KR20200120860A - shower head, manufacturing apparatus of the semiconductor device including the same, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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KR20200120860A
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Abstract

Disclosed are a shower head, an apparatus of manufacturing a semiconductor device including the same, and a method of manufacturing a semiconductor device. The apparatus of manufacturing a semiconductor device comprises: a chamber with a plurality of stations in which a substrate is provided; substrate support parts arranged in the stations and accommodating the substrate; and lower shower heads arranged below the substrate support parts. The lower shower heads comprise: an isotropic shower head including first nozzles which provide a first reaction gas to a lower surface of the substrate in an isotropic manner; and a striped shower head including stripped nozzle regions with second nozzle holes which provide a second reaction gas to the lower surface of the substrate in a non-isotropic manner and stripped blank regions disposed between the stripped nozzle regions. According to the present invention, the apparatus of manufacturing a semiconductor device is capable of flattening a substrate by forming a stripped pattern on a lower surface of the substrate.

Description

샤워헤드, 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치, 및 반도체 소자의 제조 방법{shower head, manufacturing apparatus of the semiconductor device including the same, and manufacturing method of semiconductor device}A shower head, an apparatus for manufacturing a semiconductor device including the same, and a method for manufacturing a semiconductor device TECHNICAL FIELD

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 샤워헤드, 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치 및 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor element and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a showerhead, an apparatus for manufacturing a semiconductor element including the same, and a method for manufacturing a semiconductor element.

일반적으로 반도체 소자는 다수의 단위 공정들에 의해 제조될 수 있다. 단위 공정들은 박막 증착 공정, 리소그래피 공정, 및 식각 공정을 포함할 수 있다. 박막 증착 공정과 식각 공정은 주로 플라즈마에 의해 수행될 수 있다. 플라즈마는 기판을 고온으로 처리(treat)할 수 있다. 상기 플라즈마는 주로 고주파 파워에 의해 생성될 수 있었다.In general, a semiconductor device can be manufactured by a number of unit processes. The unit processes may include a thin film deposition process, a lithography process, and an etching process. The thin film deposition process and the etching process may be mainly performed by plasma. Plasma can treat the substrate at a high temperature. The plasma could be mainly generated by high frequency power.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 휘어진 기판을 평탄화시킬 수 있는 샤워헤드, 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치 및 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a showerhead capable of flattening a curved substrate, an apparatus for manufacturing a semiconductor device including the same, and a method for manufacturing a semiconductor device.

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치를 개시한다. 그의 장치는, 기판이 제공되는 복수개의 스테이션들을 갖는 챔버; 상기 스테이션들 내에 배치되어 기판을 수납하는 기판 지지부들; 및 상기 기판 지지부들 아래에 배치되는 하부 샤워헤드들을 포함한다. 여기서, 상기 하부 샤워헤드들은: 상기 기판의 하부 면에 제 1 반응가스를 등방적으로 제공하는 제 1 노즐들을 갖는 등방성 샤워헤드; 및 상기 기판의 하부 면에 제 2 반응가스를 비등방적으로 제공하는 제 2 노즐 홀들을 갖는 줄무늬 노즐 영역들과, 및 상기 줄무늬 노즐 영역들 사이의 줄무늬 블랭크 영역들을 구비하는 줄무늬 샤워헤드를 포함할 수 있다. The present invention discloses an apparatus for manufacturing a semiconductor device. Its apparatus comprises: a chamber having a plurality of stations in which a substrate is provided; Substrate supports disposed in the stations to receive a substrate; And lower showerheads disposed under the substrate supports. Here, the lower showerheads include: an isotropic showerhead having first nozzles for isotropically providing a first reaction gas to a lower surface of the substrate; And a stripe showerhead having stripe nozzle areas having second nozzle holes anisotropically providing a second reaction gas to the lower surface of the substrate, and stripe blank areas between the stripe nozzle areas. have.

본 발명의 일 예에 따른 샤워헤드는, 노즐 플레이트; 및 상기 노즐 플레이트 상의 커버 하우징을 포함한다. 여기서, 상기 노즐 플레이트는: 노즐 홀들을 갖는 줄무늬 노즐 영역들; 및 상기 줄무늬 노즐 영역들 사이에 배치되고, 상기 줄무늬 노즐 영역들의 모양과 유사한 모양을 갖는 줄무늬 블랭크 영역을 포함할 수 있다. A showerhead according to an example of the present invention includes a nozzle plate; And a cover housing on the nozzle plate. Here, the nozzle plate includes: stripe nozzle regions having nozzle holes; And a stripe blank area disposed between the stripe nozzle areas and having a shape similar to that of the stripe nozzle areas.

본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 기판의 상부 면에 일방향으로 연장하는 상부 패턴을 형성하는 단계; 줄무늬 노즐 영역들과 상기 줄무늬 노즐 영역들 사이의 줄무늬 블랭크 영역을 갖는 줄무늬 샤워헤드를 이용하여 상기 기판의 하부 면 상에 하부 줄무늬 패턴을 형성하는 단계; 및 등방성 샤워헤드를 이용하여 상기 하부 줄무늬 패턴 및 상기 기판의 하부 면 상에 평탄 층을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming an upper pattern extending in one direction on an upper surface of a substrate; Forming a lower stripe pattern on a lower surface of the substrate by using a stripe showerhead having stripe nozzle areas and stripe blank areas between the stripe nozzle areas; And forming a flat layer on the lower stripe pattern and the lower surface of the substrate by using an isotropic showerhead.

본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 챔버; 상기 챔버의 내에 배치되고, 기판을 수납하는 기판 지지부; 상기 기판 지지부 아래에 배치되고, 제 1 줄무늬 노즐 영역들을 갖는 하부 샤워헤드; 및 상기 기판 지지부 상에 배치되고, 상기 제 1 줄무늬 노즐 영역들과 동일한 제 2 줄무늬 노즐 영역들을 갖는 상부 샤워헤드를 포함한다.An apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes: a chamber; A substrate support portion disposed in the chamber and receiving a substrate; A lower showerhead disposed under the substrate support and having first stripe nozzle regions; And an upper showerhead disposed on the substrate support and having second stripe nozzle areas identical to the first stripe nozzle areas.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 줄무늬 샤워헤드를 이용하여 휘어진 기판의 하부 면 상에 하부 줄무늬 패턴을 형성하여 상기 기판을 평탄화시킬 수 있다.As described above, in the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the substrate may be flattened by forming a lower stripe pattern on the lower surface of the curved substrate using the stripe showerhead.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치의 일 예를 보여준다.
도 2는 도 I-I' 선상을 절취하여 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판의 휘어진 모양을 보여주는 사시도이다.
도 4은 도 1의 샤워헤드들의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4의 줄무늬 샤워헤드에 의해 형성된 하부 줄무늬 패턴을 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 4의 줄무늬 샤워헤드의 일 예를 보여주는 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 노즐 플레이트의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8의 상부 샤워헤드 및 하부 샤워헤드에 의해 형성되는 하부 줄무늬 패턴과 상부 줄무늬 패턴의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 10의 상부 샤워헤드 및 하부 샤워헤드에 의해 형성되는 하부 줄무늬 패턴과 상부 줄무늬 패턴의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 13 내지 도 15는 도 2의 기판의 공정 단면도들이다.
도 16은 도 5의 하부 줄무늬 패턴의 두께에 따른 기판 휨 높이 감소를 보여주는 그래프이다.1 shows an example of an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line of FIG. II′.
3 is a perspective view illustrating a curved shape of the substrate of FIG. 2.
4 is a plan view showing an example of the showerheads of FIG. 1.
5 is a plan view illustrating a lower stripe pattern formed by the stripe showerhead of FIG. 4.
6 is an exploded perspective view showing an example of the striped showerhead of FIG. 4.
7 is a plan view illustrating an example of the nozzle plate of FIG. 6.
8 is a perspective view showing another example of an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.
9 is a cross-sectional view illustrating an example of a lower stripe pattern and an upper stripe pattern formed by the upper and lower showerheads of FIG. 8.
10 is a perspective view showing another example of an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing an example of a lower stripe pattern and an upper stripe pattern formed by the upper and lower showerheads of FIG. 10.
12 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.
13 to 15 are process cross-sectional views of the substrate of FIG. 2.
FIG. 16 is a graph showing a decrease in the bending height of the substrate according to the thickness of the lower stripe pattern of FIG. 5.

도 1은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치(100)의 일 예를 보여준다. 도 2는 도 I-I' 선상을 절취하여 보여준다. 1 shows an example of an apparatus 100 for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention. Fig. 2 is a cut-out view of the line of Fig. I-I'.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)는 화학기상증착(CVD) 장치일 수 있다. 일 예로, 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)는 챔버(10), 기판 지지부(20), 및 샤워헤드들(30)를 포함할 수 있다.1 and 2, the apparatus 100 for manufacturing a semiconductor device according to the present invention may be a chemical vapor deposition (CVD) apparatus. For example, the semiconductor device manufacturing apparatus 100 of the present invention may include a chamber 10, a substrate support 20, and showerheads 30.

챔버(10)는 기판(W)에 대해 외부로부터 독립된 공간을 제공할 수 있다. 챔버(10)는 기판 지지부(20) 및 샤워헤드들(30)을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 챔버(10)는 슬릿 밸브(12), 복수개의 스테이션들(14), 및 뷰 포트(16)을 가질 수 있다. 기판(W)은 슬릿 밸브(12)를 통해 챔버(10)의 스테이션들(14) 내에 제공될 수 있다. 스테이션들(14)은 챔버(10) 내의 파티션 월(18)에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 챔버(10)는 4개의 스테이션들(14)을 가질 수 있다. 한 쌍의 샤워헤드들(30)은 스테이션들(14)마다 배치될 수 있다. 뷰 포트(16)는 챔버(10) 내의 기판 지지부(20) 및 샤워헤드들(30)을 외부로 노출시킬 수 있다.The chamber 10 may provide a space independent from the outside for the substrate W. The chamber 10 may surround the substrate support 20 and the showerheads 30. For example, the chamber 10 may have a slit valve 12, a plurality of stations 14, and a view port 16. The substrate W may be provided in the stations 14 of the chamber 10 through the slit valve 12. The stations 14 may be defined by a partition wall 18 within the chamber 10. For example, chamber 10 may have four stations 14. A pair of showerheads 30 may be arranged for each of the stations 14. The view port 16 may expose the substrate support 20 and the showerheads 30 in the chamber 10 to the outside.

기판 지지부(20)는 챔버(10)의 스테이션들(14) 내에 배치될 수 있다. 기판 지지부(20)는 기판(W)을 수납할 수 있다. 예를 들어, 기판 지지부(20)는 서셉터를 포함할 수 있다. 기판 지지부(20)는 기판(W)의 가장자리를 지지할 수 있다. 기판(W)의 중심은 기판 지지부(20)의 하부로 노출될 수 있다.The substrate support 20 may be disposed within the stations 14 of the chamber 10. The substrate support 20 may accommodate the substrate W. For example, the substrate support 20 may include a susceptor. The substrate support 20 may support the edge of the substrate W. The center of the substrate W may be exposed under the substrate support 20.

샤워헤드들(30)은 챔버(10)의 스테이션들(14) 내에 배치될 수 있다. 샤워헤드들(30)은 기판 지지부(20)의 상하부에 배치될 수 있다. 일 예로, 샤워헤드들(30)은 상부 샤워헤드들(32) 및 하부 샤워헤드들(34)을 포함할 수 있다.Showerheads 30 may be disposed within stations 14 of chamber 10. The showerheads 30 may be disposed above and below the substrate support 20. As an example, the showerheads 30 may include upper showerheads 32 and lower showerheads 34.

상부 샤워헤드들(32)은 기판 지지부(20) 상에 배치될 수 있다. 상부 샤워헤드들(32)은 기판(W) 상에 배치될 수 있다. 캐리어 가스 공급부(40)가 상부 샤워헤드(32)에 연결될 수 있다. 캐리어 가스 공급부(40)는 캐리어 가스(42)를 상부 샤워헤드(32)에 공급할 수 있다 상부 샤워헤드들(32)은 캐리어 가스(42)를 기판(W)의 상부 면 상에 제공할 수 있다. The upper showerheads 32 may be disposed on the substrate support 20. The upper showerheads 32 may be disposed on the substrate W. The carrier gas supply unit 40 may be connected to the upper showerhead 32. The carrier gas supply unit 40 may supply the carrier gas 42 to the upper showerhead 32. The upper showerheads 32 may provide the carrier gas 42 on the upper surface of the substrate W. .

하부 샤워헤드들(34)은 상부 샤워헤드들(32) 및 기판 지지부(20) 아래에 배치될 수 있다. 하부 샤워헤드들(34)은 기판(W)의 하부에 배치될 수 있다. 상부 샤워헤드들(32)과 하부 샤워헤드들(34)은 스테이션들(14) 내에 각각 한 쌍으로 배열될 수 있다. 상부 샤워헤드들(32) 및 하부 샤워헤드들(34)은 서로 마주하여 배치될 수 있다. 반응가스 공급부(50)가 하부 샤워헤드들(34)에 연결될 수 있다. 반응가스 공급부(50)은 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)을 하부 샤워헤드들(34)에 제공할 수 있다. 제 1 반응가스(52)는 tetra ethyl orthosilicate (TEOS), 및/또는 O2 가스를 포함하고, 제 2 반응가스(54)는 실란(SiH4) 및/또는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)는 서로 동일할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 하부 샤워헤드들(34)은 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)을 이용하여 기판(W)의 하부 면 상에 하부 줄무늬 패턴(도 5의 6) 및 평탄 층(도 15의 8)을 형성시킬 수 있다. 파워 공급 부(60)가 상부 샤워헤드들(32)에 연결될 수 있다. 파워 공급부(60)는 상부 샤워헤드(32)에 고주파 파워(62)를 제공하여 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)의 플라즈마 반응을 유도할 수 있다. 플라즈마 반응은 기판(W)을 가열할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)은 약 300℃ 정도로 가열될 수 있다.The lower showerheads 34 may be disposed under the upper showerheads 32 and the substrate support 20. The lower showerheads 34 may be disposed under the substrate W. The upper showerheads 32 and the lower showerheads 34 may be arranged in pairs in each of the stations 14. The upper showerheads 32 and the lower showerheads 34 may be disposed to face each other. The reaction gas supply unit 50 may be connected to the lower showerheads 34. The reaction gas supply unit 50 may provide the first reaction gas 52 and the second reaction gas 54 to the lower showerheads 34. The first reaction gas 52 may include tetra ethyl orthosilicate (TEOS), and/or O 2 gas, and the second reaction gas 54 may include silane (SiH4) and/or ammonia (NH3). Alternatively, the first reaction gas 52 and the second reaction gas 54 may be the same, and the present invention may not be limited thereto. The lower showerheads 34 use the first reaction gas 52 and the second reaction gas 54 to form a lower stripe pattern (6 in FIG. 5) and a flat layer (FIG. 15) on the lower surface of the substrate W. Of 8) can be formed. The power supply unit 60 may be connected to the upper showerheads 32. The power supply unit 60 may provide high-frequency power 62 to the upper shower head 32 to induce a plasma reaction of the first reaction gas 52 and the second reaction gas 54. The plasma reaction may heat the substrate W. For example, the substrate W may be heated to about 300°C.

도 3은 도 2의 기판(W)의 휘어진 모양을 보여준다.3 shows a curved shape of the substrate W of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 가열된 기판(W)은 휘어질(bended) 수 있다. 예를 들어, 휘어진 기판(W)은 안장 모양(saddle shape)을 가질 수 있다. 이와 달리, 기판(W)은 상온(ex, 20℃)에서 안장 모양으로 휘어질 수도 있다. 기판(W)은 실리콘 웨이퍼를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(W)은 실리콘 웨이퍼 상의 반도체 소자(ex, 3D NAND flash memory device)를 가질 수 있다. 일 예로, 기판(W)은 반도체 소자의 상부 패턴(2)을 가질 수 있다. 상부 패턴(2)은 워드 라인의 금속 패턴을 포함할 수 있다. 상부 패턴(2)은 제 2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 기판(W)과 상부 패턴(2)은 열팽창 계수의 차이를 가질 수 있다. 기판(W)의 온도가 변화되면, 기판(W)은 상부 패턴(2)과의 열팽창 계수의 차이에 의해 휘어질 수 있다. Referring to FIG. 3, the heated substrate W may be bent. For example, the curved substrate W may have a saddle shape. Alternatively, the substrate W may be bent in a saddle shape at room temperature (ex, 20°C). The substrate W may include a silicon wafer. For example, the substrate W may have a semiconductor device (eg, a 3D NAND flash memory device) on a silicon wafer. For example, the substrate W may have an upper pattern 2 of a semiconductor device. The upper pattern 2 may include a metal pattern of a word line. The upper pattern 2 may be arranged in the second direction Y. The substrate W and the upper pattern 2 may have a difference in coefficient of thermal expansion. When the temperature of the substrate W changes, the substrate W may be bent due to a difference in thermal expansion coefficient from the upper pattern 2.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 하부 샤워헤드들(34)은 상에 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)를 제공하여 상기 휘어진 기판(W) 상에 하부 줄무늬 패턴(6) 및 평탄 층(8)을 형성하고 상기 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. Referring back to FIGS. 1 and 2, the lower showerheads 34 provide a first reaction gas 52 and a second reaction gas 54 thereon, so that a lower stripe pattern on the curved substrate W ( 6) and a planarization layer 8 may be formed and the substrate W may be planarized.

도 4는 도 2의 하부 샤워헤드들(34)의 일 예를 보여준다.4 shows an example of the lower showerheads 34 of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 하부 샤워헤드들(34)은 등방성 샤워헤드(36) 및 줄무늬 샤워헤드(38)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the lower showerheads 34 may include an isotropic showerhead 36 and a striped showerhead 38.

등방성 샤워헤드(36)는 슬릿 밸브(12)에 인접하여 배치될 수 있다. 등방성 샤워헤드(36)는 제 2 방향(Y)으로 슬릿 밸브(12)와 줄무늬 샤워헤드(38) 사이에 배치될 수 있다. 등방성 샤워헤드(36)는 제 1 노즐 홀들(37)을 가질 수 있다. 제 1 노즐 홀들(37)은 등방성 샤워헤드(36)의 상부 면 상에 등방적으로 배치될 수 있다. 제 1 반응가스 공급부(56)가 등방성 샤워헤드(36)에 연결될 수 있다. 제 1 반응가스 공급부(56)는 제 1 반응가스(52)를 등방성 샤워헤드(36)에 공급할 수 있다. The isotropic showerhead 36 may be disposed adjacent to the slit valve 12. The isotropic showerhead 36 may be disposed between the slit valve 12 and the striped showerhead 38 in the second direction (Y). The isotropic showerhead 36 may have first nozzle holes 37. The first nozzle holes 37 may be disposed isotropically on the upper surface of the isotropic showerhead 36. The first reaction gas supply unit 56 may be connected to the isotropic shower head 36. The first reaction gas supply unit 56 may supply the first reaction gas 52 to the isotropic shower head 36.

줄무늬 샤워헤드(38)는 등방성 샤워헤드(36)와 뷰 포트(16) 사이에 배치될 수 있다. 줄무늬 샤워헤드(38)는 제 2 노즐 홀들(39)을 가질 수 있다. 제 2 노즐 홀들(39)은 줄무늬 샤워헤드(38)의 상부 면에 비등방적으로 배열될 수 있다. 제 2 노즐 홀들(39)은 줄무늬 모양으로 배열될 수 있다. 제 2 반응가스 공급부(58)가 줄무늬 샤워헤드(38)에 연결될 수 있다. 제 2 반응가스 공급부(58)는 제 2 반응가스(54)를 줄무늬 샤워헤드(38)에 공급할 수 있다. 일 예에 따르면, 줄무늬 샤워헤드(38)는 제 1 줄무늬 노즐 영역(382)과 제 1 줄무늬 블랭크 영역(384)을 가질 수 있다. 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 2 노즐 홀들(39)을 갖는 영역이고, 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 제 2 노즐 홀들(39)을 갖지 않는 영역일 수 있다. 다시 말해, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 2 반응가스(54)가 기판(W)에 제공되는 영역이다. 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 제 2 반응가스(54)가 제공되지 않는 영역이다. 예를 들어, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)과 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 제 2 방향(Y)으로 연장할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. The striped showerhead 38 may be disposed between the isotropic showerhead 36 and the view port 16. The striped showerhead 38 may have second nozzle holes 39. The second nozzle holes 39 may be anisotropically arranged on the upper surface of the striped showerhead 38. The second nozzle holes 39 may be arranged in a stripe shape. The second reaction gas supply unit 58 may be connected to the striped showerhead 38. The second reaction gas supply unit 58 may supply the second reaction gas 54 to the striped shower head 38. According to an example, the striped showerhead 38 may have a first striped nozzle area 382 and a first striped blank area 384. The first striped nozzle regions 382 may be regions having the second nozzle holes 39, and the first striped blank regions 384 may be regions that do not have the second nozzle holes 39. In other words, the first stripe nozzle regions 382 are regions in which the second reaction gas 54 is provided to the substrate W. The first striped blank areas 384 are areas where the second reaction gas 54 is not provided. For example, the first striped nozzle regions 382 and the first striped blank regions 384 may extend in the second direction Y, and the present invention may not be limited thereto.

도 5는 도 4의 줄무늬 샤워헤드(38)에 의해 기판(W) 상에 형성된 하부 줄무늬 패턴(6)을 보여준다. 5 shows a lower stripe pattern 6 formed on the substrate W by the stripe showerhead 38 of FIG. 4.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 줄무늬 샤워헤드(38)는 제 1 줄무늬 노즐 영역(382)을 따라 제 2 반응가스(54)를 제공하여 기판(W) 상에 하부 줄무늬 패턴(6)을 형성시킬 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)은 제 1 줄무늬 노즐 영역(382)의 모양과 동일한 모양을 가질 수 있다. 일 예로, 하부 줄무늬 패턴(6)은 상부 패턴(2)과 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 하부 줄무늬 패턴(6)은 제 2 방향(Y) 방향으로 연장할 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)은 기판(W)의 상부 면의 일부를 노출시킬 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 2 to 5, the stripe showerhead 38 provides a second reaction gas 54 along the first stripe nozzle area 382 to form a lower stripe pattern 6 on the substrate W. I can make it. The lower stripe pattern 6 may have the same shape as the shape of the first stripe nozzle area 382. For example, the lower stripe pattern 6 may extend in the same direction as the upper pattern 2. For example, the lower stripe pattern 6 may extend in the second direction (Y) direction. The lower stripe pattern 6 may expose a part of the upper surface of the substrate W, and the present invention may not be limited thereto.

하부 줄무늬 패턴(6)은 휘어진 기판(W)에 인장력(tensile strength, 7)을 제공하여 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 인장력(7)을 갖는 하부 줄무늬 패턴(6)은 가장자리들이 중심보다 아래로 휘어진 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 이와 달리, 하부 줄무늬 패턴(6)은 휘어진 기판(W)에 압축력(도 9의 9)을 제공하여 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 압축력(9)을 갖는 하부 줄무늬 패턴(6)은 가장자리들이 중심보다 위로 휘어진 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다.The lower stripe pattern 6 may provide a tensile strength 7 to the curved substrate W to planarize the substrate W. The lower stripe pattern 6 having the tensile force 7 may flatten the substrate W whose edges are bent below the center. In contrast, the lower stripe pattern 6 may flatten the substrate W by providing a compressive force (9 in FIG. 9) to the curved substrate W. The lower stripe pattern 6 having the compressive force 9 may flatten the substrate W whose edges are curved above the center.

도 6은 도 4의 줄무늬 샤워헤드(38)의 일 예를 보여준다. 6 shows an example of the striped showerhead 38 of FIG. 4.

도 6을 참조하면, 줄무늬 샤워헤드(38)는 노즐 플레이트(72), 커버 하우징(74), 및 블로커 플레이트(76)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the striped showerhead 38 may include a nozzle plate 72, a cover housing 74, and a blocker plate 76.

노즐 플레이트(72)는 커버 하우징(74) 및 블로커 플레이트(76) 아래에 배치될 수 있다. 이와 달리, 노즐 플레이트(72)는 커버 하우징(74) 및 블로커 플레이트(76) 상에 배치될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 노즐 플레이트(72)는 원판(disc) 모양을 가질 수 있다.The nozzle plate 72 may be disposed under the cover housing 74 and the blocker plate 76. Alternatively, the nozzle plate 72 may be disposed on the cover housing 74 and the blocker plate 76, and the present invention may not be limited thereto. For example, the nozzle plate 72 may have a disc shape.

도 7은 도 6의 노즐 플레이트(72)의 일 예를 보여준다. 7 shows an example of the nozzle plate 72 of FIG. 6.

도 6 및 도 7을 참조하면, 노즐 플레이트(72)는 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382), 및 상기 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382) 사이의 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382) 및 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 노즐 플레이트(72)의 제 2 방향(Y)으로 일측 가장자리에서 타측 가장자리까지 일직선으로 연장할 수 있다. 6 and 7, the nozzle plate 72 may include first striped nozzle regions 382 and first striped blank regions 384 between the first striped nozzle regions 382. I can. For example, the first striped nozzle regions 382 and the first striped blank regions 384 may extend in a straight line from one edge to the other edge in the second direction Y of the nozzle plate 72.

제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 2 노즐 홀들(39)을 가질 수 있다. 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 1 방향(X)에 대해 일정 간격으로 이격하고, 제 2 방향(Y)으로 연장할 수 있다. 일 예로, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382) 각각의 제 1 폭(W1)은 약 1㎛이상일 수 있다. 예를 들어, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)의 각각은 약 3.4㎛의 제 1 폭(W1)을 가질 수 있다. The first striped nozzle regions 382 may have second nozzle holes 39. The first stripe nozzle regions 382 may be spaced apart from the first direction X at regular intervals and extend in the second direction Y. For example, the first width W 1 of each of the first stripe nozzle regions 382 may be about 1 μm or more. For example, each of the first striped nozzle regions 382 may have a first width W 1 of about 3.4 μm.

제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384) 및 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 1 방향(X)으로 교번하여 배치될 수 있다. 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)의 모양과 유사한 모양을 가질 수 있다. 일 예로, 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)은 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)보다 약 10배정도 좁을 수 있다. 예를 들어, 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384) 각각의 제 2 폭(W2)은 약 1㎛보다 작을 수 있다. 반대로, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)의 제 1 폭(W1)은 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)의 제 2 폭(W2)보다 약 10배로 클 수 있다. 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)의 각각이 약 3.4㎛의 제 1 폭(W1)을 가질 경우, 제 1 줄무늬 블랭크 영역들(384)의 각각은 약 0.34㎛의 제 2 폭(W2)을 가질 수 있다. The first striped blank regions 384 and the first striped nozzle regions 382 may be alternately disposed in the first direction X. The first striped blank regions 384 may have a shape similar to that of the first striped nozzle regions 382. For example, the first striped blank regions 384 may be about 10 times narrower than the first striped nozzle regions 382. For example, the second width W 2 of each of the first striped blank regions 384 may be less than about 1 μm. Conversely, the first width W 1 of the first stripe nozzle areas 382 may be approximately 10 times greater than the second width W 2 of the first stripe blank areas 384. When each of the first striped nozzle regions 382 has a first width W 1 of about 3.4 μm, each of the first striped blank regions 384 has a second width W 2 of about 0.34 μm Can have

도 6을 참조하면, 커버 하우징(74)은 노즐 플레이트(72) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버 하우징(74)은 컵 모양을 가질 수 있다. 노즐 플레이트(72)는 커버 하우징(74) 내에 제공될 수 있다. 커버 하우징(74)은 노즐 플레이트(72)의 상부면 및 측면을 둘러쌀 수 있다. 노즐 플레이트(72)의 하부 면은 커버 하우징(74)으로부터 노출될 수 있다. 제 2 반응가스(54)는 노즐 플레이트(72) 상의 커버 하우징(74) 내에 충진된 후, 제 2 노즐 홀들(39)을 통해 기판(W) 상에 제공될 수 있다. Referring to FIG. 6, the cover housing 74 may be disposed on the nozzle plate 72. For example, the cover housing 74 may have a cup shape. The nozzle plate 72 may be provided in the cover housing 74. The cover housing 74 may surround the top and side surfaces of the nozzle plate 72. The lower surface of the nozzle plate 72 may be exposed from the cover housing 74. The second reaction gas 54 may be filled in the cover housing 74 on the nozzle plate 72 and then provided on the substrate W through the second nozzle holes 39.

블로커 플레이트(76)는 노즐 플레이트(72) 상의 커버 하우징(74) 내에 배치될 수 있다. 블로커 플레이트(76)는 제 2 반응가스(54)의 압력을 버퍼링하고 상기 제 2 반응가스(54)를 혼합시킬 수 있다. 블로커 플레이트(76)는 내부 홀들(77)을 가질 수 있다. 제 2 반응가스(54)는 내부 홀들(77)을 통해 제 2 노즐 홀들(39)에 제공될 수 있다. The blocker plate 76 may be disposed within the cover housing 74 on the nozzle plate 72. The blocker plate 76 may buffer the pressure of the second reaction gas 54 and mix the second reaction gas 54. The blocker plate 76 may have inner holes 77. The second reaction gas 54 may be provided to the second nozzle holes 39 through the inner holes 77.

다시 도 2를 참조하면, 기판 휨 검출기(80)는 챔버(10)의 내부 및 외부에 배치될 수 있다. 기판 휨 검출기(80)는 기판(W)의 휨을 광학적 방법으로 검출할 수 있다. 일 예로, 기판 휨 검출기(80)는 레이저(82)와 광 센서(84)를 포함할 수 있다. 레이저(82)는 챔버(10)의 중심 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 레이저(82)는 파티션 월(18) 내에 배치될 수 있다. 레이저(82)는 레이저 빔(86)을 생성하여 광 센서(84)에 제공할 수 있다. 광 센서(84)는 챔버(10)의 외부에 배치될 수 있다. 일 예로, 광 센서(84)는 뷰 포트(16) 내에 배치될 수 있다. 광 센서(84)는 레이저 빔(86)을 감지하여 기판(W)의 휨을 판별시킬 수 있다. 레이저 빔(86)은 기판 지지부(20)와 줄무늬 샤워헤드(38)에 평행하게 제공될 수 있다. 기판(W)이 휘어지면, 레이저 빔(86)은 기판(W)에 의해 차단될 수 있다. 레이저 빔(86)이 차단되면, 광 센서(84)는 레이저 빔(86)을 수신하지 못할 수 있다. 광 센서(84)가 레이저 빔(86)을 수신하지 못하면, 제어부(미도시) 기판(W)이 휘어진 것으로 판별할 수 있다. Referring back to FIG. 2, the substrate warpage detector 80 may be disposed inside and outside the chamber 10. The substrate warpage detector 80 may detect warpage of the substrate W by an optical method. For example, the substrate warpage detector 80 may include a laser 82 and an optical sensor 84. The laser 82 may be disposed within the center of the chamber 10. For example, laser 82 may be disposed within partition wall 18. The laser 82 may generate a laser beam 86 and provide it to the optical sensor 84. The optical sensor 84 may be disposed outside the chamber 10. As an example, the optical sensor 84 may be disposed within the view port 16. The optical sensor 84 may detect the laser beam 86 to determine the warpage of the substrate W. The laser beam 86 may be provided parallel to the substrate support 20 and the striped showerhead 38. When the substrate W is bent, the laser beam 86 may be blocked by the substrate W. When the laser beam 86 is blocked, the optical sensor 84 may not be able to receive the laser beam 86. If the optical sensor 84 does not receive the laser beam 86, it may be determined that the control unit (not shown) substrate W is bent.

기판(W)이 평탄하면, 레이저 빔(86)은 광 센서(84)에 제공될 수 있다. 광 센서(84)는 레이저 빔(86)을 수신하여 기판(W)이 평탄한 것으로 판별시킬 수 있다. 기판 지지부(20)는 기판(W)을 방위각으로 회전시킬 수 있다.When the substrate W is flat, the laser beam 86 may be provided to the optical sensor 84. The optical sensor 84 may receive the laser beam 86 and determine that the substrate W is flat. The substrate support 20 may rotate the substrate W in an azimuth angle.

도시되지는 않았지만, 챔버(10)의 중심 내에 로봇 암(ex, spindle)이 제공될 수 있다. 로봇 암은 레이저(82) 상부 및/또는 하부에 배치될 수 있다. 로봇 암은 기판(W)을 기판 지지부(20) 상에 반송할 수 있다. Although not shown, a robot arm (ex, spindle) may be provided in the center of the chamber 10. The robot arm may be disposed above and/or below the laser 82. The robot arm can transport the substrate W onto the substrate support 20.

도 8은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치(100)의 다른 예를 보여준다.8 shows another example of an apparatus 100 for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)의 상부 샤워헤드(32)는 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)과 제 2 줄무늬 블랭크 영역들(364)을 가질 수 있다. 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)은 제 1 노즐 홀들(37)을 가질 수 있다. 제 1 노즐 홀들(37)은 제 1 반응가스(52)를 기판(W)의 상부 면에 제공할 수 있다. 제 2 줄무늬 블랭크 영역들(364)의 각각은 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 줄무늬 블랭크 영역들(364)은 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)의 모양과 유사한 모양을 가질 수 있다. 제 2 줄무늬 블랭크 영역들(364)은 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)보다 좁을 수 있다. 하부 샤워헤드(34)의 제 1 줄무늬 노즐 영역(382) 및 제 1 줄무늬 블랭크 영역(384)은 상부 샤워헤드(32)의 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362) 및 제 2 줄무늬 블랭크 영역(364)과 동일한 방향으로 연장할 수 있다. Referring to FIG. 8, the upper showerhead 32 of the semiconductor device manufacturing apparatus 100 of the present invention may have second striped nozzle regions 362 and second striped blank regions 364. The second striped nozzle regions 362 may have first nozzle holes 37. The first nozzle holes 37 may provide the first reaction gas 52 to the upper surface of the substrate W. Each of the second striped blank regions 364 may be disposed between the second striped nozzle regions 362. The second striped blank regions 364 may have a shape similar to that of the second striped nozzle regions 362. The second striped blank regions 364 may be narrower than the second striped nozzle regions 362. The first stripe nozzle area 382 and the first stripe blank area 384 of the lower showerhead 34 are the second stripe nozzle areas 362 and the second stripe blank area 364 of the upper showerhead 32. It can be extended in the same direction as

챔버(10) 및 기판 지지부(20)는 도 1 및 도 2와 동일하게 구성될 수 있다. The chamber 10 and the substrate support 20 may be configured in the same manner as in FIGS. 1 and 2.

도 9는 도 8의 상부 샤워헤드(32) 및 하부 샤워헤드(34)에 의해 형성되는 하부 줄무늬 패턴(6) 및 상부 줄무늬 패턴(5)의 일 예를 보여준다.9 shows an example of a lower stripe pattern 6 and an upper stripe pattern 5 formed by the upper showerhead 32 and the lower showerhead 34 of FIG. 8.

도 8 및 도 9를 참조하면, 상부 샤워헤드(32)와 하부 샤워헤드(34)는 기판(W) 상에 하부 줄무늬 패턴(6) 및 상부 줄무늬 패턴(5)을 각각 형성시킬 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)은 기판(W)의 하부 면 상에 형성되고, 상부 줄무늬 패턴(5)은 기판(W)의 하부 면 상에 형성될 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)과 상부 줄무늬 패턴(5)은 동일한 방향으로 연장할 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)과 상부 줄무늬 패턴(5)은 서로 다른 종류의 힘으로 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 상부 줄무늬 패턴(5)이 인장력(7)을 가질 경우, 하부 줄무늬 패턴(6)은 압축력(9)을 가질 수 있다. 상부 줄무늬 패턴(5)과 하부 줄무늬 패턴(6)은 서로 다른 종류의 재질로 이루어질 수 있다. 상부 줄무늬 패턴(5)은 실리콘 질화물(nitride)을 포함하고, 하부 줄무늬 패턴(6)은 실리콘 산화물(oxide)을 포함할 수 있다. 8 and 9, the upper showerhead 32 and the lower showerhead 34 may form a lower stripe pattern 6 and an upper stripe pattern 5 on the substrate W, respectively. The lower stripe pattern 6 may be formed on the lower surface of the substrate W, and the upper stripe pattern 5 may be formed on the lower surface of the substrate W. The lower stripe pattern 6 and the upper stripe pattern 5 may extend in the same direction. The lower stripe pattern 6 and the upper stripe pattern 5 may flatten the substrate W with different types of force. When the upper stripe pattern 5 has a tensile force 7, the lower stripe pattern 6 may have a compressive force 9. The upper stripe pattern 5 and the lower stripe pattern 6 may be made of different types of materials. The upper stripe pattern 5 may include silicon nitride, and the lower stripe pattern 6 may include silicon oxide.

도 10은 본 발명의 개념에 따른 반도체 소자의 제조 장치(100)의 다른 예를 보여준다.10 shows another example of an apparatus 100 for manufacturing a semiconductor device according to the concept of the present invention.

도 10을 참조하면, 상부 샤워헤드(32)의 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)은 하부 샤워헤드(34)의 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)과 교차하는 방향으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)은 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)의 방향과 수직한 방향을 가질 수 있다. 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)은 제 1 방향(X)으로 배열되고, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 제 2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 챔버(10), 기판 지지부(20)는 도 1 및 도 2와 동일하게 구성될 수 있다.Referring to FIG. 10, the second stripe nozzle areas 362 of the upper showerhead 32 may be arranged in a direction crossing the first stripe nozzle areas 382 of the lower showerhead 34. For example, the second striped nozzle regions 362 may have a direction perpendicular to the direction of the first striped nozzle regions 382. The second striped nozzle regions 362 may be arranged in a first direction (X), and the first striped nozzle regions 382 may be arranged in a second direction (Y). The chamber 10 and the substrate support 20 may be configured in the same manner as in FIGS. 1 and 2.

도 11은 도 10의 상부 샤워헤드(32) 및 하부 샤워헤드(34)에 의해 형성되는 상부 줄무늬 패턴(5) 및 하부 줄무늬 패턴(6)의 일 예를 보여준다.FIG. 11 shows an example of an upper stripe pattern 5 and a lower stripe pattern 6 formed by the upper showerhead 32 and the lower showerhead 34 of FIG. 10.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제 2 줄무늬 노즐 영역들(362)은 기판(W)의 상부 면 상에 제 1 방향(X)의 상부 줄무늬 패턴(5)을 형성시키고, 제 1 줄무늬 노즐 영역들(382)은 기판(W)의 하부 면 상에 제 2 방향(Y)의 하부 줄무늬 패턴(6)을 형성시킬 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)과 상부 줄무늬 패턴(5)은 동일한 힘으로 기판(W)의 휨을 제거할 수 있다. 예를 들어, 하부 줄무늬 패턴(6)과 상부 줄무늬 패턴(5)은 인장력(7)을 갖고, 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 이와 달리, 하부 줄무늬 패턴(6)과 상부 줄무늬 패턴(5)은 압축력(9)을 가질 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. Referring to FIGS. 10 and 11, the second stripe nozzle areas 362 form an upper stripe pattern 5 in the first direction X on the upper surface of the substrate W, and the first stripe nozzle area The s 382 may form the lower stripe pattern 6 in the second direction Y on the lower surface of the substrate W. The lower stripe pattern 6 and the upper stripe pattern 5 can remove the warpage of the substrate W with the same force. For example, the lower stripe pattern 6 and the upper stripe pattern 5 have a tensile force 7 and may flatten the substrate W. Alternatively, the lower stripe pattern 6 and the upper stripe pattern 5 may have a compressive force 9, and the present invention may not be limited thereto.

이와 같이 구성된 본 발명의 반도체 소자의 제조 장치(100)를 이용한 반도체 소자의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a semiconductor device using the semiconductor device manufacturing apparatus 100 of the present invention configured as described above will be described as follows.

도 12은 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법을 보여준다. 도 13 내지 도 15는 도 2의 기판(W)의 공정 단면도들이다.12 shows a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention. 13 to 15 are cross-sectional views of the substrate W of FIG. 2.

도 12 및 도 13을 참조하면, 단위 공정 장치들(미 도시)은 기판(W)의 상부 면에 반도체 소자의 상부 패턴(2)을 형성한다(S10). 예를 들어, 반도체 소자는 3D NAND flash 메모리 소자를 포함할 수 있다. 반도체 소자는 다수의 단위 공정들(ex, 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 및 세정 공정)을 통해 형성될 수 있다. 반도체 소자의 상부 패턴(2)은 워드 라인을 포함할 수 있다. 12 and 13, unit process devices (not shown) form an upper pattern 2 of a semiconductor device on an upper surface of a substrate W (S10). For example, the semiconductor device may include a 3D NAND flash memory device. The semiconductor device may be formed through a plurality of unit processes (eg, a deposition process, a photolithography process, an etching process, and a cleaning process). The upper pattern 2 of the semiconductor device may include a word line.

도 1, 도 2 및 도 12를 참조하면, 인터페이스 장치(미도시)는 기판(W)을 기판 지지부(20) 및 줄무늬 샤워헤드(38) 상에 수납한다(S20). 기판(W)은 슬릿 밸브(12)를 통해 기판 지지부(20)상에 제공될 수 있다. 기판 지지부(20)는 기판(W)의 하부 면의 가장자리에 접촉할 수 있다.1, 2, and 12, the interface device (not shown) accommodates the substrate W on the substrate support 20 and the striped shower head 38 (S20). The substrate W may be provided on the substrate support 20 through the slit valve 12. The substrate support 20 may contact the edge of the lower surface of the substrate W.

다음, 기판 휨 검출기(80)는 기판(W)의 휨을 측정한다(S30). 기판 휨 검출기(80)의 레이저(82)는 레이저 빔(86)을 광 센서(84)에 제공한다. 기판 지지부(20)는 기판(W)을 방위각 방향으로 회전시킬 수 있다. 기판(W)이 휘어지면, 레이저 빔(86)은 차단될 수 있다. 광 센서(84)는 레이저 빔(86)을 수신할 수 없다. 기판(W)이 평탄하면, 레이저 빔(86)은 광 센서(84)에 제공될 수 있다. 광 센서(84)는 레이저 빔(86)을 수신할 수 있다. Next, the substrate warpage detector 80 measures warpage of the substrate W (S30). The laser 82 of the substrate warp detector 80 provides a laser beam 86 to the optical sensor 84. The substrate support 20 may rotate the substrate W in an azimuth direction. When the substrate W is bent, the laser beam 86 may be blocked. The optical sensor 84 cannot receive the laser beam 86. When the substrate W is flat, the laser beam 86 may be provided to the optical sensor 84. The optical sensor 84 may receive the laser beam 86.

그 다음, 제어부는 광 센서(84)의 감지 신호를 이용하여 기판(W)이 휘어졌는지를 판별한다(S40). 레이저 빔(86)이 광 센서(84)에 수신되지 않으면, 제어부는 기판(W)이 휘어진 것으로 판별할 수 있다. 레이저 빔(86)이 광 센서(84)에 수신되면, 제어부는 기판(W)이 평탄한 것으로 판별할 수 있다. 기판(W)이 평탄한 것으로 판별될 경우, 인터페이스 장치는 기판(W)을 챔버(10)의 외부로 배출(unloading)할 수 있다. Then, the control unit determines whether the substrate W is bent using the detection signal of the optical sensor 84 (S40). If the laser beam 86 is not received by the optical sensor 84, the control unit may determine that the substrate W is bent. When the laser beam 86 is received by the optical sensor 84, the control unit may determine that the substrate W is flat. When it is determined that the substrate W is flat, the interface device may unload the substrate W to the outside of the chamber 10.

도 12 및 도 14를 참조하여 기판(W)이 휘어진 것으로 판별될 경우, 제 2 반응가스 공급부(58)는 제 1 줄무늬 노즐 영역(382)에 제 2 반응가스(54)를 제공하여 기판(W)의 하부 면 상에 하부 줄무늬 패턴(6)을 형성한다(S50). 하부 줄무늬 패턴(6)은 인장력(7) 또는 압축력(9)을 이용하여 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 기판(W)의 가장자리가 중심보다 아래로 휘어질 경우, 하부 줄무늬 패턴(6)은 인장력(7)을 갖도록 형성될 수 있다. 기판(W)의 가장자리가 중심보다 위로 휘어질 경우, 하부 줄무늬 패턴(6)은 압축력(9)을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 줄무늬 패턴(6)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 실리콘 질화물은 기판(W)에 인장력(7)을 제공하고, 실리콘 산화물은 기판(W)에 압축력(9)을 제공할 수 있다. 이와 달리, 실리콘 질화물은 기판(W)에 압축력(9)을 제공할 수도 있다. When it is determined that the substrate W is bent with reference to FIGS. 12 and 14, the second reaction gas supply unit 58 provides the second reaction gas 54 to the first stripe nozzle area 382 to provide the substrate W ) To form a lower stripe pattern 6 on the lower surface (S50). The lower stripe pattern 6 may flatten the substrate W by using the tensile force 7 or the compressive force 9. When the edge of the substrate W is bent below the center, the lower stripe pattern 6 may be formed to have a tensile force 7. When the edge of the substrate W is bent above the center, the lower stripe pattern 6 may be formed to have a compressive force 9. For example, the lower stripe pattern 6 may include silicon nitride or silicon oxide. Silicon nitride may provide a tensile force 7 to the substrate W, and silicon oxide may provide a compressive force 9 to the substrate W. Alternatively, silicon nitride may provide a compressive force 9 to the substrate W.

도 16은 도 5의 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께에 따른 기판(W)의 휨 높이 감소를 보여준다.16 shows a decrease in the bending height of the substrate W according to the thickness of the lower stripe pattern 6 of FIG. 5.

도 16을 참조하면, 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께가 증가함에 따라, 기판(W)의 휘어진 높이는 감소할 수 있다. 즉, 하부 줄무늬 패턴(6)은 휘어진 기판(W)을 평탄화시키고, 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께는 휘어진 기판(W)의 중심과 가장자리의 높이 차이에 반비례할 후 있다. 기판(W)의 중심보다 가장자리가 약 100㎛ 높게 휘어질 경우, 하부 줄무늬 패턴(6)은 약 600nm의 두께를 갖도록 형성되어 상기 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)은 실리콘 질화물을 포함하고, 약 3.4㎛의 폭을 갖고, 약 0.34㎛의 간격을 가질 수 있다. 예를 들어, 기판(W)은 그의 중심보다 가장자리가 약 258㎛의 높게 휘어질 수 있다. 기판(W) 가장자리의 높이는 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께가 증가할 때마다 감소할 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께가 약 200nm이면, 기판(W)의 가장자리는 중심보다 약 244㎛ 정도 높을 수 있다. 기판(W)의 가장자리는 약 34nm 정도 낮아질 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께가 약 400nm이면, 기판(W)의 가장자리는 중심보다 약 192㎛ 정도 높을 수 있다. 기판(W)의 가장자리는 다시 약 32nm 정도 낮아질 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)의 두께가 약 600nm이면, 기판(W) 가장자리는 중심보다 약 155㎛ 정도 높을 수 있다. 기판(W)의 가장자리는 다시 약 37nm 정도 낮아질 수 있다. 결과적으로 약 600nm 두께의 하부 줄무늬 패턴(6)은 약 100㎛의 높이로 휘어진 기판(W)을 평탄화시킬 수 있다. Referring to FIG. 16, as the thickness of the lower stripe pattern 6 increases, the curved height of the substrate W may decrease. That is, the lower stripe pattern 6 flattens the curved substrate W, and the thickness of the lower stripe pattern 6 is inversely proportional to the height difference between the center and the edge of the curved substrate W. When the edge of the substrate W is bent about 100 μm higher than the center of the substrate W, the lower stripe pattern 6 may be formed to have a thickness of about 600 nm to planarize the substrate W. The lower stripe pattern 6 includes silicon nitride, has a width of about 3.4 μm, and may have an interval of about 0.34 μm. For example, the substrate W may have an edge of about 258 μm higher than its center. The height of the edge of the substrate W may decrease whenever the thickness of the lower stripe pattern 6 increases. When the thickness of the lower stripe pattern 6 is about 200 nm, the edge of the substrate W may be about 244 μm higher than the center. The edge of the substrate W may be lowered by about 34 nm. If the thickness of the lower stripe pattern 6 is about 400 nm, the edge of the substrate W may be about 192 μm higher than the center. The edge of the substrate W may be lowered again by about 32 nm. If the thickness of the lower stripe pattern 6 is about 600 nm, the edge of the substrate W may be about 155 μm higher than the center. The edge of the substrate W may be lowered again by about 37 nm. As a result, the lower stripe pattern 6 having a thickness of about 600 nm may flatten the substrate W bent to a height of about 100 μm.

도 10을 참조하면, 로봇 암(ex, spindle)은 기판(W)을 등방성 샤워헤드(36) 상에 반송한다(S60). 기판(W)은 상온(ex, 20℃)으로 냉각될 수 있다. 냉각된 기판(W)은 평탄할 수 있다. Referring to FIG. 10, a robot arm (ex, spindle) transports the substrate W onto the isotropic shower head 36 (S60). The substrate W may be cooled to room temperature (ex, 20°C). The cooled substrate W may be flat.

도 12 및 도 15를 참조하면, 제 1 가스 공급부(56)는 등방성 샤워헤드(36)에 제 1 반응가스(52)를 제공하여 하부 줄무늬 패턴(6) 상에 평탄 층(8)을 형성한다(S70). 평탄 층(8)은 하부 줄무늬 패턴(6)의 물질과 다른 물질을 포함할 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)이 실리콘 질화물을 포함할 경우, 평탄 층(8)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 하부 줄무늬 패턴(6)이 실리콘 산화물을 포함하면, 평탄 층(8)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.12 and 15, the first gas supply unit 56 provides a first reaction gas 52 to the isotropic showerhead 36 to form a flat layer 8 on the lower stripe pattern 6. (S70). The flat layer 8 may include a material different from that of the lower stripe pattern 6. When the lower stripe pattern 6 includes silicon nitride, the planarization layer 8 may include silicon oxide. When the lower stripe pattern 6 includes silicon oxide, the planarization layer 8 may include silicon nitride.

추가적으로, 파워 공급부(60)는 제 1 반응가스(52) 및 제 2 반응가스(54)의 공급 없이 상부 샤워헤드들(32)에 고주파 파워(62)를 제공하여 평탄 층(8)을 보다 평탄하게 할 수 있다. Additionally, the power supply unit 60 provides high frequency power 62 to the upper showerheads 32 without supplying the first reaction gas 52 and the second reaction gas 54 to make the flat layer 8 more flat. I can do it.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 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 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and are not limiting.

Claims (20)

기판이 제공되는 복수개의 스테이션들을 갖는 챔버;
상기 스테이션들 내에 배치되어 기판을 수납하는 기판 지지부들; 및
상기 기판 지지부들 아래에 배치되는 하부 샤워헤드들을 포함하되,
상기 하부 샤워헤드들은:
상기 기판의 하부 면에 제 1 반응가스를 등방적으로 제공하는 제 1 노즐들을 갖는 등방성 샤워헤드; 및
상기 기판의 하부 면에 제 2 반응가스를 비등방적으로 제공하는 제 2 노즐 홀들을 갖는 줄무늬 노즐 영역들과, 및 상기 줄무늬 노즐 영역들 사이의 줄무늬 블랭크 영역들을 구비하는 줄무늬 샤워헤드를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
A chamber having a plurality of stations in which a substrate is provided;
Substrate supports disposed in the stations to receive a substrate; And
Including lower showerheads disposed under the substrate support,
The lower showerheads are:
An isotropic showerhead having first nozzles for isotropically providing a first reaction gas to a lower surface of the substrate; And
A semiconductor device including a stripe showerhead having stripe nozzle areas having second nozzle holes anisotropically providing a second reaction gas to the lower surface of the substrate, and stripe blank areas between the stripe nozzle areas Manufacturing device.
 제 1 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들은 상기 줄무늬 블랭크 영역들의 모양과 유사한 모양을 갖는 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 1,
The stripe nozzle areas have a shape similar to that of the stripe blank areas.
 제 1 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들 각각은 상기 줄무늬 블랭크 영역보다 넓은 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 1,
Each of the stripe nozzle areas is wider than the stripe blank area.
 제 3 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들 각각의 폭은 1㎛이상이고,
상기 줄무늬 블랭크 영역의 폭은 1㎛이하인 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 3,
The width of each of the stripe nozzle regions is 1 μm or more,
An apparatus for manufacturing a semiconductor device in which the width of the striped blank region is 1 μm or less.
 제 3 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들 각각의 폭은 상기 줄무늬 블랭크 영역의 폭의 10배로 큰 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 3,
An apparatus for manufacturing a semiconductor device, wherein the width of each of the stripe nozzle areas is 10 times the width of the stripe blank area.
 제 5 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들 각각의 폭은 3.4㎛이고,
상기 줄무늬 블랭크 영역의 폭은 0.34㎛인 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 5,
The width of each of the striped nozzle regions is 3.4 μm,
A semiconductor device manufacturing apparatus having a width of the stripe blank region of 0.34 μm.
 제 1 항에 있어서,
상기 챔버는 슬릿 밸브를 갖되,
상기 등방성 샤워헤드는 상기 슬릿 밸브와 상기 줄무늬 샤워헤드 사이에 배치되는 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 1,
The chamber has a slit valve,
The isotropic showerhead is an apparatus for manufacturing a semiconductor element disposed between the slit valve and the stripe showerhead.
 제 1 항에 있어서,
상기 기판 지지부 및 상기 하부 샤워헤드 상에 배치되어 상기 기판의 상부 면에 캐리어 가스를 제공하는 상부 샤워헤드를 더 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 1,
An apparatus for manufacturing a semiconductor device, further comprising an upper showerhead disposed on the substrate support and the lower showerhead to provide a carrier gas to an upper surface of the substrate.
 제 1 항에 있어서,
상기 챔버의 측벽에 배치되어 상기 히터 상의 기판의 휨을 검출하는 기판 휨 검출기를 더 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 1,
A semiconductor device manufacturing apparatus further comprising a substrate warpage detector disposed on a sidewall of the chamber to detect warpage of the substrate on the heater.
 제 9 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 줄무늬 샤워헤드에 인접하여 배치되는 뷰 포트를 갖되,
상기 기판 휨 검출기는:
레이저 빔을 생성하는 광원; 및
상기 광원으로부터 이격하여 배치되고, 상기 레이저 빔을 수신하여 상기 기판의 휨을 판별하는 광 센서를 포함하는 반도체 소자의 제조 장치.
The method of claim 9,
The chamber has a view port disposed adjacent to the stripe showerhead,
The substrate warpage detector:
A light source for generating a laser beam; And
An apparatus for manufacturing a semiconductor device comprising an optical sensor disposed spaced apart from the light source and configured to receive the laser beam to determine warpage of the substrate.
 노즐 플레이트; 및
상기 노즐 플레이트 상의 커버 하우징을 포함하되,
상기 노즐 플레이트는:
노즐 홀들을 갖는 줄무늬 노즐 영역들; 및
상기 줄무늬 노즐 영역들 사이에 배치되고, 상기 줄무늬 노즐 영역들의 모양과 유사한 모양을 갖는 줄무늬 블랭크 영역을 포함하는 샤워헤드.
Nozzle plate; And
Including a cover housing on the nozzle plate,
The nozzle plate is:
Striped nozzle regions having nozzle holes; And
A showerhead disposed between the striped nozzle regions and including a striped blank region having a shape similar to that of the striped nozzle regions.
 제 11 항에 있어서,
상기 노즐 플레이트 상의 상기 커버 하우징 내에 배치되는 블록커 플레이트를 더 포함하는 샤워헤드.
The method of claim 11,
A showerhead further comprising a blocker plate disposed in the cover housing on the nozzle plate.
 제 12 항에 있어서,
상기 블록커 플레이트는 등방적으로 배열되는 내부 홀들을 갖는 샤워헤드.
The method of claim 12,
The blocker plate is a shower head having inner holes arranged isotropically.
 제 11 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들과 상기 줄무늬 블랭크 영역은 상기 노즐 플레이트의 일측 가장자리에서 타측 가장자리까지 일직선으로 연장하는 샤워헤드.
The method of claim 11,
The striped nozzle regions and the striped blank region extend in a straight line from one edge of the nozzle plate to the other edge of the nozzle plate.
 제 11 항에 있어서,
상기 줄무늬 노즐 영역들 각각의 폭은 상기 줄무늬 블랭크 영역의 폭의 10배로 큰 샤워헤드.
The method of claim 11,
The width of each of the stripe nozzle areas is 10 times larger than the width of the stripe blank area.
 기판의 상부 면에 일방향으로 연장하는 상부 패턴을 형성하는 단계;
줄무늬 노즐 영역들과 상기 줄무늬 노즐 영역들 사이의 줄무늬 블랭크 영역을 갖는 줄무늬 샤워헤드를 이용하여 상기 기판의 하부 면 상에 하부 줄무늬 패턴을 형성하는 단계; 및
등방성 샤워헤드를 이용하여 상기 하부 줄무늬 패턴 및 상기 기판의 하부 면 상에 평탄 층을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
Forming an upper pattern extending in one direction on an upper surface of the substrate;
Forming a lower stripe pattern on a lower surface of the substrate by using a stripe showerhead having stripe nozzle areas and stripe blank areas between the stripe nozzle areas; And
And forming a flat layer on the lower stripe pattern and the lower surface of the substrate by using an isotropic showerhead.
 제 16 항에 있어서,
상기 기판의 중심보다 가장자리가 100㎛ 높게 휘어질 경우, 상기 하부 줄무늬 패턴층은 600nm의 두께를 갖도록 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 16,
When the edge of the substrate is bent 100㎛ higher than the center, the lower stripe pattern layer is formed to have a thickness of 600nm.
 제 16 항에 있어서,
상기 상부 패턴과 상기 하부 줄무늬 패턴은 동일한 방향으로 형성되는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 16,
The method of manufacturing a semiconductor device in which the upper pattern and the lower stripe pattern are formed in the same direction.
 제 16 항에 있어서,
상기 하부 줄무늬 패턴은 실리콘 질화물을 포함하되,
상기 평탄 층은 실리콘 산화물을 포함하는 반도체 소자의 제조 방법.
The method of claim 16,
The lower stripe pattern includes silicon nitride,
The planarization layer is a method of manufacturing a semiconductor device containing silicon oxide.
 제 16 항에 있어서,
기판 휨 검출기를 이용하여 상기 기판의 휨을 측정하는 단계; 및
상기 기판이 휘었는지를 판별하는 단계를 더 포함하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 16,
Measuring the warpage of the substrate using a substrate warpage detector; And
The method of manufacturing a semiconductor device further comprising the step of determining whether the substrate is bent.
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