KR20040103556A - 반도체 소자 제조에 사용되는 증착 장치 - Google Patents

반도체 소자 제조에 사용되는 증착 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 처리실, 상기 처리실 내에 배치되며 반도체 기판이 놓여지는 서셉터, 상기 처리실 내부를 공정온도로 유지하는 히터, 그리고 상기 반도체 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 가지며, 상기 샤워헤드의 표면은 열이 반사되는 것을 최소화하기 위해 반사방지막으로 코팅된다.
상술한 구조를 가지는 본 발명의 장치에 의하면 일정시간 증착공정이 진행되어 샤워헤드 및 배기플레이트에 반응가스들이 증착되더라도, 처리실 내의 공정온도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 소자 제조에 사용되는 증착 장치{DEPOSITION APPARATUS USED IN MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICES}
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 반도체 기판 상에 소정의 막을 증착하는 증착 장치에 관한 것이다.
최근에 반도체 소자의 제조 기술은 정보 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 집적도, 신뢰도 및 처리 속도 등을 향상시키는 방향으로 발전되고 있다. 반도체 소자는 실리콘 단결정으로부터 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼를 제작하고, 웨이퍼 상에 막을 형성한 후 막을 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.
증착 공정은 웨이퍼 상에 소정의 막을 형성하는 공정으로, 화학 기상 증착법과 원자층 증착법 등이 있다. 화학 기상 증착법은 반응 챔버 내에 두 가지 이상의 반응 가스들을 동시에 공급하여 기상 상태의 반응 가스들 사이의 반응 및 웨이퍼 표면에서의 흡착을 통하여 막을 증착하는 방법이다. 원자층 증착법은 반응 챔버 내로 두 가지 이상의 반응 가스들을 순차적으로 공급하면서 각각의 반응 가스의 분해 및 흡착을 통하여 원자층 단위의 막을 증착하는 방법이다. 원자층 증착법은 일반적인 화학 기상 증착법에 비하여 비교적 낮은 온도에서 보다 우수한 스텝 커버리지를 갖는 박막을 증착시킬 수 있고 원자층 단위로 박막을 제어할 수 있어 나노 스케일의 얇은 박막을 증착하는 데 효과적이다.
이러한 증착공정이 수행되는 장치는 일반적으로 공정챔버 내에 히터를 내장하며 웨이퍼를 지지하는 서셉터와 서셉터 상에 배치된 웨이퍼에 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 가진다. 샤워헤드는 히터로부터 발생되어 서셉터의 상부로 상승되는 열을 다시 공정챔버 내의 하부로 반사시킴으로써 공정챔버 내의 온도가 공정온도로 빠르게 도달되도록 하기 위해 스테인리스 스틸, 인코넬, 또는 알루미늄과 같이 반사율이 높은 물질로 이루어진다. 그러나 일정시간이 경과되면, 샤워헤드에는 반응가스들이 증착되고, 이는 샤워헤드의 열 반사율을 떨어뜨린다. 이로 인해 챔버 내부는 공정온도보다 낮은 온도를 가지게 된다. 따라서 공정온도에 도달되기 위해서는 히터를 높은 온도로 가열하여야 하므로 많은 시간이 소요되며, 이로 인해 장비 가동률이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 일정시간 증착공정이 진행된 후에도 공정챔버 내 공정온도가 균일하게 유지되는 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 증착장치의 개략적인 단면도;
도 2a와 도 2b는 도 1의 샤워헤드와 배기플레이트의 일예를 보여주는 단면도; 그리고
도 3a와 도 3b는 도 1의 샤워헤드와 배기플레이트의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공정챔버 120 : 처리실
140 : 배기실 160 : 서셉터
180 : 히터 200 : 배기플레이트
300 : 샤워헤드 260, 360 : 반사방지막
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 증착 장치는 처리실, 상기 처리실 내에 배치되며 반도체 기판이 놓여지는 서셉터, 상기 처리실 내부를 공정온도로 유지하는 히터, 그리고 상기 반도체 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 가지며, 상기 샤워헤드의 표면은 열이 반사되는 것을 최소화하기 위해 반사방지막으로 코팅된다. 또한 상기 처리실 내에 잔류하는 공정부산물들이 배기되는 배기플레이트가 상기 처리실의 하부에 위치될 수 있으며, 상기 배기플레이트는 열이 반사되는 것을 최소화하기 위해 상기 반사방지막으로 코팅된다. 상기 반사방지막은 산화막이거나 세라믹으로 코팅될 수 있다.
