KR100582035B1 - 반도체 제조장치 및 반도체 제조방법 - Google Patents

반도체 제조장치 및 반도체 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 반도체 제조 공정시 기판지지부와 반도체기판이 서로 연결되게 들러붙는 것을 방지하여 이에 따른 파티클 발생을 원천적으로 방지함과 더불어, 반도체 기판의 백사이드에 균일한 반도체 막을 형성시켜 후속공정에서 정밀한 기준면을 제공하는 반도체 제조장치 및 이에 따른 제조방법이 개시된다.
이를 위한 본 발명은 반도체 기판에 반도체 제조 공정이 진행되도록 밀폐된 공간을 제공하는 반응튜브: 상기 반응튜브 내에 반도체 제조 공정 공간 내에 장착되어 적어도 하나의 반도체 기판이 로딩되고 반도체 기판을 국부지지하는 제1기판 로딩용보트와 이 제1기판 로딩용보트와 독립적으로 상기 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판 로딩용보트로 이루어진 기판 로딩용 듀얼보트: 상기 반도체 기판의 백사이드에 균일한 반도체 막이 증착됨과 더불어 화학기상증착 공정진행중 파쇄된 파티클 발생이 배제되게 상기 기판로딩용 듀얼보트의 하부에 설치되어 상기 제1기판 로딩용 보트와 상기 제2기판 로딩용 보트의 하부를 각각 독립적으로 지지하면서 상기 제1기판 로딩용 보트 또는 상기 제2기판 로딩용 보트 중 어느 하나를 승강시켜 반도체 제조 공정진행 중 상기 반도체 기판의 지지 상태를 주기적으로 교체하는 승강장치: 상기 반응챔버 내에 공정에 필요한 적어도 하나의 공정가스를 공급하는 가스공급장치를 포함하여 이루어진 것이다.

Description

반도체 제조장치 및 반도체 제조방법{Semiconductor Manufacturing Apparatus and Semiconductor Manufacturing Method}
도 1a 는 종래의 배치형 반도체 제조장치의 개략도를 나타낸 단면도,
도 1b 는 상부에서 본 횡단면도와 도 1a의 A 부 확대단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치를 나타낸 개략 단면설명도,
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치 듀얼보트의 일시예를 나타낸 도 2B 부의 확대 개념설명도 및 평면설명도,
도 4a 및 도 4b 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치 듀얼보트의 다른 실시예를 나타낸 도 2B 부의 확대 개념설명도 및 평면설명도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 - 제1기판 로딩용 보트, 12,22 - 기판지지부,
14 - 지지파이프, 15 - 제1상부 결합부,
16 - 제1하부 결합부, 20 - 제1기판 로딩용 보트,
24 - 지지기둥, 25 - 제2상부 결합부,
26 - 제2하부 결합부, 30 - 반응튜브,
32 - 이격홈, 34 - 제1기판지지턱,
36 - 제2기판지지턱, 44 - 제1기판지지돌기,
46 - 제2기판지지돌기, 50 - 도어플레이트,
60 - 가열장치,
100 - 반도체 기판,
본 발명은 반도체 기판을 다량으로 공정처리하는 반도체 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 반도체 기판에 막을 형성하는 공정을 처리하는 배치타입의 반도체 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 기판을 공정처리하는 반도체 제조장치는 공정 처리능력을 향상시키기 위해서 내부에 반도체 기판을 다량으로 로딩하기 위한 기판 로딩용 보트를 포함하는 배치식과 공정시간을 극도로 감소시키기 위해 한 장씩 공정을 진행하는 매엽식이 있다.
도 1a 는 종래의 배치형 반도체 제조장치의 개략도를 나타낸 단면도이고, 도 1b 는 상부에서 본 횡단면도와 도 1a의 A 부 확대단면도이다.
이들을 참조하면, 종래의 배치형 반도체 제조장치는, 내부에 수용공간을 형성하도록 하부가 개방된 개구부를 갖는 관상의 반응튜브(110)와,이 반응튜브(110)내에 수용되어 복수의 반도체 기판(100)을 로딩(loading)할 수 있는 슬롯(120a) 및 이들이 상하방향으로 적층되도록 형성된 기판 로딩용 보트(120)와, 반응튜브(110)를 둘러싸고서 반응튜브의 내부공간을 가열시킬 수 있는 가열히터(150)와, 기판 로 딩용 보트(120)를 하부에서 지지하고 반응튜브(110)의 개구부를 개폐할 수 있도록 작동하는 보트캡(140)을 포함하여 이루어져 있다.
이때, 기판 로딩용 보트(120)는 기둥형으로 형성된 복수의 웨이퍼로드(도 1b 의 121)들로 구성되어 있고, 이 웨이퍼로드(121)를 따라서 일정한 간격으로 슬롯(120a)들이 형성되어 있다.
여기서 160, 170은 각각 고정가스를 주입하는 가스분사부와 공정가스를 외부로 배출하는 가스 배출부이다.
이와 같은 구성을 가진 종래의 배치식 반도체 제조장치는, 도 1b 에서 보는 바와 같이 고온에서 공정을 진행할 때 슬롯이 반도체 기판(100)의 가장자리 부분을 국부적으로 거치하고 있기 때문에, 예를 들어 화학기상증착 공정 등 반도체 기판에 막을 형성시키는 공정 중에 반도체 기판(100)의 양면 및 그 하부를 지지하는 웨이퍼로드(121)의 슬롯(120a)들 등에도 모두 반도체 공정용 막(180)이 형성된다.
따라서, 반도체 기판 막형성 공정이 완료된 후 반도체 기판(100)을 언로딩시킬때, 반도체 기판(100)과 슬롯(120a)에 일체로 연결된 막(180)이 파쇄되며, 파쇄시 파티클이 발생되고 기판의 백사이드에는 비교적 많은 파티클이 발생된다.
또한, 반도체 기판 백사이드의 막 균일성이 상면의 막 균일성에 비해 현저히 감소하기 때문에 후속공정, 특히 사진공정에 많은 공정 문제를 발생시킨다.
즉, 일반적으로 반도체 기판(100)의 상면에 형성된 막(180)은 추후 이어지는 사진공정(Photolithography) 및 식각(Etching) 공정에서도 필요한 일부분을 제외하고 거의 식각되어 없어지는 반면에 백사이드에 형성된 막은 특별한 후면(백사이드) 막제거 공정을 별도로 진행하지 않으면 추후 공정에서 그대로 반도체 기판(100)의 백사이드에 증착된 상태로 공정이 진행된다.
한편, 이러한 사진공정과 막형성과 식각은 반복되는데, 형상 싸이즈(Pattern Size)가 더욱 미세해 짐에 따라, 반도체 기판의 백사이드 증착막 불균일은 정밀한 기준면을 제공치 못하게 되어 후속공정인 사진공정 등에 심각한 공정패일을 야기시키게 된다.
또한, 이에 따른 수율하락 방지를 위해 후속 공정인 사진공정을 수행할 때마다 후면(백사이드) 제거공정을 별도로 진행시키는 것은 생산성하락을 수반시키게 된다.
이에 본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 기판 막형성 공정시 기판지지부와 반도체기판이 서로 연결되게 들러붙는 것을 방지하여 이에 따른 파티클 발생을 원천적으로 방지함과 더불어, 반도체 기판의 백사이드에 균일한 반도체 막을 형성시켜 후속공정에서 정밀한 기준면을 제공하는 반도체 제조장치 및 이에 따른 제조방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
이를 위한 본 발명은 반도체 기판에 막형성 공정이 진행되도록 밀폐된 공간을 제공하는 반응튜브: 상기 반응튜브인 공정공간 내에 장착되어 적어도 하나의 반도체 기판이 로딩되고 반도체 기판을 국부지지하는 제1기판 로딩용보트와 이 제1기판 로딩용보트와 독립적으로 상기 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판 로딩용보트 로 이루어진 기판 로딩용 듀얼보트: 상기 반도체 기판의 백사이드에 규일한 반도체 막이 증착됨과 더불어 공정진행중 파쇄된 파티클 발생이 배제되게 상기 기판로딩용 듀얼보트의 하부에 설치되어 상기 제1기판 로딩용 보트와 상기 제2기판 로딩용 보트의 하부를 각각 독립적으로 지지하면서 상기 제1기판 로딩용 보트 또는 상기 제2기판 로딩용 보트 중 어느 하나를 승강시켜 상기 반응튜브에서 공정진행 중 상기 반도체 기판의 지지 상태를 주기적으로 교체하는 승강장치: 상기 반응튜브 내에 공정에 필요한 적어도 하나의 공정가스를 공급하는 가스공급장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치이다.
상기 듀얼보트에 있어서, 제1기판 로딩용보트는 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩되도록 일구역이 개방된 내부공간이 형성되도록 평행하게 배치된 지지파이프들과 이 지지파이프를 상하에서 하나의 면으로 보유지지하는 제1상부결합부와 제1하부결합부를 포함하고, 상기 지지파이프에는 길이방향을 따라서 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성됨과 더불어, 제2기판 로딩용보트는 상기 지지파이프가 제공하는 공간에 수용되어 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩되도록 일구역이 개방된 내부공간이 형성되도록 평행하게 배치된 지지기둥들과 이 지지기둥을 상하에서 하나의 면으로 보유지지하는 제2상부결합부와 제2하부결합부를 포함하고, 상기 지지기둥에는 길이방향을 따라서 상기 기판지지부와 독립적으로 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 일실시예로서 듀얼보트는 제1기판 로딩용 보트를 이루는 제1지지파이프에 승강장치의 기판 승강에 따른 반도체 기판 상부와 간섭이 회피되게 승강구역 을 제공하는 이격홈이 형성되고, 이 이격홈의 하단인 단턱이 반도체 기판을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제1기판지지턱이 되며, 이 지지파이프에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥이 수용되며, 이 지지기둥의 측단이 절개되어 그 단턱이 반도체 기판을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제2기판지지턱이 형성된 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 듀얼보트는 제1기판 로딩용 보트를 이루는 지지파이프에 승강장치의 구동에 따른 반도체 기판 상부와 기판지지부와의 간섭이 회피되는 이격거리를 갖으면서 반도체 기판을 국부지지하는 기핀지지부로서 제1기판지지돌기가 형성되고, 상기 지지파이프에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥이 수용되며, 이 지지기둥에 상기 제1기판지지돌기를 회피하여 반도체 기판을 국부지지하는 제2돌출기판지지돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 승강장치는 상기 반도체 기판이 자전되도록 상기 제1기판 로딩용보트 및 제2기판 로딩용보트를 동시에 회전시키는 회전구동부가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
이러한 반도체 제조장치에 따른 반도체 제조방법은 다음과 같은 순서로 진행된다.
1단계: 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성된 제1기판 로딩용보트와 이 제1기판 로딩용보트와 독립적으로 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판 로딩용 보트로 이루어짐과 더불어 승강장치를 통해 독립적인 승강이 가능한 듀얼보트에서 어느 하나의 로딩용 보트에 반도체 기판을 로딩한다.
2단계: 반도체 기판이 로딩된 듀얼보트를 반응튜브 내로 인입한 후 공정공간을 밀폐시키고 공정가스를 공급하여 공정을 진행한다.
3단계: 공정이 진행되는 동안 반도체 기판의 백사이드에 규일한 반도체 막이 증착됨과 더불어 승강장치를 통해 화학기상증착 공정진행중 기판지지부와 반도체 기판을 연결하는 증착막 생성이 억제되는 주기로 상기 제1기판 로딩용보트와 상기 제2기판 로딩용보트에서 반도체 기판의 지지위치를 교체한다.
4단계: 공정이 완료되면 상기 듀얼보트를 인출시켜 반도체 기판을 언로딩시킨다.
상기 2단계 또는 3단계에서 공정 가스는 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 폴리실리콘 및 에피 실리콘 중 어느 하나를 위한 공정가스이다.
한편, 3단계에서 반도체 기판을 교체하기 위한 승강범위는 기판지지부 사이의 간격보다 크지 않은 것이 바람직하다.
이와 더불어, 3단계에서 공정이 진행되는 동안 기판이 회전하는 단계를 포함하여 백사이드를 포함하는 반도체 기판의 박막 형성 균일도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 반도체 기판에 막을 형성하는 도중에 반도체 기판의 지지점을 주기적으로 교체시켜줌으로써, 반도체 기판과 기판지지부사이에 화학기상증착막이 형성되어 이들끼리 고착되는 현상을 근본적으로 방지할 수 있다.
