KR20090004191A

KR20090004191A - 샤워헤드를 채용한 증착장치

Info

Publication number: KR20090004191A
Application number: KR1020070068198A
Authority: KR
Inventors: 홍인표
Original assignee: 홍인표
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-12
Also published as: KR100917475B1

Abstract

반도체 웨이퍼 표면에 원하는 막을 균일하게 증착시킬 수 있도록 샤워헤드의 구조가 개선된 증착장치에 관한 것이다.

이 장치는 반응가스가 유입되는 챔버와, 유입된 반응가스를 웨이퍼 표면에 분사시키도록 다수의 토출공이 형성된 샤워헤드와, 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하며,

샤워헤드(130)는 그 저면 가장자리를 따라 돌출된 돌출턱(132)과, 돌출턱(132)의 내주면(132b)을 측벽으로 하는 오목홈(136)이 형성되고,

웨이퍼(150)는 오목홈(136)의 바닥면(134)에 대향되는 위치에서 테이블(120)에 놓이며,

돌출턱(132)의 상면(132a)과 이에 대향되는 테이블(120) 사이의 간격(D)이 웨이퍼(150)의 상면과 오목홈(136)의 바닥면(132b)과의 사이의 간격(E)과 동일하게 되도록 된 구성을 갖는다.

이와 같은 증착 장치는 샤워헤드의 저면 가장자리에 오목하게 파인 오목홈(136)과 가장자리의 돌출턱(132)이 형성되고, 샤워헤드 저면으로부터 웨이퍼 표면 및 테이블 표면에 이르는 간격이 동일하게 되도록 구성함으로써 반응시 웨이퍼 가장자리에 가스가 얇게 증착되는 현상을 방지할 수 있게 한다. 이로서 종래 장치에서 보다 균일한 두께의 증착막을 갖는 웨이퍼의 구현을 가능하게 한다.

웨이퍼, 샤워헤드, 증착, 새도우링, 리세스

Description

샤워헤드를 채용한 증착장치{A chemical vapor deposition device having a shower head}

본 발명은 샤워헤드를 채용한 증착장치에 관한 것으로써, 특히 반도체 웨이퍼 표면에 원하는 막을 균일하게 증착시킬 수 있도록 샤워헤드의 구조가 개선된 증착장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학 기상 증착장치(chemical vapor deposition; CVD)는 기판 또는 반도체 웨이퍼 표면에 박막을 증착하는 데 사용된다.

통상의 화학 기상 증착장치를 나타낸 도 1 및 도 2를 참조하면, 이는 배기구(11)를 갖는 챔버(10) 상면에 공급구(61)가 형성된 챔버리드(60)가 결합되고, 챔버(10) 공간 상부에 공급구(61)를 통하여 공급된 반응가스를 웨이퍼(50) 표면에 균일하게 분사시키는 토출공(31)이 형성된 샤워헤드(30)가 마련되며, 또한 챔버(10) 공간에는 웨이퍼(50)를 안착지지하는 테이블(20)이 마련된 구조를 가진다.

상기 테이블(20)에는 웨이퍼(50)를 소정온도로 가온(加溫)하여 반응가스의 반응성이 향상되도록 히터(미도시)가 내장되어 있다.

통상의 샤워헤드(30)는 도 1 및 도 2에서와 같이 그 저면이 평편한 평면의 구조를 갖게 되므로, 웨이퍼(50)와 샤워헤드(30) 사이의 반응가스 배출통로의 폭(B)이 웨이퍼(50)의 두께로 인으로 반응가스 토출공간의 폭(C)보다 넓게 형성되게 된다.

