KR100342395B1 - manufacturing system for semiconductor devices - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 스퍼터링 장치로서 반응로의 뚜껑 안쪽에 금속 따위의 타겟이 있고, 타겟의 가장자리에는 증착시 금속이 반응로에 증착되지 않도록 하기 위한 실드가 배치되어 있다. 실드의 안쪽 타겟의 아래 부분에는 클램프 링이 배치되어 있어 금속막 증착시 기판을 고정시킨다. 반응로의 상단에는 실드를 통해 스퍼터링이 일어나는 부위로 아르곤 가스를 직접 유입하기 위한 주입구와 가스 밸브가 배치되어 있다. 반응로의 아래쪽에는 테이블이 놓여 있는데, 이는 반도체 기판을 올려 놓으며 반도체 기판에 열을 가열하기 위한 것으로, 하부의 히터 리프트에 의해 상하로 움직일 수 있다. 한편, 반응로의 왼쪽에는 반응로 내에 반도체 기판을 주입하기 위한 삽입구가 있고 반대편에는 반응로 내부의 압력을 조절하기 위한 크라이오 펌프가 있다. 이러한 스퍼터링 장치에서는 실드 내부로 직접 가스가 유입되도록 가스 주입구가 형성되어 있어 이후 박막을 증착 후 실드 내부에 고압의 가스를 주입함으로써 기판의 상부와 하부에 압력 차이를 발생시켜 기판이 클램프 링에 달라붙는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 기판이 손상되는 것을 막을 수 있다.In the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a sputtering apparatus has a target such as a metal inside a lid of a reactor, and a shield is disposed at the edge of the target to prevent metal from being deposited in the reactor during deposition. A clamp ring is disposed below the inner target of the shield to fix the substrate during metal film deposition. In the upper part of the reactor, an inlet and a gas valve are arranged to directly introduce argon gas into the site where sputtering occurs through the shield. A table is placed below the reactor, which is used to heat the semiconductor substrate while placing the semiconductor substrate, which can be moved up and down by a lower heater lift. On the other hand, on the left side of the reactor there is an insertion hole for injecting a semiconductor substrate into the reactor and on the other side there is a cryopump for adjusting the pressure inside the reactor. In this sputtering apparatus, a gas injection hole is formed so that a gas flows directly into the shield. After injecting a high pressure gas into the shield after deposition of a thin film, pressure difference is generated between the upper and lower portions of the substrate, and the substrate adheres to the clamp ring. The phenomenon can be prevented. Therefore, the substrate can be prevented from being damaged.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막을 스퍼터링 방법으로 증착하기 위한 스퍼터링 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing a semiconductor element, and more particularly, to a sputtering apparatus for depositing a thin film by a sputtering method.
반도체 소자를 형성하기 위해 박막을 형성하고 식각하는 공정이 이용되는데 이러한 공정에서 박막을 형성하는 장비로는 CVD(chemical vapor deposition) 장비와 PVD(physical vapor deposition) 장비 등이 있다. 여기서, 대표적인 PVD 장비로는 스퍼터링 장치가 있는데 이는 반도체 소자 형성 장비 중 주로 금속막을 증착하는데 사용된다.In order to form a semiconductor device, a process of forming and etching a thin film is used. The equipment for forming a thin film in such a process includes CVD (chemical vapor deposition) equipment and PVD (physical vapor deposition) equipment. Here, the representative PVD equipment is a sputtering apparatus, which is mainly used for depositing a metal film among semiconductor device forming equipment.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 스퍼터링 장치 및 증착 방법에 대해 설명한다.Next, a sputtering apparatus and a deposition method according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1f는 종래 기술에 따른 스퍼터링 장치 및 증착 방법을 도시한 것이다.1A to 1F illustrate a sputtering apparatus and a deposition method according to the prior art.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이 금속막을 증착하기 위한 스퍼터링 장치는 반응로의 뚜껑 안쪽에 금속 따위의 타겟(target)(1)이 있고, 타겟(1)의 가장자리에는 증착시 금속이 반응로에 증착되지 않도록 하기 위한 실드(shield)(8)가 배치되어 있다. 