바람직하게는 상기 샤워헤드의 표면이 울퉁불퉁하게 되도록 상기 반사방지막은 상기 배기플레이트에 세라믹 비즈를 분사함으로써 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 증착 장치는 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 소정의 막을 형성하는 장치로, 공정챔버(process chamber)(100), 서셉터(susceptor)(160), 히터(heater)(180), 배기플레이트(exhaust plate)(200), 그리고 샤워헤드(showerhead)(300)를 가진다. 공정챔버(100)는 내부에 웨이퍼(W)를 수용하며 웨이퍼(W) 상에 반응가스의 증착이 진행되는 처리실(process room)(120)과 공정진행 중 처리실(120)에서 발생된 공정부산물의 배기를 위한 공간을 제공하는 배기실(exhaust room)(140)을 가진다. 배기실(140)은 처리실(120)의 하부에 배치되며, 처리실(120)과 배기실(140) 사이에는 배기플레이트(200)가 위치된다. 배기실(140)의 바닥면에는 외부의 배기관(170)이 연결되는 배기포트(142)가 형성되고, 배기관(170)에는 공정챔버(100) 내를 공정압력으로 유지하고 처리실(140) 내의 공정부산물을 강제흡입하기 위해 진공펌프(도시되지 않음)가 연결된다. 배기포트(142)는 배기플레이트(200)에 전체적으로 균일한 흡입력을 제공하기 위해 배기실(140)의 바닥면 중앙에 형성되거나, 이와 달리 바닥면 가장자리에 복수개가 형성될 수 있다.
배기플레이트(200)는 반응가스들이 웨이퍼(W) 상에 전체적으로 균일하게 공급되고, 공정부산물의 배기가 잘 이루어지도록 링형상으로 형성되며, 균등한 간격으로 형성된 배기홀들(222)을 가진다. 그러나 상술한 구조와 달리 공정챔버(100)는 별도의 배기실(140) 및 배기플레이트(200)를 구비하지 않고 처리실(120)의 바닥면에 배기관(170)과 직접 연결되는 적어도 하나의 배기포트(142)가 형성될 수 있다.
처리실(120) 내의 하부에는 웨이퍼(W)가 놓여지는 서셉터(160)가 배치된다. 비록 도시하지는 않았으나 서셉터(160)의 내부에는 이송아암(도시되지 않음)에 의해 처리실(120)로 이송된 웨이퍼를 이송아암으로부터 인계 받고, 이를 서셉터(160)의 상부면으로 안착시키는 리프트 핀들(도시되지 않음)의 이동통로인 홀들이 형성될 수 있다. 서셉터(160)로는 정전기적 인력에 의해 웨이퍼(W)를 유지하는 정전척이 사용될 수 있으며, 이와 달리 서셉터(160)는 기계적인 클램프에 웨이퍼(W)를 고정할 수 있다.
서셉터(160)의 내부에는 히터(180)가 삽입된다. 히터(180)는 웨이퍼(W)를 공정온도로 유지하기 위한 것으로 코일형상으로 형성될 수 있다.
처리실(120) 내의 상부에는 분사부(300)가 설치된다. 분사부(300)로는 원통형의 측면(340)과 복수의 분사공들(322)이 형성된 하부면(320)을 가지며, 그 상부면은 개방된 샤워헤드(showerhead)가 사용될 수 있다. 샤워헤드(300)는 처리실(120)의 상부면(또는 덮개)에 서셉터(160)와 대향되도록 결합되며, 샤워헤드(300)와 처리실(120)의 상부면 사이에는 가스도입공간(150)이 제공된다. 처리실(120)의 상부면 중앙에는 외부의 가스공급관(460)과 연결되는 포트(122)가형성된다. 즉, 가스공급관(460)을 통해 가스도입공간(150)으로 유입된 반응가스는 샤워헤드(300)의 하부면에 형성된 분사공들(322)을 통해 아래로 공급된다.
샤워헤드(300)는 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄(aluminum), 또는 인코넬(inconel)을 재질로 하여 만들어지며, 서셉터(160)와 마주보는 샤워헤드(300)의 표면에는 반사방지막(360)이 코팅된다. 반사방지막(360)은 히터(160)로부터 발생된 열(예컨대, 적외선)이 샤워헤드(300)에 의해 반사되는 것을 방지하기 위한 것이다.
비록 샤워헤드(300)에 의해 열이 반사되면 처리실(120) 내부가 공정온도에 빠르게 도달될 수 있으나 일정시간 공정이 진행된 후에 샤워헤드(300)에 반응가스들이 증착되면, 반사율이 떨어지게 되며 이로 인해 처리실(120) 내의 공정조건(특히, 공정온도)이 변화된다. 반사방지막(360)을 샤워헤드(300)의 표면에 형성함으로써 공정진행 동안에 처리실 내부의 공정온도는 균일하게 유지될 수 있다.
