KR100230151B1 - 저압 화학기상증착 설비의 종형 확산로에서 사용되는 가스노즐 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저압 화학기상증착(LPCVD) 설비의 종형 확산로(vertical furnace)에서 증착 공정시 사용되는 가스 노즐(gas nozzle) 고정장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 증착성능이 향상되도록 증착 프로세스중에 가스 노즐이 밀리거나 유동하는 것을 방지하는 가스노즐 고정장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 반도체 디바이스 제조시스템의 화학기상증착 설비에 사용되는 종형 확산로에 설치되어 외부로부터 유입되는 가스를 분사하는 가스 노즐을 고정하는 가스노즐 고정장치에 있어서, 상기 노즐의 세팅방향과 같은 방향으로 설치되어 상기 노즐의 밀림이나 유동을 방지하도록 상기 노즐을 밀착 지지하는 노즐 유동방지 수단과, 상기 종형 확산로의 내부 튜브에 결합되어 고정되며, 상기 노즐 유동방지 수단을 지지하는 지지수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이로써, 본 발명은 소정의 노즐유동 방지부재를 부가 설치하여 가스노즐의 밀림 현상이나 유동을 방지함으로써 프로세스중에 있는 반도체 제조물의 불량을 감소시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

저압 화학기상증착 설비의 종형 확산로에서 사용되는 가스노즐 고정장치{Apparatus for fixing gas nozzle in vertical furnace of an LPCVD equipment}

본 발명은 저압 화학기상증착(LPCVD) 설비의 종형 확산로(vertical furnace)에서 증착 공정시 사용되는 가스 노즐(gas nozzle) 고정장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 증착성능이 향상되도록 증착 프로세스중에 가스 노즐이 밀리거나 유동하는 것을 방지하는 가스노즐 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에 이용되는 화학기상증착(이하, ??CVD??라 약칭한다)이란 것은, 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막이나 에피층을 형성하는 것이다. 박막을 형성하는 과정은 실리콘 웨이퍼에 있는 물질을 이용하지 않고 주로 가스를 외부로부터 반응실로 인입하여 이루어지기 때문에, CVD는 다른 반도체 공정과는 구별된다. 인입된 반응 가스를 분해하는 데는 열, RF 전력에 의한 플라즈마 에너지, 레이저 또는 자외선의 광 에너지가 이용되며, 기판의 가열에 의하여 분해된 원자나 분자의 반응을 촉진하거나 형성된 박막의 물리적 성질을 조절하기도 한다. CVD는 공정중의 반응실의 진공도에 따라 대기압 화학기상증착(APCVD)과 저압 화학기상증착(LPCVD)으로 나뉘어지며, 본 발명에서 다루고자하는 것은 저압 화학기상증착의 종형 확산로의 실리콘 증착공정에서 사용되는 가스노즐 고정장치의 개선에 관한 것이다.

상기의 가스 노즐이 종형확산로에 설치되어 있는 형태를 도 1에 나타내 보였다. 도 1을 참조하면, 종형확산로(10)는 내부 튜브(1)와, 쿼츠 캡(quartz cap; 3), 플랜지부(4), 보트 로드(boat rod;5), 및 상기 내부 튜브(2)내에 직립으로 세팅되어 가스를 분사하는 가스노즐(6)을 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종형 확산로(10)에서 상기 가스노즐(6)은 O-링(미도시)과 같은 부재에 의해 직립상태를 유지하면서 가스를 분사하는데, 이때 가스노즐(6)은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 튜브(1)내의 진공압력에 의해 밀리거나, 가스 유속에 의해 유동하여 상기 쿼츠 캡(3) 또는 보트 로드(5) 같은 것과 마찰을 일으켜 쿼츠(quartz)성 가루를 발생시킨다. 따라서, 상기와 같이 가스노즐이 프로세스중에 밀리거나 유동하여 쿼츠성 가루를 발생하게 되면, 이 가루가 공정중에 있는 웨이퍼에 영향을 미쳐 파티클(particle)을 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 소정의 노즐유동 방지부재를 부가 설치하여 가스노즐의 밀림 현상이나 유동을 방지함으로써 프로세스중에 있는 반도체 제조물의 불량을 감소시킬 수 있는 가스노즐 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 종형 확산로에서 사용되는 가스노즐 고정장치를 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 가스노즐의 밀림 현상 또는 유동 현상을 도시한 개념도,

도 3은 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치의 조립형태를 개략적으로 도시한 구성도,

도 4는 도 3의 요부를 확대하여 상세하게 도시한 요부 확대도,

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치의 각 구성부재를 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내부 튜브 10 : 종형 확산로

12 : 플랜지부 20 : 노즐유동 방지부재

60 : 제 1 지지부재 70 : 제 2 지지부재

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치는, 반도체 디바이스 제조시스템의 화학기상증착 설비에 사용되는 종형 확산로에 설치되어 외부로부터 유입되는 가스를 분사하는 가스 노즐을 고정하는 가스 노즐 고정장치에 있어서,

상기 노즐의 세팅방향과 같은 방향으로 설치되어 상기 노즐의 밀림이나 유동을 방지하도록 상기 노즐을 밀착 지지하는 노즐 유동방지 수단과, 상기 종형 확산로의 내부 튜브에 결합되어 고정되며, 상기 노즐 유동방지 수단을 지지하는 지지수단을 포함하여 된 점에 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 종래기술에서 사용된 구성부재와 동일한 작용 및 효과를 갖는 구성부재에 대해서는 같은 부재번호를 사용한다.

