with reduced contamination and method of use thereof
JP4430003B2 (en) High density plasma chemical vapor deposition system
TWI634587B (en) Substrate processing apparatus
KR102430432B1 (en) Planar substrate edge contact with open volume equalization pathways and side containment
JP2003282533A (en) Treatment device and treatment method
US20150279627A1 (en) Film-forming apparatus
JP7401560B2 (en) Heat treatment chamber lid with backside pumping
TW201932640A (en) Apparatus and method for fabricating a semiconductor device
TWI651800B (en) Substrate processing method and substrate processing device
JP2005033167A (en) Shower plate, plasma processing device and method of producing products
KR20160134908A (en) Substrate processing apparatus
KR101774331B1 (en) Shower head of process chamber for semiconductor for injecting reaction gas
JP2012049376A (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
KR101753249B1 (en) Shower head of process chamber for semiconductor
KR101477602B1 (en) Apparatus for treatimg substrate
KR101110635B1 (en) Device for making semiconductor
KR101668868B1 (en) Atomic layer deposition apparatus
TWI821369B (en) Vapor delivery head for preventing stiction of high aspect ratio structures and/or repairing high aspect ratio structures
KR20230073144A (en) Remote plasma architecture for true radical processing
KR100597627B1 (en) Plasma reaction chamber
KR102461199B1 (en) Substrate processing apparatus
TW202000975A (en) Substrate processing apparatus and shower head

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant