KR0135903B1 - 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치에 관한 것이다. 종래 이러한 종협 저압 화학 증기 증착장치에서는 증착로를 내, 외부 석영관으로 형성하고 그 주위를 증착로 가열수단으로 둘러싼 것으로 가열수단의 열이 직접 복사열에 의하여 증착공간을 가열하게 되므로 증착 공간내부의 온도가 균일하게 가열되지 않게 되어 균일한 막질과 두께의 박막을 얻을 수 없었을 뿐만 아니라 석영관내에 증착되는 박막이 가루 모양으로 떨어져 웨이퍼를 오염시키게 되며 이를 세척하기 위하여는 증착로를 분해하여야 하는 어려움과 세척과정에서 손상을 주게 되어 증착로의 수명이 단축되는 문제점이 있었다. 본 발명은 증착로를 단일 석영관으로 형성하고 그 주위에 SiC관으로 된 간접전열부재를 설치하거나 증착로 자체를 단일 SiC관으로 형성함으로써 증착로 가열수단의 열이 전도 및 대류에 의해 간접적으로 전열되도록 하여 균일한 막질과 두께의 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 보트를 SiC재질로 하여 보트와 간접가열부재 또는 증착로를 구성하는 단일 SiC재질로 하여 보트와 간접가열부재 또는 증착로를 구성하는 단일 SiC관사이에 RF발생기로부터의 고주파 전원을 인가하는 것에 의하여 보트의 외부에서만 플라즈마를 형성되도록 함으로써 다양하고 양질의 박막을 얻을 수 있으며 플라즈마를 이용하여 반응공간내부의 이물질등을 세척함으로서 증착로와 보트를 분해하지 않고서도 세척작업을 간편하게 할 수 있으며 증착로의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 것이다. 또한 화합물 소스가스 주입수단을 구성하는 외주 주입관을 경사지게 설치함으로써 화합물 소스가스 주입수단의 조립을 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치

제1도는 본발명의 실시예에 의한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치의 구성 및 작용을 보인 종단면도.

제2도 및 제3도는 제1도의 실시예에서 화합물 소스가스 공급관을 변형한 실시예를 도시한 종단면도

제4도 내지 제6도는 제1도 내지 제3도의 실시예에서 증착로를 변형한 실시예를 도시한 종단면도

제7도는 본 발명에 의한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치의 다른 실시예를 도시하는 종단면도

제8도 및 제9도는 제7도의 실시예에서 화합물 소스가스 공급관을 변형한 실시예를 도시하는 종단면도

제10도 내지 제12도는 제7도 내지 제9도의 실시예에서 증착로를 변형한 실시에를 도시하는 종단면도

제13도는 종래의 저압 화학증기 증착장치의 구성 및 작용을 보인 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 증착기 베이스18 : 관통공

19 : 요입턱부19a : 관통공

20 : 증착로21 : 석영관

21A : SiC관22,22A : 홈통부

30 : 화하물 소스가스 주입수단31 : 외부 주입관

32 : 내부 주입관34,36 : 연결구

40 : 보트50 ; 간접전열부재

60 : 증착로 가열수단70 : FR발생기

본 발명은 반도체 제조공정에서 대상 웨이퍼에 대해 필요 상황에 따라 절연체, 유전체 또는 도전체등의 기능 유지를 위한 질화막, 산화막 또는 도전막등의 화합물을 필름(FILM)형태로 증착시키는 종형 저압 화학 증기 증착장치에 관한 것으로, 특히 필요로하는 웨이퍼 위에 양질의 화합물 필름을 증착시키고 반도체 소자를 더욱 고집적화할 수 있도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조에 필요한 절연막, 유전막 및 도전막등을 증착하기 위한 기술로선느 저압 화학 증기 증착(Loswer Pressure Chemical Vapour Deposition)기술을 이용하는데, 이경우 화합물인 SiH₄, Si₂H₆, DCS, TOES, PH₃, NH₃, N₂0, TMOP, TMOB, 0₂, N₂, B₂H₆등을 사용하여 진공상태에서 열을 가함으로서 이러한 화합물을 열분해시켜 웨이퍼위에 박막 상으로 증착시키고 있으나, 증착하고자 하는 화합물 가스들은 연분해온도가 각각 다름으로 인하여 온도에 따른 증착공정 조건의 최적화 유지를 위한 관리에 문게가 있었고, 또한 원하는 화합물 필름을 증착시키기 위한 높은 증착공정온도로 인하여 각 웨이퍼의 박막간에 열충격에 따른 물리적 특성 변화가 초리되어 전기적 특성이 열화되기 때문에 반도체의 고집적화 및 대량생산에 나쁜 영향을 끼쳐오고 있다.

