KR100436091B1 - Apparatus for fabricating a semiconductor device having a gas focus ring - Google Patents
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Abstract
플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조장비에 관하여 개시한다. 본 발명은 플라즈마의 형성을 위한 소스기체를 반응챔버 내에 분사시키는 기체 분사부가 서셉터의 외주부에 설치되되, 상기 기체 분사부는 적어도 하나 이상의 기체주입통로와, 상기 소스기체의 흐름을 굴곡시켜 상기 웨이퍼의 상방으로 유도하도록 상기 기체주입통로의 각각의 끝단에 마련된 기체 유도부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장비를 제공한다. 본 발명에 의하면, 소스기체의 공급효율이 증가하여 박막증착속도가 증가하는 등 고밀도 플라즈마 공정을 원활하게 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 박막의 증착 균일성이 증가한다.Disclosed is a semiconductor device manufacturing apparatus using plasma. According to an embodiment of the present invention, a gas injection unit for injecting a source gas for forming a plasma into a reaction chamber is installed at an outer circumference of a susceptor, wherein the gas injection unit is formed by bending at least one gas injection passage and a flow of the source gas. It provides a semiconductor device manufacturing equipment comprising a gas induction unit provided at each end of the gas injection passage to guide upward. According to the present invention, it is possible to smoothly perform a high density plasma process, such as increasing the deposition efficiency of the source gas to increase the thin film deposition rate. In addition, the deposition uniformity of the thin film is increased.
Description
본 발명은 플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조장비에 관한 것으로서, 특히 반응챔버 내에 고밀도의 플라즈마(high density plasma, HDP)가 균일하게 형성될 수 있도록 가스 포커스 링(gas focus ring)을 구비하는 반도체소자 제조장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus using plasma, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing apparatus including a gas focus ring to uniformly form a high density plasma (HDP) in a reaction chamber. It is about.
반도체소자의 생산수율을 높이기 위하여 웨이퍼를 대구경화시킬수록, 반도체소자 제조장비의 구조적 문제로 인하여 박막의 증착공정 또는 건식식각공정 등에서 공정의 균일도가 저하되는 문제가 더 발생한다. 이러한 공정균일도의 저하는 반도체소자의 생산수율을 감소시키는 직접적인 원인중의 하나이므로 반드시 해결해야 할 문제이다. 따라서, 그 공정 균일도를 향상시키기 위하여 유체역학적 및 기하학적 측면 등을 고려하여 반도체소자 제조장비를 만들어야 한다.The larger the size of the wafer in order to increase the production yield of the semiconductor device, the more the problem of uniformity of the process occurs in the deposition process or dry etching process of the thin film due to the structural problems of the semiconductor device manufacturing equipment. This decrease in process uniformity is one of the direct causes for reducing the production yield of the semiconductor device is a problem that must be solved. Therefore, in order to improve the process uniformity, it is necessary to make a semiconductor device manufacturing equipment in consideration of hydrodynamic and geometric aspects.
특히, 플라즈마를 이용함에 있어서, PECVD (plasma enhanced chemical vapordeposition)나 비등방성식각 등과 같은 다양한 공정을 수행하는 반도체소자 제조장비의 경우는, 그 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마의 균일도에 의해 그 공정균일도가 크게 좌우되기 때문에, 플라즈마의 균일도를 향상시키는 것이 매우 중요하다.In particular, in the case of semiconductor device manufacturing equipment that performs various processes such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or anisotropic etching in using plasma, the uniformity of the process is large due to the uniformity of plasma formed in the reaction chamber. Since it depends, it is very important to improve the uniformity of the plasma.
도 1a 및 도 1b는 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마의 통상적인 밀도분포를 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 도 1a는 반응챔버 및 그 내부를 도시한 개략도이고, 도 1b는 도 1a의 반응챔버 내에 형성된 플라즈마의 밀도를 서셉터(30)를 기준으로 하여 그 높이에 따라 나타낸 그래프이다.1A and 1B are diagrams for explaining a typical density distribution of plasma formed in a reaction chamber. Here, FIG. 1A is a schematic view showing the reaction chamber and its interior, and FIG. 1B is a graph showing the density of plasma formed in the reaction chamber of FIG. 1A according to the height of the susceptor 30.
전체적인 반응챔버의 도시는 생략하였고, 반응챔버 중에서 돔형태를 갖는 상부만을 도시하였다. 이러한 돔의 재질은 석영이나 세라믹이 될 수 있다. 플라즈마(60)를 발생시키기 위한 소스기체의 분사노즐도 도시를 생략하였으며, 이에 대해서는 도 2a 내지 도 2c에서 상세히 설명한다.The overall reaction chamber is omitted, and only the upper portion having a dome shape is shown in the reaction chamber. The material of such a dome may be quartz or ceramic. The injection nozzle of the source gas for generating the plasma 60 is also not shown, which will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2C.
도 1a를 참조하면, 돔(10) 외측에는 이를 코일형태로 둘러싸도록 유도코일(20)이 설치된다. 웨이퍼(40)는 반응챔버의 내부에 설치되는 서셉터(30) 상에 안착되며, 서셉터(30)는 위치 조절수단(50)에 의해 상하이동이 가능하다. 유도코일(20)에 고주파 전력을 인가하면 서셉터(30)가 상대전극의 역할을 하여 서셉터(30)와 유도코일(20) 사이에 ICP 플라즈마(inductively coupled plasma, 60)가 형성된다.Referring to Figure 1a, the induction coil 20 is installed outside the dome 10 to surround it in the form of a coil. The wafer 40 is seated on the susceptor 30 installed in the reaction chamber, and the susceptor 30 is movable by the position adjusting means 50. When high frequency power is applied to the induction coil 20, the susceptor 30 serves as a counter electrode to form an ICP plasma 60 between the susceptor 30 and the induction coil 20.
도 1b를 참조하면, 플라즈마(60)의 밀도는 서셉터(30)와 유도코일(20)에 인접한 부분보다는 그 가운데 영역이 높다. 이렇게 되는 이유를, 이하에서 구체적으로 설명한다.Referring to FIG. 1B, the density of the plasma 60 is higher in the center than the portions adjacent to the susceptor 30 and the induction coil 20. The reason for this will be described in detail below.
플라즈마 내에는 양이온, 전자, 및 중성원자들이 존재하는 데, 유도코일(20)에 가해지는 고주파에 대해서는 중성원자를 제외한 양이온 및 전자들만이 그 주파수에 반응하게 된다. 이 때, 양이온보다는 전자가 상대적으로 가벼운 질량을 가지기 때문에 그 이동도(mobility)가 커서 전극주위, 즉 유도코일(20)과 서셉터(30) 주위에서의 전자의 밀도가 양이온의 밀도보다 상대적으로 작게 된다.There are cations, electrons, and neutral atoms in the plasma. For the high frequency applied to the induction coil 20, only cations and electrons except the neutral atoms react at that frequency. At this time, since electrons have a relatively lighter mass than cations, their mobility is large, so that the electron density around the electrode, that is, around the induction coil 20 and the susceptor 30, is relatively higher than that of the cation. Becomes small.
따라서, 유도코일(20) 및 서셉터(30) 근방은 플라즈마의 밀도가 작게되고 전자와 양이온의 재결합에 따른 빛의 발생도 작게된다. 즉, 유도코일(20)과 서셉터(30)의 중간영역에는 플라즈마의 밀도가 커서 전자와 양이온의 재결합에 따른 강한 빛이 발생되는데 반하여, 유도코일(20) 및 서셉터(30)에 인접한 부근은 암영대(dark region)가 형성된다. 한편, 반응챔버의 측벽 근방도 상술한 바와 마찬가지의 이유 때문에 암영대가 형성된다.Therefore, near the induction coil 20 and the susceptor 30, the density of plasma is small and the generation of light due to the recombination of electrons and cations is also reduced. That is, since the density of plasma is large in the middle region of the induction coil 20 and the susceptor 30, strong light is generated due to the recombination of electrons and cations, while in the vicinity of the induction coil 20 and the susceptor 30. The dark region is formed. On the other hand, the dark zone is formed in the vicinity of the side wall of the reaction chamber for the same reason as described above.
결국, 플라즈마의 밀도가 커서 강한 빛을 내는 부분은 도 1a에서 참조번호 60으로 도시된 바와 같이 서셉터(30)와 돔(10) 사이에 위치하는 반응공간 중에서 가운데 영역이 된다. 따라서, 박막증착 시나 이방성식각 시에 높은 효율을 얻기 위해서는 플라즈마의 고밀도 영역에 소스기체를 분사시켜야 한다.As a result, the portion of the plasma that emits strong light becomes a central region among reaction spaces located between the susceptor 30 and the dome 10, as shown by reference numeral 60 in FIG. 1A. Therefore, in order to obtain high efficiency in thin film deposition or anisotropic etching, the source gas should be injected in the high density region of the plasma.
