KR20030092158A - Apparatus for forming a layer on a substrate - Google Patents

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KR20030092158A
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이상열
이승무
이철재
박유춘
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: An apparatus for forming a layer at the upper portion of a substrate is provided to be capable of minimizing the damage of a susceptor due to the gas used for forming the layer. CONSTITUTION: An apparatus for forming a layer is provided with a chamber(200) for loading a semiconductor substrate(10), a heater(204) installed at the inner portion of the chamber for heating the semiconductor substrate, a susceptor(202) installed at the upper portion of the heater for supporting the semiconductor substrate, and a thermocouple(230) loaded into the first groove of the susceptor for measuring the temperature of the susceptor. The apparatus for forming a layer further includes a fixing part(232) for preventing gas from flowing through an unexpected portion between the first groove and the thermocouple and fixing the thermocouple to the susceptor.

Description

기판 상에 막을 형성하기 위한 장치{Apparatus for forming a layer on a substrate}Apparatus for forming a layer on a substrate

본 발명은 기판 상에 막을 형성하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 가스를 이용하여 반도체 기판 상에 소정의 막을 형성하기 위한 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for forming a film on a substrate. More specifically, the present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus for forming a predetermined film on a semiconductor substrate using a gas.

최근, 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하고, 상기 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성하는 팹(Fabrication) 공정, 패턴이 형성된 각각의 다이(die)를 전기적으로 검사하는 프로브 테스트(prove test) 공정, 각각의 다이를 컷팅(cutting)하는 컷팅 공정, 컷팅 공정에 의해 각각의 다이로 분할된 반도체 기판에 금 혹은 알루미늄 선을 용접하는 본딩(bonding) 공정, 본딩 공정이 종료된 반도체 기판을 세라믹 혹은 플라스틱으로 봉인하는 패키징 공정을 통해 제조된다.Recently, the manufacturing technology of semiconductor devices has been developed to improve the degree of integration, reliability, response speed, etc. in order to meet various needs of consumers. In general, a semiconductor device forms a predetermined film on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, and fabricates a film in a pattern having electrical characteristics, and electrically inspects each die on which the pattern is formed. A probe test process, a cutting process of cutting each die, a bonding process of welding gold or aluminum wires to a semiconductor substrate divided into respective dies by a cutting process, and a bonding process The finished semiconductor substrate is manufactured by a packaging process of sealing with ceramic or plastic.

상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하는 공정, 상기 막이 형성된 반도체 기판 상에 포토레지스트 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 반도체 기판 상에 전기적 패턴을 형성하기 위해 상기 막을 식각하는 공정, 상기와 같은 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판을 평탄화시키기 위한 화학적 기계적 연마 공정, 상기 패턴이 형성된 반도체 기판의 특정 부위에 불순물을 주입하기 위한 이온주입 공정, 상기 반도체 기판에 대한 세정 및 건조 공정 등으로 이루어진다.The fab process may include forming a film on a semiconductor substrate, a photolithography process of forming a photoresist pattern on the semiconductor substrate on which the film is formed, and etching the film to form an electrical pattern on the semiconductor substrate on which the photoresist pattern is formed. Process, chemical mechanical polishing process to planarize the semiconductor substrate on which the film or pattern is formed, ion implantation process to inject impurities into a specific portion of the semiconductor substrate on which the pattern is formed, cleaning and drying process on the semiconductor substrate, etc. Is done.

상기 막 형성 공정을 수행하는 장치는 공정 챔버와 반도체 기판이 놓여지는 서셉터와 히터 및 공정 가스 제공부 등을 구비한다. 상기 서셉터에 놓여지는 반도체 기판에 막을 증착하는 장치에 관한 일 예는 미합중국 특허 제5,510,297호(issued to Telford, et al.)와 미합중국 특허 제5,565,382호(issued to Tseng, et al.)에 개시되어 있다. 그리고, 상기 막 형성 공정에 사용되는 히터 시스템에 대한 일 예가 미합중국 특허 제5,294,778호(issued to Carman, et al.)에 개시되어 있고, 웨이퍼를 가열하기 위한 히터 블록(heater block)에 대한 일 예가 미합중국 특허 제6,207,932호(issued to Yoo)에 개시되어 있다.The apparatus for performing the film forming process includes a susceptor on which a process chamber and a semiconductor substrate are placed, a heater, a process gas providing unit, and the like. An example of an apparatus for depositing a film on a semiconductor substrate placed on the susceptor is disclosed in US Pat. No. 5,510,297 (issued to Telford, et al.) And US Pat. No. 5,565,382 (issued to Tseng, et al.). have. In addition, an example of a heater system used in the film forming process is disclosed in US Pat. No. 5,294,778 (issued to Carman, et al.), And an example of a heater block for heating a wafer is disclosed in the US. Patent 6,207,932 issued to Yoo.