이에 의해 반도체 기판을 언로딩할때 파티클의 발생이 억제된다. 이와 더불어, 반도체 기판의 백사이드에도 균일한 막이 형성되므로, 백사이드에 형성되는 막두께의 분균일로 인하여 후공정인 사진 식각공정에서 미스얼라인에 의한 공정 불량 확률이 감소되는 것이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치를 나타낸 개략 단면도로서, 본 발명의 반도체 제조장치는 공정을 진행하기 위한 소정의 밀폐공간을 제공하는 라이너 튜브(미도시)와, 이 라이너 튜브 내에 수용되어 공정을 진행할 수 있는 공정공간을 형성하는 반응튜브(30)와, 이 반응튜브(30)내로 인입 및 인출되면서 복수의 반도체 기판(100)을 로딩할 수 있도록 반도체 기판(100)을 국부지지하는 기판지지부(12)가 형성된 제1기판 로딩용 보트(10)와 이 제1기판 로딩용 보트(10)와는 독립적으로 반도체 기판(100)을 지지하는 기판지지부(22)가 형성된 제2기판 로딩용 보트(20)로 이루어진 기판 로딩용 듀얼보트(10+20)와, 이 기판 로딩용 듀얼 보트(10+20)의 하부에 배치되어 상기 제1기판 로딩용보트(10) 및 2기판 로딩용보트(20)를 하부에서 독립적으로 지지하는 승강장치(70, 또는 보트 구동장치)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 반응튜브(30)의 외곽을 둘러싸고 배치되어 반응튜브(30) 내부를 소정의 공정온도로 가열시키는 가열장치(60)와, 듀얼보트(10+20)를 하부에서 지지하면서 상하로 이동하여 반응튜브(30) 내로 인입 또는 인출시키는 도어 플레이트(50)를 포함한다.
상기 승강장치(70)는 제1기판 로딩용 보트(10)와 제2기판 로딩용 보트(20)를 독립적으로 동시에 지지하고 있고, 이들은 상호 상하로 미세하게 움직일 수 있도록 이루어져 있어, 반도체 기판(100)은 어느 하나의 로딩용 보트에 로딩되어도 무방하며, 승강장치(70)를 이용하여 반도체 기판(100)의 지지점 교체가 가능하게 된다.
그리고, 이에 더하여 필요에 따라서는 반도체 기판(100)을 회전(자전)시킬 수 있도록 듀얼보트(10+20)를 회전시키는 구동장치를 더 포함할 수 있다.
예시도면 도 3 과 도 4 는 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 듀얼보트를 각 실시예에 따라 좀 더 상세히 설명하기 위한 단면설명도와 평면설명도이며, 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 각 실시예에 따른 구분 없이 공통적으로 듀얼보트(10+20)는 제1기판 로딩용 보트(10)에 제2기판 로딩용 보트(20)가 수용된 형태이다.
이것은 제1기판 로딩용 보트(10)를 이루는 지지파이프(14)와 제2기판 로딩용 보트(20)를 이루는 지지기둥(24)의 점유공간을 공유하기 위한 것이다.
즉, 각각의 보트를 형성하는 지지파이프(14) 또는 지지기둥(24)은 국부지지 를 위해 최소한 3점지지가 적용되고, 서로 별도의 점유공간을 갖게되는 경우 최소한 3쌍(6개)의 지지파이프(14)와 지지기둥(24)이 배치된다.
이러한 지지파이프(14)와 지지기둥(24)가 별도로 배치되는 난잡은 증착공정시 그 자체가 유체의 저항체로서 작용을 하기 때문에, 증착공정의 효율을 감소시키게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 제1기판 로딩용 보트(10)와 제2기판 로딩용 보트(20)로 이루어진 듀얼보트가 마치 하나의 보트처럼 중첩되어 그 지지파이프(14)와 지지기둥(24)이 점유하는 공간을 최소로 한 것이다.
이에 따른 본 발명의 듀얼보트에서 제1기판 로딩용 보트(10)는 적어도 3점지지를 위한 지지파이프(14)가 배치되어지되, 반도체 기판(100)의 로딩과 언로딩을 위해 측부가 개방된 공간을 형성하도록 나란히 배치되어 있다.
그리고, 이들 지지파이프(14)의 상단과 하단에는 동일 평면상에 지지파이프들을 보유지지할 수있도록 제1상,하부결합부(15)(16)가 마련되며, 지지파이프(14)의 길이방향을 따라 반도체 기판(100)을 국부지지하는 기판지지부(12)가 형성된다(도 2 참조).
