KR0117114Y1 - 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치 - Google Patents
가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 반도체 웨이퍼 위에 절연체, 유전체 또는 도전체등의 성질을 갖는 박막을 증착시키는 수직 저압 화학 기상 증착장치에 관한 것으로, 공정가스를 공급하는 가스 노즐을 인너 튜브에 일체로 부착하여 가스 노즐의 분해, 조립을 용이하게 하고, 공정가스의 분포를 균일하게 하여 증착막의 균일도를 향상시키며, 가스 노즐의 파손 및 이물 발생을 방지하도록 하려는데 목적이 있는 본 고안은 장치 본체를 이루는 아웃 튜브(1)와, 상기 아웃 튜브(1)의 내부에 세워 설치되며 상, 하가 개구되어 다수개의 웨이퍼(2)를 수납한 보트(3)가 장입되는 인너 튜브(4)와, 상기 인너 튜브(4)에 공정가스를 공급하기 위한 가스주입노즐(5)과, 상기 아웃 튜브(1)의 단부에 개제된 플랜지(6) 및 이 플랜지(6)의 단부에 설치되어 실링하는 실캡(7)을 구비한 수직 저압 화학 기상 증착장치를 구성함에 있어서, 상기 가스주입노즐(5)을 인너 튜브(4)의 외벽에 일체로 부착한 구조로 되어 있으며, 상기 인너 튜브(4)의 가스주입노즐(5) 부착면의 가스분사공(5a)위치에는 그 가스분사공(5a)보다 좀더 큰 가스유입공(4a)이 각각 형성되고, 상기 가스주입노즐(5)은 플랜지(6)에 형성한 지지홈(6a)에 기밀유지용 오-링(10)의 개재하에 삽입되어 지지되며, 단부에는 가스 접속구(11)가 연결된 구조로 되어 있다.
Description
제1도는 일반적인 수직 저압 화학 기상 증착장치의 구조를 보인 단면도.
제2도 내지 제 5 도는 본 고안에 의한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치를 설명하기 위한 도면으로서,
제2도는 본 고안 장치의 전체 구조를 보인 단면도이고,
제3도 및 제 4 도는 본 고안 인너 튜브를 발췌해서 보인 평면도 및 부분 단면도이며,
제 5 도는 제 2 도의 A부 상세 단면도이다.
＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 아웃 튜브 2 : 웨이퍼
3 : 보트 4 : 인너 튜브
4a : 가스유입공 5 : 가스주입노즐
5a : 가스분사공 6 : 플랜지
6a : 지지홈 7 : 실캡
9, 10 : 오-링 11 : 가스 접속구
본 고안은 반도체 웨이퍼 위에 절연체, 유전체 또는 도전체 등의 설징을 갖는 박막을 증착시키는 수직 저압 화학 기상 증착장치에 관한 것으로, 특히 공정가스를 공급하는 가스 노즐을 인너 튜브에 일체로 부착하여 가스 노즐의 분해, 조립을 용이하게 하고, 공정가스의 분포를 균일하게 하여 증착막의 균일도를 향상시키며, 가스 노즐의 파손 및 이물 발생을 방지하도록 한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 위에 절연체, 유전체 또는 도전체 등의 성질을 갖는 질화막, 산화막, 규소막, 고유전막 및 에피택셜막 등의 화합물을 박막(film) 형태로 증착시키기 위하여 저압 화학 기상 증착장치가 사용되고 있다. 이러한 저압 화학 기상 증착장치는 크게 수직형과 수평형으로 대별되며, 일반적으로 상기한 바와 같은 저압 화학 기상 증착장치는 진공 상태에서 열을 가하여 화합물 소스 가스인 SiH4, Si2H6, TEOS, PH3, N2O, TMOB, TMOP, O2및 N2등을 열분해한 다음 웨이퍼 위에 증착시키는 구조로 되어 있다.
제1도는 상기한 바와 같은 종래 수직 저압 화학 기상 증착장치의 구조를 보인 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 종래 수직 저압 화학 기상 증착장치는 장치 본체를 이루는 원통형 아웃 튜브(1)와, 상기 아웃 튜브(1)의 내부에 세워 설치되며 상, 하가 개구되어 다수개의 웨이퍼(2)를 수납한 보트(3)가 장입되는 인너 튜브(4)와, 상기 인너 튜브(4)에 공정가스를 공급하기 위한 가스주입노즐(5)과, 상기 가스주입노즐(5)을 지지하도록 아웃 튜브(1)의 하단부에 설치된 플랜지(6)와, 상기 플랜지(6)의 하단부에 설치된 실캡(7) 및 이 실캡(7)에 부착되어 보트(3)가 안착되는 캡(8)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기한 가스주입노즐(5)은 증착막의 두께 균일도 또는 불순물 농도의 균일도 향상을 위하여 인너 튜브(4)이 내부에 수직으로 세워 설치되어 있으며, 이 가스주입노즐(5)에는 보트(3) 방향으로 다수개의 가스분사공(5a)이 형성되어 공정가스가 분사되도록 되어 있다.
또한, 상기 플랜지(6)와 실캡(7)사이에는 기밀유지용 오-링(9)이 개재되어 있다.
이와 같이 구성되는 일반적인 수직 저압 화학 기상 증착장치는 실캡(7)을 하강시켜 이 실캡(7)의 캡(8)에 다수개의 웨이퍼(2)가 수납된 보트(3)를 장착한 후, 별도의 구동수단으로 상기 실캡(7)을 상승시켜 보트(3)를 인너 튜브(4)에 장입한다.
이와 같은 상태에서 가스주입노즐(5)을 통해 공정가스를 주입하면서 소정의 박막 증착 공정을 수행하는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 수직 저압 화학 기상 증착장치에 있어서는 인너 튜브(4)와 가스주입노즐(5)이 이원화되어 있고, 이 가스주입노즐(5)이 플랜지(6)에 지지되어 있어 지지기반 약함으로써 가스주입노즐(5)의 쓰러짐 및 경사로 인한 두께 균일도 저하와 보트(3)에 접촉함으로 인한 가스주입노즐(5)의 파손 및 이물 발생의 문제가 있는 것이었다.
또한 종래의 장치는 가스주입노즐(5)이 인너 튜브(4)의 내부에 장착됨으로써 장치의 조립이 어렵고, 가스주입노즐(5) 설치 공간만큼의 여유를 필요로 하므로 그 만큼 인너 튜브(4)와 보트(3)간의 공간이 넓어짐으로써 증착막의 두께 균일도 개선에 어려움이 있는 것이었다.
이를 감안하여 안추한 본 고안의 주목적은 가스주입노즐의 쓰러짐 및 경사를 방지하여 공정 불량을 방지함과 아울러 보트 접촉으로 인한 노즐의 파손 및 이물발생을 현저하게 줄임으로써 증착막의 두께 균일도 향상을 도모하고, 장치의 분해/조립을 용이하게 할 수 있도록 한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치를 제공함에 있다.
본 고안은 다른 목적은 인너 튜브와 보트간의 공간을 최소화하여 증착막의 균일도 향상에 적합하도록 한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 아웃튜브와, 상기 아웃 튜브의 내부에 설치되어 다수개의 웨이퍼를 수납한 보트가 장입되는 인너튜브와 상기 인너튜브에 가스를 공급하기 위한 다수개의 가스분사공이 형성된 가스주입노즐과, 상기 아웃튜브의 단부에 개재된 플랜지 및 상기플랜지의 단부에 설치된 실캡을 구비한 저압 화학 기상 증착장치에 있어서, 상기 가스주입노즐이 상기 인너튜브의 외벽에 일체로 설치됨과 아울러 상기 인너튜브의 주벽에는 상기 가스분사공에 대응하는 위치에 가스분사공보다 큰 가스유입공이 가스분사공과 연통되게 형성됨을 특징으로 하는 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착 장치가 제공된다.
상기 가스주입노즐은 상기 플랜지에 형성된 지지홈에 기밀유지용 오-링의 개재하에 삽입되어 지지된다.
상기 가스주입노즐(5)의 단부는 인너 튜브(4)의 하단보다 아래에 위치된다.
이와 같이된 본 고안에 의한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치는 가스주입노즐이 인너 튜브의 외벽에 부착되어 지지되어 있으므로 가스주입노즐의 쓰러짐 및 경사를 방지할 수 있고, 이에 따라 증착막의 균일도 저하나 가스주입노즐의 파손 및 이물 발생을 현저하게 줄일 수 있다는 효과가 있으며, 또한 인너 튜브 조립시 플랜지부의 지지홈에 가스주입노즐을 맞추어 조립하면 되므로 장치의 분해/조립이 용이하다는 효과도 있다.
또 본 고안 장치는 인너 튜브와 보트간의 공간이 종래에 비해 협소하므로 균일도의 개선이 용이하다는 효과도 있다.
이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
첨부한 제2도는 본 고안 장치의 전체 구조를 보인 단면도이고, 제3도 및 제4도는 본 고안장치의 인너튜브를 발췌해서 보인 평면도 및 부분 단면도이며, 제5도는 제2도의 A부 상세 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 수직 저압 화학 기상 증착장치의 기본구조, 즉 장치 본체를 이루는 원통형 아웃 튜브(1)와, 상기 아웃 튜브(1)의 내부에 세워 설치되며 상, 하가 개구되어 다수개의 웨이퍼(2)를 수납한 보트(3)가 장입되는 인너 튜브(4)와, 상기 인너 튜브(4)에 공정가스를 공급하기 위한 가스주입노즐(5)과, 상기 아웃 튜브(1)의 단부에 형성된 플랜지(6)와, 이 플랜지(6)의 단부에 결합되어 실링하는 실캡(7) 및 상기 실캡(7)의 중간부에 부착되어 보트(3)를 장착하는 캡(8)으로 이루어지는 기본 구조는 종래와 같다.
