KR100273223B1 - Apparatus for low pressure chemical vapor deposition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저압화학기상증착장치에 관한 것으로, 특히 증착로내의 반도체 웨이퍼를 세정할 수 있는 세정가스를 공급하는 세정가스공급라인을 설치하고, 또 상기 증착로의 배출관에 전환밸브와 그 배출관을 일정한 온도로 유지할 수 있는 가열장치를 설치하여 증착되는 반도체 웨이퍼의 세정불량을 방지함과 아울러 미반응물질과 잉여 증착가스에 의한 배출관의 막힘현상을 방지하여 장치의 다운현상을 방지할 수 있도록 한 저압화학기상증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 반도체 패키지 제조공정의 중간 제품의 하나인 반도체 웨이퍼를 증착하는 저압화학기상증착장치(1)는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 증착할 다수개의 상기 반도체 웨이퍼(W)가 장입된 보트(2)가 위치하는 증착로(3)가 형성설치되어 있고, 그 증착로(3)에는 상기 반도체 웨이퍼(W)를 증착하는 증착가스를 공급하는 증착가스공급라인(4)이 설치되어 있으며, 또 상기 증착로(3)를 퍼지(Purge)시킴과 아울러 그 증착로(3)에서 발생하는 반응생성물을 운반하는 질소가스를 공급하는 퍼지가스공급라인(5)이 설치되어 있다.In general, a low pressure chemical
그리고, 상기 증착로(3)에는 일정한 온도를 유지할 수 있는 가열장치인 히팅코일(6)이 설치되어 있고, 또 반응생성물과 미반응가스를 펌핑하는 배출펌프(7)가 설치된 배출라인(8)이 형성되어 있다.In the
상기와 같이, 구성된 저압화학기상증착장치(1)는 먼저, 증착할 반도체 웨이퍼(W)가 장입된 보트(2)가 상기 증착로(3)에 장입됨과 아울러 상기 상기 증착가스공급라인(4)을 통하여 증착가스의 하나인 SiH4가 공급되고, 상기 퍼지가스공급라인(5)을 통하여 퍼지가스인 질소가스가 공급된다.As described above, in the low pressure chemical
이때, 상기 증착로(3)에서 생성된 반응생성물과 미반응가스는 배출펌프(7)의 펌핑에 의하여 상기 배출라인(8)으로 배출되게 되고, 또 상기 증착로(3)는 히팅코일(6)에 의하여 일정한 온도를 유지하게 되는 것이다.At this time, the reaction product and the unreacted gas generated in the deposition furnace (3) is discharged to the discharge line (8) by the pumping of the discharge pump (7), and the deposition furnace (3) is a heating coil (6) To maintain a constant temperature.
그러나, 상기와 같이 구성된 저압화학기상증착장치는 상기 반도체 웨이퍼를 1차 증착한 후 상기 증착로의 외부에서 그 반도체 웨이퍼를 다시 세정한 다음 2차 이상의 증착을 해야 되기 때문에 많은 공정시간이 소모되고, 또 상기 증착로와 그 증착로의 배출구의 온도차가 크게 되어 그 배출구에서 상기 반응생성물이 막히게 되어 장치의 다운현상을 초래하므로써, 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.However, the low pressure chemical vapor deposition apparatus configured as described above consumes a lot of processing time because the semiconductor wafer is first deposited, the semiconductor wafer is washed again outside the deposition furnace, and the second or more deposition is performed. In addition, there is a problem in that the temperature difference between the deposition furnace and the outlet of the deposition furnace is increased so that the reaction product is blocked at the outlet, resulting in downtime of the apparatus, thereby lowering productivity.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하여 증착공정시간을 단축하고, 또 상기 배출구의 막힘현상을 방지함과 아울러 장치의 다운현상을 방지하여 생산성을 향상할 수 있는 저압화학기상증착장를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, to shorten the deposition process time, and to prevent the clogging of the discharge port and also to prevent the down phenomenon of the device to provide a low pressure chemical vapor deposition plant that can improve the productivity. Is in.
