KR20060076346A - 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치 - Google Patents

반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치에 관한 것으로서, 특히 증착 챔버의 상부에 설치되며 구동 전원이 인가되는 상부 챔버와, 증착 챔버의 하부에 설치되어 구동 전원이 인가되며 웨이퍼가 안착되는 정전기 척과, 증착 챔버 내 측벽에 수평면에 대해 일정 간격으로 배치되며 화학기상증착용 소오스 가스를 분사하는 다수개의 가스 분사용 인젝터와, 다수개의 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 각도 조정 수단과, 고밀도 플라즈 화학기상증착 장치를 제어하되, 각도 조정 수단을 통해 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 제어 수단을 구비하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치에 관한 것이다.
고밀도 플라즈마 화학기상증착, 인젝터, 각도

Description

반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치{High density plasma CVD system for semiconductor process}
도 1은 종래 기술에 의한 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 종래 기술에 의해 고정된 가스 분사용 인젝터와 본 발명에 따라 각도가 변화되는 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치
120 : 하부 챔버 130 : 상부 챔버
140 : 정전척 150 : 웨이퍼
160 : 다수개의 가스 분사용 인젝터
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조용 고밀도 플라즈마(HDP :High Density Plasma) 화학기상증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 고집적화에 따라서 STI(Shallow Trench Isolation) 등의 소자 분리공정 및 층간절연막 구조에서 점점 더 정교한 임계 치수 및 높은 종횡비가 요구되고 있다. 이때, 반도체 소자의 제조공정에서 발생한 단차를 평탄화하기 위해 사용되는 물질은 BPSG막, 화학기상증착 방식에 의해 형성된 USG 및 고밀도 플라즈마 화학기상증착막 등이 있다. 상기 고밀도 플라즈마 화학기상증착막을 형성하기 위한 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 증착과 식각 공정이 동시에 진행되면서 막을 형성한다.
현재 반도체 소자를 제조하는 과정에서 발생한 단차를 갭필(gap fill)하는 물질로 가장 선호되고 있는 막질은 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치로 증착한 막이다.
도 1은 종래 기술에 의한 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치(10)는 증착 챔버, 정 전척(ESC chuck)(40) 및 다수개의 가스 분사용 인젝터(60)로 구성된다.
증착 챔버는 상부(upper) 챔버(30)와 하부(lower) 챔버(20)로 이루어져 있다. 상부 챔버(30)는 돔(dome) 형태로 되어 있으며, 낮은 주파수 전원이 인가된다. 하부 챔버(20)에는 웨이퍼(50)가 놓여지는 정전척(40)이 위치하고 있으며, 정전척(40)에는 바이어스 전원(bias power)으로써 사용되는 높은 주파수(high frequence) 전원이 인가된다.
다수개의 가스 분사용 인젝터(60)는 증착 챔버내 측벽에 설치되며, 정전척(40)의 둘레를 따라 일정 간격으로 8개 또는 24개 정도 설치된다. 그리고 가스 분사용 인젝터(60)는 정전척(40) 상에 놓여지는 웨이퍼(50)의 상부로 화학기증착 공정을 위한 임의의 가스(예를 들어, SiH4 가스)를 분사한다.
이와 같이 구성된 종래 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 상부 챔버(30)에 낮은 주파수 전원을 인가하고 정전척(40)에 높은 주파수 전원을 인가한다. 그리고 다수개의 가스 분사용 인젝터(60)를 통해 챔버 내부로 화학기상증착용 소오스 가스를 분사한다.
그러면 상부 챔버(30)에 가해진 낮은 주파수 전원에 의해 가스 분사용 인젝터(60)를 통해 챔버 내부로 분사된 가스들이 플라즈마 상태로 된다. 그리고 정전척(40)에 가해진 높은 주파수 전원에 의해 플라즈마 상태로 된 이온들이 웨이퍼(50) 표면에서 증착된다.
도 2는 종래의 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다수개의 가스 분사용 인젝터(60)는 수평면, 즉 정전척에 대해 45ㅀ로 기울어진 상태로 챔버내 측벽에 고정되어 있기 때문에 인젝터(60)와 인접한 웨이퍼 부분에서는 절연막이 두껍게 증착되는 반면에, 웨이퍼 중앙과 가장자리에는 상대적으로 얇게 증착되는 문제점이 있었다. 이러한 경우, 증착 대상의 절연막 두께의 균일도가 기존 PECVD 방식보다 HDP 방식이 더 나빠지게 된다.
이와 같이 고밀도 플라즈마 화학기상증착에 의한 절연막 증착시에 웨이퍼 센터가 두껍게 또는 얇게, 비대칭적으로 증착 두께가 균일하지 않게 되면, 후속 화학기계적연마(CMP : Chemical Mechanical Polishing) 공정에서 연마 균일도가 저하되는 문제점이 유발된다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 후속 화학적기계적연마 공정의 식각률 특성에 맞추어 가스 분사용 인젝터의 각도를 변경함으로써 웨이퍼 표면에 증착되는 절연막의 두께를 웨이퍼 위치에 따라 조절할 수 있는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치에 있어서, 증착 챔버의 상부에 설치되며 구동 전원이 인가되는 상부 챔버와, 증착 챔버의 하부에 설치되어 구동 전원이 인가되며 웨이퍼가 안착되는 정전기 척과, 증착 챔버내 측벽에 수평면에 대해 일정 간격으로 배치되며 화학기상증착용 소오스 가스를 분사하는 다수개의 가스 분사용 인젝터와, 다수개의 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 각도 조정 수단과, 고밀도 플라즈 화학기상증착 장치를 제어하되, 각도 조정 수단을 통해 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 제어 수단을 구비한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치(100)는 증착 챔버, 정전척(ESC chuck)(140) 및 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)로 구성된다.
증착 챔버는 상부 챔버(130)와 하부 챔버(120)로 이루어져 있다. 상부 챔버(130)는 돔 형태로 되어 있으며, 낮은 주파수 전원이 인가된다. 하부 챔버(120)에는 웨이퍼(150)가 안착되는 정전척(140)이 위치하고 있으며, 정전척(140)에는 바이 어스 전원으로써 사용되는 높은 주파수 전원이 인가된다.
다수개의 가스 분사용 인젝터(160)는 증착 챔버내 측벽에 설치되며, 정전척(140)의 둘레를 따라 일정 간격으로 8개 또는 24개정도 설치된다. 그리고 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)는 정전척(140) 상에 놓여지는 웨이퍼(150)의 상부로 화학기상증착 공정을 위한 임의의 가스(예를 들어, SiH4 가스)를 분사한다.
본 발명에 따른 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)는 수평면, 즉 정전척(140)의 표면에 대해 0ㅀ∼90ㅀ각도가 조정된다.
본 발명의 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 가스 분사용 인젝터(160)의 각도를 조정하는 각도 조정 수단(170)을 더 포함하는데, 예를 드어 스텝핑 모터에 의해 가스 분사용 인젝터(160)의 경사 각도가 조정이 된다.
또 본 발명의 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 입력 수단(190)을 통해 입력된 증착 공정의 작동 신호, 제어 명령에 따라 각도 조정 수단(170)을 구동하여 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)의 경사 각도를 45ㅀ미만, 또는 45ㅀ이상으로 조정하고, 상부 챔버(130) 및 하부 챔버(120)에 각각 구동 전원을 인가하여 증착 공정을 수행하도록 제어하는 제어 수단(180)을 포함한다.
게다가 본 발명의 제어 수단(180)은 입력 수단(190)으로부터 입력 또는 기설정된 값에 따라 각도 조정 수단(170)을 조정하여 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)의 각도를 45ㅀ미만으로 낮춤으로써 웨이퍼(150) 중앙 표면에 증착되는 절연막 두께를 얇게 증착한다. 반대로 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)의 각도를 45ㅀ이상으로 높일 경우 웨이퍼(150) 중앙 표면에 증착되는 절연막 두께를 두껍게 증 착할 수 있다.
그러므로 본 발명은 후속 화학적기계적연마 공정의 식각률 특성에 따라 가스 분사용 인젝터(160)의 경사 각도로 조정함으로써 웨이퍼 표면에 증착되는 절연막 두께의 프로파일을 변형할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 다음과 같이 작동한다.
제어 수단(180)은 상부 챔버(130)에 낮은 주파수 전원을 인가하고 정전척(140)에 높은 주파수 전원을 인가한다.
그리고 제어 수단(180)은 입력 수단(190)으로부터 입력되거나 기설정된 각도 조정 값에 따라 각도 조정 수단(170)을 구동한다.
이에 따라 각도 조정 수단(170)의 구동에 따라 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)의 각도가 45ㅀ미만으로 낮추어진다.
제어 수단(180)은 경사 각도가 45ㅀ미만으로 낮추어진 가스 분사용 인젝터(160)를 통해 챔버 내부에 화학기상증착용 소오스 가스(예를 들어 SiH4)를 분사한다.
그러면 상부 챔버(130)에 가해진 낮은 주파수 전원에 의해 가스 분사용 인젝터(160)를 통해 챔버 내부로 분사된 가스들이 플라즈마 상태로 되고, 정전척(140)에 가해진 높은 주파수 전원에 의해 플라즈마 상태로 된 이온들이 웨이퍼(150) 표면에서 증착된다. 이때 가스 분사용 인젝터(160)의 각도가 45ㅀ미만으로 되어 있기 때문에 웨이퍼(150) 중앙의 증착 두께가 얇게 된다.
만약 제어 수단(180)에서 각도 조정 수단(170)을 구동하여 가스 분사용 인젝터(160)의 각도를 45ㅀ이상으로 높일 경우 경사 각도가 45ㅀ이상으로 높아진 가스 분사용 인젝터(160)를 통해 챔버 내부에 소오스 가스가 분사되어 웨이퍼(150) 중앙의 증착 두께가 두껍게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치의 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다수개의 가스 분사용 인젝터(160)는 수평면, 즉 정전척(140)의 표면에 대해 0ㅀ∼90ㅀ각도 범위내에서 조정되기 때문에 후속 화학적기계적연마(CMP) 공정에서 요구하는 증착막의 두께 프로파일에 맞추어 인젝터 각도를 조정하여 증착 두께를 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치는 증착 챔버내 측벽에 설치된 다수개의 가스 분사용 인젝터(160) 각각의 각도를 서로 다르게 조정함으로써 웨이퍼에 증착되는 막의 증착 두께를 웨이퍼 위치에 상관없이 조절할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 종래 기술에 의해 고정된 가스 분사용 인젝터와 본 발명에 따라 각도가 변화되는 가스 분사용 인젝터를 나타낸 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 종래 가스 분사용 인젝터는 45ㅀ의 경사 각도로 고정된다. 하지만 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가스 분사용 인젝터는 0ㅀ∼90ㅀ각도 범위 내에서 경사 각도가 조정되기 때문에 종래보다 챔버 내부로 분사하는 가스 각도가 변형된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 후속 화학적기계적연마 공정의 식각률 특성에 맞추어 가스 분사용 인젝터의 각도를 0-90ㅀ 사이에서 조정함으로써 웨이퍼 표면에 증착되는 절연막 두께를 조절할 수 있다.
또한 본 발명은 가스 분사용 인젝터 각각의 각도를 서로 다르게 조정함으로써 웨이퍼에 증착되는 막의 증착 두께를 웨이퍼 위치에 상관없이 조절할 수 있다.

Claims (6)

  1. 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치에 있어서,
    증착 챔버의 상부에 설치되며 구동 전원이 인가되는 상부 챔버;
    상기 증착 챔버의 하부에 설치되어 구동 전원이 인가되며 웨이퍼가 안착되는 정전기 척;
    상기 증착 챔버내 측벽에 수평면에 대해 일정 간격으로 배치되며 화학기상증착용 소오스 가스를 분사하는 다수개의 가스 분사용 인젝터;
    상기 다수개의 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 각도 조정 수단; 및
    상기 고밀도 플라즈 화학기상증착 장치를 제어하되, 상기 각도 조정 수단을 통해 상기 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 조정하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 다수개의 가스 분사용 인젝터가 모두 동일한 경사 각도가 되도록 상기 각도 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 다수개의 가스 분사용 인젝터가 서로 다른 경사 각도가 되도록 상기 각도 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각도 조정 수단은 상기 다수개의 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 0-90°에서 조정하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 45ㅀ이상으로 높여 웨이퍼 중앙의 증착 두께를 두껍게 제어하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 가스 분사용 인젝터의 경사 각도를 45ㅀ미만으로 낮추어 웨이퍼 중앙의 증착 두께를 얇게 제어하는 반도체 제조용 고밀도 플라즈마 화학기상증착 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008143742A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Lam Research Corporation Variable volume plasma processing chamber and associated methods
WO2016200568A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Applied Materials, Inc. An injector for semiconductor epitaxy growth

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9297072B2 (en) * 2008-12-01 2016-03-29 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus
US20120152900A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for gas delivery into plasma processing chambers
JP5902896B2 (ja) * 2011-07-08 2016-04-13 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP2015201567A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7190894B2 (ja) * 2018-12-21 2022-12-16 昭和電工株式会社 ＳｉＣ化学気相成長装置
JP7330079B2 (ja) * 2019-11-28 2023-08-21 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6230651B1 (en) * 1998-12-30 2001-05-15 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
JP2001023959A (ja) * 1999-07-05 2001-01-26 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理装置
US6638366B2 (en) * 2001-05-15 2003-10-28 Northrop Grumman Corporation Automated spray cleaning apparatus for semiconductor wafers
US20050092245A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-05 Ahn-Sik Moon Plasma chemical vapor deposition apparatus having an improved nozzle configuration
US20050241579A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Russell Kidd Face shield to improve uniformity of blanket CVD processes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008143742A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Lam Research Corporation Variable volume plasma processing chamber and associated methods
WO2016200568A1 (en) * 2015-06-12 2016-12-15 Applied Materials, Inc. An injector for semiconductor epitaxy growth
CN107690487A (zh) * 2015-06-12 2018-02-13 应用材料公司 用于半导体外延生长的注射器

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