도 1은 종래의 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional film forming apparatus.

도 1을 참조하면, 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정이 수행되는 챔버(100) 내부에는 반도체 기판(10)이 놓여지는 서셉터(102)가 구비되고, 서셉터(102)의 하부에는 반도체 기판(10)을 가열하기 위한 히터(104)가 구비된다. 히터(104)는 챔버 내부에 구비되는 제1절연링(106)에 의해 지지되고, 서셉터(102)는 챔버(100) 내부에 구비되는 제2절연링(108)에 의해 지지된다. 서셉터(102)와 제2절연링(108) 사이에는 클램프(110)가 개재되고, 서셉터(102)와 클램프(110) 및 제2절연링(108)을 관통하여 체결용 나사(112)가 체결된다. 챔버(100) 내부에는 제1절연링(106)과 제2절연링(108)을 지지하기 위한 지지부(114)가 형성되어 있다. 한편, 반도체 기판(10)이 놓여지는 서셉터(102)의 제1면에 수직하는 서셉터(102)의제2면을 따라 반도체 기판(10)을 로딩 및 언로딩하는 다수개의 리프트 핑거(lift finger,116)가 구비되며, 리프트 핑거(116)의 하부에는 리프트 핑거(116)를 상하 구동하기 위한 리프트 벨로우즈(118)가 연결되어 있다.Referring to FIG. 1, a susceptor 102 in which a semiconductor substrate 10 is placed is provided in a chamber 100 in which a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate 10 is performed. A heater 104 for heating the semiconductor substrate 10 is provided below. The heater 104 is supported by the first insulating ring 106 provided in the chamber, and the susceptor 102 is supported by the second insulating ring 108 provided in the chamber 100. A clamp 110 is interposed between the susceptor 102 and the second insulating ring 108, and the fastening screw 112 passes through the susceptor 102, the clamp 110, and the second insulating ring 108. Is fastened. The support part 114 for supporting the first insulating ring 106 and the second insulating ring 108 is formed in the chamber 100. Meanwhile, a plurality of lift fingers for loading and unloading the semiconductor substrate 10 along the second surface of the susceptor 102 perpendicular to the first surface of the susceptor 102 on which the semiconductor substrate 10 is placed. , 116 is provided, and a lift bellows 118 for driving the lift finger 116 up and down is connected to the lower part of the lift finger 116.

챔버(100)의 상측 부위에는 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하기 위한 가스를 제공하는 샤워 헤드(120)가 구비된다. 도시되지는 않았지만, 샤워 헤드(120)의 상부는 가스 제공부와 연결된다. 샤워 헤드(120)에는 챔버(100) 내부로 제공되는 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 고주파 전원(122)이 연결되어 있다. 한편, 챔버(100)의 하부에는 막 형성 공정의 진행 도중에 발생하는 반응 부산물 및 미반응 가스를 배출하기 위한 배기구(124)가 형성되어 있다.An upper portion of the chamber 100 is provided with a shower head 120 that provides a gas for forming a film on the semiconductor substrate 10. Although not shown, the upper portion of the shower head 120 is connected to the gas providing unit. The shower head 120 is connected to a high frequency power source 122 for forming a gas provided into the chamber 100 in a plasma state. Meanwhile, an exhaust port 124 is formed below the chamber 100 to discharge reaction by-products and unreacted gas generated during the film forming process.

한편, 반도체 기판(10)이 놓여지는 서셉터(102)의 제1면(102a)과 수직하는 제2면(102b)에는 서셉터(102)의 온도를 측정하기 위한 열전대(130)가 장착되는 제1홈(102d)이 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바에 의하면, 서셉터(102)의 제2면(102b)에 형성된 제1홈(102d)은 반도체 기판(10)이 놓여지는 서셉터(102)의 제1면(102a)과 평행하게 서셉터(102)의 중앙 부위를 향해 연장되어 있다. 서셉터(102)의 일측에는 열전대(130)를 보호하기 위한 보호구(132)가 열전대(130)를 감싸도록 구비되며, 그 재질은 알루미나로 이루어진다. 서셉터(102)의 제1면(102a)의 반대쪽 제3면(102c)에는 서셉터(102)를 접지시키기 위한 접지 라인(134)이 결합되는 제2홈(102e)이 형성되어 있다.Meanwhile, a thermocouple 130 for measuring the temperature of the susceptor 102 is mounted on the second surface 102b perpendicular to the first surface 102a of the susceptor 102 on which the semiconductor substrate 10 is placed. The first groove 102d is formed. As shown in FIG. 2, the first groove 102d formed in the second surface 102b of the susceptor 102 may have a first surface 102a of the susceptor 102 on which the semiconductor substrate 10 is placed. It extends in parallel toward the central portion of the susceptor 102. One side of the susceptor 102 is provided with a protective device 132 for protecting the thermocouple 130 to surround the thermocouple 130, the material is made of alumina. The second groove 102e to which the ground line 134 for grounding the susceptor 102 is coupled is formed at the third surface 102c opposite the first surface 102a of the susceptor 102.

