KR19990033654A - 반도체소자 제조장치 및 이를 이용한 디가스공정, 식각공정 및열처리공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자 제조장치 및 이를 이용한 디가스공정, 식각공정 및 열처리공정에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반도체소자 제조장치는 공정챔버; 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판; 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파 발생부; 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관; 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드; 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부; 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하는 램프보호용 커버; 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프를 구비하여 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 반도체소자 제조장치의 공정에는 디가스공정, 디가스공정과 식각공정을 동시에 진행하는 공정 및 열처리공정 등이 있다.
따라서, 디가스공정, 식각공정 및 열처리 공정을 하나의 장비에서 수행하므로 공정시간 단축 및 웨이퍼의 공기노출 시간를 줄 일 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자 제조장치 및 이를 이용한 디가스(Degas)공정, 식각공정 및 열처리공정(Rapid Thermal Process)에 관한 것이다.
반도체소자는 여러 공정이 수행된 후 하나의 완전한 소자로 완성된다. 특히, 박막을 증착하는 공정에서 웨이퍼의 표면상태는 후속공정에 많은 영향을 끼치게 되므로 상당히 중요하다. 따라서, 박막증착 공정전 웨이퍼의 수분제거공정 및 세정공정은 필수적이다.
상기 수분제거공정은 웨이퍼에 고온의 열을 가함으로써 웨이퍼 표면의 수분을 증발시켜 제거하는 방법을 사용하고 있는데 이를 보통 디가스(Degas) 공정이라 한다. 상기 세정공정은 화학적 세정과 물리적 세정을 사용하는데, 일반적으로 식각공정에 포함된다. 상기 세정공정중 물리적 세정은 불활성 가스를 플라즈마 상태로 만들어 웨이퍼 표면의 가벼운 식각(Soft Etching)을 통하여 웨이퍼 표면을 세정하는 방법이다.
또한, 박막을 증착한 후 상기 박막의 성질을 확보, 유지 하기위해 후속공정으로 열처리공정은 필수적이다.
상기 서술한 공정들은 일반적으로 각각의 단위공정으로 별도의 독립된 장치를 이용하여 수행되어왔다. 따라서, 공정시간 지연 및 웨이퍼의 공기노출 시간이 많은 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 상기 서술한 디가스공정, 식각공정 및 열처리공정을 하나의 장치에서 수행하도록 하는 반도체소자 제조장치 및 이를 이용한 공정을 제공하는데 있다.
도1은 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도2는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 디가스공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도3는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 식각공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도4은 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 디가스공정 및 식각공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도5는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 열처리공정을 나타내는 공정 단계도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 ; 공정챔버 12 ; 반사판
14 ; 고주파 발생부 16 ; 공정가스 공급관
18 ; 일렉트로드 20 ; 온도 균일도 조절부
22 ; 램프보호용 커버 24 ; 램프
26 ; 진공배기관
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치는 공정이 이루어지는 공정챔버; 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판; 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부; 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관; 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드; 상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부; 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버; 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프; 및 진공 배기관을 구비하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치의 디가스공정은 상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계; 상기 웨이퍼 표면의 수분을 증발시키는 단계; 및 상기 증발된 수분을 상기 진공배기관으로 제거하는 단계를 구비하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치의 식각공정은 식각가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 