KR20050087405A - 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한화학기상증착장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하되 가스 분사홀에서만 플라즈마를 발생시키는 화학기상증착장치로서, 본 발명의 화학기상증착장치는 챔버, 다수의 주입관, 이중의 샤워헤드 및 히터를 포함하며, 상단 샤워헤드(309)의 상부에는 일정 간격을 두고 외부의 RF전원(302)과 접속하는 RF전극판(306)을 설치하고, 상단 샤워헤드(309)의 상면에는 반응가스 레디칼을 공급하는 분사관(311)에 대응하는 다수의 플라즈마 발생홀(324)을 구비한 평판(325)을 설치하되, 다수의 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마가 발생할 수 있는 간격을 두고 평판을 설치하며, 플라즈마 발생홀은 플라즈마가 발생할 수 있는 상부직경과 플라즈마내의 이온들이 반응기내로 공급되지 않을 정도의 하부직경을 갖도록 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사진다. 본 발명의 화학기상증착장치는 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하되 분사홀에서만 플라즈마를 발생시켜 고밀도의 레디칼을 발생시키고 고주파 전원의 효율을 향상시키며 넓은 영역의 공정범위에서 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 및 디스플레이 제조공정 중 증착공정에 이용되는 화학기상증착장치에 관한 것이며, 특히, 샤워헤드(Showerhead)를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하되 가스 분사홀에 플라즈마를 발생시켜 고밀도의 레디칼을 발생시키고 고주파 전원의 효율을 향상시키는 화학기상증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스는 샤워헤드에 주입되기 전에 혼합된다. 샤워헤드에 주입된 가스는 반응기에 분사되어 증착공정을 행하게 된다. 이 때, 가스를 분해하는 에너지는 열 그리고 플라즈마를 대부분 사용한다. 플라즈마를 사용하는 경우는 저온공정이 가능하여 많이 이용된다. 그러나, 플라즈마를 반응기내에서 직접 형성할 경우에는 플라즈마 발생 초기의 아크(Arc)발생과 이온충돌(Ion bombarding) 및 이온주입(Ion Implant)에 의한 기판 및, 기판에 형성된 회로소자에 손상을 초래하여 수율(Yield)을 저하시키는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제2002-74243호에는 상기 문제점을 보완하기 위해 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분리하고 샤워헤드의 일측 내부에서 플라즈마를 발생시켜 반응가스 레디칼을 분사할 수 있도록 구성된 화학기상증착장치에 대해 기술되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 화학기상증착장치의 구성요소들을 나타낸 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화학기상증착장치는 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할되는 형태를 갖는다. 즉, 샤워헤드는 반응가스 레디칼을 고르게 분사할 수 있도록 다수의 레디칼 분사관(101)이 형성된 상단 샤워헤드(102)와, 다수의 레디칼 분사관(101)이 각각 관통하는 다수의 관통홀이 형성되고 원료가스를 고르게 분사할 수 있도록 다수의 원료가스 분사홀(103)이 형성된 하단 샤워헤드(104)로 구성되어, 하단 샤워헤드(104)의 관통홀에 상단 샤워헤드(102)의 레디칼 분사관(101)이 각각 끼워져 이중으로 분할된다.
그리고, 상단 샤워헤드(102)의 상부에는 RF로드(105)를 통해 외부 RF전원(106)과 접속하는 RF 전극판(107)이 설치된다. 그로 인해, RF 전극판(107)과 상단 샤워헤드(102)의 사이에는 반응가스를 주입하는 반응가스 주입관(108)과 연통하는 제1 버퍼부(109)가 구획되고, 상하단 샤워헤드(102, 104)의 사이에는 원료가스를 주입하는 원료가스 주입관(110)과 연통하는 제2 버퍼부(111)가 구획된다.
도 2는 종래기술에 따른 화학기상증착장치의 다른 구성요소들을 나타낸 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 화학기상증착장치는 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할되는 형태를 갖는다. 즉, 샤워헤드는 원료가스를 고르게 분사할 수 있도록 다수의 원료가스 분사관(201)이 형성되며 RF 전극판의 기능을 하는 상단 샤워헤드(202)와, 다수의 원료가스 분사관(201)이 각각 관통하는 다수의 관통홀이 형성되고 반응가스 레디칼을 고르게 분사할 수 있도록 다수의 레디칼 분사홀(203)이 형성된 하단 샤워헤드(204)로 구성되어, 하단 샤워헤드(204)의 관통홀에 상단 샤워헤드(202)의 원료가스 분사관(201)이 각각 끼워져 이중으로 분할된다. 이 때, 상단 샤워헤드(202)는 RF로드(205)를 통해 외부 RF전원(206)과 접속된다.
그리고, 종래의 화학기상증착장치는 상단 샤워헤드(202)의 상부에는 원료가스를 주입하는 원료가스 주입관(208)과 연통하는 제1 버퍼부(209)가 구획되고, 상하단 샤워헤드(202, 204)의 사이에는 반응가스를 주입하는 반응가스 주입관(210)과 연통하는 제2 버퍼부(211)가 구획되도록 구성된다.
상기와 같은 종래의 화학기상증착장치는 평판으로 서로 마주보고 있는 전극판과 접지판(샤워헤드) 사이에 형성되는 제1 버퍼부(109) 또는 제2 버퍼부(211) 공간에 플라즈마가 발생한다. 이를 CCP(Capacitive Coupled Plasma)방식이라 한다. 이러한 종래의 화학기상증착장치는 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하여 원료가스와 반응가스가 샤워헤드의 내부에서 섞이는 것을 근본적으로 방지함과 아울러, 샤워헤드 일측의 내부에서 플라즈마를 발생하여 반응기내로 분사함으로, 기판 및 그 위에 형성된 회로소자의 손상을 예방하는 효과가 있다.
그러나, 종래의 화학기상증착장치는 고주파 전력의 공급에 한계가 있어 넓은 공정 범위를 가지기가 어렵고, 이에 따라 높은 생산성을 필요로 하는 공정에 불리하다는 단점이 있다. 즉, 상기와 같은 샤워헤드 구조는 인가전원을 증가시킴에 따라 증착속도가 선형으로 증가하는 것이 아니라 일정 인가전원에 도달한 이후에는 증착속도가 포화되는 특성을 나타낸다. 즉, 기판에 공급될 수 있는 레디칼의 양이 일정수준 이후 포화된다. 그로 인해, 종래의 화학기상증착장치는 CCP 방전 특성상 플라즈마 밀도가 한정되어, 넓은 영역의 공정범위를 갖지 못해 고생산성, 고증착 속도와 같은 생산측면에서의 효율이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하되 가스 분사홀에 플라즈마를 발생시켜 고밀도의 레디칼을 발생시키고 고주파 전원의 효율을 향상시키며 넓은 영역의 공정범위에서 생산성을 향상시키는 화학기상증착장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부로 공정가스들을 각각 공급하는 다수의 주입관들과, 상기 주입관들을 통해 공급되는 원료가스와 RF전극에 의해 형성되는 반응가스 레디칼을 반응기내에 분리공급하도록 상하단으로 구성되는 이중의 샤워헤드, 및 웨이퍼 또는 기판을 지지함과 동시에 소정의 열원을 제공하는 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서, 상단 샤워헤드의 상부에는 일정 간격을 두고 외부의 RF전원과 접속하는 RF전극판을 설치하고, 상기 상단 샤워헤드의 상면에는 상기 반응가스 레디칼을 공급하는 분사관에 대응하는 다수의 플라즈마 발생홀을 구비한 평판을 설치하되, 상기 다수의 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마가 발생할 수 있는 간격을 두고 상기 평판을 설치하며, 상기 플라즈마 발생홀은 플라즈마가 발생할 수 있는 상부직경과 플라즈마내의 이온들이 반응기내로 공급되지 않을 정도의 하부직경을 갖도록 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부로 공정가스들을 각각 공급하는 다수의 주입관들과, 상기 주입관들을 통해 공급되는 원료가스와 RF전극에 의해 형성되는 반응가스 레디칼을 반응기내에 분리공급하도록 상하단으로 구성되는 이중의 샤워헤드, 및 웨이퍼 또는 기판을 지지함과 동시에 소정의 열원을 제공하는 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서, 상단 샤워헤드가 외부의 RF전원과 접속하는 RF전극판이고, 하단 샤워헤드에는 플라즈마가 발생할 수 있는 상부직경과 플라즈마내의 이온들이 반응기내로 공급되지 않을 정도의 하부직경을 갖도록 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사진 다수의 플라즈마 발생홀이 형성되며, 상기 하단 샤워헤드는 상기 다수의 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마가 발생할 수 있는 간격을 두고 상기 상단 샤워헤드의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
아래에서, 본 발명에 따른 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
<제1 실시예>
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화학기상증착장치는 챔버(300)의 상부에 챔버(300)의 일부분인 상부 플레이트(301)를 설치하고, 이런 상부 플레이트(301)의 일측에 외부 RF전원(302)과 연결할 수 있는 RF전원 연결부(303)를 설치한다. RF전원 연결부(303)는 RF로드(304)와 연결되며, RF로드(304)는 그 둘레에 형성되는 RF로드 절연부(305)에 의해 상부 플레이트(301)와 전기적으로 절연된다.
상기 RF로드(304)는 상부 플레이트(301)의 내부 일측에 설치되는 RF전극판(306)과 연결되고, 이런 RF전극판(306)에 의해 샤워헤드의 내부에서 플라즈마가 발생된다. 이 때, RF전극판(306)을 전기적으로 절연하기 위하여 RF전극판(306)의 상부, 즉 RF전극판(306)과 상부 플레이트(301)의 사이에는 상부 절연부(307)를 설치한다. 또한, RF전극판(306)의 하부에는 하부 절연부(308)를 설치하되, 하부 절연부(308)에 의해 RF전극판(306)과 그 하부에 위치하는 상단 샤워헤드(309)의 사이에 소정의 간격을 갖는 공간이 구획되도록 한다. 즉, 하부 절연부(308)는 RF전극판(306)이 상부 플레이트(301)의 내측면과는 절연시키면서, RF전극판(306)의 하부에 위치하는 상단 샤워헤드(309)와는 소정의 간격을 갖도록 한다.
이렇게 하부 절연부(308)에 의해 소정의 간격으로 구획된 하부에는 상단 샤워헤드(309)를 설치하는데, 이런 상단 샤워헤드(309)에는 반응가스 레디칼을 고르게 분사하기 위한 다수의 레디칼 분사관(311)이 형성되어 있다. 또한, 상단 샤워헤드(309)는 상부 플레이트(301)와 연결되어 전기적으로 그라운드 처리되어 있다.
또한, 상단 샤워헤드(309)의 상면에는 다수의 레디칼 분사관(311)에 대응하는 다수의 플라즈마 발생홀(324)을 구비한 평판(325)이 설치되어 있다. 이 때, 평판(325)은 상단 샤워헤드(309)에 의해 지지되고 하부 절연부(308)에 의해 고정된다. 또한, 평판(325)은 그 상부에 위치하는 RF전극판(306)과의 사이에 소정의 간격을 갖는 제1 버퍼부(310)가 구획되도록 설치된다.
본 발명은 평판(325)의 다수의 플라즈마 발생홀(324)에서만 플라즈마가 발생하도록 제1 버퍼부(310)의 간격을 고려하여야 한다. 즉, 플라즈마 발생홀(324)에서만 플라즈마를 발생시키기 위해서는 플라즈마 전원이 공급되는 RF전극판(306)과 평판(325) 사이의 간격이 매우 좁아져야 한다. 그러나, RF전극판(306)과 평판(325)(여기서, '접지판'에 해당함) 사이의 간격을 너무 줄일 경우에는 RF전원(302)으로부터 공급된 1차 전자가 반응가스를 이온화 시킬 수 없게 된다. 일반적으로 저압 진공 분위기의 경우, 10mm 이내의 간격에서는 방전되지 않게 된다. 그러나, 압력이 대기압 수준일 경우에는 수 mm 내에서만 방전된다. 따라서, 압력이 증가할 경우에는 그 증가량 만큼 RF전극판(306)과 평판(325) 사이의 간격을 줄여야 한다.
또한, RF전극판(306)과 평판(325) 사이의 간격은 플라즈마 발생영역 중 RF전극판(306)과 평판(325) 위에 플라즈마가 발생되지 않는 영역(dark shield)을 형성하는 간격보다 더 좁아야 한다. 그러나, RF전극판(306)과 평판(325) 사이의 간격은 반응가스의 종류 및 압력 그리고 RF전원의 주파수 및 전력에 따라 이온화정도, 전자친화도가 다르기 때문에 그 크기가 달라져야 한다.
