KR20000021158A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

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박호현
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Abstract

본 발명은 반도체 소자에 필요한 각종 막질을 증착시키기 위한 반도체 제조장치에 관한 것으로, 반도체 제조장치는 웨이퍼에 막질을 증착시키기 위한 공정이 수행되는 공정 챔버와, 공정 챔버에 설치되고 막질을 생성시키기 위해 분사되는 가스의 방출구인 공급 노즐과, 공정 챔버에 설치되고 웨이퍼가 경사지게 놓여지는 경사면을 갖는 웨이퍼 홀더와, 웨이퍼 홀더를 지지하는 지지축과, 지지축에 설치되고, 지지축을 회전시키기 위한 스핀 모터와, 지지축에 설치되고, 스핀 모터에 의해 회전하는 지지축을 상하 이동시키기 위한 이동 부재로 이루어진다.

Description

반도체 제조 장치 (A SEMICONDUCTOR DEVICE FABRICATION APPARATUS)
본 발명은 반도체 소자에 필요한 각종 막질을 증착시키기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 박막 형성 장치에는 화학기상증착장치, 스퍼터링 장치, 건식식각 장치 그리고 이온주입장치등 여러 종류의 설비들이 사용되고 있다.
도 1에는 웨이퍼에 각종 막질을 증착시키기 위한 일반적인 박막형성장치를 보여주고 있다. 종래 박막형성장치는 공정 챔버(102), 웨이퍼 홀더(104), 축(106) 그리고 가스 공급노즐(108)등으로 이루어진다.
상기 웨이퍼 홀더(104)는 축(106)에 대해 수직으로 설치된다. 웨이퍼(110)는 상기 웨이퍼 홀더(104)에 수평으로 설치된다. 상기 웨이퍼 홀더(104)는 일정속도로 회전된다.
이와 같은 종래 박막형성장치는 박막이 웨이퍼(110)에 증착될 때, 일정부위의 막 두께가 주변보다 많이 증착되거나 적게 증착되는 경우가 많이 발생되었다. 그 결과, 종래에는 웨이퍼에 증착되는 박막의 비균일성이 3 ~ 10%수준에 머물렀다. 이렇게 웨이퍼에서 단위공정의 품질을 결정하는 중요한 요소중의 하나인 박막의 균일성이 떨어지므로써, 후속공정에 나쁜 영향을 주게 되어 반도체 소자의 품질을 떨어뜨리는 원인이 되어 왔다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 박막증착시 웨이퍼 전면에 균일하게 증착될 수 있도록 한 새로운 형태의 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 박막형성장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막형성장치를 개략적으로 보여주는 도면;
도 3은 도 2에서 웨이퍼가 회전 및 상하 이동된 상태를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12 : 공정 챔버 14 : 반응가스 공급노즐
16 : 웨이퍼 홀더 16a : 흡착면
18 : 지지축 20 : 스핀 모터
22 : 모터 24 : 캠
26 : 제어부 30 : 웨이퍼
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 소자 필요한 각종 막질을 증착시키기 위한 반도체 제조 장치에 있어서: 웨이퍼에 막질을 증착시키기 위한 공정이 수행되는 공정 챔버와; 상기 공정 챔버에 설치되고 막질을 생성시키기 위해 분사되는 가스의 방출구인 공급 노즐과; 상기 공정 챔버에 설치되고 웨이퍼가 경사지게 놓여지는 경사면을 갖는 웨이퍼 홀더와; 상기 웨이퍼 홀더를 지지하는 지지축과; 상기 지지축에 설치되고, 상기 지지축을 회전시키기 위한 스핀모터와; 상기 지지축에 설치되고, 상기 모터에 의해 회전하는 지지축을 상하 이동시키기 위한 이동 부재를 포함한다.
이와 같은 본 발명에서 상기 이동 부재는 모터와; 상기 모터의 회전력을 전달받아 회동하면서 상기 지지축을 상하 이동시키는 캠을 포함한다.
이와 같은 본 발명에서 상기 홀더는 가변적으로 상기 웨이퍼 흡착면의 경사각을 조절할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박막형성장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 박막형성장치는 공정 챔버(12), 반응가스 공급노즐(14), 웨이퍼 홀더(16)의 통상의 구성에서 지지축(18), 스핀 모터(20), 이동 부재로 이루어지는 것을 알 수 있다. 상기 이동 부재는 모터(22)와 캠(24)을 이루어진다.
