KR100474535B1 - 반도체 소자의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, MOCVD 챔버 내에서 웨이퍼 상부에 TiN막을 증착한 후 아이들 타임(idle time) 동안 Ti를 승화시켜 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착시킴으로써 상기 TiN막 증착 시 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착된 TiN막이 떨어져 나가는 것을 방지하여 후속 공정에서 디펙트(defect)가 발생되는 것을 방지하고, 챔버 내의 공정 조건 및 압력을 개선하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 기술이다.

Description

반도체 소자의 제조 장치{Manufacturing apparatus of semiconductor device}

본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) 챔버(chamber) 내벽에 Ti를 승화시켜 부착시킴으로써 공정 조건을 개선하는 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 소자간이나 소자와 외부회로 사이를 전기적으로 접속시키기 위한 반도체소자의 배선은, 배선을 위한 소정의 콘택홀 및 비아홀을 배선재료로 매립하여 배선층을 형성하고, 후속 공정을 거쳐 이루어지며 낮은 저항을 필요로 하는 곳에는 금속배선을 사용한다.

상기 금속배선을 형성하기 전에 확산방지막을 형성되고, 상기 확산방지막으로서 TiN막 또는 Ti막이 주로 사용되고 있다.

그러나, DRAM이 점점 미세화 되어감에 따라 종횡비(aspect ratio)가 커져 일반적인 스퍼터링방법만으로 확산방지막을 균일한 두께로 증착하기 어렵게 되었다.

이를 해결하기 위하여 스텝커버리지(step coverage) 특성이 우수한 화학기상증착(CVD)방법을 이용한 MOCVD방법으로 TiN막을 증착하는 방법이 주로 사용되고 있다.

일반적인 박막 증착 챔버는 재현성 있는 조건을 유지하고, 챔버 벽에서 발생하는 드랍(drop)성 파티클(particle)의 숫자를 줄이기 위해 TiN막의 증착 후 아이들 타임(idle time)에 챔버 컨디셔닝(conditioning)방법을 도입한다.

그러나, MOCVD방법으로 증착된 TiN막은 CVD방법에서 일반적으로 사용되는 플라즈마 처리에 의한 챔버 컨디셔닝이 불가능하여 특별한 아이들 타임 컨디셔닝방법이 없다.

따라서, MOCVD방법으로 증착된 TiN막은 금속 박막 증착 공정에서 항상 드랍성 디펙트(defect)의 주된 소오스가 되고, 다층 금속배선(multi level metal, MLM)공정에서 소자의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, MOCVD 챔버 내에서 웨이퍼 상부에 TiN막을 증착한 후 아이들 타임동안 Ti를 승화(sublimation)시켜 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착시킴으로써 상기 MOCVD 챔버 내벽에 부착되어 있던 TiN이 떨어져 디펙트가 발생하는 것을 방지하는 반도체소자의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는,

MOCVD방법으로 TiN막을 증착하는 반도체소자의 제조장치에 있어서,

웨이퍼에 TiN막을 증착하는 MOCVD 챔버와,

상기 MOCVD 챔버의 일측에 탈부착이 가능한 Ti 승화 유닛 및아이들 타임동안 상기 Ti 승화 유닛 내의 Ti 와이어를 챔버 중앙부로 이동시키는 리니어 모션 피드 쓰루(Linear Motion Feedthrough) 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법은,

Ti 와이어가 장착된 Ti 승화 유닛이 구비된 MOCVD 챔버 내에서 웨이퍼 상부에 TiN막을 증착시킨 후 아이들 타임(idle time)동안 상기 Ti 와이어를 승화시켜 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착시키는 것과,

상기 Ti 와이어는 저항열에 의한 가열방법으로 승화되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법에 의해 웨이퍼 상에 TiN막을 증착하는 MOCVD 챔버의 개략도이다.

도 1을 참조하면, MOCVD 챔버(10)의 하부에 웨이퍼(50)를 장착하는 스테이지(12)가 구비되어 있고, 상기 스테이지(12) 상부에 TiN막을 형성하는데 필요한 가스를 분사시키는 샤워 해드(14)가 구비되어 있으며, 상기 MOCVD 챔버(10) 내부의 일측에 상기 MOCVD 챔버(10)에 탈부착이 가능하며 Ti 와이어(30)가 장착되어 있는 Ti 승화 유닛(20)이 구비되어 있다.

여기서, 상기 스테이지(12)는 하부전극(bottom electrode)이고, 상기 사워 해드(14)는 상부전극(top electrode)이다.

상기 Ti 승화 유닛(20)은 TiN막의 증착 공정 동안 MOCVD 챔버(10) 내의 일측에 위치하여 있으며, TiN막 증착 후 상기 MOCVD 챔버(10) 내의 중앙부로 이동할 수 있도록 구비된다.

상기 Ti 승화 유닛(20)은 리니어 모션 피드쓰루(linear motion feedthrough)를 부착하여 선형 이동이 가능하게 되어 있다.

도 2 는 웨이퍼 상에 TiN막 증착 후 아이들 타임 시 MOCVD 챔버의 개략도로서, Ti 승화 유닛(20)에 장착된 Ti 와이어(30)가 상기 MOCVD 챔버(10) 중앙부로 이동하여 Ti 와이어(30)가 승화되는 것을 도시한다.

상기 Ti 와이어(30)가 MOCVD 챔버(10) 중앙부로 이동하게 되면 상기 Ti 와이어(30)에 고 전류를 흘려 저항열에 의한 가열방법에 의해 승화시킨다.

상기 Ti 와이어(30)를 승화시켜 상기 MOCVD 챔버(10)의 내벽에 부착시킴으로써 전공정에서 상기 MOCVD 챔버(10)의 내벽에 부착된 TiN막 및 파티클을 고정시켜 후속 공정 시 디펙트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 Ti를 승화시킴으로써 펌핑(pumping) 효과가 일어나 MOCVD 챔버(10) 내의 잔류 기체 분압이 감소된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체소자의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법은, MOCVD 챔버 내에서 웨이퍼 상부에 TiN막을 증착한 후 아이들 타임(idle time) 동안 Ti를 승화시켜 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착시킴으로써 상기 TiN막 증착 시 상기 MOCVD 챔버의 내벽에 부착된 TiN막이 떨어져 나가는 것을 방지하여 후속 공정에서 디펙트(defect)가 발생되는 것을 방지하고, 챔버 내의 공정 조건 및 압력을 개선하여 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 이점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법에 의해 웨이퍼 상에 TiN막을 증착하는 MOCVD 챔버의 개략도.

도 2 는 웨이퍼 상에 TiN막 증착 후 아이들 타임 시 MOCVD 챔버의 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 >

10 : MOCVD 챔버 12 : 스테이지(stage)

14 : 사워 해드 20 : Ti 승화 유닛

30 : Ti 와이어 50 : 웨이퍼

Claims (3)

1. 웨이퍼에 TiN막을 증착하는 MOCVD 챔버와,

   상기 MOCVD 챔버의 일측에 탈부착이 가능한 Ti 승화 유닛 및

   아이들 타임동안 상기 Ti 승화 유닛 내의 Ti 와이어를 챔버 중앙부로 이동시키는 리니어 모션 피드 쓰루(Linear Motion Feedthrough) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 장치.
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