그리고, 평판(325)에 형성되는 다수의 플라즈마 발생홀(324)은 그 단면이 원형 형태를 갖는데, 그 상부의 직경이 하부의 직경보다 크게 형성된다. 그 이유는 플라즈마 발생영역을 플라즈마 발생홀(324)에 국한시키기 위한 것으로서, 홀의 크기가 작을 경우에는 RF전극판(306)으로부터 공급된 1차 전자에 의한 플라즈마가 발생이 되지 않을 수 있다. 즉, 반응가스를 이온화 시키지 못하고 접지를 통해 전자가 빠져 나간다. 따라서, 플라즈마 발생홀(324)의 도입부는 플라즈마가 발생될 수 있는 정도로 크게 하는 것이다. 이 때, 플라즈마 발생홀(324)에서만 플라즈마가 발생하고 그 이외의 평판(325)에서는 플라즈마가 발생하지 않도록 상술한 바와 같이 RF전극판(306)과 평판(325)간에 일정 간격을 유지하여야 한다.
또한, 플라즈마 발생홀(324)은 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사져 있다. 그 이유는 플라즈마 발생홀(324)에서 발생된 플라즈마 중에서 그 내부에 포함되는 이온들이 반응기의 내부로 공급되지 않지 않도록 제한하기 위해서다.
상술한 바와 같이 플라즈마 발생홀(324)에서 발생된 플라즈마는 일정 길이를 갖는 레디칼 분사관(311)을 따라 반응기내로 공급된다. 그러나, 레디칼은 그 수명이 매우 짧기 때문에 반응가스의 속도와 통로의 재질을 고려하여야 한다. 이 때, 플라즈마 발생홀(324)과 레디칼 분사관(311)의 통로는 그 재질에 따라 레디칼의 기저상태로의 환원작용에 큰 영향을 미치기 때문에, 환원작용을 최소화하는 부도체, 예를 들어 세라믹이나 표면을 산화시킨 알루미늄 등으로 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상단 샤워헤드(309)의 하부에는 소정의 높이를 갖는 챔버(300)의 일부분인 하부 플레이트(312)를 설치하고, 이런 하부 플레이트(312)의 하부 일측에는 하단 샤워헤드(313)를 설치한다. 즉, 상단 샤워헤드(309)와 하단 샤워헤드(313)는 하부 플레이트(312)에 의해 소정의 간격을 두고 대응하게 상하로 위치한다. 이렇게 배치된 하단 샤워헤드(313)에는 상단 샤워헤드(309)에 형성된 다수의 레디칼 분사관(311)이 관통하는 다수의 관통홀(314)이 형성되어 있을 뿐만 아니라, 원료가스를 고르게 분사하기 위한 다수의 원료가스 분사홀(315)이 형성되어 있다. 이렇게 형성된 상단 샤워헤드(309)와 하단 샤워헤드(313)를 정위치, 즉 하단 샤워헤드(313)의 관통홀(314)에 상단 샤워헤드(309)의 레디칼 분사관(311)을 각각 끼우고 상단 샤워헤드(309)와 하단 샤워헤드(313)의 사이에 소정의 간격이 형성되도록 함으로써 제2 버퍼부(316)가 구획된다.
그리고, 상부 플레이트(301)의 외부 일측에는 적어도 하나 이상의 반응가스 주입관(317)과 제1 퍼지가스 주입관(318)이 상부 플레이트(301)의 일측에 관통하여 설치되는데, 이런 반응가스 주입관(317)과 제1 퍼지가스 주입관(318)을 통해 제1 버퍼부(310)로 반응가스와 퍼지가스가 공급된다. 또한, 하부 플레이트(312)의 외부 일측에는 적어도 하나 이상의 원료가스 주입관(319)과 제2 퍼지가스 주입관(320)이 하부 플레이트(312)의 일측에 관통하여 설치되는데, 이런 원료가스 주입관(319)과 제2 퍼지가스 주입관(320)을 통해 원료가스와 퍼지가스가 제2 버퍼부(316)로 유입된다.
또한, 하부 플레이트(312)의 하부에 설치되어 공급되는 공정가스에 의해 반응이 일어나는 챔버(300)의 내부에는 실제 박막이 형성되는 웨이퍼 또는 기판(322 ; 이하, '기판'이라 칭함)이 히터(323)에 의해 지지됨과 동시에 소정의 열에너지를 공급받는다. 그리고, 상부 플레이트(301)의 내부에는 상부 플레이트(301)의 온도를 일정하게 유지시키는 또다른 히터(321)가 설치되어 있다. 즉, 이런 히터(321)에 의해 챔버(300)의 상부부위의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 화학기상증착장치의 중요부분인 샤워헤드의 배면을 나타낸 배면도로서, 하단 샤워헤드(313)의 배면에는 다수의 레디칼 분사관(311)의 홀(326)과 다수의 원료가스 분사홀(315)이 격자 모양으로 배열된다.
