KR20100131566A - 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드 - Google Patents

화학기상 증착 장치의 샤워 헤드 Download PDF

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Abstract

본 발명의 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드는 내부에 밀폐된 공간을 갖는 공정 챔버와, 공정 챔버 안으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 부와, 공정 챔버와 연통하는 배기 라인을 통해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배기하는 배기 부와, 공정 챔버 내부에 설치되며, 공정 챔버 안의 웨이퍼를 지지하는 서셉터와, 공정 챔버 안의 상방에 설치되며, 웨이퍼의 상면에 소스 가스를 분사하기 위하여 다수의 분사 홀을 갖는 샤워 헤드 바디와, 샤워 헤드 바디의 하부에 위치하며, 다수의 분사 홀을 갖는 가스분사 판과, 샤워 헤드 바디의 상부와 서셉터의 내부에 설치되며, 웨이퍼에 실리콘 산화 막을 형성하기 위해 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 플라즈마 상,하부 전극들을 구비하는 화학기상 증착 장치에 있어서, 샤워 헤드 바디의 저면에는 다수의 가스구획링 삽입 홈이 형성되고, 가스구획링 삽입 홈에는 볼트 관통홀이 형성되며, 가스분사 판의 상면에는 가스구획링 삽입 홈에 삽입되는 다수의 가스구획링이 고정되고, 가스구획링의 상면에는 볼트 관통홈이 형성되며, 볼트 관통홀 및 볼트 관통홈에는 볼트가 삽입되어 샤워 헤드 바디와 가스분사 판이 체결되는 것을 특징으로 한다.
샤워 헤드 바디, 가스구획링, 가스구획링 삽입 홈, 볼트 관통 홈

Description

화학기상 증착 장치의 샤워 헤드{Shower Head of Chemical Vapor Deposition Apparatus}
본 발명은 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 세정 과정 중에 파티클이 샤워 헤드에 묻지 않게 되어 반도체 과정에서 발생하는 파티클 불량을 사전에 차단할 수 있는 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드에 관한 것이다.
최근 반도체 제조 업계에서는 반도체 웨이퍼 상에 집적화되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있다. 이와 같은 반도체 소자는 증착 공정, 포토 공정, 식각 공정, 확산 공정을 통하여 제조될 수 있으며, 이러한 공정들이 수차례에서 수십 차례 반복되어야 적어도 하나의 반도체 장치가 제조될 수 있다.
특히, 증착 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정으로 졸겔(sol-gel) 방법, 스퍼터링(sputtering) 방법, 전기도금(electro-plating) 방법, 증기(evaporation) 방법, 화학기상 증착(chemical vapordeposition) 방법, 분자 빔 에피탁시(molecule beam eptaxy) 방법 등이 있다.
그 중 화학기상 증착 방법은 다른 증착 방법보다 웨이퍼 상에 형성되는 박막의 스텝 커버리지(step coverage), 균일성(uniformity) 및 양산 성 등 같은 증착 특성이 우수하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있다.
이와 같은 화학기상 증착 방법에는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), LTCVD(Low Temperature Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등이 있다.
예컨대, 상기 PECVD는 전기적 방전을 통해 기체 내에 화학반응을 일으켜 형성된 것을 웨이퍼 표면에 증착함으로써 유전 막을 형성하는 공정이다.
PECVD 공정은 다수의 웨이퍼를 플라즈마 화학기상 증착 설비 내부에 투입한 후, 일괄적으로 PECVD 공정을 수행함으로써 다수의 웨이퍼 상에 특정 막을 형성하였으나, 최근에 반도체 장치가 고집적화되고 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 플라즈마 화학기상 증착 설비 내부에 한 장의 웨이퍼를 투입한 후 PECVD 공정을 진행하고, 한 장의 웨이퍼에 대한 PECVD 공정이 수행된 이후에는 플라즈마 화학기상 증착설비 내부에 존재하는 잔류가스 및 반응생성물을 제거하는 세정 및 퍼지 공정을 수행하고 있다.
이러한 PECVD 공정과 같은 화학기상 증착 공정은 원료물질을 기체 상태로 반응 챔버에 유입시켜 웨이퍼 상에서 화학반응을 통하여 소정의 막질이 증착되도록 하는 공정이다.