제2기판 로딩용 보트(20)는 상기 제1기판 로딩용 보트와 마찬가지로 3점 지지를 위한 지지기둥(24)이 배치되며, 이 지지기둥(24)은 상기 지지파이프(14)가 제공하는 공간에 수용된다.
또한, 상기 제1기판 로딩용 보트와 마찬가지로 반도체 기판(100)의 로딩과 언로딩을 위해 측부가 개방된 공간을 형성하도록 나란히 배치되어 있다.
그리고, 이들 지지기둥의 상단과 하단에는 동일 평면상에 지지파이프들을 보유지지할 수 있도록 제 2 상,하부결합부(25)(26)가 마련되며, 서로 독립적인 승강을 위해 상기 제 1 상,하부결합부(15)(16)와 제 2 상,하부결합부(25)(26)는 서로의 간섭을 회피하여 마련되어 있다(도2참조).
지지기둥(24)의 길이방향을 따라 반도체 기판(100)을 국부지지하는 기판지지부(22)가 형성되며, 상기 기판지지부(12)(22)에 따라 서로 다른 듀얼보트의 실시예를 보이게 된다.
즉, 도 3 은 듀얼보트의 일실시예로서, 제1기판 로딩용 보트(10)를 이루는 지지파이프(14)에 승강장치(70)의 구동에 따른 반도체 기판(100) 상부와 기판지지부와의 간섭이 회피되게 승강구역을 제공하는 이격홈(32)이 형성되고, 이 이격홈(32)의 하단인 단턱이 반도체 기판(100)을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제1기판지지턱(34)이 되며, 이 지지파이프에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥이 수용되며, 이 지지기둥의 측단이 절개되어 그 단턱이 반도체 기판을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제2기판지지턱(36)이 형성된 것이다.
이것은 슬롯형의 로딩용 보트를 제공하며, 지지파이프와 지지기둥에 슬롯을 형성하여 여기에 반도체 기판이 로딩되도록 한것이다.
다만, 지지파이프의 슬롯은 반도체 기판의 승강과 이에 따른 지점 교체를 위한 이격공간을 제공하기 위해 이격홈으로 형성되며, 이 이격홈의 하단이 기판지지부가 되는 것이다.
도 4 는 듀얼보트의 다른 실시예로서, 제1기판 로딩용 보트를 이루는 지지파 이프(14)에 승강장치(70)의 구동에 따른 반도체 기판(100) 상부와 기판지지부와의 간섭이 회피되는 이격거리를 갖으면서 반도체 기판(100)을 국부지지하는 기핀지지부로서 제1기판지지돌기(44)가 형성되고, 이 지지파이프(14)에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥(24)이 수용되며, 이 지지기둥(24)에 상기 제1기판지지돌기(44)를 회피하여 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판지지돌기(46)가 형성된 것이다.
이것은 돌출형 로딩용 보트를 제공하며, 지지파이프 및 지지기둥에 돌출턱이 형성되어 이 돌출턱이 독립적으로 반도체 기판을 국부지지하는 것이다.
제1기판지지돌기는 승강장치의 이격거리에 따른 간격으로 반도체 기판의 중심을 향하여 돌출되며, 제2기판지지돌기 역시 마찬가지이다.
제1기판지지돌기는 지지파이프의 절개부에 연장되어 형성되며, 이 제1돌출지지부사이에 제2기판지돌기가 배치되어 그 간섭이 회피된다.
여기서, 상기 지지파이프(14)와 지지기둥(24)은 본 발명의 설명을 위해 예시된 것으로서, 그 형상이 여기에 국한되는 것이 아님을 밝혀둔다.
즉, 도시된 단면은 파이프나 봉형을 나타내고 있지만, 사각이나 오각 또는 삼각의 다각형일 수도 있으며, 이것은 화학기상증착시 그 유체의 유동을 위한 바람직한 형상으로 마련될 수 있는 것이다.
상기 본 발명의 반도체 제조장치에 장착되는 제1기판 로딩용 보트와 제2기판 로딩용 보트는 고온에서 그 신뢰성이 확보되도록, 석영이나 실리콘 카바이드 또는 멀라이트(mullite) 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
특히, 1200℃ 이상의 고온에서 공정을 진행하거나 막형성 공정의 특성에 따라서는 실리콘 카바이드(SiC)로 마련된 것이 사용됨이 바람직할 것이다.