여기서, 본 고안은 상기 인너 튜브(4)의 외벽에 공정가스를 분사하는 다수개의 수분사공(5a)이 구비된 가스주입노즐(5)를 일체로 부착하여 가스주입노즐(5)를 보다 강하게 지지함과 아울러 인너 튜브(4)와 보트(3)간의 공간을 최소화함으로써 가스주입노즐(5)의 파손 및 이물 발생을 감소시키고, 보다 균일한 가스 분포로 증착막의 균일도를 향상시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 가스주입노즐(5)은 용접, 결합되며, 인너 튜브(4)의 가스주입노즐(5) 부착면의 가스분사공(5a) 위치에는 이 가스분사공(5a)보다 좀더 큰 가스유입공(4a)이 각각 형성되어 있다.
또한 상기 플랜지(6)의 노즐연결부에는 지지홈(6a)이 형성되어 이 홈(6a)에 가스주입노즐(5)의 단부를 기밀유지용 오-링(10)의 개재하에 삽입, 지지하도록 되어 있으며, 상기 가스주입노즐(5)의 단부에는 그와 직각으로 가스 접속구(11)가 연결되어 있다.
한편 상기 가스주입노즐(5)의 단부는 공정가스의 원활한 인입을 위하여 인너 튜브(4)의 하부보다 아래에 위치되어 있다.
그외 본 고안 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치를 구성하는 여타 구성은 종래와 같으므로 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치의 작용 및 그에 따르는 효과를 설명한다.
기본 작용은 종래와 같다. 즉 실캡(7)을 하강시켜 이 실캡(7)의 캡(8)에 다수개의 웨이퍼(2)가 수납된 보트(3)를 장착한 후, 별도의 구동수단으로 상기 실캡(7)을 상승시켜 보트(3)를 인너 튜브(4)에 장입한 상태에서 가스주입노즐(5)을 통해 공정가스를 주입하면서 소정의 박막 증착 공정을 수행하는 기본 작용은 종래와 같다.
여기서 본 고안에 의하면, 상기 가스주입노즐(5)이 인너 튜브(4)에 의해 강하게 지지되어 있으므로 가스주입노즐의 쓰러짐 및 경사를 방지할 수 있고, 또 조립시 인너 튜브(4)의 조립과 동시에 플랜지(6)부이 지지홈(6a)에 가스주입노즐(5)의 단부를 맞추어 조립하면 되므로 장치의 분해/조립이 용이하게 이루어지는 것이며, 또한 가스주입노즐(5)을 인너 튜브(4)에 일체로 부착함으로써 인너 튜브(4)와 보트(3)간의 공간이 작아지게 되어 증착막의 균일도를 양호하게 유지시킬 수 있는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치는 가스주입노즐이 인너 튜브의 외벽에 부착되어 지지되어 있으므로 가스주입노즐의 쓰러짐 및 경사를 방지할 수 있고, 이에 따라 증착막의 균일도 저하나 가스주입노즐의 파손 및 이물 발생을 현저하게 줄일 수 있다는 효과가 있으며, 또한 인너 튜브 조립시 플랜지부의 지지홈에 가스주입노즐을 맞추어 조립하면 되므로 장치의 분go/조립이 용이하다는 효과도 있다.
또 본 고안 장치는 인너 튜브와 보트간의 공간이 종래에 비해 협소하므로 균일도의 개선이 용이하다는 효과도 있다.
Claims (3)
- 아웃 튜브와, 상기 아웃 튜브의 내부에 설치되어 다수개의 웨이퍼를 수납한 보트가 장입되는 인너 튜브와, 상기 인너튜브에 가스를 공급하기 위한 다수개의 가스분사공이 형성된 가스주입노즐과, 상기 아웃튜브의 단부에 개재된 플랜지 및 상기 플랜지의 단부에 설치된 실캡을 구비한 저압 화학 기상 증착장치에 있어서, 상기 가스주입노즐이 상기 인너튜브의 외벽에 일체로 설치됨과 아울러 상기 인너튜브의 주벽에는 상기 가스분사공에 대응하는 위치에 가스분사공보다 큰 가스유입공이 가스분사공과 연통되게 형성됨을 특징으로 하는 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치.
- 제1항에 있어서, 상기 가스주입노즐은 상기 플랜지에 형성된 지지홈에 기밀유지용 오-링의 개재하에 삽입되어 지지됨을 특징으로 하는 가스 노즐일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스주입노즐(5)의 단부는 인너 튜브(4)의 하단보다 아래에 위치됨을 특징으로 하는 가스 노즐 일체형 수직 저압 화학 기상 증착장치.
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