특히, 저압 화학증기 증착장치에 있어서는, 증착로가 위치적으로 구분되는 각 영역간에 배치되는 웨이퍼 위에 증착되는 화합물 필름의 조성이 불균일하기 쉬우며, 또한 이러한 화학적 증착조건을 완전하게 만족시키기가 매우어려움으로 인하여 화학적 증착과정에서 발생하는 오염이 큰 문제로 되어지고 있다.

이하, 종래 저압 화학증기 증착장치에 관하여 첨부도면 제13도를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제13도는 종래의 저압 화학증기 증착장치를 증착공정이 형해지고 있는 상태에서 보인 종단면도로서 이에 도시한 바와 같이 종래의 저압 화학증기 증착장치는 증착기 베이스(1)에 필요로 하는 진공도를 유지하고 증착 작용공간을 제공하는 내.외부 석영관(2)(3)이 결합되고, 그 주위로 증착로를 필요 온도로 가열하기 위한 증착로 가열수단(4)이 설치되고 있다.

또, 상기 증착기 베이스(1)에 필요로하는 화합물 소스가스를 주입하기 위한 가스주입기(5)가 결합됨과 아울러 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여물질을 배출시키기 위한 배출관(6)이 형성되고, 증착로 내부에는 웨이퍼(7)가 탑재되는 석영 보트(BOAT)(8)가 보트 승강기에 의하여 상하로 이동할 수 있도록 설치되어 있으며, 증착기 베이스(1)의 하단 개구부를 개폐하기 위한 개폐단(9)이 보트 승강기에 결합되어 있다.

이와 같은 종래의 저압 화학증기 증착장치는 웨이퍼(7)를 보트(8)에 탑재시키고 도시한 바와 같이 증착로에 장착한 상태에서 또, 진공장치(도시되지 않음)에 의해 증착로의 내부에 적정 진공도가 유지되고, 증착로 가열수단(4)에 의해 적정온도가 유지된 상태에서 가스주입구(5)를 통해 증착하고자 하는 물질에 상응하는 화합물 소스가스를 주입하게 되면 이 소스가스가 도시한 화살표 방향으로 상승하게 되고 증착로 내부의 고온에 의해 열분해되어 보트(8)에 탑재되어 있는 웨이퍼(7)에 박막상으로 증착된다.

그리고, 잉여물질은 진공장치의 펌핑력에 의해 증착로 상부에서 도시한 화살표 방향으로 회류하여 증착기 베이스(1)의 배출관(6)을 통하여 배출된다.

그러나 종래의 장치에서는 내,외부 석영관(2)(3)을 설치한 이중 구조에 의해 증착로를 구성하게 되면 증착로 가열수단(4)에 의해 가열하는 효과를 저하시키게 되므로 증착로 내부를 적정온도로 가열하기 위하여 전력비용이 증가하고, 온도 조절 작업이 쉽지 않게 되는 결점이 있었다. 또한, 보트(8)에 탑재된 웨이퍼(7)의 상부층과 하부층의실제 표면온도의 차이로 인하여 이 웨이퍼 표면에 증착되는 박막의 화학적 물리적 조성비 또한 균일하지 못하게 되는 문제점이 있었다. 특히 종래에는 증착로를 내,외부 석영관(2)(3)으로 형성하고 있으므로 증착로 가열수단(4)에서 발생되는 열이 직접 복사(輹射)에 의하여 전열되는 것이어서 증착공간내의 온도가 불균일하게 되기 쉽고 이와 같이 증착공간내의 온도가 불균일하게 됨에 따라 웨이퍼 상에 증착되는 화합물 박막의 막질이나 두께가 불균일하게 되는 문제점이 있었다.

또한 제13도에서는 종래의 증착장치를 이용하여 화합물 필름을 증착하기 위한 여러가지 단계중 가장 중요한 단계로서 증착에 필요한 화합물이 증착로 내부로 흘러들어 오고, 또 대상 웨이퍼에 화합물 필름을 증착시킨후 찌꺼기를 외부에 설치된 진공펌프에 의해 배출시키는 단계를 표시하고 있는 바, 상기한 바와 같은 종래의 증착장치는 증착공간이 내, 외부 석영관으로 이루어져 있기 때문에 사용된 화합물들이 증착로 내부로 흘러 들어와서 밖으로 흘러 나가는 구조가 매우 복잡하며, 이러한 복잡성으로 인하여 대상의 웨이퍼를 오염시킬 수 있는 가능성이 매우 높은 결함이 유발되었다.

즉, 상기한 증착장치는 증착로 내에서 증착시킬 때 대상이 된 웨이퍼만 증착되는 것이 아니고 증착로의 외부 석영관(3) 안쪽벽면, 특히 외부 석영관(3) 상부 안쪽 벽면에 필름이 필요이상으로 증착되며 또, 내부 석영관(2)의 양쪽 벽면에도 증착되고 누적됨으로 인하여 이러한 필름이 떨어져 나와 대상 웨이퍼(7)를 오염시킬뿐 아니라, 내,외부 석영관(2)(3)의 사용수명을 단축시키게 되는 것이었다.

내,외부 석영관(2)(3)에 필름이 증착되면 이 내,외부 석영관(2)(3)을 증착기 베이스(1)로부터 분리하여 세척제(예:HF 와 DI Water)로 세척하여 증착된 물질을 제거한 후 다시 반복 사용함으로써 증착된 물질에 의한 오염은 일시적으로 방지할 수 있으나, 세척을 자주해야 하므로 장치의 유지관리에 매우 번거로운 결함이 있으며, 내,외부 석영관(2)(3)을 HF로 세척하게 되면 부석에 의해 표면이 손상되어 미세한 가루 형상으로 떨어져 웨이퍼를 오염시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 증착로 가열수단의 열이 복사에 의해 직접 전열되는 것을 방지하고 전도(傳導)와 대류(對流)에 의한 간접 전열로써 증착공간내의 온도를 전체적으로 균일하게 유지할 수 있도록 함으로써 웨이퍼상에 증착되는 화합물 박막의 막질과 두께가 균일하게 되도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 증착로의 구조와 공급되는 화합물 소스가스의 유입 및 배출경로를 간소화함으로써 증착과정에서 발생되는 찌꺼기의 배출이 원활하게 이루어져 대상 웨이퍼의 오염을 배제할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 플라즈마를 적용함으로써 다양하고 우수한 화학적, 물리적 특성을 가지는 양질의 박막을 얻을 수 있으며, 불필요한 박막이 증착된 증착로를 해체하지 않고서도 간단하고 안전하게 세척할 수 있도록 함과 아울러 증착로의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 화합물 소스가스의 공급관을 간편하게 조립설치할 수 있도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 증착로에 간접전열 및 전극으로서의 기능을 부여함으로써 그 구조를 더욱 간소하게 함과 아울러 원가를 크게 절감할 수 있도록 한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 상술한 목적 이외의 다른 목적은 후술하는 상세한 설명으로부터 드러날 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상하부가 개방되고 하단 개구부는 개폐판에 의하여 개폐되며 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여 물질을 배출시키기 위한 배출관이 설치되는 증착기 베이스와, 이 증착기 베이스의 상부에 장착되어 내부에 증착공간을 형성하는 증착로와, 이 증착로의 증착공간내에 화합물 소스가스를 주입하기 위한 화합물 소스가스 주입수단과, 상기 개폐판상에 안착되는 보트와, 상기 증착로를 둘러싸는 간접전열부재와, 이 간접전열부재를 둘러싸는 증착로 가열수단 및 상기 플라즈마를 형성하기 위한 RF발생기로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치와, 상하부가 개방되고 하단 개구부는 개폐판에 의하여 개폐되며 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여물질을 배출시키기 위한 배출관이 설치되는 증착기 베이스와, 이 증착기 베이스의 상부에 장착되어 내부에 증착공간을 형성하며 간접전열 및 전극 기능을 가지는 증착로와, 이 증착로의 증착공간내에 화합물 소스가스를 주입하기 위한 화합물 소스가스 주입수단과, 상기 개폐판상에 안착되는 보트와, 상기 증착로를 둘러싸는 증착로 가열수단 및, 상기 플라즈마를 형성하기 위한 RF발생기로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치가 제공된다.

상기 증착로는 석영관으로 형성되고, 상기 보트와 간접전열부재는 SiC재질로 되어 상기 RF발생기의 출력전원이 보트와 간접전열부재에 인가되도록 한다. 증착로를 간접전열 및 전극 기능을 가지도록 하는 경우에는 단일 SiC관으로 구성한다.

상기 화합물 소스가스 주입수단은 증착기 베이스의 측벽을 상향 경사지게 관통하는 외부 주입관과, 이 외부 주입관의 내측단에 연통연결되어 그 상단이 보트 상단에 이르는 내부주입관으로 구성하거나, 외부 주입관과 내부 주입관을 분리하고, 증착기 베이스의 중간부에 요입턱부를 형성하여 상기 내부 주입관을 증착공간의 내부로부터 그 하단을 요입턱부의 저면에 천공된 관통공을 통해 관통시킨 다음 그 돌출단부에 외부 주입관을 연결구에 의하여 기밀하게 연결한다. 또한 상기 증착로를 구성하는 석영관이나 SiG관의 주벽 일측에는 상기 내부 주입관이 삽입되는 홈통부를 형성한다.

이하, 본 발명에 의한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치의 일 실시예를 보인 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 상하부가 개방되고 하단 개구부는 개폐판(11)에 의하여 개폐되며 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여물질을 배출시키기 위한 배출관(12)이 설치되는 증착기 베이스(10)와, 이 증착기 베이스(10)의 상부에 장착되어 내부에 증착공간(S)을 형성하는 증착로(20)와, 이 증착로(20)의 증착공간(S)내에 화합물 소스가스를 주입하기 위한 화합물 소스가스 주입수단(30)과, 상기 개폐판(11)상에 안착되는 보트(40)와, 상기 증착로(20)을 둘러싸는 간접전열부재(50)와, 이 간접전열부재(50)를 둘러싸는 증착로 가열수단(60) 및, 상기 플라즈마를 형성하기 위한 RF발생기(70)로 구성된다.

상기 증착기 베이스(10)는 증착설비에 고정설치되는 것으로 개폐판(11)은 승강기(도시되지 않음)에 의하여 승강개폐가능하게 설치된다.

상기 증착로(20)는 석영재질로 된 것으로 상단은 돔형으로 막히고 하단은 개방되어 그 증착공간(S)이 증착기 베이스(10)의 내부와 연통되도록 설치되는 것이다.

또한 증착기 베이스(10)의 하단면과 개폐판(11)사이 및 증착기 베이스(10)의 상단면과 증착로(20)의 하단시에는 패킹(13)(14)이 삽입되어 개폐판(11)을 폐쇄하였을 때 증착공간(S)내부가 기밀을 유지하도록 되어 있다.

도면에서 (15)(16)은 증착로(20)와 간접전열부재(50)를 증착기 베이스(10)에 고정하기 위한 클램프이고, (17)은 증착기 베이스(10)에 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환통로이다.

상기 증착로(20)는 상단이 막히고 하단이 개방되어 그 내부의 증착공간(S)이 증착기 베이스(10)의 내부공간과 연통되도록 설치되는 단일석영관(21)으로 구성된다.

상기 화합물 소스가스 주입수단(30)은 증착기 베이스910)의 측벽을 상향 경사지게 관통하는 외부주입관(31)과, 이 외부주입관(31)의 내측단에 연통연결되어 그 상단이 보트(40) 상단에 이르는 내부주입관(32)으로 이루어진다.

여기서 상기 외부주입관(31)은 수직선에 대하여 230°경사지게 설치하는 것이 바람직하며, 상기 내부주입관(32)은 상단은 개방되고 하단은 막힌 것으로 그 하단은 외부주입관(31)과의 연결부위 보다 하방으로 연장되는 상태로 구성되어 있다.