여기서, 원료물질이 기체 상태일 경우에는 직접 반응기와 연결하여 공급하면 되지만, 원료물질이 상온에서 응축된 액체상태인 경우에는, 버블(Bubbling) 방법, 증기류 조절(Vapor Flow Controller) 방법, 액체공급(Liquid Delivery) 방법 또는 인젝션(injection) 방법을 이용하여 원료물질을 기체화한 후 반응 챔버의 샤워 헤드에 공급을 한다.
예컨대, 인젝션 방법은 상온 또는 상온에 근접하는 온도와, 상압 보다 낮은 소정의 압력을 갖는 산소 가스와 같은 활성가스의 분위기에서 상기 활성가스에 비해 상당히 높은 압력으로 액상 원료물질을 분사하여 상기 액상 원료물질을 기화시켜 상기 반응 챔버의 샤워 헤드로 공급하는 방법이다. 이때, 상기 액상 원료물질은 활성 가스와 반응되면서 분사압에 의해 기화된다. 이렇게 기화된 원료물질은 웨이퍼 상에서 화학반응을 통하여 소정의 막질로 증착된다.
화학기상 증착 장치에 있어서는, 웨이퍼가 원하는 박막을 증착하기 위해 챔버 내로 들어가 서셉터 상에 놓이면, 서셉터는 웨이퍼를 증착이 이루어지도록 일정위치로 이동시켜 준다. 이후 샤워 헤드를 통해 증착 막의 소스(source)인 소스 가스들이 챔버 내로 유입되어 웨이퍼 상단 면을 비롯한 챔버 내에 박막 증착 공정이 진행된다.
박막 증착 공정이 완료된 웨이퍼가 챔버를 빠져나가면 다음 순서인 웨이퍼가 들어오기 전에 챔버를 증착 공정이 진행되기 이전의 상태로 깨끗하게 되돌려 놓아 같은 조건에서 다음 웨이퍼의 박막 증착 공정이 반복될 수 있도록 챔버 내 고주파 식각 클리닝공정이 진행된다. 이때 식각 클리닝 공정을 위한 소스가스들은 샤워 헤드를 통해 챔버 내로 유입되고 고주파 공급장치에 의해 공급된 일정 파워로 방전된 고주파 플라즈마에 의해 서셉터를 비롯한 챔버 내에 증착되어 있는 반응 잔여 막을 식각클리닝 하여 제거하게 된다.
도 1은 종래 화학기상 증착 장치를 보인 구성도, 도 2는 도 1의 샤워 헤드 바디와 가스분사 판을 보인 분리 사시도, 및 도 3은 도 1의 샤워 헤드를 보인 종단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 화학기상 증착 장치(10)는 내부에 소정의 밀폐된 공간을 제공하는 공정 챔버(11)와, 상기 공정 챔버(11) 안으로 소스 가스(톡시 가스 및 언 톡시 가스)를 공급하는 소스 가스 공급 부(12)와, 상기 공정 챔버(12)와 연통되는 배기 라인(13)을 통해 상기 공정 챔버(11) 내부의 공기를 펌핑하는 배기 부(14)를 구비한다.
여기서, 상기 소스 가스 공급 부(12)는 상기 공정 챔버(11) 내에서 화학 반응되어 상기 산화 막이 형성될 복수 개의 소스 가스를 생성하여 소정의 유량으로 상기 공정 챔버(11)에 공급한다.
상기 공정 챔버(11)는 상기 공정 챔버(11) 안의 웨이퍼(W)를 지지하는 서셉터(15)와, 상기 공정 챔버(11) 안의 상방에 형성되어 상기 웨이퍼(W)의 상면에 소스 가스를 분사하는 샤워 헤드 바디(16)와, 상기 샤워 헤드 바디(16)의 바닥면에 접착제로 부착되며 다수의 분사 홀을 갖는 가스분사 판(16a)과, 상기 샤워 헤드(16)의 상부 및 상기 서셉터(15)의 하부에 형성되어 소스 가스를 혼합하여 균일성이 높은 실리콘 산화 막을 형성하기 위해 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 플라즈마 상,하부 전극들(17)을 구비한다. 상기 플라즈마 상,하부 전 극(17)은 플라즈마 반응을 유도하기 위해 외부에서 RF 전원을 인가받는다.
