KR100453987B1 - 석영 쟈켓 - Google Patents

Abstract

반도체 소자 등의 제조에 사용되는 반응챔버 내에 장착되는 석영 쟈켓(quartz jacket)에 관해 개시한다. 본 발명의 석영 쟈켓은: 하부 반응챔버벽과; 상기 하부 반응챔버벽과 더불어 반응공간을 제공하도록 상기 하부 반응챔버의 상부 놓여지는 석영 돔과; 상기 하부 반응챔버벽과 석영 돔 사이에 기밀을 유지시키기 위해 설치되는 오-링과; 상기 반응공간 내에 반도체 기판을 탑재하도록 설치되며, 반도체 기판의 탑재 위치와 공정 위치 사이에서 상하 이동이 가능한 서셉터와; 상기 서셉터 상에 상기 반도체 기판을 탑재시키기 위해, 상기 하부 반응챔버벽의 소정 위치에 설치된 슬롯 밸브를 구비한 반도체 소자 제조장치의 반응챔버 내에 장착되어 사용되는 것으로서, 상기 서셉터를 중심으로 일정 간격만큼 이격되게 둘러싸며, 속이 빈 실린더 형상을 가지며, 상기 서셉터에 부착되어 상기 서셉터와 더불어 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

석영 쟈켓 {Quartz jacket}

본 발명은 석영 쟈켓에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 등의 제조에 사용되는 반응챔버 내에 장착되는 석영 쟈켓(quartz jacket)에 관한 것이다.

종래기술에 따른 석영 쟈켓이 설치된 화학기상 반응챔버의 개략적 단면도를 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 하부 금속챔버벽(100)과 석영 돔(110)이 반응공간을 제공한다. 하부 금속챔버벽(100)과 석영 돔(110)의 사이에 위치한 오-링(120)은 반응공간 내의 기밀(氣密)이 유지되게 한다. 반도체 기판(130)은 하부 금속챔버벽(100)의 측면에 설치된 슬롯 밸브(slot valve, 150)를 통해 외부로부터 들어와 서셉터(140) 위에 탑재된다. 반도체 기판(130)을 탑재한 서셉터(140)는 상하로 이동가능하도록 되어 있어서, 최적의 조건에서 반도체 기판(130)에 대한 공정이 행해질 수 있다. 이 때 서셉터(140)의 이동범위는 기판 탑재 위치(wafer-in position)에서 공정 위치(wafer process position)까지 이다. 한편, 하부 금속챔버벽(100)의 내면으로부터 일정 거리만큼 이격된 곳에는 석영 쟈켓(160)이 설치된다. 슬롯 밸브(150)에 대응되는 석영 쟈켓(160)의 소정 위치에는 개구부(D)가 형성되어 있어서, 반도체 기판(130)이 이 개구부(D)를 통과하여 서셉터(140) 상에 놓여진다. 이와 같은 석영 쟈켓(160)은, 챔버 외부로 빠져나가는 열을 차단하고, 챔버의 내벽에 불필요하게 물질막이 증착되는 것을 방지하고, 석영 돔과 하부 챔버 사이의 오-링을 고온으로부터 보호하기 위한 용도로 설치된다. 그러나, 종래기술에 따른 석영쟈켓(160)은, 특히 많은 열이 빠져나가는 석영 돔과 하부 챔버 사이에 대한 열차단이 미약할 뿐 아니라, 오-링의 보호에도 미흡했으며, 그 위치가 고정되어 있어서 불필요하게 큰 크기를 가지므로 반도체 장비의 가격을 상승시키는 원인이 되었다. 또한, 석영 쟈켓에 있는 개구부는 장비 내부에서 석영 쟈켓이 비대칭적인 구조를 갖도록 하여 공정 가스의 흐름을 불균일하게 만든다. 따라서, 증착막의 두께를 불균일하게 만드는 원인이 되었다.

도 2는 도 1에 도시된 석영 쟈켓의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 슬롯 밸브(150)로부터 들어온 반도체 기판(미도시)은 개구부(D)를 거쳐 석영 쟈켓(160) 내부로 들어가게 된다. 그러나, 이와 같이 석영 쟈켓(160)이 개구부(D)를 가지게 되면 구조적으로도 취약하게 되어 장비 세정 등의 정기 점검을 할 경우 깨어질 염려도 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 반도체 소자 제조공정 중에 공정 가스의 흐름을 균일하게 만들 수 있는 대칭구조의 석영 쟈켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 개구부를 갖지 않음으로써 취약성을 제거한 석영 쟈켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 과도한 높이를 갖지 않으면서도 슬롯 밸브 및 오-링을 보호할 수 있어서 장비의 원가를 절감시킬 수 있는 석영 쟈켓을 제공하는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 석영 쟈켓이 설치된 화학기상 반응챔버의 개략적 단면도;

도 2는 도 1에 도시된 석영 쟈켓의 사시도; 및

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 석영 쟈켓이 설치된 화학기상 반응챔버의 개략적 단면도이다.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 하부 금속챔버벽

110 : 석영 돔

120 : 오-링

130 : 반도체 기판

140 : 서셉터

150 : 슬롯 밸브

160, 160a : 석영 쟈켓

170 : 부착막대

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 석영 쟈켓은:

하부 반응챔버벽과;

상기 하부 반응챔버벽과 더불어 반응공간을 제공하도록 상기 하부 반응챔버의 상부 놓여지는 석영 돔과;

상기 하부 반응챔버벽과 석영 돔 사이에 기밀을 유지시키기 위해 설치되는 오-링과;

상기 반응공간 내에 반도체 기판을 탑재하도록 설치되며, 반도체 기판의 탑재 위치와 공정 위치 사이에서 상하 이동이 가능한 서셉터와;

상기 서셉터 상에 상기 반도체 기판을 탑재시키기 위해, 상기 하부 반응챔버벽의 소정 위치에 설치된 슬롯 밸브;

를 구비한 반도체 소자 제조장치의 반응챔버 내에 장착되어 사용되는 것으로서,

상기 서셉터를 중심으로 일정 간격만큼 이격되게 둘러싸며, 속이 빈 실린더 형상을 가지며, 상기 서셉터에 부착되어 상기 서셉터와 더불어 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 석영 쟈켓이 상기 서셉터에 원형 대칭구조를 갖는 적어도 2개의 부착막대를 통하여 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 석영 쟈켓의 높이는, 상기 서셉터가 반응 위치에 있을 때 상기 석영 쟈켓이 상기 슬롯 밸브와 상기 오-링을 커버하는 정도로 결정되는 것이 더욱 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도면에서 동일 참조번호는 동일 구성요소를 나타내며 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 석영 쟈켓이 설치된 화학기상 반응챔버의 개략적 단면도이다. 더 구체적으로 설명하자면, 도 3은 서셉터가 반도체 기판의 탑재 위치(wafer-in position; home position)에 있는 경우를 도시한 것이고, 도 4는 서셉터가 반도체 기판의 공정 위치(wafer process position)에 있는 경우를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 석영 쟈켓(160a)를 제외한 장비의 기본적인 구조는 도 1에 설명된 바와 동일함을 알 수 있다. 석영 쟈켓(160a)은 속이 빈 실린더 형이며, 개구부를 갖지 않는다. 또한, 석영 쟈켓(160a)은 서셉터(140)를 중심으로 이를 일정 간격만큼 이격되게 둘러싸며, 서로 원형 대칭위치에 있는 2개의 부착막대(170)에 의해 서셉터(140)에 부착되어 있다. 따라서, 서셉터(140)의 높이 변동에 따라 석영 쟈켓(160a)도 그 위치가 달라지게 된다. 본 실시예에서는 부착막대(170)를 2개 사용하였으나, 특별히 제한되는 것은 아니다. 다만, 공정가스의 균일한 흐름을 보장하기 위해 부착막대가 서셉터(140)의 중심에 대해 원형 대칭구조를 갖도록 한다.

한편, 도면으로 나타내지는 않았지만, 통상의 공정단계에서는, 서셉터(140)가 반도체 기판의 탑재 위치, 즉 서셉터(140)의 홈 위치(home position)에서 반도체 기판(130)을 탑재한 후에 서셉터(140)의 높이를 약간 올려서 반도체 기판(130)이 반응 대기상태에 있도록 한다. 이러한 반응 대기상태일 때, 서셉터(140)의 높이를 약간 높게 이동시켜 석영 쟈켓(160a)이 슬롯 밸브(150)를 커버하도록 하는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 서셉터(140)가 반응 대기상태에서 공정 위치로 올라감에 따라 석영 쟈켓(160a)도 그 위치가 달라졌음을 알 수 있다. 석영 쟈켓(160a)의 높이, 서셉터(140)에 대한 석영 쟈켓(160a)의 부착 위치는, 서셉터(140)가 공정 위치로 올라갔을 때 석영 쟈켓(160a)이 오-링(120)과 슬롯 밸브(150)을 모두 커버할 수 있도록 제작 당시부터 정해진다. 따라서, 종래기술의 경우에 비해 오-링(120)과 슬롯 밸브(150)에 미치는 열적 손상을 방지할 수 있다. 또한, 석영 쟈켓(160a)의 측벽에 개구부 등의 대칭성을 파괴하는 구조가 존재하지 않으므로 공정 가스의 균일한 흐름을 보장할 수 있다. 따라서, 균일한 두께의 박막을 반도체 기판(130) 상에 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 저렴한 가격으로 기계적 특성이 우수한 반도체 제조장비를 제공할 수 있으며, 이를 이용하여 균일도가 우수한 반도체 제조공정을 실행할 수 있다.

Claims (3)

1. 하부 반응챔버벽과;

   상기 하부 반응챔버벽과 더불어 반응공간을 제공하도록 상기 하부 반응챔버의 상부 놓여지는 석영 돔과;

   상기 하부 반응챔버벽과 석영 돔 사이에 기밀을 유지시키기 위해 설치되는 오-링과;

   상기 반응공간 내에 반도체 기판을 탑재하도록 설치되며, 반도체 기판의 탑재 위치와 공정 위치 사이에서 상하 이동이 가능한 서셉터와;

   상기 서셉터 상에 상기 반도체 기판을 탑재시키기 위해, 상기 하부 반응챔버벽의 소정 위치에 설치된 슬롯 밸브;

   를 구비한 반도체 소자 제조장치의 반응챔버 내에 장착되는 석영 쟈켓에 있어서,

   상기 서셉터를 중심으로 일정 간격만큼 이격되게 둘러싸며, 속이 빈 실린더 형상을 가지며, 상기 서셉터에 부착되어 상기 서셉터와 더불어 상하 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 석영 쟈켓.
2. 제1항에 있어서, 상기 석영 쟈켓이 상기 서셉터에 원형 대칭구조를 갖는 적어도 2개의 부착막대를 통하여 부착된 것을 특징으로 하는 석영 쟈켓.
3. 제2항에 있어서, 상기 석영 쟈켓의 높이는, 상기 서셉터가 반응 위치에 있을 때 상기 석영 쟈켓이 상기 슬롯 밸브와 상기 오-링을 커버하는 정도로 결정된 것을 특징으로 하는 석영 쟈켓.