KR20040034907A - 박막 증착 속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학 기상증착 장치. - Google Patents

박막 증착 속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학 기상증착 장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 발생시켜 웨이퍼 또는 기판에 레디칼 증착을 수행하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치에 관한 것으로서, 챔버와 상기 챔버를 외부와 차단하는 상부 플레이트와 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서, 상기 상부 플레이트의 하부에 절연되게 설치되고, 전원이 연결되는 레디칼 발생부 전극판; 상기 상부 플레이트와 상기 레디칼 발생부 전극판을 관통하여 설치된 반응가스 주입관; 반응가스로부터 레디칼을 발생하는 레디칼 발생부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부에 의해 고정 지지되는 레디칼 발생부 플레이트; 원료가스 버퍼부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트로부터 일정 거리 이격되어 설치되고, 전원이 연결되는 플라즈마 발생부 전극판; 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판 사이에 형성된 원료가스 버퍼부에 원료가스를 공급하기 위해, 상기 챔버의 측벽을 관통하여 형성된 원료가스 주입관; 및 상기 레디칼 발생부에서 발생된 레디칼을 상기 챔버내의 히터 상부에 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하여 형성된 다수개의 레디칼 분사용 유도관을 포함하고, 상기 레디칼 발생부 플레이트는 상기 원료가스 버퍼부와 절연부재에 의해 절연되며, 상기 원료가스 버퍼부내의 원료가스를 상기 챔버내의 히터 상부로 공급하기 위해, 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하는 다수 개의 원료가스 분사용 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

박막 증착 속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학 기상 증착 장치.{Chemical Vapor Deposition Apparatus which deposition-speed control is possible}
본 발명은 화학기상증착장치(Chemical Vapor Deposition Apparatus)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레디칼 발생부와 플라즈마 발생부가 서로 분리되어 있는 샤워헤드를 효과적으로 장착하기 위한 화학기상증착장치에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 웨이퍼 또는 기판에 고품질의 박막을 낮은 온도에서 증착하기 위해, 화학기상증착장치는 플라즈마를 발생시켜 원료가스/레디칼을 활성화한 뒤, 웨이퍼 또는 기판에 박막을 증착시킨다.
이하, 첨부된 도 1을 참조하여, 종래의 플라즈마 화학기상증착장치를 간략히 설명한다.
도 1에서, 종래의 화학기상증착장치는 하부에 배기구(100)가 형성된 챔버(101)와, 상기 챔버의 상면에 장착된 샤워헤드와, 상기 샤워헤드에서 발생된 플라즈마와 분사된 가스에 의해 박막이 증착되는 웨이퍼 또는 기판(106)을 지지하고 소정의 열원을 제공하는 히터(107)를 포함하고 있다.
그리고, 상기 화학기상증착장치는 챔버의 상부면의 아래에 일정간격 이격 설치된 플레이트(105)를 포함한다. 이에 따라, 상기 챔버의 상부면과 상기 플레이트(105) 사이에는 일정 공간이 형성되고, 상기 공간이 공정가스 공급부(111)가 된다. 반응가스 주입관(102)과 원료가스 주입관(103)은 상기 챔버의 상면 중앙 내부를 관통하여 상기 공정가스 공급부(111)까지 이르게 된다.
또한, 상기 공정가스 공급부(11)의 공정가스를 챔버 내부로 분사하기 위해 상기 플레이트(105)에는 다수개의 분사홀(104)이 형성되고, 상기 플레이트(105)에 전압을 인가하기 위해 외부 RF 전원(109)과 연결되는 RF 전원 연결부(108)가 상기 플레이트(105)에 연결된다. 한편, 절연부(110)는 상기 플레이트에서 형성되는 전압이 챔버의 측면으로 전도되지 않도록 하기 위해 상기 플레이트(105)와 챔버 내벽 사이에 마련된다.
상기와 같은 구조의 종래 화학기상증착장치는 공정가스 공급부 내에서 원료/반응가스가 혼합된 상태로 챔버 내부로 분사됨으로써, 양이온, 전자, 레디칼 등의 플라즈마 구성입자가 분사홀 내부에서 상호 충돌하거나 분사홀 내벽과 충돌하는 확률 및 횟수가 증가하고, 이에 따라 에너지가 소실되어 플라즈마의 효용성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 종래 화학기상증착장치는 플레이트에 형성된 다수의 분사홀을 통해 원료/반응가스를 챔버 내부로 분사할 때, 상기 분사홀에 유입된 원료가스가 그 내부에서 심하게 와류를 일으켜, 샤워헤드 내부를 오염시키고 다량의 파티클이 발생되는 문제점이 있다.
이러한 이유로 종래의 화학기상증착장치는 소구경 웨이퍼에 박막을 증착시킬 경우, 우수한 막질의 박막을 웨이퍼 전면에 증착시킬 수 있으나, 대구경 웨이퍼의 경우에는 웨이퍼 전면에 균일하게 원료가스가 분사되지 않아 균일한 박막의 형성이 불가능하며, 샤워헤드와 웨이퍼의 거리가 멀어서 원료가스의 증착 효율이 떨어짐으로 인해, 웨이퍼에 고품질의 박막 증착을 하는데 효율이 매우 떨어진다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인이 출원하여 등록된 대한민국 등록특허 제243446호에는 '플라즈마 발생부를 가지는 샤워헤드장치'가 개시되어 있는데, 상기 샤워헤드장치는 상하부에 각각 제1, 2 버퍼부를 형성하여 원료/반응가스가 샤워헤드 내부에서 분리되게 하고, 상기 원료/반응가스를 개별적으로 다른 분사수단을 이용하여 챔버 내부로 분사한다. 또한, 상기 샤워헤드는 제1 버퍼부의 상부면에 전극판을 설치하고, RF 전원 연결부가 상기 전극판에 RF 전압을 인가하여 플라즈마를 발생시켜 상기 제1 버퍼부에서 반응가스의 레디칼을 형성한다. 또한, 플라즈마 유도홀을 이용하여 상기 발생된 플라즈마를 샤워헤드 하부의 일측으로 전달한다.
그런데, 상기 샤워헤드는 하나의 플라즈마 발생수단(하나의 RF 전원 연결부와 RF 전극 연결부 및 전극판)을 이용하여 상기 제1 버퍼부에서만 플라즈마를 발생시킨다. 따라서, 제1 버퍼부에서 형성된 레디칼을 이용하여 낮은 증착 속도로서 원료가스를 증착할 수 있지만, 샤워헤드 하부의 일측에서 챔버 내부로 분사되는 원료가스/레디칼에 대해서는 플라즈마를 발생시키지 않고 반응시켜 증착 공정을 수행한다. 이와 같은 종래의 샤워헤드는 샤워헤드 하부의 일측에서의 원료가스와 레디칼의 반응을 보다 빠르게 하여 높은 증착 속도로서 웨이퍼에 증착하기 어렵고, 우수한 막질 특성을 갖는 박막을 증착하는데 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 레디칼 발생부 전극판과 제1 RF 전원 연결부를 구성하여 샤워헤드 내부에서 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마 발생부 전극판과 제2 RF 전원 연결부를 구성하여 샤워헤드 내부에서 발생된 레디칼을 이용하여 저온에서 낮은 증착 속도로 고품질의 박막을 높은 단차비를 갖는 영역에 증착하고, 샤워헤드 하부의 일측에서 플라즈마를 발생시켜 원료가스/반응가스을 활성화하여 저온에서 높은 증착 속도로 낮은 단차비를 갖는 영역에 박막을 증착할 수 있는 샤워헤드를 장착한 화학기상증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 평판 플라즈마 화학기상증착장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 박막 증착속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 개략도,
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박막 증착속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
202: 반응가스 주입관206: 원료가스 주입관
210: 레디칼 발생부211: 레디칼 발생부 전극판 연결부
212, 222: RF 전극 연결부214: 레디칼 발생부 전극판
218: 레디칼 발생부 플레이트219: 레디칼 분사용 유도관
220: 원료가스 버퍼부221: 플라즈마 발생부 전극판 연결부
224: 플라즈마 발생부 전극판229: 원료가스 분사용 홀
230: 플라즈마 발생부231: 상부 플레이트
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는, 챔버와 상기 챔버를 외부와 차단하는 상부 플레이트와 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서, 상기 상부 플레이트의 하부에 절연되게 설치되고, 전원이 연결되는 레디칼 발생부 전극판; 상기 상부 플레이트와 상기 레디칼 발생부 전극판을 관통하여 설치된 반응가스 주입관; 반응가스로부터 레디칼을 발생하는 레디칼 발생부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부에 의해 고정 지지되는 레디칼 발생부 플레이트; 원료가스 버퍼부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트로부터 일정 거리 이격되어 설치되고, 전원이 연결되는 플라즈마 발생부 전극판; 