KR100713310B1 - 수직형 확산로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직형 확산로에 관한 것으로서, 하측으로부터 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트(11)가 내측에 삽입되어 반응가스의 공급에 의해 반응이 진행되는 내측튜브(12)를 구비한 수직형 확산로(10)에 있어서, 내측튜브(12)의 내측에 보트(11)의 길이방향을 따라 내부 서멀 커플(16)이 수직되게 설치되는 것으로서, 서멀 커플을 내측튜브 내에서 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하도록 설치함으로써 서멀 커플에 의해 측정된 온도로부터 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상할 수 있기 때문에 내측튜브내의 온도를 용이하게 콘트롤하여 웨이퍼에 정확하고 재현성 있는 막을 형성시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

수직형 확산로{VERTICAL FURNACE}
도 1은 종래의 수직형 확산로를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수직형 확산로를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 수직형 확산로 11 ; 보트
12 ; 내측튜브 13 ; 외측튜브
14 ; 히터 15 ; 매니폴드
16 ; 내부 서멀 커플 16a ; 지그
17 ; 외부 서멀 커플
본 발명은 수직형 확산로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서멀 커플을 내측튜브 내에서 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하도록 설치함으로써 서멀 커플에 의해 측정된 온도로부터 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상하여 내측튜브내의 온도를 용이하게 콘트롤할 수 있는 수직형 확산로에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위한 공정에서 웨이퍼의 표면에 분자기 체를 반응시켜서 필요한 박막을 형성하는 공정을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; 이하 "CVD"라 한다) 공정이라 하며, CVD 공정에 사용되는 확산로는 튜브(tube)가 설치되는 형상에 따라 수직형 확산로(vertical type furnace)와 수평형 확산로(horizontal type furnace)로 나뉜다.
CVD 공정은 반도체 소자를 제조하기 위한 다른 대부분의 공정과 마찬가지로 공정 온도는 매우 중요한 요소가 된다. 그러므로 CVD 공정에 사용되는 확산로에는 공정 진행시 온도를 측정하기 위해 온도측정센서의 일종인 서멀 커플(Thermal couple)이 구비된다.
CVD 공정 실시시 온도 측정을 위해 서멀 커플이 구비되는 종래의 수직형 확산로를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 수직형 확산로를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 수직형 확산로는 하단이 개방되어 미도시된 승강판의 상승으로 인해 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트(boat; 1)가 내측에 삽입되어 반응가스의 공급에 의해 반응이 진행되는 내측튜브(inner tube; 2)와, 내측튜브(2)의 외측에 위치하는 외측튜브(outer tube; 3)와, 외측튜브(3)의 외측에 설치되어 반응에 필요한 고열을 방출하는 히터(heater; 4)와, 내측튜브(2) 및 외측튜브(3)의 하측에 위치하는 매니폴더(manifold; 5)와, 내측튜브(2)와 외측튜브(3) 사이에 설치되는 내부 서멀 커플(inner thermal couple; 6)과, 외측튜브(3)에 설치되는 복수의 외부 서멀 커플(outer thermal couple; 7)을 포함한다.
내부 및 외부 서멀 커플(6,7)은 서로 다른 두 종류의 금속 또는 반도체를 조 합하여 구성된 것으로서, 이러한 금속 또는 반도체 사이의 온도 차이에 의하여 발생되는 전류 신호를 전류 측정기로 전송하고, 전류 측정기에서 측정 환산하여 측정 대상물의 온도를 측정한다.
이와 같은 종래의 수직형 확산로는 내부 서멀 커플(6)이 내측튜브(2)와 외측튜브(3) 사이에 설치되어 내측튜브(2) 내에 웨이퍼가 위치하는 지점으로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 내부 서멀 커플(6)로부터 측정된 온도를 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상하는 것이 힘들다.
따라서, 내측튜브(2)의 온도를 콘트롤하기 매우 어려워 웨이퍼에 재현성있는 막을 형성시키기 힘들다는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 서멀 커플을 내측튜브 내에서 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하도록 설치함으로써 서멀 커플에 의해 측정된 온도로부터 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상할 수 있어서 내측튜브의 온도를 용이하게 콘트롤하여 웨이퍼에 정확하고 재현성 있는 막을 형성시킬 수 있는 수직형 확산로를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 하측으로부터 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트가 내측에 삽입되어 반응가스의 공급에 의해 반응이 진행되는 내측튜브를 구비한 수직형 확산로에 있어서, 내측튜브의 내측면에 설치되는 지그에 의해 내부 서멀 커플이 내측튜브와 보트사이에 설치되되, 내부 서멀 커플이 보트의 길이방향을 따라 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하여 수직되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 수직형 확산로를 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 확산로(10)는 하측으로부터 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트(boat; 11)가 승강판(미도시)의 상승에 의해 내측에 삽입되어 반응가스의 공급에 의해 반응이 진행되는 내측튜브(inner tube; 12)와, 내측튜브(12)의 외측에 설치되는 외측튜브(outer tube; 13)와, 외측튜브(13)의 외측에 설치되어 반응에 필요한 고열을 방출하는 히터(heater; 14)와, 내측튜브(12) 및 외측튜브(13)의 하측에 위치하는 매니폴더(manifold;15)와, 내측튜브(12)의 내측에 설치되는 내부 서멀 커플(inner thermal couple; 16)과, 외측튜브(13)에 설치되는 복수의 외부 서멀 커플(outer thermal couple; 17)을 포함한다.
내부 및 외부 서멀 커플(16,17)은 서로 다른 두 종류의 금속 또는 반도체를 조합하여 구성된 것으로서, 이러한 금속 또는 반도체 사이의 온도 차이에 의하여 발생되는 전류 신호를 전류 측정기로 전송하고, 전류 측정기에서 측정 환산하여 측정 대상물의 온도를 측정한다.
또한, 내부 서멀 커플(16)은 내측튜브(12)의 내측에 보트(11)의 길이방향을 따라 수직되게 설치되며, 복수의 측정점(미도시)을 구비하여 수직방향을 따라 복수의 지점의 온도를 측정한다.
한편, 내부 서멀 커플(16)은 위치가 이동하여 측정위치가 변경되는 것을 방지하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 상단이 내측튜브(12)의 내측면에 설치되는 지그(16a)에 의해 고정되어 내측튜브(12)와 보트(11)사이에 설치된다.
이와 같은 구조로 이루어진 수직형 확산로는 내부 서멀 커플(16)이 내측튜브(12)내에서 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하도록 설치되기 때문에 내부 서멀 커플(16)로부터 측정된 온도가 웨이퍼의 실제 온도에 근사하므로 측정된 온도를 가지고 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상할 수 있음으로써 내측튜브의 온도를 용이하게 콘트롤할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 확산로는 내측튜브 내에서 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하도록 서멀 커플을 설치함으로써 서멀 커플에 의해 측정된 온도로부터 웨이퍼의 실제 온도로 정확하게 보상할 수 있어서 내측튜브의 온도를 용이하게 콘트롤하여 웨이퍼에 정확하고 재현성 있는 막을 형성시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 수직형 확산로를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (1)

  1. 하측으로부터 일정 개수의 웨이퍼를 장착한 보트가 내측에 삽입되어 반응가스의 공급에 의해 반응이 진행되는 내측튜브를 구비한 수직형 확산로에 있어서,
    상기 내측튜브의 내측면에 설치되는 지그에 의해 내부 서멀 커플이 상기 내측튜브와 상기 보트사이에 설치되되, 상기 내부 서멀 커플이 상기 보트의 길이방향을 따라 상기 웨이퍼가 위치하는 지점과 인접하여 수직되게 설치되는 것
    을 특징으로 하는 수직형 확산로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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