KR20040043908A - 증착 박막의 두께 균일성 개선방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정 후에 로드락 챔버 내부에 안치되는 증착 박막의 두께균일성을 개선하기 위해, 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 일정 압력 이상으로 유지시킴으로서 증착된 박막의 두께균일성을 개선시키는 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 로드락 챔버 내부를 일정 압력이상으로 유지시킴으로써 박막의 두께 균일성을 개선시킬 수 있는데, 특히 박막의 두께가 60Å이하인 초 박막인 경우에 더욱 탁월한 효과를 가진다.

Description

증착 박막의 두께 균일성 개선방법{Method for improved uniformity of thin film deposited on substrate inside}
본 발명은 증착된 박막의 두께 균일성을 개선시키기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정과정 후에 로드락 챔버 내부에 안치되어 대기하는 기판 상에 증착된 박막의 두께균일성을 향상시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 반도체소자를 제조하기 위한 반도체제조설비 중에서 공정 전후에 기판이 안치되는 로드락 챔버와 관련된 일부 장치를 도시하고 있는데 종래 기판 상에 박막을 구현하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 대기상태에 놓여있는 각 기판(W)을 로봇 암(미도시)이 로드락 챔버(load lock chamber, 20) 내부의 각각의 카세트(미도시)에 안치하면, 외부에서 상기 로드락 챔버(20) 내부로 유입되는 불순물 및 기타 입자들을 외부로 배출시키기 위해 슬로 펌프(slow pump, 34) 및 패스트 펌프(fast pump, 32)를 순서대로 구동시켜 펌핑 공정을 수행된다.
상기 펌핑에 의해 상기 로드락 챔버(20) 내부가 진공으로 유지되면 로드락 챔버 슬롯(22)이 개방되고 상기 로드락 챔버(20) 내부의 각 카세트에 안치되어 있던 기판을 로봇 암이 각 공정챔버(process chamber, 10) 내부로 이송시켜 상기 공정 챔버(10) 내부에 소스물질과 반응물질을 유입시킴으로서 기판 상에 박막을 구현한다.
기판 상에 박막이 구현되면 상기 공정 챔버(10) 내부의 잔여물질들을 외부로 배출하고, 상기 공정 챔버(10) 내부의 기판을 로드락 챔버(20) 내부의 각 카세트에 안치시켜 진공으로 대기시킨 상태에서 상기 로드락 챔버(20) 내부를 대기압력으로 조절한 다음 기판을 외부로 반출시키는 것으로서 다음 기판의 박막 공정을 준비하게 되는 것이다.
상기와 같은 사이클로서 기판에 박막을 구현시킴에 있어 특히, 공정 후에 박막이 증착된 기판은 로드락 챔버(20) 내부에 안치되어 대기하게 되는데, 상기 로드락 챔버(20) 내부는 진공상태를 유지해야 하므로 상기 로드락 챔버(20)에 연결된 패스트 펌프(32)를 사용하여 지속적인 펌핑을 수행하여 상기 로드락 챔버(20) 내부의 압력을 진공으로 유지시키게 된다.
그러나 이러한 패스트 펌프(32)에 의한 지속적인 펌핑에 의해 로드락 챔버(20) 내부에 안치되어 증착되는 기판의 박막 두께가 변화될 수 있는데, 특히 증착되는 박막의 두께가 60Å이하인 초 박막의 경우 이러한 현상은 매우 빈번하게 관찰되고 있으며, 이때 로드락 챔버(20) 내부에 장착되어 기판이 놓여지는 카세트에서 패스트 펌프(32)와 접하는 부분과 접하지 않는 부분의 두께 변화가 심하게 된다.
이러한 기판 상에 증착되는 박막의 두께 불균일은 로드락 챔버 내부의 압력을 진공으로 유지시키기 위한 지속적인 펌핑 과정에서 발생되는 국부적 압력 변화에 대해 증착되는 박막 두께가 영향을 받는 것으로서 이 영향 정도는 기판이 로드락 챔버 내부에 대기하는 시간이 길어질수록, 로드락 챔버 내부의 진공도가 높을수록, 그리고 특히 기판 상에 구현되는 박막의 두께가 60Å 이하의 초 박막으로 구현될수록 심해진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 고안된 것으로서, 로드락 챔버 내부를 일정한 압력이상으로 유지시켜 기판 상에 증착되는 박막두께 균일성을 개선할 수 있는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