이에 따라서 반응가스들이 반응할때 웨이퍼(50)의 가장자리(A)에서 가스압력이 낮아지게 되어 반응가스들이 웨이퍼(50)의 중앙부위보다 가장자리에 적은 양의 가스들이 분포되게 되므로, 웨이퍼(50)의 중앙부분보다 가장자리에서 증착이 얇게 형성되게 되어 불균일한 증착을 초래하게 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 샤워헤드와 웨이퍼 사이에서 가스들이 균일하게 분포될 수 있도록 하여 웨이퍼 표면에 균일한 증착이 이루어지도록 한 화학 기상 증착장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 반응가스가 유입되는 챔버와, 유입된 반응가스를 웨이퍼 표면에 분사시키도록 다수의 토출공이 형성된 샤워헤드와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하는 증착 장치에 있어서,

상기 샤워헤드는 그 저면 가장자리를 따라 돌출된 돌출턱과, 상기 돌출턱의 내주면을 측벽으로 하는 오목홈이 형성되고,

상기 웨이퍼는 상기 오목홈의 바닥면에 대향되는 위치에서 상기 테이블에 놓이며,

상기 돌출턱의 상면과 이에 대향되는 테이블 사이의 간격이 상기 웨이퍼의 상면과 상기 오목홈의 바닥면과의 사이의 간격과 동일하게 되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 장치는 상기 돌출턱의 내주면과 그 외주면을 연결시키는 연결통로가 복수 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 증착 장치는 샤워헤드의 저면 가장자리에 돌출턱이 형성되고 중앙부분에 오목하게 파인 오목홈이 형성되고, 또한 샤워헤드 저면으로부터 웨이퍼 표면 및 테이블 표면에 이르는 간격이 동일하게 되도록 구성함으로써 반응시 가스들이 균일하게 분포되도록 하여 웨이퍼 가장자리에서 두껍게 증착되는 현상을 방지할 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명 증착 장치는 샤워헤드의 저면 가장자리에 오목하게 파인 오목홈(136)과 가장자리의 돌출턱(132)이 형성되고, 샤워헤드 저면으로부터 웨이퍼 표면 및 테이블 표면에 이르는 간격이 동일하게 되도록 구성함으로써 반응시 웨이퍼 가장자리에 가스가 얇게 증착되는 현상을 방지할 수 있게 한다. 이로서 종래 장치에서 보다 균일한 두께의 증착막을 갖는 웨이퍼의 구현을 가능하게 한다.

또한, 샤워헤드의 저면에 외주면으로의 연결통로(133)를 형성시킴으로써, 웨이퍼 가장자리에서 토출압의 상승을 방지하여 균일한 두께의 증착을 가능하게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명 실시예의 화학 기상 증착 장치는 통상의 장치와 필수 구성요소를 공히 갖는다.

즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 이 장치는 배기구(111)를 갖는 챔버(100) 상면에 공급구(161)가 형성된 챔버리드(160)가 결합되고, 챔버(100) 공간 상부에 공급구(161)를 통하여 공급된 반응가스를 웨이퍼(150) 표면에 균일하게 분사시키는 토출공(131)이 형성된 샤워헤드(130)가 마련되며, 또한 챔버(100) 공간에는 웨이퍼(150)를 안착지지하는 테이블(120)이 마련된 구조를 가진다.

상기 테이블(120)에는 웨이퍼(150)를 소정온도로 가온(加溫)하여 반응가스의 반응성이 향상되도록 히터(미도시)가 내장되어 있으며, 본 발명 실시예의 증착장치에는 통상의 새도우링이 채용되지 않는다.

새도우링은 일반적으로 웨이퍼의 위치를 고정시키고, 반응가스가 테이블에 증착되는 것을 방지한다.

본 발명 실시예의 증착장치는 이러한 새도우링이 채용되지 않으며, 웨이퍼(150)는 예컨대 진공흡착에 의해서 테이블(120)에 안착되어질 수 있게 된다.

따라서 이러한 새도우링에 채용되지 않은 본 발명 실시예가 적용되는 증착장치는 웨이퍼(150)의 두께에 의해서 테이블(120) 상면과 웨이퍼(150)의 상면으로부터 각각 샤워헤드에 이르는 간격에 차이가 발생되어 반응가스의 증착두께가 웨이퍼 의 중심부와 가장자리에서 달라지게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 상기 샤워헤드(130)는 그 저면 가장자리를 따라 돌출된 돌출턱(132)과, 상기 돌출턱(132)의 내주면(132b)을 측벽으로 하는 오목홈(136)이 형성된 구조를 가진다.

