KR20040029528A

KR20040029528A - 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리

Info

Publication number: KR20040029528A
Application number: KR1020020059827A
Authority: KR
Inventors: 최규환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-08

Abstract

화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리(wafer supporting assembly)를 제공한다. 본 발명의 일 관점에 의한 웨이퍼 지지 어셈블리는 화학 기상 증착 반응이 수행되는 챔버(chamber) 내에 설치되는 어셈블리 몸체와, 어셈블리 몸체 상에 도입되는 가열부, 및 가열부 상에 도입되어 화학 기상 증착 반응이 수행될 대상인 웨이퍼를 지지하고 화학 기상 증착 반응에 사용되는 반응 가스가 가열부로 유입되는 것을 차단하기 위해서 테두리가 어셈블리 몸체의 측면을 적어도 가리도록 연장된 서셉터(susceptor)를 포함하여 구성된다. 여기서, 서셉터는 대략 30㎜ 정도 길이로 아래로 늘어뜨려 연장된 테두리를 가진다.

Description

화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리{Wafer supporting assembly used in chemical vapor deposition apparatus}

본 발명은 반도체 제조에 이용되는 화학 기상 증착(CVD :Chemical Vapor Deposition) 장비에 관한 것으로, 특히, 서셉터(susceptor)를 포함하는 화학 기상 증착 장비에서 웨이퍼를 지지하는 어셈블리(assembly)에 관한 것이다.

반도체 제조 과정에는 웨이퍼 상에 물질층, 예컨대, 텅스텐층과 같은 금속층을 증착하는 데 CVD 장비를 도입하고 있다. 이러한 CVD 장비의 예로는 제너스 디.시.에스. 7000(GENUS DCS 7000;GENUS 사 제조, 미국 소재) 계열의 CVD 장비를 들 수 있으며, 이러한 GENUS DCS 7000 CVD 장비의 3.9 챔버에는 웨이퍼를 지지하는 데 서셉터가 도입되고 있다.

도 1은 종래의 CVD 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, GENUS DCS 7000 CVD 장비는 공정 챔버 형태로 장비가 구성되고, 챔버, 예컨대, 3.9 챔버에는 웨이퍼(10) 지지를 위한 웨이퍼 지지 어셈블리가 도입된다. 웨이퍼 지지 어셈블리는 기본적으로 어셈블리 몸체(30) 상에 가열부(heater part:40)가 올려지게 도입된다. 가열부(40)는 외측 가열부(41)와 내측 가열부(45)로 나뉘어 도입된다. 이러한 가열부(40) 상에 서셉터(20)가 도입되어 웨이퍼 지지 어셈블리가 구성된다. 물론, 서셉터(20) 상에 올려진 웨이퍼(10) 상에는 반응 가스를 주입하기 위한 샤워헤드(shower head:도시되지 않음)가 도입되어, CVD 장비의 하나의 챔버가 구성되게 된다.

그런데, 현재 GENUS DCS 7000 CVD 장비의 3.9 챔버에 도입되고 있는 서셉터(20)는 그 테두리(25)가 대략 23.7㎜에 불과하게 짧은 형태를 가진다. 이에 따라, 증착 반응, 예컨대, 텅스텐층 증착 반응을 수행할 때, 반응 가스들이 서셉터(20)의 테두리(25)와 어셈블리 몸체(30)와의 사이, 실질적으로 어셈블리 몸체(30)의 테두리 쪽에 도입되는 석영 절연체(35)와의 사이로 유입될 수 있다. 이러한 반응 가스의 원하지 않는 유입에 의해서 가열부(40)에 증착이 심하게 발생하게 된다. 즉, 증착 반응을 위해서 사용될 반응 가스가 내측 및 외측 가열부(45,41)로 원하지 않게 유입되어 가열부(40)에 증착 반응이 발생하게 된다.

이와 같이 원하지 않는 가열부(40)에 증착이 발생하면, 가열부(40)에 자주 아킹(arcing)이 발생하게 되고 가열부(40)의 단락으로 인한 불량이 자주 대량으로발생하게 된다. 따라서, 이러한 불량을 수리하기 위해서는 많은 유지 보수의 노력이 필요하게 되고, 또한, 가열부(40)의 불량으로 인한 교체 부품비의 증가 및 설비 정지에 따른 로스(loss)율이 증가하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 증착 반응이 수행될 때 웨이퍼를 가열하기 위해 도입되는 가열부로 반응 가스가 원하지 않게 유입되는 것을 방지하여 가열부에 원하지 않는 증착 등과 같은 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 서셉터를 포함하는 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리(wafer supporting assembly)를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면들이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 화학 기상 증착 장비의 챔버에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 지지 어셈블리(assembly)를 제공한다.

상기 어셈블리는 화학 기상 증착 반응이 수행되는 챔버 내에 설치되는 어셈블리(assembly) 몸체와, 상기 어셈블리 몸체 상에 도입되는 가열부, 및 상기 가열부 상에 도입되어 상기 화학 기상 증착 반응이 수행될 대상인 웨이퍼를 지지하고 상기 화학 기상 증착 반응에 사용되는 반응 가스가 상기 가열부로 유입되는 것을 차단하기 위해서 테두리가 상기 어셈블리 몸체의 측면을 적어도 가리도록 연장된 서셉터(susceptor)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 서셉터는 대략 30㎜ 정도 길이로 아래로 늘어뜨려 연장된 테두리를 가진다.