한편, 가스공급장치(미도시)는 일반적으로 반응튜브(30) 내로 인입되는 가스 공급부를 통해서 공정가스를 공급하기 위하여 다수의 공정가스 저장고(미도시)를 갖게 된다.
상기 화학기상증착 공정을 수행할 경우에는 그에 맞게 여러가지 다른 공정가스가 주입될 수 있는 것으로, 예를 들어 화학기상증착용으로 실리콘 산화막(SiO2)이나 실리콘 질화막(SiN) 및 폴리실리콘(poly-Si) 등의 막을 형성하기 위한 공정가스들이 공급된다.
특히, 고온용 화학기상증착(High Temperature Chemical Vapor Deposition) 공정 중의 하나인 에피 증착공정(Epitaxial Growth Deposition)에서는 실리콘 소스가스와 캐리어 가스가 동시에 공급될 수 있다.
다음으로, 본 발명인 반도체 제조장치와 연동되는 반도체 제조방법에 대해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 도 2 와 도 3 으로부터 설명된 듀얼보트에 반도체 기판(100)이 로딩되고(기판 로딩단계), 공정공간이 밀폐된 후 공정가스가 반응튜브(30)내로 인입되어 공정이 시작된다(공정가스 주입단계).
이때, 인입되는 공정가스는 상기된 바와 같이 화학기상증착용 공정가스로서 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 폴리 실리콘 및 에피 실리콘을 형성하기 위한 공정가스들이다.
공정이 진행되는 동안 주기적으로 승강장치(70)가 구동되며, 이에 의해 제1기판 로딩용 보트와 제2기판로딩용 보트의 기판지지부가 번갈아 반도체 기판을 지지하게 된다(공정진행단계).
상기 반도체 기판(100)의 기판지지부 교체 주기는 막형성의 막두께 또는 고착되는 시간에 따라 실험적으로 결정될 것이다.
한편, 공정진행단계에서는 승강장치에 부가된 회전구동부에 의해서 기판 로딩용 듀얼보트를 회동시킬 수 있고, 이에 따른 반도체 기판의 회전이 가능하다.
따라서, 공정이 진행되는 동안에 반도체 기판이 회전하여 반도체 기판 상에 형성되는 반도체 막의 균일도를 크게 향상시킬 수 있으며, 백사이드 역시 마찬가지이다.
이때, 듀얼보트가 회전되는 동안 제1기판 로딩용 보트와 제2기판 로딩용 보트의 상대회전속도는 0이다.
따라서, 듀얼보트의 회전시 주기적인 승강이 수행되어도 정지상태에서 승강되는 것과 마찬가지여서, 듀얼보트의 회전시 따른 반도체 기판의 지점변화가 수행되어도 무방하다.
이러한 본 발명에 따른 반도체 제조장치 및 반도체 제조방법은 막증착이 진행되는 동안 제1기판 로딩용 보트나 제2기판 로딩용 보트가 승강장치에 의해 상하로 미세하게 조절되어 그 지점이 주기적으로 교체되면서 기판지지부와 반도체기판이 서로 연결되게 들러붙는 공정사고가 발생되지 않으며, 이에 따른 파티클의 발생이 원천적으로 방지된다.
이와 더불어, 반도체 기판의 백사이드에 균일한 반도체 막이 형성되며, 백사이드에 형성된 균일한 반도체 막은 후속공정에서 정밀한 기준면을 제공하게 된다.
이것은 반도체 제조의 수율에 있어서, 큰 의미를 가지게 된다.
즉, 반도체 산업은 수율을 향상시키기 위한 설비의 확보가 그 자체를 이루고있다고 하여도 과언이 아니며, 이것은 반도체 제조공정의 각 단계에서 결함이 발생되면 결함이 발생된 부분이 기계의 부품처럼 교체가 가능하지 않고 결함이 발생된 반도체 전체를 폐기시켜야 하기 때문이다.
상술된 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 기판의 지점이 증착공정 중 주기적으로 교체됨에 따라, 반도체 기판과 지지부 사이에 막이 연결되어 고착되는 것이 원천적으로 방지된다.
