KR20080058621A - 가스 노즐 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비의 가스 노즐 장치에 관한 것이다. 반도체 제조 설비는 예를 들어, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 설비로서, 챔버 내부로 소스 가스를 주입하기 위하여 복수 개의 가스 노즐 장치들을 구비한다. 가스 노즐 장치는 복수 개의 분사구를 구비한다. 복수 개의 분사구들은 상호 일정 크기의 각도를 갖도록 배치된다. 본 발명에 의하면, 노즐 몸체의 중앙 및 가장자리 부분으로 소스 가스를 분사함으로써, 챔버 내부로 소스 가스를 균일하게 분사할 수 있다.

반도체 제조 설비, HDP-CVD, 노즐, 분사구, 중앙, 가장자리

Description

가스 노즐 장치{GAS NOZZLE APPARATUS}

도 1은 일반적인 플라즈마 화학 기상 증착 설비의 개략적인 구성을 도시한 도면;

도 2는 도 1에 도시된 가스 노즐 장치의 구성을 나타내는 단면도;

도 3은 도 2에 도시된 가스 노즐 장치의 정면도;

도 4는 본 발명에 따른 가스 노즐 장치의 구성을 나타내는 단면도; 그리고

도 5는 도 4에 도시된 가스 노즐 장치의 정면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 가스 노즐 장치

102 : 노즐 몸체

104, 110 : 분사구

106 : 가스 공급 경로

108 : 체결부

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 플라즈마 화학 기상 증착 설비의 가스 노즐 장치에 관한 것이다.

점차 반도체 소자가 고집적화됨에 따라 회로 패턴들의 선폭이 더욱 미세화되고 있다. 이에 따라 회로 패턴들 사이의 갭을 채우는 능력을 극대화시키는 증착 공정인 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착(High Density Plasma CVD : HDP CVD) 방법이 개발되어 있다. HDP CVD 방법은 종래의 플라즈마 CVD(Plasma Enhanced CVD : PE CVD)보다 높은 이온화 효율을 갖도록 전기장과 자기장을 인가하여 높은 밀도의 플라즈마 이온을 형성, 소스 가스를 분해하여 웨이퍼 상에 증착 절연막을 증착하는 방식이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 설비(2)는 다양한 소스 가스들을 복수 개의 노즐(20)들을 통해 챔버(10) 내부로 공급된다. 챔버(10)는 상부 챔버(12)와 하부 챔버(14)로 이루어지며, 하부 챔버(14) 내부에는 웨이퍼가 안착되는 정전척(16)이 배치된다.

따라서 노즐(20)들은 상부 챔버(12)의 내측벽에 설치되는 가스 인젝터(gas injector)(미도시됨) 예를 들어, 가스 링(gas ring)에 구비된다. 즉, 가스 링은 노즐(20)들이 챔버(10) 내측벽 상단부에서 챔버(10) 내부의 공간을 향하도록 복수 개가 배치되며, 다양한 소스 가스들을 각각 공급하는 가스 공급원(미도시됨)으로부터 해당 소스 가스들을 공급받아 노즐(20)들을 통해 챔버 내부로 소스 가스 및 혼합 가스를 분사시킨다.

이러한 노즐(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 노즐 몸체(22)에 하나의 분사구(24)를 구비한다. 노즐 몸체(22)는 일단에 반도체 제조 설비의 가스 공급 라인(미도시됨)에 연결되는 체결부(28)와, 타단에 하나의 분사구(24)를 구비한다. 분사구(24)는 가스 공급원에 연결되는 가스 공급 경로(26)와 연결되어, 소스 가스를 가스 공급 경로(26)와 동일한 방향으로 직진 분사한다. 즉, 분사구(24)는 노즐 몸체(22)의 내부 중앙에서 길이 방향으로 관통된 가스 공급 경로(26)보다 작은 직경으로 형성되어, 노즐(20)의 중앙 부분에서 소스 가스를 분사한다.

그러나 이러한 노즐(20)은 소스 가스를 노즐 몸체(22)에 형성된 하나의 분사구(24)을 이용하여 직진 분사하기 때문에, 챔버 내부로 균일하게 소스 가스를 분사할 수 없으며, 이로 인해 증착 공정에서의 증착율(deposition rate)이 저하되는 문제점이 있다. 또 이러한 노즐(20)은 하나의 분사구(20)를 구비함에 따라 소스 가스를 분사하는 방향을 조절할 수가 없다.

본 발명의 목적은 소스 가스를 균일하게 분사하기 위한 반도체 제조 설비의 가스 노즐 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 분사 방향이 조절 가능한 반도체 제조 설비의 가스 노즐 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 가스 노즐 장치는 복수 개의 분사구를 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 가스 노즐 장치는 소스 가스를 균일하게 분사 가능하다.

