KR20080006853A - 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비 - Google Patents

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KR20080006853A
KR20080006853A KR1020060066123A KR20060066123A KR20080006853A KR 20080006853 A KR20080006853 A KR 20080006853A KR 1020060066123 A KR1020060066123 A KR 1020060066123A KR 20060066123 A KR20060066123 A KR 20060066123A KR 20080006853 A KR20080006853 A KR 20080006853A
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강용근
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비에 관한 것이다. 본 발명에서는, 가스 매니폴드와 프로세스 챔버 벽 사이에 존재하는 틈을 가드 링을 이용하여 밀폐함으로써, 프로세스 챔버 내부에 존재하는 RF 플라즈마 및 플루오린 이온이 상기 틈으로 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 틈 내부에 존재하는 오-링이 에치되어 PM 주기가 단축되거나 설비 교체에 따른 기료비가 증가되는 종래의 문제점을 해소할 수 있으며, 프로세스 챔버 내부의 공정가스 흐름이 원활해져 웨이퍼 상부에 증착되는 물질막의 두께 균일도가 향상됨으로써, 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성을 증대시킬 수 있게 된다.
CVD, 매니폴드, 오 링, 가드 링

Description

반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비{thin film depositing apparatus for semiconductor device manufacturing}
도 1은 고밀도 플라즈마 증착을 위한 HDP_CVD 설비의 공정가스 주입부를 나타낸다.
도 2는 상기 도 1의 참조부호 "A" 영역에 대한 확대도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정가스 주입부가 적용되는 박막 증착 설비를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정가스 주입부를 나타낸다.
도 5는 상기 도 4의 참조부호 "B" 영역에 대한 확대도를 나타낸다.
도 6은 상기 도 5의 C-C`방향으로의 단면 구조를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가드 링 구조를 나타낸다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 프로세스 챔버 102: 상부전극
104: 하부전극 106: 척 조립체
108: 프로세스 챔버 벽 110: 공정가스 분사노즐
112: 매니폴드 114,114-1: 가드 링
116: 공정가스 주입부 118: 틈
120: 게이트 밸브 122: 터보 펌프
124: 오-링
본 발명은 반도체 디바이스 제조설비에 관한 것으로서, 공정가스 흐름을 보다 원활히 유도하여 양질의 물질막을 형성할 수 있도록 하는 박막 증착 설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 디바이스를 제조하기 위한 단위 공정은, 크게 반도체 기판 내부로 3B족(예컨대, B) 또는 5B(예컨대, P 또는 As)족의 불순물 이온을 주입하는 불순물 이온주입 공정, 반도체 기판 상에 절연성 또는 도전성의 물질막을 형성하는 박막 증착(deposition)공정, 상기 박막 증착 공정을 통해 형성된 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각 공정, 그리고 반도체 기판 상부에 층간절연막등을 증착한 후에 일괄적으로 연마하여 단차를 없애는 평탄화(CMP:Chemical Mechanical Polishing) 공정을 비롯하여 웨이퍼를 비롯한 프로세스 챔버 내부의 오염물질을 제거하기 위한 세정공정등과 같은 여러 단위 공정들로 구분할 수 있다.
한편, 반도체 기판 상부에 물질막을 형성하는 상기 박막 증착 공정에 있어서, 최근에는 증착 속도 및 증착 두께 조절이 용이한 고밀도 플라즈마(High Density Plasma:HDP)를 이용한 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 공정이 널리 이용되고 있다.
하기 도 1에는 고밀도 플라즈마 증착을 위한 HDP_CVD 설비의 일부로서, 공정가스 주입부(10)가 도시되어 있다. 그리고, 도 2에는 상기 도 1의 참조부호 "A" 영역에 대한 확대도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 공정가스 주입부(10)는 전체적으로 링 형상을 이루고 있다. 그리고, 상기 공정가스 주입부(10) 내주면으로는 프로세스 챔버 내부 공간으로 물질막 증착에 필요한 공정가스를 분사하기 위한 다수개의 노즐(16)이 형성되어 있다.
