KR100253563B1 - 라미너 플로우 실현을 위한 쳄버구조를 가진 반도체 화학기상증착 장치 - Google Patents

Abstract

원형 플레이트의 링 측면에 홀을 타공하되 펌프입구로부터 반응쳄버 내부방향으로 향해있는 링일수록 홀을 미세화하여 홀의 수를 점증시킨 다층 필터링 방식의 원형 플레이트의 링을 반응쳄버내의 펌핑통로를 따라 벽면측면에 설치한 라미너 플로우 실현을 위한 쳄버 구조를 가진 반도체 화학기상증착 장치이다.

Description

라미너 플로우 실현을 의한 쳄버구조를 가진 반도체 화학기상증착 장치

제1도는 본 발명의 반도체 화학기상증착(CVD) 장치 시스템에 대한 개략도.

제2도는 제1도의 A부 상세도.

제3도는 제2도의 원형 플레이트링(1,2,3,4)의 홀 설치상태를 도시한 분해 상태도.

제4도는 각 원형 플레이트링의 조립 단면도.

제5도는 펌핑되는 관의 직렬연결 상태를 도시한 도면.

제6도는 펌핑되는 관의 병렬연결 상태를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,3,4 : 원형 플레이트링(버퍼) 5 : 웨이퍼

6 : 펌프벨브 7 : 펌프

8 : 체결나사 9 : (반응)쳄버

본 발명은 라미너 플로우 실현을 위한 쳄버구조를 가진 반도체 화학기상 증착(CVD: CHEMICAL VAPOR DEPOSITION ) 장치에 관한것으로, 특히 다층의 필터링(Filtering) 방식의 다수개의 원형 플레이트의 링에 홀을 타공시킨 버퍼를 사용하여 쳄버내의 가스의 흐름을 안정적인 흐름이 되게하는 라미너 플로우 실현을 위한 쳄버구조를 가진 반도체 화학기상증착 장치에 관한 것이다.

종래의 반도체 화학기상증착장치의 시스템에 있어서는 쳄버 즉, 튜브내의 압력, 온도등은 중요한 인자가 되어 저압을 형성하기 위해서 그 구조를 수평로인 경우, 반응쳄버의 한쪽 끝단에서 펌핑하는 사이드 펌핑(Side Pumping)이 불가피하며, 버퍼를 사용하지 않거나 혹은 1개의 링으로 된 버퍼만을 사용함으로 반응쳄버인 튜브내의 가스흐름에 영향을 주게되어 가스의 흐름에 교란을 발생시켜 박막성장시 라미너 플로우 실현을 못하게 한다.

여기서의 라미너 플로우란 반응쳄버인 튜브내의 임의 고정점에서 가스의 속도가 시간에 따라 일정하고 단순한 경로를 따라 이동하는 안정적인 흐름을 지칭하고 교란된 가스는 시간, 공간적으로 비교적 빠르게 교란되는 가스의 흐름을 지칭하는데, 상기와 같이 가스가 교란되었을 경우는 반응 쳄버내로 유입되는 서로 다른 가스원소들은 시간에 따라 다른 경로를 갖고서 흐르게 된다. 따라서 가스의 유속 및 그 경로는 박막성장시 물질의 이동과 성장률의 균일성에 큰 영향을 미침으로 종래의 반응챔버내의 펌핑구조, 즉 사이드 펌핑에 의한 방법은 튜브내의 가스흐름을 안정적인 라미너 플로우로 하는데에는 큰 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 종래의 문제점을 감안하여 가스의 흐름에 관계되는 중요한 요인들을 고려하여 다층구조의 필터링 방식의 버퍼(Buffer)를 설치하여 반응쳄버 내의 교란을 없애고 가스의 흐름을 안정적인 라미너 플로우 형태로 실현하도록 하였다.