본 발명의 반도체 제조 설비에서 사용하는 가스 노즐 장치는, 원통형의 노즐 몸체와; 상기 노즐 몸체의 내부 중심에서 길이 방향으로 관통되어 가스를 공급하는 가스 공급 경로와; 상기 노즐 몸체의 일단에 구비되고, 상기 가스 공급 경로로부터 복수 개로 분기되어 서로 다른 방향으로 가스를 분사하는 복수 개의 분사구 및; 상기 노즐 몸체의 타단에 구비되어 상기 반도체 제조 설비에 연결되는 체결부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 분사구는; 상기 가스 공급 경로와 동일한 방향으로 형성되고, 상기 노즐 몸체의 상기 일단의 중앙 부분에서 가스를 분사하는 제 1 분사구 및, 상기 제 1 분사구와 일정 크기의 각도를 가지고 배치되고, 상기 노즐 몸체의 상기 일단의 가장자리 부분에서 가스를 분사하는 제 2 분사구를 포함한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 제 2 분사구는 상기 각도를 조절 가능하다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 반도체 제조 설비에서 사용되는 가스 노즐 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 가스 노즐 장치(100)는 반도체 제조 설비 예를 들어, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 설비의 챔버(미도시됨)에 구비되며, 챔버 내 부로 다양한 소스 가스를 분사하는 복수 개(예컨대, 2 개)의 분사구(104, 110)를 갖는다.

즉, 가스 노즐 장치(100)는 원통형의 노즐 몸체(102)와, 노즐 몸체(102)의 내부 중앙을 길이 방향으로 관통하여 가스를 공급하는 가스 공급 경로(106) 및, 복수 개의 분사구(104, 110)를 포함한다.

구체적으로 복수 개의 분사구(104, 110)들은 노즐 몸체(102)의 일단에 구비되고, 가스 공급 경로(106)에서 분기되어 서로 다른 방향으로 소스 가스를 분사하도록 상호 일정 크기의 각도(α)로 배치된다. 예컨대, 분사구(104, 110)는 노즐 몸체(102)의 중앙 부분에서 분사하는 제 1 분사구(104)와, 노즐 몸체(102)의 가장자리 부분에서 분사하는 제 2 분사구(110)를 포함한다. 그리고 제 1 및 제 2 분사구(104, 110)는 상호 일정 크기의 각도(α)를 가지고 배치된다. 이 때, 가스 노즐 장치(100)는 다양한 반도체 제조 설비의 종류에 따라 그 공정 특성에 적합하도록 각도(α)를 조절하여 제 2 분사구(110)를 배치 가능하다. 뿐만 아니라, 제 2 분사구(110)는 노즐 몸체(102)의 가장자리 상하, 좌우 측 어느 하나에 배치될 수 있다.

또 가스 노즐 장치(100)는 노즐 몸체(102)의 타단에 구비되어, 반도체 제조 설비로 소스 가스를 공급하는 가스 공급 라인(미도시됨)에 연결되는 체결부(108)를 포함한다.

따라서 본 발명의 가스 노즐 장치(100)는 복수 개의 분사구(104, 110)를 구비함으로써, 복수 방향으로 소스 가스를 분사한다. 이를 위해 반도체 제조 설비는 복수 개의 분사구에 대응하여 소스 가스를 공급하는 유량(또는 압력)을 조절하여 처리하는 것은 자명한 일이다.

이상에서, 본 발명에 따른 가스 노즐 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 가스 노즐 장치는 복수 개의 분사구를 구비함으로써, 노즐 몸체의 중앙 및 가장자리 부분으로 소스 가스를 분사 가능하며, 이로 인해 소스 가스를 균일하게 분사시킬 수 있다.

그러므로 본 발명의 가스 노즐 장치를 구비하는 반도체 제조 설비는 챔버 내부로 소스 가스를 균일하게 분사시킴으로써, 공정 처리시, 증착율을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 반도체 제조 설비에서 사용하는 가스 노즐 장치에 있어서:

   원통형의 노즐 몸체와;

   상기 노즐 몸체의 내부 중심에서 길이 방향으로 관통되어 가스를 공급하는 가스 공급 경로와;

   상기 노즐 몸체의 일단에 구비되고, 상기 가스 공급 경로로부터 복수 개로 분기되어 서로 다른 방향으로 가스를 분사하는 복수 개의 분사구 및;

   상기 노즐 몸체의 타단에 구비되어 상기 반도체 제조 설비에 연결되는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 노즐 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분사구는;

   상기 가스 공급 경로와 동일한 방향으로 형성되고, 상기 노즐 몸체의 상기 일단의 중앙 부분에서 가스를 분사하는 제 1 분사구 및,

   상기 제 1 분사구와 일정 크기의 각도를 가지고 형성되고, 상기 노즐 몸체의 상기 일단의 가장자리 부분에서 가스를 분사하는 제 2 분사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 노즐 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 2 분사구는 상기 각도를 조절하여 상기 노즐 몸체에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 노즐 장치.

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