본 발명에 따르면, 증착 반응이 수행될 때 웨이퍼를 가열하기 위해 도입되는 가열부로 반응 가스가 원하지 않게 유입되는 것을 방지하여 가열부에 원하지 않는 증착 등과 같은 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 서셉터를 포함하는 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리를 제공할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

본 발명의 실시예에서는 웨이퍼를 지지하는 어셈블리를 구성하는 서셉터의 테두리 부분을 커튼(curtain) 형태로 길게 연장하여 가열부로 반응 가스가 원하지 않게 유입되는 것을 방지하는 바를 제시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 화학 기상 증착 장치의 웨이퍼 지지 어셈블리를 구성하는 서셉터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 도 2의 서셉터를 포함하는 본 발명의 실시예에 의한 화학 기상 증착 장치의 웨이퍼 지지 어셈블리를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 화학 기상 증착 장비는공정 챔버 형태로 장비가 구성되고, 챔버에는 웨이퍼(100) 지지를 위한 웨이퍼 지지 어셈블리가 도입된다. 웨이퍼 지지 어셈블리는 기본적으로 어셈블리 몸체(300) 상에 가열부(400)가 올려지게 구성된다. 가열부(400)는 웨이퍼 지지 어셈블리에 올려지는 웨이퍼(100)에 반응 가스가 제공될 때, 반응 가스의 반응에 요구되는 열 에너지를 제공하기 위해서 구성된다. 필요에 따라, 가열부(400)는 외측 가열부(410)와 내측 가열부(450)로 나뉘어 도입될 수 있다. 이러한 가열부(400) 상에 서셉터(200)가 도입되어 웨이퍼 지지 어셈블리가 구성된다. 서셉터(200)는 웨이퍼(100)와 가열부(400) 사이에 도입되며, 웨이퍼(100)를 실질적으로 지지하게 구성된다. 물론, 서셉터(200) 상에 올려진 웨이퍼(10) 상에는 반응 가스를 주입하기 위한 샤워헤드(도시되지 않음)가 도입되어, CVD 장비의 하나의 챔버가 구성되게 된다.

서셉터(200)는 도 2에 구체적으로 묘사된 바와 같이 테두리가 길게 연장되어 커튼 형태의 테두리부(250)를 구비한다. 이제까지의 GENUS DCS 7000 CVD 장비의 3.9 챔버에 도입되고 있는 서셉터(도 1의 20)는 그 테두리(도 1의 25)가 대략 23.7㎜에 불과하게 짧은 형태를 가지는 반면에 본 발명의 실시예에 따른 테두리부(250)는 대략 30㎜의 길이로 길게 연장되어 커튼 형태로 길게 늘어뜨려진다. 이에 따라, 이러한 테두리부(250)는 도 3에 제시된 바와 같이 어셈블리 몸체(300), 실질적으로, 어셈블리 몸체(300)의 테두리 쪽에 도입되는 석영 절연체(350)의 측부를 가리도록 연장된다. 이와 같이 서셉터(200)의 테두리부(250)가 어셈블리 몸체(300) 또는 석영 절연체(350)의 측부를 가리게 되어, 서셉터(200)와 어셈블리 몸체(300) 사이의 틈으로 반응 가스가 유입되는 것을 충분히 효과적으로 방지한다.

상술한 바와 같이 서셉터(200)와 어셈블리 몸체(300) 사이의 틈으로 반응 가스가 유입되는 것을 충분히 방지할 수 있으므로, 서셉터(200)와 어셈블리 몸체(300) 사이에 도입되는 가열부(400)로 반응 가스가 원하지 않게 유입되는 것이 차단되게 된다. 따라서, 증착 과정 중에 가열부(400)로 반응 가스가 유입될 수 없어, 가열부(400)에 증착 반응이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 즉, 증착 반응을 위해서 사용될 반응 가스가 내측 및 외측 가열부(450,410)로 원하지 않게 유입되어 가열부(400)에 증착 반응이 발생하는 것이 원천적으로 차단된다.

이와 같이 가열부(400)로의 가스 유입이 차단되므로, 가열부(400)에의 증착 발생으로 가열부(400)에 아킹이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 가열부(400)의 단락으로 인한 불량이 발생하는 것을 최대한 방지할 수 있다. 따라서, 불량을 수리한 유지 보수의 노력을 감소시킬 수 있고, 교체 부품비의 증가 및 설비 정지에 따른 로스율의 증가를 방지할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상술한 본 발명에 따르면, 가열부로의 원하지 않는 반응 가스의 유입을 방지하여 가열부에 불량이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 서셉터 구조를 제공할 수 있다.

Claims

화학 기상 증착 반응이 수행되는 챔버 내에 설치되는 어셈블리(assembly) 몸체;

상기 어셈블리 몸체 상에 도입되는 가열부; 및

상기 가열부 상에 도입되어 상기 화학 기상 증착 반응이 수행될 대상인 웨이퍼를 지지하고 상기 화학 기상 증착 반응에 사용되는 반응 가스가 상기 가열부로 유입되는 것을 차단하기 위해서 테두리가 상기 어셈블리 몸체의 측면을 적어도 가리도록 연장된 서셉터(susceptor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장비의 웨이퍼 지지 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 서셉터는 대략 30㎜ 정도 길이로 아래로 늘어뜨려 연장된 테두리를 가지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착의 웨이퍼 지지 어셈블리.