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판 사이에 형성된 원료가스 버퍼부에 원료가스를 공급하기 위해, 상기 챔버의 측벽을 관통하여 형성된 원료가스 주입관; 및 상기 레디칼 발생부에서 발생된 레디칼을 상기 챔버내의 히터 상부에 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하여 형성된 다수개의 레디칼 분사용 유도관을 포함하고, 상기 레디칼 발생부 플레이트는 상기 원료가스 버퍼부와 절연부재에 의해 절연되며, 상기 원료가스 버퍼부내의 원료가스를 상기 챔버내의 히터 상부로 공급하기 위해, 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하는 다수 개의 원료가스 분사용 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예는, 챔버와 상기 챔버를 외부와 차단하는 상부 플레이트와 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서, 원료가스 버퍼부를 형성하기 위해, 상기 상부 플레이트와 일정 거리 이격되어 설치되고, 전원이 연결되는 레디칼 발생부 전극판; 상기 상부 플레이트를 관통하여 설치된 원료가스 주입관; 반응가스로부터 레디칼을 발생하는 레디칼 발생부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부에 의해 고정 지지되는 레디칼 발생부 플레이트; 상기 레디칼 발생부 플레이트와 절연부재에 의해 절연되도록, 상기 레디칼 발생부 플레이트 하부에 설치되고, 전원이 연결되는 플라즈마 발생부 전극판; 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 레디칼 발생부 전극판 사이에 형성된 레디칼 발생부에 반응가스를 공급하기 위해, 상기 챔버의 측벽을 관통하여 형성된 반응가스 주입관; 및 상기 원료가스 버퍼부에 유입된 원료가스를 상기 챔버내의 히터 상부에 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하여 형성된 다수개의 원료가스 분사용 유도관을 포함하고, 상기 레디칼 발생부 전극판은 절연부재에 의해 상기 원료가스 버퍼부와 절연되며, 상기 레디칼 발생부 내의 레디칼을 상기 챔버내의 히터 상부로 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하는 다수 개의 레디칼 분사용 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 증착속도를 조절하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 단면도이다.
챔버(201)의 상부에 챔버의 일부분으로 형성되도록 상부 플레이트(231)를 설치하여 챔버의 내부를 외부로부터 차단한다. 그리고, 챔버의 내부에 웨이퍼 또는 기판(208, 이하, 웨이퍼라 함)을 지지하고 동시에 원료/반응가스가 상기 웨이퍼에서 활성화되도록 도와주는 히터(209)를 설치한다. 또한, 챔버 내부의 가스를 배출하기 위한 배기구(200)를 상기 챔버의 하부에 설치한다.
레디칼 발생부 전극판(214)은 상기 상부 플레이트(231)의 하부에 설치되는데, 상기 상부 플레이트(231)와 상기 레디칼 발생부 전극판(214)을 절연시키기 위해, 그 사이에 RF 차단부(215)를 마련한다. 또한, 레디칼 발생부 전극판(214)은 챔버의 측벽과도 전기적으로 절연시키기 위해 그 사이에 RF 차단부(216a, 216b)가 마련되어 있다. 한편, 상기 레디칼 발생부 전극판(214)에 전원을 인가하기 위해, 상부 플레이트의 상부 일측에 레디칼 발생부 전극판 연결부(211)를 장착하고, 상부 플레이트(231)를 관통하는 RF 전극 연결부(212)를 통해 상기 레디칼 발생부 전극판(214)과 레디칼 발생부 전극판 연결부(211)를 연결한다. 한편, 상기 RF 전극 연결부의 둘레에는 RF 차단부(213)를 설치하여 상부 플레이트와 절연되도록 한다.
반응가스 주입관(202)은 상부 플레이트(231)와 레디칼 발생부 전극판(214)을 관통하여 설치되는데, 상부 플레이트를 관통하는 부분의 반응가스 주입관(202)의 둘레에는 RF 차단부(205)를 설치하여 절연시킨다. 그리고 상부 플레이트 상부에는 반응가스 주입관(202)을 고정 장착시키기 위한 고정 수단(203)이 설치되는데, 상기 고정수단(203)과 상기 상부 플레이트 사이에는 RF 차단부(204)를 설치한다. 이와 같은 반응가스 주입관(202)과 RF 전극 연결부(212)를 통해 상기 레디칼 발생부 전극판(214)은 지지된다.
