KR20020083297A - Apparatus for depositing in semiconductor processing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 증착 장치의 샤워헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device. More particularly, it relates to a showerhead of a deposition apparatus.
근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 상기 반도체 장치의 주요한 제조 기술 중에서 막을 형성하기 위한 증착 공정과 같은 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, semiconductor devices are also rapidly developing. In terms of its function, the semiconductor device is required to operate at a high speed and to have a large storage capacity. In response to such demands, manufacturing techniques have been developed for semiconductor devices to improve the degree of integration, reliability, and response speed. Among the major manufacturing techniques of the semiconductor device, the demand for processing techniques such as deposition processes for forming films is also becoming more stringent.
상기 증착 공정을 수행하기 위한 증착 장치는 챔버를 구비하고, 상기 챔버 내로 증착 가스를 분사하기 위해 다수의 동공을 구비하는 샤워헤드(shower head)를 구비한다. 상기 샤워헤드는 알루미늄 샤워헤드와 세라믹 샤워헤드가 결합되는 구성을 갖는다. 구체적으로 R.F파워가 인가되는 라인과, 냉각을 위한 냉각수(cooling water)가 순환되는 라인이 각각 구비되는 알루미늄 샤워헤드와, 상기 알루미늄 샤워헤드 상에 놓여지고 상기 알루미늄 샤워헤드의 각 라인이 삽입되는 포트(port)를 구비하는 세라믹 샤워헤드가 결합하여 구성된다.The deposition apparatus for performing the deposition process includes a chamber and a shower head having a plurality of pupils for injecting deposition gas into the chamber. The showerhead has a configuration in which the aluminum showerhead and the ceramic showerhead are combined. Specifically, an aluminum shower head having a line to which RF power is applied, a line through which cooling water is circulated for cooling, and a port placed on the aluminum shower head and into which each line of the aluminum shower head is inserted. Ceramic shower heads having a port are coupled to each other.
도 1은 종래의 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a ceramic shower head in a conventional deposition apparatus.
도 1를 참조하면, 세라믹 샤워헤드(10)는 알루미늄 샤워헤드와 결합하기 위해 가장자리 부분에 포트(12)가 구비된다. 상기 각 포트(12)는 알루미늄 샤워헤드에 각 라인과 대응하는 위치에 형성되고, 상기 포트(12)에 라인을 각각 삽입함으로서 상기 알루미늄 샤워헤드와 상기 세라믹 샤워헤드(10)가 서로 결합한다.Referring to FIG. 1, the ceramic shower head 10 is provided with a port 12 at an edge portion thereof in order to couple with the aluminum shower head. Each of the ports 12 is formed at a position corresponding to each line in the aluminum shower head, and the aluminum shower head and the ceramic shower head 10 are coupled to each other by inserting lines into the ports 12, respectively.
그러나 도시된 바와 같이 상기 세라믹 샤워헤드(10)는 두께가 0.3 내지 0.6㎜정도로 얇게 형성되고, 상기 세라믹 샤워헤드(10)와 알루미늄 샤워헤드를 결합하기 위해 형성된 포트의 크기가 너무 작다. 따라서 상기 세라믹 샤워헤드(10)와 알루미늄 샤워헤드의 결합을 위해 과도하게 밀착시키면, 두께가 얇은 세라믹 샤워헤드(10)가 깨지는 일이 빈번히 발생된다. 또한 상기 세라믹 샤워헤드(10)의 포트(12)에 알루미늄 샤워헤드의 라인들을 끼워넣을 때 상기 포트(12)의 내벽에 스크레치가 발생하고, 이로 인해 챔버 내의 가스들이 누출(leak)되고, 챔버 내의 진공도가 감소되어, 반도체 장치의 불량을 유발한다.However, as shown in the drawing, the ceramic shower head 10 has a thickness of about 0.3 to 0.6 mm, and the size of the port formed to join the ceramic shower head 10 and the aluminum shower head is too small. Therefore, if the ceramic shower head 10 and the aluminum shower head is excessively in close contact with each other, the thin ceramic shower head 10 is frequently broken. In addition, when the lines of the aluminum showerhead are inserted into the port 12 of the ceramic shower head 10, a scratch occurs on the inner wall of the port 12, which causes gas in the chamber to leak and The degree of vacuum is reduced, causing a failure of the semiconductor device.
