KR20020037131A - 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용화학기상증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 샤워헤드에 연결설치 된 가스공급라인에 갭측정부를 구비함에 따라 가스공급관을 정해진 위치에 고정시키면 자동으로 샤워헤드 및 히터블럭간의 갭을 조절할 수 있도록 구성된다.

상술한 구조로 구현시킴에 따라 그 갭 체크시간을 덜게되어 설비 정비시간을 줄일 수 있고, 또한, 근거수치 없이 엔지니어의 감에 의해 그 갭을 조절했던 종래의 구조를 개선함에 따라 갭 조절의 정확성을 높이게 되어 웨이퍼 스크래치 발생율을 줄일 수 있게 된다.

Description

샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치{Shower Head of Chemical Vapor Deposition Apparatus having Height Adjust Ability}

본 발명은 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 특히, 상기 샤워헤드에 연결 설치된 가스공급라인에 갭조절용 눈금을 표시하여 샤워헤드의 높낮이 조절을 용이하게 행하도록 하는 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중 박막 형성공정에서 박막을 형성하는 방법에는 스퍼터링방법이나 CVD(Chemical Vapor Deposition)방법이 있다. 이중 CVD방법에는 APCVD(Atmospheric Pressure CVD), LPCVD(Low Pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD)방법이 있다.

상기 화학기상증착장치(Chemical Vapor Deposition : CVD)는 반도체 기판 상에서 기상의 화학 반응에 의해 절연막 등의 막을 형성하는 장치로서, 사용하는 반응가스, 압력, 온도에 따라 여러 가지 형태가 개발되어 왔다. 한편, CVD 장치는 불균일계의 화학반응을 취급하는 것이기 때문에 온도, 압력, 농도의 3요소를 제어할 필요가 있다.

특히, 온도는 기상중의 온도와 기판의 표면온도를 각기 제어하기 위하여 가열방법을 선택할 필요가 있으며, 입력은 화학반응의 평형상태와 가스의 공급상태 및 분자의 평균자유행정 등에 관계되어 있다.

CVD장치의 기본 구성은 화학반응을 일으키는 공정챔버와, 웨이퍼 로딩/언로딩유니트, 전체의 프로세스를 제어하는 제어부로 이루어진다. 공정챔버의 내부에는 가열용 히터, 서셉터, 가스디스트리뷰터 등을 포함하여 웨이퍼가 배치된다. 이외에도 가스 콘트롤시스템, 전원, 크리닝시스템, 진공배기시스템 등이 함께 설치되어 있다.

도 1은 종래의 반도체 공정용 화학기상증착장치의 구성을 나타낸 개략도로서, 상기 도면에 도시된 바와 같이 내측에 공정을 진행하기 위한 일정크기의 공간부가 형성되어 있으며 상측이 개방되어 있는 챔버본체(1)와, 상기 챔버본체(1)의상측에 복개가능토록 설치되는 챔버뚜껑(3)과, 상기 챔버본체(3)의 내측에 설치되며 웨이퍼(W)가 장착되는 히터블럭(5)과, 그 히터블럭(5)의 상측에 설치되며 웨이퍼(W)의 상측에 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드(7)와, 상기 샤워헤드(7)의 상측에 연결 설치되어 상기 샤워헤드(7)에 공정가스를 공급하는 가스공급관(9)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되는 반도체 공정용 화학기상증착장치는 막질 형성 공정을 마 친 후, 정기 웨트 클리닝(WET CLEANING)과정을 거치게 된다.

그후, 막질 형성에 중요한 요소로서 작용하는 샤워헤드(7) 및 히터블럭(5)간의 갭(d)을 조절하는 과정을 거치게 되는 데, 그 갭(d) 측정은 쿠킹호일(미도시)을 이용하여 측정하게 된다.

그에 대해 좀더 자세히 설명하면, 먼저, 챔버뚜껑(3)을 개방한 후 쿠킹호일을 상기 히터블럭(5)의 상면에 올려놓는다. 그후 샤워헤드(7)의 위치를 조절하여 고정시킨 후 챔버뚜껑(3)을 원 위치시켜 상기 쿠킹호일을 누르도록 한다.

그후, 다시 챔버뚜껑(3)을 오픈시킨 후 상기 쿠킹호일이 눌러진 깊이를 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정함으로써 상기 히터블럭(5) 및 샤워헤드(7)간의 갭(d)을 측정하고 있다.

그러나, 종래에는 상술한 바와 같은 방법으로 샤워헤드(7) 및 히터블럭(5)간의 갭(d)을 조절하게 됨에 따라 규격화된 툴(TOOL)이 없이 단순히 엔지니어의 감에 의해 조절을 하게 됨으로써 갭 조정의 정확도가 떨어져 웨이퍼 스크래치 발생율이 높다는 문제점이 있다.

또한, 갭(d) 측정을 위하여 챔버뚜껑(3)을 오픈시킨 후 작업이 이루어져야 하므로 3~4시간 정도 지연되므로 설비가동율 저하 및 그 정비시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 샤워헤드의 가스공급라인에 갭조절용눈금을 형성시켜 히터블럭간의 갭 조절을 용이하게 할 수 있도록 하는 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내측에 공정을 진행하기 위한 일정크기의 공간부가 형성된 공정챔버와, 상기 공정챔버의 상측에 설치되어 상기 공정챔버의 상측을 커버하는 챔버뚜껑과, 상기 공정챔버의 내측에 설치되며 웨이퍼가 장착되는 히터블럭과, 그 챔버뚜껑의 상측에 설치되며 웨이퍼의 상측에 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드와, 상기 샤워헤드의 상측에 연결 설치되어 상기 샤워헤드에 공정가스를 공급하는 가스공급관을 구비한 반도체 공정용 화학기상증착장치에 있어서, 상기 가스공급관의 외부에는 상기 히터블럭 및 샤워헤드간의 갭을 조절하도록 하는 갭측정부가 마련된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 반도체 공정용 화학기상증착장치의 구성을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 반도체 공정용 화학기상증착장치의 구성을 도시한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 챔버본체13 : 챔버뚜껑

15 : 히터블럭17 : 샤워헤드

19 : 가스공급관19a : 갭측정부

19a′ : 눈금

이하, 첨부된 도면 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 구성 및 작용에 대해서 설명한다.

상기 도면에 도시한 바와 같이 내측에 공정을 진행하기 위한 일정크기의 공간부가 형성되어 있으며, 상측이 개방되어 있는 원통형의 챔버본체(11)와, 상기 챔버본체(11)의 상측에 복개 가능토록 설치되는 챔버뚜껑(13)과, 상기 공정챔버(11)의 내측에 설치되며 웨이퍼(W)가 장착되는 히터블럭(15)과, 그 히터블럭(15)의 상측에 설치되며 웨이퍼(W)의 상측에 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드(17)와, 상기 샤워헤드(17)의 상측에 연결 설치되어 상기 샤워헤드(17)에 공정가스를 공급하는 가스공급라인(19)으로 구성된다.

상기 가스공급라인(19)에는 갭측정부(19a)인 눈금(19a′)이 마련되어 샤워헤드(17) 및 히터블럭(15)과의 갭(D)을 쉽게 조절할 수 있도록 구성된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 샤워헤드 높낮이 조절 기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치의 작용에 대해서 설명한다.

샤워헤드(17) 및 히터블럭(15)간의 갭(D)을 조절하기 위해서는 먼저, 상기 샤워헤드(17)와 연결된 가스공급관(19)의 외부에 표시된 갭측정부(19a)인 눈금(19a′)을 이용하여 조절하게 된다.

즉, 정해진 규격에 맞게 가스공급관(19)에 표시된 눈금(19a′)의 위치를 챔버뚜껑(13)에 맞추게 되면, 샤워헤드(17)가 소정의 위치에 있게되며, 상기 샤워헤드(17) 및 히터블럭(15)간의 갭(D)이 정확하게 유지되게 된다.

또한, 상기 샤워헤드(17)가 정해진 위치를 벗어나는 지를 쉽게 확인할 수 있게 된다.

상기와 같이 갭(D)을 맞춘 후에는 도시되지 않은 고정수단을 이용하여 상기 샤워헤드(17)를 고정하면 된다.

상기와 같은 방법으로 샤워헤드(17) 및 히터블럭(15)간의 갭(D)을 조절함에 따라 상기 갭(D) 조절을 위하여 챔버뚜껑(13)을 연 후 상기 히터블럭(15)의 상면에 소정의 두께를 갖는 쿠킹호일을 올려놓은 다음 다시 챔버뚜껑(13)을 닫아 상기 샤워헤드(17) 밑면이 상기 쿠킹호일을 누르는 과정을 거치게 한 후 또 다시 챔버뚜껑(13)을 열어 상기 쿠킹호일의 눌러진 부분을 버니어캘리퍼스를 이용하여 측정하고, 그 측정값이 정해진 범위에 맞지 않을 경우 다시 상술한 과정을 반복해야만 하는 번거로움을 해소시킴으로서, 샤워헤드(17) 및 히터블럭(15)간의 갭을 체크하는 시간을 현저히 줄일 수 있게 됨에 따라 설비 정비시간을 줄일 수 있게 되어 정해진 시간 내에 웨이퍼 제조량을 늘릴 수 있게 되는 것이다.

또한, 그 갭의 측정을 버니어캘리퍼스를 이용하여 사람이 그 측정치를 읽는 종래의 형태를 개선함에 따라 오차발생률이 높게 되어 갭 조절의 오차가 발생하게 되는 것을 해소시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 가스공급관의 외부에 갭측정부를 마련하여, 가스공급관을 정해진 위치에 고정시키면 자동으로 샤워헤드 및 히터블럭간의 갭(D)을 조절할 수 있도록 구현함에 따라 그 갭(D) 체크시간을 덜게되어 설비 정비시간을 줄일 수 있다.

또한, 근거수치 없이 엔지니어의 감에 의해 그 갭을 조절했던 종래의 구조를 개선함에 따라 갭 조절의 정확성을 높임으로서 웨이퍼 스크래치를 유발하는 것을 해소시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 내측에 공정을 진행하기 위한 일정크기의 공간부가 형성된 공정챔버와, 상기 공정챔버의 상측에 설치되어 상기 공정챔버의 상측을 커버하는 챔버뚜껑과, 상기 공정챔버의 내측에 설치되며 웨이퍼가 장착되는 히터블럭과, 그 챔버뚜껑의 상측에 설치되며 웨이퍼의 상측에 공정가스를 분사하기 위한 샤워헤드와, 상기 샤워헤드의 상측에 연결 설치되어 상기 샤워헤드에 공정가스를 공급하는 가스공급관을 구비한 반도체 공정용 화학기상증착장치에 있어서,

   상기 가스공급관의 외부에는 상기 히터블럭 및 샤워헤드간의 갭을 조절하는 갭측정부가 마련된 것을 특징으로 하는 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 갭측정부는 소정의 간격을 두고 표시된 눈금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 샤워헤드 높낮이 조절기능을 갖는 반도체 공정용 화학기상증착장치.