단계; 상기 고주파 발생부로 플라즈마를 형성하는 단계; 및 상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 식각을 하는 단계를 구비하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치의 디가스공정 및 식각공정은 상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계; 식각가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 단계; 상기 고주파 발생부로 플라즈마를 형성하는 단계; 및 상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 식각을 하는 단계를 구비하여 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치의 열처리공정은 상기 공정챔버 내로 공정가스를 공급하는 단계; 및 상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계를 구비하여 이루어진다.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 모습을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도1에서 보여주는 바와같이 반도체소자 제조장치는 공정이 이루어지는 공정챔버(10), 상기 공정챔버(10) 내의 상단부에 위치하며 외부로 손실되는 램프(24)가 발산하는 복사열을 반사시켜 다시 웨이퍼(18)로 되돌리는 고반사율을 갖는 재질로 만들어진 반사판(12), 상기 반사판(12)의 아래에 위치하여 공정가스의 플라즈마 형성을 일으키며, 석영관에 밀봉되어 있는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부(14), 상기 고주파 발생부(14) 아래에 위치하며, 공정챔버(10) 내로 공급되는 공정가스들을 웨이퍼 위로 골고루 분산되도록 일렉트로드(18)와 마주보는 부분은 원형형태로 만들어지며, 상기 원형형태부분은 직경 1 mm 의 구멍이 형성되어 있는 공정가스 공급관(16), 상기 공정가스 공급관(16) 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되며 플라즈마를 웨이퍼로 유도하는 일렉트로드(18), 상기 웨이퍼 일렉트로드(18) 아래에 위치하며 조리개 형태의 셔터로 되어 있으며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부(20), 상기 온도 균일도 조절부(20) 아래에 위치하며 석영으로 만들어진 램프를 보호하는 램프보호용 커버(22), 상기 램프보호용 커버(22) 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프(24) 및 공정챔버 퍼지 또는 공정잔여가스를 배기하는 진공배기관(26)을 포함하여 구성된다. 상기 램프는 할로겐램프 또는 자외선램프가 바람직하다.
도2는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 디가스공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도2에서 보는 바와 같이 처음 상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계(30)이다. 다음은 상기 웨이퍼의 표면을 증발시키는 단계(32)이다. 즉, 할로겐램프 또는 자외선램프의 복사열로 상기 웨이퍼 표면의 수분이 증발한다. 다음은 상기 증발된 수분을 상기 진공배기관으로 제거하는 단계(34)이다.
본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 디가스 공정은 웨이퍼가 일렉트로드(18)에 장착된 후 램프(24)의 복사열을 이용하여 웨이퍼를 가열하여 웨이퍼 표면에 존재하는 수분을 제거한다. 상기 램프는 할로겐램프 또는 자외선램프이다.
도3은 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 식각공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도3에서 보는 바와 같이 처음 식각가스를 상기 공정챔버(10) 내로 공급하는 단계(40)이다. 상기 식각가스는 안정된 플라즈마와 웨이퍼 표면의 손상을 줄일 수 있는 수소가스, 불활성 가스 또는 상기 수소가스 및 불활성가스가 혼합된 혼합가스이다. 다음은 상기 고주파 발생부(14)로 상기 식각가스를 플라즈마로 만드는 단계(42)이다. 다음은 상기 플라즈마를 상기 일렉트로드(18)가 상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 웨이퍼 표면을 식각하는 단계(44)이다. 상기 식각공정으로 웨이퍼 표면을 세정하는 효과가 있다.
도4는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 디가스(Degas)공정 및 식각공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도4에서 보는 바와 같이 처음 웨이퍼가 일렉트로드(18)에 장착된 후 상기 램프(24)의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계(50)이다. 즉, 웨이퍼 표면에 할로겐램프 또는 자외선램프의 복사열로 웨이퍼를 가열하여 웨이퍼 표면에 존재하는 수분을 제거한다. 다음은 식각가스를 상기 공정챔버(10) 내로 공급하는 단계(52)이다. 상기 식각가스는 수소가스, 불활성가스 또는 상기 수소가스 및 불활성가스가 혼합된 혼합가스이다. 다음은 상기 고주파 발생부(14)로 상기 식각가스를 플라즈마로 만드는 단계(54)이다. 다음은 상기 플라즈마를 상기 일렉트로드(18)가 상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 웨이퍼 표면을 식각하는 단계(56)이다.
도5는 본 발명에 의한 반도체소자 제조장치의 열처리공정을 나타내는 공정 단계도이다.