플라즈마를 이용한 CVD 장치중의 하나인 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 설비에 의해 진행되는 PECVD 과정을 살펴보면, 히터 블록 상에 웨이퍼를 로딩한 뒤, 공정가스 공급라인과 샤워헤드를 통해 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 주입한다. 그리고, 상기 주입된 공정가스를 프로세스 챔버 내부로 플로우시킴과 동시에 RF 제너레이터를 ON 시킴으로써, 상기 공정가스를 플라즈마 상태로 변화시켜 웨이퍼 상부에 원하는 물질막을 증착하게 된다.
이에 비하여, 상기 도 1에 도시된 상기 공정가스 주입부(10)가 적용되는 HDP CVD 장치에 의하면, PECVD 설비에서와 같이 공정가스가 공정가스 공급라인과 샤워헤드를 통해 프로세스 챔버 안으로 플로우되는 것이 아니라 매니폴드(14)를 통해 프로세스 챔버로 공급되어 플로우되는 차이점이 있다. 이때, 상기 매니폴드(14)는 도 1에 도시된 것과 같이 플레이트 형상으로 이루어져 있으며, 그 내부에는 공정가 스가 플로우될 수 있도록 하는 홈이 파여있다. 따라서, 상기 홈을 따라 플로우된 공정가스는 공정가스 노즐(16)을 통해 프로세스 챔버 내부로 주입된다.
한편, 상기 매니폴드(14)와 프로세스 챔버 벽(12) 사이에는 상기 홈을 따라 플로우되는 공정가스를 격리 및 실링하기 위한 오-링이 장착되는데, 이러한 오-링을 통상적으로 매니폴드 오-링이라 한다. 그리고, 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 매니폴드(14)와 프로세스 챔버 벽(12) 사이에 존재하는 오-링으로 인해 약 1mm 정도의 틈(18)이 존재한다. 이러한 틈(18) 부위로 증착 공정시 발생된 RF 플라즈마 및 플루오린(Fluorine) 이온이 침투하여 오-링이 오버에치되고, 매니폴드에도 스퍼터링 현상이 발생하게 되어 프로세스 챔버 내부에 파티클이 발생하게 된다. 상기 HDP CVD 장치에서는, 프로세스 진행시 매니폴드 내부로 물질막이 데포되는 공정특성으로 인하여 RF 클린 타임이 매니폴드 클린 기준으로 설정되어 있다. 따라서, 상기 오-링 및 매니폴드가 오염되거나 손상됨으로 인해 PM 주기가 단축되고, 설비 교체에 따른 기료비가 증가되는 문제점이 있다. 또한, 상기 오-링 및 매니폴드의 손상으로 인해 프로세스 챔버 내부의 가스 흐름이 원활하지 못할 경우, 웨이퍼 상부에 증착되는 물질막의 두께 균일도가 저하되며, 그로 인해 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성 또한 크게 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 매니폴드와 프로세스 챔버 벽 사이에 존재하는 틈으로 RF 플라즈마 및 플루오린 이온이 침투하여 오- 링 및 매니폴드가 오염되거나 손상되는 문제점을 해소할 수 있는 박막 증착 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 오-링 및 매니폴드의 손상으로 인해 프로세스 챔버 내부에 파티클이 증가하는 문제점을 해소할 수 있는 박막 증착 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, PM 주기를 보다 연장하고 설비 교체에 따른 기료비 증가를 최소화하기 위한 박막 증착 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 프로세스 챔버 내부에 공정가스를 원활히 공급하여 웨이퍼 상부에 균일한 두께의 물질막을 형성할 수 있도록 하는 박막 증착 설비를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성 저하를 방지할 수 있도록 하는 박막 증착 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 증착 설비는, 밀폐된 분위기의 프로세싱 공간을 제공하는 프로세스 챔버; 상기 프로세스 챔버의 상측 영역에 형성되며, 플라즈마 발생을 위한 고주파 파워가 인가되는 상부전극; 상기 프로세스 챔버의 하측 영역에 형성되며, 프로세스 챔버 내부로 투입되는 웨이퍼를 흡착 고정시키며, 상기 상부전극에 대응하는 고주파 파워가 인가되는 하부전극을 포함하는 척 조립체; 상기 프로세스 챔버 외부에 연결되어 있으며, 상기 프로세스 챔 버 내부의 압력 조절을 위한 펌핑부; 상기 프로세스 챔버의 벽에 연장되도록 형성되어 있으며, 상기 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 분사하는 다수개의 가스분사 노즐이 구비된 매니폴드; 및 상기 매니폴드와 프로세스 챔버의 벽 사이에 존재하는 틈을 밀폐하기 위한 가드 링을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 카테고리를 벗어나지 않는 범위내에서 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 반도체 디바이스를 제조하기 위한 여러 단위 공정중, 웨이퍼 상부에 절연성 또는 도전성의 물질막을 형성하는 박막 증착 공정을 실시하기 위한 박막 증착 설비에 관한 것이다. 통상의 박막 증착 공정은 크게 물리적 기상증착(PVD:Physical Vapor Deposition) 공정과 화학적 기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition) 방식으로 구분할 수 있다. 한편, 현재의 반도체 디바이스에 대한 연구는 보다 많은 데이터를 단시간 내에 처리하기 위하여 고집적 및 고성능을 추구하는 방향으로 진행하고 있다. 따라서, PVD 방식에 비해 보다 우수한 스텝 커버리지 특성을 가지며 웨이퍼 상부에 증착되는 물질막 두께를 보다 정밀하게 제어할 수 있는 CVD 방식이 널리 이용되고 있다.
