KR100683071B1 - 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치 - Google Patents

Abstract

정비 주기를 증가시킬 수 있는 증착 장치가 개시되고 있다. 웨이퍼 상에 막을 증착하기 위한 챔버가 구비되고, 상기 챔버의 상부에 설치되고, 상기 웨이퍼가 놓이는 서셉터가 설치된다. 상기 서셉터와 대향하도록 상기 챔버의 저부에 설치되고, 상기 챔버 내에 증착 가스를 공급하기 위한 분산 헤드가 구비된다. 상기 분산 헤드 측면과 동일한 간격을 유지하고, 상기 분산 헤드를 둘러싸도록 헤드 커버가 설치되고, 상기 증착 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생하는 미반응 가스의 배기를 유도하는 헤드 커버를 구비한다. 상기 헤드 커버와 상기 분산 헤드 사이 공간과 연결되고, 상기 미반응 가스가 배기하기 위한 배기 라인을 구비하는 증착 장치를 제공한다. 상기 증착 장치를 사용하여 웨이퍼 상에 막을 증착시키면 상기 헤드 커버의 내벽에 파우더가 성장하는 속도가 균일해지므로 상기 증착 장치의 정비 주기를 증가시킬 수 있다.

Description

반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치{Apparatus for depositing in semiconductor process}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시한 증착 장치에서 분산 헤드와 헤드 커버의 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1에 도시한 증착 장치에서 헤드 커버의 체결부를 설명하기 위한 도면이다

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 챔버 12 : 서셉터

14 : 히터 16 : 분산 헤드

18 : 헤드 커버 20 : 배기 라인

본 발명은 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 정비 주기를 증가시킬 수 있는 증착 장치에 관한 것이다.

근래에 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약 적으로 발전하고 있다. 그 기능면에 있어서, 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있다. 상기 반도체 장치의 주요한 제조 기술 중에서 막을 형성하기 위한 증착 공정과 같은 가공 기술에 대한 요구도 엄격해지고 있다.

상기 막을 형성하기 위한 증착 공정을 수행하기 위한 증착 장치는, 웨이퍼 상에 균일하게 막이 형성되고, 파티클이 발생되지 않고, 생산성을 위해 상기 반도체 설비의 점검 주기를 연장시킬 수 있도록 발전되고 있다.

증착 장치를 사용하여 상기 웨이퍼 상에 막을 증착하는 방법은, 웨이퍼 상에 막을 증착하기 위한 챔버가 구비되고, 상기 챔버의 상부에 설치되는 서셉터에 웨이퍼를 놓는다. 상기 서셉터와 대향하도록 상기 챔버의 저부에 구비된 상기 분산 헤드로부터 증착 가스가 공급된다. 상기 증착 가스가 상기 서셉터에 놓여진 웨이퍼와 반응하여 막을 증착한다. 상기 증착 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생되는 미반응 가스는 상기 분산 헤드를 둘러 싸고 있는 헤드 커버로 유도되고, 상기 분산 헤드와 상기 헤드 커버 사이의 공간과 연결된 배기 라인으로 배기된다.

상기 미반응 가스는 상기 분산 헤드와 상기 헤드 커버 사이의 공간과 연결된 상기 배기 라인으로 배기되기 때문에, 상기 헤드 커버의 내벽에는 상기 미반응 가스가 침적된 파우더가 형성된다. 상기 웨이퍼 상에 막을 증착시키는 증착 공정을 반복적으로 수행함에 따라 상기 파우더는 상기 헤드 커버의 내벽에서 점차 성장한다.

상기 헤드 커버의 내벽에 상기 파우더가 소정의 높이로 성장되면, 상기 헤드 커버를 상기 증착 장치에서 탈착하여 상기 헤드 커버의 내벽에 침적된 파우더를 제거하는 등의 정비를 수행하여야 한다. 그러나 상기 헤드 커버의 내벽의 각 면에서 상기 파우더가 성장하는 속도가 달라서, 상기 헤드 커버의 내벽의 어느 한 면에서 파우더가 더 높게 성장하게 되므로 상기 헤드 커버의 정비를 수행하여야 하는 주기가 짧아진다. 따라서 상기 헤드 커버의 정비를 자주 수행하게 됨에 따라 반도체 장치의 생산성이 감소하는 문제점이 있다.

