KR20190069863A - 반도체 공정 챔버 - Google Patents

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마사히데 이와사키
유타 소리타
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Abstract

반도체 공정 챔버를 제공한다. 이 반도체 공정 챔버는 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 샤워헤드 구조물; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 복수의 플레이트들; 및 상기 복수의 플레이트들 중 서로 인접하는 플레이트들 사이에 배치되는 차단 구조물을 포함하되, 상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고, 상기 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작다.

Description

반도체 공정 챔버{SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER}
본 발명의 기술적 사상은 공정 챔버에 관한 것으로, 특히 증착 공정과 플라즈마 공정을 동시에 진행할 수 있는 반도체 공정 챔버에 관한 것이다.
비용 증가 없이 반도체 소자의 고집적화를 이루기 위하여, 반도체 소자를 형성하기 위한 다양한 물질 층들에 요구되는 내용들이 보다 많아지고 있다. 예를 들어, 보다 얇으며 보다 균일한 특성을 갖는 물질 층을 보다 빠른 시간 내에 형성할 것을 요구하고 있다. 반도체 소자에서 이용되는 물질 층 중에는 서로 분리된 여러 공정 챔버들을 이용하여 형성하는 물질 층들이 있다. 예를 들어, 서로 분리된 증착 공정 챔버와, 플라즈마 공정 챔버를 이용하여 SiN 물질을 형성할 수 있다. 이와 같이, 서로 분리된 여러 공정 챔버들을 이용하여 물질 층을 형성하는 시간을 감소시키는 것은 한계가 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 증착 층의 품질을 향상시킬 수 있는 반도체 공정 챔버를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 공정 챔버를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 챔버를 제공하는데 있다. 이 반도체 공정 챔버는 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 샤워헤드 구조물; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 제1 플레이트; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 제2 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 플레이트들 사이에 배치되며 상기 서셉터와 마주보고, 상기 서셉터와 이격되는 제1 차단 구조물을 포함한다. 상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고, 상기 제1 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 챔버를 제공하는데 있다. 이 반도체 공정 챔버는 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 샤워헤드 구조물; 상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 복수의 플레이트들; 및 상기 복수의 플레이트들 중 서로 인접하는 플레이트들 사이에 배치되는 차단 구조물을 포함하되, 상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고, 상기 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 챔버를 제공하는데 있다. 이 반도체 공정 챔버는 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터; 상기 서셉터의 증착 공정 영역 상의 샤워헤드 구조물; 상기 서셉터의 제1 플라즈마 공정 영역 상의 제1 플레이트; 상기 서셉터의 제2 플라즈마 공정 영역 상의 제2 플레이트; 및 상기 제1 및 제2 플라즈마 공정 영역들 사이에 배치되며 상기 서셉터와 이격된 제1 차단 구조물을 포함한다. 상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고, 상기 제1 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작다.
본 발명의 기술적 사상의 실시 예들에 따르면, 하나의 공정 챔버 내에서 증착 공정과 복수의 플라즈마 공정들을 동시에 진행할 수 있는 반도체 공정 챔버를 제공할 수 있다. 따라서, 반도체 공정 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상의 실시 예들에 따르면, 증착 공정 영역과, 플라즈마 공정 영역들 내에서 진행되는 반도체 공정들의 독립성을 강화시켜줄 수 있으므로, 하나의 반도체 공정 챔버 내에서 보다 높은 품질의 물질을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버를 나타낸 개념적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버 내에 배치되는 서셉터 및 상기 서셉터와 관련된 구조물을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버를 개념적으로 나타낸 단면도들이다
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 변형 예를 나타낸 개념적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 변형 예를 나타낸 개념적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버의 변형 예를 나타낸 개념적인 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10)를 나타낸 개념적인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10) 내에 배치되는 서셉터(20) 및 상기 서셉터(20)와 관련된 구조물을 설명하기 위하여 개념적으로 나타낸 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10)의 일부를 개념적으로 나타낸 단면도들이다. 도 3 내지 도 5에서, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10)의 제1 공정 영역(12)과 제3 공정 영역(14)을 가로지르는 단면을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10)의 제2 공정 영역(13)과 제3 공정 영역(14)을 가로지르는 단면을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 공정 챔버(10)의 제1 공정 영역(12)과 제3 공정 영역(14)을 가로지르는 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다.
