KR20060109741A - 반도체 제조 장치의 공정챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤워헤드가 덮개에 설치된 반도체 제조 장치의 공정챔버에 관한 것으로, 본 발명의 공정챔버는 샤워헤드의 온도를 적정하게 유지시켜 샤워헤드의 과도한 온도 상승으로 인한 문제를 해결하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명의 공정챔버는 몸체의 개방된 상면을 개폐하는 덮개의 온도를 낮추기 위한 냉각부재를 구비한다. 덮개에는 기판상으로 가스를 분사하는 샤워헤드가 설치된다. 냉각부재에 의해 덮개의 온도가 떨어지면 샤워헤드의 온도도 함께 떨어지게 된다.

공정챔버, 샤워헤드

Description

반도체 제조 장치의 공정챔버{processing chamber of semiconductor manufacturing apparatus}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정챔버의 단면 구성도;

도 2는 냉각부재가 설치된 공정챔버의 덮개를 보여주는 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

112 : 몸체

114 : 뚜껑

120 : 샤워헤드

130 : 서셉터

150 : 냉각부재

152 : 냉매 공급부

154 : 분사노즐

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 샤워헤드가 덮개에 설치된 공정챔버를 갖는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.

반도체소자를 제조하는 데 사용되는 대부분의 장비들은 고진공 상태에서 소정의 공정을 진행하도록 밀폐된 챔버부를 구비한다. 특히, 식각공정 및 증착공정은 밀폐된 챔버 내에 기판을 로딩시킨 후, 챔버 내에 소정의 가스를 주입시키어 기판 표면과 가스를 서로 화학적으로 반응시킴으로써 이루어진다. 이와 같이 챔버 내에서 이루어지는 화학반응은 고진공 및 소정의 온도 하에서 이루어져야 하며, 챔버 내의 온도를 일정하게 유지시켜야 한다.

일반적으로 사용되는 공정챔버는 가스 분사를 위한 샤워헤드가 공정챔버의 덮개에 접촉된 채로 결합된다. 그리고 샤워헤드와 바로 인접한 곳에는 기판이 놓여지는 서셉터가 놓여지며, 서셉터는 내부에 위치되는 히팅장치에 의해 가열된다. 이때, 상기 덮개와 상기 샤워헤드는 모두 알루미늄이나 서스(SUS)와 같은 금속물질로 만들어져 있기 때문에, 상기 서셉터의 온도에 영향을 받아서 가열된다. 만약에, 샤워헤드의 온도가 설정 온도보다 상승될 경우 변색이 되고, 증착율이 떨어져 증착 시간이 증가되는 문제점이 발생되고 있다.

이러한 샤워헤드의 온도 상승으로 인한 문제에도 불구하고, 기존의 공정챔버에는 샤워헤드의 온도를 낮추기 위한 기능이 전혀 없었다.

본 발명의 목적은 샤워헤드의 온도를 적정하게 유지시켜 샤워헤드의 과도한 온도 상승으로 인한 문제를 해소할 수 있는 새로운 형태의 반도체 제조 장치의 공정챔버를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공정챔버는 내부 공간을 갖는 그리고 상면이 개방된 몸체와, 상기 몸체의 개방된 상면을 개폐하는 덮개와, 상기 몸체의 내부에 설치되는 그리고 기판이 놓여지는 서셉터와, 상기 서셉터와 대향되도록 상기 덮개에 설치되는 그리고 상기 기판상으로 가스를 분사하는 분사홀들을 갖는 샤워헤드; 및 상기 덮개의 온도를 낮추기 위한 냉각부재를 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 냉각부재는 냉매 공급부 및 상기 냉매 공급부로부터 냉매를 제공받아 상기 덮개 주위로 분사하는 분사노즐을 구비한다.

예컨대, 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 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 및 도 2에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.

도 1에 도시된 공정챔버는 밀폐된 공간 내에 기판을 로딩시킨 후, 공정챔버 내에 소정의 가스를 주입시키어 기판 표면과 가스를 서로 화학적으로 반응시킴으로써 식각 또는 증착 공정이 이루어지는 반도체 제조 장치이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 공정챔버(100)는 상부가 개구된 챔버 몸체(112) 와, 상기 챔버 몸체(112)의 개구부를 개폐시키는 챔버 뚜껑(114)을 구비한다. 여기서, 뚜껑(114) 및 몸체(112)는 하나의 밀폐된 내부 공간을 구성한다.

또한, 본 발명의 공정챔버(100)는 뚜껑(114) 아래에 샤워헤드(가스 분배판)(120)가 설치되어 있고, 사워헤드(120)는 가스 주입관(122)과 연결되어 있다. 그리고, 샤워헤드 아래에는 기판(w)가 놓이는 서셉터(130)가 설치되어 있으며, 샤워헤드(120)를 통하여 배출되는 반응 가스는 기판(w) 전면에 균일하게 공급된다. 그리고 서셉터(130) 내부에는 기판을 가열하기 위한 히터(미도시됨)가 설치된다.

한편, 뚜껑(114)의 외부에는 뚜껑(114)의 온도를 낮추기 위한 냉각부재(150)가 설치된다. 이 냉각부재(150)는 냉매 공급부(152)와, 냉매 공급부(152)로부터 냉매를 제공받아 덮개(114) 주위로 분사하는 분사노즐(154)을 구비한다. 분사노즐(154)은 뚜껑(114) 가장자리를 따라 원형으로 배치되며 덮개 주위로 냉매인 질소가스를 분사하여 뚜껑(114)의 온도를 떨어뜨리게 된다.

냉각부재(150)는 뚜껑(114)(또는 샤워헤드)의 온도가 설정 온도보다 높을 경우 냉매 공급부(152)를 통해 냉매(질소가스)를 공급하여 뚜껑(114)의 온도를 떨어뜨리게 된다. 이렇게 뚜껑(114)의 온도가 떨어지면 자연적으로 뚜껑에 설치된 샤워헤드(120)의 온도도 떨어지게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 공정챔버는 뚜껑의 온도가 일정온도보다 높은 경우에 냉각부재가 작동 되어 뚜껑으로 냉매(질소가스)를 분사됨으로써 냉각된다. 이때, 뚜껑의 아래에 설치된 샤워헤드 역시 냉각되고, 이에 따라 샤워헤드를 일정 온도로 유지시킬 수 있어 고열에 의한 변색을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 공정챔버에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 공정챔버의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 공정챔버는 냉각부재에 의해 뚜껑의 온도를 일정한 온도로 유지시키거나 또는 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 뚜껑의 아래에 설치된 샤워헤드를 간접적으로 냉각시킬 수 있어 샤워헤드가 고온에 의해 변색되는 것을 방지할 수 있다. 또한 샤워헤드의 적절한 온도 유지는 증착율 저하 및 증착 타임 증가 현상을 최소화할 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 제조 장치의 공정챔버에 있어서:

   내부 공간을 갖는 그리고 상면이 개방된 몸체;

   상기 몸체의 개방된 상면을 개폐하는 덮개;

   상기 몸체의 내부에 설치되는 그리고 기판이 놓여지는 서셉터;

   상기 서셉터와 대향되도록 상기 덮개에 설치되는 그리고 상기 기판상으로 가스를 분사하는 분사홀들을 갖는 샤워헤드; 및

   상기 덮개의 온도를 낮추기 위한 냉각부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치의 공정챔버.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각부재는

   냉매 공급부; 및 상기 냉매 공급부로부터 냉매를 제공받아 상기 덮개 주위로 분사하는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치의 공정챔버.

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