레디칼 발생부 플레이트(218)는 상기 레디칼 발생부 전극판(214)과 일정 거리 이격되어 설치된다. 즉, 상기 챔버의 측벽 양측에는 상기 레디칼 발생부 플레이트(218)를 지지하기 위한 연결부(232)가 마련되고, 상기 레디칼 발생부 플레이트(218)는 상기 연결부(232)에 고정 설치된다. 이에 따라, 상기 레디칼 발생부 전극판(214)과 상기 레디칼 발생부 플레이트(218) 사이에는 일정한 공간이 형성되고, 이 공간이 레디칼 발생부(210)로서 작용한다.
플라즈마 발생부 전극판(224)은 상기 레디칼 발생부 플레이트(218)와 일정 거리 이격되어 설치된다. 그리고, 플라즈마 발생부 전극판(224)의 양 측면과 챔버의 측벽 사이에도 RF 차단부(227a, 227b)를 설치하여 상호 절연시킨다. 상기 레디칼 발생부 플레이트(218)와 플라즈마 발생부 전극판(224) 사이에 형성된 공간은 원료가스 버퍼부(220)로서 작용한다. 따라서, 상기 원료가스 버퍼부(220)에 원료 가스를 공급하기 위해, 원료가스 주입관(206)은 챔버의 측면을 관통하여 상기 원료가스 버퍼부(220)에 이르도록 설치된다. 그리고, 상기 레디칼 발생부 플레이트(218) 하부에는 RF 차단부(217)가 설치된다. 이에 따라, 샤워헤드 내부에서는 플라즈마가 발생되지 않으며, 상기 레디칼 발생부에서 형성된 레디칼과 원료가스 버퍼부에 저장된 원료가스가 상호 결합되지 않는다.
한편, 상기 레디칼 발생부(210)에서 형성된 반응가스의 레디칼을 챔버 내부로 분사하기 위해, 다수 개의 레디칼 분사용 유도관(219)이 상기 레디칼 발생부 플레이트(218)로부터 챔버의 상부까지 이르도록 설치된다. 따라서 상기 레디칼 분사용 유도관(219)은 레디칼 발생부 플레이트(218)를 관통하여 원료가스 버퍼부를 경유하고, 플라즈마 발생부 전극판(224)을 관통한다. 또한, 상기 레디칼 분사용 유도관(219)은 그 재질이 절연부재로서, RF를 차단하도록 구성되어 모든 접촉 대상과 절연된다.
또한, 상기 원료가스 버퍼부(220)에 저장된 원료가스를 챔버 내부로 분사하기 위해, 상기 플라즈마 발생부 전극판(224)에는 다수개의 원료가스 분사용 홀(229)이 형성된다. 그리고, 상기 플라즈마 발생부 전극판(224)에 전원을 인가하기 위해, 상부 플레이트의 상부에 플라즈마 발생부 전극판 연결부(221)가 장착된다. 그리고, 상기 플라즈마 발생부 전극판 연결부(221)와 상기 플라즈마 발생부 전극판(224)은 RF 전극 연결부(222)를 통해 연결되고, 상기 RF 전극 연결부(222)의둘레에는 RF 차단부(223)가 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 화학기상증착장치를 사용하여 웨이퍼에 박막을 형성하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
원료가스 주입관(206)을 통해 원료가스를 원료가스 버퍼부(220)에 유입시킨 뒤, 상기 원료가스 버퍼부(220)에서 원료가스의 유량을 조절하면서 소정 시간동안 챔버 내부로 분사를 지연시킨다. 상기 원료가스 버퍼부에서 소정 시간동안 원료가스 분사를 지연시키는 동안, 반응가스 주입관(202)을 통해 반응가스를 레디칼 발생부(210)에 유입시킨다. 이 때, 상기 레디칼 발생부 전극판 연결부를 통해 레디칼 발생부 전극판에 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시켜 반응가스의 레디칼을 형성한다.
일정량의 레디칼이 형성되면, 상기 원료가스 버퍼부에 저장된 원료가스를 원료가스 분사용 홀(229)을 통해 챔버 내부로 분사시킨다. 그리고, 상기 레디칼 발생부에서 형성된 레디칼을 반응가스 분사용 유도관(219)을 통해 챔버 내부로 분사시킨다.
상기 원료가스와 레디칼이 챔버 내부로 분사되는 동안, 플라즈마 발생부 전극 연결부를 통해 플라즈마 발생부 전극판에 전원을 인가하여 샤워헤드 하부의 일측에 플라즈마를 발생시킨다. 상기 샤워헤드 하부에서 발생되는 플라즈마에 의해 상기 공정가스들이 활성화되어 웨이퍼 상에 흡착된다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화학기상증착장치의 개략도이다.