도 2a 내지 2c는 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조장비를 설명하기 위한 개략도들이다. 여기서, 도 1a 와 동일한 참조번호는 동일 기능을 수행하는 구성요소를 나타내며, 반복적인 설명은 생략하였다.2A to 2C are schematic diagrams for describing a semiconductor device manufacturing apparatus using a conventional plasma. Here, the same reference numerals as in FIG. 1A represent components that perform the same function, and a repetitive description is omitted.
도 2a를 참조하면, 플라즈마를 발생시키기 위한 소스기체의 분사노즐(70)은 서셉터(30)와 반응챔버의 측벽사이의 공간을 통하여 위쪽으로 연장되되, 도 1b에서설명한 플라즈마의 고밀도 영역으로 소스기체가 분사될 수 있도록 웨이퍼(40)의 중심축 방향으로 소정의 경사를 갖게 복수개 설치된다. 이 때, 공정조건에 따라 각각의 분사노즐(70)을 통하여 동일한 소스기체가 주입될 수도 있고, 서로 다른 소스기체가 주입될 수도 있다.Referring to Figure 2a, the injection nozzle 70 of the source gas for generating a plasma extends upward through the space between the susceptor 30 and the side wall of the reaction chamber, the source into the high-density region of the plasma described in Figure 1b A plurality of wafers are installed to have a predetermined inclination in the direction of the center axis of the wafer 40 so that gas can be injected. In this case, the same source gas may be injected through each injection nozzle 70 or different source gases may be injected according to the process conditions.
한편, 반응챔버의 내부는 어느 정도 진공상태를 유지하고 있기 때문에 소스기체가 분사노즐(70)을 통하여 분사되는 순간 그 기체의 입자들이 사방으로 퍼지게 된다. 이와 같이, 분사노즐(70)을 통하여 분사되는 기체들은 웨이퍼(40)의 상부뿐만 아니라 돔(10)의 내측벽 부근과 같은 암영대 영역이나 서셉터 하부영역으로도 확산해 버리기 때문에 그 기체들이 플라즈마의 고밀도 영역으로 공급되는 효율이 떨어지게 된다.On the other hand, since the inside of the reaction chamber maintains a certain degree of vacuum, the particles of the gas are spread in all directions as soon as the source gas is injected through the injection nozzle 70. As such, the gases injected through the injection nozzle 70 diffuse into not only the upper portion of the wafer 40 but also into a dark zone or a susceptor lower region such as near the inner wall of the dome 10. The efficiency supplied to the high-density region of is lowered.
뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 소스기체가 웨이퍼(40)의 상부로 방향성을 가지고 분사되지 못하는 것과 함께, 분사노즐(70)의 끝단이 웨이퍼(40)의 가장자리에 인접하여 배치되어 있기 때문에 웨이퍼(30)의 가운데 영역보다는 그 가장자리의 상부에 소스기체들이 더 많이 존재하게 되어 그 가장자리의 상부가 더 큰 플라즈마 밀도를 갖게 된다. 따라서, 예컨대 PECVD공정 시에 웨이퍼(30)의 가운데 영역보다는 가장자리 영역에 더 두꺼운 박막이 증착되게 되어 박막의 균일성이 떨어지게 된다.In addition, as described above, the source gas cannot be directionally ejected to the upper portion of the wafer 40, and the end of the ejection nozzle 70 is disposed adjacent to the edge of the wafer 40. More source gases are present at the top of the edge than in the center region of the top, resulting in a higher plasma density at the top of the edge. Thus, for example, in the PECVD process, a thicker thin film is deposited on the edge region than the center region of the wafer 30, thereby decreasing the uniformity of the thin film.
도 2b 및 도 2c는 도 2a에서 상술한 단점 즉, 소스기체의 공급효율 및 공정 균일도의 감소를 제거하고자 제안된 종래기술을 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, 참조번호 10'는 하부 반응챔버를 나타낸다.2B and 2C are diagrams for explaining the prior art proposed to eliminate the disadvantages described above with reference to FIG. 2A, namely, reduction of supply efficiency and process uniformity of the source gas. Here, reference numeral 10 'denotes a lower reaction chamber.
