KR200279497Y1 - Apparatus for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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본 고안은 반도체소자 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus.
본 고안에 따른 반도체소자 제조장치는, 저면부에 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 하향 경사진 하향 경사면이 형성된 공정챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that the bottom portion has a process chamber having a downward inclined surface inclined downward from the edge portion toward the center portion.
따라서, 와류 현상의 발생이 방지됨으로써 공정챔버 내부에 균일한 플라즈마를 형성하여 웨이퍼 상에 균일한 박막을 형성할 수 있고, 공정과정에 발생된 파티클을 효과적으로 펌핑시켜 파티클에 의해서 웨이퍼가 오염되는 것을 방지할 수 있고, 공정챔버의 저면부 가장자리부위를 용이하게 세정할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the occurrence of the vortex phenomenon can be prevented to form a uniform plasma inside the process chamber to form a uniform thin film on the wafer, and effectively pump the particles generated during the process to prevent contamination of the wafer by the particles The edge portion of the bottom of the process chamber can be easily cleaned.
Description
본 고안은 반도체소자 제조장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 공정챔버 저면 측부에서 반응가스의 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체소자 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor device manufacturing apparatus that can prevent the generation of vortex of the reaction gas at the bottom side of the process chamber.
통상, 반도체소자는 웨이퍼 상에 산화막, 금속막 및 질화막 등의 다양한 재질의 박막(薄膜)을 순차적으로 적층하는 성막(成膜)공정을 필수적으로 포함한다.Generally, a semiconductor device essentially includes a film forming step of sequentially stacking thin films of various materials such as oxide films, metal films, and nitride films on a wafer.
상기 성막공정은 열(熱) 및 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 공정챔버 내부로 공급된 반응가스를 분해하여 분해된 반응가스가 웨이퍼 상에 증착되도록 하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)공정과 공정챔버 내부로 공급된 아르곤(Ar)가스 등의 반응가스를 열(熱) 및 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 분해하여 분해된 반응가스와 타겟(Target)이 충돌하도록 함으로써 타겟에서 이탈된 타겟물질이 웨이퍼 상에 증착되도록 하는 스퍼터링(Sputtering)공정을 포함한다.The film forming process is a chemical vapor deposition process and a process that decomposes the reaction gas supplied into the process chamber using heat and plasma to deposit the decomposed reaction gas on the wafer. Decomposition reaction gas such as argon (Ar) gas supplied into the chamber using heat and plasma to cause the decomposed reaction gas collides with the target (target) is separated from the target Sputtering process to be deposited on the wafer.
또한, 반도체소자 제조공정은 성막공정에 의해서 웨이퍼 상에 형성된 박막에 대해서 포토레지스트 도포, 노광, 현상 및 건식식각공정을 연속적으로 수행하여 박막 패턴(Pattern)을 형성하는 포토리소그래피(Photolithography)공정을 포함한다.In addition, the semiconductor device manufacturing process includes a photolithography process in which a thin film pattern is formed by successively performing photoresist coating, exposure, development, and dry etching processes on a thin film formed on a wafer by a film forming process. do.
여기서, 상기 포토리소그래피공정의 건식식각공정 또한 공정챔버 내부로 공급된 반응가스를 열(熱) 및 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 분해하여 분해된 반응가스와 웨이퍼가 반응하도록 함으로써 웨이퍼의 소정부를 식각하는 공정이다.Here, in the dry etching process of the photolithography process, the reaction gas supplied into the process chamber is decomposed using heat, plasma, or the like to react the decomposed reaction gas with the wafer so that a predetermined portion of the wafer is reacted. It is a process of etching.
전술한 바와 같은 화학기상증착공정, 스퍼터링공정 및 건식식각공정 등을 수행하는 공정챔버는 열(熱) 및 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 반응가스를 분해하여 반도체 제조공정이 수행되는 공간으로 작용한다.The process chamber which performs the chemical vapor deposition process, the sputtering process and the dry etching process as described above serves as a space in which the semiconductor manufacturing process is performed by decomposing the reaction gas using heat and plasma. .
도1은 공정챔버를 구비하는 종래의 반도체소자 제조용 화학기상증착장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device having a process chamber.