이에 따라, 특히 백사이드의 파티클 발생이 억제되며, 백사이드에 균일한 막이 형성되므로, 후속공정에서 정밀한 기준면이 제공되고, 공정수율이 향상됨과 더불어 생산성이 확보되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 반도체 기판의 공정이 진행되도록 밀폐공간을 제공하는 반응튜브 내에 로딩된 반도체 기판의 지지상태가 주기적으로 교체되도록 승강장치와 연동되어 반도체 기판을 국부지지하는 제1기판 로딩용보트와 이 제1기판 로딩용보트와 독립적으로 상기 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판 로딩용보트로 구비되어진 듀얼보트가 포함된 반도체 제조장치에 있어서:
    상기 듀얼보트에서 제1기판 로딩용보트는 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩되도록 일구역이 개방된 내부공간이 형성되도록 평행하게 배치된 지지파이프들과 이 지지파이프를 상하에서 하나의 면으로 보유지지하는 제1상부결합부와 제1하부결합부를 포함하고, 상기 지지파이프에는 길이방향을 따라서 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성됨과 더불어, 제2기판 로딩용보트는 상기 지지파이프가 제공하는 공간에 수용되어 반도체 기판이 로딩 또는 언로딩되도록 일구역이 개방된 내부공간이 형성되도록 평행하게 배치된 지지기둥들과 이 지지기둥을 상하에서 하나의 면으로 보유지지하는 제2상부결합부와 제2하부결합부를 포함하고, 상기 지지기둥에는 길이방향을 따라서 상기 기판지지부와 독립적으로 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  2. (삭제)
  3. 제 1 항에 있어서, 듀얼보트는 제1기판 로딩용 보트를 이루는 제1지지파이프에 승강장치의 기판 승강에 따른 반도체 기판 상부와 간섭이 회피되게 승강구역을 제공하는 이격홈이 형성되고, 이 이격홈의 하단인 단턱이 반도체 기판을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제1기판지지턱이 되며, 이 지지파이프에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥이 수용되며, 이 지지기둥의 측단이 절개되어 그 단턱이 반도체 기판을 국부적으로 지지하는 기판지지부로서 제2기판지지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 듀얼보트는 제1기판 로딩용 보트를 이루는 지지파이프에 승강장치의 구동에 따른 반도체 기판 상부와 기판지지부와의 간섭이 회피되는 이격거리를 갖으면서 반도체 기판을 국부지지하는 기핀지지부로서 제1기판지지돌기가 형성되고, 상기 지지파이프에 제2기판 로딩용 보트를 이루는 지지기둥이 수용되며, 이 지지기둥에 상기 제1기판지지돌기를 회피하여 반도체 기판을 국부지지하는 제2돌출기판지지돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 듀얼보트는 그 승강장치에 상기 반도체 기판이 자전되도록 상기 제1기판 로딩용보트 및 제2기판 로딩용보트를 동시에 회전시키는 회전구동부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치.
  6. 반도체 기판을 국부지지하는 기판지지부가 형성된 제1기판 로딩용보트와 이 제1기판 로딩용보트와 독립적으로 반도체 기판을 국부지지하는 제2기판 로딩용 보트로 이루어짐과 더불어 승강장치를 통해 독립적인 승강이 가능한 듀얼보트에서 어느 하나의 로딩용 보트에 반도체 기판을 로딩하는 기판로딩 단계와:
    반도체 기판이 로딩된 듀얼보트를 반응튜브 내로 인입한 후 공정공간을 밀폐시키고 공정가스를 공급하여 공정을 진행하는 공정가스 주입단계와:
    공정이 진행되는 동안 반도체 기판의 백사이드에 규일한 반도체 막이 증착됨과 더불어 승강장치를 통해 화학기상증착 공정진행중 기판지지부와 반도체 기판을 연결하는 증착막 생성이 억제되는 주기로 상기 제1기판 로딩용보트와 상기 제2기판 로딩용보트에서 반도체 기판의 지지위치를 교체하는 공정진행단계와:
    공정이 완료되면 상기 듀얼보트를 인출시켜 반도체 기판을 언로딩시키는 기판 언로딩 단계가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 공정가스 주입단계 또는 공정진행단계에서 공정 가스는 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 폴리실리콘 및 에피 실리콘 중 어느 하나를 위한 공정가스인 것을 특징으로 하는 반도체 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 공정진행단계에서 반도체 기판을 교체하기 위한 승강범위는 기판지지부 사이의 간격내에 한정되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 공정진행단계에서 공정이 진행되는 동안 백사이드를 포함하는 반도체 기판의 박막 형성 균일도가 향상되게 기판이 회전하는 단계가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조방법.
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