우선, 도 1을 참조하면, 반도체 공정 챔버(10)는 복수의 공정 영역들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 공정 영역들은 제1 내지 제4 공정 영역들(12, 13, 14, 15)을 포함할 수 있다. 상기 제1 공정 영역(12)은 플라즈마 없이 화학 기상 증착 공정(chemical vapor deposition process)이 진행될 수 있는 화학 기상 증착 영역일 수 있고, 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 중 적어도 하나 또는 모두는 플라즈마를 이용하여 공정을 진행하는 플라즈마 공정 영역들일 수 있다.
이하에서, 상기 제1 공정 영역(12)은 '증착 공정 영역' 용어로 대체하고, 상기 제2 공정 영역(13)은 '제1 플라즈마 공정 영역' 용어로 대체하고, 상기 제3 공정 영역(14)은 '제2 플라즈마 공정 영역'으로 대체하고, 상기 제4 공정 영역(15)은 '제3 플라즈마 공정 영역'으로 대체하여 설명하기로 한다.
이러한 용어 대체에 의하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 반도체 공정 챔버가 하나의 증착 공정 영역과 3개의 플라즈마 공정 영역들을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아님에 유의한다. 예를 들어, 본 발명의 기술적 사상은 복수개의 증착 공정 영역들과 복수개의 플라즈마 공정 영역들을 포함하는 반도체 공정 챔버도 포함할 수 있다.
도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 상기 반도체 공정 챔버(10)는 서셉터(20) 및 상기 서셉터(20)를 지지하며 상기 서셉터(20)를 회전시킬 수 있는 서포트 구조물(25)을 포함할 수 있다.
상기 서포트 구조물(25)은 상기 서셉터(20)를 지지하는 지지 축(30), 및 상기 지지 축(30) 하부에 배치되며 상기 지지 축(30)을 회전시킴으로써 상기 서셉터(20)를 회전시키는 구동부(35)를 포함할 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(10)는 상기 서셉터(20) 하부에 배치되는 웨이퍼 리프터(wafer lifer, 40) 및 상기 웨이퍼 리프터(40)와 연결된 리프터 핀들(45)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 리프터(40)는 상기 리프터 핀들(45)을 상/하로 이동시킬 수 있다.
상기 서셉터(20)는 복수의 웨이퍼 구역(wafer zone, 22)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 구역(22)은 반도체 공정을 진행하기 위한 웨이퍼(50)가 놓여지는 영역일 수 있다.
일 예에서, 상기 웨이퍼 구역(22)은 상기 서셉터(20)의 표면으로부터 리세스될 수 있다.
상기 서셉터(20)는 상기 웨이퍼 구역(22)을 관통하는 핀 홀들(23)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(10)의 일측에는 상기 반도체 공정 챔버(10) 내로 웨이퍼(50)가 드나들 수 있는 게이트(11)가 배치될 수 있다.
상의 웨이퍼(50)는 상기 핀 홀들(23)을 관통하는 상기 리프터 핀들(55)에 의해 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22)에서 상기 서셉터(20)의 상부로 상승하거나, 상기 서셉터(20)의 상부에서 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22)으로 하강할 수 있다. 상기 게이트(11)를 통과하여 상기 서셉터(20) 상부로 이동된 웨이퍼(50)는 상기 웨이퍼 리프터(40)에 연결된 상기 리프터 핀들(55)에 의해 지지되며 하강하여 상기 서셉터(20)의 웨이퍼 안착부에 놓여질 수 있다. 상기 서셉터(20) 상에서 반도체 공정이 완료된 웨이퍼(50)는 상기 웨이퍼 리프터(40)의 상기 리프터 핀들(55)에 의해 상기 서셉터(20) 상부로 상승하고, 상기 게이트(11)를 통하여 외부로 이동될 수 있다.