상기 공정 챔버(12)에서는 웨이퍼(30)에 막질을 증착시키기 위한 공정이 수행된다. 상기 공정 챔버(12)에서 막질을 생성시키기 위한 반응 가스는 상기 반응가스 공급노즐(14)을 통해 웨이퍼(30)로 분사된다. 한편, 상기 반응가스 공급노즐(14)은 공정 챔버(12)의 상부에서 샤워방식으로 분사될 수 있다. 또는, 상기 공정 챔버(12)의 일측면 또는 하부에서 일정길이의 관을 통해 분사될 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 홀더(16)는 상기 지지축(18)에 대해 기울어진 상태로 상기 지지축(18)에 고정 설치되며, 그 기울어진 웨이퍼 홀더(16)위에는 웨이퍼(30)가 진공흡착방식으로 고정되어 놓여진다. 예컨대, 상기 웨이퍼 홀더(16)는 웨이퍼(30)의 사이드면을 여러개의 툴(tool)을 이용하여 고정시킬 수 있다. 상기 지지축(18)은 상기 스핀 모터(20)에 의해 회전된다. 상기 이동부재는 상기 지지축(18)에 결합된다. 예컨대, 상기 모터(22)에 의해 회동되는 캠(24)의 회전에 의해 상기 지지축(18)은 상하로 이동될 수 있다. (도 3참조)
이와 같이 본 발명의 박막형성장치에서 지지축(18)은 스핀 모터(20)와 캠(24)의 운동에 의해 회전과 상하 이동이 가능한 것이다. 또한, 상기 웨이퍼 홀더(16)는 가변적으로 상기 웨이퍼 흡착면(16a)의 경사각을 조절할 수 있다.
도면에서 미설명부호 26은 상기 스핀 모터(20)와 모터(20)를 제어하는 제어부(26)이다.
상술한 구조를 갖는 본 발명의 박막형성장치는 박막증착단계에서 상기 제어부(26)에 의해 스핀 모터(20)가 작동된다. 상기 스핀 모터(20)의 작동에 따라 지지축(18)이 회전되면서 동시에 홀더(16)의 흡착면(16a)에 경사져 놓여진 웨이퍼(30)도 회전된다. 또한, 상기 모터(22)의 작동에 의해 상기 캠(24)이 회전하면, 회전하는 캠(24)에 의해 상기 지지축(18)이 일정하게 상하로 이동된다. 또한, 다양한 공정조건에 맞게 웨이퍼(30)가 놓여지는 위치의 상하 조절 및 기울기 조절이 가능하다.
이와 같이, 웨이퍼(30)가 기울어진 상태에서 연속적으로 회전과 상하 위치이동을 하게 되면, 웨이퍼의 표면에 박막이 고르게 증착될 수 있는 것이다.
따라서, 박막은 기울어진 상태로 회전과 상하 이동을 하는 웨이퍼(30)상에 고르게 형성되므로써, 박막의 비균일성을 약 1~3%로 낮출 수 있다.
이와 같은 본 발명의 반도체 소자 제조 장치에 의하면, 반도체 공정의 다양한 프로세스 조건에 대응이 가능하고, 웨이퍼의 홀더의 회전운동으로 반응가스 공급노즐의 분사방향에 의한 불균일성을 방지할 수 있다. 또한, 상하운동, 기울기 각도를 통한 전체적인 데포션율(depo rate)의 변화 및 프로세스조건에 따른 웨이퍼 일정부위의 막질 두께를 개선시킬 수 있다. 따라서, 그 결과 반도체 소자의 생산효율 및 성능 향상 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 반도체 소자 필요한 각종 막질을 증착시키기 위한 반도체 제조 장치에 있어서:
    웨이퍼에 막질을 증착시키기 위한 공정이 수행되는 공정 챔버와;
    상기 공정 챔버에 설치되고 막질을 생성시키기 위해 분사되는 가스의 방출구인 공급 노즐과;
    상기 공정 챔버에 설치되고 웨이퍼가 경사지게 놓여지는 경사면을 갖는 웨이퍼 홀더와;
    상기 웨이퍼 홀더를 지지하는 지지축과;
    상기 지지축에 설치되고, 상기 지지축을 회전시키기 위한 스핀모터와;
    상기 지지축에 설치되고, 상기 모터에 의해 회전하는 지지축을 상하 이동시키기 위한 이동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 부재는 모터와; 상기 모터의 회전력을 전달받아 회동하면서 상기 지지축을 상하 이동시키는 캠을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀더는 가변적으로 상기 웨이퍼 흡착면의 경사각을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
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