상기 CVD 방식으로서는 물질막을 형성시키기 위한 화학 반응 조건, 보다 구체적으로 프로세스 챔버 내부의 압력, 온도 및 인가되는 에너지에 따라 예컨대, 대 기압 분위기하에서 이루어지는 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), 저압 분위기하에서 이루어지는 LPCVD(Low Pressure CVD), 광여기 CVD, 플라즈마 분위기하에서 이루어지는 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 또는 고밀도 플라즈마 CVD(Highg Density Plasma CVD: HDP_CVD)등으로 구분할 수 있다. 이러한 박막 증착 공정들은 반도체 디바이스 공정 특성에 맞추어 지속적으로 개선 및 발전되고 있는데, 특히 웨이퍼의 구경이 증가함에 따라 프로세스 챔버 전체 영역으로 공정 가스가 고루 분사되도록 하는 것이 반도체 디바이스의 수율 및 신뢰성을 좌우하는 주요 관건이 되고 있다. 따라서, 최근에는 물질막의 증착 속도 및 증착 두께 조절이 용이한 플라즈마를 이용한 CVD 공정이 주로 이용되고 있는데, 이러한 플라즈마를 이용한 CVD 공정중에서도 통상의 PECVD 공정에 비해 캐미컬 소오스의 이온화 효율을 향상시키기 위해 보다 낮은 압력분위기하에서 진행되면서도 높은 가속 에너지를 얻을 수 있으며, 높은 이온화 밀도에 기인하여 보다 많은 반응 라디칼을 생성시켜 물질막의 증착 속도를 높일 수 있는 고밀도 플라즈마 공정(HDPCVD)이 보다 적극적으로 이용되고 있다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공정가스 주입부(116)가 적용되는 CVD 설비로서, 노벨러스(Novellus) 사의 HDP CVD 설비가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 밀폐된 분위기의 프로세싱 공간을 제공하는 프로세스 챔버(100)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 프로세스 챔버(100)의 상측 영역에는 플라즈마 발생을 위한 고주파 파워가 인가되는 돔(dome) 형상의 상부전극(102)이 구비되어 있다. 그리고, 상기 상부전극(102) 하측 영역에는 프로세스 챔버(100) 내부로 투입되는 웨이퍼(도시되지 않음)를 상기 상부전극(102)에 대향하도록 흡착 고정시키며, 상기 상부전극(102)에 대응하는 고주파 파워가 인가되는 하부전극(104)을 포함하는 척 조립체(106)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 상부전극(102)의 말단지점에는 프로세스 챔버(100) 내부로 플라즈마 형성을 위한 공정가스를 공급하기 위한 공정가스 주입부(116)가 형성되어 있다. 상기 공정가스 주입부(116)는 프로세스 챔버 벽(108) 상부에 위치하며, 공정가스 공급원으로부터 공정가스가 유입되는 매니폴드(112)와, 상기 매니폴드(112)의 내주면에 형성되어 프로세스 챔버(100) 내부로 공정가스를 분사하는, 다수개의 노즐(110)로 이루어져 있다.
그리고, 본 발명에 따른 상기 공정가스 주입부(116)에 의하면, 상기 매니폴드(112)의 상부면에서부터 프로세스 챔버 벽(108)에 이르는 가드 링(guard ring: 114)이 형성되어 있다. 상기 가드 링(114)은 본 발명에 따른 공정가스 주입부(116)에 있어서의 핵심 구성요소로서, 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에 존재하는 틈(118)을 밀폐한다. 이처럼, 상기 가드 링(114)을 이용하여 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에 존재하는 틈(118)을 밀폐할 경우, 상기 틈(118) 부위로 공정시 발생된 RF 플라즈마 및 플루오린 이온이 침투하는 것이 방지되어, 상기 틈(118) 내부에 존재하는 오-링(도시되지 않음) 및 매니폴드(112)가 손상되는 문제점을 해소할 수 있게 된다.
그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 증착 공정이 완료된 프로세스 챔버(100) 내부를 세정하기 위한 세정가스가 주입되는 세정가스 주입구가 형성된다. 따라서, 상기 공정가스 주입구(110)를 통해 프로세스 챔버(100) 내부로 공정가스를 주입하여 반도체 기판 상부에 원하는 박막을 증착시킨다. 그리고 나서, 상기 세정가스 주입구를 통해 세정가스를 주기적으로 공급함으로써, 프로세스 챔버(100) 내부를 세정하게 된다.
또한, 상기 프로세스 챔버(100)의 외측에는 게이트 밸브(120)를 통해 프로세스 챔버(100) 내부의 압력 조절을 위한 펌핑부로서, 터보 펌프(122)가 연결되어 있다. 상기 프로세스 챔버(100)는 박막 증착공정이 진행되는 공간으로서, 상기 터보 펌프(122)를 이용하여 박막 증착 공정에 요구되는 압력 상태로 유지시키게 된다. 즉, 프로세스 챔버(100) 내부로 박막 증착을 위한 공정가스가 투입되면, 프로세스 챔버(100)의 내부의 압력은 일시적으로 상승된다. 따라서, 상기 터보 펌프(122)를 이용하여 상승된 압력을 공정 조건에 적합한 수준으로 유지시키게 된다. 그리고, 상기 터보 펌프(122)에 의한 펌핑 작용으로 인하여 프로세스 챔버(100) 내부는 공정시 요구되는 압력으로 유지됨과 아울러 프로세스 챔버(100) 내부의 미반응 가스 및 공정이 진행되는 동안 발생된 반응부산물 또한 외부로 배출되어진다.
그러면, 하기 도면들을 참조하며, 상기 본 발명의 핵심 구성요소인 가드 링(114)이 구비된 공정가스 주입부(116)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기로 하자.
먼저, 도 4에는 상기 도 3에 도시된 HDP CVD 설비의 일부로서, 공정가스 주입부(116)가 도시되어 있다. 그리고, 도 5는 상기 도 4의 참조부호 "B" 영역에 대한 확대도가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 공정가스 주입부(116)는 전체적으로 링 형상을 이루고 있다. 보다 구체적으로, 상기 공정가스 주입부(100)는 원통형의 프로세스 챔버 벽(108) 상부에 위치하는 매니폴드(112) 및 상기 매니폴드(112) 내주면에 형성되어 있는 노즐(110)로 이루어져 있다. 상기 매니폴드(112)는 프로세스 챔버 내부로 플라즈마 형성을 위한 공정가스를 공급하는 인젝터로서, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 노즐(110)은 상기 매니폴드(112)를 통해 공급된 공정가스를 프로세스 챔버(100) 내부로 분사하는 기능을 하며, 링 형상의 공정가스 주입부(100) 내주면을 따라 균일한 간격으로 다수개가 배치되어 있다.
그리고, 본 발명에 따른 상기 공정가스 주입부(116)의 핵심 구성요소로서, 상기 매니폴드(112)의 상부면에서부터 프로세스 챔버 벽(108)에 이르도록 가드 링(guard ring: 114)이 형성되어 있다.
통상의 HDP CVD 설비에 있어서, 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에는 상기 매니폴드(112)에 형성되어 있는 홈을 따라 플로우되는 공정가스를 격리 및 실링하기 위한 매니폴드 오-링이 형성된다. 그리고, 이러한 매니폴드 오-링으로 인해 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에는 약 1mm 정도의 틈(도면상 가드 링(114)에 의해 가려져 있음)이 불가피하게 존재하게 된다. 종래에는, 상기 틈 부위로 프로세스 챔버 내부의 RF 플라즈마 및 플루오린(Fluorine) 이온이 침투하여 매니폴드 오-링이 오버에치되고, 매니폴드(112)에도 스퍼터링 현상이 발생하게 되어 프로세스 챔버 내부에 파티클이 발생하였다. 또한, 상기 오-링 및 매니폴드가 오염되거나 손상됨으로 인해 PM 주기가 단축되고, 잦은 설비 교체로 인해 기료비가 증가되며, 프로세스 챔버 내부의 가스 흐름이 원활하지 못하여 웨이퍼 상부에 증착되는 물질막의 두께 균일도가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해, 가드 링(114)을 이용하여 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에 존재하는 틈을 밀폐한 것이다. 여기서, 상기 가드 링(114)은 상기 매니폴드(112)와 동일하게 알루미늄 재질로 형성할 수 있다.
하기 도 6에는 상기 도 5의 C-C`방향으로의 단면 구조가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 상기 매니폴드(112) 상부면으로부터 프로세스 챔버 벽(108)에 이르는 "┍ " 형상의 가드 링(114)이 형성되어 있다. 이때, 상기 가드 링(114)은 도면상에 도시되는 각도에 따라 " ┑" 형상이라 표현할 수도 있다. 이러한 상기 가드 링(114)은 매니폴드(112)와 수평을 이루도록 하기 위해, 상기 매니폴드(112)의 일부 상부면을 절삭한 뒤, 상기 절삭된 부분에 밀착시켜 형성한다.
이처럼, 상기 매니폴드(112)에서 프로세스 챔버 벽(108)에 이르도록 가드 링(114)을 형성함으로써, 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에 존재하는 오-링(124)으로 인해 형성된 틈(118)이 밀폐된다. 그리고, 상기 가드 링(114)을 형성하여 틈(118)을 밀폐함으로써, 프로세스 챔버 내부에 존재하는 RF 플라즈마 및 플루오린 이온이 상기 틈(118)으로 침투하는 것을 방지하여 상기 오-링(124)이 오버에치되거나 매니폴드가 스퍼터링되는등의 종래의 문제점을 해소할 수 있게 된다. 실질적으로, 상기 매니폴드(112)에서 프로세스 챔버 벽(108)에 이르도록 가드 링(114)을 형성할 경우, 상기 틈(118) 내부에 존재하는 오-링(124)의 사용주기가 종래 대비 2배 이상 증가하는 것으로 밝혀졌다.
한편, 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가드 링(114-1) 구조가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이에 존재하는 틈(118)을 밀폐하기 위한, 예컨대 알루미늄 재질의 가드 링(114-1)이 형성되어 있다. 상기 가드 링(114-1)은 도 6에 도시되어 있는 가드 링(114)과는 달리, 상기 틈(118) 내부로 피팅되는 마개 형상으로 이루어져 있다. 이때, 상기 가드 링(114-1)은 프로세스 챔버 내부의 공정가스 흐름을 원활히 하기 위해, 상기 매니폴드(112) 및 프로세스 챔버 벽(108)과 수직선을 이룰 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
이처럼, 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이의 틈(118)을 밀폐하는 가드 링(114-1)을 형성함으로써, 상기 틈(118) 내부로 프로세스 챔버 내부에 존재하는 RF 플라즈마 및 플루오린 이온이 상기 틈(118)으로 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다. 그로 인해, 상기 오-링(124)이 RF 플라즈마 및 플루오린 이온에 의해 오버에치되거나 매니폴드가 손상되는 종래의 문제점을 해소할 수 있게 된다. 실질적으로, 상기 매니폴드(112)와 프로세스 챔버 벽(108) 사이의 틈(118)을 밀폐하는 가드 링(114-1)을 형성할 경우, 상기 틈(118) 내부에 존재하는 오-링(124)의 사용주기가 종래 대비 2배 이상 증가하는 것으로 밝혀졌다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 웨이퍼 상부에 물질막을 증착하기 위한 HDP CVD 설비에 있어서, 공정가스를 공급하는 매니폴드와 프로세스 챔버 벽 사이에 오-링으로 인해 존재하는 틈을 밀폐하기 위한 가드 링이 형성한 것이 특징이다. 본 발명에 따른 상기 가드 링은 매니폴드 상부로부터 프로세스 챔버 벽에 이르는 "┍ 또는 ┑" 형상으로 형성하거나, 상기 틈에 피팅되는 마개 형상으로 구현할 수 있으며, 상기에서 언급한 바와 같은 우수한 효과를 기대할 수 있으면서도 복잡한 설비 또는 고가의 추가 비용을 요하지 않는다는 매리트로 인해, 본 발명은 반도체 디바이스 제조분야 발전에 매우 바람직한 영향을 미칠 것으로 기대된다.
그리고, 상기 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가드 링의 형상을 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시된 예들에 불과한 것으로서, 상기 매니폴드와 프로세스 챔버 벽 사이에 존재하는 틈을 밀폐할 수 있는 또 다른 형상의 가드 링 구현이 얼마든지 가능함을 물론이다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는, 가드 링을 이용하여 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 공급하는 매니폴드와 프로세스 챔버 벽 사이에 오-링으로 인해 존재하는 틈을 가드 링으로 밀폐한다. 그 결과, 상기 오-링 및 매니폴드의 손상을 방지함으로써 PM 주기를 연장시키고 설비 교체에 따른 기료비 증가를 억제할 수 있다. 또한, 프로세스 챔버 내부의 공정가스 흐름이 원활해져 웨이퍼 상부에 증착되는 물질막의 두께 균일도를 향상시킴으로써, 반도체 디바이스의 신뢰성 및 생산성 또한 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (12)

  1. 밀폐된 분위기의 프로세싱 공간을 제공하는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버의 벽에 연장되도록 형성되어 있으며, 상기 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 분사하는 다수개의 가스분사 노즐이 구비된 매니폴드; 및
    상기 매니폴드와 프로세스 챔버의 벽 사이에 존재하는 틈을 밀폐하기 위한 가드 링을 포함함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드 상부면으로부터 프로세스 챔버의 벽에 이르는 "┍ " 또는 " ┑" 형상으로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드의 상부표면과 수평을 이루도록, 상기 매니폴드의 상부면을 일부 절삭한 뒤, 상기 절삭된 부분에 밀착시켜 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드와 프로세스 챔버의 벽 사이 에 존재하는 틈에 피팅되는 마개 형상으로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  5. 제 2항 또는 제 4항에 있어서, 상기 가드 링은 알루미늄 재질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 매니폴드는 알루미늄 재질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  7. 밀폐된 분위기의 프로세싱 공간을 제공하는 프로세스 챔버;
    상기 프로세스 챔버의 상측 영역에 형성되며, 플라즈마 발생을 위한 고주파 파워가 인가되는 상부전극;
    상기 프로세스 챔버의 하측 영역에 형성되며, 프로세스 챔버 내부로 투입되는 웨이퍼를 흡착 고정시키며, 상기 상부전극에 대응하는 고주파 파워가 인가되는 하부전극을 포함하는 척 조립체;
    상기 프로세스 챔버 외부에 연결되어 있으며, 상기 프로세스 챔버 내부의 압력 조절을 위한 펌핑부;
    상기 프로세스 챔버의 벽에 연장되도록 형성되어 있으며, 상기 프로세스 챔버 내부로 공정가스를 분사하는 다수개의 가스분사 노즐이 구비된 매니폴드; 및
    상기 매니폴드와 프로세스 챔버의 벽 사이에 존재하는 틈을 밀폐하기 위한 가드 링을 포함함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드 상부면으로부터 프로세스 챔버의 벽에 이르는 "┍ " 또는 " ┑" 형상으로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드의 상부표면과 수평을 이루도록, 상기 매니폴드의 상부면을 일부 절삭한 뒤, 상기 절삭된 부분에 밀착시켜 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 가드 링은 상기 매니폴드와 프로세스 챔버의 벽 사이에 존재하는 틈에 피팅되는 마개 형상으로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  11. 제 8항 또는 제 10항에 있어서, 상기 가드 링은 알루미늄 재질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 매니폴드는 알루미늄 재질로 형성함을 특징으로 하는 반도체 디바이스 제조를 위한 박막 증착 설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105981140A (zh) * 2014-03-26 2016-09-28 株式会社日立国际电气 衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及炉口部罩
CN107835868A (zh) * 2015-06-17 2018-03-23 应用材料公司 在处理腔室中的气体控制

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