한편, 서셉터(102)의 제1면(102a)에는 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 다수개의 핀(126)이 구비되며, 반도체 기판(10)과 서셉터(102)의 제1면(102a) 사이에는 소정의 갭이 형성된다. 즉, 반도체 기판(10)은 서셉터(102)의 제1면(102a)과 접촉되어 직접적으로 가열되지 않고, 상기 갭만큼 이격되어 서셉터(102)의 복사열에 의해 가열된다.On the other hand, the first surface 102a of the susceptor 102 is provided with a plurality of pins 126 for supporting the semiconductor substrate 10, and the first surface of the semiconductor substrate 10 and the susceptor 102 ( A predetermined gap is formed between the 102a). That is, the semiconductor substrate 10 is not directly heated in contact with the first surface 102a of the susceptor 102, but is heated by the radiant heat of the susceptor 102 spaced apart by the gap.

상기와 같은 구성을 갖는 막 형성 장치를 사용하여 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하는 공정을 수행하는 경우, 플라즈마 상태로 형성된 가스는 반도체 기판(10)과 서셉터(102) 사이의 갭과, 서셉터(102)의 제1홈(102d)과 열전대(130) 사이로 유입된다. 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하는 공정을 다수의 반도체 기판에 대하여 장시간 수행할 경우 상기 플라즈마로 형성된 가스는 서셉터(102)의 제1면(102a)을 마모시키게 되고, 서셉터(102)의 제1홈(102d) 또는 제2홈(102e)을 노출시킨다. 이때, 통상적으로 제2홈(102e)과 제1면(102a) 사이의 두께(t2)가 제1홈(102d)과 제1면(102a) 사이의 두께(t1)보다 작기 때문에 제2홈(102e)이 먼저 노출된다. 상기와 같이 제2홈(102e)이 노출될 경우 제2홈(102e)을 통해 하부의 히터(104) 부위로 플라즈마가 유입되어 장치에 치명적인 손상을 입히게 된다.In the case of performing a process of forming a film on the semiconductor substrate 10 using the film forming apparatus having the above configuration, the gas formed in the plasma state may include a gap between the semiconductor substrate 10 and the susceptor 102; It is introduced between the first groove 102d of the susceptor 102 and the thermocouple 130. When a process of forming a film on the semiconductor substrate 10 is performed for a plurality of semiconductor substrates for a long time, the gas formed by the plasma wears the first surface 102a of the susceptor 102, and the susceptor 102 The first groove 102d or the second groove 102e. In this case, the thickness t2 between the second groove 102e and the first surface 102a is typically smaller than the thickness t1 between the first groove 102d and the first surface 102a. 102e) is exposed first. When the second groove 102e is exposed as described above, plasma is introduced into the heater 104 in the lower portion through the second groove 102e, thereby causing a fatal damage to the device.

한편, 제1홈(102d)과 열전대(130) 사이로 상기 플라즈마로 형성된 가스가 장시간 유입될 경우 열전대(130)와 제1홈(102d)의 내측벽 사이에 부착되어 열전대(130)를 파손시키거나 열전대(130)가 제1홈(102d)으로부터 분리되지 않도록 열전대(130)를 고착시킨다. 상기와 같이 열전대(130)가 서셉터(102)에 고착되는 문제가 발생할 경우 열전대(130)의 파손뿐만 아니라 서셉터(102) 자체를 교환해야 하는 문제점이 발생한다.On the other hand, when the gas formed by the plasma flows between the first groove 102d and the thermocouple 130 for a long time is attached between the thermocouple 130 and the inner wall of the first groove 102d to damage the thermocouple 130 or The thermocouple 130 is fixed so that the thermocouple 130 is not separated from the first groove 102d. When the thermocouple 130 is fixed to the susceptor 102 as described above, a problem arises in that the susceptor 102 itself needs to be replaced, as well as the breakdown of the thermocouple 130.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 가스에 의한 서셉터 손상을 최소화한 막 형성 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a film forming apparatus which minimizes susceptor damage by a gas for forming a film on a semiconductor substrate.

