KR101875305B1 - 챔버 사이에 마련되는 슬릿 퍼지 장치 및 이를 포함하는 고온 상압 기상성장장치 - Google Patents

챔버 사이에 마련되는 슬릿 퍼지 장치 및 이를 포함하는 고온 상압 기상성장장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼에 화학적 처리를 수행하는 고온 상압 기상성장장치로서, 웨이퍼에 대한 에피택셜 공정을 수행하는 공정 챔버, 상기 공정 챔버로 상기 웨이퍼를 이송시키는 반송 챔버, 상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널, 상기 웨이퍼의 이동시에 상기 슬릿 터널의 입구를 개폐하는 슬릿 밸브 및 상기 슬릿 터널 내부에서 소정의 압력으로 퍼지 가스를 유동시키는 슬릿 퍼지 장치를 포함할 수 있으며, 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련된 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하여 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼에 흡착된 파티클을 유동시켜 용이하게 배출될 수 있도록 할 수 있다.

Description

챔버 사이에 마련되는 슬릿 퍼지 장치 및 이를 포함하는 고온 상압 기상성장장치{Slit Purge Apparatus for Between Chamber and High Temperature Atmospheric Pressure Vapor Growth Device Including the Same}
본 발명은 고온 상압 기상성장장치의 챔버 사이에 마련되는 슬릿 퍼지 장치 에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반송 챔버와 공정 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이송시 챔버 간의 오염을 방지하는 슬릿 퍼지 장치 및 이를 포함하는 고온 상압 기상성장장치에 관한 것이다.
웨이퍼와 같은 반도체 소자를 처리하는 공정은 대부분 높은 온도와 상압의 분위기에서 이루어질 수 있도록 밀폐된 챔버가 구비되어야 하며, 이러한 챔버를 통해 반도체 소자의 수율을 높이기 위해서는 챔버 내부의 오염을 방지하는 것이 중요하다.
도 1은 종래의 웨이퍼 공정에 사용되는 기상성장장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 기상성장장치는 웨이퍼를 이송하기 위한 복수개의 챔버를 포함할 수 있으며, 웨이퍼 가공을 위한 웨이퍼를 로드 또는 언로드 하는 로드락 챔버(Load lock chamber, 110), 상기 로드락 챔버와 연결되며 웨이퍼를 이송하는 반송 챔버(Transfer chamber, 120) 및 고온 상태에서 웨이퍼에 대한 공정이 수행되는 공정 챔버(Process chamber, 130, 131)로 이루어질 수 있다. 상기 로드락 챔버와 공정 챔버는 복수개로 이루어질 수 있으며, 반송 챔버는 로드락 챔버와 공정 챔버 사이에서 웨이퍼를 이송시키는 역할을 한다.
공정 챔버는 웨이퍼 상에 실리콘막을 증착시키는 에피택셜 공정이 이루어지는 챔버로서, 고온의 분위기에서 각종 가스(H2, TCS, HCl, Dopant)등이 흐르면서 웨이퍼 상에 실리콘막이 증착되는 공간이 제공된다.
각 챔버들 사이에는 기판을 통과시키기 위해 슬릿이 형성되며, 이 슬릿에는 슬릿을 개폐하기 위한 슬릿밸브가 설치되어 웨이퍼가 이송될시 슬릿의 개폐가 이루어진다. 이러한 슬릿밸브는 실질적으로 챔버 간의 통로를 이루는 슬릿을 개폐하는 것으로 슬릿과 동일한 형상 및 개구부보다 큰 크기의 플레이트로 이루어진 밸브 플레이트와, 공압에 의해 작동되며 밸브 플레이트 측에 연결되는 샤프트를 동작시켜서 밸브 플레이트를 승강시키는 엑추에이터 등을 포함하는 형태로 이루어져 있다.
반송 챔버에서 공정 챔버로 웨이퍼를 이송시 각 챔버의 압력과 온도 차이로 인해 슬릿밸브를 오픈하게 되면 반송 챔버에서 공정 챔버로 기류가 형성되며 이로 인해 오염 물질이 공정 챔버 쪽으로 흘러들어갈 가능성이 있다.
이를 방지하기 위해 상압 설비에서는 반송 챔버와 공정 챔버간 압력 차이를 0.5 torr 수준으로 설정하여 공정을 진행하였으나, 이 경우에도 공정 챔버의 배기부에 미반응 부산물이 축척되어 배관의 내경이 감소하여 배기력이 감소하게 되면 공정 챔버에서 반송 챔버로 기류가 형성됨에 의해 배기부에서 챔버 쪽으로 불순물이 역류하거나 반송 챔버 쪽으로 불순물이 역류하게 될 가능성이 있다.
도 2는 종래의 기상성장장치에서 공정 챔버와 반송 챔버를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 공정 챔버(130)와 반송 챔버(120) 사이에 마련된 슬릿 터널(123)의 상부에는 공정 챔버 방향으로 퍼지 가스를 흘려주는 슬릿 퍼지 기능이 있으며, 이는 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하여 와류를 유발하는 것을 최소화하기 위해 마련된 구성이나, 웨이퍼 이동시 상방향에서 가스를 흘려주기 때문에 주변 파티클이 웨이퍼에 흡착될 가능성이 높아지는 문제가 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼를 이송하기 위해 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련된 슬릿밸브를 오픈시 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하여 내부를 오염시키거나 슬릿 터널 주변에서 와류가 생성되는 것을 방지할 수 있는 슬릿 퍼지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 반송 챔버와 공정 챔버 사이의 슬릿 터널로 웨이퍼가 이송될 시 웨이퍼의 표면에 파티클이 흡착되는 것을 방지할 수 있는 슬릿 퍼지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예는 웨이퍼에 에피택셜 공정을 수행하는 고온 상압 기상성장장치로서, 웨이퍼에 대한 에피택셜 공정을 수행하는 공정 챔버; 상기 공정 챔버로 상기 웨이퍼를 이송시키는 반송 챔버; 상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널; 상기 웨이퍼의 이동시에 상기 슬릿 터널의 입구를 개폐하는 슬릿 밸브; 및 상기 슬릿 터널 내부에서 소정의 압력으로 퍼지 가스를 유동시키는 슬릿 퍼지 장치;를 포함하고, 상기 슬릿 퍼지 장치는 상기 슬릿 터널의 일측에 마련되며 상기 슬릿 터널을 통과하는 상기 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 배치되어 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 공급부와, 상기 슬릿 터널의 타측에 마련되며 상기 퍼지 공급부와 마주보는 방향에서 상기 퍼지 공급부로부터 분사된 가스를 배기하는 퍼지 배기부를 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 퍼지 공급부는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평한 방향에서 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 퍼지 공급부는 상기 슬릿 터널의 측면에 끼워져 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 주입부로 이루어지고, 상기 퍼지 배기부는 상기 슬릿 터널에서 상기 퍼지 공급부와 마주보는 측면에 끼워져 퍼지 가스를 배기하는 복수개의 흡입부로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 퍼지 공급부와 퍼지 배기부는 적어도 3개 이상 상기 슬릿 터널의 측면에 배열될 수 있다.
바람직하게, 상기 주입부에는 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 분사홀이 세로방향으로 마련되고, 상기 퍼지 배기부에는 퍼지 가스를 배출하는 복수개의 배출홀이 세로방향으로 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 퍼지 공급부와 퍼지 배기부는 적어도 3개 이상 상기 슬릿 터널에 배열되는 고온 상압 기상성장장치.
바람직하게, 상기 분사홀과 배출홀은 동일한 개수와 크기로 형성될 수 있다.
상기 분사홀은 상기 배출홀보다 높은 위치에 배치될 수 있으며, 바람직하게상기 분사홀은 웨이퍼의 하면보다 상측에 배치되며, 상기 배출홀은 상기 웨이퍼의 상면보다 하측에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 분사홀은 소정의 각도만큼 하방향으로 개구 방향이 형성되며, 마주보는 흡입홀 중에서 상부로부터 동일한 순서에 형성된 흡입홀을 바라보는 방향으로 개구 방향이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 흡입홀은 소정의 각도만큼 상방향으로 개구 방향이 형성되며, 마주보는 분사홀 중에서 상부로부터 동일한 순서에 형성된 분사홀을 바라보는 방향으로 개구 방향이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 퍼지 배기부와 연결되어 상기 퍼지 배기부에 의해 흡입되는 퍼지 가스를 배기하는 제1 배기로와, 상기 공정 챔버와 연결되어 공정 챔버 내부의 반응 가스를 배기하는 제2 배기로 및 상기 제1 배기로와 제2 배기로에 흡입력을 제공하는 메인 펌프를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 퍼지 배기부와 연결된 제1 배기로에 마련되어 상기 공정 챔버와 반송 챔버의 압력 차이에 따라 추가적인 흡입력을 제공하는 보조 펌프가 마련될 수 있다.
또한, 상기 퍼지 공급부는 상기 퍼지 배기부보다 상방에 위치하도록 배치될 수 있다.
실시예는 웨이퍼에 화학적 처리를 수행하는 고온 상압 기상성장장치에서 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되며, 상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널 내부에 배치되는 장치로서, 상기 슬릿 터널의 일측에 마련되며 상기 슬릿 터널을 통과하는 상기 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 배치되어 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 공급부; 및 상기 슬릿 터널의 타측에 마련되며 상기 퍼지 공급부와 마주보는 방향에서 상기 퍼지 공급부로부터 분사된 가스를 배기하는 퍼지 배기부;를 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 퍼지 공급부는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평한 방향에서 퍼지 가스를 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬릿 퍼지 장치는 특히 고온 상압 기상성장장치에 구비된 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련된 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하여 내부가 오염되는 것을 방지하여 공정 챔버 내부로 이송되는 웨이퍼의 품질을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 슬릿 퍼지 장치는 특히 고온 상압 기상성장장치에 구비된 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련된 슬릿 터널 내부로 웨이퍼가 이송될 때 웨이퍼의 표면에 대해 수평방향에서 퍼지 가스를 플로우시켜줌으로써 웨이퍼 표면에 파티클이 흡착되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼 공정에 사용되는 기상성장장치를 나타낸 도면
도 2는 종래의 기상성장장치에서 공정 챔버와 반송 챔버를 나타낸 도면
도 3은 실시예에 따른 기상성장장치를 위에서 바라본 평면도
도 4는 실시예에 따른 기상성장장치에서 슬릿 터널을 옆에서 바라본 측면
도 5는 실시예에 따른 기상성장장치에서 슬릿 터널 내부의 슬릿 퍼지장치를 나타낸 사시도
도 6은 실시예에 따른 기상성장장치에서 슬릿 터널 내부의 슬릿 퍼지장치의 다른 예시를 나타낸 사시도
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1에 개시된 바와 같이 멀티 공정 챔버로 이루어져 에피택셜 웨이퍼를 제조하는 기상성장장치는 복수개의 로드락 챔버(110), 상기 로드락 챔버와 연결되는 반송 챔버(120) 및 상기 반송 챔버의 일측에 연결되는 복수개의 공정 챔버(130, 131)가 구비될 수 있다.
상기 반송 챔버는 로드락 챔버와 공정 챔버 사이에 마련되며, 로드락 챔버와 프로세스 챔버 사이에서 기판을 이송하는 로봇이 구비되어 있고, 웨이퍼에 대한 처리를 수행하는 복수개의 공정 챔버(150)가 병렬로 연결될 수 있다. 그리고, 반송 챔버와 공정 챔버 사이에는 기판이 이동하는 입구 역할을 하는 슬릿(121)이 마련될 수 있으며, 슬릿이 오픈되면 기판이 이동하는 통로 역할을 하는 슬릿 터널(122)이 마련될 수 있다. 상기 슬릿은 웨이퍼 이동시에만 오픈되며, 반송 챔버는 슬릿이 밀폐된 후에는 펌핑을 통해 진공 상태를 유지한다.
본 발명은 특히 반송 챔버(120)와 프로세스 챔버(130, 131) 사이에 마련되는 슬릿(121) 터널에 마련되는 슬릿 퍼지 장치에 그 특징이 있다.
도 3은 실시예에 따른 기상성장장치를 위에서 바라본 평면도이다.
도 3을 참조하면, 실시예는 웨이퍼에 에피택셜 공정을 수행하는 고온 상압 기상성장장치로서, 웨이퍼에 대한 에피택셜 공정을 수행하는 공정 챔버(220), 상기 공정 챔버(220)로 상기 웨이퍼를 이송시키는 반송 챔버(210), 상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널(230), 상기 웨이퍼의 이동시에 상기 슬릿 터널의 입구를 개폐하는 슬릿 밸브(240), 상기 슬릿 터널(230)의 일측에 마련되며 상기 슬릿 터널을 통과하는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평한 방향으로 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 공급부(250) 및 상기 슬릿 터널의 타측에 마련되며 상기 퍼지 공급부(250)에서 분사된 가스를 배기하는 퍼지 배기부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 퍼지 배기부(260)와 연결되어 퍼지 배기부(260)를 통해 빨아들인 유체를 외부로 배기시키는 제1 배기로(271)와 공정 챔버(220) 내의 반응 가스 등을 배출시키는 제2 배기로(272)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 배기로(271)와 제2 배기로(272)에 흡입력을 제공하는 펌프가 마련될 수 있다.
반송 챔버(210)는 공정 챔버(220)와 로드락 챔버 사이에 배치되며 타겟 웨이퍼를 공정 챔버로 이송시키는 역할을 하며, 공정 챔버는 웨이퍼가 로딩된 후에 상압의 고온에서 웨이퍼의 표면에 에피택셜막을 증착하는 공정이 수행되는 챔버이다. 실시예는 반송 챔버(210)와 공정 챔버(220) 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동통로 역할을 하는 슬릿 터널(230)에 대해 주로 설명한다.
반송 챔버(210)로 이송된 웨이퍼를 공정 챔버(220)로 이송하는 과정에서, 반송 챔버와 공정 챔버의 압력이 일정 수준으로 맞춰진 후에 슬릿 밸브(240)가 오픈되며 웨이퍼는 슬릿 터널(230)을 통과하면서 공정 챔버(220) 내부로 진입할 수 있다. 웨이퍼는 공정 챔버 내부에 바로 안착될 수 있도록 상하부 표면이 수평하게 유지된 채로 슬릿 터널 내부를 통과할 수 있다. 종래에는 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하는 것을 방지하기 위해 슬릿 터널의 상면에서 퍼지 가스를 흘려주었으나, 실시예는 도 3의 화살표 방향과 같이 슬릿 터널의 측면에서 퍼지 가스를 흘려주는 것을 특징으로 한다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 기상성장장치에서 A-A' 방향으로 자른 슬릿 터널의 단면도로, 반송 챔버 쪽에서 공정 챔버 쪽으로 바라본 슬릿 터널의 단면을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 슬릿 터널(230)의 일측에는 퍼지 공급부(250)가 마련될 수 있고, 슬릿 터널(230)의 타측에는 퍼지 배기부(260)가 마련될 수 있다. 슬릿 터널의 일측과 타측은 웨이퍼의 에지부가 향하는 방향일 수 있다.
상기 퍼지 공급부(250)는 슬릿 터널의 측면부에 끼워지는 구조물일 수 있으며, 복수개의 분사홀(251)이 마련될 수 있다. 도시되진 않았으나, 상기 퍼지 공급부(250)와 연결되는 가스 제공부가 마련될 수 있으며, 가스 제공부에서 일정량의 가스가 공급되면 상기 분사홀(251)을 통해 소정의 압력으로 슬릿 터널 내부에 퍼지 가스가 분사될 수 있다.
상기 퍼지 배기구(260)는 상기 퍼지 공급부(250)의 반대편인 슬릿 터널의 측면에 끼워지는 구조물일 수 있으며, 마찬가지로 복수개의 흡입홀(261)이 마련될 수 있다. 상기 흡입홀(261)은 소정의 흡입력으로 상기 퍼지 공급부(250)를 통해 분사되어 이동되는 가스를 일정한 흡입력으로 빨아들일 수 있다.
도시되진 않았으나, 상기 퍼지 배기구(260)와 연결되는 가스 배기구가 마련될 수 있으며, 상기 퍼지 배기구(260)를 통해 흡입된 가스를 외부로 배기시킬 수 있다.
실시예의 슬릿 퍼지 장치는 상기 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기부(260)를 포함할 수 있으며, 슬릿 터널의 일측에서 타측으로 퍼지 가스를 분사하여 강제적인 가스의 기류를 형성함으로써 공정 챔버와 반송 챔버 사이를 차단하는 에어 커튼(air curtain)의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 실시예의 슬릿 퍼지 장치는 슬릿 밸브가 오픈될 시 반송 챔버 또는 공정 챔버 쪽으로 흐르는 기류에 의해 오염 물질이 이동하는 것을 차단할 수 있다.
바람직하게, 상기 퍼지 공급부(250)에 마련된 분사홀(251)은 상기 퍼지 배기구(260)에 마련된 흡입홀(261)보다 상부에 위치할 수 있다. 구체적으로 웨이퍼의 위치를 기준으로 상기 분사홀(251)은 웨이퍼의 하면보다 상부에 위치할 수 있으며, 상기 흡입홀(261)은 웨이퍼의 상면보다 하부에 위치할 수 있다. 실시예의 슬릿 퍼지 장치는 퍼지 공급부(250)가 퍼지 배기부(260)보다 상부에 위치함으로써, 퍼지 공급부(250) 방향에서 불어나오는 퍼지 가스가 웨이퍼의 표면을 쓸어내는 효과를 얻을 수 있으며 웨이퍼 표면에 흡착된 파티클들을 유동시켜 퍼지 배기구(260) 쪽으로 용이하게 배출될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 기상성장장치에서 슬릿 터널 내부에 마련된 슬릿 퍼지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5를 참조하면, 슬릿 퍼지 장치는 슬릿 터널의 내부를 통과하는 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 마련된 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기구(260)를 포함할 수 있다. 상기 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기구(260)는 슬릿 터널의 측면에 복수개로 배치될 수 있다.
상기 퍼지 공급부(250)는 슬릿 터널의 일측에 일정한 간격으로 이격되며, 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 주입부(250a, 250b, 250c)로 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상기 주입부는 3개 이상으로 구성될 수 있다.
상기 퍼지 공급부(250)와 마주보는 슬릿 터널의 타측에는 일정한 간격으로 이격되며 상기 퍼지 공급부(250)에서 분사된 퍼지 가스를 흡입하는 복수개의 흡입부(260a, 260b, 260c)로 이루어질 수 있고, 상기 주입부와 마찬가지로 3개 이상으로 구성됨이 바람직하나 상기 디스펜서와 마주보는 위치에 상기 주입부와 동일한 개수로 형성되는 것이 더 바람직하다. 상기 주입부와 흡입부가 동일한 위치에 형성되어야 퍼지 가스의 분사에 따른 에어 커튼이 더 용이하게 형성될 수 있다.
상기 주입부들은 외부에서 퍼지 가스를 제공하는 하나의 가스 제공부와 연결될 수 있으며, 가스 제공부로부터 유입되는 퍼지 가스가 각각의 주입부로 제공될 수 있다. 상기 주입부(250a, 250b, 250c)의 상측에는 세로방향으로 복수개의 분사홀(251)이 마련될 수 있으며, 상기 분사홀(251)을 통해 퍼지 가스가 소정의 압력으로 슬릿 터널의 내부로 분사될 수 있다.
상기 분사홀(251)의 크기는 주입부의 폭에 따라 적절하게 변경될 수 있으며, 크기가 설정되면 그 개수 또한 변경될 수 있다.
상기 흡입부(260a, 260b, 260c)들은 외부에서 퍼지 가스를 흡입하는 하나의 가스 배기부와 연결될 수 있으며, 각각의 흡입부에서 빨아들인 가스들이 하나의 가스 배기부를 통해 외부로 빠져나갈 수 있다. 상기 흡입부(260a, 260b, 260c)의 하측에는 세로방향으로 복수개의 흡입홀(261)이 마련될 수 있으며, 상기 흡입홀(251)을 통해 퍼지 가스가 소정의 압력으로 슬릿 터널의 외부로 배출될 수 있다.
상기 흡입홀(261)의 크기 또는 개수는 적절하게 변경이 가능하며, 바람직하게는 분사홀과 동일한 크기와 개수로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 분사홀(251)은 흡입홀(161)에 비해 상측에 배치되는 것으로 설명되었으나, 이를 더 자세히 설명하면 다음과 같다.
분사홀(251)은 웨이퍼의 하면보다는 상부에 형성되며, 흡입홀(261)은 웨이퍼의 상면보다 하부에 형성될 수 있다. 이러한 위치 설정은 하나의 예시로서, 분사홀(251)에서 분사되는 퍼지 가스가 웨이퍼의 표면과 접촉이 용이하도록 하여 웨이퍼 표면에서의 기체의 유동을 일으켜 웨이퍼 표면에 존재할 수 있는 파티클을 효과적으로 흡입홀(261)로 배출하기 위한 것이다.
이러한 효과를 더욱 향상시키기 위해, 상기 분사홀(251)들의 개구 방향은 소정의 각도로 하방향으로 기울어져 형성될 수 있으며, 상기 흡입홀(261)들의 개구 방향은 소정의 각도로 상"?袖막? 기울어져 형성될 수 있다. 바람직하게, 서로 마주보는 주입부(250)와 흡입부(260)에 마련된 분사홀과 흡입홀은 동일한 개수로 형성되고, 분사홀은 상부로부터 동일한 순서에 형성된 흡입홀 방향으로 그 개구 방향이 설정될 수 있다.
슬릿 터널 내부에 주입되는 퍼지 가스를 배출시키기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 퍼지 배기부(260)와 연결되는 제1 배기로(271)가 마련될 수 있다. 제1 배기로(271)는 공정 챔버로부터 반응 가스를 배기하는 제2 배기로(272)와 연결되어 메인 펌프의 구동을 통해 슬릿 터널과 공정 챔버 내부에서 동시에 가스를 배출시킬 수 있다.
실시예는 공정 챔버와 반송 챔버의 압력 차이로 인해 공정 챔버 또는 반송 챔버 쪽으로 흐르게 되는 기류를 차단할 수 있는 퍼지 가스의 흐름이 에어 커튼을 형성한다. 만약, 공정 챔버와 반송 챔버의 압력 차이가 커져 기류의 압력이 커지면 에어 커튼을 통과하여 불순물이 슬릿 터널 내부로 유입될 수 있으므로, 슬릿 터널 내부를 흐르는 퍼지 가스의 유압을 설정할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
실시예는 퍼지 배기부(260)와 연결된 제1 배기로(271)에 보조 펌프를 배치하여, 상기 보조 펌프의 개별 제어에 따라 상기 퍼지 배기부(260)의 흡입력을 개별적으로 설정할 수 있다. 따라서, 공정 챔버와 반송 챔버 간의 압력 차이가 커진다고 할지라도 보조 펌프의 흡입력을 제어함으로써 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 기류가 흐르는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 6은 실시예의 기상성장장치에서 슬릿 터널 내부에 마련된 슬릿 퍼지 장치의 다른 예시를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 슬릿 퍼지 장치는 도 5와 마찬가지로 슬릿 터널(230)의 내부를 통과하는 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 마련된 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기구(260)를 포함할 수 있고, 상기 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기구(260)는 슬릿 터널의 측면에 복수개로 배치될 수 있다. 이 때, 퍼지 공급부(250)와 퍼지 배기부(260)는 소정의 길이를 갖는 배플 형태로 형성될 수 있으며, 상기 퍼지 공급부(250)는 상기 퍼지 배기부(260)보다 상방에 배치되는 것을 특징으로 한다.
이 경우에는 퍼지 공급부(250)에 형성되는 분사홀(251) 및 퍼지 배기부(260)에 형성되는 배기홀(261)이 특정 위치에 형성되지 않아도, 퍼지 공급부 방향에서 퍼지 배기부 방향으로 퍼지 가스의 하강흐름이 형성될 수 있다. 도 5에 개시된 실시예와 같이 분사되는 퍼지 가스는 웨이퍼의 표면과 수평한 방향으로 흐르게 되므로, 웨이퍼 표면에 존재하는 파티클이 퍼지 가스에 더욱 쉽게 동반되어 퍼지 배기구 방향으로 이동한 후에 배출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 슬릿 퍼지 장치는 특히 고온 상압 기상성장장치에 구비된 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련된 슬릿 터널 내부로 공정 가스가 침투하여 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 슬릿 터널 내부로 웨이퍼가 이송될 때 웨이퍼의 표면 방향으로 플로우시켜줌으로써 웨이퍼 표면 흡착된 파티클 등이 기상성장장치 외부로 배출될 수 있도록 하여 추후 제조되는 웨이퍼의 품질을 향상시킬 수 있다.
실시예는 바람직하게 웨이퍼와 같이 고온, 대기압의 환경에서 기상성장을 수행하는 웨이퍼 제조 장치에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 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.