실드(8)의 안쪽 타겟(1)의 아래 부분에는 클램프 링(clamp ring)(4)이 배치되어 있어 금속막 증착시 기판(3)을 고정시킨다. 반응로의 아래쪽에는 테이블(5)이 놓여 있는데, 이는 반도체 기판(3)을 올려 놓으며 반도체 기판(3)에 열을 가열하기 위한 것으로, 하부의 히터 리프트(5)에 의해 상하로 움직일 수 있다. 한편, 반응로의 왼쪽에는 반응로 내에 반도체 기판(3)을 주입하기 위한 삽입구(6)가 있고 그 아래에 아르곤(Ar)과 같은 가스를 주입하기 위한 가스 밸브(gas valve)(7)가 있다. 반대편에는 반응로 내부의 압력을 조절하기 위한 크라이오 펌프(cryo pump)(11)가 있다. 크라이오 펌프(11)와 반응로 사이에는 밸브가 형성되어 있으나 여기서는 도시하지 않는다.First, as shown in FIG. 1A, a sputtering apparatus for depositing a metal film has a target 1 such as a metal inside a lid of a reactor, and at the edge of the target 1 the metal is deposited in the reactor. A shield 8 is arranged to prevent deposition. A clamp ring 4 is disposed below the inner target 1 of the shield 8 to fix the substrate 3 during metal film deposition. At the bottom of the reactor, a table 5 is placed, which puts the semiconductor substrate 3 on and heats the semiconductor substrate 3, and can be moved up and down by the lower heater lift 5. On the other hand, on the left side of the reactor, there is an insertion opening 6 for injecting the semiconductor substrate 3 into the reactor and a gas valve 7 for injecting a gas such as argon (Ar) below. . On the opposite side is a cryo pump 11 for regulating the pressure inside the reactor. A valve is formed between the cryopump 11 and the reactor, but is not shown here.
이러한 스퍼터링 장치를 이용한 박막의 형성 방법에 대해 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한다.A method of forming a thin film using such a sputtering apparatus will be described with reference to FIGS. 1A to 1F.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이 삽입구(6)를 통해 히터 테이블(2) 위에 반도체 기판(3)을 올려 놓는다.First, as shown in FIG. 1A, the semiconductor substrate 3 is placed on the heater table 2 through the insertion hole 6.
다음, 도 1b에 도시한 바와 같이 히터 리프트(5)로 히터 테이블(2)을 들어올려 반도체 기판(3)과 클램프 링(4)이 접촉되도록 한다. 다음, 가스 밸브(7)를 열어 아르곤 가스를 주입한다. 그러면, 아르곤 가스는 반응로 하부를 거쳐 타겟(1)과 반도체 기판(3) 사이의 공간으로 주입된다. 이때, 히터 테이블(2)을 가열하여 반도체 기판(3)을 가열할 수 있는데, 반도체 기판(3)이 균일하게 가열되도록 히터 테이블(2) 하부의 히터 리프트(5) 내부에 아르곤 가스를 주입할 수도 있다. 다음, 타겟(1) 상부의 캐소드(cathode)(도시하지 않음)를 통해 전력을 인가하면 반응로 내의 아르곤 가스가 아르곤 이온(Ar+)으로 이온화되고, 이 아르곤 이온이 타겟(1)과 층돌하여 금속 입자를 타겟(1)으로부터 분리함으로써 반도체 기판(3) 상부에 금속 물질을 증착한다. 한편, 클램프 링(4)은 반도체 기판(3)을 움직이지 않도록 하며, 실드(8)가 보호할 수 없는 부분을 차단하여 반도체 기판(3) 이외의 반응로 하부에 금속 물질이 증착되는 현상을 방지한다.Next, as shown in FIG. 1B, the heater table 2 is lifted by the heater lift 5 so that the semiconductor substrate 3 and the clamp ring 4 come into contact with each other. Next, the gas valve 7 is opened to inject argon gas. Argon gas is then injected into the space between the target 1 and the semiconductor substrate 3 via the lower part of the reactor. In this case, the semiconductor substrate 3 may be heated by heating the heater table 2, and argon gas may be injected into the heater lift 5 under the heater table 2 so that the semiconductor substrate 3 is uniformly heated. It may be. Next, when power is applied through a cathode (not shown) on the upper portion of the target 1, argon gas in the reactor is ionized with argon ions (Ar +), and the argon ions are stratified with the target 1 to form a metal. By separating the particles from the target 1, a metal material is deposited on the semiconductor substrate 3. Meanwhile, the clamp ring 4 prevents the semiconductor substrate 3 from moving and blocks a portion that the shield 8 cannot protect to prevent the metal material from being deposited on the lower part of the reactor except the semiconductor substrate 3. prevent.
다음, 도 1c에 도시한 바와 같이 증착이 끝나면 가스 밸브(7)를 잠그어 아르곤 가스의 주입을 차단하고 히터 테이블(2)을 하강시킨다. 이때, 반도체 기판(3)도 하강하여야 하나 반도체 기판(3)과 클램프 링(4)이 접촉한 부분에 증착된 금속 물질로 인해 반도체 기판(3)이 클램프 링(4)에 붙어 떨어지지 않는 현상이 발생할 수 있다.Next, as shown in FIG. 1C, when the deposition is completed, the gas valve 7 is locked to block the injection of argon gas, and the heater table 2 is lowered. At this time, the semiconductor substrate 3 should also be lowered, but the phenomenon that the semiconductor substrate 3 does not adhere to the clamp ring 4 due to the metal material deposited on the contact portion of the semiconductor substrate 3 and the clamp ring 4 is prevented. May occur.
이어, 도 1d에 도시한 바와 같이 금속막이 증착된 반도체 기판(3)을 반응로 밖으로 가져가기 위해 반도체 기판 리프트 핀(10)으로 반도체 기판(3)을 들어올린 후, 삽입구(6)를 통해 이송대(transfer arm)(9)를 반응로 안으로 삽입한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, the semiconductor substrate 3 is lifted by the semiconductor substrate lift pin 10 to take the semiconductor substrate 3 on which the metal film is deposited out of the reactor, and then transferred through the insertion hole 6. Insert the transfer arm 9 into the reactor.
그런데, 도 1e에 도시한 바와 같이 반도체 기판(3)이 클램프 링(4)과 붙어 있을 경우, 반도체 기판(3)은 매우 약한 힘으로 붙어 있으므로 이송대(9)가 반응로안으로 삽입할 때 그 영향으로 인해 클램프 링(4)에서 떨어지게 된다.By the way, as shown in FIG. 1E, when the semiconductor substrate 3 is attached to the clamp ring 4, the semiconductor substrate 3 is attached with a very weak force, so that when the transfer table 9 is inserted into the reactor, Due to the effect, it falls off the clamp ring 4.
이러한 경우, 반도체 기판(3)은 히터 테이블(2) 표면이나 이송대(9)에 충돌하여 도 1f에 도시한 바와 같이 깨지거나, 혹은 이송대(9)에 비정상적으로 놓이게 되어 이 상태로 삽입구(6)를 통과할 경우에 반도체 기판(3)이 삽입구(6)에 걸려 파손될 수 있다.In this case, the semiconductor substrate 3 collides with the surface of the heater table 2 or the conveyance table 9 and is broken as shown in FIG. 1F, or is abnormally placed on the conveyance table 9. When passing through 6), the semiconductor substrate 3 may be caught by the insertion hole 6 and be damaged.
한편, 반도체 기판(3)이 깨질 경우, 그 크기가 달라지므로 이후 공정에서 클램프를 변화시키거나 부서진 조각 등을 제거하기 위한 세정을 실시해야하는 번거로움이 있다.On the other hand, when the semiconductor substrate 3 is broken, since its size is different, it is troublesome to perform cleaning to change the clamp or remove the broken pieces in the subsequent process.
본 발명은 기판 위에 스퍼터링 방법으로 박막을 증착한 후 기판이 손상되지 않도록 하는 장치의 구조를 제공하는 것이다.The present invention provides a structure of an apparatus that does not damage a substrate after depositing a thin film on the substrate by a sputtering method.
도 1a 내지 도 1f는 종래의 기술에 따른 스퍼터링 장치 및 방법을 도시한 것이고,1A to 1F illustrate a sputtering apparatus and method according to the prior art,
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 및 방법을 도시한 것이다.2A-2F illustrate a sputtering apparatus and method according to the present invention.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 스퍼터링 타겟과 기판 사이에 가스가 주입되도록 가스 주입구를 배치한다.In order to solve this problem, in the present invention, a gas injection hole is disposed to inject gas between the sputtering target and the substrate.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 스퍼터링 타겟과 기판을 올려 놓을 수 있으며 상하로 이동 가능한 히터 테이블, 타겟 근처에 기판을 고정시키기 위한 클램프 링, 그리고 가스를 주입하기 위한 가스 주입구를 포함하는 반응로를 포함하며, 가스 주입구는 타겟과 클램프 링에 고정된 기판 사이에 가스가 주입되도록 이루어진다.An apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a heater table on which a sputtering target and a substrate can be placed and movable up and down, a clamp ring for fixing the substrate near the target, and a gas inlet for injecting gas. It includes, the gas inlet is made so that the gas is injected between the target and the substrate fixed to the clamp ring.