도 1은 종래의 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a conventional film forming apparatus.

도 2는 도 1에 도시한 서셉터를 설명하기 위한 부분 단면도이다.FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining the susceptor shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.3 is a schematic diagram illustrating a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 서셉터와 히터를 설명하기 위한 부분 단면 사시도이다.4 is a partial cross-sectional perspective view for explaining the susceptor and the heater shown in FIG. 3.

도 5는 도 3에 도시한 서셉터를 설명하기 위한 부분 단면도이다.FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the susceptor shown in FIG. 3.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 반도체 기판200 : 챔버10: semiconductor substrate 200: chamber

202 : 서셉터204 : 히터202: susceptor 204: heater

206 : 제1절연링208 : 제2절연링206: first insulating ring 208: second insulating ring

216 : 리프트 핑거226 : 핀216: lift finger 226: pin

218 : 리프트 핑거 벨로우즈220 : 샤워 헤드218: lift finger bellows 220: shower head

230 : 열전대232 : 고정 부재230: thermocouple 232: fixed member

234 : 접지 라인234: ground line

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스가 제공되고, 상기 가스를 이용하여 기판 상에 막을 형성하기 위한 챔버와, 상기 챔버 내부에 구비되고, 상기 기판을 가열하기 위한 히터와, 상기 히터의 상부에 구비되고, 상기 기판을 지지하기 위한 서셉터와, 상기 기판을 지지하는 상기 서셉터의 제1면과 수직하는 상기 서셉터의 제2면으로부터 상기 서셉터의 내부로 상기 제1면과 평행하게 연장되는 제1홈에 장착되고, 상기 서셉터의 온도를 측정하기 위한 열전대와, 상기 열전대를 감싸도록 구비되어 상기 제1홈에 결합되고, 상기 가스가 상기 제1홈과 상기 열전대 사이로 유입되는 것을 방지하며, 상기 서셉터에 상기 열전대를 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is provided with a gas, a chamber for forming a film on the substrate using the gas, provided in the chamber, a heater for heating the substrate, and an upper portion of the heater And a susceptor for supporting the substrate and a second surface of the susceptor perpendicular to the first surface of the susceptor for supporting the substrate, in parallel to the first surface of the susceptor. It is mounted in the first groove extending, the thermocouple for measuring the temperature of the susceptor, and is provided to surround the thermocouple coupled to the first groove, the gas is introduced between the first groove and the thermocouple And a fixing member for fixing the thermocouple to the susceptor.

상기 고정 부재는 상기 서셉터와 동일한 재질로 이루어지며, 나사 결합 방식으로 상기 서셉터에 결합된다. 따라서, 히터로부터 제공되는 열에 의한 팽창에 따른 파손 문제가 해결되며, 나사 결합 방식에 의해 결합되므로 상기 제1홈과 열전대 사이로 상기 가스가 유입되지 않는다.The fixing member is made of the same material as the susceptor and is coupled to the susceptor in a screwing manner. Therefore, the problem of breakage due to expansion due to heat provided from the heater is solved, and the gas is not introduced between the first groove and the thermocouple because it is coupled by a screw coupling method.

