KR20030008536A - 공정챔버에 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 가진 반도체제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 제조장치는 내부로 반응가스가 유입되는 리드와 리드의 일면에 결합되어 리드에서 혼합된 반응가스가 분사되도록 하는 다수의 분사구가 형성된 샤워헤드, 그리고 샤워헤드에 형성되되 리드에 형성된 체결홈과 연통되는 다수의 체결홀, 이 체결홀로 결합되어 샤워헤드가 리드에 결합되도록 하되, 머리부분에 다각형 홈이 형성된 스크류를 구비한 것으로, 이러한 본 발명에 따른 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치는 이상과 같은 본 발명에 따른 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치는 리드에 샤워헤드를 고정 설치하기 위한 스크류에 육각홈을 형성시켜 스크류에 가해지는 힘이 스크류의 육각홈 전체에 분산되어 가해지도록 함으로써의 스크류의 마모와 파손을 최소화 할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 공정챔버 내부에서의 금속 이물질 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

공정챔버에 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치{A semiconductor processing apparatus having a shower-head injecting reaction gas into a processing chamber}

본 발명은 반도체 제조장치용 샤워헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반응가스를 공정챔버 내부로 분사하는 샤워헤드를 설치하는 체결 스크류의 구조를 개선한 반도체 제조장치용 샤워헤드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조를 위한 화학기상 증착장치(chemical vapor deposition apparatus)는 형성시키려고 하는 박막재료를 구성하는 원소로 된 1 또는 2종이상의 화합물 가스를 기판 위에 공급해, 기상 또는 기판표면에서의 화학반응에 의해서 원하는 박막이 형성되도록 하는 것이다.

이 화학기상 증착장치는 에피텍시얼 웨이퍼(epitaxial wafer) 성장기술의 발전에서 발단하고, 디바이스 기술의 고도화에 대응하여 현재 고집적회로(LSI)에서의 기본기술의 하나이다. 특히 실리콘 게이트 등의 디바이스에서는 화학기상 증착법에 의한 박막형성으로 그 구조가 만들어지고 있다.

이러한 화학기상 증착장치는 공정챔버 리드(Lid)에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급구조와 냉매를 유통시켜 반응가스가 사전에 서로 반응하는 것을 방지하도록 하는 냉매 공급구조가 포함되어 있다.

이와 같은 종래 화학기상 증착장치의 공정챔버에 설치되는 리드는 원통형상으로 형성되며 내부에, 혼합된 반응가스가 공정챔버 내부로 분사되도록 하는 샤워헤드가 장착되어 있다. 이 샤워헤드의 리드에 대한 설치는 다수의 체결 스크류가 샤워헤드의 가장자리 부분을 따라 하부로부터 관통하여 리드에 체결됨으로써 이루어진다.

그런데, 이때 사용되는 체결 스크류는 머리에 일자홈이 형성되어 있다. 그러므로 샤워헤드의 설치시 힘이 균일하게 가해지지 못하거나 또는 너무 강하게 조여지게 되면 이 일자홈 부분이 마모되는 경우가 발생하게 된다.

특히 외력이 가해지는 부분이 일자홈 내부의 두면에 집중되기 때문에 스크류의 일자홈 부분이 더욱 쉽게 마모되게 되고, 이러한 스크류의 마모정도가 커지게 되면 스크류 자체가 파손되는 경우가 발생하고, 이때의 스크류의 파손은 반도체 제조장치의 설비 가동효율이 떨어지고, 장치의 직접적인 고장 원인이 되기도 한다.

더욱이 스크류의 분해 조립시 스크류의 마모로 발생한 미세한 금속 이물질은 이후 공정챔버 내부에 이들 이물질이 잔존하게 될 경우 웨이퍼의 가공효율을 떨어뜨리게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 샤워헤드를 반도체 증착장치의 리드에 결합시키기 위하여 사용하는 스크류의 구조를 개선한 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조장치에 설치된 샤워헤드를 확대 도시한 부분 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 샤워헤드에 설치된 스크류를 도시한 확대 사시도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100...공정챔버

130...리드

131...체결홈

150...샤워헤드

152...체결홀

160...스크류

162...육각홈

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내부로 반응가스가 유입되는 리드; 상기 리드의 일면에 결합되어 상기 리드에서 혼합된 반응가스가 분사되도록 하는 다수의 분사구가 형성된 샤워헤드; 상기 샤워헤드에 형성되되 상기 리드에 형성된 체결홈과 연통되는 다수의 체결홀; 상기 체결홀로 결합되어 상기 샤워헤드가상기 리드에 결합되도록 하되, 머리부분에 다각형 홈이 형성된 스크류를 구비한다.

그리고 바람직하게 상기 홈의 내부에는 여섯 개의 각진 면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치인 화학기상 증착장치는 도 1에 도시된 바와 같이 외관을 형성하며 내부에서 반도체 제조공정을 위한 공정 반응이 수행되는 공정챔버(100)와 이 공정챔버(100)의 내부에 설치되며 상면으로 웨이퍼(120)가 안착되는 웨이퍼 척(110)을 구비한다.

그리고 웨이퍼 척(110) 내부에는 공정 진행중 공정에 적합한 온도로 웨이퍼(120)를 가열하는 히터(111)가 장착된다.

또한, 공정챔버(100)의 상단에는 공정챔버(100)의 상측으로 공정챔버(100) 내부를 개폐 가능하게 하는 리드(130)가 설치된다.

그리고 이 리드(130)의 외측 상단에는 외부에서 안내된 반응가스가 리드(130) 내부로 공급되도록 반응가스 공급관(140)이 설치되며, 리드(130)의 하측에는 리드(130) 내부에서 혼합된 반응가스가 공정챔버(100) 내부로 샤워 분사되도록 하는 샤워헤드(150)가 설치된다.

이 샤워헤드(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 원판 형상으로 마련되며, 표면에 상하를 관통하도록 형성되어 리드(130) 내부로 공급된 반응가스가 혼합되어 공정챔버(100) 내부로 분사되도록 하는 다수의 분사구(151)가 형성되어 있다.

그리고 이 분사구(151)의 주변 가장자리 부분에는 대략 6개의 체결홀(152)이 형성되어 있고, 리드(130)의 샤워헤드(150) 체결홀(152)과 상대하는 부분에는 체결홀(152)과 동수의 체결홈(131)이 형성되어 있다.

따라서 샤워헤드(150)는 샤워헤드(150)에 형성된 체결홀(152)을 관통하여 리드(130)의 체결홈(131)에 결합되는 다수의 체결 스크류(160)에 의하여 그 결합이 이루어진다.

여기서 이 체결 스크류(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 머리부(161)와 이 머리부(161)의 하측으로 연장되며 외주에 나사산이 형성된 나사부(163)로 구현되고, 머리부(161)에는 종래의 일자홈 또는 십자홈과 달리 여섯 개의 각진면을 가진 육각홈(162)이 형성되어 외주에 육각면이 형성된 공구에 의하여 그 조임과 풀림이 이루어지도록 되어 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치의 조립 및 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조장치인 화학기상 증착장치에 설치된 샤워헤드(150)는 공정챔버(100)의 계속된 사용으로 수리 및 교체 등을 위하여 리드(130)로부터 분리 결합하는 경우가 있다. 이때의 샤워헤드(150) 분리결합은 단부에 육각 절단면이 형성된 공구를 사용하여 스크류(160)를 회전시킴으로써 이루어진다.

이때의 스크류(160)의 조임이나 풀림은 육각면이 형성된 공구를 스크류(160)의 머리부(161)에 형성된 육각홈(162)에 맞추어서 끼운 후 이 공구를 일측 또는 타측 방향으로 회전시키면 스크류(160)의 조임이나 풀림 동작이 이루어진다.

이러한 스크류(160)의 조임이나 풀림 동작에서 종래의 일자홈이 형성된 스크류를 사용할 경우에는 공구에 의하여 이 일자홈에 가해지는 힘이 균일하게 이루어지지 않기 때문에 스크류의 마모 정도가 상당히 크다.

하지만, 본 발명에서와 같은 육각홈(162)을 가진 스크류(160)의 경우는 조임이나 풀림 동작으로 육각홈(162)에 가해지는 힘이 육각홈(162) 내부의 여섯 부분으로 분산되어 가해지기 때문에 육각홈(162) 내부에서 마모의 발생이나 스크류(160) 자체의 파손이 발생하는 것을 최소한으로 방지할 수 있게 된다.

따라서 이후 공정챔버(100)에서의 공정 진행중 샤워헤드(150)의 설치 및 조립시에 스크류(160)의 마모로 인한 금속 이물질의 발생을 줄일수 있으므로 그 만큼 공정챔버(100) 내부에서의 웨이퍼 가공효율을 향상시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 샤워헤드(150)를 가진 반도체 제조장치는 샤워헤드(150)의 설치를 위하여 종래 일자홈의 스크류 대신 육각홈(162)을 가진 스크류(160)를 사용함으로써 스크류(160)의 마모와 파손을 최소화 할 수 있도록 한다는 것이다.

그러므로 스크류(160)에 형성되는 홈을 육각홈(162)이 아니라 사각, 오각 등과 같은 다양한 수의 면을 가진 홈 형태로도 구현이 가능하므로 이러한 변형된 실시예도 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 샤워헤드를 가진 반도체 제조장치는 리드에 샤워헤드를 고정 설치하기 위한 스크류에 육각홈을 형성시켜 스크류에 가해지는 힘이 스크류의 육각홈 전체에 분산되어 가해지도록 함으로써의 스크류의 마모와 파손을 최소화 할 수 있도록 하는 효과가 있으며, 공정챔버 내부에서의 금속 이물질 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 내부로 반응가스가 유입되는 리드;

   상기 리드의 일면에 결합되어 상기 리드에서 혼합된 반응가스가 분사되도록 하는 다수의 분사구가 형성된 샤워헤드;

   상기 샤워헤드에 형성되되 상기 리드에 형성된 체결홈과 연통되는 다수의 체결홀;

   상기 체결홀로 결합되어 상기 샤워헤드가 상기 리드에 결합되도록 하되, 머리부분에 다각형 홈이 형성된 스크류를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 홈의 내부에는 여섯 개의 각진 면이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.