제 2 실시예와 전술한 제 1 실시예를 비교해 보면, 제 2 실시 예에서는 레디칼 발생부 전극판(314)을 상부 플레이트(331)와 일정 거리 이격되게 설치하여, 상기 상부 플레이트(331)와 상기 레디칼 발생부 전극판(314) 사이에 형성된 공간을 원료가스 버퍼부(320)로 사용한다. 또한, 레디칼 발생부 플레이트(318)를 레디칼 발생부 전극판(314)과 일정 거리 이격되게 설치하여, 상기 레디칼 발생부 플레이트(318)와 상기 레디칼 발생부 전극판(314) 사이에 형성된 공간을 반응가스 버퍼부(310)로 사용한다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
레디칼 발생부 전극판(314)은 상부 플레이트(331)와 일정 거리 이격되어 설치된다. 그리고, 상부 플레이트(331)에는 원료가스 주입관(302)이 상부 플레이트를 관통하여 설치된다. 이에 따라, 상기 상부 플레이트와 레디칼 발생부 전극판 사이의 공간은 원료가스 버퍼부(320)로서 작용한다. 한편, 상기 레디칼 발생부 전극판(314)의 상부에는 RF 차단부(315)를 설치하여, 레디칼 발생부 전극판에 인가된 전원이 원료가스 버퍼부에 영향을 주지 않도록 한다. 또한, 상기 원료가스 버퍼부의 양 측면에는 RF 차단부(316a, 316b)를 설치하여 원료가스 버퍼부와 챔버의 측면이 상호 절연되도록 한다. 한편, 상기 레디칼 발생부 전극판(314)에 전원을 인가하기 위해, 상부 플레이트의 상부에 마련된 레디칼 발생부 전극판 연결부(311)와 레디칼 발생부 전극판을 RF 전극 연결부(312)를 통해 연결한다. 상기 RF 전극 연결부(312)의 둘레에 RF 차단부(313)가 설치된다.
레디칼 발생부 플레이트(318)는 상기 레디칼 발생부 전극판(314)과 일정 거리 이격되어 설치된다. 즉, 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부(317)가 챔버 측면에 고정 설치되고, 상기 레디칼 발생부 플레이트(318)는 상기 연결부(317)에 고정 설치된다. 이에 의해, 레디칼 발생부 플레이트(318)는 레디칼 발생부 전극판(314)과 일정 거리 이격된 상태에서 챔버 내에 고정 지지된다. 상기 연결부(317)는 하나의 와이어 형태로서 상기 레디칼 발생부 플레이트에 대한 접지선과 같은 역할도 함께 수행한다. 상기 레디칼 발생부 전극판(314)과 레디칼 발생부 플레이트(318) 사이에 형성된 공간은 레디칼 발생부(310)로서 작용하는데, 이를 위해, 반응가스 주입관(306)이 챔버의 측면을 관통하여 레디칼 발생부(310)까지 이르도록 설치된다. 반응가스 주입관(306)은 고정 수단(307)에 의해 고정 지지된다.
플라즈마 발생부 전극판(324)은 상기 레디칼 발생부 플레이트(318) 하부에 설치되는데, 상기 레디칼 발생부 플레이트(318)와 플라즈마 발생부 전극판(324) 사이에 RF 차단부(328)를 마련하여 플라즈마 발생부 전극판과 레디칼 발생부 플레이트를 절연시킨다. 그리고, 상기 플라즈마 발생부 전극판(324)에 전원을 인가하기 위해, 상부 플레이트에 마련된 플라즈마 발생부 전극판 연결부(321)와 플라즈마 발생부 전극판(324)을 RF 전극 연결부(322)를 통해 연결하고, 상기 RF 전극 연결부(322)의 둘레에 RF 차단부(323)를 설치한다.
한편, 상기 원료가스 버퍼부(320)에 저장된 원료가스를 챔버 내부로 분사하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판(314)을 관통하여 챔버 하부까지 이르는 원료가스 분사용 유도관(319)이 다수개 마련된다. 즉, 상기 원료가스 분사용 유도관(319)은 레디칼 발생부 전극판을 관통하고, 레디칼 발생부를 경유하며, 레다칼 발생부 플레이트와 플라즈마 발생부 전극판(324)을 관통하여 설치된다. 더욱이, 상기 원료가스 분사용 유도관(319)은 그 재질이 절연부재로서, RF를 차단하도록 구성되어 모든 접촉 대상과 절연된다.