또한, 상술한 배기플레이트(200)는 스테인리스 스틸, 알루미늄, 또는 인코넬을 재질로 하여 만들어진다. 이는 샤워헤드(300)로부터 아래로 반사된 열을 다시 반대방향으로 반사하여 처리실 내의 공정온도에 영향을 미칠 수 있다. 이를 방지하기 위해 배기플레이트(200)의 상부 표면에는 샤워헤드(300)와 동일한 반사방지막(360)이 코팅될 수 있다.
도 2a와 도 2b는 반사방지막(260, 360)이 코팅된 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)의 일예를 보여주는 도면이다. 도 2a와 도 2b를 참조하면, 반사방지막(260, 360)으로 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200) 표면에는 실리콘 옥사이드와 같은 산화막이 코팅될 수 있다. 또는 이와 달리 웨이퍼(W) 상에 증착되는 물질과 동일한 물질을 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200) 표면에 코팅할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 반사방지막(260, 360)이 코팅된 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)의 다른 예를 보여주는 도면이다. 도 3a와 도 3b를 참조하면, 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)는 울퉁불퉁한 표면을 가진다. 이를 위해 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)의 표면에 세라믹 비드(ceramic bead)를 분사함으로써 반사방지막(260, 360)을 코팅한다. 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)의 표면을 울퉁불퉁하게 형성함으로써 히터(180)로부터 발생된 열은 샤워헤드(300)에 의해 난반사되므로 웨이퍼(W)의 온도에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
상술한 구조를 가진 본 발명에 의하면, 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)의 열 반사율이 낮으므로 이들이 공정온도에 미치는 영향은 감소된다. 따라서 샤워헤드(300)와 배기플레이트(200)에 반응가스가 증착되더라도, 공정진행 중 공정조건은 균일하게 유지될 수 있다.
본 발명인 증착장치에 의하면, 일정시간 증착공정이 진행되어 샤워헤드 및 배기플레이트에 반응가스들이 증착되더라고, 처리실 내의 공정온도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 반도체 소자를 제조하기 위한 증착 장치에 있어서,
    처리실과;
    상기 처리실 내에 배치되며 반도체 기판이 놓여지는 서셉터와;
    상기 처리실 내부를 공정온도로 유지하는 히터와; 그리고
    상기 반도체 기판을 향해 반응가스를 분사하는 샤워헤드를 구비하되,
    상기 샤워헤드의 표면은 열이 반사되는 것을 최소화하기 위해 반사방지막으로 코팅된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 증착장치는 상기 처리실 내의 하부에 배치되며 상기 처리실 내에 잔류하는 공정부산물들이 배기되는 배기플레이트를 더 구비하되,
    상기 배기플레이트는 열이 반사되는 것을 최소화하기 위해 상기 반사방지막으로 코팅된 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 반사방지막은 산화막인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 반사방지막은 세라믹인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 샤워헤드의 표면이 울퉁불퉁하게 형성되도록 상기 반사방지막은 상기 샤워헤드에 세라믹 비즈(ceramic beads)를 분사함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100615450B1 (ko) * 2004-12-13 2006-08-28 한국전자통신연구원 임베디드 시스템의 툴체인 구성 및 실행 방법, 그리고 이를이용한 이동 단말 장치
WO2011139039A2 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Jusung Engineering Co., Ltd. Gas discharge unit, manufacturing method for the same, and substrate processing apparatus having the same
KR101426011B1 (ko) * 2008-01-15 2014-08-05 주성엔지니어링(주) 기판처리장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101311362B1 (ko) * 2009-07-02 2013-09-25 주식회사 원익아이피에스 박막증착장치
KR101334643B1 (ko) * 2009-07-02 2013-12-02 주식회사 원익아이피에스 박막증착장치
JP2020033625A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100615450B1 (ko) * 2004-12-13 2006-08-28 한국전자통신연구원 임베디드 시스템의 툴체인 구성 및 실행 방법, 그리고 이를이용한 이동 단말 장치
KR101426011B1 (ko) * 2008-01-15 2014-08-05 주성엔지니어링(주) 기판처리장치
WO2011139039A2 (en) * 2010-05-06 2011-11-10 Jusung Engineering Co., Ltd. Gas discharge unit, manufacturing method for the same, and substrate processing apparatus having the same
WO2011139039A3 (en) * 2010-05-06 2012-01-26 Jusung Engineering Co., Ltd. Gas discharge unit, manufacturing method for the same, and substrate processing apparatus having the same

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