일반적으로 진공펌프에 성취되는 진공도의 크기는 분자(Molecular)흐름 범위내에서,으로 표시되고, 길이 보다는 직경을 변화시킴으로써 컨덕턴스를 더욱 효과적으로 개선할수 있다

여기서 말하는 컨덕턴스란 펌프에 의해 펌핑되는 관의 구조의 형상에 의해 결정되고 관내에서의 전도의 크기를 나타낸다. 또한 그 연결 형상에 의해 제7도와 제8도에 도시한 바와같이 직렬연결 및 병렬연결로 구분할수 있으며, 직렬연결시병렬연결시 컨덕턴스는 C_TOTAL=C₁+C₂임으로서 병렬연결시에 컨덕턴스를 개선할수 있다. 결국, 가스 흐름에 관계되는 중요한 요인으로는 직경과 진공배출관의 연결형상이 병렬연결임을 알수있다. 따라서, 본 발명은 상기와 같은 원리를 적용하여 다층구조의 필터링 방식의 버퍼인 다수개의 원형 플레이트의 링(1,2,3,4)을 설치하여 반응쳄버(9)내의 가스의 흐름을 일정하게 유지하도록 하여 쳄버내의 가스의 교란을 없애고 그 흐름을 라미너 플로우 형태로 만들게 한것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 발명의 상세한 설명을 하기로 한다.

제1도는 본 발명의 반도체 화학기상증착 시스템에 대한 개략도이고, 제2도는 제1도의 A부 상세도이다.

제2도에 있어서, 원형 플레이트의 링을 종래의 1개만 사용하던 것에서 다수개를 사용하여 반응 쳄버(9)내의 펌핑통로를 따라 벽면측면에 설치한다. 버퍼의 영상을 제2도 내지 제3도에서 도시한 바와같이 반응쳄버(9) 즉, 튜브의 내부 방향으로 향하는(즉, 원형 플레이트 링 1 에서 4 로 향하는)원형 플레이트링 일수록 링 측면에 홀을 점증시켜 타공한 것으로 튜브내 사이드 펌핑시 튜브표면인 원주방향을 따라 전체적으로 일정하게 펌핑되게 함으로써 쳄버(9)내의 가스의 흐름의 경로를 교란없이 일정하게 유지할수 있도록 한 것이다.

또한, 버퍼의 형상이 원형 플레이트의 링 측면에 홀을 타공하되, 펌프(7)입구에서 벨브(6)를 지나 쳄버(9) 내부방향으로 향할수록 홀을 점증시켜 타공하여 제3도와 제6도에 도시한 바와같이 다층의 원형 플레이트의 링을 중첩하도록 설치하고 체결나사(8)로 서로 결합시켜 다층 필터링 방식으로 펌핑이 되게한다. 이렇게 할 경우, 펌핑시 원형 플레이트링 측면 홀을 통해서만 펌핑이 되고 반응쳄버(9)내부로 향할수록 타공된 홀의 수가 많아짐에따라 펌핑도 점진적으로 이루어져 쳄버(9)내에서의 가스의 흐름을 안정적인 흐름인 라미나 플로우가 되도록 한것이다.

이상에서와 같이 종래의 반도체 화학기상증착(CVD) 장치에 있어서 버퍼를 사용하지 않거나 1개만 사용하던것에서 홀을 펌프(7)입구로부터 챔버(9) 내부방향으로 향할수록 홀을 미세화하여 홀의 수를 점증시켜 타공한 다수개의 버퍼를 사용함으로 쳄버내에서의 가스의 흐름을 교란없이 일정한 형태로 흐르는 안정적인 라미나 플로우를 실현할수 있게되고, 이에따라 웨이퍼(5)상에 도포하는 박막의 박막 성장시 요구되는 균일성, 성장율, 물질의 전달(Mass Transfer)등을 향상시킬수 있으며 또한 쳄버내의 이물질, 파편, 혹은 부스러기들이 펌프내부에 유입됨으로 펜이나, 로터들이 생기는 손상이나 마모를 줄일수 있다.

Claims (1)

1. 반도체 화학기상증착 장치에서 쳄버내의 라미너 플로우를 실현하기 위해, 원형 플레이트의 링(1,2,3,4)측면에 홀을 타공하되, 펌프(7)입구로 부터 반응쳄버(9) 내부방향으로 향해 있는 링일수록 홀을 미세화하여 홀의 수를 점증시킨 원형 플레이트링(1,2,3,4)인 버퍼를 다층필터링 방식으로 반응쳄버(9)내의 펌핑통로를 따라 벽면측면에 설치한 것을 특징으로 하는 라미너 플로우 실현을 위한 쳄버구조를 가진 반도체 화학기상증착장치.