따라서 본 발명의 목적은 반도체 장치의 불량 유발을 최소화하고, 결합이 용이한 샤워헤드를 구비하는 증착 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a deposition apparatus including a showerhead which minimizes the induction of defects in a semiconductor device and which is easily coupled.
도 1은 종래의 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드를 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a ceramic shower head in a conventional deposition apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 설명하기 위한 구성도이다.2 is a block diagram for explaining a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드와 알루미늄 샤워헤드의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a combination of a ceramic shower head and an aluminum shower head in the deposition apparatus illustrated in FIG. 2.
도 4는 도 2에 도시된 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드를 설명하기 위한 평면도이다.4 is a plan view illustrating a ceramic showerhead in the deposition apparatus illustrated in FIG. 2.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20 : 챔버 22 : 서셉터20: chamber 22: susceptor
24 : 알루미늄 샤워헤드 26 : 세라믹 샤워헤드24: aluminum shower head 26: ceramic shower head
30a : R.F 파워 라인 30b, 30c : 냉각 라인30a: R.F power line 30b, 30c: cooling line
32a : R.F 포트 32b, 32c : 냉각 포트32a: R.F port 32b, 32c: cooling port
34 : 콜릿34: collet
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 증착 공정을 수행하기 위한 챔버와, 상기 챔버내의 저부에 설치되고, 상부면에 웨이퍼가 놓여지는 서셉터와, 상기 서셉터와 대향하도록 설치되고, 증착 가스를 챔버 내부로 분사하기 위한 제1 동공을 갖고, 가장자리 부분에는 파워 및 냉각수가 공급되는 각각의 라인이 챔버의 상부로 향하도록 돌출된 알루미늄 샤워헤드와, 상기 알루미늄 샤워헤드의 라인과 각각 대응하고, 각 라인의 상부면 및 하부면의 지름보다 넓은 지름을 갖는 각각의 포트(port)가 구비되고, 상기 포트에 상기 각 라인을 삽입하여 알루미늄 샤워헤드 상에 놓이도록 결합된 세라믹 샤워헤드를 구비하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착장치를 제공한다. 그리고 상기 포트의 내벽에는 콜릿을 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a chamber for performing a deposition process, a susceptor installed at a bottom of the chamber, and having a wafer placed on an upper surface thereof, and installed to face the susceptor. An aluminum showerhead having a first pupil for injecting into the chamber, and each line to which power and cooling water are supplied at an edge portion thereof protrudes toward the top of the chamber, and a line of the aluminum showerhead respectively; A semiconductor device having a respective port having a diameter larger than the diameter of the upper and lower surfaces of the line, the ceramic device having a ceramic showerhead coupled to the respective line by inserting the respective lines into the aluminum showerhead; It provides a deposition apparatus for the production of. And the inner wall of the port is provided with a collet.
따라서 상기 알루미늄 샤워헤드와 세라믹 샤워헤드를 결합할 때, 각 라인들이 상기 콜릿과 접촉하므로 상기 포트의 내벽에 스크레치를 발생시키지 않고, 용이하게 결합할 수 있다.Therefore, when combining the aluminum showerhead and the ceramic showerhead, each line is in contact with the collet, so that it can be easily combined without causing scratches on the inner wall of the port.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 설명하기 위한 구성도이다.2 is a block diagram for explaining a deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
상기 증착 장치는 디크로로 실란가스(DCS, SiH2Cl2)를 반응시켜 실리사이드막을 형성하는 증착 장치를 포함한다.The deposition apparatus includes a deposition apparatus for forming a silicide film by reacting silane gas (DCS, SiH 2 Cl 2) with a dichro.
도 2를 참조하면, 증착 공정을 수행하기 위한 챔버(20)가 구비된다. 상기 챔버(20)내의 저부에는 증착 공정을 수행하기 위한 웨이퍼(W)가 놓여지는 서셉터(22, susceptor)가 구비된다. 상기 챔버(20)내의 상부에는 상기 서셉터(22)와 대향하도록 샤워헤드(28, shower head)가 구비된다.2, a chamber 20 for performing a deposition process is provided. The bottom of the chamber 20 is provided with a susceptor 22, a susceptor 22 on which a wafer W for performing a deposition process is placed. A shower head 28 is provided at an upper portion of the chamber 20 so as to face the susceptor 22.