도 2b 및 도 2c를 참조하면, 분사노즐(70')은 그 끝단이 바로 플라즈마의 고밀도 영역에 위치하게 되도록, 도 2a의 경우보다 좀 더 웨이퍼의 중심축을 향하여 연장되도록 설치된다. 따라서, 도 2a의 경우보다 박막두께의 균일성이 향상되고, 분사노즐(70')을 통하여 분사되는 소스기체가 모두 플라즈마의 형성에 관여하게 되므로 소스기체의 공급효율도 증가된다.2B and 2C, the spray nozzle 70 'is installed to extend toward the center axis of the wafer more than in the case of FIG. 2A, so that the end thereof is located directly in the high density region of the plasma. Accordingly, the uniformity of the thin film thickness is improved as compared with the case of FIG. 2A, and since all of the source gases injected through the injection nozzles 70 ′ are involved in plasma formation, supply efficiency of the source gases is also increased.
그러나, 이 경우는 분사노즐(70')이 플라즈마의 분위기 내에 위치하므로 원하지 않게 미세한 박막이 증착되게 된다. 따라서, 노즐이 막히지 않도록 자주 클리닝(cleaning)해주어야 하고, 증착된 박막이 나중에 박리됨으로써 파티클(particle)의 발생하는 문제가 생긴다. 뿐만 아니라, 박막증착과정에서 분사노즐(70')이 스크린 역할을 하기 때문에 효과적인 박막증착이 이루어지지 않는다.However, in this case, since the injection nozzle 70 'is located in the atmosphere of the plasma, a fine thin film is undesirably deposited. Therefore, it is necessary to clean frequently so that the nozzles are not clogged, and the problem is that the deposited thin film is peeled off later to generate particles. In addition, since the spray nozzle 70 'serves as a screen in the thin film deposition process, the effective thin film deposition is not performed.
상술한 바와 같이, 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조장비에 의하면, 소스기체의 공급효율이 떨어지기 때문에 HDP공정을 수행하기 어렵고, 도 2b에서와 같이 비록 소스기체의 공급효율이나 공정의 균일도를 개선시킨다고 할 지라도 이는 새로운 파티클 소스를 발생시키기는 등의 새로운 문제점을 야기시키므로 그 개선 방법으로서 바람직하지 않다.As described above, according to the semiconductor device manufacturing apparatus using the conventional plasma, it is difficult to perform the HDP process because the supply efficiency of the source gas is reduced, and as shown in FIG. 2B, the supply efficiency of the source gas or the uniformity of the process are improved. Even if it is, this is not preferable as a method of improvement because it causes new problems such as generating a new particle source.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 서셉터에 가스 포커스 링(gas focus ring)을 설치된 반도체소자 제조장비를 제공하는 데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing equipment provided with a gas focus ring (gas focus ring) on the susceptor in order to solve the above-mentioned conventional problems.
도 1a 및 도 1b는 반응챔버 내에 형성되는 플라즈마의 통상적인 밀도분포를 설명하기 위한 도면들;1A and 1B are diagrams for explaining a typical density distribution of plasma formed in a reaction chamber;
도 2a 내지 2c는 종래의 플라즈마를 이용하는 반도체소자 제조장비를 설명하기 위한 개략도들;2A to 2C are schematic views for explaining a semiconductor device manufacturing apparatus using a conventional plasma;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도;3 is a vertical sectional view for explaining a feature of the semiconductor device manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도;Figure 4 is a vertical cross-sectional view for explaining the features of the semiconductor device manufacturing equipment according to another embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도이다.5 is a vertical cross-sectional view for explaining a feature of a semiconductor device manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>
10: 돔 10'; 하부 반응챔버10: dome 10 '; Bottom reaction chamber
20: 유도코일 30: 서셉터20: guide coil 30: susceptor
40: 웨이퍼 50: 위치 조절수단40: wafer 50: position adjusting means
60: 플라즈마 70, 70': 소스기체의 분사노즐60: plasma 70, 70 ': injection nozzle of the source gas
80: 보조 분사노즐 100a, 100a': 기체주입통로80: auxiliary injection nozzle 100a, 100a ': gas injection passage
100b, 100b': 기체유도부100b, 100b ': gas induction part
200, 200': 가스 포커스 링200, 200 ': gas focus ring
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장비는, 플라즈마를 이용하는 반응공간을 제공하는 반응챔버; 상기 반응챔버 내에 플라즈마를 형성시키기 위한 유도코일; 플라즈마 공정의 대상이 되는 웨이퍼를 안착시키기 위해 상기 반응챔버 내에 설치되는 서셉터; 상기 서셉터의 외측벽을 둘러싸서 자신과 상기 서셉터 사이에 기체주입통로를 형성시키며, 위 끝단에는 상기 기체주입통로를 통하여 위로 분사되는 소스기체의 흐름을 상기 웨이퍼의 상방으로 유도시키는 기체 유도부가 마련되는 가스 포커스 링; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.The semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem, the reaction chamber for providing a reaction space using the plasma; An induction coil for forming a plasma in the reaction chamber; A susceptor installed in the reaction chamber to seat a wafer to be subjected to a plasma process; A gas induction path is formed between the susceptor and the susceptor by surrounding the outer wall of the susceptor, and a gas induction part is provided at the upper end to direct the flow of the source gas injected upward through the gas injection path to the upper side of the wafer. A gas focus ring; It characterized by having a.