도5에서 보는 바와 같이 처음 박막증착공정을 거친 웨이퍼가 일렉트로드에 장착되면 상기 공정챔버(10)내로 공정가스를 공급하는 단계(60)이다. 상기 공정가스는 상기 박막의 종류에 따라 여러 가스를 사용할 수 있다. 상기 공정가스는 산소 또는 질소가스이다. 다음은 상기 램프(24)의 복사열을 상기 웨이퍼에 가하는 단계(62)이다. 상기 램프는 할로겐 램프 또는 자외선 램프이다. 즉, 공정가스 분위기에서 웨이퍼를 고열로 가열하므로써 상기 박막의 성질을 확보 및 유지 시켜준다.
따라서, 본 발명에 의하면 상술한 바와 같이 하는 디가스공정, 식각공정 및 열처리공정을 하나의 장치에서 수행하므로 공정시간 단축 및 웨이퍼의 공기노출 시간를 줄 일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (12)
- 공정이 이루어지는 공정챔버;상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판;상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부;상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관;상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드;상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부;상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버;상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프; 및진공 배기관;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 고주파 발생부는 석영관에 밀봉되어있는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 가스공급관은 상기 일렉트로드와 마주보는 부분은 여러겹의 원형형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 가스공급관의 원형형태부분의 공급관은 다수의 직경 0.5 mm 내지 1.5 mm 의 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 온도 균일도 조절부는 조리개 형태의 셧터인 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 램프보호용 커버는 석영으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 램프는 할로겐 램프 또는 자외선 램프인 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치.
- 공정이 이루어지는 공정챔버, 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판, 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부, 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관, 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드, 상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부, 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버, 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프 및 진공 배기관을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 이용한 디가스공정에 있어서,상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계;상기 웨이퍼 표면의 수분을 증발시키는 단계; 및상기 증발된 수분을 상기 진공배기관으로 제거하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치의 디가스(Degas)공정.
- 공정이 이루어지는 공정챔버, 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판, 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부, 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관, 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드, 상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부, 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버, 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프 및 진공 배기관을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 이용한 식각공정에 있어서,식각가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 단계;상기 고주파 발생부로 플라즈마를 형성하는 단계; 및상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 식각을 하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치의 식각(Etching)공정.
- 공정이 이루어지는 공정챔버, 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판, 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부, 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관, 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드, 상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부, 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버, 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프 및 진공 배기관을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 이용한 디가스(Degas)공정 및 식각(Etching)공정에 있어서,상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계;식각가스를 상기 공정챔버 내에 공급하는 단계;상기 고주파 발생부로 플라즈마를 형성하는 단계; 및상기 플라즈마를 웨이퍼로 유도하여 식각을 하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치의 디가스(Degas)공정 및 식각(Etching)공정.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 식각가스는 수소가스, 불활성 가스 또는 상기 수소가스 및 상기 불활성 가스가 혼합된 혼합가스인 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치의 식각(Etching)공정.
- 공정이 이루어지는 공정챔버, 상기 공정챔버 내의 상단부에 위치하는 반사판, 상기 반사판의 아래에 위치하는 고주파(RF : Radio Frequency) 발생부, 상기 고주파 발생부 아래에 위치하는 공정가스 공급관, 상기 공정가스 공급관 아래에 위치하며 웨이퍼가 장착되는 일렉트로드, 상기 웨이퍼 일렉트로드 아래에 위치하며 램프의 복사열을 제어 및 조절하는 온도 균일도 조절부, 상기 온도 균일도 조절부 아래에 위치하며 램프를 보호하는 램프보호용 커버, 상기 램프보호용 커버 아래에 위치하며 복사열을 발산하는 램프 및 진공 배기관을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 이용한 열처리공정에 있어서,상기 공정챔버 내로 공정가스를 공급하는 단계; 및상기 램프의 복사열을 웨이퍼에 가하는 단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 반도체소자 제조장치의 열처리(Rapid Thermal Process)공정.
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