상기 내주면(132b)은 도시된 바와 같이, 경사면으로 형성할 수도 있으며, 돌출턱(132)의 상면(132a)과 내주면(132b)이 직각을 이루도록 형성할 수도 있다. 바람직하게는 후자로 하여 반응가스가 균일압으로 배출되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 웨이퍼(150)는 상기 오목홈(136)의 바닥면(134)에 대향되는 위치에서 상기 테이블(120)에 놓인다.

또한, 상기 돌출턱(132)의 상면(132a)과 이에 대향되는 테이블(120) 사이의 간격(D)이 상기 웨이퍼(150)의 상면과 상기 오목홈(136)의 바닥면(132b)과의 사이의 간격(E)과 동일하게 되도록 구성된다.

이러한 샤워헤드(130)의 구성은 반응가스의 반응간격을 일정하게 맞추어줌으로써 상기 종래 장치에서보다 균일하게 가스가 분포될 수 있도록 하여 웨이퍼(150) 가장자리에서 두껍게 증착되는 현상을 줄일 수 있게 한다.

다른 실시예로서, 도 5를 참조하며, 샤워헤드(150)의 내주면(132b)이 도시된 바와 같이 경사진 경우, 웨이퍼(150)의 가장자리에서 간격이 좁아지게 되어 반응가스의 배출압이 높아지게 되므로 웨이퍼(150)의 가장자리에서 두껍게 증착될 염려가 있다. 이에따라서, 본 실시예에서는 내주면(132b)과 외주면 사이에 연결통로(133)를 형성하여서 과압의 반응가스가 배출이 원할하도록 하였다.

상기와 같은 장치는, 공급구(161)로 공급된 반응가스들이 샤워헤드(130)의 토출구(131)를 통하여 웨이퍼(150) 표면에 균일하게 분사되고, 웨이퍼(150)표면에서 반응가스들이 반응하면서 증착이 이루어진 후 배기구(111)를 통하여 챔버(100)외부로 펌핑되게 된다.

이때 샤워헤드(130) 바닥면(134)으로부터 웨이퍼(150)의 상면 사이의 간격(E)과 테이블(120) 상면 사이의 간격(D)이 거의 동일하게 유지됨으로써, 상기 종래 장치에서보다 반응가스의 원할한 펌핑을 가능하게 한다.

이에따라서 웨이퍼(150) 중앙부분에서보다 가장자리에서 두껍게 증착되는 현상을 대폭 방지할 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상기 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상시 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.

도 1은 종래 증착장치를 나타낸 개략 단면도,

도 2는 도 1의 요부 확대도,

도 3은 본 발명 실시예의 증착장치를 나타낸 개략 단면도,

도 4는 도 3의 요부 확대도,

도 5는 본 발명 다른 실시예의 장치를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100...챔버 120...테이블

130...샤워헤드 132...돌출턱

133...연결통로 136...오목홈

150...웨이퍼

Claims

반응가스가 유입되는 챔버와, 유입된 반응가스를 웨이퍼 표면에 분사시키도록 다수의 토출공이 형성된 샤워헤드와, 상기 웨이퍼를 안착지지하는 테이블을 구비하는 증착 장치에 있어서,

상기 샤워헤드(130)는 그 저면 가장자리를 따라 돌출된 돌출턱(132)과, 상기 돌출턱(132)의 내주면(132b)을 측벽으로 하는 오목홈(136)이 형성되고,

상기 웨이퍼(150)는 상기 오목홈(136)의 바닥면(134)에 대향되는 위치에서 상기 테이블(120)에 놓이며,

상기 돌출턱(132)의 상면(132a)과 이에 대향되는 테이블(120) 사이의 간격(D)이 상기 웨이퍼(150)의 상면과 상기 오목홈(136)의 바닥면(132b)과의 사이의 간격(E)과 동일하게 되도록 된 것을 특징으로 하는 샤워헤드를 채용한 증착장치.
제 1 항에 있어서, 상기 돌출턱(132)의 내주면(132b)과 그 외주면을 연결시키는 연결통로(133)가 복수 형성된 것을 특징으로 하는 샤워헤드를 채용한 증착장치.