<제2 실시예>
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화학기상증착장치는 상단 샤워헤드(409)의 하부에 위치하는 플라즈마 발생홀에서 플라즈마가 발생하도록 샤워헤드를 구성하고, 반응가스와 원료가스 주입관의 위치를 변경한 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 동일 구성요소들에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 샤워헤드는 원료가스를 고르게 분사할 수 있도록 다수의 원료가스 분사관(411)이 형성되며 RF 전극판의 기능을 하는 상단 샤워헤드(409)와, 다수의 원료가스 분사관(411)이 각각 관통하는 다수의 관통홀이 형성되고 플라즈마를 발생시키는 다수의 플라즈마 발생홀(424)이 형성된 하단 샤워헤드(413)로 구성되어, 하단 샤워헤드(413)의 관통홀에 상단 샤워헤드(409)의 원료가스 분사관(411)이 각각 끼워져 이중으로 분할된다. 그로 인해, 상단 샤워헤드(409)의 상부에는 원료가스 및 퍼지가스를 주입하는 원료가스 주입관(419)과 제1 퍼지가스 주입관(418)과 연통하는 제1 버퍼부(410)가 구획되고, 상하단 샤워헤드(409, 413)의 사이에는 반응가스 및 퍼지가스를 주입하는 반응가스 주입관(417)과 제2 퍼지가스 주입관(420)과 연통하는 제2 버퍼부(416)가 구획되도록 구성된다.
본 발명의 화학기상증착장치는 하단 샤워헤드(413)의 다수의 플라즈마 발생홀(424)에서만 플라즈마가 발생하도록 상하단 샤워헤드(409, 413)의 간격을 상기 제1 실시예에서와 같이 고려하면 된다. 또한, 하단 샤워헤드(413)에 형성되는 다수의 플라즈마 발생홀(424)은 상부에서 하부를 향해 그 직경이 점점 작아지게 경사지게 구성되어 상기 제1 실시예에서와 같이 그 곳에서만 플라즈마를 발생시킨다. 또한, 플라즈마 발생홀(424)은 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사지다가 일정 지점에서 동일 직경을 갖도록 구성할 수도 있다.
상술한 제1, 제2 실시예에 따른 본 발명의 화학기상증착장치는 플라즈마 발생홀(324, 424)에서만 플라즈마가 발생하기 때문에 기존의 CCP방식에 비해 플라즈마 및 레디칼의 밀도가 높고, 플라즈마의 발생압력 범위도 넓으며, 고주파 전력의 효율도 높게 된다. 상술한 바와 같이, CCP방식은 평판으로 서로 마주보는 RF전극판과 접지판 사이의 공간에 플라즈마가 발생하기 때문에, 단위면적당 인가되는 전원(Watt Density)에 의해 플라즈마의 밀도가 제약을 받게 된다. 그러나, 본 발명에서와 같이 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마를 발생시킬 경우에는 CCP방식과 동일한 RF를 인가한다 하더라도 그 플라즈마의 발생 면적이 현저히 줄어들기 때문에 단위면적당 인가되는 전력의 상대값이 크게 수배 이상 증가하게 된다. 따라서, 일반적인 CCP 방전 영역이 아닌 할로우 캐소드(Hollow Cathode)영역에 이르게 되어 그 플라즈마 밀도가 수백배 증가하게 된다.