종래 화학기상 증착 장치에 있어서는, 증착 공정이 장시간 진행되는 동안에 샤워 헤드의 분사 구멍이 막히는 것을 방지하기 위하여, 정기적으로 세정 혹은 수리(repair) 작업을 수행한다.
그러나 종래 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드의 경우에는 접착제로 가스분사 판이 샤워 헤드 바디의 바닥면에 부착되므로, 세정 과정에서 접착제의 이물질, 즉 파티클이 흘러나와 샤워 헤드 바디를 오염시키게 되고, 반도체 제조과정 중에 파티클이 웨이퍼에 묻게 되어 제품의 질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세정 과정 중에 파티클이 샤워 헤드에 묻지 않게 되어 반도체 과정에서 발생하는 파티클 불량을 사전에 차단하여 제품의 질을 향상시키고 소비자의 신뢰성 및 만족도를 높일 수 있는 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드는 내부에 밀폐된 공간을 갖는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 안으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 부와, 상기 공정 챔버와 연통하는 배기 라인을 통해 상기 공정 챔버 내부의 가스를 배기하는 배기 부와, 상기 공정 챔버 내부에 설치되며, 상기 공정 챔버 안의 웨이퍼를 지지하는 서셉터와, 상기 공정 챔버 안의 상방에 설치되며, 상기 웨이퍼의 상면에 소스 가스를 분사하기 위하여 다수의 분사 홀을 갖는 샤워 헤드 바디와, 상기 샤워 헤드 바디의 하부에 위치하며, 다수의 분사 홀을 갖는 가스분사 판과, 상기 샤워 헤드 바디의 상부와 상기 서셉터의 내부에 설치되며, 상기 웨이퍼에 실리콘 산화 막을 형성하기 위해 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 플라즈마 상,하부 전극들을 구비하는 화학기상 증착 장치에 있어서, 상기 샤워 헤드 바디의 저면에는 다수의 가스구획링 삽입 홈이 형성되고, 상기 가스구획링 삽입 홈에는 볼트 관통 홀이 형성되며, 상기 가스분사 판의 상면에는 상기 가스구획링 삽입 홈에 삽입되는 다수의 가스구획링이 고정되고, 상기 가스구 획링의 상면에는 볼트 관통 홈이 형성되며, 상기 볼트 관통 홀 및 상기 볼트 관통 홈에는 볼트가 삽입되어 상기 샤워 헤드 바디와 상기 가스분사 판이 체결되는 것을 특징으로 한다.
상기 볼트는 상기 가스분사 판의 바닥으로 노출되지 않으며, 상기 가스분사 판은 SiC, Y2O3, 혹은 ALN(Aluminium Nitride, 질화알루미늄)이고, 상기 가스구획링은 AL인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 세정 과정 중에 파티클이 샤워 헤드에 묻지 않게 되어 반도체 과정에서 발생하는 파티클 불량을 사전에 차단하여 제품의 질을 향상시키고 소비자의 신뢰성 및 만족도를 높일 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화학기상 증착 장치 및 샤워 헤드에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 화학기상 증착 장치를 보인 구성도, 도 5는 도 3의 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드를 보인 종단면도, 도 6은 도 3의 샤워 헤드 바디를 보인 저면 사시도, 및 도 7은 도 4의 샤워 헤드를 보인 종단면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 화학기상 증착 장치(100)는 내부에 밀폐된 공간을 갖는 공정 챔버(110)와, 상기 공정 챔버(110) 안으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 부(120)와, 상기 공정 챔버(120)와 연통하는 배기 라인(130)을 통해 상기 공정 챔버(110) 내부의 가스를 배기하는 배기 부(140)와, 상기 공정 챔버(110) 내부에 설치되며, 상기 공정 챔버(110) 안의 웨이퍼(W)를 지지하는 서셉터(150)와, 상기 공정 챔버(110) 안의 상방에 설치되며, 상기 웨이퍼(W)의 상면에 소스 가스를 분사하기 위하여 다수의 분사 홀(H)을 갖는 샤워 헤드 바디(160)와, 상기 샤워 헤드 바디(160)의 하부에 위치하며, 다수의 분사 홀(H)을 갖는 가스분사 판(160')과, 상기 샤워 헤드 바디(160)의 상부와 상기 서셉터(150)의 내부에 설치되며, 상기 웨이퍼(W)에 실리콘 산화 막을 형성하기 위해 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 플라즈마 상,하부 전극들(170)을 구비한다.
좀 더 상세하게는, 상기 공정 챔버(110)는 소스 가스를 이용하여 웨이퍼(W)의 상면에 산화 막을 형성하기 위하여 내부에 밀폐 공간을 형성한다. 상기 소스 가스 공급 부(120)는 배관(121)을 통해서 상기 공정 챔버(110)와 연결되며, 상기 공정 챔버(110) 안으로 소스 가스를 공급한다. 상기 서셉터(150)는 상기 공정 챔버(110) 안의 하방에 형성되어 웨이퍼(W)를 지지하고 움직이지 않게 흡착 고정하는 역할을 한다. 상기 샤워 헤드 바디(160)는 상기 공정 챔버(110) 안의 상방에 설치되어 상기 웨이퍼(W)의 상면에 소스 가스를 분사하는 역할을 한다.
상기 플라즈마 상,하부 전극들(170)은 샤워 헤드 바디(160)의 상부 및 상기 서셉터(150)의 하부에 설치되어, 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 역할을 한다. 상기 플라즈마 상,하부 전극(170)은 플라즈마 반응을 유도하기 위해 외부에서 RF 전원을 인가받는다.
상기 배기 부(140)는 상기 공정 챔버(110)와 연통되는 배기 라인(141)을 통 해 상기 공정 챔버(110) 내부의 가스를 상기 공정 챔버(110) 외부로 배기하는 역할을 한다.
본 발명의 샤워 헤드(160)(160')는 다수의 분사 홀(H)을 갖는 샤워 헤드 바디(160)와, 다수의 분사 홀(H)을 갖는 가스분사 판(160')으로 구성된다.
상기 샤워 헤드 바디(160)의 저면에는 다수의 가스구획링 삽입 홈(161)이 형성되고, 상기 가스구획링 삽입 홈(161)에는 볼트 관통홀(163)이 형성된다.
이와 상응하여 상기 가스분사 판(160')의 상면에는 상기 가스구획링 삽입 홈(161)에 삽입되는 다수의 가스구획링(161')이 고정되고, 상기 가스구획링(161')의 상면에는 볼트 관통 홈(163')이 형성된다.
상기 볼트 관통홀(163) 및 상기 볼트 관통홈(163')에는 볼트(B)가 삽입되어 상기 샤워 헤드 바디(160)와 상기 가스분사 판(160')이 체결된다.
여기서 상기 볼트(B)의 끝단은 상기 가스분사 판(160')의 바닥으로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 가스분사 판(160')은 SiC, Y2O3, 혹은 ALN(Aluminium Nitride, 질화알루미늄)이고, 상기 가스구획링(161')은 AL(알루미늄)로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학기상 증착 장치(100)의 증착 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(110) 내부에 웨이퍼(W)가 로딩되면 상기 공정 챔버(110) 내부의 공기를 펌핑한다. 여기서, 상기 공정 챔버(110) 내부의 펌핑은 후속의 화학기상 증착 방법을 이용한 증착 공정에서보다 고진공 상태로 펌핑된다. 즉, 상기 웨이퍼(W)의 로딩 시 외부의 오염물질을 포함하는 공기를 상기 공정 챔버(110) 내부에서 제거시키기 위해 상기 공정 챔버(110) 내부의 공기를 고진공 상태로 펌핑한다.
다음, 상기 공정 챔버(110) 내부에 소정 유량의 소스 가스(톡시 및 언톡시 가스)를 공급한다. 여기서, 소스 가스가 상기 공정 챔버(110) 내부에 공급되어 상기 공정 챔버(110)는 고진공 상태에서 후속의 증착 공정이 이루어질 수 있는 저 진공 상태를 갖는다.
이후, 가스를 상기 공정 챔버(110) 내부에 소정의 유량으로 공급한다. 여기서, 가스는 혼합되어 상기 웨이퍼(W)의 상부에서 유동된다. 이때, 가스는 상온에서 결합반응이 균일하게 일어나지 않기 때문에 후속에서 이루어지는 고온의 플라즈마 반응으로 결합 반응되어 실리콘 산화 막을 형성할 수 있다. 그 후, 상기 공정 챔버(110) 내부에 가스가 유동되는 상태에서 상기 공정 챔버(110)의 플라즈마 상,하부 전극(170)에 RF 전원을 인가하고 플라즈마 반응을 유도하여 상기 웨이퍼(W) 상에 소정 두께의 실리콘 산화 막을 형성한다. 여기서, 가스는 고온의 상기 플라즈마 반응에 의해 균일하게 혼합되고, 이들의 결합반응으로부터 상기 웨이퍼(W)의 표면에 상기 실리콘 산화 막을 형성할 수 있다. 그 다음, 상기 실리콘 산화 막이 소정 두께로 형성되면 상기 공정 챔버(11) 내부로 공급되는 소스 가스의 공급을 중단하고, 상기 플라즈마 상,하부 전극(170)에 공급되는 RF 전원을 차단하여 플라즈마 반응을 중지시키고, 상기 공정 챔버(110) 내부의 공기를 펌핑하여 상기 공정 챔 버(110) 내부의 소스 가스를 제거한다.
본 발명에 따른 화학기상 증착 장치(100)에 있어서 상기 샤워 헤드 바디(160)의 저면에는 3개의 가스구획링 삽입 홈(161)이 형성되고, 상기 각 가스구획링 삽입 홈(161)에는 볼트 관통 홀(163)이 형성되며, 상기 가스분사 판(160')의 상면에는 상기 가스구획링 삽입 홈(161)에 삽입되는 3개의 가스구획링(161')이 고정되고, 상기 가스구획링(161')의 상면에는 볼트 관통 홈(163')이 형성됨으로써, 상기 볼트 관통 홀(163) 및 상기 볼트 관통 홈(163')에는 볼트(B)가 삽입되어 상기 샤워 헤드 바디(160)와 상기 가스분사 판(160')이 견고하게 체결된다.
전술한 바와 같이 박막 증착 공정이 완료된 웨이퍼(W)가 챔버(110)를 빠져나가면 다음 순서인 웨이퍼(W)가 들어오기 전에 챔버(110)를 증착 공정이 진행되기 이전의 상태로 깨끗하게 되돌려 놓아 같은 조건에서 다음 웨이퍼(W)의 박막 증착 공정이 반복될 수 있도록 챔버(110) 내 고주파 식각 클리닝공정이 진행된다. 이때 식각 클리닝 공정을 위한 소스 가스들은 샤워 헤드(160)(160')를 통해 챔버(110) 내로 유입되고 고주파의 플라즈마 상,하부 전극(170)에 의해 공급된 일정 파워로 방전된 고주파 플라즈마에 의해 서셉터(150)를 비롯한 챔버 내에 증착되어 있는 반응 잔여 막을 식각 클리닝 하여 제거하게 된다.
본 발명의 체결구조에서는 전술한 식각 클리닝 과정에서 종래와 같이 접착제의 이물질, 즉 파티클이 전혀 발생하지 않기 때문에 헤드 바디를 오염시키지 않아 제품의 질을 항상 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드를 보인 종단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 화학기상 증착 장치(200)에 있어서는 샤워 헤드 바디(260)의 저면에는 다수의 가스구획링 삽입 홈(261)이 형성되고, 상기 가스구획링 삽입 홈(261)에는 볼트 관통 홀(263)이 형성되며, 상기 가스분사 판(260')의 상면에는 상기 가스구획링 삽입 홈(261)에 삽입되는 다수의 가스구획링(261')이 고정되고, 상기 가스구획링(261')의 상면에는 볼트 관통 홈(263')이 형성됨으로써, 상기 볼트 관통 홀(263) 및 상기 볼트 관통 홈(263')에는 볼트(B)가 삽입되어 상기 샤워 헤드 바디(260)와 상기 가스분사 판(260')이 견고하게 체결될 수도 있다.
도 1은 종래 화학기상 증착 장치를 보인 구성도
도 2는 도 1의 샤워 헤드 바디와 가스분사 판을 보인 분리 사시도
도 3은 도 1의 샤워 헤드를 보인 종단면도
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 화학기상 증착 장치를 보인 구성도
도 5는 도 3의 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드를 보인 종단면도
도 6은 도 3의 샤워 헤드 바디를 보인 저면 사시도
도 7은 도 4의 샤워 헤드를 보인 종단면도
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드를 보인 종단면도
*주요부분에 대한 부호
100: 화학기상 증착 장치
110: 공정 챔버
120: 소스 가스 공급 부
130: 배기 라인
140: 배기 부
W: 웨이퍼
150: 서셉터
H: 분사 홀
160: 샤워 헤드 바디
160': 가스분사 판
161: 가스구획링 삽입 홈
163: 볼트 관통 홀
161': 가스구획링
163': 볼트 관통 홈
170: 플라즈마 상,하부 전극들
B: 볼트

Claims (3)

  1. 내부에 밀폐된 공간을 갖는 공정 챔버(110)와, 상기 공정 챔버(110) 안으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 부(120)와, 상기 공정 챔버(120)와 연통하는 배기 라인(130)을 통해 상기 공정 챔버(110) 내부의 가스를 배기하는 배기 부(140)와, 상기 공정 챔버(110) 내부에 설치되며, 상기 공정 챔버(110) 안의 웨이퍼(W)를 지지하는 서셉터(150)와, 상기 공정 챔버(110) 안의 상방에 설치되며, 상기 웨이퍼(W)의 상면에 소스 가스를 분사하기 위하여 다수의 분사 홀(H)을 갖는 샤워 헤드 바디(160)와, 상기 샤워 헤드 바디(160)의 하부에 위치하며, 다수의 분사 홀(H)을 갖는 가스분사 판(160')과, 상기 샤워 헤드 바디(160)의 상부와 상기 서셉터(150)의 내부에 설치되며, 상기 웨이퍼(W)에 실리콘 산화 막을 형성하기 위해 고온의 이온 상태의 플라즈마 반응을 유도하는 플라즈마 상,하부 전극들(170)을 구비하는 화학기상 증착 장치에 있어서,
    상기 샤워 헤드 바디(160)의 저면에는 다수의 가스구획링 삽입 홈(161)이 형성되고, 상기 가스구획링 삽입 홈(161)에는 볼트 관통 홀(163)이 형성되며, 상기 가스분사 판(160')의 상면에는 상기 가스구획링 삽입 홈(161)에 삽입되는 다수의 가스구획링(161')이 고정되고, 상기 가스구획링(161')의 상면에는 볼트 관통 홈(163')이 형성되며, 상기 볼트 관통 홀(163) 및 상기 볼트 관통 홈(163')에는 볼트(B)가 삽입되어 상기 샤워 헤드 바디(160)와 상기 가스분사 판(160')이 체결되는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼트(B)는 상기 가스분사 판(160')의 바닥으로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가스분사 판(160')은 SiC, Y2O3, ALN(Aluminium Nitride, 질화알루미늄)중 어느 하나이고, 상기 가스구획링(161')은 AL인 것을 특징으로 하는 화학기상 증착 장치의 샤워 헤드.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014130230A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
WO2017200696A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3480271B2 (ja) * 1997-10-07 2003-12-15 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置のシャワーヘッド構造

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014130230A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
US9536710B2 (en) 2013-02-25 2017-01-03 Applied Materials, Inc. Tunable gas delivery assembly with internal diffuser and angular injection
WO2017200696A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing
KR20180138565A (ko) * 2016-05-20 2018-12-31 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 반도체 처리를 위한 가스 분배 샤워헤드
CN109155242A (zh) * 2016-05-20 2019-01-04 应用材料公司 用于半导体处理的气体分配喷头
KR20190005235A (ko) * 2016-05-20 2019-01-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 반도체 처리를 위한 가스 분배 샤워헤드
CN109594061A (zh) * 2016-05-20 2019-04-09 应用材料公司 用于半导体处理的气体分配喷头
JP2019517143A (ja) * 2016-05-20 2019-06-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 半導体処理用のガス分配シャワーヘッド
US10577690B2 (en) 2016-05-20 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing
TWI696211B (zh) * 2016-05-20 2020-06-11 美商應用材料股份有限公司 用於半導體處理的氣體分配噴頭
KR20200108119A (ko) * 2016-05-20 2020-09-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 반도체 처리를 위한 가스 분배 샤워헤드
US10829855B2 (en) 2016-05-20 2020-11-10 Applied Materials, Inc. Gas distribution showerhead for semiconductor processing

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