본 발명에 따른 가스노즐 고정장치는, 반도체 디바이스를 제조하는 반도체 제조시스템의 화학기상증착 설비의 종형 확산로에서 가스를 분사하는 가스 노즐이 프로세스중에 밀리거나 유동하는 것을 방지하도록 상기 가스노즐을 밀착 고정하는 것으로서, 상기 노즐(6)의 세팅방향(또는 직립방향)과 같은 방향으로 설치되어 상기 노즐(6)의 밀림이나 유동을 방지하도록 상기 노즐(6)을 지지하는 노즐 유동방지 부재(20)와, 종형 확산로(10)의 내부 튜브(1)에 결합되어 고정되며, 상기 노즐 유동방지 부재(20)를 지지하는 제 1,2 지지부재(60)(70)를 포함하여 구성되어 있다. 미설명 부재번호 12는 플랜지부(4)에 접속되는 노즐 포트이다.

여기서, 내부 튜브(1)와 노즐유동 방지부재(20) 사이에 가스노즐(60)을 쉽게 세팅하기 위해서 노즐 유동방지 부재(20)는 내부 튜브(1)와 마주보는 면이 개구된 삼각형상이거나 반원형상으로 형성된다.

여기서, 노즐유동 방지부재(20)의 개구된 부분으로 인개 가스노즐(60)이 유동되는 것을 방지하기 위해서 내부 튜브(1)의 내측벽과 가스노즐(60)과 접하는 노즐유동 방지부재(20)의 내측벽 사이의 간격을 가스노즐(60)의 직경보다 약간 넓게 이격시킨다.

또한, 노즐 유동방지 부재(20)의 길이는 제 1 및 제 2 지지부재(60,70)와 인접한 가스노즐(60)의 하단부에서부터 가스분사 홀(미도시)이 형성되는 지점까지의 길이보다 약간 짧게 형성하여 노즐 유동방지 부재(60)에 의해 가스분사 홀이 막히는 것을 방지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치의 작용 및 효과를 도 3도 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 참조 도면에 있어서, 도 3은 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치가 종형 확산로(10)에 세팅되어 있는 형태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 도 3 점선부위의 요부를 상세하게 도시한 것이고, 도 5는 가스노즐(6)이 지지부재의 하나인 제 1 지지부재(60)에 세팅된 형태를 도시한 것이고, 도 6 및 도 7은 제 1,2 지지부재(60)(70)를 각각 도시한 것이다.

본 발명에 따른 가스 노즐 고정장치를 구성하는 각 구성부재를 어셈블링하기 위해서는, 플랜지(4)에 내부 튜브(1)를 세팅하기 전에 도 7의 링 형상의 제 2 지지부재(70)위에 내부 튜브(1)를 먼저 세팅한다. 그 다음, 상기 링 형상의 제 2 지지부재(70)에 세팅된 내부 튜브(1)를 플랜지(4)에 결합시킨다. 그리고, 플랜지(4)에 결합된 내부 튜브(1)가 유동되지 않도록 하기 위해 링형상의 내부 튜브 제 1 지지부재(60)로 상기 내부 튜브(1)를 고정시킨다. 여기서, 상기 제 1 지지부재(60)로 상기 내부 튜브(1)를 고정하기 전에, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 제 1 지지부재(60)에 가스 노즐(6)을 고정 지지할 수 있는 노즐유동 방지부재(20)를 소정의 결합부재, 예를 들면 볼트 또는 리벳과 같은 것으로 결합시킨다.

상기와 같이 내부 튜브(1)가 제 1,2 지지부재(60)(70)에 의해 플랜지(4)에 고정 세팅되었으면, 가스 노즐(6)을 상기 내부 튜브(1)에 세팅하는데, 이 경우 상기 노즐(6)이 상기 유동방지부재(20)에 완전히 밀착되도록 세팅한다. 이와 같이, 가스 노즐(6)이 유동방지부재(20)에 완전밀착 세팅되면, 가스 노즐(6)이 밀리거나 유동하는 것을 유동방지부재(20)가 저지하기 때문에, 반도체 제조공정중에 튜브(1)내의 압력으로 인한 노즐(6)의 밀림 현상 또는 가스의 유속에 의한 유동은 효과적으로 방지될 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가스노즐 고정장치는, 소정의 노즐유동 방지부재를 부가 설치하여 가스노즐의 밀림 현상이나 유동을 방지함으로써 프로세스중에 있는 반도체 제조물의 불량을 감소시킬 수 있는 이점을 제공한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.

Claims (3)

1. 반도체 디바이스 제조시스템의 화학기상증착 설비에 사용되는 종형 확산로에 설치되어 외부로부터 유입되는 가스를 분사하는 가스 노즐을 고정하는 가스노즐 고정장치에 있어서,

   상기 노즐의 세팅방향과 같은 방향으로 설치되어 상기 노즐의 밀림이나 유동을 방지하도록 상기 노즐을 밀착 지지하는 노즐 유동방지 수단과,

   상기 종형 확산로의 내부 튜브에 결합되어 고정되며, 상기 노즐 유동방지수단과 결합수단에 의해 체결되어 상기 노즐 유동방지 수단을 지지하는 지지수단을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 가스노즐 고정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지수단은 상기 종형 확산로의 플랜지부에 결합되는 제 1 지지부재와, 상기 내부 튜브의 유동을 방지하며 상기 유동방지 수단을 고정시키는 제 2 지지부재로 되어 있는 것을 특징으로 하는 가스노즐 고정장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1, 2 지지부재는 링 형상인 것을 특징으로 하는 가스노즐 고정장치.