따라서, 본 발명은 증착 구동원 중 열에너지를 사용할 수 없는 저온공정에 매우 적합하다. 저온공정은 레디칼 및 플라즈마의 밀도에 따라 증착속도와 박막의 막질(치밀도)이 현격한 차이가 있다. 예를 들어, a-Si, SiNx의 경우 기존 CCP방식에서는 저온증착이 이루어지기는 하나 치밀도 및 박막의 특성이 현저하게 저하되는 문제점이 발생하였으나, 본 발명의 장치를 통해 실험한 바 저온공정에서도 상당한 증착속도 및 치밀도 증착이 이루어짐을 확인할 수 있었다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 화학기상증착장치는 샤워헤드를 소정의 간격으로 구획하여 이중으로 분할하되 분사홀에 플라즈마를 발생시켜 고밀도의 레디칼을 발생시키고 고주파 전원의 효율을 향상시키며 넓은 영역의 공정범위에서 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 화학기상증착장치에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 화학기상증착장치의 구성요소들을 각각 나타낸 개략도이고,
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 구성요소들을 나타낸 개략도이며,
도 3b는 도 3a에 도시된 화학기상증착장치의 중요부분인 샤워헤드의 배면을 나타낸 배면도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고밀도 플라즈마를 발생하는 샤워헤드를 구비한 화학기상증착장치의 구성요소들을 나타낸 개략도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
302 : RF전원 303 : RF전원 연결부
304 : RF로드 306 : RF전극판
309, 313 : 샤워헤드 310, 316 : 버퍼부
311 : 레디칼 분사관 314 : 관통홀
315 : 원료가스 분사홀 317 : 반응가스 주입관
318, 330 : 퍼지가스 주입관 319 : 원료가스 주입관
324 : 플라즈마 발생홀 325 : 평판
Claims (3)
- 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부로 공정가스들을 각각 공급하는 다수의 주입관들과, 상기 주입관들을 통해 공급되는 원료가스와 RF전극에 의해 형성되는 반응가스 레디칼을 반응기내에 분리공급하도록 상하단으로 구성되는 이중의 샤워헤드, 및 웨이퍼 또는 기판을 지지함과 동시에 소정의 열원을 제공하는 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서,상단 샤워헤드의 상부에는 일정 간격을 두고 외부의 RF전원과 접속하는 RF전극판을 설치하고,상기 상단 샤워헤드의 상면에는 상기 반응가스 레디칼을 공급하는 분사관에 대응하는 다수의 플라즈마 발생홀을 구비한 평판을 설치하되, 상기 다수의 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마가 발생할 수 있는 간격을 두고 상기 평판을 설치하며,상기 플라즈마 발생홀은 플라즈마가 발생할 수 있는 상부직경과 플라즈마내의 이온들이 반응기내로 공급되지 않을 정도의 하부직경을 갖도록 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사진 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
- 하부에 배기구가 형성된 챔버와, 상기 챔버의 내부로 공정가스들을 각각 공급하는 다수의 주입관들과, 상기 주입관들을 통해 공급되는 원료가스와 RF전극에 의해 형성되는 반응가스 레디칼을 반응기내에 분리공급하도록 상하단으로 구성되는 이중의 샤워헤드, 및 웨이퍼 또는 기판을 지지함과 동시에 소정의 열원을 제공하는 히터를 포함하는 화학기상증착장치에 있어서,상단 샤워헤드가 외부의 RF전원과 접속하는 RF전극판이고,하단 샤워헤드에는 플라즈마가 발생할 수 있는 상부직경과 플라즈마내의 이온들이 반응기내로 공급되지 않을 정도의 하부직경을 갖도록 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사진 다수의 플라즈마 발생홀이 형성되며,상기 하단 샤워헤드는 상기 다수의 플라즈마 발생홀에서만 플라즈마가 발생할 수 있는 간격을 두고 상기 상단 샤워헤드의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
- 제2항에 있어서, 상기 플라즈마 발생홀은 상부에서 하부를 향해 그 직경이 작아지게 경사지다가 일정 지점에서 동일 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
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| KR (1) | KR20050087405A (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100847786B1 (ko) * | 2007-07-13 | 2008-07-23 | 한양대학교 산학협력단 | 플라즈마 처리장치 |
| KR100905464B1 (ko) * | 2007-07-09 | 2009-07-02 | 한양대학교 산학협력단 | 활성화된 플라즈마 처리장치 |
| KR20160044102A (ko) * | 2014-10-14 | 2016-04-25 | 참엔지니어링(주) | 가스 분배 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 장치 |
| CN113502461A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-15 | 合肥科晶材料技术有限公司 | 一种ald与cvd配合使用的薄膜材料制备系统及方法 |
| CN116180048A (zh) * | 2021-11-29 | 2023-05-30 | 湖南红太阳光电科技有限公司 | 一种用于原子层沉积高保形度三维图形的反应室系统 |
-
2004
- 2004-02-26 KR KR1020040013182A patent/KR20050087405A/ko not_active Ceased
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