상기 외부주입관(31)을 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)에 관통설치함에 있어서는 증착기 베이스(10)의 일측벽에 관통공(18)을 천공하고 외부석영관(31)을 증착공간(S)의 내부로부터 관통공(18)을 통해 삽입하는 것으로 관통공(18)과 외부석영관(31)사이에는 기밀을 유지하기 위한 실링부재(33)가 끼워진다.

도면에서 34는 외부주입관(31)을 화합물 소스가스 공급관(35)에 연결하기 위한 연결구이다.

상기 보트(40)는 3개의 다리를 가지는 웨이퍼 탑재부(41)와 이 탑재부(41)를 개폐판(11)상에 지지하기 위한 지지대(42)로 구성되며, 탑재부(41)을 구성하는 각 다리에는 웨이퍼(W)가 끼워지는 다수개의 웨이퍼 삽입홈이 형성되는 것으로, 웨이퍼 탑재부(41)와 지지대(42)는 SiC재질로 성형되어 플라즈마를 적용할 경우 그 자체가 RF발생기(70)에 전기적으로 연결되는 하나의 전극으로서의 기능을 수행하도록 구성되며, 절연을 위하여 상기 개폐판(11)과 지지대(42)사이에는 절연재(43)을 삽입하여 RF발생기(70)의 일측 출력단에 연결된 도전선(71)이 탑재부(41)와 보트지지대(41)에만 접속되고 여타 부분에 대하여는 절연상태를 유지하도록 구성되어 있다.

상기 간접전열부재(50)는 SiC재질로 성형된 것으로, 증착로 가열수단(60)에서 발생되는 열이 증착공간(S)에 전달됨에 있어서 복사(輹射)에 의하여 직접 전열되지 않고 전도(傳導)와 대류(對流)에 의하여 간접적으로 전열되도록 함과 아울러 RF발생기(70)의 타측 출력단에 연결된 도전선(72)이 접속되어 상기 보트(40)와 상대되는 다른 전극으로서의 기능을 수행하도록 구성되어 있다.

또한 상기 증착로(200를 구성하는 단일 석영관(21)과 간접전열부재(50) 사이의 공간은 적정한 진공을 요구하는 것이 아니므로 대기압상태로 유지되는 것이다.

상기 증착로 가열수단(60)은 전기적인 에너지에 의하여 발열되는 전열히터이다.

상기 도전선(72)을 간접전열부재(50)에 접속함에 있어서도 상기 클램프(15,16)등과는 절연상태를 유지할 수 있도록 절연재(도시되지 않음)를 사용한다.

상기 RF발생기(70)는 플라즈마를 형성하는 데 필요한 고주파를 발생시키는 것으로 통상적인 것이 사용된다.

이하, 본 실시예에 의한 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치의 작용효과를 설명한다.

제1도는 웨이퍼(W)가 탑재된 보트(40)를 개폐판(11)상에 장착하고 증착공간( S)내에 로딩완료한 상태를 보인 것으로, 이 상태에서 증착로(20)내부의 증착공간(S)내부를 적정 진공도로 유지시킴과 아울러 증착로 가열수단(60)에 의하여 가열하여 적정 공정온도(대략 100∼1,100℃)로 유지시킨다.

이 상태에서 상기 화합물 소스가스 주입수단(30)을 통하여 증착공간(S)내에 원하는 박막에 대응하는 화합물 소스가스를 주입하면 원하는 화합물 박막이 증착되는 것이다.

이때, 상기 증착로 가열수단(60)에서 발생되는 열은 복사에 의하여 직접 가열되지 않고 일차적으로 간접전열부재(50)에 전달된 후 이로부터 전도와 대류에 의하여 간접적으로 가열되어 증착공간(S)내부가 국부적으로 과열되거나 적정온도에 미달되는 일이 없이 전체적으로 균일하게 가열되어 로딩된 웨이퍼(W)가 전반적으로 균일하게 가열됨과 아울러 화합물 소스가스 주입수단(30)을 통해 주입되는 화합물 소스가스는 내부주입관(32)의 상단에서 보트(40)의 상단부근으로부터 증착공간(S)내로 분출되어 하강하면서 보트(40)에 탑재되어 있는 웨이퍼(W)에 접촉하는 것이므로 보트(40)에 탑재된 다수개의 웨이퍼(W)에 균일한 막질과 두께의 박막이 증착되는 것이다.