한편, 상기 히터와 인접하는 상기 서셉터의 제3면에는 상기 서셉터를 접지시키기 위한 접지 라인이 연결되는 제2홈이 형성되어 있으며, 상기 제1면과 상기 제2홈 사이의 두께는 상기 제1면과 상기 제1홈 사이의 두께와 동일하게 형성된다. 따라서, 상기 가스에 의해 상기 서셉터의 제1면이 마모되는 경우, 상기 제1면과 제2홈 사이의 두께가 상기 제1면과 상기 제1홈 사이의 두께와 동일하므로 상기 제1홈과 제2홈이 거의 동일하게 상기 마모에 의해 노출된다. 따라서, 상기 마모에 대한 서셉터의 수명이 연장된다. 즉, 상기 제1면과 제1홈 사이와, 제1면과 제2홈 사이의 두께가 다른 경우, 제1면 마모에 의해 어느 하나라도 노출될 경우 서셉터를 사용할 수 없다. 따라서, 상기 제1면과 제1홈 사이와, 제1면과 제2홈 사이의 두께를 동일하게 함으로서 상기와 같은 불합리함이 제거된다.The third surface of the susceptor adjacent to the heater is provided with a second groove to which a ground line for grounding the susceptor is connected, and a thickness between the first surface and the second groove is defined by the third groove. It is formed to be equal to the thickness between the first surface and the first groove. Therefore, when the first surface of the susceptor is worn by the gas, the thickness between the first surface and the second groove is the same as the thickness between the first surface and the first groove, The second groove is exposed by the wear almost equally. Thus, the life of the susceptor against such wear is extended. That is, when the thickness between the first surface and the first groove and the first surface and the second groove are different, the susceptor cannot be used when any one of them is exposed by the wear of the first surface. Therefore, the above irrationality is eliminated by equalizing the thickness between the first surface and the first groove and between the first surface and the second groove.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 막 형성 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 4는 도 3에 도시한 서셉터 및 히터를 설명하기 위한 부분 단면 사시도이다.3 is a schematic diagram illustrating a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a partial cross-sectional perspective view illustrating the susceptor and the heater shown in FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 도시된 막 형성 장치는 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 프로세싱 공간을 제공하는 챔버(200)와, 챔버(200) 내부에 구비되어 반도체 기판(10)을 지지하는 서셉터(202)와, 서셉터(202)의 하부에 구비되어 반도체 기판(10)을 가열하기 위한 열을 제공하는 히터(204)와, 상기 막을 형성하기 위한 가스를 제공하는 샤워 헤드(220)를 구비한다.3 and 4, the illustrated film forming apparatus includes a chamber 200 that provides a processing space for forming a film on a semiconductor substrate, and is provided inside the chamber 200 to support the semiconductor substrate 10. A susceptor 202, a heater 204 provided under the susceptor 202 to provide heat for heating the semiconductor substrate 10, and a shower head 220 for providing a gas for forming the film. It is provided.

히터(204)는 챔버(200) 내부에 구비되는 제1절연링(206)에 의해 지지되고, 서셉터(202)는 챔버(200) 내부에 구비되는 제2절연링(208)에 의해 지지된다. 서셉터(202)와 제2절연링(208) 사이에는 클램프(210)가 개재되고, 서셉터(202)와 클램프(210) 및 제2절연링(208)을 관통하여 체결용 나사(212)가 체결된다. 챔버(200) 내부에는 제1절연링(206)과 제2절연링(208)을 지지하기 위한 지지부(214)가 형성되어 있다. 서셉터(202)의 제1면에는 반도체 기판(10)이 놓여지고, 서셉터(202)의 제1면과 수직하는 제2면을 따라 반도체 기판(10)을 로딩 및 언로딩하는 다수개의 리프트 핑거(216)가 구비되며, 리프트 핑거(216)의 하부에는 리프트 핑거(216)를 상하 구동하기 위한 리프트 벨로우즈(218)가 연결된다.The heater 204 is supported by the first insulating ring 206 provided in the chamber 200, and the susceptor 202 is supported by the second insulating ring 208 provided in the chamber 200. . A clamp 210 is interposed between the susceptor 202 and the second insulating ring 208, and passes through the susceptor 202, the clamp 210, and the second insulating ring 208 to fasten the screw 212. Is fastened. The support part 214 for supporting the first insulating ring 206 and the second insulating ring 208 is formed in the chamber 200. The first surface of the susceptor 202 is placed on the semiconductor substrate 10, and a plurality of lifts for loading and unloading the semiconductor substrate 10 along a second surface perpendicular to the first surface of the susceptor 202. A finger 216 is provided, and a lift bellows 218 for vertically driving the lift finger 216 is connected to the lower portion of the lift finger 216.

챔버(200)의 상측 부위에는 반도체 기판(10) 상에 막을 형성하기 위한 가스를 제공하는 샤워 헤드(220)가 구비된다. 도시되지는 않았으나, 샤워 헤드(220)의 상부는 상기 가스를 제공하는 가스 제공부와 연결된다. 샤워 헤드(220)에는 챔버 내부로 제공되는 가스를 플라즈마 상태로 형성하기 위한 고주파 전원(222)이 연결되어 있다. 한편 챔버(200)의 하부에는 막 형성 공정의 진행 도중에 발생하는 반응 부산물 및 미반응 가스를 배출하기 위한 배기구(224)가 형성되어 있다.An upper portion of the chamber 200 is provided with a shower head 220 for providing a gas for forming a film on the semiconductor substrate 10. Although not shown, the upper portion of the shower head 220 is connected to the gas providing unit for providing the gas. The shower head 220 is connected to a high frequency power source 222 for forming a gas provided into the chamber in a plasma state. Meanwhile, an exhaust port 224 for discharging the reaction by-product and the unreacted gas generated during the progress of the film forming process is formed in the lower portion of the chamber 200.