종래의 반도체소자 제조용 화학기상증착장치는, 도1에 도시된 바와 같이 내부로 공급된 반응가스를 분해하여 플라즈마 상태로 전환함으로써 플라즈마 상태의반응가스가 웨이퍼 상에 증착되어 박막을 형성하는 화학기상증착공정이 진행되는 공정챔버(10)를 구비한다.In the conventional chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device, as shown in FIG. 1, by decomposing the reaction gas supplied therein into a plasma state, chemical vapor deposition in which a reaction gas in a plasma state is deposited on a wafer to form a thin film. A process chamber 10 in which the process is performed is provided.
여기서, 상기 공정챔버(10)는 상부가 폐쇄된 통형상으로 이루어지고, 내면의 각 가장자리부위는 90°로 절곡되어 있고, 공정챔버(10)의 저면 중앙부에는 진공펌프(도시되지 않음)와 연결된 펌핑라인(12)이 형성되어 있다.Here, the process chamber 10 is formed in a cylindrical shape with an upper portion closed, each edge portion of the inner surface is bent at 90 °, and is connected to a vacuum pump (not shown) at the center of the bottom surface of the process chamber 10. Pumping line 12 is formed.
그리고, 상기 공정챔버(10) 내면 상측에는 반응가스 공급라인(20)과 연결된 샤워헤드(Shower head) 즉, 가스분사판(14)이 내설되어 있고, 상기 공정챔버(10)의 펌핑라인(12)에는 지지대(16)가 내설되고, 상기 지지대(16) 단부에는 공정대상 웨이퍼(2)가 안착하는 테이블(Table : 18)이 연결되어 있다.In addition, a shower head (ie, a gas injection plate 14) connected to the reaction gas supply line 20 is installed above the inner surface of the process chamber 10, and the pumping line 12 of the process chamber 10 is installed. ), A support 16 is built in, and a table 18 is mounted to the end of the support 16 on which the wafer to be processed is placed.
여기서, 상기 가스분사판(14) 및 테이블(18)은 고주파 전원(22)과 연결되어 고주파 전원(22)의 고주파 전력 인가에 의해서 공정챔버(10) 내부에 전기장을 형성할 수 있도록 되어 있다.Here, the gas injection plate 14 and the table 18 are connected to the high frequency power source 22 to form an electric field in the process chamber 10 by applying the high frequency power of the high frequency power source 22.
따라서, 상기 진공펌프의 가동에 의해서 공정챔버(10)의 내부 기체가 외부로 강제 펌핑됨으로써 소정의 진공상태가 형성된 공정챔버(10) 내부의 테이블(18) 상에 공정대상 웨이퍼(2)가 안착된다.Accordingly, the process target wafer 2 is seated on the table 18 inside the process chamber 10 in which a predetermined vacuum state is formed by forcibly pumping the gas inside the process chamber 10 by the operation of the vacuum pump. do.
이어서, 상기 반응가스 공급라인(20)을 통해서 가스분사판(14)에 일정량의 반응가스를 공급함에 따라 가스분사판(14)은 공정챔버(10) 내부로 반응가스를 분사하게 되고, 상기 전원(22)은 가스분사판(14) 및 테이블(18)에 소정의 고주파전력을 인가하여 전기장을 형성하게 된다.Subsequently, as a predetermined amount of reaction gas is supplied to the gas injection plate 14 through the reaction gas supply line 20, the gas injection plate 14 injects the reaction gas into the process chamber 10. Reference numeral 22 applies a predetermined high frequency power to the gas injection plate 14 and the table 18 to form an electric field.
마지막으로, 상기 공정챔버(10) 내부로 공급된 반응가스는 전기장에 의해서활성화되어 플라즈마 상태로 전환되고, 상기 플라즈마 상태의 반응가스는 테이블(18)에 안착된 웨이퍼(2) 상에 증착됨으로써 웨이퍼(2) 상에는 박막이 형성된다.Finally, the reaction gas supplied into the process chamber 10 is activated by an electric field and converted into a plasma state, and the reaction gas in the plasma state is deposited on the wafer 2 seated on the table 18, thereby producing a wafer. On (2), a thin film is formed.
그런데, 종래의 반도체소자 제조용 화학기상증착장치의 공정챔버의 내면 각 가장자리부위는 90°로 절곡됨으로써 공정챔버 내부로 공급된 반응가스가 공정챔버의 저면부 가장자리에서 와류되는 현상이 발생하였다.However, each edge portion of the inner surface of the process chamber of the conventional chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device is bent at 90 degrees, causing the reaction gas supplied into the process chamber to vortex at the edge of the bottom surface of the process chamber.
따라서, 상기 와류현상에 의해서 공정챔버 내부에 형성된 플라즈마 상태의 반응가스가 영향을 받아 이동하여 공정챔버 내부에 불균일한 플라즈마가 형성됨으로써 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 균일도가 떨어지는 문제점이 있었다.Accordingly, the eddy current causes the reaction gas in the plasma state formed inside the process chamber to be influenced to move, thereby forming a non-uniform plasma inside the process chamber, thereby reducing the thickness uniformity of the thin film formed on the wafer.
또한, 상기 공정과정에 발생된 유기물 등의 파티클이 용이하게 펌핑라인을 통해서 외부로 펌핑되지 못하고 테이블 상부 방향으로 이동하여 공정 웨이퍼를 오염시키는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that particles such as organic matter generated in the process is not easily pumped to the outside through the pumping line to move to the table top direction to contaminate the process wafer.
그리고, 공정챔버 내부의 플라즈마 상태의 반응가스가 외부로 효과적으로 펌핑되지 못함으로써 펌핑효율이 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that the pumping efficiency is lowered because the reaction gas in the plasma state inside the process chamber is not effectively pumped to the outside.
또한, 공정챔버의 저면부 가장자리부위는 90°로 절곡됨으로써 정기적인 공정챔버의 세정작업을 진행하는 과정에 공정챔버의 저면부 가장자리부위를 세정하기가 용이하지 않을뿐만 아니라 효과적으로 세정할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, since the bottom edge of the process chamber is bent at 90 °, it is not easy to clean the bottom edge of the process chamber in the process of regularly cleaning the process chamber, and it is difficult to effectively clean the process chamber. there was.
본 고안의 목적은, 공정챔버의 저면부 가장자리부위에서 반응가스의 와류현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 반도체소자 제조장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus capable of preventing the vortex phenomenon of the reaction gas from occurring at the edge of the bottom of the process chamber.
본 고안의 다른 목적은, 공정챔버의 저면부 가장자리부위의 세정이 용이한 반도체소자 제조장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus that is easy to clean the edge portion of the bottom of the process chamber.
도1은 종래의 반도체소자 제조용 화학기상증착장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device.
도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조용 화학기상증착장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2, 4 : 웨이퍼 10, 30 : 공정챔버2, 4: wafer 10, 30: process chamber
12, 32 : 펌핑라인 14, 34 : 가스분사판12, 32: pumping line 14, 34: gas jet plate
16, 36 ; 지지대 18, 38 : 테이블16, 36; Support 18, 38: table
20, 40 : 반응가스 공급라인 22, 42 : 전원20, 40: reaction gas supply line 22, 42: power
44 : 하향 경사면44: downward slope
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 반도체소자 제조장치는, 저면부에 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 하향 경사진 하향 경사면이 형성된 공정챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the bottom surface has a process chamber formed with a downward inclined surface inclined downward from the edge portion toward the center portion.
여기서, 상기 공정챔버는 화학기상증착장치, 스퍼터링장치 및 건식식각장치 중의 어느 하나에 구비될 수 있으며, 상기 공정챔버 내부에서는 반응가스를 분해하는 반응가스 분해공정이 수행됨이 바람직하다.Here, the process chamber may be provided in any one of a chemical vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus and a dry etching apparatus, it is preferable that the reaction gas decomposition process for decomposing the reaction gas is performed in the process chamber.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.
도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조용 화학기상증착장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
본 고안에 따른 반도체소자 제조용 화학기상증착장치는, 도2에 도시된 바와 같이 상부가 폐쇄된 통형상으로 이루어지고, 저면부 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 소정각도 하향 경사진 하향 경사면(44)이 형성된 공정챔버(30)를 구비하는 것에 특징이 있다.In the chemical vapor deposition apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, as shown in FIG. 2, the upper portion is formed in a closed cylindrical shape, and a downwardly inclined surface 44 inclined downward by a predetermined angle toward the center portion from the bottom edge portion is formed. It is characterized by including a process chamber 30.
여기서, 상기 공정챔버(30)에서는 내부로 공급된 반응가스에 에너지를 가하여 플라즈마 상태로 전환함으로써 플라즈마 상태의 반응가스가 웨이퍼(4) 상에 증착되어 박막을 형성하는 화학기상증착공정이 진행된다Here, in the process chamber 30, a chemical vapor deposition process is performed in which a reaction gas in a plasma state is deposited on the wafer 4 to form a thin film by applying energy to the reaction gas supplied therein and converting the same into a plasma state.
그리고, 상기 공정챔버(30)의 저면부 중앙부에는 진공펌프(도시되지 않음)와 연결된 펌핑라인(32)이 형성되어 있고, 상기 공정챔버(30)의 펌핑라인(32)에는 지지대(36)가 내설되고, 상기 지지대(36) 단부에는 공정대상 웨이퍼(4)가 안착하는 테이블(38)이 연결되어 있다.In addition, a pumping line 32 connected to a vacuum pump (not shown) is formed at the center of the bottom of the process chamber 30, and a support 36 is formed at the pumping line 32 of the process chamber 30. The table 38, which is installed internally and to which the process target wafer 4 is seated, is connected to an end of the support 36.
또한, 상기 공정챔버(30) 내면 상측에는 반응가스 공급원(도시되지 않음)에서 방출된 반응가스가 통과하는 반응가스 공급라인(40)과 연결된 샤워헤드 즉, 가스분사판(34)이 내설되어 있다.In addition, a shower head, that is, a gas injection plate 34 connected to the reaction gas supply line 40 through which the reaction gas discharged from the reaction gas supply source (not shown) passes, is installed above the inner surface of the process chamber 30. .
그리고, 상기 가스분사판(34) 및 테이블(38)은 고주파 전원(42)과 연결됨으로써 전원(42)의 고주파 전력 인가에 의해서 공정챔버(30) 내부에 전기장을 형성할 수 있도록 되어 있다.In addition, the gas injection plate 34 and the table 38 are connected to the high frequency power source 42 to form an electric field in the process chamber 30 by applying the high frequency power of the power source 42.
따라서, 상기 진공펌프의 가동에 의해서 공정챔버(30)의 내부 기체가 외부로 강제 펌핑됨으로써 소정의 진공상태가 형성된 공정챔버(30) 내부의 테이블(38) 상에 공정대상 웨이퍼(4)가 안착된다.Accordingly, the process target wafer 4 is seated on the table 38 in the process chamber 30 in which a predetermined vacuum state is formed by forcibly pumping the gas inside the process chamber 30 by the operation of the vacuum pump. do.
이어서, 상기 반응가스 공급원과 연결된 반응가스 공급라인(40)을 통해서 가스분사판(34)에 일정량의 반응가스를 공급함에 따라 가스분사판(34)은 공정챔버(30) 내부로 반응가스를 분사하게 된다.Subsequently, the gas injection plate 34 injects the reaction gas into the process chamber 30 as a predetermined amount of the reaction gas is supplied to the gas injection plate 34 through the reaction gas supply line 40 connected to the reaction gas supply source. Done.
이때, 상기 공정챔버(30)는 본 고안에 따라 저면부 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 소정각도 하향 경사진 하향 경사면(44)이 구비됨으로써 공정챔버(30) 저면부 가장자리부위에서 반응가스의 와류 현상이 발생함이 방지된다.At this time, the process chamber 30 is provided with a downward inclined surface 44 inclined downward by a predetermined angle from the bottom edge portion to the center portion according to the present invention, so that the vortex phenomenon of the reaction gas occurs at the edge portion of the bottom surface portion of the process chamber 30. Occurrence is prevented.
또한, 상기 고주파 전원(42)은 가스분사판(34) 및 테이블(38)에 소정의 고주파전력을 인가하게 됨에 따라 가스분사판(34)과 테이블(38) 사이의 공정챔버(30) 내부에 전기장이 형성된다.In addition, the high frequency power supply 42 applies a predetermined high frequency power to the gas ejection plate 34 and the table 38, so that the high frequency power supply 42 is disposed within the process chamber 30 between the gas ejection plate 34 and the table 38. An electric field is formed.
마지막으로, 상기 공정챔버(30) 내부로 공급된 반응가스는 전기장에 의해서 활성화되어 플라즈마 상태로 전환되고, 상기 플라즈마 상태의 반응가스는 테이블(38)에 안착된 웨이퍼(4) 상에 증착됨으로써 웨이퍼(4) 상에는 박막이 형성된다.Finally, the reaction gas supplied into the process chamber 30 is activated by an electric field and converted into a plasma state, and the reaction gas in the plasma state is deposited on the wafer 4 seated on the table 38, thereby producing a wafer. On (4), a thin film is formed.
이때, 본 고안에 의해서 저면부 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 소정각도 하향 경사진 하향 경사면(44)이 공정챔버(30)에 구비되어 반응가스의 와류 발생이 방지됨으로써 공정챔버(30) 내부에 균일한 플라즈마를 형성하여 웨이퍼(4) 상에 형성되는 박막의 두께 균일도를 향상시킬 수 있다.At this time, according to the present invention, a downwardly inclined surface 44 inclined downward by a predetermined angle from the bottom edge portion to the center portion is provided in the process chamber 30 to prevent vortex generation of the reaction gas, thereby making it uniform in the process chamber 30. The plasma may be formed to improve the thickness uniformity of the thin film formed on the wafer 4.
또한, 공정과정에 발생된 유기물 등의 파티클이 하향 경사면(44)을 따라 용이하게 펌핑라인(32)을 통해서 외부로 펌핑됨으로써 파티클이 테이블(38) 상부 방향으로 이동하여 공정 웨이퍼(4)를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.In addition, particles such as organic substances generated during the process are easily pumped out through the pumping line 32 along the downward slope 44 so that the particles move upward toward the table 38 to contaminate the process wafer 4. Can be prevented.
그리고, 공정챔버(30) 내부의 플라즈마 상태의 반응가스가 외부로 용이하게 펌핑되고, 정기적인 공정챔버(30)의 세정작업을 진행하는 과정에 공정챔버(30)의 저면부 가장자리부위를 용이하게 세정할 수 있다.In addition, the reaction gas in the plasma state inside the process chamber 30 is easily pumped to the outside, and the edge portion of the bottom surface of the process chamber 30 is easily formed during the process of periodically cleaning the process chamber 30. It can be washed.
이상과 같은 실시예에서는 화학기상증착장치의 공정챔버에 한정하여 설명하였으나 본 고안에 따라 저면부 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 소정각도 하향 경사진 하향 경사면이 구비된 공정챔버는 반응가스를 이용하는 스퍼터링장치, 건식식각장치 등에 응용하여 사용할 수 있음은 당연하다할 것이다.In the above embodiments, but limited to the process chamber of the chemical vapor deposition apparatus, but the process chamber is provided with a downward inclined surface inclined a predetermined angle downward from the edge of the bottom portion toward the center portion according to the present invention is a sputtering apparatus using a reaction gas, Naturally, it can be applied to dry etching apparatus and the like.
본 고안에 의하면, 공정챔버의 저면부 가장자리부위에서 중앙부 방향으로 소정각도 하향 경사진 하향 경사면이 구비됨으로써 공정챔버 내부로 공급된 반응가스가 공정챔버의 저면부 가장자리에서 와류되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, a downwardly inclined surface inclined downward by a predetermined angle from the bottom edge portion of the process chamber to the center portion can prevent the reaction gas supplied into the process chamber from vortexing at the bottom edge portion of the process chamber.
따라서, 와류현상에 의해서 공정챔버 내부에 불균일한 플라즈마가 형성됨으로써 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께 균일도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the nonuniform plasma is formed inside the process chamber by the vortex phenomenon, thereby preventing the thickness uniformity of the thin film formed on the wafer from being lowered.
또한, 공정과정에 발생된 파티클이 용이하게 펌핑라인을 통해서 외부로 펌핑되도록 함으로써 파티클이 테이블 상부 방향으로 이동하여 공정 웨이퍼를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the particles generated during the process is easily pumped out through the pumping line, thereby preventing the particles from moving toward the table top and contaminating the process wafer.
그리고, 공정챔버 내부의 플라즈마 상태의 반응가스가 외부로 용이하게 펌핑되도록 하고, 정기적인 공정챔버의 세정작업을 진행하는 과정에 공정챔버의 저면부 가장자리부위를 용이하게 세정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the reaction gas in the plasma state inside the process chamber is easily pumped to the outside, and the bottom edge of the process chamber can be easily cleaned during the process of periodically cleaning the process chamber.
이상에서는 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical idea of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended utility model registration claims. will be.
Claims (3)
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Publications (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| T601 | Decision on revocation of utility model registration | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |