KR100222570B1 - 화학기상막증착시스템의 케이지보우트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학기상막증착시스템의 케이지보우트에 관한 것으로, 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하고 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치에 로딩되는 케이지보우트와, 상기 케이지보우트의 하부 몸체를 이루고 웨이퍼를 수납하도록 슬롯이 내부에 형성된 바텀케이지와, 상기 케이지보우트의 상부 몸체를 이루고 상기 바텀케이지와 결합되도록 형성된 탑케이지와, 상기 바텀케이지의 외주면에 설치되어 상기 탑케이지가 상기 바텀케이지에 설치될 때 소정의 위치로 세팅되도록 하는 적어도 하나의 고정판과, 상기 케이지보우트의 앞면과 뒷면에 소정의 거리로 위치하여 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치내에서 가스의 흐름이 균일하게 분산되도록 하는 더미 케이지보우트을 포함하여 상기 케이지보우트가 상기 더미 케이지보우트사이에 하나로 형성되므로써, 반응장치내에서 케이지보우트의 주위에 가스의 분포가 일정하게 형성되어 가스분포의 불량으로 인하여 발생되는 증착두께 불량이 없으며 두께산포의 조절이 용이하다. 그리고 케이지보우트의 양 측면에 사용되는 더미 위이퍼가 필요없으므로 공정용 웨이퍼를 로딩할 수 있어 생산성의 향상을 가져온다. 또한, 바텀케이지에 설치되는 고정판에 의해서 위치를 설정하고 탑케이지와 바텀케이지의 위치를 고정하므로써 고정핀 방식에서 발생했던 고정핀의 파손이 없으므로 바텀케이지와 탑케이지의 위치설정이 안정된다.

Description

화학기상막증착시스템의 케이지보우트(The cage boat of a chemical vapor deposition system)

본 발명은 화학기상막증착시스템의 케이지보우트에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 화학기상막증착시스템에서 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하여 증착공정이 진행되는 반응장치로 로딩시키는 화학기상막증착시스템의 케이지보우트에 관한 것이다.

반도체의 집적도 향상에 따라서 각종 배선과 박막의 적층화에 대한 진행이 엄격히 요구되고 있는 가운데 화학기상막증착시스템(cemical vapor deposition system)은 반도체 제조공정에서 박막을 형성하는 장비로 광범위하게 사용되고 있는 주요 공정장비이다.

상기 화학기상막증착시스템에 사용되는 화학기상막증착법은 반응성이 강한 기체상태의 화합물을 반응장치의 내부에 주입하여 이를 빛 또는 열 또는 플라즈마(plasma), 그리고 전자파 또는 X-ray 또는 전기장 등을 이용하여 활성화시켜 웨이퍼의 표면에 양질의 막을 형성하는 기술을 말한다.

이와 같은 화학기상막증착법에 사용되는 시스템은 여러 종류가 있지만 다량의 웨이퍼를 동시에 처리할 수 있고 사용되는 기체의 양도 적으며 가격이 저렴하여 가장 많이 사용되고 있는 것은 저압 화학기상막증착시스템(low pressure cemical vapor deposition system)이다.

이와 같은 저압 화학기상막증착시스템에는 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하여 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치로 로딩시키는 케이지보우트가 있다. 이와 같은 케이지보우트는 웨이퍼를 수납할 수 있도록 형성된 슬롯을 내부에 가지고 있는 작업구라고 할 수 있으며 도 1에 도시한 바와 같은 반응장치로 로딩되고 언로딩되는 보트로더(10)에 의해서 반응장치로 이송된다.

즉, 도 1를 참조하면 상기 보트로더(10)는 소정의 간격으로 형성된 두 개의 알루미나 바(12)와, 상기 알루미나 바(12)를 가스중에서 보호하기 위하여 석영재질로 형성되어 상기 알루미나 바(12)를 감싸는 컨티레버 서포우트 튜브(14)와, 상기 두 개의 알루미나 바(12)를 소정의 간격을 유지하도록 두 개의 알루미나 바(12)를 고정하는 타이바(16)와, 상기 타이바(16)에 형성되어 케이지보우트가 위치하였을 때 그 위치를 세팅하기 위한 케이지 서포우트(20)을 포함하고 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 케이지보우트(30)는 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하여 반응장치로 로딩시킬뿐만아니라 바텀케이지(34)의 내부에 형성되어 있는 슬롯(40)에 웨이퍼를 수직으로 꽂아 유동을 방지하고 가스유입시 웨이퍼내에 가스가 일정하고 고르게 퍼지도록 한다. 이와 같은 케이지보우트(30)는 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하기 위하여 형성된 슬롯(40)이 있는 바텀케이지(34)와, 상기 바텀케이지(34)의 상부를 덮는 탑케이지(32)와, 상기 바텀케이지(34)와 탑케이지(32)를 고정하기 위하여 상기 바텀케이지(34)의 측면에 설치된 하고정핀(38)과, 상기 하고정핀과 결합되도록 형성되어 상기 탑케이지(32)에 설치된 상고정핀(36)으로 구성되어 있다.

이때, 상기 케이지보우트(30)는 상기 바텀케이지(34)에 탑케이지(32)를 덮고 공정을 진행할 수 있으며 탑케이지(32)를 덮지 않고 상기 바텀케이지(34)에 웨이퍼를 수납시킨 상태로 공정을 진행하는 경우도 있다.

도 3에 도시한 바와 같이 종래 화학기상막증착공정을 진행하는 방법은 웨이퍼를 수납한 4개의 상기 케이지보우트(30)를 상기 보우트로더(10)에 설치하고 상기 보우트로더(10)에 의해서 상기 케이지보우트(30)는 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치로 로딩된다. 각각의 케이지보우트(30) 사이에는 5~6cm 정도의 간격이 있으며, 화학기상막증착공정의 진행시 상기 케이지보우트(30)사이에 형성되는 간격부분에는 다량의 가스가 유입된다. 그리고 화학기상막증착공정이 진행되는 웨이퍼를 수납한 상기 4개의 케이지보우트(30)의 앞과 뒤에는 각각 더미 케이지보우트(24)가 설치된다. 이와 같은 상기 더미 케이지보우트(24)는 가스의 유입 또는 유출시 와류 작용을 일으켜 반응장치내에서 가스의 분포를 원활하게 하는 역할을 한다.

그러나, 상술한 바와 같은 화학기상막증착시스템의 케이지보우트에 의하면, 4개의 별개로 설치되는 상기 케이지보우트 사이의 간격에 유입되어 분포되는 다량의 가스에 의해서 상대적으로 간격이 없는 부분보다 가스가 점유하는 확률이 높아 증착두께가 높게 형성되거나 불균일한 산포가 발생되어 증착두께의 차이가 크게 나타난다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 케이지보우트의 양 측면의 슬롯에 생산성이 없는 더미 웨이퍼를 꽂아 두게 되어 그 만큼 공정용 웨이퍼의 수량이 줄어드는 문제점이 발생된다. 또한, 바텀케이지와 탑케이지의 조립위치를 정확하게 하고 위치를 고정하기 위하여 설치된 상고정핀과 하고정핀 중에서 상기 바텀케이지와 탑케이지를 분리하고 조립할 때 상기 상고정핀이 쉽게 파손되므로 고정핀의 역할을 하지 못하는 경우가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 케이지보우트 사이에 발생되는 간격에 유입되어 증착두께를 불량하게 하는 가스를 효율적으로 감소시켜 반응장치에서 가스의 분포를 일정하게 유지시켜주고, 탑케이지를 바텀케이지로부터 열고 닫을 때 고정핀이 파손되어 고정핀으로써 역할을 하지 못하는 것을 방지할 수 있는 새로운 형태의 화학기상막증착시스템의 케이지보우트를 제공하는데 있다.

도 1은 화학기상막증착에 사용되는 보우트 로더를 도시한 평면도,

도 2는 종래 케이지보우트를 도시한 사시도,

도 3은 보우트 로더에 종래 케이지보우트가 설치된 상태를 도시한 정면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화학기상막증착시스템의 케이지보우트를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화학기상막증착시스템의 케이지보우트를 도시한 측면도,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화학기상막증착시스템의 케이지보우트가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 보우트 로더 11 : 반응장치

13 : 이송바 24 : 더미 케이지보우트

26 : 가스 30,50 : 케이지보우트

32,52 : 탑케이지 34,54 : 바텀케이지

36 : 상고정핀 38 : 하고정핀

40,58 : 슬롯 56 : 고정판

60 : 상이동대 62 : 하이동대

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼를 수납하고 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치에 로딩되는 케이지보우트와, 상기 케이지보우트의 하부 몸체를 이루고 웨이퍼를 수납하도록 슬롯이 내부에 형성된 바텀케이지와, 상기 케이지보우트의 상부 몸체를 이루고 상기 바텀케이지와 결합되도록 형성된 탑케이지와, 상기 바텀케이지의 외주면에 설치되어 상기 탑케이지가 상기 바텀케이지에 설치될 때 소정의 위치로 세팅되도록 하는 적어도 하나의 고정판과, 상기 케이지보우트의 앞면과 뒷면에 소정의 거리로 위치하여 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치내에서 가스의 흐름이 균일하게 분산되도록 하는 더미 케이지보우트을 포함하여 상기 케이지보우트가 상기 더미 케이지보우트사이에 하나로 형성된다.

이와 같은 본 발명에서 상기 고정판은 기역자 형태로 형성되고 상기 바텀케이지의 네 모서리에 결합되며 모서리를 이루는 두면에 접촉되는 형태로 소정의 높이가 돌출되도록 상기 바텀케이지에 결합된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 4 및 도 6에 의거하여 상세히 설명하며, 도 2 및 도 3에 도시된 화학기상막증착시스템의 케이지보우트의 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 4에 도시한 바와 같이 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼(33)를 수납하고 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치(11)에 로딩되는 케이지보우트(50)는 상기 케이지보우트(50)의 하부 몸체를 이루고 웨이퍼(33)를 수납하도록 슬롯(58)이 내부에 형성된 바텀케이지(54)와, 상기 케이지보우트(50)의 상부 몸체를 이루고 상기 바텀케이지(54)와 결합되도록 형성된 탑케이지(52)와, 상기 바텀케이지(54)의 외주면에 설치되어 상기 탑케이지(52)가 상기 바텀케이지(54)에 설치될 때 소정의 위치로 세팅되도록 하는 적어도 하나의 고정판(56)으로 구성되어 있다.

이때, 상기 고정판(56)은 기역자 형태로 형성된 소정길이의 앵글이고 상기 바텀케이지(54)의 네 모서리에 결합되며 두 모서리에 접촉되는 형태로 소정의 높이가 돌출되도록 상기 바텀케이지(45)에 결합되며, 상기 결합방법은 용접방법을 사용할 수 있다.

그리고 상기 바텀케이지(54)에는 하이동대(62)를 설치하고, 상기 탑케이지(52)에는 상이동대(60)를 설치하여 상기 바텀케이지(54)와 탑케이지(52)의 이동시 편리하고 안전하게 이용할 수 있도록 한다.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상기 고정판(56)이 설치된 케이지보우트(50)는 바텀케이지(54)와 톱케이지(52)를 안정되게 결합시켜준다.

도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 화학기상막증착시스템의 케이지보우트는 상기 케이지보우트의 앞면과 뒷면에 소정의 거리로 위치하여 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치내에서 가스의 흐름이 균일하게 분산되도록 하는 더미 케이지보우트(24)의 사이에 상기 케이지보우트(50)가 1개의 형태로 형성됨을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명을 적용하면 반응장치내에서 케이지보우트의 주위에 가스의 분포가 일정하게 형성되어 가스분포의 불량으로 인하여 발생되는 증착두께 불량이 없으며 두께산포의 조절이 용이하다. 그리고 케이지보우트의 양 측면에 사용되는 더미 위이퍼가 필요없으므로 공정용 웨이퍼를 로딩할 수 있어 생산성의 향상을 가져온다. 또한, 바텀케이지에 설치되는 고정판에 의해서 위치를 설정하고 탑케이지와 바텀케이지의 위치를 고정하므로써 고정핀 방식에서 발생했던 고정핀의 파손이 없으므로 바텀케이지와 탑케이지의 위치설정이 안정된다.

Claims (2)

1. 화학기상막증착공정이 수행되는 웨이퍼(33)를 수납하고 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치(11)에 로딩되는 케이지보우트(50)와;

   상기 케이지보우트(50)의 하부 몸체를 이루고 웨이퍼(33)를 수납하도록 슬롯(58)이 내부에 형성된 바텀케이지(54)와;

   상기 케이지보우트(50)의 상부 몸체를 이루고 상기 바텀케이지(54)와 결합되도록 형성된 탑케이지(52)와;

   상기 바텀케이지(54)의 외주면에 설치되어 상기 탑케이지(52)가 상기 바텀케이지(54)에 설치될 때 소정의 위치로 세팅되도록 하는 적어도 하나의 고정판(56)과;

   상기 케이지보우트의 앞면과 뒷면에 소정의 거리로 위치하여 화학기상막증착공정이 수행되는 반응장치내에서 가스의 흐름이 균일하게 분산되도록 하는 더미 케이지보우트(24)을 포함하여 상기 케이지보우트(50)가 상기 더미 케이지보우트(24)사이에 하나로 형성되어 설치되는 화학기상막증착시스템의 케이지보우트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정판(56)은 기역자 형태로 형성되고 상기 바텀케이지(54)의 네 모서리에 결합되며 모서리를 이루는 두면에 접촉되는 형태로 소정의 높이가 돌출되도록 상기 바텀케이지(45)에 결합되는 화학기상막증착시스템의 케이지보우트.