특히 본 발명의 다른 목적은 기판 상에 증착되는 박막의 두께가 60Å 이하의 초 박막인 경우에 특히 효율적인 두께균일성을 가지는 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 로드락 챔버 장치도.
도 2는 본 발명에 따른 로드락 챔버 장치도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10, 100 : 공정 챔버 20, 200 : 로드락 챔버
22, 220 : 로드락 챔버 슬롯 32, 320 : 슬로 펌프
34, 340 : 패스트 펌프 230 : 유입관
240 : 조절 밸브
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 다수개의 기판을 적층할 수 있는 로드락 챔버를 대기압으로 유지하는 단계와, 다수개의 기판을 상기 로드락 챔버에 로딩한 후, 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 진공으로 낮추는 단계와, 상기 로딩된 다수개의 기판이 순차적으로 공정 챔버로 이송되어 공정을 수행한 후 다시 로드락 챔버로 이송 될 때 상기 로드락 챔버 내부 압력을 0.1Torr 이상의 압력으로 유지시키는 단계와, 상기 다수개의 기판이 순차적으로 상기 로드락 챔버로 이송된 후 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 대기압으로 높이는 단계를 포함하는 증착 박막의 두께 균일성 개선방법을 제공한다.
상기 로드락 챔버 내부는 불활성가스 또는 질소가스 중에서 선택되는 어느 하나의 가스를 주입하는 것에 의해 일정 압력이 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같으며, 동일한 부분에 대해서는 도면 부호만 달리할 뿐 동일한 명칭을 사용하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 본 발명은 다수개의 기판(W)이 안치될 수 있는 카세트(미도시)를 포함하는 로드락 챔버(200)와, 상기 로드락 챔버(200) 내부를 일정한 압력이하로 유지시키기 위한 슬로 펌프(320) 및 패스트펌프(340), 그리고 상기 로드락 챔버(200)와 연결되어 상기 로드락 챔버(200) 내부로 가스를 유입시키기 위한 유입관(230)과, 상기 유입관(230)으로 유입되는 가스의 양을 조절하는 조절밸브(240)를 포함하는 장치를 이용한다.
먼저, 로드락 챔버(200)를 대기압으로 유지한 다음, 다수개의 기판(W)을 로봇 암(미도시)에 의해 순차적으로 상기 로드락 챔버(200) 내부의 각 카세에 로딩시키고 상기 로드락 챔버(200)를 밀폐시킨다.
로드락 챔버(200)가 밀폐되면, 상기 로드락 챔버(200)에 연결된 슬로 펌프(320) 및 패스트 펌프(340)가 순서대로 구동되어 상기 로드락 챔버(200) 내부에 존재하는 불순물 및 기타 입자들을 외부로 배출시켜 상기 로드락 챔버(200) 내부의 압력을 진공으로 만든 다음, 로드락 챔버 슬롯(220)을 개방시켜 기판들을 순차적으로 공정 챔버(100) 내부로 이송시키고 기판의 증착 공정을 수행한다.
공정 챔버(100)에서 기판의 증착 공정이 완료되면 로드락 챔버 슬롯(220)이 다시 개방되고 기판은 공정 챔버(100)에서 로드락 챔버(200)의 각 카세트에 순차적으로 안치되어 대기하게 된다.
이때 상기 로드락 챔버(200) 내부는 패스트 펌프(340)에 의해 지속적으로 펌핑이 수행됨과 동시에 상기 로드락 챔버(200)와 별도로 연결된 유입관(230)을 통해 가스가 유입되어 상기 로드락 챔버(200) 내부를 일정 압력이상으로 유지되게 한다.
상기 유입관(230)을 통해 유입되는 가스는 미 도시된 별도의 펌프 구동에 의하게 되며, 유입되는 가스의 양은 상기 로드락 챔버(200) 내부의 압력이 0.1 Torr 이상의 압력이 일정하게 유지될 수 있으면 족하다.
한편, 상기 유입관(230)을 통해 상기 로드락 챔버(200) 내부로 유입되는 가스의 양은 상기 유입관(230)에 결합된 조절밸브(240)에 의해 적절하게 조절될 수 있다.
상기 로드락 챔버(200) 내부로 유입되는 가스는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체 또는 질소(N2) 중에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하나 로드락 챔버 내부 압력이 소정 압력 이상으로 유지될 수 있으며, 기판 상에 구현되는 박막에 영향이 없다면 이에 한정되지 않고 다양한 가스들이 사용될 수 있음은 물론이다.
이렇게 상기 로드락 챔버(200) 내부로 가스가 유입되어 상기 로드락 챔버(200) 내부의 전체 공간이 0.1 Torr 이상의 압력으로 일정하게 유지됨으로서 상기 로드락 챔버 내부의 카세트에 안치되어 대기 중인 기판 상에 증착된 박막 균일성이 크게 증진될 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 조절밸브(240)는 상기 로드락 챔버(200) 내부로 유입되는 가스의 양을 조절할 수 있어 기판 상면에 구현되는 박막의 두께가 60Å이하의 초 박막이라 할 지라도 일정한 두께균일성을 가지는 박막의 구현이 가능해진다.
다수개의 기판이 순차적으로 로드락 챔버(200)의 각 카세트에 이송이 완료되면, 상기 로드락 챔버(200) 내부를 대기압으로 가압한 다음 박막이 구현된 기판을 순차적으로 회수함으로서 본 발명에 따른 사이클이 완료되게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 한정하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 수정 또는 변경이 가능하며 이는 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
본 발명에 의하면 공정 전후에 기판이 안치되어 대기하는 로드락 챔버 내부에 가스를 유입시켜 로드락 챔버 내부를 일정 압력이상으로 유지시킴으로서 기판 상에 증착되는 박막의 두께 균일성을 개선시킬 수가 있으며, 특히 박막의 두께가 60Å이하인 초 박막인 경우에 더욱 탁월한 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 의하면 로드락 챔버 내부를 일정한 압력이상으로 일정하게 유지시켜 줌으로서 매 사이클마다 동일한 두께균일성을 가지는 박막 증착을 가능하게 해준다.

Claims (2)

  1. 다수개의 기판을 적층할 수 있는 로드락 챔버를 대기압으로 유지하는 단계와,
    다수개의 기판을 상기 로드락 챔버에 로딩한 후, 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 진공으로 낮추는 단계와,
    상기 로딩된 다수개의 기판이 순차적으로 공정 챔버로 이송되어 공정을 수행한 후 다시 로드락 챔버로 이송 될 때 상기 로드락 챔버 내부 압력을 0.1Torr 이상의 압력으로 유지시키는 단계와,
    상기 다수개의 기판이 순차적으로 상기 로드락 챔버로 이송된 후 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 대기압으로 높이는 단계
    를 포함하는 증착 박막의 두께 균일성 개선방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드락 챔버 내부는 불활성가스 또는 질소가스 중에서 선택되는 어느 하나의 가스를 주입하는 것에 의해 일정 압력이 유지되는 것을 특징으로 하는 증착 박막의 두께 균일성 개선방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990012451U (ko) * 1997-09-09 1999-04-06 구본준 웨이퍼 증착장치의 자동압력조절시스템
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KR20030018491A (ko) * 2001-08-29 2003-03-06 삼성전자주식회사 로드락챔버를 구비한 반도체소자 제조장치

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