도 1 및 도 2와 함께, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 반도체 공정 챔버(10)는 상기 서셉터(20) 상에 배치되는 샤워헤드 구조물(도 3 및 도 5의 130), 제1 플레이트(도 4의 140), 제2 플레이트(도 3 및 도 4의 142), 및 제3 플레이트(도 5의 144)를 포함할 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버(10)는 상기 서셉터(20) 상에 배치되는 제1 차단 구조물(first block structure, 170)을 포함할 수 있다. 상기 반도체 공정 챔버(10)는 복수의 인젝터들(160, 162, 164)을 포함할 수 있다.
상기 샤워헤드 구조물(도 3 및 도 5의 130)은 상기 서셉터(20) 상의 상기 증착 공정 영역(도 3 및 도 5의 12) 상에 배치될 수 있다. 상기 샤워헤드 구조물(도 3 및 도 5의 130)은 상기 서셉터(20)와 마주보며 이격될 수 있다. 상기 증착 공정 영역(도 3 및 도 5의 12)은 상기 샤워헤드 구조물(도 3 및 도 5의 130)과 상기 서셉터(20) 사이에서 정의될 수 있다.
상기 샤워헤드 구조물(도 3 및 도 5의 130)은 상기 증착 공정 영역(도 3 및 도 5의 12) 내로 공정 가스를 분사하는 분사 홀들(111)을 포함하는 샤워헤드 부(110), 및 상기 샤워헤드 부(110) 옆의 엣지 부(120)를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 엣지 부(120)는 상기 샤워헤드 부(110)를 둘러쌀 수 있다.
상기 증착 공정 영역(도 3 및 도 5의 12)은 상기 샤워헤드 부(110)와 상기 서셉터(20) 사이에 형성될 수 있다. 따라서, 반도체 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(20)가 회전하는 경우에, 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22) 상의 상기 웨이퍼(50)는 상기 증착 공정 영역(12) 하부를 지나면서 제1 공정이 진행될 수 있다.
상기 엣지 부(120)는 불활성 가스를 분사하는 엣지 홀(121), 및 공정 가스 및 불활성 가스를 상기 반도체 공정 챔버(10) 외부로 배출하는 배출 홀(122)을 포함할 수 있다. 상기 배출 홀(122)은 진공 홀일 수 있다. 상기 불활성 가스는 퍼지 가스일 수 있다. 상기 배출 홀(122)은 상기 엣지 홀(121) 보다 상기 샤워헤드 부(110)에 가까울 수 있다.
상기 엣지 부(120) 내의 상기 엣지 홀(121) 및 상기 배출 홀(122)은 상기 증착 공정 영역(12)을 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15)과 분리 또는 차단시키는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상기 엣지 홀(121)에서 불활성 가스를 분사하고, 상기 배출 홀(122)에서 상기 불활성 가스 및 상기 증착 공정 영역(12) 내의 공정 가스를 흡입함으로써, 상기 증착 공정 영역(12) 내의 공정 가스가 상기 반도체 공정 챔버(10) 내의 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 내로 흘러가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 엣지 부(120) 내의 상기 엣지 홀(121) 및 상기 배출 홀(122)은 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 내의 공정 가스들이 상기 증착 공정 영역(12) 내로 유입되는 것을 차단 또는 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 서셉터(20)의 중심 부분 상에 중앙 차단 구조물(도 3의 105)이 배치될 수 있다. 상기 중안 차단 구조물(도 3의 105)은 상기 증착 공정 영역(12), 및 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 내의 공정 가스들이 상기 서셉터(20)의 중심 부분의 상부를 통하여 서로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 플레이트(도 4의 140)는 상기 서셉터(20) 상의 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 플레이트(도 4의 140)는 상기 서셉터(20)와 마주보며 이격될 수 있다. 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)은 상기 제1 플레이트(도 4의 140)와 상기 서셉터(20) 사이에서 정의될 수 있다.
반도체 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(20)가 회전하는 경우에, 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22) 상의 상기 웨이퍼(50)는 상기 증착 공정 영역(12)을 지나간 후에, 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13) 하부를 지나갈 수 있다.
반도체 공정을 진행하는 경우에, 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13) 내에 제1 플라즈마 영역(P1)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)은 플라즈마를 이용하여 공정을 진행하는 플라즈마 공정 영역일 수 있다.
상기 제2 플레이트(도 3 및 도 4의 142)는 상기 서셉터(20) 상의 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 플레이트(도 3 및 도 4의 142)는 상기 서셉터(20)와 마주보며 이격될 수 있다. 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14)은 상기 제2 플레이트(도 3 및 도 4의 142)와 상기 서셉터(20) 사이에서 정의될 수 있다.
반도체 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(20)가 회전하는 경우에, 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22) 상의 상기 웨이퍼(50)는 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)을 지나간 후에, 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14) 하부를 지나갈 수 있다.
반도체 공정을 진행하는 경우에, 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14) 내에 제2 플라즈마 영역(P2)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14)은 플라즈마를 이용하여 공정을 진행하는 플라즈마 공정 영역일 수 있다.
상기 제3 플레이트(도 5의 144)는 상기 서셉터(20) 상의 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15) 상에 배치될 수 있다. 상기 제3 플레이트(도 5의 144)는 상기 서셉터(20)와 마주보며 이격될 수 있다. 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15)은 상기 제3 플레이트(도 5의 144)과 상기 서셉터(20) 사이에서 정의될 수 있다.
반도체 공정 진행을 위하여 상기 서셉터(20)가 회전하는 경우에, 상기 서셉터(20)의 상기 웨이퍼 구역(22) 상의 상기 웨이퍼(50)는 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 3 및 도 4의 14)을 지나간 후에, 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15) 하부를 지나갈 수 있다.
반도체 공정을 진행하는 경우에, 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15) 내에 제3 플라즈마 영역(P3)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15)은 플라즈마를 이용하여 공정을 진행하는 플라즈마 공정 영역일 수 있다.
상기 인젝터들(160, 162, 164)은 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)에 공정 가스를 공급할 수 있는 제1 인젝터(도 4의 160), 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14)에 공정 가스를 공급할 수 있는 제2 인젝터(도 4의 162), 및 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15)에 공정 가스를 공급할 수 있는 제3 인젝터(도 4의 164)를 포함할 수 있다.
상기 제1 인젝터(도 4의 160)는 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)에 공정 가스를 분사할 수 있는 제1 노즐(도 4의 160a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 노즐(도 4의 160a)은 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)을 향하는 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 제1 플레이트(도 4의 140) 보다 상기 서셉터(20)에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제1 인젝터(도 4의 160)의 하부 끝 부분은 상기 제1 플레이트(도 4의 140) 보다 상기 서셉터(20)에 가까울 수 있으며, 상기 서셉터(20)와 이격될 수 있다.
상기 제2 인젝터(도 4의 162)는 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14)에 공정 가스를 분사할 수 있는 제2 노즐(도 4의 162a)을 포함할 수 있다. 상기 제2 노즐(도 4의 162a)은 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14)을 향하는 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 제2 플레이트(도 4의 142) 보다 상기 서셉터(20)에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제2 인젝터(도 4의 162)의 하부 끝 부분은 상기 제2 플레이트(도 4의 142) 보다 상기 서셉터(20)에 가까울 수 있으며, 상기 서셉터(20)와 이격될 수 있다.
상기 제3 인젝터(도 5의 164)는 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15)에 공정 가스를 분사할 수 있는 제3 노즐(도 5의 164a)을 포함할 수 있다.
상기 제3 노즐(도 5의 164a)은 상기 제3 플라즈마 공정 영역(도 5의 15)을 향하는 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 제3 플레이트(도 5의 144) 보다 상기 서셉터(20)에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제3 인젝터(도 5의 164)의 하부 끝 부분은 상기 제3 플레이트(도 4의 144) 보다 상기 서셉터(20)에 가까울 수 있으며, 상기 서셉터(20)와 이격될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 노들들(160a, 162a, 164a)은 상기 제1 내지 제3 플레이트들(140, 142, 144) 보다 상기 서셉터(20)에 가까울 수 있다.
상기 제1 차단 구조물(도 1 및 도 4의 170)은 상기 제1 및 제2 플레이트들(140, 142) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 서셉터(20)와 이격될 수 있다. 상기 제1 차단 구조물(도 1 및 도 4의 170)은 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13)과 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 차단 구조물(도 4의 170)은 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13) 내의 공정 가스가 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14) 내로 유입되는 것을 차단하고, 상기 제2 플라즈마 공정 영역(도 4의 14) 내의 공정 가스가 상기 제1 플라즈마 공정 영역(도 4의 13) 내로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 상기 제1 차단 구조물(도 4의 170)은 상기 제2 및 제2 플라즈마 공정 영역들(도 4의 13, 14)의 분리를 강화시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 차단 구조물(도 1 및 도 4의 170)은 일 실시예에서, 상기 제1 차단 구조물(도 1 및 도 4의 170)은 상기 제1 인젝터(도 1 및 도 4의 160) 및 상기 제2 인젝터(도 1 및 도 4의 162) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 인젝터(도 1 및 도 4의 160), 상기 제1 차단 구조물(도 1 및 도 4의 170) 및 상기 제2 인젝터(도 1 및 도 4의 162)는 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13)과 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 인젝터(도 1 및 도 4의 160)은 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13)을 향하는 제1 노즐(160a)을 가질 수 있고, 상기 제2 인젝터(도 1 및 도 4의 162)는 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14)을 향하는 제2 노즐(162a)을 가질 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(10)는 상기 서셉터(20) 외측에 위치하는 복수의 배출 부들(180, 184, 186)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 배출 부들(180, 184, 186)은 배출 부(도 1 및 도 4의 180), 제2 배출 부(도 1 및 도 4의 182), 및 제3 배출 부(184)를 포함할 수 있다.
상기 배출 부(도 1 및 도 4의 180)는 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13) 내의 공정 가스를 배출하는 배출 홀(180a)을 가질 수 있고, 상기 제2 배출 부(도 1 및 도 4의 182)는 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14) 내의 공정 가스를 배출하는 배출 홀(182a)을 가질 수 있고, 상기 제3 배출 부(184)는 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15) 내의 공정 가스를 배출하는 배출 홀(184a)을 가질 수 있다.
상기 배출 부(도 1 및 도 4의 180)는 상기 제2 및 제3 플라즈마 영역들(14, 15) 보다 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13)과 가까우면서 상기 제1 인젝터(160)로부터 가능한 멀리떨어진 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2 배출 부(도 1 및 도 4의 182)는 상기 제1 및 제3 플라즈마 영역들(13, 15) 보다 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14)과 가까우면서 상기 제2 인젝터(162)로부터 가능한 멀리떨어진 위치에 배치될 수 있다.
상기 제3 배출 부(184)는 상기 제1 및 제2 플라즈마 영역들(13, 14) 보다 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15)과 가까우면서 상기 제3 인젝터(164)로부터 가능한 멀리떨어진 위치에 배치될 수 있다.
이와 같은 위치에 배치되는 상기 제1 내지 제3 배출 부들(180, 182, 184)은 상기 제1 내지 제3 인젝터들(160, 162, 164)로부터 분사되는 공정 가스들이 다른 플라즈마 공정 영역들 내로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2 및 제3 배출 부들(182, 184)은 서로 인접하게 배치됨으로써, 상기 제2 인젝터(162)의 상기 제2 노즐(162a)로부터 분사되는 공정 가스가 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상기 제3 인젝터(164)의 상기 제3 노즐(164a)로부터 분사되는 공정 가스가 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 플레이트(140)와 상기 서셉터(20) 사이의 이격 거리, 상기 제2 플레이트(142)와 상기 서셉터(20) 사이의 이격 거리, 및 상기 제3 플레이트(144)와 상기 서셉터(20) 사이의 이격 거리는 서로 동일할 수 있다. 상기 제1 차단 구조물(170)과 상기 서셉터(20) 사이의 거리는 상기 제1 내지 제3 인젝터들(160, 162, 164)과 상기 서셉터 사이의 거리보다 작을 수 있다. 상기 샤워헤드 구조물(130)과 상기 서셉터(20) 사이의 이격 거리는 상기 제1, 제2 및 제3 플레이트들(140, 142, 144)과 상기 서셉터(20) 사이의 이격 거리 보다 작을 수 있다.
이와 같이 상기 샤워헤드 구조물(130)은 상기 서셉터(20)에 상기 제1, 제2 및 제3 플레이트들(140, 142, 144)에 가깝게 배치되고, 앞에서 설명한 상기 엣지 부(120)를 포함할 수 있다. 이와 같은 상기 샤워헤드 구조물(130)은 상기 증착 공정 영역(12) 내의 공정 가스가 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 내의 공정 가스들이 상기 증착 공정 영역(12) 내로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에서와 같이 상기 제1 차단 구조물(170)은 일정한 폭을 갖는 라인 모양일 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 차단 구조물(170)은, 도 6의 평면도에서와 같이, 상기 서셉터(20)의 중심 부분으로부터 외측을 향할수록 폭이 증가하는 모양일 수 있다.
도 1에서와 같이, 상기 제1 및 제2 인젝터들(160, 162)은 서로 평행할 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 인젝터들(160, 162)은 도 6에서와 같이, 서로 평행하지 않도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서와 같이, 상기 제1 및 제2 인젝터들(160, 162)은 상기 서셉터(20)의 중심을 향할수록 서로 가까워지도록 배치될 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 플라즈마 공정 영역들(13, 14) 사이에 상기 제1 차단 구조물(170)이 배치될 수 있고, 상기 제2 및 제3 플라즈마 공정 영역들(14, 15) 사이에는 별도의 차단 구조물이 배치되지 않을 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 플라즈마 공정 영역들(13, 14) 사이에 상기 제1 차단 구조물(170)이 배치되면서, 상기 제2 및 제3 플라즈마 공정 영역들(14, 15) 사이에 상기 제1 차단 구조물(170)과 동일한 구조의 제2 차단 구조물(172)이 배치될 수 있다. 이와 같은 도 7에서의 상기 제1 및 제2 차단 구조물들(170, 174)은 도 8에서와 같이, 상기 서셉터(20)의 중심 부분으로부터 외측을 향할수록 폭이 증가하는 모양으로 변형될 수 있다.
상기 반도체 공정 챔버(10)는 반도체 소자에서 요구되는 다양한 물질을 높은 품질로 빠른 시간 내에 형성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 상기 반도체 공정 챔버(10) 내에서, 상기 서셉터(20) 내에 복수개의 웨이퍼들(50)이 동시에 로딩될 수 있고, 이와 같은 복수개의 웨이퍼들(50)에 대하여 복수의 반도체 공정들이 진행될 수 있다. 예를 들어, 불순물 함량이 적은 높은 품질의 실리콘 질화물 층을 형성하는 것은 상기 증착 공정 영역(12) 내에서 상기 웨이퍼(50) 상에 실리콘을 증착하고, 상기 제1 내지 제3 플라즈마 공정 영역들(13, 14, 15) 중 어느 하나 또는 둘에서 플라즈마를 이용하는 질화 공정을 진행하고, 나머지 플라즈마 공정 영역에서 질화된 실리콘 내의 불순물을 제거하기 위한 수소 플라즈마 처리 공정을 진행하는 것을 반복적으로 수행하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 실리콘산질화물(SiON)을 형성하는 것은 상기 증착 공정 영역(12) 내에서 상기 웨이퍼(50) 상에 실리콘을 증착하고, 상기 제1 및 제2 플라즈마 공정 영역들(13, 14) 중 어느 하나에서 플라즈마 산화 공정을 진행하고, 다른 하나에서 플라즈마 질화 공정을 진행하고, 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15)에서 실리콘산질화물(SiON) 내의 불순물을 제거하기 위한 수소 플라즈마 처리 공정을 진행하는 것을 반복적으로 수행하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 증착 공정 영역(12), 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13), 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14) 및 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15)은 상기 샤워헤드 구조물(130)의 상기 엣지 부(120), 상기 차단 구조물들(170, 172), 및 상기 배출 부들(180, 182, 184)에 의하여 인접하는 다른 공정 영역 내의 공정 가스로부터 영향을 받지 않을 수 있다. 따라서, 상기 샤워헤드 구조물(130)의 상기 엣지 부(120), 상기 차단 구조물들(170, 172), 및 상기 배출 부들(180, 182, 184)은 상기 증착 공정 영역(12), 상기 제1 플라즈마 공정 영역(13), 상기 제2 플라즈마 공정 영역(14) 및 상기 제3 플라즈마 공정 영역(15) 내에서 진행되는 반도체 공정들의 독립성을 강화시켜줄 수 있다. 따라서, 상기 반도체 공정 챔버(10) 내에서, 보다 높은 품질의 물질을 보다 빨리 생산할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 반도체 공정 챔버
11 : 게이트
12 : 증착 공정 영역
13, 14, 15 : 플라즈마 공정 영역
20 : 서셉터
25 : 샤프트 구조물
40 : 웨이퍼 리프터
45 : 리프터 핀들
22 : 웨이퍼 구역
50 : 웨이퍼
110 : 샤워헤드 부
111 : 분사 홀
120 : 엣지 부
121 : 엣지 홀
122 : 배출 홀
130 : 샤워헤드 구조물
140, 142, 144 : 플레이트
170 : 차단 구조물
160, 162, 164 : 인젝터
160a, 162a, 164a : 노즐

Claims (10)

  1. 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터;
    상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 샤워헤드 구조물;
    상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 제1 플레이트;
    상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 제2 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 플레이트들 사이에 배치되며 상기 서셉터와 마주보고, 상기 서셉터와 이격되는 제1 차단 구조물을 포함하되,
    상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고,
    상기 제1 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작은 반도체 공정 챔버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 서셉터 사이의 제1 플라즈마 공정 영역 내에 공정 가스를 공급하는 제1 인젝터; 및
    상기 제2 플레이트와 상기 서셉터 사이의 제2 플라즈마 공정 영역 내에 공정 가스를 공급하는 제2 인젝터를 더 포함하는 반도체 공정 챔버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 인젝터들은 공정 가스들을 분사하는 노즐들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 인젝터들의 상기 노즐들은 상기 제1 및 제2 플레이트들 보다 상기 서셉터에 가까운 반도체 공정 챔버.
  4. 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터;
    상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 샤워헤드 구조물;
    상기 서셉터와 마주보며 상기 서셉터와 이격되는 복수의 플레이트들; 및
    상기 복수의 플레이트들 중 서로 인접하는 플레이트들 사이에 배치되는 차단 구조물을 포함하되,
    상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고,
    상기 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 복수의 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작은 반도체 공정 챔버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서셉터의 중앙 부분에 배치되는 중앙 차단 구조물을 더 포함하는 반도체 공정 챔버.
  6. 복수의 웨이퍼들이 놓여지는 서셉터;
    상기 서셉터의 증착 공정 영역 상의 샤워헤드 구조물;
    상기 서셉터의 제1 플라즈마 공정 영역 상의 제1 플레이트;
    상기 서셉터의 제2 플라즈마 공정 영역 상의 제2 플레이트; 및
    상기 제1 및 제2 플라즈마 공정 영역들 사이에 배치되며 상기 서셉터와 이격된 제1 차단 구조물을 포함하되,
    상기 샤워헤드 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작고,
    상기 제1 차단 구조물과 상기 서셉터 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 플레이트들과 상기 서셉터 사이의 거리 보다 작은 반도체 공정 챔버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 샤워헤드 구조물은 상기 증착 공정 영역 내로 공정 가스를 분사하는 분사 홀들을 포함하는 샤워헤드 부, 및 상기 샤워헤드 부 옆의 엣지 부를 포함하는 반도체 공정 챔버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 엣지 부는 불활성 가스를 분사하는 엣지 홀, 및 상기 공정 가스 및 상기 불활성 가스를 외부로 배출하는 배출 홀을 포함하되,
    상기 배출 홀은 상기 엣지 홀 보다 상기 샤워헤드 부에 가까운 반도체 공정 챔버.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 플레이트와 상기 서셉터 사이의 제1 플라즈마 공정 영역 내에 공정 가스를 공급하는 제1 인젝터; 및
    상기 제2 플레이트와 상기 서셉터 사이의 제2 플라즈마 공정 영역 내에 공정 가스를 공급하는 제2 인젝터를 더 포함하되,
    상기 제1 및 제2 인젝터들은 공정 가스들을 분사하는 노즐들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 인젝터들의 상기 노즐들은 상기 제1 및 제2 플레이트들 보다 상기 서셉터에 가깝게 배치되는 반도체 공정 챔버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서셉터 외측에 위치하는 복수의 배출 부들을 더 포함하는 반도체 공정 챔버.

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936694B1 (ko) * 2007-12-27 2010-01-13 주식회사 케이씨텍 플라즈마 발생부를 구비하는 원자층 증착 장치
KR20140114093A (ko) * 2013-03-18 2014-09-26 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20150094533A (ko) * 2014-02-10 2015-08-19 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2016213289A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6869641B2 (en) * 2002-07-03 2005-03-22 Unaxis Balzers Ltd. Method and apparatus for ALD on a rotary susceptor
US20050019960A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Moon-Sook Lee Method and apparatus for forming a ferroelectric layer
KR100558922B1 (ko) * 2004-12-16 2006-03-10 (주)퓨전에이드 박막 증착장치 및 방법
WO2008016836A2 (en) * 2006-07-29 2008-02-07 Lotus Applied Technology, Llc Radical-enhanced atomic layer deposition system and method
KR100905278B1 (ko) * 2007-07-19 2009-06-29 주식회사 아이피에스 박막증착장치, 박막증착방법 및 반도체 소자의 갭-필 방법
US8039052B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-18 Intermolecular, Inc. Multi-region processing system and heads
JP5839606B2 (ja) * 2013-02-26 2016-01-06 東京エレクトロン株式会社 窒化膜を形成する方法
JP2015015272A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び基板処理装置
US10533252B2 (en) * 2016-03-31 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Showerhead, semicondcutor processing apparatus having the same and semiconductor process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100936694B1 (ko) * 2007-12-27 2010-01-13 주식회사 케이씨텍 플라즈마 발생부를 구비하는 원자층 증착 장치
KR20140114093A (ko) * 2013-03-18 2014-09-26 주식회사 원익아이피에스 기판처리장치
KR20150094533A (ko) * 2014-02-10 2015-08-19 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP2016213289A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 東京エレクトロン株式会社 成膜方法および成膜装置

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