도 1은 종래 기술에 의한 저압화학기상증착장치의 구조를 보인 개략도.1 is a schematic view showing the structure of a low pressure chemical vapor deposition apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 저압화학기상증착장치의 구조를 보인 개략도.Figure 2 is a schematic view showing the structure of a low pressure chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
11 : 저압화학기상증착장치 13 : 증착로11: low pressure chemical
14 : 증착가스공급라인 15 : 퍼지가스공급라인14: deposition gas supply line 15: purge gas supply line
16 : 세정가스공급라인 17,17' : 히터코일16: cleaning
18,18' : 배출라인 19 : 순환라인18,18 ': discharge line 19: circulation line
20,20' : 배출펌프20,20 ': discharge pump
본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼가 장입된 보트가 안착되는 증착로와, 상기 증착로에 설치되어 일정한 온도를 유지하는 증착로가열장치와, 상기 증착로에 증착가스를 공급하기 위한 증착가스공급라인과, 상기 증착로에서 생성된 반응생성물과 미반응가스를 운반하는 퍼지가스공급라인과, 상기 증착로에 연결되어 증착된 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정가스를 공급하는 세정가스공급라인과, 상기 증착로의 양단 사이에 연결되어 세정가스를 순환시키는 세정가스 순환라인과, 상기 증착로에 연결되어 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스를 배출하는 제1 배출라인과, 상기 제1 배출라인에 설치된 제1 배출펌프와, 상기 제1 배출라인의 도중에 연결되는 제2 배출라인과, 상기 제2 배출라인에 설치되는 제2 배출펌프와, 상기 제1 배출라인과 제2 배출라인의 연결부에 설치되어 제1 배출라인과 제2 배출라인을 개폐하거나 상기 증착로에 제1 배출라인과 제2 배출라인이 연통되는 상태로 전환시키는 전환밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치에 의하여 달성된다.An object of the present invention is a deposition furnace in which a boat loaded with a semiconductor wafer is seated, a deposition furnace heating apparatus installed in the deposition furnace to maintain a constant temperature, and a deposition gas supply line for supplying deposition gas to the deposition furnace; A purge gas supply line for carrying the reaction product and the unreacted gas generated in the deposition furnace, a cleaning gas supply line for supplying a cleaning gas for cleaning the semiconductor wafer deposited in connection with the deposition furnace, and the deposition furnace A cleaning gas circulation line connected between both ends to circulate the cleaning gas, a first discharge line connected to the deposition path to discharge the reaction product, the unreacted gas and the cleaning gas, and a first discharge line installed in the first discharge line A pump, a second discharge line connected in the middle of the first discharge line, a second discharge pump installed in the second discharge line, the first discharge line and the second discharge line Low pressure chemical vapor deposition apparatus is installed in the connection portion is provided with a switching valve for opening and closing the first discharge line and the second discharge line or switching to the state in which the first discharge line and the second discharge line is in communication with the deposition furnace. Is achieved.
또, 상기 배출라인에는 온도를 일정하게 유지할 수 있는 배출라인가열장치가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge line is characterized in that the discharge line heating device is installed that can maintain a constant temperature.
다음은, 본 발명에 의한 저압화학기상증착장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of a low pressure chemical vapor deposition apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 저압화학기상증착장치의 구조를 보인 개략도이다.2 is a schematic view showing the structure of a low pressure chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 저압화학기상증착장치(11)는, 증착할 다수개의 반도체 웨이퍼(W)가 장입된 보트(12)가 안착되는 증착로(13)가 형성되어 있고, 그 증착로(13)에는 상기 반도체 웨이퍼(W)를 증착할 증착가스인 SiH4를 공급하는 증착가스공급라인(14)이 설치되어 있으며, 또 상기 증착로(13)에는 상기 반도체 웨이퍼(W)와 증착반응된 반응생성물과 미반응가스를 운반하는 질소가스를 공급하는 퍼지가스공급라인(15)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 2, the low pressure chemical