여기서, 타겟은 금속 물질로 이루어질 수 있다.Here, the target may be made of a metal material.
또한, 가스는 불활성 기체로서, 아르곤 또는 네온 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, the gas may be made of either argon or neon as an inert gas.
본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 반응로 하부에 가스 주입구를 더 포함할 수도 있다.The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention may further include a gas injection hole under the reactor.
이와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 장치에서는 스퍼터링 타겟과 기판 사이에 가스가 직접 주입하도록 하여 증착 후 기판의 상부에 하부에 압력 차이가 생기도록 함으로써 기판이 달라붙는 현상을 방지한다. 따라서, 반도체 기판의 손상을 막을 수 있다.As described above, in the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the gas is directly injected between the sputtering target and the substrate so that a pressure difference occurs in the upper portion of the substrate after deposition to prevent the substrate from sticking. Therefore, damage to the semiconductor substrate can be prevented.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스퍼터링 장치 및 그 원리에 대해 상세히 설명한다.Next, a sputtering apparatus and its principle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치 및 증착 방법을 도시한 것이다.2A to 2F illustrate a sputtering apparatus and a deposition method according to the present invention.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 반응로의 뚜껑 안쪽에 금속 따위의 타겟(21)이 있고, 타겟(21)의 가장자리에는 증착시 금속이 반응로에 증착되지 않도록 하기 위한 실드(28)가 배치되어 있다. 실드(28)의 안쪽 타겟(21)의 아래 부분에는 클램프 링(24)이 배치되어 있어 금속막 증착시 기판(23)을 고정시킨다. 반응로의 왼쪽 상단에는 실드(28)를 통해 스퍼터링이 일어나는 부위로 아르곤 가스를 직접 유입하기 위한 주입구와 가스 밸브(27)가 배치되어 있다. 반응로의 아래쪽에는 테이블(22)이 놓여 있는데, 이는 반도체 기판(23)을 올려 놓으며 반도체 기판(23)에 열을 가열하기 위한 것으로, 하부의 히터 리프트(25)에 의해 상하로 움직일 수 있다. 한편, 반응로의 왼쪽에는 반응로 내에 반도체 기판(23)을 주입하기 위한 삽입구(26)가 있고 반대편에는 반응로 내부의 압력을 조절하기 위한 크라이오 펌프(31)가 있다. 크라이오 펌프(31)와 반응로 사이에는 밸브가 형성되어 있으나 여기서는 도시하지 않는다.First, as shown in FIG. 2A, the sputtering apparatus according to the present invention has a target 21 such as a metal inside the lid of the reactor, and prevents metal from being deposited in the reactor at the edge of the target 21. A shield 28 is arranged. A clamp ring 24 is disposed below the inner target 21 of the shield 28 to fix the substrate 23 during metal film deposition. In the upper left of the reactor, an inlet and a gas valve 27 for directly introducing argon gas to a site where sputtering occurs through the shield 28 are disposed. A table 22 is disposed below the reactor, which is used to heat the semiconductor substrate 23 while the semiconductor substrate 23 is placed thereon, and may be moved up and down by the lower heater lift 25. On the other hand, on the left side of the reactor there is an insertion opening 26 for injecting the semiconductor substrate 23 into the reactor, and on the opposite side there is a cryopump 31 for adjusting the pressure inside the reactor. A valve is formed between the cryopump 31 and the reactor, but is not shown here.
이러한 스퍼터링 장치를 이용한 박막의 형성 방법에 대해 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 설명한다.A method of forming a thin film using such a sputtering apparatus will be described with reference to FIGS. 2A to 2F.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이 삽입구(26)를 통해 히터 테이블(22) 위에 반도체 기판(23)을 올려 놓는다. 이어, 크라이오 펌프(31)로 반응로 내부에 고진공을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, the semiconductor substrate 23 is placed on the heater table 22 through the insertion hole 26. Subsequently, a high vacuum is formed inside the reactor by the cryopump 31.
다음, 도 2b에 도시한 바와 같이 히터 리프트(25)로 히터 테이블(22)을 들어올려 반도체 기판(23)과 클램프 링(24)이 접촉되도록 한다.Next, as illustrated in FIG. 2B, the heater table 22 is lifted by the heater lift 25 so that the semiconductor substrate 23 and the clamp ring 24 come into contact with each other.
다음, 도 2c에 도시한 바와 같이 가스 밸브(27)를 열어 아르곤 가스를 주입한다. 그러면, 아르곤 가스는 타겟(21)과 반도체 기판(23) 사이로 직접 주입된다. 이때, 히터 테이블(22)을 가열하여 반도체 기판(23)을 가열할 수 있는데, 반도체 기판(23)이 균일하게 가열되도록 히터 테이블(22) 하부의 히터 리프트(25) 내부에 아르곤 가스를 주입할 수도 있다. 다음, 타겟(21) 상부의 캐소드(도시하지 않음)를 통해 전력을 인가하면 반응로 내의 아르곤 가스가 아르곤 이온으로 이온화되고, 이 아르곤 이온이 타겟(21)과 층돌하여 금속 입자를 타겟(21)으로부터 분리함으로써 반도체 기판(23) 상부에 금속 물질을 증착한다. 한편, 클램프 링(24)은 반도체 기판(23)을 움직이지 않도록 하며, 실드(28)가 보호할 수 없는 부분을 차단하여 반도체 기판(23) 이외의 반응로 하부에 금속 물질이 증착되는 현상을 방지한다. 여기서, 안정한 플라스마 상태를 유지하기 위해 증착 과정 진행 동안 가스 밸브를 닫고 히터 테이블(22) 하부의 리프트(25) 내부에만 아르곤 가스를 주입할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 2C, the gas valve 27 is opened to inject argon gas. Argon gas is then directly injected between the target 21 and the semiconductor substrate 23. In this case, the semiconductor substrate 23 may be heated by heating the heater table 22, and argon gas may be injected into the heater lift 25 under the heater table 22 so that the semiconductor substrate 23 is uniformly heated. It may be. Next, when power is applied through a cathode (not shown) above the target 21, argon gas in the reactor is ionized with argon ions, and the argon ions stratify with the target 21 to target metal particles. The metal material is deposited on top of the semiconductor substrate 23 by separation from the semiconductor substrate 23. Meanwhile, the clamp ring 24 prevents the semiconductor substrate 23 from moving and blocks a portion that the shield 28 cannot protect to prevent the metal material from being deposited on the lower part of the reactor other than the semiconductor substrate 23. prevent. Here, in order to maintain a stable plasma state, the gas valve may be closed during the deposition process and argon gas may be injected only inside the lift 25 under the heater table 22.
다음, 도 2d에 도시한 바와 같이 증착이 끝나면 전력을 차단하고 가스 밸브(27)를 통해 고압의 아르곤 가스를 타겟(21)과 반도체 기판(23) 사이에 주입한다. 그러면, 반응로 내의 히터 테이블(25) 하부는 크라이오 펌프(31)를 통해 펌핑을 계속하고 있으므로, 순간적으로 타겟(21)과 반도체 기판(23) 사이의 공간과 히터 테이블(25) 하부 사이에 압력 차이가 발생한다. 그러므로, 두 공간 사이의 압력 차이로 인해 반도체 기판(23) 상부에서 하부로 반도체 기판(23)을 미는 힘이 작용하게 된다. 따라서, 반도체 기판(23)이 클램프 링(24)으로부터 떨어지게 되고 이때, 히터 테이블(25)을 하강시키면 반도체 기판(23)도 같이 하강하게 된다. 이때, 두 공간 사이의 압력차를 유발시키기 위해 반도체 기판(23)과 클램프 링(24) 사이의 틈을 최소화시키는 것이 좋다.Next, as shown in FIG. 2D, when the deposition is completed, the power is cut off and a high-pressure argon gas is injected between the target 21 and the semiconductor substrate 23 through the gas valve 27. Then, since the lower portion of the heater table 25 in the reactor continues to pump through the cryo pump 31, the space between the target 21 and the semiconductor substrate 23 and the lower portion of the heater table 25 are instantaneously. Pressure difference occurs. Therefore, due to the pressure difference between the two spaces, a force that pushes the semiconductor substrate 23 from the top to the bottom of the semiconductor substrate 23 acts. Therefore, the semiconductor substrate 23 is separated from the clamp ring 24. At this time, when the heater table 25 is lowered, the semiconductor substrate 23 is also lowered. At this time, it is preferable to minimize the gap between the semiconductor substrate 23 and the clamp ring 24 to cause a pressure difference between the two spaces.
히터 테이블(25)을 하강할 경우에는 가스 밸브(27)를 잠그어 더 이상 가스가 주입되지 않도록 한다.When the heater table 25 is lowered, the gas valve 27 is locked so that no more gas is injected.
여기서, 전력을 차단한 후 아르곤 가스를 주입하므로 추가적인 스퍼터링은 일어나지 않고, 주입된 아르곤 가스는 불활성 기체이므로 스퍼터링된 금속막과 반응할 가능성도 없다. 주입된 아르곤 가스는 히터 테이블(25)이 하강하면 크라이오 펌프(31)를 통해 빠져 나가게 된다.Here, since the argon gas is injected after the power is cut off, no additional sputtering occurs, and since the injected argon gas is an inert gas, there is no possibility of reacting with the sputtered metal film. The injected argon gas exits through the cryopump 31 when the heater table 25 descends.
이어, 도 2e에 도시한 바와 같이 금속막이 증착된 반도체 기판(23)을 반응로밖으로 가져가기 위해 반도체 기판 리프트 핀(32)이 반도체 기판(23)으로 들어올린 후, 삽입구(26)를 통해 이송대(29)를 반응로 안으로 삽입한다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, the semiconductor substrate lift pin 32 is lifted up to the semiconductor substrate 23 in order to take the semiconductor substrate 23 on which the metal film is deposited out of the reactor, and then is transferred through the insertion hole 26. Insert stage 29 into the reactor.
다음, 도 2f에 도시한 바와 같이 반도체 기판(23)을 이송대(29) 위에 올려 놓은 후 삽입구(26)를 통해 반응로 밖으로 꺼낸다.Next, as shown in FIG. 2F, the semiconductor substrate 23 is placed on the carrier 29, and then taken out of the reactor through the insertion hole 26.
이와 같이 본 발명에서는 가스가 타겟과 반도체 기판 사이의 공간으로 직접 주입되도록 가스 주입구를 형성하여 증착 후 기판이 달라붙는 현상으로 인해 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, a gas injection hole is formed so that the gas is directly injected into the space between the target and the semiconductor substrate, thereby preventing the substrate from being damaged due to the sticking phenomenon.
본 발명에서는 스퍼터링이 일어나는 공간에 직접 가스를 주입할 수 있도록 스퍼터링 장치를 형성하여 스퍼터링 후 반도체 기판이 붙게 되는 현상을 방지함으로써 반도체 기판이 손상되는 것을 막을 수 있다.In the present invention, it is possible to prevent the semiconductor substrate from being damaged by forming a sputtering apparatus to directly inject gas into a space where sputtering occurs, thereby preventing the semiconductor substrate from sticking after sputtering.
또한, 이후 공정에서 클램프를 변화시키거나 부서진 조각 등을 제거하기 위한 세정을 하지 않아도 된다.In addition, there is no need to clean the clamp to change the clamp or remove the broken pieces in the subsequent process.
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02157822A (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Orientation control film and orientation control method and liquid crystal display element |
| KR940011097U (en) * | 1992-10-20 | 1994-05-27 | 금성일렉트론 주식회사 | Clamping device for chemical vapor deposition |
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| JPH08255756A (en) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Nec Corp | Sputtering device |
| JPH1187245A (en) * | 1997-07-14 | 1999-03-30 | Anelva Corp | Sputtering equipment |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02157822A (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Orientation control film and orientation control method and liquid crystal display element |
| KR940011097U (en) * | 1992-10-20 | 1994-05-27 | 금성일렉트론 주식회사 | Clamping device for chemical vapor deposition |
| JPH08186074A (en) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Hitachi Ltd | Sputtering equipment |
| JPH08255756A (en) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Nec Corp | Sputtering device |
| JPH1187245A (en) * | 1997-07-14 | 1999-03-30 | Anelva Corp | Sputtering equipment |
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