여기서 원하는 화합물 박막의 종류와 조건에 따라서는 화합물 소스가스를 주입하면서 RF발생기(70)를 가동시켜 보트(40)와 간접전열부재(50)에 고주파 전원을 인가시킴으로써 증착로(20)내에 플라즈마를 발생시켜 원하는 박막을 증착시키는 것으로 다양하고 우수한 막질의 화합물 박막을 얻을 수 있게 되는 것이다.

즉, 플라즈마는 보트(40)와 간접전열부재(50)사이, 즉 보트(40)의 외부에서만 발생되므로 증착공정 온도를 낮출 수 있어 서로 다른 열분해 온도를 가지는 화합물 소스가스들을 사용하는 경우에도 온도에 따른 증착공정 조건의 최적화 유지를 위한 관리가 용이하게 되며, 또한 종래 높은 증착공정온도로 인하여 야기되었던 각 웨이퍼 박막간의 열충격에 따른 물리적 특성변화를 배제할 수 있어 고집적화 및 대량생산에 지장이 없게 되는 것이다.

또한 증착과정에서 발생된 증착로(20)내면에 증착된 박막등을 제거하거나 이물질을 세척하는 경우에도 플라즈마를 발생시켜 원하는 증착시킬 수도 있는 바, 이 경우 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)과 보트(40)를 분해하지 않고서도 간편하게 세척할 수 있으며, 세척과정에서 손상을 입히는 일이 없게 되어 증착로(20)의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 상기 화합물 소스가스 주입수단(30)의 외부 주입관(31)을 경사지게 설치하는 것이므로 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)과 주입수단(30)의 조립이 매우 간편하게 이루어지게 되는 것이다.

즉, 상기 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)과 화합물 소스가스 주입수단(30)을 조립함에 있어서는 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)을 증착기 베이스(10)에 장착하고 개폐판(11)과 보트(40)를 하강시킨 상태에서 주입수단(30)을 석영관(21)의 우측(도면에 도시한 상태에서 우측)으로 편위시키고 석영관(21)의 하부로부터 들어올려 외부 주입관(31)의 하단부를 관통공(18)에 일치시키고 좌측(도면에 도시한 상태에서 좌측)으로 이동시킴과 동시에 하강시켜 외부주입관(31)이 석영관(21)의 외부로 관통돌출되게 하는 것인바, 만일 외부 조입관(31)이 수직선에 대하여 직각(수평)으로 형성되어 있는 경우에는 초기에 주입수단(30)을 우측으로 편위시키는 거리가 크게되어 그 작업에 제약을 받게 되는 문제점이 있게 된다.

즉, 통상적으로 종형 저압 화학 증기 증착장치는 증착기 베이스(10)는 공장의 상,하층 사이에 설치되고 증착로(20)는 상층에 위치하게 되며, 보트(40)는 로딩된 상태에서는 증착로(20)와 함께 상층에 위치하게 되지만 언로딩된 상태에서는 하층에 위치하는 등 상,하 2개층에 걸쳐서 설치되는 것으로 이와 같은 조건에서 상술한 바와 같이 조립함에 있어서 외부 주입관(31)이 수직선에 대하여 직각(수평)으로 형성되는 경우에는 그 작업이 매우 어렵게 되는 것이다.

본 발명에서는 외부 주입관(31)을 수직선에 대하여 경사지게 형성하고 있으므로 초기에 우측으로 편위시키는 거리가 짧게 되어 그 작업이 용이하게 되면서도 석영관(21)에 대한 외부 주입관(31)의 돌출길이를 직각(수평)으로 형성된 경우와 동일한 길이로 제작할 수 있게 되는 것이다.