그리고, 상기 증착로(13)에는 그 증착로(13)에서 1차 증착된 상기 반도체 웨이퍼(W)를 세정할 수 있는 세정가스인 NF3를 공급하는 세정가스공급라인(16)이 설치되어 있고, 상기 증착로(13)의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 증착로가열장치인 히터코일(17)이 설치되어 있으며, 그리고 또 상기 증착로(13)에는 생성된 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스가 배출되는 배출라인(18)이 설치되어 있고, 상기 세정가스공급라인(16)을 통하여 공급된 세정가스를 순환시킬 수 있는 순환라인(19)이 그 세정가스공급라인(16)과 연결설치되어 있다.The
상기 증착로(13)의 양단 사이에는 세정가스를 순환시키기 위한 세정가스 순환라인(19)이 연결 설치되어 있다.A cleaning
상기 배출라인(18)은 상기 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 배출라인가열장치인 히터코일(17')이 설치되어 있고, 또 상기 배출라인(18)에는 미반응가스와 반응생성물 및 세정가스를 펌핑할 수 있는 배출펌프(20)가 설치되어 있다.The
또한 상기 배출라인(18)의 도중에서 개폐 및 방향전환이 가능한 전환밸브(21)가 설치되고, 이 전환밸브(21)에는 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스를 배출하기 위한 배출라인(18')가 연결되고, 이 배출라인(18')에는 배출펌프(20')가 설치되어 있다.In addition, a
상기 전환밸브(21)를 폐쇄하였을 때는 세정가스공급라인(16)을 통해 증착로(13)내로 공급된 세정가스가 세정가스 순환라인(19)을 통해 계속적으로 순환할 수 있도록 되어 있으며, 전환밸브(21)가 증착로(13)와 배출라인(18)을 연통하도록 전환된 상태에서는 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스가 배출펌프(20)의 작용에 의해 배출라인(18)을 통해 배출되도록 되어 있고, 전환밸브(21)가 증착로(13)와 배출라인(18')을 연통하도록 전환된 상태에서는 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스가 배출라인(18')을 통하여 배출되도록 되어 있다.When the
상기와 같이 구성된 저압화학기상증착장치(11)는, 먼저 증착할 반도체 웨이퍼(W)가 장입된 보트(12)가 상기 증착로(13)에 안착됨과 아울러 상기 증착가스공급라인(14)과 퍼지가스공급라인(15)을 통하여 증착가스와 질소가스가 공급되어 상기 반도체 웨이퍼(W)가 증착되고, 이때 상기 증착로가열장치인 히터코일(17)에 의하여 상기 증착로(13)는 일정한 온도를 유지하게 되며, 또 상기 증착로(13)내에서 생성된 반응생성물과 미반응가스는 상기 배출라인가열장치인 히터코일(17')에 의하여 상기 증착로(13)에서와 같은 일정한 온도를 유지하면서 배출라인(18)(18')에 설치된 배출펌프(20)(20')의 펌핑에 의하여 배출되게 된다.In the low pressure chemical
이때, 상기 전환밸브(21)를 증착로(13)에 배출라인(18)이 연통되도록 전환시키면 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스가 배출펌프(20)의 작용으로 배출라인(18)을 통하여 배출되고, 상기 전환밸브(21)를 증착로(13)에 배출라인(18')이 연통되도록 전환시키면 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스가 배출펌프(20')의 작용으로 배출라인(18')을 통하여 배출되며, 상기 전환밸브(21)를 증착로(13)에 배출라인(18)과 (18') 모두가 연통되도록 전환한 상태에서는 증착로(13)내의 반응생성물과 미반응가스 및 세정가스가 펌프(20)(20')의 작용으로 배출라인(18)(18')을 토??여 배출되는 것이다.At this time, when the
이와 같이 1차적으로 증착한 반도체 웨이퍼(W)는 상기 증착로(13)에 설치된 세정가스공급라인(16)을 통하여 세정가스인 NF3를 공급함으로써 세정되게 되고, 이때 세정효과를 더욱 높이기 위해서는 상기 배출라인(18)에 설치된 전환밸브(21)를 폐쇄시키면 상기 배출펌프(20,20')를 통하여 상기 세정가스가 배출되는 것이 방지되고, 세정가스가 상기 순환라인(19)을 통하여 증착로(13)내부를 연속해서 순환되면서 증착로(13)를 세정하게 되는 것이다.The semiconductor wafer W deposited as described above is cleaned by supplying
상기와 같이, 증착된 반도체 웨이퍼를 세정하는 세정가스를 공급하는 세정가스공급라인과, 상기 증착로에서 생성된 반응생성물과 미반응가스가 배출라인에서 막히지 않도록 배출라인가열장치를 설치하므로써, 반도체 웨이퍼의 증착공정시간을 단축하고, 상기 배출라인에서 반응생성물이 막히게 되는 것을 방지하게 되어 장치의 다운현상을 방지함과 더불어 상기 반도체 웨이퍼의 생산성을 향상시키게 되는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the semiconductor wafer is provided by providing a cleaning gas supply line for supplying a cleaning gas for cleaning the deposited semiconductor wafer, and a discharge line heating device so that reaction products and unreacted gases generated in the deposition furnace are not blocked in the discharge line. It is possible to expect the effect of shortening the deposition process time, preventing the reaction product from being blocked in the discharge line, preventing downtime of the device, and improving productivity of the semiconductor wafer.
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