도 5는 도 1에 도시한 서셉터를 설명하기 위한 부분 단면도이다.FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the susceptor shown in FIG. 1.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 반도체 기판(10)이 놓여지는 서셉터(102)의 제1면(102a)에는 반도체 기판(10)을 지지하는 다수개의 핀(226)이 구비되어 있고, 서셉터(202)의 제1면(202a)과 수직하는 제2면(202b)에는 서셉터(202)의 온도를 측정하기 위한 열전대(230)가 장착되는 제1홈(202d)이 형성되어 있다. 제1홈(202d)은 서셉터(202)의 제2면(202b)으로부터 서셉터(202)의 제1면(202a)과 평행하게 서셉터(202)의 중앙 부위를 향해 연장되어 있으며, 2단으로 천공된다. 제1홈(202d)의 1단 부위에는 열전대(230)를 고정시키기 위한 고정 부재(232)가 결합될 수 있도록 나사산이 가공되어 있으며, 고정 부재(232)는 열전대(230)를 감싸도록 구비되어 제1홈(202d)의 1단 부위에 나사 결합 방식으로 결합된다.3 to 5, a plurality of pins 226 supporting the semiconductor substrate 10 are provided on the first surface 102a of the susceptor 102 on which the semiconductor substrate 10 is placed. The first groove 202d on which the thermocouple 230 for measuring the temperature of the susceptor 202 is mounted is formed in the second surface 202b perpendicular to the first surface 202a of the acceptor 202. The first groove 202d extends from the second surface 202b of the susceptor 202 toward the center portion of the susceptor 202 in parallel with the first surface 202a of the susceptor 202, 2 Perforated with stage. The first end portion of the first groove 202d is threaded so that the fixing member 232 for fixing the thermocouple 230 is coupled, and the fixing member 232 is provided to surround the thermocouple 230. It is coupled to the first end portion of the first groove 202d by screwing.

서셉터(202)는 흑연(graphite)으로 이루어지며, 고정 부재(232)도 서셉터(202)와 동일하게 흑연으로 이루어진다. 이는 히터(204)에 의해 제공되는 열에 의한 팽창을 고려한 것이다. 즉, 동일한 재질로 구성함으로서, 열팽창의 의한 파손을 방지하고, 항상 일정한 밀봉 효과를 갖도록 하기 위함이다. 여기서, 도시되지는 않았으나, 오-링(O-ring)과 같은 밀봉 부재를 개재할 수도 있다. 따라서, 제1홈(202d)과 열전대(230) 사이로 가스가 유입되는 것을 방지할 수 있다.The susceptor 202 is made of graphite, and the fixing member 232 is made of graphite in the same manner as the susceptor 202. This takes into account the expansion by the heat provided by the heater 204. In other words, by configuring the same material, it is to prevent breakage due to thermal expansion and to always have a constant sealing effect. Although not shown, a sealing member such as an O-ring may be interposed therebetween. Therefore, gas can be prevented from flowing between the first groove 202d and the thermocouple 230.

한편, 히터(204)와 인접하는 서셉터(202)의 제3면(202c) 중앙 부위에는 서셉터(202)를 접지시키기 위한 접지 라인(234)이 연결되는 제2홈(202e)이 형성되어 있다. 제2홈(202e)의 내측벽에는 접지 라인(234)을 결합하기 위한 나사산이 가공되어 있으며, 서셉터(202)의 제1면(202a)과 제2홈(202e) 사이의 두께(t2)는 서셉터(202)의 제1면(202a)과 제1홈(202d) 사이의 두께(t1)와 동일하다. 상기와 같이 서셉터(202)의 제1면(202a)과 제1홈(202d) 사이의 두께(t1)와 제1면(202a)과 제2홈(202e) 사이의 두께(t2)를 동일하게 하는 이유는 서셉터(202)의 제1면(202a) 마모에 의해 제1홈(202d)과 제2홈(202e)이 노출되는 시기를 동일하게 하기 위함이다. 즉, 제1홈(202d)과 제2홈(202e) 중 어느 하나라도 노출되면, 서셉터(202)의 수명이 다한 것이므로 이를 동일하게 함으로서 상기 노출에 대한 서셉터(202)의 수명을 최적화시킬 수 있다.Meanwhile, a second groove 202e is formed at the center of the third surface 202c of the susceptor 202 adjacent to the heater 204 to which the ground line 234 for grounding the susceptor 202 is connected. have. The inner wall of the second groove 202e is machined with a thread for joining the ground line 234, and the thickness t2 between the first surface 202a of the susceptor 202 and the second groove 202e. Is equal to the thickness t1 between the first surface 202a of the susceptor 202 and the first groove 202d. As described above, the thickness t1 between the first surface 202a and the first groove 202d of the susceptor 202 is equal to the thickness t2 between the first surface 202a and the second groove 202e. The reason for this is to make the same timing when the first groove 202d and the second groove 202e are exposed by the wear of the first surface 202a of the susceptor 202. That is, when any one of the first groove 202d and the second groove 202e is exposed, the life of the susceptor 202 is at the end, so by making the same, it is possible to optimize the life of the susceptor 202 for the exposure. Can be.

상기와 같은 증착 장치를 사용하여 반도체 기판 상에 텅스텐 실리사이드 막을 형성하는 공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the process of forming a tungsten silicide film on a semiconductor substrate using the deposition apparatus as described above are as follows.

먼저, 폴리실리콘막이 형성되어 있는 실리콘 웨이퍼 즉, 반도체 기판을 상기 막 형성 장치의 공정 챔버 내부로 이송시키고, 서셉터 상에 형성되어 있는 다수개의 핀에 안착시킨다.First, a silicon wafer on which a polysilicon film is formed, that is, a semiconductor substrate, is transferred into a process chamber of the film forming apparatus and seated on a plurality of fins formed on a susceptor.

이어서, 진공 시스템을 이용하여 공정 챔버 내부의 압력을 약 1.2 torr로 형성하고, 샤워 헤드를 통해 텅스텐 헥사플루오라이드(WF6) 가스와 디클로로실란(SiH2Cl2) 가스를 공정 챔버 내부로 제공하여 상기 폴리실리콘막의 표면에 텅스텐 실리사이드 핵을 형성한다.Then, the pressure inside the process chamber was formed to about 1.2 torr using a vacuum system, and tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas and dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas were supplied into the process chamber through a shower head. A tungsten silicide nucleus is formed on the surface of the polysilicon film.

계속해서, 히터를 이용하여 반도체 기판의 온도를 620℃로 가열시키고, 텅스텐 헥사플루오라이드 가스 13sccm 및 디클로로실란 가스 180sccm를 소정 시간 동안 공정 챔버에 유입하면, 상기 텅스텐 실리사이드 핵을 중심으로 상기 폴리실리콘막의 표면에 텅스텐 실리사이드막(WSix)이 증착된다.Subsequently, when the temperature of the semiconductor substrate is heated to 620 ° C. using a heater, and tungsten hexafluoride gas 13 sccm and dichlorosilane gas 180 sccm are introduced into the process chamber for a predetermined time, the polysilicon film of the polysilicon film A tungsten silicide film WSix is deposited on the surface.

그 후, 스트레스 완화를 위해 모노실란(SiH4) 가스 300sccm을 반응 챔버에 유입하여 약 10초간 포스트-플러싱(post-flushing)을 실시한다.Thereafter, 300 sccm of monosilane (SiH 4 ) gas is introduced into the reaction chamber and post-flushing is performed for about 10 seconds to alleviate stress.