상기 샤워헤드는 상기 서셉터(22)와 대향하도록 구비되는 알루미늄 샤워헤드(24)와 상기 세라믹 샤워헤드(26)가 결합하여 구성된다. 상기 알루미늄 샤워헤드(24)에는 R.F파워를 공급하기 위한 R.F라인과, 온도의 상승을 막아주기 위한 냉각수를 순환시키는 냉각 라인이 구비된다. 그리고 상기 세라믹 샤워헤드(26)는 증착 가스를 챔버 내로 고르게 분사시키기 위해 상기 알루미늄 샤워헤드(24)상에서, 상기 알루미늄 샤워헤드와 결합한다. 상기 샤워헤드(28)를 통해 분사된 증착가스들이 서셉터(22)에 놓여있는 웨이퍼(W)의 표면과 반응하여 원하는 막을 형성할 수 있다.The shower head is configured by combining the aluminum shower head 24 and the ceramic shower head 26 provided to face the susceptor 22. The aluminum shower head 24 is provided with an R.F line for supplying R.F power and a cooling line for circulating cooling water to prevent an increase in temperature. The ceramic showerhead 26 then combines with the aluminum showerhead on the aluminum showerhead 24 to evenly deposit deposition gas into the chamber. The deposition gases injected through the shower head 28 may react with the surface of the wafer W on the susceptor 22 to form a desired film.
그러나 상기 증착 가스는 상기 웨이퍼(W)뿐 아니라 챔버의 내벽과 샤워헤드 (28)등에도 침적되어 원하지 않는 막들을 형성시킨다. 상기 원하지 않는 막은 웨이퍼(W)상에 파티클을 발생시켜 반도체 장치의 불량을 유발하기 때문에 상기 증착 장치는 주기적인 정비와 세정을 수행하여야 한다. 특히 상기 증착 장치에 구비되는 샤워헤드(28)는 상기 챔버에서 탈착하고 상기 알루미늄 샤워헤드(24)와 상기 세라믹 샤워헤드(26)를 분리한 다음 케미컬에 각각 담지하여 세정을 수행하여야 한다.However, the deposition gas is deposited not only on the wafer W, but also on the inner wall of the chamber and the showerhead 28 and the like to form unwanted films. Since the undesired film generates particles on the wafer W and causes a defect of the semiconductor device, the deposition apparatus must perform periodic maintenance and cleaning. In particular, the shower head 28 provided in the deposition apparatus should be detached and detached from the chamber, and the aluminum shower head 24 and the ceramic shower head 26 should be separated and then cleaned on a chemical.
설명한 바와 같이, 상기 알루미늄 샤워헤드(24)와 상기 세라믹 샤워헤드(26)는 세정을 위해 주기적으로 결합과 분리를 수행하여야 하기 때문에, 정확하고 용이하게 결합을 수행할 수 있도록 상기 각각의 샤워헤드를 구성하여야 한다.As described, since the aluminum showerhead 24 and the ceramic showerhead 26 need to be periodically combined and separated for cleaning, the showerheads may be combined with each of the showerheads so that they can be accurately and easily combined. It must be constructed.
