KR100474133B1

KR100474133B1 - 플라즈마화학기상증착장치

Info

Publication number: KR100474133B1
Application number: KR10-2002-0024108A
Authority: KR
Inventors: 방현일
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2005-03-08
Also published as: KR20030085825A

Abstract

벨자 히터를 갖는 플라즈마화학기상증착장치에 대하여 개시한다. 본 발명의 장치는, 상부가 석영돔에 의해 밀폐되는 진공챔버와; 석영돔과 소정간격 이격된 상태로 석영돔을 덮는 벨자히터와; 벨자히터와 석영돔 사이에 설치되는 메쉬형 플라즈마 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 벨자히터에서 발생한 열이 플라즈마 전극에 의하여 차단되지 않고 서셉터 상의 웨이퍼에 전달되게 되므로, 서셉터를 고온으로 가열할 필요가 없어 석영돔의 손상이 방지되며, 열효율이 향상되고 고주파 효율이 향상되어 플라즈마화학증착공정의 수율이 향상된다.

Description

플라즈마화학기상증착장치{Plasma electrode structure of plasma enhanced chemical vapor deposition apparatus}

본 발명은 플라즈마화학기상증착장치에 관한 것으로서, 특히 벨자히터를 갖는 플라즈마화학기상증착장치에 관한 것이다.

플라즈마화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)법은 웨이퍼에 플라즈마에 의해 활성화된 가스들을 화학적으로 증착시키는 증착법이다.

도 1은 종래의 벨자히터를 갖는 플라즈마화학기상증착장치를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참고하면, 진공챔버는 석영돔(10)과 하부챔버(20)로 구성된다. 하부챔버(20)는 상부가 개방되며, 석영돔(10)은 하부챔버(20)의 상부를 덮도록 설치된다. 하부챔버(20)와 석영돔(10)이 접촉되는 영역에는 O-Ring(60)이 설치된다. 석영돔(10)은, 돔형 벨자(Belljar)(31)와 히터(32) 등으로 이루어진 벨자히터(30)에 의해 덮혀진다. 벨자히터(30)와 석영돔(20) 사이에는 돔형 플라즈마 전극(40)이 설치된다. 돔형 플라즈마 전극(40)은 고주파 전력을 인가받아 석영돔(10) 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 것으로, 고주파 전력원(미도시)으로부터 고주파 전력을 인가받는다. 진공챔버 내에는 서셉터(Susceptor)(50)가 설치되고, 서셉터(50) 내부에는 히터(미도시)가 설치되며, 서셉터(50) 상에는 웨이퍼(W)가 안착되게 된다.

상술한 바와 같은 종래의 플라즈마화학기상증착장치에서는, 벨자히터(30)에서 발생한 열을 플라즈마 전극(40)이 차단하여 벨자히터(30)에 의한 웨이퍼(W) 가열효과가 의욕하는 만큼 나타나지 않게 되므로 서셉터(50) 내부에 설치된 히터를 이용하여 서셉터(50)의 온도를 올리게 된다. 따라서, 열효율이 저하될 뿐 아니라, 서셉터(50)의 온도에 의하여 하부챔버(20)와 석영돔(10)이 접촉되는 영역에 설치된 O-Ring(60)이 파손됨으로써 석영돔(10)이 손상되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열효율을 향상시키며, 석영돔의 손상을 방지할 수 있는 벨자히터를 갖는 플라즈마화학기상증착장치를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마화학기상증착장치는: 상부가 석영돔(110)에 의해 밀폐되는 진공챔버와; 상기 석영돔(110)과 소정간격 이격된 상태로 상기 석영돔(110)을 덮는 벨자히터(130)와; 상기 벨자히터(130)와 상기 석영돔(110) 사이에 설치되는 메쉬형 플라즈마 전극(140)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 플라즈마 전극(140)은 10∼50메쉬인 것을 특징으로 하여도 좋다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마화학기상증착장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도 2에서 참조부호 'A'는 플라즈마 전극의 부분확대도이다.