상기와 같이 텅스텐 실리사이드막이 형성된 반도체 기판은 공정 챔버로부터 냉각 챔버로 이송되어 냉각된 후 로드락 챔버를 통해 반출된다. 상기에서는 텅스텐 실리사이드막 형성 과정을 간략하게 설명하였으나, 실제 공정은 보다 세부적인 단계들을 거쳐야하며, 보다 정밀한 공정 변수들에 대한 제어가 요구된다는 것은 당업자라면 충분히 인지할 수 있을 것이다. 또한, 반도체 기판 상에 텅스텐 실리사이드막을 형성하는 공정을 설명하였으나, 상기 막 형성 장치가 텅스텐 실리사이드 막의 형성에 한정되지는 않는다.As described above, the semiconductor substrate on which the tungsten silicide layer is formed is transferred from the process chamber to the cooling chamber, cooled, and then carried out through the load lock chamber. Although the tungsten silicide film formation process has been briefly described above, it will be appreciated by those skilled in the art that the actual process requires more detailed steps and that more precise control of the process parameters is required. In addition, although a process of forming a tungsten silicide film on a semiconductor substrate has been described, the film forming apparatus is not limited to the formation of a tungsten silicide film.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 챔버 내부에는 반도체 기판을 지지하기 위한 서셉터와 반도체 기판을 가열하기 위한 히터가 구비된다. 서셉터의 일측에 형성된 제1홈에는 서셉터의 온도를 측정하기 위한 열전대가 장착되며, 열전대를 감싸도록 구비되며, 열전대를 고정하기 위한 고정 부재가 상기 열전대와 함께 장착된다. 따라서, 상기 제1홈과 열전대 사이로 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 가스가 유입되는 것이 방지된다. 이에 따라, 열전대가 서셉터에 고착되는 현상이 방지되고, 서셉터 및 열전대의 수명이 연장된다.According to the present invention as described above, a susceptor for supporting the semiconductor substrate and a heater for heating the semiconductor substrate are provided in the chamber for forming a film on the semiconductor substrate. The first groove formed on one side of the susceptor is mounted with a thermocouple for measuring the temperature of the susceptor, is provided to surround the thermocouple, and a fixing member for fixing the thermocouple is mounted together with the thermocouple. Thus, gas for forming a film on the semiconductor substrate is prevented from flowing between the first groove and the thermocouple. This prevents the thermocouple from sticking to the susceptor and extends the life of the susceptor and the thermocouple.

한편, 히터와 인접하는 서셉터의 하부면에는 서셉터를 접지시키기 위한 접지 라인이 결합되는 제2홈이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2홈과 서셉터의 상부면 사이의 두께가 상기 제1홈과 서셉터 상부면 사이의 두께와 동일하게 형성되므로 서셉터의 상부면 마모에 의한 서셉터의 수명이 최적화된다.On the other hand, the lower surface of the susceptor adjacent to the heater is formed with a second groove coupled to the ground line for grounding the susceptor. Here, since the thickness between the second groove and the upper surface of the susceptor is formed to be equal to the thickness between the first groove and the susceptor upper surface, the life of the susceptor due to wear of the upper surface of the susceptor is optimized.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (4)

가스가 제공되고, 상기 가스를 이용하여 기판 상에 막을 형성하기 위한 챔버;A chamber provided with a gas, the chamber for forming a film on the substrate using the gas; 상기 챔버 내부에 구비되고, 상기 기판을 가열하기 위한 히터;A heater provided in the chamber and configured to heat the substrate; 상기 히터의 상부에 구비되고, 상기 기판을 지지하기 위한 서셉터;A susceptor provided on an upper portion of the heater to support the substrate; 상기 기판을 지지하는 상기 서셉터의 제1면과 수직하는 상기 서셉터의 제2면으로부터 상기 서셉터의 내부로 상기 제1면과 평행하게 연장되는 제1홈에 장착되고, 상기 서셉터의 온도를 측정하기 위한 열전대; 및A temperature of the susceptor mounted in a first groove extending in parallel with the first surface from the second surface of the susceptor perpendicular to the first surface of the susceptor supporting the substrate to the interior of the susceptor Thermocouple for measuring; And 상기 열전대를 감싸도록 구비되어 상기 제1홈에 결합되고, 상기 가스가 상기 제1홈과 상기 열전대 사이로 유입되는 것을 방지하며, 상기 서셉터에 상기 열전대를 고정시키기 위한 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.It is provided to surround the thermocouple is coupled to the first groove, to prevent the gas from flowing between the first groove and the thermocouple, characterized in that it comprises a fixing member for fixing the thermocouple to the susceptor Film forming apparatus. 제1항에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 서셉터와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.The film forming apparatus of claim 1, wherein the fixing member is made of the same material as the susceptor. 제1항에 있어서, 상기 히터와 인접하는 상기 서셉터의 제3면에는 상기 서셉터를 접지시키기 위한 접지 라인이 연결되는 제2홈이 형성되어 있으며, 상기 제1면과 상기 제2홈 사이의 두께는 상기 제1면과 상기 제1홈 사이의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.The method of claim 1, wherein the third surface of the susceptor adjacent to the heater is formed with a second groove is connected to the ground line for grounding the susceptor, between the first surface and the second groove And the thickness is equal to the thickness between the first surface and the first groove. 제3항에 있어서, 상기 고정 부재 및 상기 접지 라인은 나사 결합 방식으로 상기 서셉터에 결합되는 것을 특징으로 하는 막 형성 장치.4. The film forming apparatus according to claim 3, wherein the fixing member and the ground line are coupled to the susceptor in a screwing manner.
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