또한, 상기 레디칼 발생부(310)에서 형성된 레디칼을 챔버 내부로 분사하기 위해, 레디칼 분사용 홀(329)이 상기 레디칼 발생부 플레이트(318)와 플라즈마 발생부 전극판(324)을 관통하여 형성된다.
위에서 양호한 실시 예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시 예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 샤워헤드 내부와 샤워헤드 하부의 일측(챔버의 내부)에서 2중으로 플라즈마가 발생되고, 샤워헤드 내부에서 레디칼이 형성되며, 샤워헤드 하부의 일측에서 원료가스와 상기 레디칼이 반응되어 챔버 내부로 분사됨으로써, 저온에서 빠른 증착 속도와 우수한 막질 특성을 갖는 박막을 증착할 수 있고, 박막의 증착 속도를 레디칼과 플라즈마를 이용하여 조절할 수 있다.
또한, 샤워헤드 내부에서 레디칼이 형성되어 저온에서 낮은 증착 속도로 높은 단차비를 가질 수 있고, 상기 샤워헤드 하부에서 발생된 플라즈마가 웨이퍼나 기판에 직접 노출됨으로써, 웨이퍼나 기판에 균일한 박막을 형성할 수 있으며, 저온에서 높은 증착 속도로 고품질의 박막을 형성할 수 있고 제품의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 챔버와 상기 챔버를 외부와 차단하는 상부 플레이트와 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서,
    상기 상부 플레이트의 하부에 절연되게 설치되고, 전원이 연결되는 레디칼 발생부 전극판;
    상기 상부 플레이트와 상기 레디칼 발생부 전극판을 관통하여 설치된 반응가스 주입관;
    반응가스로부터 레디칼을 발생하는 레디칼 발생부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부에 의해 고정 지지되는 레디칼 발생부 플레이트;
    원료가스 버퍼부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트로부터 일정 거리 이격되어 설치되고, 전원이 연결되는 플라즈마 발생부 전극판;
    상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판 사이에 형성된 원료가스 버퍼부에 원료가스를 공급하기 위해, 상기 챔버의 측벽을 관통하여 형성된 원료가스 주입관; 및
    상기 레디칼 발생부에서 발생된 레디칼을 상기 챔버내의 히터 상부에 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하여 형성된 다수개의 레디칼 분사용 유도관을 포함하고,
    상기 레디칼 발생부 플레이트는 상기 원료가스 버퍼부와 절연부재에 의해 절연되며,
    상기 원료가스 버퍼부내의 원료가스를 상기 챔버내의 히터 상부로 공급하기 위해, 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하는 다수 개의 원료가스 분사용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  2. 챔버와 상기 챔버를 외부와 차단하는 상부 플레이트와 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서,
    원료가스 버퍼부를 형성하기 위해, 상기 상부 플레이트와 일정 거리 이격되어 설치되고, 전원이 연결되는 레디칼 발생부 전극판;
    상기 상부 플레이트를 관통하여 설치된 원료가스 주입관;
    반응가스로부터 레디칼을 발생하는 레디칼 발생부를 형성하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과 일정 거리 이격되어 설치되고, 상기 챔버의 측면으로부터 연장된 연결부에 의해 고정 지지되는 레디칼 발생부 플레이트;
    상기 레디칼 발생부 플레이트와 절연부재에 의해 절연되도록, 상기 레디칼 발생부 플레이트 하부에 설치되고, 전원이 연결되는 플라즈마 발생부 전극판;
    상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 레디칼 발생부 전극판 사이에 형성된 레디칼 발생부에 반응가스를 공급하기 위해, 상기 챔버의 측벽을 관통하여 형성된 반응가스 주입관; 및
    상기 원료가스 버퍼부에 유입된 원료가스를 상기 챔버내의 히터 상부에 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 전극판과, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하여 형성된 다수개의 원료가스 분사용 유도관을 포함하고,
    상기 레디칼 발생부 전극판은 절연부재에 의해 상기 원료가스 버퍼부와 절연되며,
    상기 레디칼 발생부 내의 레디칼을 상기 챔버내의 히터 상부로 공급하기 위해, 상기 레디칼 발생부 플레이트와 상기 플라즈마 발생부 전극판을 관통하는 다수 개의 레디칼 분사용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레디칼 분사용 유도관은,
    그 재질을 절연부재로 구성하여 접촉 대상과 절연되게 설치된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 원료가스 분사용 유도관은,
    그 재질을 절연부재로 구성하여 접촉 대상과 절연되게 설치된 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
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