KR100352462B1 - 반도체 제조 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보트 위에 여러 장의 기판를 수직으로 안착시켜 고정하고 기판 사이로 원료가스가 일정하게 흐르도록 유지함으로써 여러 장의 기판을 동시에 증착할 수 있도록 한 반도체 제조장비에 관한 것이다.

본 발명은 히팅부를 구비한 다수의 외벽으로 제공되는 공간부를 갖는 몸체와; 몸체의 상,하부에 고정된 상,하부 플레이트와; 중앙에 제 2삽입공을 형성한 직사각형의 박판을 수직으로 2개 이상 구비하되, 박판과 박판의 사이에 소정 간격을 갖도록 하고, 상기 공간부의 내측벽에 삽입하여 고정함으로써 몸체의 내측벽과 박판 사이가 제공하는 공간이 급기덕트가 되도록 하고, 이와 대향되는 타측의 공간이 배기덕트가 되도록 구비된 급배기부와; 상, 하부 디스크 플레이트 사이에 다수의 기판를 박판 간격과 동일하게 고정하는 복수개의 지지대를 일체로 갖도록 구비된 보트와; 하부 플레이트의 제 1삽입공과 급배기부의 박판 중앙에 형성된 제 2삽입공을 통해 상기 보트를 삽입시키거나 인출시키도록 하는 것으로 보트의 밑면에 설치된 인출부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조 장비{Semiconductor manufacturing equipment}

본 발명은 보트 위에 여러 장의 기판을 수직으로 안착시켜 고정하고 기판 사이로 원료가스가 일정하게 흐르도록 유지함으로써 여러 장의 기판에 증착이 이루어지도록 하여 생산 수율을 높이도록 하고 동시에 원자층 단위 증착공정과 기상화학증착공정에 적합하도록 하여 반도체의 질을 높이도록 한 반도체 제조장비에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 CVD(Chemical Vapor Deposition)과 RTCVD(Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition)등의 방법이 널리 사용되고 있다.

이러한 방법은 챔버내의 가스 흐름에 의존하여 증착이 수행하게 되는데 반도체 기판의 크기가 커지면 가스 흐름을 유지하기 위해 챔버의 구조가 복잡하게 됨과 동시에 증착 공정시 필요 이상으로 많은 반응가스가 공급되므로 원치않은 불순물이 증착되어 막의 특성을 저하시키며 또한 잉여의 반응가스를 대기중으로 버리게 되는 문제점이 있었다.

또한 CVD의 일종인 ALD(Atomic Layer Deposition)는 또한 막균일성과 좋은 스텝 커버리지 그리고 기판면적에 관계없이 증착할 수 있는 등 여러 가지 장점이 있으나 공정의 특성상 증착속도가 매우 느리고 특히 30nm가 넘는 두꺼운 막의 경우에는 증착이 어렵게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 여러개의 기판과 챔버를 동시에 진행하는 배치형태의 장비가 있으나 반응 챔버간의 분리가 필요하므로 여러장의 기판을 동시에 처리하기에는 매우 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 각 기판을 보트에 적층시킨 후 보트를 반응챔버안으로 로드시킴으로써 한꺼번에 많은 양의 기판을 동시에 처리할 수 있는 반도체 제조장비를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 히팅부를 구비한 다수의 외벽으로 제공되는 공간부를 갖는 몸체와; 몸체의 상,하부에 고정된 상,하부 플레이트와; 중앙에 제 2삽입공을 형성한 직사각형의 박판을 수직으로 2개 이상 구비하되, 박판과 박판의 사이에 소정 간격을 갖도록 하고, 상기 공간부의 내측벽에서 중심으로 향하는 거리를 갖는 곳에 삽입시킴으로써 몸체의 내측벽 사이와 박판과 박판 사이가 제공하는 일측의 공간이 급기덕트가 되도록 하고, 이와 대향되는 타측의 공간이 배기덕트가 되도록 구비된 급배기부와; 상, 하부 디스크 플레이트 사이에 다수의 기판를 박판 간격과 동일하게 고정하는 복수개의 지지대를 일체로 갖도록 구비된 보트와; 하부 플레이트의 제 1삽입공과 급배기부의 박판 중앙에 형성된 제 2삽입공을 통해 상기 보트를 삽입하거나 인출시키도록 보트의 밑면에 설치된 인출부로 이루어진 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 반도체 제조장비의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 반도체 제조장비의 분해 사시도.

도 3은 본 고안에 따른 반도체 제조장비의 종단면도.

도 4는 본 고안에 따른 반도체 제조장비를 분리한 상태시의 종단면도.

도 5는 본 고안에 따른 다른 실시예의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

2:공간부 3:몸체 4:상부 플레이트

5:하부 플레이트 9a:급기덕트 10:급배기부

11:인출부 20:보트 21:히팅부

22:토출구 23:흡입구 24:제 1삽입공

25:제 2삽입공 26:박판 28,29:상, 하부 디스크 플레이트

30,31:지지대

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 제조장비(1)는 중앙에 공간부(2)를 갖는 몸체(3)와, 몸체(3)의 아랫면과 윗면에 구비된 상, 하부 플레이트 (4)(5)와, 공간부(2)의 양측 내면에 유로(7)(7a)를 갖도록 설치된 급기부(8)와 배기부(9)및 배기부(8)의 중앙으로 인출부(11)에 따라 삽입되거나 꺼내지는 보트 (20)로 이루어졌다.

여기서 상기 몸체(3)는 상, 하부면이 개방된 직사각 박스 형태 또는 원통형으로 이루어진 것으로서 각각의 측벽은 소정 두께를 갖도록 구비되어 있으며 측벽의 가운데는 다수의 히팅부(21)가 구비되어 있다.

상기 상, 하부 플레이트(5)는 몸체(3)의 윗면과 아랫면에 설치되어 기밀이 유지되도록 한 것으로서 상부 플레이트(4)는 윗면 일측에 토출구(22)가 일체로 구비되어 있고, 하부 플레이트(5)는 상부 플레이트(4)에 구비된 토출구(22)와 대향되는 곳에 흡입구(23)가 구비되어 있으며 양 모서리의 중심부위에 제 1삽입공(24)이 일체로 구비되어 있다. 상기 제 1사입공(24)의 내측에는 다수의 제 1위치결정홈 (24a∼24c)이 구비되어 있다. 하부 플레이트(4)(5)는 외부로부터 열의 입, 출입을 방지토록 하기위해 내열재로 구비하는 것이 바람직하다.

상기 급,배기부(9)(10)는 하부 플레이트(5)의 흡입구(23)를 통해 유입된 가스가 균등하게 분배되어 기판 사이를 통과하고 상부 플레이트(4)의 토출구(22)를 통해 배출되도록 한 것으로서 상기 제 1삽입공(24)에 비해 직경이 다소 큰 반경을 갖는 제 2삽입공(25)이 형성된 박판(26)이 수직으로 2개 이상 연속되도록 구비하되, 아래 박판의 윗면과 위 박판의 아래면 사이의 간격(L)이 일정하게 구비되어 있다.

여기서 기판과 기판 사이의 간격을 L'라고 하였을 경우 L은 L'의 정배수가 된다.

한편 제 2삽입공(25)의 내측면에는 방사상으로 형성된 다수의 제 2위치결정홈(25a∼25c)가 일체로 구비되어 있다.

또한 박판(26)의 폭(W)은 몸체(3) 내부의 폭에 비해 짧게 구비하여 공간부 (2)에 설치할 경우에는 몸체(3)의 내측벽면과 박판(26)의 상, 하면 사이에 제공되는 공간이 흡기덕트(8a)가 되도록 구비되어 있고 흡기덕트(8a)와 대향되는 박판 (26) 사이와 내측벽면에 의해 배기덕트(9a)가 제공되도록 구비되어 있다.

흡기덕트(8a)와 배기덕트(9a)의 구분은 중앙에 형성된 제 2삽입공(25)을 중심으로 하부 플레이트(5)의 흡입구(23)를 통해 유입된 가스가 먼저 닿는 곳이 흡기덕트(8a)가 되도록 한다.

상기 보트(20)는 여러 장의 기판(27)(27a)을 수직으로 삽입시켜 고정한 다음 하부 플레이트(5)의 제 1삽입공(24)과 제 2삽입공(25) 사이로 삽입되도록 한 것으로서 상, 하부 디스크 플레이트(28)(29)와 그 사이에 구비된 복수개의 지지대(30)(31)로 구성된다.

여기서 지지대(30)(31)는 수평방향으로 기판(27)(27a)을 삽입할 때 부딪치는 등 장애가 발생되지 않도록 일측면(반원)에 적어도 3개 이상의 원통형의 봉으로 구비되어 있고 상, 하부 디스크 플레이트(28)(29)의 중심으로 향하는 봉의 내측면에 제 1도의 요부 확대도에 도시된 바와 같이 피치(P)를 갖는 요철부(32)와 요홈부(33)가 수직으로 연이어 구비되어 있다.

즉, 기판(27)(27a)의 가장자리가 3개 이상의 요홈부(33)에 끼워져 고정이 되고 요홈부(33)와 요홈부(33) 사이에 있는 요철부(32)가 기판(27)(27a)을 받치게 됨으로써 간격이 일정한 상태로 보트(20)에 안착 또는 고정이 된다. 또한 상기 피치(P)와 박판(26) 사이의 간격이 동일함으로써 보트(20)에 고정된 기판(27)는 반도체 제조장비(1)내에 삽입된 후 박판(26)과 수평을 이루게 된다.

또한 지지대(30)(31)의 외측면이 상,하부 디스크 플레이트(28)(29)의 원주면 밖으로 돌출되도록 구비함으로써 상기 제 1,2삽입공(24)(25)에 형성된 제 1,2위치결정홈(24a∼24c)(25a∼25c)에 삽입되도록 구비되어 있다.

상기 인출부(11)는 하부 디스크 플레이트(29)의 밑면에 설치되는 것으로 통상의 공압이나 유압을 이용한 실린더와 로드로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 지지대의 내측에 구비된 다수의 요홈부와 요철부에 기판를 안착시켜 증착공정에 사용하였으나 기판뿐만 아니라 LCD(Liquid Crystal display) (40)도 안착시켜 사용할 수 도 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

먼저 미도시한 카세트 로더에 기판이 수납된 카세트를 적재한 다음 트랜스퍼를 이용하여 카세트에 수납되어 있는 기판 중 일부를 소자형성면이 윗면으로 향하도록 진공 흡착하여 보트(20)의 정면으로부터 기판(27)의 측면이 지지대(30)(31)의 내측면에 구비된 요홈부(33)사이에 삽입 되도록 로딩을 한다.

요홈부(33)에 삽입된 기판(27)은 이와 연계된 요철부(32)의 피치(P)에 의해 각각의 기판(27)이 일정한 간격이 유지된 채로 있게 되며 요홈부(33)에 기판(27)이 전부 채워지도록 로딩작업을 반복하게 된다.

다음 인출부(11)의 로드를 구동시켜 기판(27)이 전부 삽입된 보트(20)를 제 1,2삽입공(24)(25)을 통해 몸체(3)내로 삽입시킨다.

이때 제 1,2삽입공(24)(25)에 형성된 제 1,2위치결정홈(24a∼24c)(25a∼25c)에 상,하부 디스크 플레이트(28)(29)의 원주면으로 돌출된 지지대(30)(31)의 외측면부가 삽입됨으로써 기판을 항상 일정한 방향과 위치를 갖도록 고정하게 된다.

그리고 히팅부(21)로 인해 공간부(2)의 온도가 고온으로 유지된 상태에서 하부 플레이트(5)의 흡입구(23)를 통해 가스를 공급하게 되면 내부로 유입된 가스는 몸체(3)의 내측벽면과 박판(26)사이에 제공되는 공간을 갖는 흡기덕트(8a)내를 통과하게 되고 이어 보트(20)에 의해 적재된 기판(27)사이를 통과하면서 증착이 이루어진다.

다음 증착에 사용되고 남을 가스는 이와 연결된 배기덕트(9a)를 통해 흐르게 되며 상부 플레이트(4)에 구비된 토출구(22)를 통해서 배출된다.

증착이 완료된 다음 인출부(11)의 로드를 다시 구동시켜 기판(27)이 안착된 보트(20)를 제 1,2삽입공(24)(25)을 통해 몸체(3) 바깥으로 빼내게 되는 것으로 그 작업이 완료된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 여러 장의 기판을 동시에 증착하여 기판 상부에 흐르는 반응가스의 흐름이 얇은 층을 유지하도록 함으로써 원자층 단위증착공정 또는 CVD 공정에 매우 적합한 장비로 반도체 생산수율 및 성능 향상에 효과가 있다.

Claims (3)

1. 히팅부(21)를 구비한 다수의 외벽으로 제공되는 공간부(2)를 갖는 몸체(3)와;

   몸체(3)의 상,하부에 고정된 상,하부 플레이트(4)(5)와;

   중앙에 제 2삽입공(25)을 형성한 직사각형의 박판(26)을 수직으로 2개 이상 구비하되, 박판(26)과 박판(26)의 사이에 소정 간격(L)을 갖도록 하고, 상기 공간부(2)의 내측벽에 삽입하여 고정함으로써 몸체(3)의 내측벽과 박판(26)과 박판(26) 사이가 제공하는 일측의 공간이 급기덕트(9a)가 되도록 하고, 이와 대향되는 타측의 공간이 배기덕트(9a)가 되도록 구비된 급배기부(10)와;

   상, 하부 디스크 플레이트(28)(29) 사이로 다수의 기판(27)을 박판(26) 간격과 동일하거나 정배수로 고정하는 복수개의 지지대(30)(31)를 일체로 갖도록 구비된 보트(20)와;

   하부 플레이트(5)의 제 1삽입공(24)과 급배기부(10)의 박판(26) 중앙에 형성된 제 2삽입공(25)을 통해 상기 보트(20)를 삽입하거나 인출시키도록 보트(20)의 밑면에 설치된 인출부(11)로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지지대(30)(31)는 수직으로 피치(P)를 갖는 다수개의 요철부(32)와 요홈부(33)를 구비하여 다수의 기판(27)을 고정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
3. 제 2항에 있어서, 상기 지지대(30)(31)의 요철부(32)와 요홈부(33) 사이에 LCD를 고정하여 증착시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.