KR0136815Y1 - 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치 - Google Patents

웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치는 고체소오스가 담긴 보트가 안착되고, 상기 고체 소오스를 기화시키기 위한 가열수단이 형성된 소오스반응실과, 기화된 고체소오스가 보관되고 고체소오스의 기화상태를 유지시키기 위한 온도유지수단이 형성된 소오스보관실과, 기화된 고체소오스가 웨이퍼 상에 증착공정이 진행되는 반응실과, 소오스반응실과 소오스보관실을 연결시키는 제1연결관과, 소오스보관실과 보관실을 연결시키는 제2연결관과, 제1가스주입관과 제2가스주입관을 연결시키는 제3연결관과, 제3연결관과 제2연결관에 연결된 배기관과, 소오스반응실에 연결된 제1가스공급관과, 소오스보관실에 연결된 제2가스공급관과, 제2연결관에 연결된 제3가스공급관을 구비한 것이 특징이다.
따라서, 본 고안의 장치에서는 기화된 고체소오스를 일정한 양만큼 일정시간동안 공급할 수 있으며, 고체소오스가 담긴 보오트를 소오스반응실 내로 안착시킬때에 소오스반응실뿐만 아니라 웨이퍼증착이 진행되는 반응실내로 유입되는 외부공기의 양이 감소되어 웨이퍼 증착의 불량율이 감소된다.

Description

웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치
제1도는 종래의 웨이퍼 증착정비의 기호된 고체소오스 공급장치를 도시한 도면.
제2도는 본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 반응실 11, 21 : 소오스반응실
12 : 유량조절밸브 13 : 가스주입관
14 : 가열챔버 22 : 제1유량조절밸브
23 : 제2유량조절밸브 24 : 제3유량조절밸브
25 : 제1가스주입관 26 : 제2가스주입관
27 : 제3가스주입관 28 : 소오스보관실
29 : 제1연결관 30 : 제2연결관
31 : 제3연결관 32 : 3중밸브
33, 33' : 가열코일 34 : 배기관
35, 35', 35 : 척밸브
본 고안은 고체소오스(source)를 가열시킴으로서 기화된 고체소오스를 웨이퍼(wafer)에 증착하는 공정에 있어서, 기화된 고체소오스에 이동가스를 불어주어 반응실로 운반시키도록 가스의 유량을 조절하는 것에 적당하도록 한 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치에 관한 것이다.
웨이퍼 증착장비에서 Sb2O3등의 고체소오스는 가열하여 기화상태로 한 후에 웨이퍼 상에 증착시키고 있으며, 이동가스에 의해 기화된 고체소오스가 웨이퍼 증착을 진행시키는 반응실 내로 주입되도록 하고 있다.
제1도는 종래의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치를 도시한 도면이다. 이하 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.
종래의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치는 고체소오스가 담긴 보트(boat)가 안착되는 소오스반응실(11)과, 기화된 고체소오스로 웨이퍼에 증착을 진행시키는 반응실(10)과, 기화된 고체소오스를 이동시키기 위한 이동가스를 공급하기 위하여 가스보관실과 소오스반응실(11)을 연결시키는 가스주입관(13)과, 가스주입관(13)에 형성되어 소오스반응실(11)로 주입되는 이동가스의 유량을 조절하는 유량조절밸브(12)와, 소오스반응실(11)과 반응실의 외측에 부착되어 형성된 가열챔버(14)로 이루어진다.
종래의 고체소오스를 이용한 증착공정의 가스유량조절장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 고체소오스가 담긴 보트를 소오스반응실(11)에 안착시킨 후 가열챔버(14)로 소오스반응실(11)을 가열시킨다. 이때, 고체소오스는 가열되어 기화상태로 만든다.
그런 후 가스주입관(13)으로부터 기화된 고체소오스에 가스를 불어주면 이 기화된 고체소오스는 반응실(10)로 보내지게 되고, 웨이퍼에 증착된다.
이때, 유량조절밸브(12)는 가스주입관(13)과 연결되어 주입되는 가스의 양을 조절하는 기능을 갖는다.
그러나 종래의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치로는 이러한 중착 공정에 사용하는 기화된 고체소오스의 공급양을 조절하기에 어려움이 있을 뿐더러, 소오스반응실에 안착되는 고체소오스를 교체하는 동안 외부 공기가 내부의 반응실내로 유입되어 웨이퍼 상의 증착이 불량하게 되는 문제가 발생되었다.
본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치는 이러한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 가스공급장치의 구성을 개량하여 기화된 고체소오스의 공급양을 적절하게 조절할 수 있도록 하고, 외부공기에 의한 영향이 감소되도록 하는 것이 그 목적이다.
본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치는 고체소오스가 담긴 보트가 안착되고, 상기 고체 소오스를 기화시키기 위한 가열수단이 형성된 소오스반응실과, 기화된 고체소오스가 보관되고 고체소오스의 기화상태를 유지시키기 위한 온도유지수단이 형성된 소오스보관실과, 기화된 고체소오스가 웨이퍼 상에 증착공정이 진행되는 반응실과, 소오스반응실과 소오스보관실을 연결시키는 제1연결관과, 소오스보관실과 보관실을 연결시키는 제2연결관과, 제1가스주입관과 제2가스주입관을 연결시키는 제3연결관과, 제3연결관과 제2연결관에 연결된 배기관과, 소오스반응실에 연결된 제1가스공급관과, 소오스보관실에 연결된 제2가스공급관, 제2연결관에 연결된 제3가스공급관을 구비한 것이 특징이다.
제2도는 본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치를 도시한 도면으로, 이하 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.
제2도에서와 같이, 고체 소오스를 이용하는 웨이퍼 증착장비에서 웨이퍼 증착을 진행시키는 반응실(20)에 기화된 고체소오스를 공급하기 위한 웨이퍼 증측장비의 기화된 고체소오스를 공급하기 위한 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치에 있어서, 내부에 고체소오스가 담긴 보트가 안착되고, 고체 소오스를 기화시키기 위한 가열수단으로 외벽에 가열코일(33)을 부착시킨 소오스반응실(21)과, 소오스반응실(21)에 연결되어 있는 제1가스주입관(25)과, 제1가스주입관(25)에 형성되어 있는 제1유량조절밸브(22)와, 내부에 기화된 고체소오스가 보관되고, 기화된 고체소오스의 기화상태를 유지시키기 위한 온도 유지수단으로 외벽에 가열코일(33')을 부착시킨 소오스보관실(28)과, 소오스보관실(28)에 연결되어 있는 제2가스주입관(26)과, 제2가스주입관(26)에 형성되어 있는 제2유량조절밸브(23)와, 소오스반응실(21)과, 소오스보관실(28)을 연결시키는 제1연결관(29)과, 소오스보관실(28)과 반응실(20)을 연결시켜 주는 제2연결관(30)과, 제2연결관(30)에서 형성된 3중밸브(32)와, 3중밸브(32)와 반응실(20)사이의 제2연결관(30)에 연결되어 있는 제3가스주입관(27)과, 제3가스주입관(27)에 형성된 제3유량조절밸브(24)와, 3중밸브(32)에 연결된 배기관(34)과, 배기관(34)과 제1연결관(29)을 연결시키는 제3연결관(31)으로 이루어진다.
이때, 제1연결관(29)과, 제2연결관(30)과, 제3연결관(31)에는 역류방지수단이 추가로 형성되는데, 역류방지수단으로는 제1연결관(29)에서 소오스반응실(22)과, 제3연결관(31)의 연결부위 사이와, 제2연결관(30)에서 3중밸브(32)와 소오스보관실(28)사이와, 제3연결관(31)에 척밸브(35)(35')(35)를 형성시킨다.
그리고 제1가스주입관(25)으로는 소오스반응실(22)에서 발생된 기화된 고체소오스를 소오스반응실(22) 또는 제3연결관(31)을 통하여 배기라인으로 이동시키기 위한 이동가스인 질소(N2)가스를 주입시키고, 제2가스주입관(26)으로는 소오스보관실(28)에서 보관된 기화된 고체소오스를 제2연결관(30)으로 이동시키기 위한 이동가스인 질소(N2)가스를 주입시키고, 제3가스주입관(27)으로는 소오스보관실(28)에 보관되어 제2가스주입관(26)으로 부터 보내진 이동가스로 불어져 제2연결관(30)에 있는 기화된 고체소오스를 웨이퍼 증착을 진행시키는 반응실(20)로 이동시키기 위한 이동가스인 고농도의 질소(N2)가스와, 반응실(20)을 산소분위기로 하기 위한 저농도의 산소(O2)가스를 주입시킨다.
본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치의 동작에 대해 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 내부에 고체소오스가 담긴 보트를 소오스반응실(21)에 안착시킨 후, 가열코일(33)(33')로 소오스반응실(21)을 가열시켜 고체소오스를 기화상태로 만든다.
그런 후, 제1가스주입관(25)으로부터 기화된 고체소오스에 가스를 불어주면 이 기화된 고체소오스는 제1연결관(29)을 통하여 일부는 기화된 고체소오스의 기화상태를 유지시키기 위한 온도유지수단으로 외벽에 가열코일(33')을 부착시킨 소오스보관실(28)로 보내지게 되며, 또 다른 일부는 소오스반응실(21)에서 소오스보관실(28)로 보내지는 가스가 역류하지 않도록 하기 위한 척밸브(35)가 존재하는 제3연결관(31)으로 보내지게 되어 배기된다.
이때, 소오스반응실(21)에 공급되는 가스의 양은 제1가스주입관(25)과 소오스반응실(21)사이에 위치한 제1유량조절밸브에 의해서 조절된다.
또, 소오스반응실(21)과 소오스보관실(28)사이의 제1연결관(29)의 가스가 다시 소오스반응실(21)로 역류가 되지 않도록 하기 위한 척밸브(35)가 존재한다.
그리고, 소오스보관실(28)로 보내진 기화된 고체소오스는 다시 제2가스주입관(26)으로부터 가스를 불어주며, 이때 소오스보관실(28)에 공급되는 가스의 양은 제2가스주입관(26)과 소오스보관실(28)사이에 위치한 제2유량조절밸브(23)에 의해서 조절된다.
가스 역류방지기능의 척밸브(35')가 위치한 제2연결관(30)을 통하여 제3가스주입관(27)으로부터 보내진 가스와 함께 반응실(20)로 보내진다. 이때, 반응실(20)의 가스가 포화상태가 되면 3중밸브(32)가 차단이 되어 제2연결관(30)에 존재하고 있는 가스는 배기관(34)을 통하여 외부로 배출이 된다.
그 후에 제2연결관을 통하여 보내진 기화된 고체소오스는, 제3가스주입관(27)으로부터 보내진 가스로 다시 불어지고, 가열챔버에 의해서 가열된 반응실(20)에 도착되어 웨이퍼에 증착이 된다.
이때 반응실(20)에 공급되는 가스의 양은 제3가스주입관(27)과 제2연결관(30)사이에 위치한 제3유량조절밸브(24)에 의해서 조절된다.
본 고안의 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치에서는 기화된 고체소오스를 일정한 양만큼 일정시간동안 공급할 수 있으며, 종래 기술에서와 같이 고체소오스가 담긴 보오트를 소오스반응실 내로 안착시킬때에 소오스반응실뿐만 아니라 웨이퍼 증착이 진행되는 반응실내로 유입되는 외부공기의 양이 감소되어 웨이퍼 증착의 불량율이 감소된다.