한편, 상기 기체 유도부의 반사면은 서셉터에 대해 임의의 각도가 되도록 설정할 수 있는데, 설정되는 각도는 가스의 흐름이 고밀도 플라즈마 영역으로 집중(focusing)될 수 있도록 하는 최적의 각도를 챔버의 크기와 종류를 고려하여 결정한다. 대체로, 기체 유도부의 반사면이 상기 서셉터의 면에 대해 20∼85도의 각도를 갖는 것이 바람직하다.Meanwhile, the reflective surface of the gas induction part may be set to be an arbitrary angle with respect to the susceptor. The set angle is an optimal angle for allowing the flow of gas to be focused in the high density plasma region. Determine the type. In general, it is preferable that the reflecting surface of the gas induction part has an angle of 20 to 85 degrees with respect to the surface of the susceptor.
또한, 상기 기체유도부가 상기 웨이퍼의 상부까지는 연장되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable not to extend the gas guide portion to the upper portion of the wafer.
그리고, 상기 웨이퍼의 가운데 영역의 상부에서 아랫방향으로 소스기체를 분사시키기 위한 보조 분사노즐을 더 구비할 수도 있다.In addition, an auxiliary injection nozzle may be further provided for injecting the source gas downward from the upper portion of the center region of the wafer.
본 발명에 따른 반도체소자 제조장비에 의하면, 상기 기체분사부가 웨이퍼의 가장자리에 설치되고, 상기 기체유도부에 의해 플라즈마의 고밀도 영역으로 소스기체들이 효과적으로 분사되기 때문에, 소스기체의 공급효율이 증가하여 박막증착속도가 증가하는 등 HDP공정을 원활하게 수행할 수 있다.According to the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention, since the gas injection unit is installed at the edge of the wafer, and the source gas is effectively injected into the high density region of the plasma by the gas induction unit, the supply efficiency of the source gas is increased, the thin film deposition HDP process can be performed smoothly with increasing speed.
뿐만 아니라, 상기 웨이퍼 가운데 영역의 상부에도 효과적으로 소스기체들이 도달할 수 있기 때문에, 종래와 같이 상기 웨이퍼의 가운데 영역이 가장자리 영역에 비해 박막이 덜 증착되는 문제는 발생하지 않아 그 증착 균일성이 증가한다.In addition, since the source gases can reach the upper portion of the center region of the wafer effectively, the problem that the thin film is deposited less in the center region of the wafer than the edge region does not occur as in the prior art, so that the deposition uniformity is increased. .
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도이다. 여기서, 종래기술과의 반복적인 설명을 피하기 위해 본 발명의 특징부만 도시하였다. 그리고, 도 1a와 동일한 참조번호는 동일 기능을 수행하는 구성요소를 나타내며, 반복적인 설명은 생략하였다.3 is a vertical cross-sectional view for explaining a feature of a semiconductor device manufacturing equipment according to an embodiment of the present invention. Here, only features of the present invention are shown in order to avoid repeated description with the prior art. In addition, the same reference numerals as in FIG. 1A denote components that perform the same function, and a repetitive description is omitted.
구체적으로, 웨이퍼(40)는 반응챔버 내에 설치되는 서셉터(30)의 가운데 부분에 안착되어진다. 그리고, 본 발명의 특징부로서, 기체를 반응챔버 내에 분사시키기 위한 가스 포커스 링(200)이 서셉터(30)의 외측벽을 둘러싸도록 설치된다.Specifically, the wafer 40 is mounted on the center portion of the susceptor 30 installed in the reaction chamber. In addition, as a feature of the present invention, a gas focus ring 200 for injecting gas into the reaction chamber is provided to surround the outer wall of the susceptor 30.
이를 구체적으로 설명하면, 가스 포커스 링(200)과 서셉터(30) 사이에는 소정의 틈이 생기는데 이 부분이 기체주입통로(100a)가 된다. 기체주입통로(100a)를 통하여 위로 분사되는 기체의 흐름이 웨이퍼(40)의 상방으로 유도되도록 가스 포커스 링(200)의 위 끝단은 내벽이 안쪽으로 경사진다. 이렇게 안쪽으로 경사진 부분이 기체 유도부(100b)가 된다. 기체주입통로(100a)를 통해서 공급되는 기체는 플라즈마 형성을 위한 기체일 수도 있고, 이와는 별도의 소스기체일 수도 있다..Specifically, a predetermined gap is formed between the gas focus ring 200 and the susceptor 30, and this part becomes the gas injection passage 100a. An inner wall of the upper end of the gas focus ring 200 is inclined inward so that a flow of gas injected upward through the gas injection passage 100a is led upward of the wafer 40. The part inclined inwardly becomes the gas induction part 100b. The gas supplied through the gas injection passage 100a may be a gas for plasma formation, or may be a separate source gas.
바람직하게는, 기체유도부(100b)는 서셉터(30)의 상면 가장자리를 따라 연속적으로 연장되도록 링형으로 설치되고, 기체주입통로(100a)로부터 주입되는 기체가 그 반사면에 부딪혀 웨이퍼(40)의 상방으로 분사될 수 있도록 서셉터(30)의 중심방향으로 굴절되어 설치되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 기체유도부(100b)는 주입되는 소스기체를 도 1b에서 상술한 플라즈마 고밀도 영역으로 집중 분사하는 역할을 하게 된다. 즉, 가스 포커스의 역할을 수행한다. 이 때, 서셉터에 대한 기체유도부 반사면의 각도가 반응챔버의 크기와 종류에 따라서 최적화되도록 사전에 설정하면 변경하면 가스 포커스의 기능을 높일 수 있다. 또한, 최적화된 반응공간에 웨이퍼를 위치시키기 위해 서셉터 하부에 마련된 서셉터 위치 조절수단(미도시)을 병용한다면, 가스 포커스의 기능을 극대화시킬 수 있다.Preferably, the gas induction part 100b is installed in a ring shape so as to continuously extend along the upper edge of the susceptor 30, and the gas injected from the gas injection passage 100a hits the reflective surface of the wafer 40. It is characterized in that the installation is refracted in the direction of the center of the susceptor 30 so that it can be sprayed upward. In this case, the gas induction part 100b serves to concentrate the injection of the injected source gas into the plasma high density region described above with reference to FIG. 1B. In other words, it serves as a gas focus. At this time, if the angle of the gas induction part reflecting surface with respect to the susceptor is set in advance so as to be optimized according to the size and type of the reaction chamber, the function of gas focus can be improved by changing. In addition, by using a susceptor position adjusting means (not shown) provided below the susceptor to position the wafer in the optimized reaction space, it is possible to maximize the function of the gas focus.
그리고, 기체유도부(100b)는 웨이퍼(40)의 상부에는 위치하지 않도록 설치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 박막증착과정이나 건식식각과정에서 기체유도부(100b)가 스크린 역할을 하여 웨이퍼(40)의 가장자리에는 증착이나 식각이 되지 않기 때문이다.In addition, the gas induction part 100b is preferably installed so as not to be positioned above the wafer 40. This is because the gas induction part 100b acts as a screen in the thin film deposition process or the dry etching process so that the edge of the wafer 40 is not deposited or etched.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도이다.Figure 4 is a vertical cross-sectional view for explaining the features of the semiconductor device manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 복수개의 가스 포커스 링(200, 200')을 사용하여 기체주입통로(100a)를 멀티 링 형태로 하였음을 알 수 있다. 또한, 내측 기체유도부(100b)의 반사면이 외측 기체유도부(100b')의 반사면보다 서셉터(30)의 면에 대해 더 작은 각도를 가진다. 따라서, 내측 기체주입통로(100a)를 통해 공급되는 기체보다 외측 기체주입통로(100a')를 통해 공급되는 기체가 반응챔버 내의 더 높은 곳에서 분사된다. 반사면의 각도는 대체로 서셉터(30)의 면에 대해 20∼85도의 각도를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 기체분사부(100)를 다중 형성할 경우, 다양한 플라즈마 밀도분포영역에 쉽게 소스기체를 분사할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the gas injection passage 100a has a multi-ring shape by using a plurality of gas focus rings 200 and 200 ′. In addition, the reflective surface of the inner gas guide portion 100b has a smaller angle with respect to the surface of the susceptor 30 than the reflective surface of the outer gas guide portion 100b '. Therefore, the gas supplied through the outer gas injection passage 100a 'is injected at a higher position in the reaction chamber than the gas supplied through the inner gas injection passage 100a. It is preferable that the angle of the reflecting surface has an angle of 20 to 85 degrees with respect to the surface of the susceptor 30 in general. As such, when multiple gas injection units 100 are formed, source gases can be easily injected into various plasma density distribution regions.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체소자 제조장비의 특징부를 설명하기 위한 수직단면도이다. 도 5를 참조하면, 웨이퍼(40)의 가운데 영역의 상부에서 아랫방향으로 소스기체를 화살표의 방향으로 분사시키기 위해, 돔(10)의 중앙을 관통하는 보조 분사노즐(80)이 더 설치되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 웨이퍼(40)에 대한 박막의 증착공정 또는 건식식각공정 등에서 공정 균일도를 확보할 수 있다.5 is a vertical cross-sectional view for explaining a feature of a semiconductor device manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, an auxiliary spray nozzle 80 penetrating the center of the dome 10 is further provided to eject the source gas in the direction of the arrow from the top of the center region of the wafer 40 to the bottom. . According to such a structure, the process uniformity can be ensured in the deposition process or the dry etching process of the thin film on the wafer 40.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 반도체소자 제조장비에 의하면, 기체분사부(100)가 웨이퍼(30)의 가장자리에 인접하여 설치되고, 기체유도부(100b)에 의해 플라즈마의 고밀도 영역으로 소스기체들이 효과적으로 분사되기 때문에 소스기체의 공급효율이 증가하여 박막증착속도가 증가하는 등 HDP공정을 원활하게 수행할 수 있다. 뿐만 아니라, 웨이퍼(40) 가운데 영역의 상부에도 효과적으로 소스기체들이도달할 수 있기 때문에, 종래와 같이 웨이퍼(40)의 가운데 영역이 가장자리 영역에 비해 박막이 덜 증착되는 문제는 발생하지 않아 그 증착 균일성이 증가한다.According to the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention as described above, the gas injection unit 100 is installed adjacent to the edge of the wafer 30, the source gas is effectively in the high density region of the plasma by the gas induction unit (100b) Since it is injected, the supply efficiency of the source gas is increased to increase the thin film deposition rate, so that the HDP process can be performed smoothly. In addition, since the source gases can effectively reach the upper portion of the center region of the wafer 40, the problem that the thin film is deposited less in the center region of the wafer 40 than the edge region does not occur as in the related art. Sex is increased.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| US4512283A (en) * | 1982-02-01 | 1985-04-23 | Texas Instruments Incorporated | Plasma reactor sidewall shield |
| JPH01241826A (en) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Thin film forming device |
| JPH02294019A (en) * | 1989-05-08 | 1990-12-05 | Fuji Electric Co Ltd | Plasma CVD equipment |
| US5685914A (en) * | 1994-04-05 | 1997-11-11 | Applied Materials, Inc. | Focus ring for semiconductor wafer processing in a plasma reactor |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4512283A (en) * | 1982-02-01 | 1985-04-23 | Texas Instruments Incorporated | Plasma reactor sidewall shield |
| JPH01241826A (en) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | Thin film forming device |
| JPH02294019A (en) * | 1989-05-08 | 1990-12-05 | Fuji Electric Co Ltd | Plasma CVD equipment |
| US5685914A (en) * | 1994-04-05 | 1997-11-11 | Applied Materials, Inc. | Focus ring for semiconductor wafer processing in a plasma reactor |
| KR19990010957A (en) * | 1997-07-19 | 1999-02-18 | 김상호 | Shower head device having a plasma generator |
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