또한 상기 헤드 커버의 정비를 수행하고 난 후 상기 증착 장치에서 탈착한 헤드 커버를 다시 상기 증착 장치에 장착시킬 때 나사를 사용하여 상기 헤드 커버의 각 면을 체결하기 때문에 시간이 많이 소요된다. 또한 상기 배기 라인에서 상기 미반응 가스를 배기시키는 배기 압력의 차이가 발생될 경우, 상기 헤드 커버의 내벽에 성장된 파우더가 탈착될 수 있으며 상기 탈착된 파우더는 상기 서셉터를 오염시켜 상기 웨이퍼에 파티클을 발생시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 정비 주기를 증가시킬 수 있는 증착 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 웨이퍼 상에 막을 증착하기 위한 챔버가 구비된다. 상기 챔버의 상부에 설치되고, 상기 웨이퍼가 놓이는 서셉터와, 상기 서셉터와 대향되도록 상기 챔버의 저부에 설치되고, 상기 챔버 내에 증착 가스 를 공급하기 위한 분산 헤드가 구비된다. 상기 분산 헤드의 측면과 동일한 간격을 유지하고, 상기 분산 헤드를 둘러싸도록 설치되고, 상기 증착 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생하는 미반응 가스의 배기를 유도하기 위한 헤드 커버가 구비된다. 상기 헤드 커버와 상기 분산 헤드 사이의 공간과 연결되고, 상기 미반응 가스를 배기하기 위한 배기 라인을 구비하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치를 제공한다.

상기 증착 장치를 사용하여 상기 증착 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생되는 미반응 가스는 상기 분산 헤드와 상기 헤드 커버의 사이 공간으로 유도되어 상기 배기 라인을 통해 배기한다. 이 때 상기 분산 헤드를 둘러싸는 헤드 커버는 상기 분산 헤드의 측면과의 간격이 동일하게 때문에 상기 미반응 가스가 상기 헤드 커버의 각 내벽에 침적되어 형성되는 파우더의 성장 속도의 차이가 최소화된다. 따라서 상기 헤드 커버를 정비하는 주기를 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 1를 참조하면, 웨이퍼(W)상에 막을 증착하기 위한 챔버(10)가 구비된다. 상기 챔버(10)내의 상부에 상기 막을 증착하기 위한 웨이퍼(W)가 놓이는 서셉터(12)가 구비된다. 상기 웨이퍼(W)의 이면이 상기 서셉터(12)에 흡착되며, 상기 막이 증착되는 웨이퍼(W)의 상부면은 챔버의 저부를 향한다. 그리고 상기 서셉터(12)의 이면에는 상기 서셉터(12)의 온도를 상승시키기 위한 히터(14)가 구비된 다.

상기 서셉터(12)와 대향되도록 상기 챔버(10)의 저부에 설치되고, 상기 웨이퍼(W)로 증착 가스를 공급하기 위한 분산 헤드(dispersion head, 16)가 구비된다. 상기 분산 헤드(16)는 상기 웨이퍼(W)와 대향하는 면에 동공(미도시)이 구비된 다수매의 플레이트가 구비되고, 내부에는 소정의 공간이 형성되어 있다. 따라서 상기 분산 헤드(16)의 내부로 상기 증착 가스가 공급되고, 상기 증착 가스는 상기 플레이트에 구비된 동공을 통해 상기 웨이퍼(W)로 공급된다.

상기 분산 헤드(16)는 일반적으로 상기 챔버(10)의 저부에 다수개가 구비되고, 상기 웨이퍼(W)가 흡착된 서셉터(12)를 상기 각각의 분산 헤드(16)와 대향하도록 이동시켜 증착 공정을 수행한다. 따라서 상기 서셉터(12)에 흡착된 하나의 웨이퍼(W)는 상기 다수개의 분산 헤드(16)에서 공급되는 증착 가스에 의해 막을 증착하므로, 상기 웨이퍼(W)상에 균일하게 막이 형성된다

상기 분산 헤드(16)의 측면을 둘러싸도록 설치되는 헤드 커버(18)가 구비된다.

도 2는 도 1에 도시한 증착 장치에서 분산 헤드와 헤드 커버의 배치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 분산 헤드(16)의 측면과 동일한 간격을 유지하고, 상기 분산 헤드(16)를 둘러싸도록 헤드 커버(18)가 설치된다. 즉, 상기 헤드 커버(18)의 각 면과 상기 분산 헤드(16)의 각 측면과의 간격(30a, 30b, 30c, 30d)이 같아지도록 상기 헤드 커버(18)를 배치한다. 상기 헤드 커버(18)의 각 면과 상 기 분산 헤드(16)의 측면이 동일한 간격을 유지하기 때문에, 상기 헤드 커버(18)와 상기 분산 헤드(16)사이의 공간이 동일한 용적을 가진다.

상기 분산 헤드(16)를 둘러싸기 위한 상기 헤드 커버(18)의 각 면의 모서리부에는, 상기 헤드 커버(18)의 각 면을 체결 및 분리할 수 있도록 체결부(도시안됨)가 구비되어 있다.

상기 분산 헤드(16)와 상기 헤드 커버(18) 사이의 공간과 연결되고, 상기 증착 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생되는 미반응 가스를 배기하는 배기 라인(20)이 설치된다.

상기 헤드 커버(18)는 상기 분산 헤드(16)를 둘러싸도록 설치되어, 상기 분산 헤드(16)에서 상기 웨이퍼(W)상에 막을 증착시키기 위해 공급한 증착 가스가 상기 웨이퍼(W)와 반응하지 못하여 발생된 미반응 가스를 배기 라인으로 유도하는 역할을 한다. 따라서 상기 미반응 가스는 상기 분산 헤드(16)와 상기 헤드 커버(18)사이의 공간으로 유도되어 상기 헤드 커버(18)와 연결된 배기 라인(20)으로 배기된다.

이 때 상기 배기 라인(20)으로 배기되지 못한 일부 미반응 가스는 상기 헤드 커버(18)의 내벽에 침적되고, 상기 미반응 가스의 침적물인 파우더를 형성한다. 상기 파우더는 상기 웨이퍼 상에 막을 증착하는 공정을 계속적으로 수행함에 따라 상기 헤드 커버(18)의 내벽에서 점차 성장하게 된다.

상기 헤드 커버(18)의 내벽에 소정의 높이 이상으로 상기 파우더가 성장하면, 상기 파우더에 의해 상기 웨이퍼(W)상에 파티클이 발생할 수 있으므로 상기 헤드 커버(18)에 침적된 파우더를 제거하는 등의 정비를 수행하여야 한다. 상기 정비는 상기 헤드 커버(18)의 각 면을 분리하여 상기 증착 장치에서 상기 헤드 커버(18)를 탈착하여 수행한다.

상기에서 설명한 증착 장치는 상기 분산 헤드(16)와 상기 헤드 커버(18)의 각 면과의 간격(30a, 30b, 30c, 30d)이 동일하기 때문에 상기 분산 헤드(16)와 상기 헤드 커버(18)사이의 공간이 동일한 용적을 가진다. 그러므로 상기 분산 헤드(16)의 각 측면과 상기 헤드 커버(18) 각 면 사이의 공간으로 유도되는 미반응 가스의 양은 동일하다. 따라서 상기 헤드 커버(18)의 내벽에 침적되어 형성되는 파우더의 성장 속도는 상기 헤드 커버(18)의 각 면에서 거의 동일하게 된다. 즉 상기 헤드 커버(18)의 각 면의 내벽에 형성되는 파우더가 균일한 속도로 성장하게 되고, 상기 파우더의 성장 속도의 차이가 최소화된다.

따라서 상기 파우더의 성장 속도의 차이에 의해, 상기 파우더가 상기 헤드 커버(18)의 내벽의 어느 한면에서 높게 성장되지 않기 때문에, 상기 헤드 커버(18)에 침적된 파우더를 제거하는 등의 정비를 수행하는 주기를 증가시킬 수 있다. 또한 상기 헤드 커버(18)의 어느 한 면의 내벽에서 높게 성장된 파우더에 의해 상기 웨이퍼(W)에 파티클을 발생시키는 것을 최소화한다.

상기 헤드 커버(18)는 상기 정비를 수행하기 위해 상기 분산 헤드(16)를 둘러싸고 있는 헤드 커버(18)의 각 면이 분리 및 체결이 가능하도록 설치된다. 이를 위하여 상기 헤드 커버(18)의 각 외부면의 모서리에 상기 헤드 커버(18)를 체결하기 위한 체결부가 구비된다. 상기 체결부는 상기 헤드 커버(18)의 분리 및 체결이 용이하게 수행될 수 있도록 고리형으로 형성할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시한 증착 장치에서 헤드 커버의 체결부를 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 헤드 커버(18)를 체결하기 위해 상기 헤드 커버(18)의 각 외부면의 모서리에는 고리형의 체결부(34)가 부착된다. 즉, 상기 헤드 커버(18)의 한 외부면의 모서리에는 소정의 고리(34a)를 설치한다. 상기 헤드 커버(18)의 다른 외부면의 모서리에서 상기 고리(34a)가 형성되어 있는 높이에 상기 고리(34a)에 결착되도록 소정의 걸게(34b)가 구비된다. 상기 고리(34a)는 상기 걸게(34b)를 결착시키기 위해 단부가 돌출되도록 형성되며, 상기 걸게(34b)는 상기 고리(34a)에 형성된 돌출부에 결착되도록 단부가 절곡되어 형성된다. 상기 걸게(34b)와 연결되고 상기 걸게(34b)를 고정시키기 위한 고정부(34c)가 구비된다.

상기와 같은 구성을 가지는 고리형의 체결부(34)는 상기 헤드 커버(18)의 각 면의 모서리에 구비하여 상기 헤드 커버(18)를 체결한다. 그리고 안정적으로 상기 헤드 커버(18)를 체결하기 위해 상기 헤드 커버(18)의 각 모서리에 고리형의 체결부(34)를 다수개 구비할 수도 있다.

상기 헤드 커버(18)를 체결할 때, 상기 헤드 커버(18)의 한 면의 모서리에 구비된 걸게(34a)를 상기 헤드 커버(18)의 다른 한면의 모서리에 구비된 고리(34b)에 걸고, 상기 고정부(34c)를 상기 헤드 커버(18)방향으로 밀착시켜 수행한다. 상기 헤드 커버(18)의 각 면을 분리 할 때도 동일한 방법으로 상기 고정부(34c)를 풀고 상기 걸게(34b)를 상기 고리(34a)와 분리시켜 수행한다.

따라서 상기 헤드 커버(18)의 체결 또는 분리시에 작업이 간소화된다. 그러므로 이를 수행하는데 소요되는 시간이 감소되어 반도체 장치의 생산성이 증대된다. 또한 상기 헤드 커버의 체결 또는 분리시에 발생할 수 있는 안전 사고도 최소화 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 분산 헤드와 상기 헤드 커버와의 간격이 동일하도록 배치시키고, 상기 헤드 커버의 각 면을 체결하기 위한 체결부를 고리형으로 구비한다. 따라서 상기 헤드 커버의 내벽에서 미반응 가스가 침적된 파우더가 균일하게 성장하게 되어 상기 헤드 커버를 정비하는 주기가 증가된다. 또한 상기 헤드 커버를 체결하는 체결부가 고리형으로 구비됨에 따라 증착 장치에 상기 헤드 커버를 장착시키는 시간이 감소된다. 따라서 반도체 장치의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 상에 막을 증착하기 위한 챔버;

   상기 챔버의 상부에 설치되고, 상기 웨이퍼가 놓이는 서셉터;

   상기 서셉터와 대향하도록 상기 챔버의 저부에 설치되고, 상기 챔버 내에 증착 가스를 공급하기 위한 분산 헤드;

   상기 분산 헤드 측면과 동일한 간격을 유지하고, 상기 분산 헤드를 둘러싸도록 설치되고, 상기 가스를 사용하여 공정을 수행하는 도중에 발생되는 미반응 가스의 배기를 유도하기 위한 헤드 커버;

   상기 헤드 커버의 각 외부면의 모서리에 부착되고, 상기 헤드 커버의 각 면을 분리 및 체결시키기 위한 체결 수단; 및

   상기 헤드 커버와 상기 분산 헤드 사이 공간과 연결되고, 상기 미반응 가스가 배기하기 위한 배기 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 체결 수단은 고리형으로 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 고리형의 체결 수단은, 상기 헤드 커버의 각 모서리에 다수개를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 고리형의 체결 수단은,

   상기 헤드 커버의 한 외부면의 모서리에 부착되고, 단부에 돌출부가 형성된 고리;

   상기 헤드 커버의 다른 외부면의 모서리에 상기 고리가 부착된 높이와 같도록 부착되고, 상기 고리에 형성된 돌출부와 결착하도록 단부가 절곡된 형태의 걸게;

   상기 걸게와 연결되고, 상기 헤드 커버의 외부면과 말착하여 상기 걸게를 고정시키는 고정부로 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조를 위한 증착 장치.

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