도 2a를 참고하면, 진공챔버는 석영돔(110)과 하부챔버(120)로 구성된다. 하부챔버(120)는 상부가 개방되며, 석영돔(110)은 하부챔버(120)의 상부를 덮도록 설치된다. 석영돔(110)과 하부챔버(120)가 접촉되는 영역에는 O-Ring(160)이 설치된다. 진공챔버 내에는 서셉터(150)가 설치되며, 서셉터(150) 상에는 웨이퍼(W)가 안착된다. 서셉터(150) 내부에는 서셉터를 가열하는 히터(미도시)가 설치된다. 서셉터(150)의 가열에 의하여 웨이퍼(W)가 가열된다.

석영돔(110)은 벨자히터(130)에 의해 덮히며, 벨자히터(130)의 전체적인 형상은 석영돔(110)과 동일한 돔형태이다. 석영돔(110)과 벨자히터(130)는 소정간격 이격된다.

벨자히터(130)는 벨자돔과 히터로 이루어진 가열부(131)와, 냉각수 통로가 있는 쿨링(Cooling)돔(132) 등을 포함한다. 히터에서 발생한 열은 벨자에서 반사되어 서셉터(150) 상에 위치된 웨이퍼(W)를 가열한다. 쿨링돔(132)은 벨자히터(130)에서 발생한 열이 외부로 방출되지 않도록 하기 위한 것으로서, 공정수율의 향상 및 안전을 고려한 것이다.

석영돔(110)과 벨자히터(130) 사이에는 10∼50메쉬(Mesh)의 플라즈마 전극(140)이 돔형으로 설치된다. 여기서 메쉬는 1인치 x 1인치의 면적에 형성되는 구멍(141)의 개수이다. 즉, 플라즈마 전극(140)에는 1인치 x 1인치의 면적당 10∼50개의 구멍(141)이 형성된다. 플라즈마 전극(140)은 고주파 전력원(미도시)으로부터 고주파 전력을 인가받는다.

이와 같이, 플라즈마 전극(140)을 메쉬형으로 마련함으로써 벨자히터(130)에서 발생한 열은 플라즈마 전극(140)에 의하여 차단되지 않고 서셉터(150) 상의 웨이퍼(W)에 전달되게 된다. 따라서, 서셉터(150)를 고온으로 가열할 필요가 없으므로 열효율이 향상되고, 석영돔(110)과 하부챔버(120)가 접촉되는 영역에 설치되는 O-Ring(160)의 파손이 방지되므로 석영돔(110)의 손상이 방지된다.

또한, 플라즈마 전극(140)의 표면적이 종래의 평판형 플라즈마 전극(40)에 비하여 작아짐으로써 플라즈마 밀도가 향상되므로 고주파 효율이 향상된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 플라즈마화학기상증착장치에 의하면, 서셉터를 고온으로 가열할 필요가 없으므로 석영돔의 손상이 방지되고, 열효율과 플라즈마 전극의 표면적 감소에 의한 고주파 효율이 향상되므로 플라즈마화학증착공정의 수율이 향상된다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 종래의 벨자히터를 갖는 플라즈마화학기상증착장치를 나타낸 개략도; 및

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마화학기상증착장치를 설명하기 위한 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >

10, 110 : 석영돔 20, 120 : 하부챔버

30, 130 : 벨자히터 40, 140 : 플라즈마 전극

50, 150 : 서셉터 60, 160 : O-Ring

W: 웨이퍼

Claims

상부가 석영돔(110)에 의해 밀폐되는 진공챔버와;

상기 석영돔(110)과 소정간격 이격된 상태로 상기 석영돔(110)을 덮는 벨자히터(130)와;

상기 벨자히터(130)와 상기 석영돔(110) 사이에 설치되는 메쉬형 플라즈마 전극(140)을 구비하는 플라즈마화학기상증착장치.
제 1항에 있어서, 상기 플라즈마 전극(140)은 10∼50메쉬인 것을 특징으로 하는 플라즈마화학기상증착장치.