제2도 및 제3도는 제1도의 실시예에서 화합물 소스가스 주입수단(30)을 변형한 실시예를 도시하는 것으로, 제2도의 실시예에서는 상기 화합물 소스가스 주입수단(30)의 내부 주입관(32)의 하단을 외부 주입관(31)과의 연결부위로 한정한 것이며, 제3도의 실시예에서는 화합물 소스가스 주입수단(30)을 구성하는 외부 주입관(31)과 내부 주입관(32)을 분리하고, 증착기 베이스(10)의 중간부에 요입턱부(18)을 형성하여 상기 내부 주입관(32)을 증착공간(S)의 내부로부터 그 하단을 요입부(19)의 저면에 천공된 관통공(19a)을 통해 관통시킨 다음 그 돌출단부에 외부 주입관(32)을 연결구(34)에 의하여 기밀하게 연결함으로써 화합물 소스가스 주입수단(30)의 조립이 더욱 간편하게 이루어지도록 한 것이다.

이들 실시예에서 여타 구성 부분은 상술한 제1도의 실시예에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

제4도 내지 제6도는 제1도 내지 제3도의 실시예에서 증착로를 변형한 실시예를 도시한 종단면도로서, 이들 실시예에서는 증착로(20)를 구성하는 석영관(21)을 중단 이하의 대경부(21a)와 그 상부에서 상단에 이르는 소경부(21b)로 형성함과 아울러 상기 소경부(21b)에는 그 상단이 보트(40)의 상단에 이르는 홈통부(22)를 형성하고 이 홈통부(22)내에 상기 내부 주입관(32)을 삽입설치한 것이다.

이들 실시예에서는 홈통부(22)을 제외한 소경부(21b)의 내부면에서 보트40)의 탑재부(41)에 이르는 반경 방향 거리가 일정하게 되므로 각 웨이퍼(W)들에 대한 화합물 소스가스의 접촉이 더욱 균일하게 이루어지게 되어 균일한 막질과 두께를 가지는 화합물 박막을 얻을 수 있게 되는 것이며, 여타 구성 부분은 상술한 실시예들과 각각 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

제7도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는 것으로, 본 실시예에서는 증착로(20A)를 SiC관(21A)로 구성함으로써 석영관을 사용하지 않고 단일 SiC관(21A)만으로써 증착공간(S)를 형성함과 아울러 간접전열 및 전극 기능을 수행하도록 한 것이다.

이러한 본 실시예에서는 별도의 석영관을 사용하지 않고 하나의 SiC관(21A)만으로써 증착공간(S)를 구성함과 아울러 증착로 가열수단(60)에서의 열을 간접적으로 전열시킬 수 있음과 아울러 플라즈마를 적용할 경우 전극으로서의 기능을 수행할 수 있게 되는 것으로, 별도의 석영관을 사용하지 않음으로써 상술한 제1도 내지 제6도에서 두개의 클램프를 사용하던 것을 하나의 클램프(15)만을 사용하면 되므로 구조가 더욱 간소화됨과 아울러 원가를 크게 절감할 수 있게 되는 것이다.

본 실시예에서 여타 구성 부분은 상술한 제1도의 실시예에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였으며, 단 증착로(20A)에 대하여는 A를 첨서하였다.

제8도 및 제9도는 제7도의 실시예에서 화합물 소스가스 주입수단(30)을 변형한 실시예를 도시하는 것으로, 제8도의 실시에에서는 상기 화합물 소스가스 주입수단(30)의 내부 주입관(32)의 하단을 외부 주입관(31)과의 연결부위로 한정한 것이며, 제9도의 실시예에서는 화합물 소스가스 주입수단(30)을 구성하는 외부 주입관(31)과 내부 주입관(32)을 분리하고, 증착기 베이스(10)의 중간부에 요입턱부(18)를 형성하여 상기 내부 주입관(32)을 증착공간(S)의 내부로부터 그 하단을 요입턱부(19)의저면에 천공된 관통공(19a)을 통해 관통시킨 다음 그 돌출단부에 외부 주입관(32)을 연결구(34)에 의하여 기밀하게 연결함으로써 화합물 소스가스 주입수단(30)의 조립이 더욱 간편하게 이루어지도록 한 것이다.

이들 실시예에서 여타 구성 부분은 상술한 제7도의 실시예에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

제10도 내지 제12도는 제7도 내지 제9도의 실시예에서 증착로를 변형한 실시예를 도시한 종단면도로서, 이들 실시예에서는 증착로(20A)을 구성하는 SiC관(21A)을 중단 이하의 대경부(21a)와 그 상부에서 상단에 이르는 소경부(21Ab)로 형성함과 아울러 상기 소경부(21Ab)에는 그 상단이 보트(40)의 상단에 이르는 홈통부(22A)를 형성하고 이 홈통부(22A)내에 상기 내부 주입관(32)을 삽입설치한 것이다.

이들 실시예에서는 홈통부(22A)을 제외한 소경부(21Ab)의 내주면에서 보트(40)의 탑재부(41)에 이르는 반경 방향 거리가 일정하게 되므로 각 웨이퍼(W)들에 대한 화합물 소스가스의 접촉이 더욱 균일하게 이루어지게 되어 균일한 막질과 두깨를 가지는 화합물 박막을 얻을 수 있게 되는 것이며, 여타 구성 부분은 상술한 실시예들과 각각 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 실시예로서만 국한되는 것은 아니며, 그 사상 및 범위내에서 다양한 변형이 가능한 것이다.

Claims (10)

1. 상하부가 개방되고 하단 개구부는 개폐단에 의하여 개폐되며 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여물질을 배출시키기 위한 배출관이 설치되는 증착기 베이스와, 이 증착기 베이스의 상부에 장착되어 내부에 증착공간을 형성하는 증착로와, 이 증착로의 증착공간내에 화합물 소스가스를 주입하기 위한 화합물 소스가스 주입수단과, 상기 개폐판상에 안착되는 보트와, 상기 증착로를 둘러싸는 간접전열부재와, 이 간접전열부재를 둘러싸는 증착로 가열수단 및, 상기 플라즈마를 형성하기 위한 RF발생기로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마가 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 증착로는 석영관으로 형성되고, 상기 보트와 간접전열부재는 SiC재질로 되어 상기 RF발생기의 출력전원이 보트와 간접전열부재에 인가되도록 하여서 된것을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 화합물 소스가스 주입수단은 증착기 베이스의 측벽을 상향 경사지게 관통하는 외부 주입관과, 이 외부 주입관의 내측단에 연통연결되어 그 상단이 보트 상단에 이르는 내부주입관으로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 화합물 소스가스 주입수단은 외부 주입관과 내부 주입관을 분리하고, 증착기 베이스의 중간부에 요입턱부를 형성하여 상기 내부 주입관을 증착공간의 내부로부터 그 하단을 요입턱부의 저면에 천공된 관통공을 통해 관통시킨 다음 그 돌출단부에 외부 주입관을 연결구에 의하여 기밀하게 연결하여서 된 것임을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서, 상기 증착로를 구성하는 석영관의 주벽 일측에는 상기 내부 주입관이 삽입되는 홈통부를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
6. 상하부가 개방되고 하단 개구부는 개폐판에 의하여 개폐되며 증착로 내부의 공기 및 증착후 잉여물질을 배출시키기 위한 배출관이 설치되는 증착기 베이스와, 이 증착기 베이스의 상부에 장착되어 내부에 증착공간을 형성하며 간접전열 및 전극 기능을 가지는 증착로와, 이 증착로의 증착공간내에 화합물 소스가스를 주입하기 위한 화합물 소스가스 주입수단과, 상기 개폐판상에 안착되는 보트와, 상기 증착로를 둘러싸는 증착로 가열수단 및, 상기 플라즈마를 형성하기 위한 RF발생기로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 증착로가 SiC관으로 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 화합물 소스가스 주입수단은 증착기 베이스의 측벽을 상향 경사지게 관통하는 외부 주입관과, 이 외부 주입관의 내측단에 연통연결되어 그 상단이 보트 상단에 이르는 내부주입관으로 구성됨을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 화합물 소스가스 주입수단은 외부 주입관과 내부 주입관을 분리하고, 증착기 베이스의 중간부에 요입턱부를 형성하여 상기 내부주입관을 증착공간의 내부로부터 그 하단을 요입턱부의 저면에 천공된 관통공을 통해 관통시킨 다음 그 돌출단부에 외부 주입관을 연결구에 의하여 기밀하게 연결하여서 된 것임을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.
10. 제6항 내지 제9항중 어느 한항에 있어서, 상기 증착로를 구성하는 SiC관의 주벽 일측에는 상기 내부 주입관이 삽입되는 홈통부를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 플라즈가마 적용된 종형 저압 화학 증기 증착장치.