도 3은 도 2에 도시된 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드와 알루미늄 샤워헤드의 결합을 설명하기 위한 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 증착 장치에서 세라믹 샤워헤드를 설명하기 위한 평면도이다.3 is a perspective view illustrating a combination of a ceramic shower head and an aluminum shower head in the deposition apparatus illustrated in FIG. 2. 4 is a plan view illustrating a ceramic showerhead in the deposition apparatus illustrated in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 하단에 도시된 알루미늄 샤워헤드(24)는 중심 부위에 증착 가스를 공급하기 위한 다수의 제1 동공(24a)을 갖는다. 상기 제1 동공(24a)은 웨이퍼에 균일하게 증착 가스가 공급되도록 방사형, 나선형등의 형태로 형성할 수 있다. 그리고 알루미늄 샤워헤드(24)상부면의 가장자리에는 상기 챔버의 상부를 향해 다수개의 라인이 돌출되어 있다. 상기 라인들은 고주파의 파워를 인가하는 R.F파워 라인(30a)과 냉각수가 순환되는 냉각 라인(30b, 30c)이며, 일반적으로 상기 R.F파워 라인(30a)은 1개가 구비되고, 상기 냉각 라인(30b, 30c)은 2개가 구비된다. 따라서 상기 라인에 의해 상기 샤워헤드에는 고주파의 파워가 인가되고, 상기 샤워헤드의 온도가 상승되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 3, the aluminum showerhead 24 shown at the bottom has a plurality of first pores 24a for supplying deposition gas to a central portion. The first pupil 24a may be formed in a radial or spiral shape so that the deposition gas is uniformly supplied to the wafer. At the edge of the upper surface of the aluminum shower head 24, a plurality of lines protrude toward the top of the chamber. The lines are RF power lines 30a for applying high frequency power and cooling lines 30b and 30c through which cooling water is circulated. In general, one of the RF power lines 30a is provided, and the cooling lines 30b and 30c) is provided with two pieces. Therefore, high frequency power is applied to the shower head by the line, and the temperature of the shower head is prevented from rising.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 알루미늄 샤워헤드(24) 상에 놓여지는 세라믹 샤워헤드(26)가 구비된다.3 to 4, a ceramic shower head 26 is disposed on the aluminum shower head 24.
상기 세라믹 샤워헤드는 중심부위에 상기 알루미늄 샤워헤드에 형성되어 있는 제1 동공(24a)과 각각 대응하도록 제2 동공(28a)이 형성되어 있다. 따라서 상기 제1 및 제2 동공(24a,28a)을 통해 증착 가스가 챔버 내로 공급된다.The ceramic shower head has a second hole 28a formed on the center thereof to correspond to the first hole 24a formed in the aluminum shower head, respectively. Therefore, deposition gas is supplied into the chamber through the first and second pores 24a and 28a.
상기 세라믹 샤워헤드(26)는 상기 알루미늄 샤워헤드(24)에서 돌출되어 있는 각 라인들을 삽입하여 결합하는데, 이를 위해 상기 각 라인들과 대응하는 위치에 홀을 형성한다. 통상적으로 상기 R.F파워 라인(30a)이 삽입되는 홀은 R.F 포트(32a, R.F port)라 하고, 상기 냉각 라인(30b,30c)에 삽입되는 홀은 냉각 포트(32b, 32c, cooling port)라고 한다.The ceramic shower head 26 inserts and combines the lines protruding from the aluminum shower head 24. To this end, the ceramic shower head 26 forms a hole at a position corresponding to the lines. Typically, the holes into which the RF power line 30a is inserted are called RF ports 32a and RF ports, and the holes inserted into the cooling lines 30b and 30c are called cooling ports 32b and 32c cooling ports. .
상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)는 상기 알루미늄 샤워헤드(24)에 돌출되어 있는 각 라인들의 상부면 및 하부면의 지름보다 더 큰 지름을 갖는다. 구체적으로, 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 지름은 각 라인들의 상부면 및 하부면의 지름의 1.5 내지 3배의 지름을 갖도록 형성한다.The R.F ports 32a and cooling ports 32b and 32c have diameters larger than the diameters of the upper and lower surfaces of the respective lines protruding from the aluminum showerhead 24. Specifically, the diameters of the R.F ports 32a and the cooling ports 32b and 32c are formed to have diameters of 1.5 to 3 times the diameters of the upper and lower surfaces of the lines.
그리고 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 내벽에는 콜릿(34, collet)이 형성된다. 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 지름이 각 라인들의 상부면 및 하부면의 지름보다 크기 때문에 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 내벽에는 콜릿(34)을 형성하기 위한 충분한 공간이 있다.A collet 34 is formed on the inner walls of the R.F port 32a and the cooling ports 32b and 32c. Since the diameters of the RF port 32a and the cooling ports 32b and 32c are larger than the diameters of the upper and lower surfaces of the lines, the collet 34 is formed on the inner walls of the RF port 32a and the cooling ports 32b and 32c. There is enough space to form).
따라서 상기 알루미늄 샤워헤드(24)와 세라믹 샤워헤드(26)를 결합할 때, 상기 R.F 포트 (32a)및 냉각 포트(32b, 32c)의 세라믹이 상기 각 라인들의 외벽과 직접 접촉하지 않고 상기 콜릿(34)과 접촉하기 때문에, 종래에 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 내벽에 발생되었던 스크레치(scratch)를 최소화 할 수 있다. 상기 증착 공정은 고진공의 챔버 내에서 수행하기 때문에 상기 스크레치에 의한 가스의 누출(leak)에 의해서도 진공도가 낮아져서 반도체 장치의 불량 발생을 발생하게 되는데, 상기 스크레치가 감소되어 이러한 불량을 방지한다. 또한 상기 R.F 포트(32a) 및 냉각 포트(32b, 32c)의 지름이 넓어져서 상기 알루미늄 샤워헤드(24)와 세라믹 샤워헤드(26)의 결합이 용이해진다.Thus, when combining the aluminum showerhead 24 and the ceramic showerhead 26, the ceramics of the RF port 32a and the cooling port 32b, 32c do not directly contact the outer walls of the respective lines, but the collet ( 34, it is possible to minimize scratches that have conventionally occurred on the inner walls of the RF port 32a and the cooling ports 32b and 32c. Since the deposition process is performed in a chamber of high vacuum, the degree of vacuum is also lowered due to leakage of the gas due to the scratch, which causes the failure of the semiconductor device, and the scratch is reduced to prevent such defects. In addition, the diameters of the R.F ports 32a and the cooling ports 32b and 32c are widened to facilitate the coupling of the aluminum shower head 24 and the ceramic shower head 26.
세라믹 샤워헤드(26)는 종래에 비해 1.5 내지 3배의 두께(l)를 갖도록 형성한다. 구체적으로 1 내지 3㎝의 두께로 형성한다. 따라서 상기 알루미늄 샤워헤드(24)와 상기 세라믹 샤워헤드(26)를 과도하게 밀착하여 결합하더라도, 상기 세라믹 샤워헤드(26)가 얇아서 깨지는 것을 감소할 수 있다.The ceramic shower head 26 is formed to have a thickness l of 1.5 to 3 times as compared with the prior art. Specifically, it is formed to a thickness of 1 to 3 cm. Therefore, even when the aluminum shower head 24 and the ceramic shower head 26 are in close contact with each other, the ceramic shower head 26 may be thin and cracked.
본 발명에 의하면, 각 포트의 지름이 넓고 상기 포트의 외벽에 콜릿이 형성되고, 두께가 두꺼운 세라믹 샤워헤드를 사용하여, 스크레치를 발생하지 않으면서 알루미늄 샤워헤드와 세라믹 샤워헤드를 용이하게 결합할 수 있다. 따라서 증착 장치에서 샤워헤드의 결합을 수행시에 발생하였던 세라믹 샤워헤드의 깨짐이나 스크레치에 의한 반도체 장치의 불량 유발을 최소화한다.According to the present invention, the diameter of each port is wide and a collet is formed on the outer wall of the port, and a thick ceramic shower head can be used to easily combine the aluminum shower head and the ceramic shower head without scratching. have. Therefore, minimization of failure of the semiconductor device due to cracking or scratching of the ceramic showerhead, which occurs when the showerhead is combined in the deposition apparatus, is minimized.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020010022740A KR20020083297A (en) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | Apparatus for depositing in semiconductor processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20020083297A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100629358B1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | Shower head |
| KR100735728B1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-07-06 | 이용연 | A welding type shower head |
| CN107895700A (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-10 | 应用材料公司 | The compatible plasma source of oxygen |
-
2001
- 2001-04-26 KR KR1020010022740A patent/KR20020083297A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100629358B1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | Shower head |
| KR100735728B1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-07-06 | 이용연 | A welding type shower head |
| CN107895700A (en) * | 2016-10-04 | 2018-04-10 | 应用材料公司 | The compatible plasma source of oxygen |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |