KR20070116186A - 박막 균일성을 제어하기 위한 방법 및 그 방법으로 제조된제품 - Google Patents

박막 균일성을 제어하기 위한 방법 및 그 방법으로 제조된제품 Download PDF

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KR20070116186A
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윌리엄 알. 하쉬바저
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 유기실리케이트 박막을 기판상에 증착시키고, 박막을 최종적으로 생성시키는 경우에, 유기실리케이트 박막의 두께를 균일하게 제어하는 방법에 관한 것이다. CVD, PECVD, 또는 신속한 열처리에 의해서 수행될 수 있는 막의 증착 동안에, 기판 온도는 제어되어 공급 재료로서 TEOS로부터 증착되는 바와 같은 유기실리케이트 막 증착율의 한계 민감 온도에 특히 적합한 온도 특성을 나타낸다.
CVD, PECVD, 막 증착

Description

박막 균일성을 제어하기 위한 방법 및 그 방법으로 제조된 제품{PROCESS FOR CONTROLLING THIN FILM UNIFORMITY AND PRODUCTS PRODUCED THEREBY}
본 발명은 일반적으로 박막 증착 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 표면적이 큰 응용 제품 상에 증착된 박막의 두께 균일성을 개선시키기 위해 이러한 방법을 제어하는 것에 관한 것이다.
박막 균일성(즉, 전체 막의 두께가 거의 일정한 성질)은, 전체 작업 대상물에 걸쳐 양호한 성능과 불량하지 않은 장치를 획득하기 위한 것으로서, 반도체 및 LCD 장치의 생산에 있어서 중요한 기준이다. 서셉터(susceptor)는 화학적 기상 증착(CVD), 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD), 또는 물리적 기상 증착(PVD)과 같은 제조 단계에 있어서 공정 챔버 내의 기판을 고정시키는 기계 부품이다. 서셉터는 공정 챔버 내의 기판을 상승시키고 하강시키기 위한 리프트 어셈블리와 함께, 스템 상에 장착된 기판 장착판을 포함한다. 기판 장착판은 제조 공정을 촉진하기 위해 가열된다. 대개는, 가열 부재가 장착판 상에 배치된다. CVD에 의해 증착된 대부분의 막들은, 여러 유형의 에너지(예를 들면, 플라즈마, 열, 마이크로파) 중 적어도 한 가지가 증착 공정을 촉진하기 위해 내부로 투입되는 공정 챔버 내의 공 급 재료들과 함께 증착된다. 물론, 공급 재료는 증착될 층의 유형에 의하여 결정되는데, SiH4, H2, N2, NH3, PH3, CH4, Si2H6, 및 O2와 같은 기체 재료를 포함하고/하거나, 금속 이온 및 TEOS와 같은 유기실리케이트 성분을 포함할 수 있는 액체 공급 재료를 포함할 수 있다. 막들은 증착될 때, 특히 유기실리케이트 액체 공급재료로 증착되는 경우에, 온도 조건에 대하여 매우 민감한데, 이는 유기실리케이트 액체 공급재료의 증기압이 매우 온도 의존적이기 때문이다. 따라서, 온도 제어는, 평판 산업에서 사용되는 유리판과 같은 표면적이 큰 기판 상에 박막을 증착할 때 막 균일성을 달성하기 위한 핵심 요소이다.
비교적 작은 규모(200mm에서 300mm로의 이동 조차도 550mm x 650mm 에서 1m x 1.2m까지 이를 수 있는 평판 산업에서 사용되는 기판과 비교하면 작은 것임)로 일어나는 반도체 웨이퍼 상의 증착과는 반대로, 대규모 평판 기판 상에서 수행되는 증착은, 반도체 웨이퍼 상에서의 증착시에는 중요하지 않은, 해결되어야 할 문제점들을 추가로 갖는다. 가장 큰 차이점은 평판 기판은 대개는 유리인데, 이것은 실리콘 웨이퍼보다 온도 안정성이 크게 떨어진다는 점이다. 실리콘 웨이퍼와는 반대로, 유리 기판은 약 600℃의 온도 이상이 되면 액화하기 시작하기 때문에 너무 큰 구조적 안정성이 손실되므로 상기 온도 이상에서 처리될 수 없다. 이 문제점을 평판의 큰 표면적과 결합하여 보면, 상승된 온도에서 처리되는 동안 그 중앙부에서 기판이 휘거나 구부러지는 것에 대한 심각한 우려가 발생하게 된다. 게다가, 반도체 웨이퍼의 상대적으로 작은 표면적이 PECVD 공정의 경우에 작고 엄격하게 제어되 는 플라즈마의 충돌을 용이하게 하는 반면, 전체 평판에 걸친 플라즈마의 제어 및 균일성 유지는 훨씬 더 어려운 것이다.
이와 관련하여, TEOS를 전구체로 사용하여 550 x 650mm 또는 보다 대형인 평판 상에 10% 이하의 막 균일성으로 유기실리케이트 박막을 제조하기 위한 해결책을 제공하는 데에 있어서 과거 5년 동안의 연구가 성공적이지 못하였기 때문에, 평판 상에서 유기실리케이트 막을 형성하기 위한 유기 성분, 특히 TEOS의 균일한 증착은 매우 어려운 것으로 입증되었다.
기판의 크기가 증가할 수록, 막 증착 공정의 온도 제어는 보다 더 중요해지는데, 이는 표면적이 커질 수록, 상당히 작은 기판의 경우 보다 기판 면에 걸친 온도차가 크다는 점에 기인한다. 더욱이, 반도체 웨이퍼의 예에 있어서는, 반도체 웨이퍼가 많은 소자들로 분할되어 각 최종 소자가 웨이퍼의 일부 및 바로 주변의 훨씬 더 작은 면적에서 막의 균일성에 의해서만 영향을 받는 반면, 평판과 같은 예들에 있어서는, 그 전체 기판이 최종 제품으로 사용될 수 있기 때문에, 막 균일성은 제품의 성능을 결정하는 데에 있어서 중요한 특성이 된다.
일반적으로, 종래의 서셉터는 에너지를 전체로서 서셉터 (이에 따라 기판)에 투입시키는 하나의 가열 부재를, 가열 부재를 통한 투입량을 변화시킴으로써 기판의 온도를 변화시키기 위한 피드백과 함께 포함한다. 미국 특허 제 5,977,519호에는 외부 표면에서의 열손실을 고려하면서 장착판을 가로질러 대체적으로 방사상 대칭인 온도 분포를 제공하기 위한, 2중이고 일반적으로 평행한 루프로 2중 가열 부재를 지닌 서셉터가 기재되어 있다. 그러나, 상기 특허는 막, 특히 유기실리케이 트 막의 온도 의존성을 다루고 있지 않으며, 기판의 대체로 균일한 가열을 유지하도록 외부 표면에서의 열손실을 보충하고자 할 뿐이다.
유사하게는, 미국 특허 제 5,844,205호에는 예를 들어 기판 지지 구조물의 주변이 내부 보다 고온으로 가열될 수 있도록 내측 및 외측 루프에 배열된 한 쌍의 가열 부재를 포함하는 기판 지지 구조물이 기재되어 있다. 이러한 제어는 지지 구조물의 주변에서 발생하는 보다 큰 열손실을 보충하도록 수행된다. 따라서, 제어의 목적은 주변 근처에서 기판을 추가 가열하여 보충함으로써 균일한 기판 온도를 제공하고자 하는 데에 있다. 그러나, 미국 특허 제 5,977,519호와 유사하게, 상기 특허는 막, 특히 유기실리케이트 막의 온도 의존성을 다루고 있지 않으며, 기판의 대체로 균일한 가열을 유지하도록 외부 표면에서의 열손실을 보충하고자 할 뿐이다.
미국 특허 제 5,534,072호에는 다수의 램프 히터가 기판의 후면에 배치되어 있고 전체 기판 표면에 걸쳐 균일한 온도를 제공하기 위해 각각의 램프 히터에 의해 공급되는 광을 변화시키기 위한 별도의 동력 제어기를 갖추고 있는 멀티-챔버 CVD 처리 시스템이 기재되어 있다. 또한, 계단식 영역이 기판과 접촉하고 있는 서셉터 표면상에 가공되어 있다. 상기 특허는 계단식으로 가공된 영역 및 이의 깊이를 제어함으로써 기판 표면상의 온도 분포를 보다 균일하게 만드는 것이 가능함을 제시한다. 앞서 검토된 특허와 마찬가지로, 또한 상기 특허의 목적은 처리 동안 기판 전체에 걸쳐 온도 균일성을 달성하는 데에 있다. 상기 특허는 온도 균일성이 바람직하다고 일반적으로 논의한 것 이외에 어떠한 방식으로든 막, 특히 유기실리 케이트 막의 온도 의존성을 다루고 있지 않다.
미국 특허 제 6,225,601호에는 서셉터를 가열하는 기술이 기재되어 있으며, 여기서 제 1 및 제 2 가열 부재의 온도는 제 1 및 제 2 가열 부재의 온도차가 소정값을 초과하지 않으면서 가열 부재의 온도가 이들의 각각의 최종 온도 목표값으로 상승되도록 제어된다. 따라서, 상기 특허는 주로 가열시에 가열 부재 사이의 상대적 온도를 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것이다. 상기 특허는 유기실리케이트 막의 온도 의존성을 다루고 있지 않으며, 더욱이 TEOS를 사용하여 형성된 막의 온도 의존성도 다루고 있지 않다.
평판이 대형화되고 있는 추세에서, 성능이 우수한 제품이 막 증착 처리를 통해 수득됨을 보장해주는 개선된 온도 제어가 필요하다. 평판과 같은 비교적 대규모 기판상에 유기실리케이트 막, 특히 전구체로서 TEOS를 사용하여 형성된 막의 비교적 균일한 박막을 일관되게 생성시키는 해결책이 필요하다.
발명의 개요
본 발명은 증착된 박막 전체에 걸쳐서 박막 두께 균일성을 개선시키는 것에 관한 것이다. 기판상에 증착된 막의 두께 균일성을 제어하는 방법은 처리 챔버내에 기판을 제공하는 단계; 기판 표면의 주변 영역 및 주변 영역 내부의 표면 영역을 포함하는 기판상의 둘 이상의 별개의 위치의 온도를 제어하는 단계; 기판 표면의 주변 영역의 온도를 주변 영역 내부의 표면 영역의 온도 보다 약 10℃ 낮은 온도 내지 주변 영역 내부의 표면 영역의 온도 보다 약 20℃ 높은 온도의 범위내에서 유지시키는 단계; 및 유기실리케이트 막을 증착시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 증착된 유기실리케이트 막은 약 10% 이하의 막 균일성을 지닌다.
표면의 주변 영역의 온도는 서셉터내에 있고 기판의 주변 영역의 아래에 있는 제 1 가열 부재에 의해 제어될 수 있고, 주변 영역 내부의 표면 영역의 온도는 서셉터내에 있고 주변 영역 내부의 영역의 아래에 있는 제 2 가열 부재에 의해 제어되며, 상기 제어는 주변 영역 내부의 영역을 약 390℃에서 유지하면서, 주변 영역의 온도를 약 380℃ 내지 약 410℃의 범위내에서 유지하는 것을 포함한다.
일례에서, 유기실리케이트 막은 TEOS를 전구체로서 이용하여 형성되고, 유기실리케이트 층의 증착은 주변 내부의 영역을 약 390℃에서 유지시키면서, 주변 영역의 온도를 약 390℃에서 유지시키므로써 제어된다. 또 다른 일례에서, 주변 내부의 영역을 약 390℃에서 유지시키면서, 주변 영역의 온도를 390℃ 내지 약 400℃로 제어한다. 또 다른 일례에서, 주변 내부의 영역을 약 390℃에서 유지시키면서, 기판의 주변 영역의 온도를 400℃ 내지 약 410℃로 유지시킨다.
실질적으로 균일하게 유기실리케이트 박막이, 증착 동안 주변 내부의 영역을 약 390℃에서 유지시키면서, 기판의 주변 영역의 온도를 약 390℃ 내지 410℃로 유지시키므로써, 본 발명에 따라 TEOS를 이용하여 생성될 수 있다.
730mm x 920mm의 크기를 지닌 기판상의 증착을 포함하는 다른 일례에서, 온도 제어는, 주변 영역 내부의 영역을 약 340℃ 내지 약 450℃의 범위내에서 유지시키고, 기판 표면의 주변 영역의 온도를 주변 내부의 표면 영역의 온도 보다 약 10℃ 낮은 온도 내지 주변 영역 내부의 표면 영역의 온도 보다 약 20℃ 높은 온도의 범위내에서 유지시키면서, 주변 영역의 온도를 약 350℃ 내지 약 460℃의 범위내에서 유지시키는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 유기실리케이트 박막을 증착시키는 방법은 화학적 기상 증착, PECVD, PVD, 급속 열처리 및 그 밖의 공지된 증착 방법을 포함할 수 있다.
공급 재료로서 TEOS를 이용하는 박막 증착의 특정 구체예가 기술되지만, 본 발명은 예를 들어 반도체 및 평판 기술과 관련하여 증착될 수 있는 다양한 종류의 박막에 적용된다.
또한 개선된 두께 균일성을 지닌 박막이 본 발명의 요지이다.
본 발명의 상기 목적 및 그 밖의 목적, 잇점 및 특징은 하기 보다 상세히 기술되는 본 발명의 상세한 설명을 숙독한 당업자에게 자명해질 것이다.
본 발명의 기술 및 막에 대해 설명하기 전에, 본 발명이 설명된 증착법 또는 막의 구체적인 방법(이는 물론 그 자체로서 변형될 수 있다)에 제한되지 않는 것으 로 이해되어야 한다. 또한, 본원에 사용된 용어는 단지 구체예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 첨부된 청구범위에 의해서만 제한될 것이기 때문에, 제한적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
소정 범위의 값이 제공되는 경우에는, 이 범위의 상한과 하한 및 상기 범위내에 있는 임의의 기타 언급되거나 개입된 값 사이에서, 별다르게 언급되지 않는 한 하한 단위의 10분의 1까지 각각의 개입 값이 본 발명에 포함되는 것으로 이해된다. 독립적으로 보다 작은 범위에 포함될 수 있는 이들 보다 작은 범위의 상한 및 하한 또한, 상기 언급된 범위에 있는 임의의 특이적으로 배제된 한계에 대해 본 발명에 포함된다. 언급된 범위가 하나 또는 둘 모두의 범위를 포함하는 경우에, 이들 포함된 한계중 어느 하나를 배제하는 범위가 또한 본 발명에 포함된다.
별다르게 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 당업자들에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본원에 기술된 것과 유사하거나 동일한 임의의 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수도 있다 하더라도, 본원에서는 바람직한 방법 및 재료에 대해서 설명한다. 본원에 언급된 모든 문헌은 본원에 참고로 포함되어, 이들 문헌이 인용하는 것과 관련된 방법 및/또는 재료를 개시하고 설명할 것이다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 단수형태들은 문맥적으로 별다르게 지시되지 않는 한 다수개의 지시물을 포함한다는 사실에 주목해야 한다. 따라서, 예를 들어, "막"에 대한 지시물은 다수개의 이러한 막을 포함하며, "가열기 부재"에 대한 지시물은 하나 이상의 가열 부재 및 당업자에게 공지된 이의 등가물 등에 대 한 지시물을 포함한다.
본원에서 논의된 문헌은 본 출원의 출원일 전에 개시된 것만이 제공된다. 본원에서의 어느 것도, 본원 발명으로 하여금 선행 발명에 의해 이러한 문헌을 앞지르도록 하지 않을 것이다. 또한, 제공된 문헌의 공개일은 개별적으로 확인할 필요가 있을 수 있는 실제적인 공개일자와는 상이할 수도 있다.
정의
용어 "기판"은 광범위하게 가공 챔버 내에서 가공되는 임의의 대상물을 포함한다. 용어 "대형 기판"은 300mm 웨이퍼를 초과하는 기판을 지칭하며, 여기에는 예를 들어 평판 디스플레이 또는 유리판이 포함된다.
용어 "막 균일성"은 막의 평균 두께로부터의 막의 최소 또는 최대 두께, 즉 막 두께에서의 최대 변형율(%)을 지칭한다. 막 두께는 약 10mm의 폭을 갖는 둘레 영역을 배제하는, 일반적으로 기판의 대각선(평판에 적용되는 경우)을 따른 개별 위치에서 측정된다. 하기 약어가 본 명세서에 걸쳐 사용된다: CVD는 화학적 기상 증착을 나타내며, PECVD는 플라즈마 증강된 화학적 기상 증착을 나타내며, TEOS는 테트라에톡시실란의 약어를 지칭한다.
본 발명은 기판 상에 박막을 증착하는 동안에 그리고 증착한 경우 모두에 막 두께 균일성을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 하기 설명된 실시예에서, 박막은 CVD 챔버 내에 증착되며, 전구체로서 TEOS를 사용하는 유기실리케이트 막의 증착이 특히 주목된다. 그러나, TEOS로부터의 유기실리케이트 막의 CVD 증착에 매우 유리하게 사용된다 하더라도, 본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 예를 들어 금속 막, 실리콘 막 및 그 밖의 유기 실리케이트 막과 같은 그 밖의 막을 사용하여 실시될 수 있으며, 또한 예를 들어 급속 열처리 또는 물리적 기상 증착을 수행하는 챔버와 같은 그 밖의 종류의 가공 챔버내에서도 실시될 수 있다. 기술된 상세 사항의 대부분은 기술된 실시에 대해 특이적이며, 당업자에 의해 공지된 것으로 변경될 수 있다.
CVD는 그 밖의 것들 중에서 박막층을 기판 상에 증착시키기 위해서 당업계에서 사용되고 공지된 일군의 공정을 포함한다. 일반적으로, 기판은 진공 증착 처리 챔버에서 지지되고, 수백도씨로 가열된다. 증착 기체 및/또는 액체가 챔버내로 주입되고, 화학 반응이 발생하여 박막층이 기판상으로 증착된다. 이러한 박막층은 유전층(예컨대, 질화규소, 산화규소 또는 유기 산화규소 등), 반도체층(예컨대, 비결정형 규소) 또는 금속층(예를 들어, 텅스텐)일 수 있다. 증착 공정은 플라즈마 강화되거나 열 강화될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, CVD 장치(130)는 스템(137)상에 장착된 기판 장착판(20)을 갖는 서셉터(135)를 포함한다. 서셉터(135)는 진공 증착 처리 챔버(133)내에 위치한다. 장착판(20)의 상면(22)은 기판 처리 또는 반응 영역(141)의 기판 예컨대, 유리 패널(미도시됨)을 지지한다. 리프트 메카니즘(미도시됨)이 제공되어 서셉터(135)를 상하로 이동시킬 수 있다. 리프트 핀(미도시됨)은 장착판(20)의 리프트 핀 홀(162)을 통과하여, 로봇 블레이드(미도시됨)에 의한 챔버(133) 측벽(134)내의 개구(142)를 통해 기판이 챔버(133) 내부로 또는 외부로 이동하는 것을 용이하게 한다.
증착 처리 전구체(들)(기체 및/또는 액체, 화살표(123)로서 지시됨)은 유입 메니폴드(manifold)(126)를 통해 챔버(133)로 흐른다. 그 후, 전구체(들)은 처리 기체 분배 면판(122)의 관통된 블로커 판(124) 및 홀(121)을 통해 흐른다(도 1의 기판 처리 영역(141)에서 작은 화살표로 나타냄). 장착판(20)의 상면(22)은 면판(122)과 평행하게 약간 이격되어 위치한다. 무선 주파수(RF) 전력 공급원(미도시됨)은 기체 분배 면판(122)과 서셉터(135) 사이에 전력을 공급하여 처리 기체/액체 혼합물을 여기시켜 플라즈마를 형성하는데 사용될 수 있다. 플라즈마의 성분은 장착판(20)상의 기판의 표면상에 원하는 막을 증착시키도록 반응한다.
증착 처리 기체는 반응 영역(141)을 둘러싸는 슬롯형 오리피스(131)을 통해 챔버로부터 배출 플레넘(150)으로 배출될 수 있다. 배출 플레넘(150)으로부터, 기체는 진공 셧-오프 밸브(152)에 의해 배출구(154)로 흐르며, 상기 배출구는 외부 진공 펌프(미도시됨)와 연결되어 있다.
도 2a에 서셉터(137)의 기판 장착판(20)의 상면(22)의 평면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 장착판(20)의 상면(22)은 막이 증착되는 기판(10)(상으로 도시됨)을 지지하도록 배치되어 있다. 장착판(20)는 예를 들어, 평판 적용을 위해 도시된 바와 같이, 양극처리된 100.1 등급의 고순도로 제작된 직사각형인 캐스트 알루미늄일 수 있다. 물론, 특정 적용에 적합하도록 기타 형태 및 크기로 제작될 수 있다. 외부 가열 부재(24) 및 내부 가열 부재(26)(둘 모두 상으로 도시됨)는 장착판(20)의 표면(22) 밑에 배치되어 있다. 이해를 돕기 위해, 비록 상면(22) 아래에 위치하며, 보이지는 않더라도, 가열 부재를 도 2a에 도시하였다.
가열 부재(24, 26)는 이중의 그리고, 일반적으로 평행한 루프를 제공할 수 있다. 이러한 이중 루프 패턴은 장착판(20)에 걸쳐 일반적으로 방사상 대칭 온도 분포를 위해 제공되며, 반면 리프트 핀 홀(162) 부위에는 예외가 있을 수 있다. 가열 부재는 각각 제어가능하고, 독립적인 열전쌍(28)에 의해 모니터되며, 각각의 열전쌍(28)은 각각의 가열 부재가 에너지를 공급하는 영역의 대표적 지점에 위치한다. 하나 이상의 열전쌍이 각각의 가열 부재를 위해 제공된다. 도 2b에 도시된 실시예에서는, 두 열전쌍(28)이 각각 가열기 부재(24, 26)의 부근에 제공된다. 하나의 열전쌍은 각각의 가열 부재를 제어하기 위한 피드백 시그널을 제공하는데 사용되며, 다른 하나는 첫번째 열전쌍이 실패할 경우의 백업이다. 이러한 독립적인 제어 장치는, 외부 회로(24)의 입력을 제어하므로써 서셉터의 주변부 및 이에 따라 기판의 주변부가 내부 영역과는 독립적으로 제어될 수 있게 하며, 기판의 내부 영역의 온도는 해당 열전쌍(들)의 모니터링 및 내부 회로(26)를 통한 입력을 통해 제어되고 모니터된다. 물론, 두 개의 독립적으로 제어가능한 가열기 부재 회로 보다 큰 설비를 포함하는 다른 가열 부재 구성도 가능하다.
가열 부재(24, 26)는 구성적으로 동일하며, 단지 길이 및 장착판(20)상의 위치만 상이할 수 있다. 가열 부재(24, 26)는 각각 전도성 외장, 가열 필라멘트 및 이들 사에에 위치한 전기-절연성 및 열-전도성 밀봉 재료를 포함할 수 있다. 작동시, 밀봉 재료는 필라멘트(32)와 외장(sheath)(30) 사이에 열전도성이면서 전기절연성인 충전재를 제공함으로써 가열 필라멘트의 연소 또는 단락을 방지한다. 필라멘트로부터의 열은 밀봉 재료에 의해 외장으로 전도되고, 외장으로부터의 열은 장 착판(20)로 전도되어 그 위에 지지된 기판을 가열한다. 외장은 금속과 같은 열전도성 및 전기전도성 재료로 제조될 수 있다. 상세하게는, 외장은 스테인레스 스틸 또는 인콜로이(incoloy)일 수 있다. 필라멘트는 니켈과 크롬의 복합물인 니크롬선으로 제조될 수 있다. 상기 외장은 외경 D가 약 0.220 내지 0.314 인치일 수 있다.
밀봉 재료는 실질적으로 순수한 다이아몬드 분말, 예를 들어 요르바 린다(Yorba Linda, Calif)의 베타 다이아몬드 제품 (Beta Diamond Products)으로부터 구입가능한 산업 등급 다이아몬드 재료로 구성될 수 있다. 다이아몬드 분말은 평균 입자 크기가 약 5 내지 50미크론인 입자로 구성될 수 있다. 대부분의 입자는 입자 크기가 약 15 내지 30미크론일 수 있다. 대안적으로, 밀봉 재료는 산화 마그네슘 또는 질화 붕소와 같은 세라믹 재료, 또는 다이아몬드 분말과 산화 마그네슘 또는 질화 붕소와 같은 세라믹 재료의 혼합물로 구성될 수 있다.
가열 부재(24) 및 (26)은 통상적인 기술로 구성될 수 있다. 간단히 설명하면, 필라멘트를 빈 외장의 중앙에 놓는다. 외장의 한 말단을 밀봉하고, 밀봉 재료를 외장에 붓고 그 어셈블리를 진탕시켜 밀봉 재료를 고정시킨다. 그 다음, 외장의 다른 말단을 밀봉하고, 어셈블리를 한 세트의 가압 롤러를 통해 연신시켜 이를 압축시킨다. 마지막으로, 가열 부재를 목적하는 형상으로 구부린다.
도 1을 참조하면, 알 수 있는 바와 같이 장착판(20)은 서셉터(135)의 스템(137)에 부착된다. 장착판(20)는 상부 판, 저부 판, 및 이들 사이의 브레이징된(braised) 영역(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 상부 판과 저부 판 사이의 장착판(20)에 가열 부재(24) 및 (26)이 놓인다(도 2b 참조). 스템(137)은 중공 코어를 포함하며 장착판 (20)의 저부 판과 결합되도록 형성될 수 있다. 중공 코어의 내부가 주변(대기)압 상태에 있도록 진공 밀폐(vacuum tight) 접합이 이루어진다. 이러한 예에서는, 4개의 가열 부재관(도시되지 않음)이 스템(137)의 중공 코어내에 놓인다. 각 가열 부재관은 가열 부재의 필라멘트의 한 말단에 부착시키기 위한 전도성 도선(도시되지 않음)을 포함한다. 또한, 스템(137)은 각 가열 부재의 외장에 부착시키기 위한 2개의 접지선(도시되지 않음)을 갖는다. 가열 부재관은 스템(137)의 말단에서 끝나며, 도선은 가열기 제어장치(도시되지 않음)에 연결되고, 가열기 제어장치는 가열 부재를 가동시키고, 장착 부재의 온도를 모니터링한다. 각 가열 부재를 위한 2개의 도선은 가열기 제어장치에 연결되어 가열 부재의 필라멘트를 통해 전류가 흐르게 한다. 각 가열 부재는 제어장치에 의해 별도로 제어가능하며 또한 하나 이상의 열전쌍(도 2b에 도시된 예에서는 2개)의 형태의 독립적인 피드백 수단을 구비하여, 각 가열 부재 주변 영역의 온도를 제어 장치에 의해 모니터링 할 수 있다. 또한, 접지선이 접지에 연결되어 각 가열 수단의 외장을 각각 접지한다. 접지된 외장은 필라멘트를 통한 전류 흐름이 기판 처리 영역에서 플라즈마를 교란하는 것을 방해한다.
도 3은 막 증착용 기판을 지지하도록 설계된 상부 표면(220)을 갖는 장착 판(200)이 구비된 종래의 서셉터의 일례에 관한 평면도를 도시한다. 하나의 가열 부재(240)가 표면(220)과 기판(기판이 표면에 지지된 경우)을 가열하기 위해 장착판(200)의 표면(220)의 아래에 놓인다. 용이하게 이해되도록, 가열 부재(240)는 상부 표면(220)의 아래에 위치하여 보이지 않지만, 이를 (가상으로) 도시한다. 단지 하나의 가열 회로(240)가 제공되기 때문에, 표면(220)의 차별화된 가열 제어는 가능하지 않다. CVD 증착 공정 동안, 챔버벽(134)은 어떠한 방식으로든 독립적으로 가열되거나 직접적으로 가열되지 않는다. 일반적인 경우로서 챔버가 실온에서 실내에 존재하는 것으로 가정하면, 챔버벽은 일반적으로 서셉터 장착판과 기판에 비해 현저히 더 차가울 것이다. 이 때문에, 증착 공정 동안 기판의 중앙으로부터 방사상으로 바깥 방향으로 온도 구배가 존재할 수 있는 것으로 알려져 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 가열 부재 (240)가 열전쌍 판독 약 400℃로 제어되는 기상 증착 공정 동안 챔버벽(134)의 외부 표면은 약 100℃인 것으로 측정되었다. 이 경우에, 기판의 중심이 증착 동안에 약 350℃ (실제 기판 온도는 열전쌍에서 판독된 것보다 약 50℃ 낮다)의 온도를 갖는 반면, 챔버의 벽(134)에 매우 근접되게 위치된 기판 주변부는 보다 큰 열 손실을 겪으며, 일부 기판의 주위에서 330℃에 근접한 온도가 측정되는 것이 보통이다. 도 5에 도시된 구성으로, 기판 주위의 온도는 단일 가열 부재(240)를 통한 입력을 증가시킴으로써 증가될 수만 있다. 그러나, 이러한 작용은 당연히 기판의 내부 영역의 온도를 부수적으로 증가시킬 것이고, 따라서 온도 구배의 문제는 여전할 것인데, 왜냐하면 그러한 배열에서는 기판의 중심 영역이 기판의 주위 영역보다 항상 고온일 것이기 때문이다.
이러한 이유로, 상기에서 설명된 바와 같이, 서셉터 당 하나 이상의 열원을 제공함으로써 기판에 따른 온도 분포를 개선시키는 접근법이 당업계에 있었다. 그러나, 이들 접근법은, 예를 들어 서셉터 판의 구성, 서셉터 판과 기판 사이의 접촉 영역 및, 주위에서의 열 손실에 기인하는 온도 분포의 불균일성을 극복하기 위하여 일정한 온도분포를 유지하는 것에 초점을 둔다.
본 발명자들은, 기판 상에 증착되는 박층은, 그 두께 균일성에 있어서, 증착되는 층의 조성에 따라 다양하게 온도 의존성인 것으로 결론내렸다. 예를 들어 공급 재료로서 TEOS를 사용하여 생산된 것과 같은 유기실리케이트 층은 증착 속도에 대해 온도의 영향에 특히 민감하다. 비결정질 규소 및 질화규소에 대한 증착 속도가 온도 증가와 함께 증가하는 반면, TEOS에 대한 증착 속도는 온도 증가에 따라 감소하고 또한, 비결정질 규소 및 질화규소의 경우보다 온도 변화에 대하여 증착 속도가 매우 민감하다. 즉, 비결정질 규소 및 질화규소에 대한 증착 속도의 변화는 온도 변화에 대하여 지수적으로 관련되는 반면, 예를 들어 TEOS를 사용하여 생산된 것과 같은 유기실리케이트에 대하여는 그 관계가 선형이다.
도 7은 PECVD (검은 원) 및 저압 CVD (플라즈마 강화 없이) (백색 원)를 사용하여 산화 규소 기판상에 증착되는 다결정 규소 박막의 증착 속도를 로그함수(log10)로 도시한 것이다[참고문헌: Haijar, J. -J.; Reif, R.; and Adler D.; J. Electronic Mat., 15, 279 (1986)]. PECVD 도표를 참고하면, 약 500℃에서 약 550℃까지의 증착 온도의 증가는 약 150 Å/분에서 약 180 Å/분으로의 증착 속도의 증가를 초래한다.
대조적으로, 도 8은 공급 재료로 TEOS를 사용하는 유기실리케이트에 대하여 온도 증가와 증착 속도 사이의 선형 관계를 나타낸다. 이 도표는 예를 들어 서셉 터 온도의 약 350℃에서 약 400℃로의 증가가 증착 속도를 약 1050Å/분에서 약 900 Å/분으로 감소시킴을 보여준다. 살펴 본 바와 같이, 전구체로서 TEOS를 이용하여 증착된 유기실리케이트 막은 온도에 매우 민감하고, 증착된 막내에서 실질적으로 막 균일성을 달성하기 위하여 특별한 주의를 요한다.
균일한 박층 분포를 위한 이상적 표면으로서, 기판에 걸쳐 균일한 온도 분포를 설정하기 보다는, 본 발명자들은 기판의 주위 영역이 기판의 내부 영역보다 다소 높은 온도를 갖도록 제어하는 것이, 전체 기판에 걸쳐 균일한 온도를 갖는 기판상에 박층을 증착하는 경우보다는 보다 균일한 박층을 도포하게 하는 것으로 결론내렸다. 이러한 효과는 증기압이 매우 온도 의존성인 유기실리케이트 액체 전구체에 대하여 가장 뚜렷하였고, 동일한 관계가 보일지라도 다른 전구체 액체 및 기체 대하여는 보다 덜 하였다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 판(20)내에 가열 부재들(24, 26)을 갖는 이중 가열 부재 서셉터(137)가 550mm×650mm 치수를 갖는 유리 기판상에 TEOS의 박층을 증착하기 위하여 PECVD 챔버(AKT 3500 PECVD 챔버, AKT, Inc., 도쿄, 일본)내에 사용되었다. TEOS 액체가 공급 재료로서 이용되었다. 열전쌍(28)이 상기 설명된 바와 같이 가열 부재(24, 26)의 온도를 독립적으로 제어하기 위한 피드백을 제공하기 위하여 이용되었다. 챔버내에서 서셉터 상에 기판을 장착하고 챔버를 밀봉한 후, TEOS가 300 sccm의 유속으로 챔버내로 유동되고, 헬륨이 100 sccm으로 유입되고, 산소가 5000 sccm으로 유입되었다. 13.56MHz의 RF 에너지를 약 0.45W/cm2의 전력 밀도로 도입하고, 500mil의 스페이싱을 사용하여 증착 수행을 위한 플라즈마를 생성시켰다. 증착 공정을 60초 동안 수행하고, 하기 표 1에 기재된 다양한 내부/외부 온도 비에서 반복하였다.
표 1
내부 온도 외부 온도 평균 막 두께 막 균일성
390℃ 380℃ 927Å 10.1%
390℃ 390℃ 895Å 8.6%
390℃ 400℃ 900Å 5.0%
390℃ 410℃* 897Å 4.1%
증착율은 일반적으로 약 1000Å/분이었다. 막의 길이에 걸쳐(막의 중앙을 통한 라인으로) 분당 두께 측정 결과가 상기 표 1에 도시된 4회의 수행에 대해 도 6에 그래프로 도시된다.
온도 및 막 두께 균일성 간의 분명한 관련성이 보여지며, 여기에서 기판의 주변에서 온도가 낮으면 낮을 수록, 막 형성의 두께가 두껍다. 기판 주변의 온도를 내부 온도의 그것과 동일하게 보정하므로써, 막 균일성이 약간만 개선되었다(주변이 보다 저온인 실시예와 비교하여). 내부 온도가 390℃인 경우에 주변 온도를 400℃로 증가시키므로써 막 균일성이 현저히 개선된 것으로 측정되었다. 내부 온도가 390℃인 경우에 외부 온도를 410℃로 추가로 증가시키므로써, 막 균일성에서추가 개선이 기록되었다. 특히, 층의 주변주의 두께의 급격한 감소는 외부 온도를 내부 온도보다 높이 증가시키므로써 초래되었다.
730mm x 920mm의 치수를 갖는 유리 기판에서 TEOS를 사용하여 유기실리케이트의 박층을 증착시킨 결과가 하기 표 2에 기재된다. TEOS 액체가 공급 재료로서 사용되었다. 열전쌍(28)을 사용하여 상기 기재된 바와 같은 가열 부재(24 및 26) 의 온도에 대한 독립적인 제어를 위한 피드백을 제공하였다. 챔버내 서셉터(susceptor) 상에 기판을 설치하고, 챔버를 밀봉한 후, TEOS를 700sccm의 유속으로 챔버내를 흐르게 하고, 헬륨을 240sccm으로 유입시키고, 산소를 6480sccm으로 유입시켰다. 13.56MHz의 RF 에너지를 1900Watt의 전력으로 유입시키고, 470mil의 스페이싱을 사용하여 증착을 수행하기 위한 플라즈마를 생성시켰다. 증착 공정을 표 2에 기재된 처음 2회에 대해 각각 600초 동안 수행하고, 세번째에서는 700초 동안 수행하였다.
표 2
내부 온도 외부 온도 평균 막 두께 막 균일성
400℃ 420℃ 8494Å 6.4%
430℃ 450℃ 6731Å 6.7%
450℃ 460℃ 8292Å 6.0%
본 발명은 이의 특정 구현예를 참조로 기술되었으나, 당업자들에게는 본 발명의 사상 및 범주로부터 출발하지 않고도 다양한 변경이 이루어질 수 있으며, 등가물로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 몇몇 특정 실시예에서, 플라즈마를 생성시키는데 사용된 RF 에너지의 출력 밀도가 약 0.45W/cm2이었다고 하더라도, 약 0.3 내지 0.7W/cm2, 보다 바람직하게는 약 0.4 내지 약 0.5W/cm2도 성공적으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 대상, 사상 및 범주에 대한 특정 상황, 재료, 재료 조성, 공정, 공정 단계(들)을 개조되도록 변경이 이루어질 있다. 이러한 모든 변경은 본원에 첨부되는 청구범위의 범주내에 포함되는 것으로 의도된다.
도 1은 본 발명의 실시에 이용될 수 있는 CVD 처리 챔버의 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 기판 장착판, 또는 서셉터의 평면도이다.
도 2b는 라인 2-2에 따라 취한, 도 2a의 기판 장착판의 개략적인 단면도이다.
도 3은 전체 서셉터 판 표면을 가열하기 위해 단일 히터 라인을 사용하는 종래 서셉터의 평면도이다.
도 4는 서셉터 주위의 챔버 벽을 개략적으로 표시한 도 3의 서셉터를 도시한다.
도 5는 서셉터 주위의 챔버 벽을 개략적으로 표시한 도 2a의 서셉터를 도시한다.
도 6은 막이 증착될 때, 기판의 막 두께 균일성 및 다양한 온도 프로파일간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 7은 PECVD(흑색 원) 및 저압 CVD(플라즈마 보강 없이)(백색 원)를 이용하여 산화 실리콘 기판상에 증착된 다결정 실리콘 박막의 증착 속도의 로그(log10) 플롯을 도시한 그래프이다 (참조: Haijar, J.-J.; Reif, R.; 및 Adler D.: J.Electronic Mat., 15, 279 (1986)).
도 8은 공급 재료로서 TEOS를 이용한 유기실리케이트 막의 증착 속도와 온도 변화간의 선형 관계를 도시한 그래프이다.

Claims (18)

  1. 기판을 가열하기 위한 장치로서,
    기판을 지지하도록 구성된 서셉터(susceptor);
    서셉터의 제 1 부분, 및 서셉터의 제 1 부분의 방사상 바깥쪽에 있는 서셉터의 제 2 부분을 가열하도록 각각 배치된 제 1 및 제 2 가열 부재;
    제 1 온도 판독값을 제공하는 제 1 열전쌍;
    제 2 온도 판독값을 제공하는 제 2 열전쌍; 및
    제 1 가열 부재에 제 1 전류를 공급하고, 제 2 가열 부재에 제 2 전류를 공급하도록 접속된, 상기 온도 판독값들에 반응하여 전류를 제어하는 가열기 제어기를 포함하고,
    제 2 열전쌍은 서셉터의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 있는 서셉터의 제 3 부분에 커플링되고,
    제 1 열전쌍은 서셉터의 제 3 부분의 방사상 안쪽에 있는 서셉터의 제 4 부분과 커플링되는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 서셉터의 제 4 부분이 서셉터의 제 1 부분의 방사상 안쪽에 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 서셉터의 제 2 부분이 서셉터의 주변부인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 가열기 제어기가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 제 1 열전쌍의 온도 판독값에 비해 높게 되도록 제 1 및 제 2 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 가열기 제어기가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 제 1 열전쌍의 온도 판독값에 비해 10 내지 20 ℃ 높게 되도록 제 1 및 제 2 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    서셉터를 둘러싸는 공정 챔버 및
    전구 물질을 공정 챔버에 분배하여 기판 상에 막을 형성시키기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 가열기 제어기가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 기판 상에 증착된 상기 막이 6.7% 이하의 두께 균일성을 갖도록 하기에 충분히 큰 정도로 제 1 열전쌍의 온도 판독값을 초과하도록 제 1 및 제 2 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 가열기 제어기가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이, 제 1 및 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 동일한 경우에 형성되는 막 두께의 균일성에 비해 상기 막 두께 균일성을 개선시키는 정도로 제 1 열전쌍의 온도 판독값을 초과하도록 제 1 및 제 2 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 서셉터가 550mm x 650mm 이상의 치수를 갖는 기판을 지지하기에 충분히 큰 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 기판을 가열하기 위해 서셉터의 온도를 제어하는 방법으로서,
    기판을 지지하도록 구성된 서셉터를 제공하는 단계;
    제 1 가열 부재를 서셉터의 제 1 부분에 커플링시키는 단계;
    제 2 가열 부재를 서셉터의 제 1 부분의 방사상 바깥쪽에 있는 서셉터의 제 2 부분에 커플링시키는 단계;
    각각 온도 판독값을 제공하는, 제 1 및 제 2 열전쌍을 제공하는 단계;
    제 2 열전쌍을 서셉터의 제 1 부분과 제 2 부분 사이에 있는 서셉터의 제 3 부분에 커플링시키는 단계;
    제 1 열전쌍을 서셉터의 제 3 부분의 방사상 안쪽에 있는 서셉터의 제 4 부분에 커플링시키는 단계 및
    제 1 및 제 2 열전쌍의 온도 판독값에 반응하여 제 1 및 제 2 가열 부재를 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 서셉터의 제 4 부분이 서셉터의 제 1 부분의 방사상 안쪽에 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 서셉터의 제 2 부분이 서셉터의 주변부인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 제어 단계가, 2 열전쌍의 온도 판독값이 제 1 열전쌍의 온도 판독값에 비해 높게 되도록 제 1 및 제 2 가열 부재를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 제어 단계가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 제 1 열전쌍의 온도 판독값에 비해 10 내지 20 ℃ 높게 되도록 제 1 및 제 2 가열 부재를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 제어 단계와 동시에,
    서셉터 상에 기판을 지지하는 단계 및
    기판 상에 막을 증착시키기 위하여 전구물질을 공정 챔버에 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 제어 단계가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 기판 상에 형성되는 상기 막이 6.7% 이하의 두께 균일성을 갖도록 하기에 충분히 큰 정도로 제 1 열전쌍의 온도 판독값을 초과하도록 제 1 및 제 2 가열 부재를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 제어 단계가, 제 2 열전쌍의 온도 판독값이, 제 1 및 제 2 열전쌍의 온도 판독값이 동일한 경우에 형성되는 막 두께에의 균일성에 비해 상기 막 두께 균일성을 개선시키는 정도로 제 1 열전쌍의 온도 판독값을 초과하도록 제 1 및 제 2 가열 부재를 제어하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 10 항에 있어서, 서셉터가 550mm x 650mm 이상의 치수를 갖는 기판을 챔버 내에서 지지하기에 충분히 큰 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6962732B2 (en) 2001-08-23 2005-11-08 Applied Materials, Inc. Process for controlling thin film uniformity and products produced thereby
US7127367B2 (en) 2003-10-27 2006-10-24 Applied Materials, Inc. Tailored temperature uniformity
US8536492B2 (en) * 2003-10-27 2013-09-17 Applied Materials, Inc. Processing multilayer semiconductors with multiple heat sources
US20050100682A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 Tokyo Electron Limited Method for depositing materials on a substrate
US7611758B2 (en) * 2003-11-06 2009-11-03 Tokyo Electron Limited Method of improving post-develop photoresist profile on a deposited dielectric film
EP1738251A2 (en) * 2004-04-16 2007-01-03 Cascade Basic Research Corp. Modelling relationships within an on-line connectivity universe
US7712434B2 (en) * 2004-04-30 2010-05-11 Lam Research Corporation Apparatus including showerhead electrode and heater for plasma processing
US7429718B2 (en) * 2005-08-02 2008-09-30 Applied Materials, Inc. Heating and cooling of substrate support
TWM292242U (en) * 2005-11-23 2006-06-11 Celetech Semiconductor Inc Radio frequency grounding rod
US8222574B2 (en) * 2007-01-15 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Temperature measurement and control of wafer support in thermal processing chamber
KR20100103627A (ko) * 2007-12-21 2010-09-27 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판의 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치
US8097082B2 (en) * 2008-04-28 2012-01-17 Applied Materials, Inc. Nonplanar faceplate for a plasma processing chamber
US8111978B2 (en) * 2008-07-11 2012-02-07 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with shower head
KR20130102577A (ko) 2010-09-03 2013-09-17 텔 쏠라 아게 기판 가열 장치
JP5254308B2 (ja) * 2010-12-27 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 液処理装置、液処理方法及びその液処理方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
TWI505400B (zh) * 2011-08-26 2015-10-21 Lg Siltron Inc 基座
US8734903B2 (en) 2011-09-19 2014-05-27 Pilkington Group Limited Process for forming a silica coating on a glass substrate
CN103094155A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 无锡华润上华科技有限公司 一种半导体器件加工设备
CN102443786A (zh) * 2011-11-08 2012-05-09 上海华力微电子有限公司 一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法
KR101376956B1 (ko) 2012-05-16 2014-03-21 주식회사 유니텍스 기상 증착용 반응로 및 유기 박막의 제조 방법
US9157730B2 (en) * 2012-10-26 2015-10-13 Applied Materials, Inc. PECVD process
USD717113S1 (en) 2013-03-13 2014-11-11 Applied Materials, Inc. Susceptor with heater
US9543171B2 (en) * 2014-06-17 2017-01-10 Lam Research Corporation Auto-correction of malfunctioning thermal control element in a temperature control plate of a semiconductor substrate support assembly that includes deactivating the malfunctioning thermal control element and modifying a power level of at least one functioning thermal control element
US9869017B2 (en) * 2014-07-10 2018-01-16 Applied Materials, Inc. H2/O2 side inject to improve process uniformity for low temperature oxidation process
US10460932B2 (en) * 2017-03-31 2019-10-29 Asm Ip Holding B.V. Semiconductor device with amorphous silicon filled gaps and methods for forming
CN108728828A (zh) * 2017-04-20 2018-11-02 中微半导体设备(上海)有限公司 Cvd设备及其温度控制方法与发热体
CN110331386A (zh) * 2019-07-09 2019-10-15 长江存储科技有限责任公司 在半导体晶圆上形成薄膜的方法
CN113151785B (zh) * 2020-01-22 2022-02-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种薄膜制备组件、薄膜制备方法及其应用
CN114517290A (zh) * 2022-01-21 2022-05-20 中环领先半导体材料有限公司 一种提高lto膜厚均匀性的apcvd成膜加工工艺

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0227715A (ja) * 1988-07-15 1990-01-30 Mitsubishi Electric Corp 気相成長装置用加熱ステージ
US5156820A (en) * 1989-05-15 1992-10-20 Rapro Technology, Inc. Reaction chamber with controlled radiant energy heating and distributed reactant flow
EP0412644A3 (en) 1989-08-08 1991-03-20 Applied Materials, Inc. Low temperature low pressure thermal cvd process for forming conformal group iii and/or group v-doped silicate glass coating of uniform thickness on integrated structure
JPH0737359B2 (ja) * 1989-08-24 1995-04-26 三菱電機株式会社 気相成長装置
US5059770A (en) 1989-09-19 1991-10-22 Watkins-Johnson Company Multi-zone planar heater assembly and method of operation
US5098865A (en) * 1989-11-02 1992-03-24 Machado Jose R High step coverage silicon oxide thin films
JPH04142742A (ja) * 1990-10-03 1992-05-15 Fujitsu Ltd 温度分布制御方法
JP3068914B2 (ja) * 1991-09-30 2000-07-24 株式会社東芝 気相成長装置
JP2579809Y2 (ja) * 1991-10-04 1998-09-03 国際電気株式会社 枚葉式ｃｖｄ装置
JPH05259086A (ja) * 1992-03-10 1993-10-08 Nec Kagoshima Ltd 薄膜トランジスタアレイの製造装置
US5534072A (en) 1992-06-24 1996-07-09 Anelva Corporation Integrated module multi-chamber CVD processing system and its method for processing subtrates
JP3103227B2 (ja) * 1992-12-09 2000-10-30 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
JPH06204143A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Hitachi Ltd Ｃｖｄ装置
JPH0945624A (ja) 1995-07-27 1997-02-14 Tokyo Electron Ltd 枚葉式の熱処理装置
US5844205A (en) 1996-04-19 1998-12-01 Applied Komatsu Technology, Inc. Heated substrate support structure
US5795833A (en) 1996-08-01 1998-08-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd Method for fabricating passivation layers over metal lines
JP3473297B2 (ja) 1996-11-14 2003-12-02 セイコーエプソン株式会社 シリコン酸化膜の形成方法、および薄膜トランジスタの製造方法
US5763021A (en) * 1996-12-13 1998-06-09 Cypress Semiconductor Corporation Method of forming a dielectric film
US6616767B2 (en) * 1997-02-12 2003-09-09 Applied Materials, Inc. High temperature ceramic heater assembly with RF capability
US5977519A (en) 1997-02-28 1999-11-02 Applied Komatsu Technology, Inc. Heating element with a diamond sealing material
US6352594B2 (en) * 1997-08-11 2002-03-05 Torrex Method and apparatus for improved chemical vapor deposition processes using tunable temperature controlled gas injectors
US6143666A (en) * 1998-03-30 2000-11-07 Vanguard International Seminconductor Company Plasma surface treatment method for forming patterned TEOS based silicon oxide layer with reliable via and interconnection formed therethrough
US6225601B1 (en) * 1998-07-13 2001-05-01 Applied Komatsu Technology, Inc. Heating a substrate support in a substrate handling chamber
DE69931278T2 (de) 1998-11-13 2007-03-29 Mattson Technology Inc., Fremont Vorrichtung und verfahren zur thermischen behandlung von halbleitersubstraten
JP4353601B2 (ja) * 2000-01-04 2009-10-28 株式会社アルバック プラズマｃｖｄ装置
US6451390B1 (en) * 2000-04-06 2002-09-17 Applied Materials, Inc. Deposition of TEOS oxide using pulsed RF plasma
US6427623B2 (en) * 2000-06-23 2002-08-06 Anelva Corporation Chemical vapor deposition system
US6962732B2 (en) 2001-08-23 2005-11-08 Applied Materials, Inc. Process for controlling thin film uniformity and products produced thereby

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