KR101487410B1 - 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치 - Google Patents

에피텍셜 웨이퍼 제조 장치 Download PDF

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KR101487410B1
KR101487410B1 KR20130103228A KR20130103228A KR101487410B1 KR 101487410 B1 KR101487410 B1 KR 101487410B1 KR 20130103228 A KR20130103228 A KR 20130103228A KR 20130103228 A KR20130103228 A KR 20130103228A KR 101487410 B1 KR101487410 B1 KR 101487410B1
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epitaxial wafer
chamber
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황경수
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주식회사 엘지실트론
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases

Abstract

실시예에 의하면, 웨이퍼가 안착될 서셉터가 내부에 설치된 챔버를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는, 가스를 공급하는 가스 공급부 및 가스 공급부와 챔버 사이에 배치되어 가스를 분할하여 챔버의 내부로 유출하는 가스 유출부를 포함하고, 가스 유출부는 가스를 복수개로 분할하는 적어도 하나의 분할 영역을 포함하는 가스 유로 및 적어도 하나의 분할 영역에서 가스의 상류 방향으로 돌출된 가스 분할부를 포함한다.

Description

에피텍셜 웨이퍼 제조 장치{Apparatus for manufacturing epitaxial wafer}
실시예는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정에 있어서, 반도체 기판 위에 박막 소자를 에피텍셜(epitaxial) 성장시키는 공정이 있다. 이러한 박막 소자 즉, 에피텍셜층의 성장에 이용되는 기존의 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치의 경우, 가스를 복수개의 가스로 분할하여 웨이퍼로 유출하는 가스 유로(미도시)를 포함한다.
이때, 웨이퍼 위에 에피텍셜층이 얼룩지게 성장되는 이유는 여러 가지가 있다. 그 중 하나로서, 에피텍셜층을 성장할 때 사용되는 가스가 가스 유로를 통과하면서 불균일한 유속과 유량을 갖기 때문이다. 이는 가스 유로의 가스 분할 지점에서 가스가 분할될 때, 가스의 흐름에 따라 분할되는 가스량을 제어할 수 없기 때문이다. 이와 같이 에피텍셜층의 얼룩 현상은 웨이퍼의 직경이 증가함에 따라 더욱 증가하게 된다.
일본국 공개 특허 공보 특개 2011-249448호(2011.12.8)
실시예는 얼룩없이 균일한 두께의 에피텍셜층을 성장시킬 수 있는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치를 제공한다.
실시예에 의하면, 웨이퍼가 안착될 서셉터가 내부에 설치된 챔버를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는, 가스를 공급하는 가스 공급부; 및 상기 가스 공급부와 상기 챔버 사이에 배치되어, 상기 가스를 분할하여 상기 챔버의 내부로 유출하는 가스 유출부를 포함하고, 상기 가스 유출부는 상기 가스를 복수개로 분할하는 적어도 하나의 분할영역을 포함하는 가스 유로; 및 상기 적어도 하나의 분할 영역에서 상기 가스의 상류 방향으로 돌출된 가스 분할부를 포함한다.
상기 가스 유로는 적어도 하나의 단위 유로를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 단위 유로는 분할될 가스를 상기 적어도 하나의 분할 영역으로 제공하는 상류 유로; 및 상기 적어도 하나의 분할 영역에서 분할된 가스가 흐르는 경로를 제공하는 복수의 하류 유로를 포함한다.
상기 가스 분할부는 상기 단위 유로마다 배치된다.
또는, 상기 가스 분할부는 상기 단위 유로 중에서 상기 챔버보다는 상기 가스 공급부에 가깝게 배치된 단위 유로에 배치되고 상기 가스 공급부보다는 상기 챔버에 가깝게 배치된 단위 유로에는 배치되지 않는다.
상기 가스 분할부는 상기 상류 유로의 폭의 중간 지점을 향해 돌출될 수 있다.
상기 가스 분할부의 제1 높이는 상기 하류 유로의 제2 높이보다 더 높을 수 있다. 상기 가스 분할부의 제1 높이는 상기 상류 유로의 폭보다 클 수 있다.
상기 적어도 하나의 분할 영역은 상기 챔버보다 상기 가스 공급부에 가까운 상류 분할 영역; 및 상기 가스 공급부보다 상기 챔버에 가까운 하류 분할 영역을 포함한다. 상기 하류 분할 영역보다 상기 상류 분할 영역에 배치된 상기 가스 분할부의 제1 높이가 더 높을 수 있다.
상기 가스 분할부의 재질은 상기 가스 유로의 재질과 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 가스 분할부의 재질은 스테인레스 스틸 또는 석영 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 가스 유출부는 상기 가스가 상기 웨이퍼에 공급되는 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 상기 분할된 가스를 유출시킬 수 있다.
또는, 상기 가스 유출부는 상기 가스가 상기 웨이퍼에 공급되는 제1 방향과 다른 제2 방향으로 가스를 유출시킬 수 있다. 이 경우 상기 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는 상기 가스 유출부의 단부에 배치되며, 상기 가스 유출부로부터 상기 제2 방향으로 유출된 가스를 상기 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 유출시키는 수평 가스 유로를 더 포함할 수 있다.
상기 가스 분할부의 하측과 상측의 폭은 서로 동일할 수 있다.
또는, 상기 가스 분할부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 클 수도 있다.
상기 가스 분할부는 상기 상류 방향으로 돌출된 탑부; 및 상기 탑부로부터 하류 방향으로 연장되는 버텀부를 포함할 수 있다. 상기 탑부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 클 수 있다.
상기 가스 분할부는 상기 탑부와 상기 버텀부 사이에 배치된 중간부 더 포함할 수도 있다. 상기 중간부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 클 수 있다.
실시예에 따른 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는 가스 유로에서 가스가 분할되는 분할 영역에 가스 분할부를 배치하여 균등한 유량 및/또는 유속으로 분할된 가스를 웨이퍼에 공급하기 때문에, 웨이퍼 위에 에피텍셜층을 얼룩없이 균일하게 성장시킬 수 있고, 특히 대구경을 갖는 웨이퍼에 균일한 두께로 에피텍셜층을 성장시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 의한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 다른 실시예에 의한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2에 예시된 가스 유출부의 실시예에 따른 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 실시예에 의한 단위 가스 유로를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 의한 가스 분할부의 사시도를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 다른 실시예에 의한 가스 분할부의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 실시예에 의한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100A)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100A)는 챔버(chamber)(105), 서셉터(susceptor)(107), 서셉터 지지부(109), 가스 공급부(110), 가스 유출부(120A), 수평 가스 유로(130), 가스 배출부(140), 서셉터 회전 구동부(150) 및 서셉터 회전축(152)을 포함한다.
에피텍셜층이 성장될 웨이퍼(W)는 주면이 위로 향하도록 서셉터(107)의 상부면에 안착된다. 웨이퍼(W)는 서셉터(107)의 상부면에 거의 수평으로 배치될 수 있다. 여기서, 웨이퍼(W)는 직경이 300 ㎜인 대구경 실리콘 웨이퍼일 수 있지만, 실시예는 웨이퍼의 종류와 재질과 직경에 국한되지 않는다.
서셉터(107)는 챔버(105)의 내부에 설치되며, 서셉터 지지부(109)에 의해 회전 가능하게 지지를 받는다. 서셉터(107)는 에피텍셜층이 웨이퍼(W)의 주 표면에 성장되는 동안, 에피텍셜층을 웨이퍼(W) 위에 균일하게 성장시키기 위해서, 서셉터 회전축(152)이 회전할 때 서셉터 회전축(152)과 함께 회전한다. 이를 위해, 에텍셜층이 성장되는 동안, 서셉터 회전 구동부(150)는 서셉터 회전축(152)을 회전시키는 역할을 한다.
서셉터(107)는 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼(W)가 장착되는 서셉터(107)의 상부면의 가장 자리는 서셉터(107)의 중앙보다 웨이퍼(W)와의 접촉이 더 많으므로 훨씬 많은 열을 웨이퍼(W)에 전달한다. 이를 극복하기 위해, 서셉터(107)의 상부면은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 실시예는 서셉터(107)의 형상에 국한되지 않는다.
한편, 가스 공급부(110)는 가스(GA)를 가스 유출부(120A)로 공급하는 역할을 한다. 여기서, 가스(GA)는 수소, HCl 또는 TCS(트리클로로실란) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 실시예는 이러한 가스(GA)의 종류에 국한되지 않는다.
가스 유출부(120A)는 가스 공급부(110)와 챔버(105) 사이에 배치되어, 가스 공급부(110)로부터 공급되는 가스(GA)를 입구(122)를 통해 받아서 분할하고, 분할된 가스(GB)를 출구(124A)를 통해 챔버(105)의 내부로 유출한다. 챔버(105)의 내부로 유출된 가스(GC)는 웨이퍼(W) 위로 공급되어, 웨이퍼(W) 위에 에피텍셜층을 생성하는 데 기여한다. 예를 들어, 반응 온도 1150℃에서, 수소 가스의 유량을 70 slm(standard liter per minute), TCS 가스의 유량을 10 slm으로 하여, 웨이퍼(W) 위에 5 ㎛의 두께를 갖는 에피텍셜층을 성장할 수 있다.
도 1에 예시된 에피텍셜 제조 장치(100A)에서 가스 유출부(120A)는 가스(GC)가 웨이퍼(W)에 공급되는 제1 방향과 다른 제2 방향으로 가스를 유출한다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 직각일 수 있으나, 실시예는 이에 국한되지 않는다.
수평 가스 유로(130)는 가스 유출부(120A)의 단부(124A)에 배치되며, 가스 유출부(120A)의 출구(124A)로부터 제2 방향으로 유출된 가스(GB)를 웨이퍼(W)에 가스(GC)가 공급되는 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 방향을 바꾸어서 챔버(105)의 내부로 유출시킨다.
도 2는 다른 실시예에 의한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100B)를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100A)가 수평 가스 유로(130)를 포함하는 반면, 도 2에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100B)는 수평 가스 유로(130)를 포함하지 않는다. 이를 제외하면, 도 2에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100B)는 도 1에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100A)와 동일하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며 중복되는 설명을 생략한다.
도 2에 예시된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치(100B)에서 가스 유출부(120B)는 가스(GC)가 웨이퍼(W)에 공급되는 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 가스를 출구(124B)를 통해 챔버(105)의 내부로 유출한다. 따라서, 도 1에 예시된 바와 같은 가스가 흐르는 방향을 바꾸는 수평 가스 유로(130)가 필요하지 않다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2에 예시된 가스 유출부(120A, 120B)의 실시예(120-1 ~ 120-4)에 따른 내부 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 가스 유로(126A ~ 126D) 내부에 도시된 화살표는 가스의 흐름을 나타낸다.
도 3a 내지 도 3d에 예시된 바와 같이, 가스 유출부(120-1 ~ 120-4)는 가스 유로(126A ~ 126D) 및 가스 분할부(160)를 포함한다.
가스 유로(126A ~ 126D)는 가스 공급부(110)로부터 공급된 가스(GA)를 입구(122)를 통해 받아들여 적어도 하나의 분할 영역에서 복수개로 분할하고, 분할된 복수개의 가스를 출구(124)를 통해 챔버(105)의 내부로 유출한다. 여기서, 출구(124)는 도 1 또는 도 2에 도시된 출구(124A, 124B)에 해당한다.
가스 분할부(160)는 가스 유로(126A ~ 126D)에 포함된 적어도 하나의 분할 영역에서 가스의 상류 방향으로 돌출되어 배치된다. 여기서, 가스 분할부(160)가 배치되는 분할 영역에 대해서는 보다 상세히 후술된다.
도시된 가스 유로(126A ~ 126D) 및 가스 분할부(160)의 구조에 대해 다음과 같이 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 실시예에 의한 단위 가스 유로를 확대 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d에 예시된 가스 유로(126A ~ 126D)는 도 4a에 예시된 단위 유로를 적어도 하나 갖는다. 즉, 도 3a 및 도 3b의 가스 유로(126A, 126B)는 가스를 1차적으로만 분할하므로 단위 유로를 한 개만 포함하고, 도 3c의 가스 유출부(120-3)는 가스를 1차적으로 분할한 후 다시 2차적으로 분할하므로 단위 유로를 3개 포함하고, 도 3d의 가스 유출부(120-4)는 가스를 1차 ~ 3차에 걸쳐서 분할하므로 단위 유로를 7개 포함한다. 그러나, 실시예는 이에 국한되지 않으면 7개보다 더 많은 단위 유로를 포함할 수도 있다. 만일, 가스 유출부(120A, 120B)가 가스를 1차 ~ N차에 걸쳐서 분할할 경우, 2N-1개의 단위 유로를 포함할 수 있다. 여기서, N은 1 이상의 양의 정수이다.
도 4a를 참조하면, 단위 유로는 상류 유로(USP:UpStream Pipe), 분할 영역(빗금친 영역)(128) 및 복수의 하류 유로(DSP:DownStream Pipe)(DSP1, DSP2)를 포함한다. 도 4a에서, 상류 유로(USP) 및 하류 유로(DSP1, DSP2) 내부에 도시된 화살표는 가스의 흐름을 나타낸다.
상류 유로(USP)는 분할될 가스를 입구(IN)를 통해 받아들여, 분할 영역(128)으로 제공한다. 분할 영역(128)에서 가스는 2개의 가스로 분할된다.
복수의 하류 유로(DSP1, DSP2)는 분할 영역(128)에서 분할된 가스가 흐르는 경로를 제공한다. 즉, 분할 영역(128)에서 분할된 가스는 복수의 하류 유로(DPS1, DSP2)를 통해 출구(OUT1, OUT2)를 통해 유출된다.
복수의 하류 유로(DSP1, DSP2) 각각은 제1 세그먼트(DSP11, DSP21) 및 제2 세그먼트(DSP12, DSP22)를 포함한다. 제1 세그먼트(DSP11, DSP21)는 분할 영역(128)에 인접하는 부분이고, 제2 세그먼트(DSP12, DSP22)는 제1 세그먼트(DSP11, DSP21)로부터 연장되어 꺾여지는 부분이다. 도 4a의 경우 제1 세그먼트(DSP11, DSP21)와 제2 세그먼트(DSP12, DPS22)는 서로 직각으로 ?여있지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시예에 의하면, 도 4a에 도시된 바와 달리, 직각이 아니라 원형으로 꺾이거나 또는 꺾이는 부분이 튀어나온 형태로 배치될 수 있다.
또한, 가스 분할부(160)는 분할 영역(128)에 배치되고 가스의 상류 방향으로 돌출되어 배치된다. 여기서, 가스의 상류 방향이란 하류 유로(DSP1, DSP2)에서 상류 유로(USP)를 바라보는 방향을 의미한다. 상류 유로(USP)의 입구(IN)를 통해 들어온 가스가 인접하는 두 개의 하류 유로(DSP1, DSP2)로 동일한 유속 및/또는 유량으로 분할되도록, 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1) 및/또는 가스 분할부(160)의 위치가 다음과 같이 결정될 수 있다.
예를 들어, 가스 분할부(160)는 상류 유로(USP)의 폭(W)의 중간 지점을 향해 돌출될 수 있지만 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 가스 분할부(160)의 일측부(160-1)와 상류 유로(USP)의 일측간의 간격(x1)은 가스 분할부(160)의 타측부(160-2)와 상류 유로(USP)의 타측간의 간격(x2)은 동일할 수 있다.
또한, 도 4a를 참조하면, 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)는 하류 유로(DSP1, DSP2)의 제1 세그먼트(DSP11, DSP21)의 제2 높이(H2)보다 더 높을 수 있다.
또한, 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)는 상류 유로(USP)의 폭(W)보다 클 수 있다.
또한, 가스 분할부(160)의 재질은 가스 유로(126A ~ 126D)의 재질과 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들어, 가스 분할부(160) 및 가스 유로(126A ~ 126D) 각각의 재질은 스테인레스 스틸(stainless steel) 또는 석영(quartz) 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4a에 예시된 단위 유로마다 가스 분할부(160)가 배치될 수 있으나, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 도 3a 내지 도 3d의 경우, 단위 유로마다 가스 분할부(160)가 배치된 모습을 나타낸다. 그러나, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 단위 유로 중에서 챔버(105)보다는 가스 공급부(110)에 가깝게 배치된 단위 유로에만 가스 분할부(160)가 배치되고, 가스 공급부(110)보다는 챔버(105)에 가깝게 배치된 단위 유로에는 가스 분할부(160)가 배치되지 않을 수 있다. 왜냐하면, 일반적으로 단위 유로가 가스 공급부(110)에 가깝게 배치될수록 가스의 유속이 빠르고 가스 공급부(110)로부터 멀리 배치될수록 즉, 챔버(105)에 가깝게 배치될 수 가스의 유속이 느려짐을 고려할 대, 유속이 느린 부분보다는 유속이 빠른 부분에 가스 분할부(160)에 의해 배치하여, 유속을 균등하게 분할하기 위해서이다.
한편, 가스 유로(120A, 120B)에서 가스가 분할되는 적어도 하나의 분할 영역은 단수개 또는 복수개일 수 있다.
예를 들어, 도 3a의 가스 유로(126A)는 하나의 분할 영역(128A)만을 갖는다.
반면, 도 3b의 가스 유로(126B)는 3개의 분할 영역(128B1 ~ 128B3)을 갖는다. 이때, 가스 분할부(160)는 3개의 분할 영역(128B1 ~ 128B3) 중에서 상류 유로(USP)와 마주하는 분할 영역(128B1)에만 배치된다.
또한, 도 3c의 가스 유로(120-3)도 3개의 분할 영역(128C1 ~ 128C3)을 갖는다. 도 3b와 달리, 도 3c에 예시된 분할 영역(128C1 ~ 128C3)에는 가스 분할부(160)가 모두 배치될 수 있다. 왜냐하면, 모든 분할 영역(128C1 ~ 128C3)이 상류 유로(USP)를 마주보기 때문이다.
또한, 분할 영역은 위치에 따라 상류 분할 영역 및 하류 분할 영역으로 나뉠 수 있다. 여기서, 상류 분할 영역이란 분할 영역 중에서 챔버(105)보다 가스 공급부(110)에 가까운 분할 영역으로서 정의된다. 하류 분할 영역이란 분할 영역 중에서 가스 공급부(110)보다 챔버(105)에 가까운 분할 영역으로서 정의된다. 예를 들어, 도 3d를 참조하면, 분할 영역(128D1 ~ 128D7) 중에서 챔버(105)보다 가스 공급부(110)에 가까운 분할 영역(128D1)은 상류 분할 영역에 해당한다. 또한, 가스 공급부(110)보다 챔버(105)와 가까운 분할 영역(128D4 ~ 128D7)은 하류 분할 영역에 해당한다. 여기서, 분할 영역(128D2, 128D3)의 경우, 상류 분할 영역(128D1)을 기준으로 하면 하류 분할 영역에 해당하지만, 하류 분할 영역(128D4 ~ 128D7)을 기준으로 하면 상류 분할 영역에 해당한다.
실시예에 의하면, 하류 분할 영역에 배치된 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)보다 상류 분할 영역에 배치된 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)가 더 높을 수 있다. 예를 들어, 도 3d를 참조하면, 분할 영역(128D1 ~ 128D7)에 배치된 가스 분할부(160) 중에서, 상류 분할 영역(128D1)에 배치된 가스 분할부(160)의 높이가 가장 클 수 있다. 또한, 상류 분할 영역(128D2, 128D3)에 배치된 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)는 하류 분할 영역(128D4 ~ 128D7)에 각각 배치된 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)보다 더 높을 수 있다. 이와 같이, 상류로 갈수록 가스 분할부(160)의 제1 높이(H1)를 높게 하는 이유는, 상류 분할 영역에서 가스의 유속이 하류 분할 영역에서 가스의 유속보다 빠르기 때문에, 가스가 분할 영역에 도달하기 이전에 가스 분할부(160)에 의해 가스를 동일한 유량 및/또는 유속으로 분할시키기 위함이다.
이하, 가스 분할부(160)의 실시예에 따른 구조에 대해 다음과 같이 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 5는 일 실시예에 의한 가스 분할부(160A)의 사시도를 나타낸다.
도 5는 도 4a에 예시된 가스 분할부(160)의 사시도에 해당한다. 도 5에서, 상류 유로(USP)의 도시는 생략되었다. 도 4a 및 도 5를 참조하면, 가스 분할부(160, 160A)의 하측의 폭(WB)과 상측의 폭(WT)은 서로 동일할 수 있다. 이와 같이, 가스 분할부(160A)는 바(bar) 또는 막의 형상을 가질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 다른 실시예에 의한 가스 분할부(160B)의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다. 도 6a에서 상류 유로(USP)의 도시는 생략되었다.
도 7a 및 도 7b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부(160C)의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다. 도 7a에서 상류 유로(USP)의 도시는 생략되었다.
도 6a 내지 도 7b에 예시된 바와 같이, 가스 분할부(160B, 160C)의 하측의 폭(WB)은 상측의 폭(WT)보다 클 수 있다. 가스 분할부(160C)의 측부의 경사면이 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같이 직선일 때보다, 도 7a 및 도 7b에 예시된 바와 곡선일 경우 가스의 흐름이 원활해질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부(160D)의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다. 도 8a에서 상류 유로(USP)의 도시는 생략되었다.
또 다른 실시예에 의하면, 가스 분할부(160D)는 탑부(160D-1) 및 버텀부(160D-2)를 포함한다. 탑부(160D-1)는 상류 방향으로 돌출된 부분이고, 버텀부(160D-2)는 탑부(160D-1)로부터 하류 방향으로 연장되는 부분이다. 여기서, 탑부(160D-1)의 하측의 폭(WB)은 상측의 폭(WT)보다 클 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 또 다른 실시예에 의한 가스 분할부(160E)의 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다. 도 9a에서 상류 유로(USP)의 도시는 생략되었다.
또 다른 실시예에 의하면, 도 9a 및 도 9b에 예시된 바와 같이 가스 분할부(160E)는 탑부(160E-1) 및 버텀부(160E-2) 뿐만 아니라 중간부(160E-3)를 더 포함할 수 있다. 중간부(160E-3)는 탑부(160E-1)와 버텀부(160E-2) 사이에 배치된다. 중간부(160E-3)의 하측의 폭(WB)은 상측의 폭(WT)보다 클 수 있다. 이때, 중간부(160E-3)는 수직 방향에 대해 소정 각도(θ)만큼 기울어져 있다. 이는 가스의 흐름을 원활하게 하기 위함이다.
도 6a 내지 도 9b에 예시된 바와 같이, 하측 폭(WB)이 상측 폭(WT)보다 클 경우, 상류 유로(USP)를 흐르는 가스를 가스 분할부(160B ~ 160E)가 나눌 때, 가스에 의해 가스 분할부(160B ~ 160E)가 쏠리거나 흔들리지 않고 견딜 수 있어, 가스가 안정되게 분할될 수 있다.
한편, 가스 배출부(140)는 에피텍셜층의 성장을 위해 사용된 가스(GD)를 챔버(105) 밖으로 배출하는 역할을 한다.
전술한 실시예에 의한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는 가스 유로에서 가스가 분할되는 분할 영역에 가스 분할부를 배치하여 가스를 동일한 유량 및/또는 유속으로 분할시켜 웨이퍼에 균일하게 공급함으로써, 웨이퍼(W) 위에 에피텍셜층을 얼룩없이 균일하게 성장할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100A, 100B: 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치 105: 챔버
107: 서셉터 109: 서셉터 지지부
110: 가스 공급부
120A, 120B, 120-1 120-4: 가스 유출부 122: 입구
124, 124A, 124B: 출구 126A ~ 126D: 가스 유로
128, 128A, 128B1 ~ 128B3, 128C1 ~ 128C3, 128D1 ~ 128D7: 분할 영역
130: 수평 가스 유로 140: 가스 배출부
150: 서셉터 회전 구동부 152: 서셉터 회전축
160, 160A ~ 160E: 가스 분할부

Claims (20)

  1. 웨이퍼가 안착될 서셉터가 내부에 설치된 챔버를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치에 있어서,
    가스를 공급하는 가스 공급부; 및
    상기 가스 공급부와 상기 챔버 사이에 배치되어, 상기 가스를 분할하여 상기 챔버의 내부로 유출하는 가스 유출부를 포함하고,
    상기 가스 유출부는
    상기 가스를 복수개로 분할하는 적어도 하나의 분할영역을 포함하는 가스 유로; 및
    상기 적어도 하나의 분할 영역에서 상기 가스의 상류 방향으로 돌출된 가스 분할부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 분할 영역은
    상기 챔버보다 상기 가스 공급부에 가까운 상류 분할 영역; 및
    상기 가스 공급부보다 상기 챔버에 가까운 하류 분할 영역을 포함하고,
    상기 하류 분할 영역보다 상기 상류 분할 영역에 배치된 상기 가스 분할부의 제1 높이가 더 높은 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 가스 유로는 적어도 하나의 단위 유로를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 단위 유로는
    분할될 가스를 상기 적어도 하나의 분할 영역으로 제공하는 상류 유로; 및
    상기 적어도 하나의 분할 영역에서 분할된 가스가 흐르는 경로를 제공하는 복수의 하류 유로를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 가스 분할부는 상기 단위 유로마다 배치되는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 가스 분할부는 상기 단위 유로 중에서 상기 가스 공급부보다는 상기 챔버에 가깝게 배치된 단위 유로 대신에 상기 챔버보다는 상기 가스 공급부에 가깝게 배치된 단위 유로에만 배치된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 가스 분할부는
    상기 상류 유로의 폭의 중간 지점을 향해 돌출된 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 제1 높이는 상기 하류 유로의 제2 높이보다 더 높은 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 제1 높이는 상기 상류 유로의 폭보다 큰 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 재질은 상기 가스 유로의 재질과 동일한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 재질은 스테인레스 스틸 또는 석영 재질 중 적어도 하나를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 가스 유출부는
    상기 가스가 상기 웨이퍼에 공급되는 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 상기 분할된 가스를 유출시키는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 가스 유출부는
    상기 가스가 상기 웨이퍼에 공급되는 제1 방향과 다른 제2 방향으로 가스를 유출시키는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치는
    상기 가스 유출부의 단부에 배치되며, 상기 가스 유출부로부터 상기 제2 방향으로 유출된 가스를 상기 제1 방향과 나란한 수평 방향으로 유출시키는 수평 가스 유로를 더 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 하측과 상측의 폭은 서로 동일한 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 가스 분할부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 큰 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 가스 분할부는
    상기 상류 방향으로 돌출된 탑부; 및
    상기 탑부로부터 하류 방향으로 연장되는 버텀부를 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 탑부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 큰 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  19. 제17 항에 있어서, 상기 가스 분할부는
    상기 탑부와 상기 버텀부 사이에 배치된 중간부 더 포함하는 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 중간부의 하측의 폭은 상측의 폭보다 큰 에피텍셜 웨이퍼 제조 장치.
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