Claims (8)

  1. 기화된 고체소오스를 반응실로 공급시키어 웨이퍼 상에 박막을 증착을 진행시키기 위한 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치에 있어서, 고체소오스가 담긴 보트가 안착되고, 상기 고체 소오스를 기화시키기 위한 가열 수단이 형성된 소오스반응실과, 상기 기화된 고체소오스가 보관되고, 상기 고체소오스의 기화상태를 유지시키기 위한 온도유지수단이 형성된 소오스보관실과, 상기 기화된 고체소오스가 웨이퍼 상에 증착 공정이 진행되는 반응실과, 상기 소오스반응실과 상기 소오스보관실을 연결시키는 제1연결관과, 상기 소오스보관실과 상기 보관실을 연결시키는 제2연결관과, 상기 제1가스주입관과 상기 제2가스주입관을 연결시키는 제3연결관과 제3연결관과 제2연결관에 연결된 배기관과, 상기 소오스반응실에 연결된 제1가스공급관과, 상기 소오스보관실에 연결된 제2가스보관실과, 상기 제2연결관에 연결된 제3가스공급관을 구비한 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1연결관과, 상기 제2연결관과, 상기 제3연결관에는 각각 유량조절밸브 및 역류방지수단이 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 역류방지수단으로는 상기 제1연결관에서 상기 소오스반응실과 상기 제3연결관의 연결부위 사이와, 상기 제2연결관에서 상기 3중밸브와 상기 소오스보관실 사이와, 상기 제3연결관에 척밸브를 형성시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가열수단은 상기 소오스반응실의 외벽에 가열코일을 부착시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 온도유지수단은 상기 소오스보관실의 외벽에 가열코일을 부착시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1가스주입관으로는 상기 소오스반응실에서 발생된 기화된 고체소오스를 상기 소오스반응실 또는 상기 제3연결관을 통하여 상기 배기관으로 이동시키기 위한 이동가스를 주입시키고, 상기 제2가스주입관으로는 상기 소오스보관실에서 보관된 기화된 고체소오스를 상기 3중밸브로 이동시키기 위한 이동가스를 주입시키고, 상기 제3가스주입관으로는 상기 소오스보관실에 보관되어 있는 기화된 고체소오스를 이동시키기 위한 이동가스와 상기 반응실을 산소분위기로 하기 위한 저농도의 산소가스를 주입시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3가스주입관에서 주입되는 이동가스는 상기 제1가스주입관과 상기 제2가스주입관으로 주입되는 이동가스의 농도보다 높은 농도의 이동가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1가스주입관과 상기 제2가스주입관과 상기 제3가스주입관에 주입되는 이동가스는 질소(N2)가스인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 증착장비의 기화된 고체소오스 공급장치.
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