210: 반송 챔버
220: 공정 챔버
230: 슬릿 터널
240: 슬릿 밸브
250: 퍼지 공급부
250a, 250b, 250c: 주입부
260: 퍼지 배기부
260a, 260b, 260c: 흡입부
251: 분사홀
261: 흡입홀
271: 제1 배기로
272: 제2 배기로

Claims (16)

  1. 웨이퍼에 에피택셜 공정을 수행하는 고온 상압 기상성장장치로서,
    웨이퍼에 대한 에피택셜 공정을 수행하는 공정 챔버;
    상기 공정 챔버로 상기 웨이퍼를 이송시키는 반송 챔버;
    상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널;
    상기 웨이퍼의 이동시에 상기 슬릿 터널의 입구를 개폐하는 슬릿 밸브; 및
    상기 슬릿 터널 내부에서 소정의 압력으로 퍼지 가스를 유동시키는 슬릿 퍼지 장치;를 포함하고,
    상기 슬릿 퍼지 장치는,
    상기 슬릿 터널의 일측에 마련되며 상기 슬릿 터널을 통과하는 상기 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 배치되어 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 공급부와,
    상기 슬릿 터널의 타측에 마련되며 상기 퍼지 공급부와 마주보는 방향에서 상기 퍼지 공급부로부터 분사된 가스를 배기하는 퍼지 배기부를 포함하고,
    상기 퍼지 공급부와 상기 퍼지 배기부는 상기 웨이퍼의 이동방향에 대해 수직방향에서 상기 웨이퍼를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되며, 상기 퍼지 공급부는 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 홀로 구성된 주입부로 이루어지고, 상기 퍼지 배기부는 퍼지 가스를 배기하는 복수개의 홀로 구성된 흡입부로 이루어지며, 상기 주입부는 상기 흡입부보다 상부에 배치되는 고온 상압 기상성장장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지 공급부는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평한 방향에서 퍼지 가스를 분사하는 고온 상압 기상성장장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지 공급부와 퍼지 배기부는 적어도 3개 이상 상기 슬릿 터널의 측면에 배열되는 고온 상압 기상성장장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 주입부에는 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 분사홀이 세로방향으로 마련되고, 상기 퍼지 배기부에는 퍼지 가스를 배출하는 복수개의 배출홀이 세로방향으로 마련되는 고온 상압 기상성장장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지 공급부와 퍼지 배기부는 적어도 3개 이상 상기 슬릿 터널에 배열되는 고온 상압 기상성장장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 분사홀과 배출홀은 동일한 개수와 크기로 형성되는 고온 상압 기상성장장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 분사홀은 상기 배출홀보다 높은 위치에 배치되는 고온 상압 기상성장장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 분사홀은 웨이퍼의 하면보다 상측에 배치되며, 상기 배출홀은 상기 웨이퍼의 상면보다 하측에 배치되는 고온 상압 기상성장장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 분사홀은 소정의 각도만큼 하방향으로 개구 방향이 형성되며, 마주보는 흡입홀 중에서 상부로부터 동일한 순서에 형성된 흡입홀을 바라보는 방향으로 개구 방향이 형성된 고온 상압 기상성장장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 흡입홀은 소정의 각도만큼 상방향으로 개구 방향이 형성되며, 마주보는 분사홀 중에서 상부로부터 동일한 순서에 형성된 분사홀을 바라보는 방향으로 개구 방향이 형성된 고온 상압 기상성장장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지 배기부와 연결되어 상기 퍼지 배기부에 의해 흡입되는 퍼지 가스를 배기하는 제1 배기로와, 상기 공정 챔버와 연결되어 공정 챔버 내부의 반응 가스를 배기하는 제2 배기로 및 상기 제1 배기로와 제2 배기로에 흡입력을 제공하는 메인 펌프를 포함하는 고온 상압 기상성장장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 퍼지 배기부와 연결된 제1 배기로에 마련되어 상기 공정 챔버와 반송 챔버의 압력 차이에 따라 추가적인 흡입력을 제공하는 보조 펌프가 마련되는 고온 상압 기상성장장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 퍼지 공급부는 상기 퍼지 배기부보다 상방에 위치하는 고온 상압 기상성장장치.
  15. 웨이퍼에 화학적 처리를 수행하는 고온 상압 기상성장장치에서 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되며, 상기 공정 챔버와 반송 챔버 사이에 마련되어 웨이퍼의 이동 공간이 제공되는 슬릿 터널 내부에 배치되는 장치로서,
    상기 슬릿 터널의 일측에 마련되며 상기 슬릿 터널을 통과하는 상기 웨이퍼의 이동방향과 수직한 방향에 배치되어 퍼지 가스를 분사하는 퍼지 공급부; 및
    상기 슬릿 터널의 타측에 마련되며 상기 퍼지 공급부와 마주보는 방향에서 상기 퍼지 공급부로부터 분사된 가스를 배기하는 퍼지 배기부;를 포함하고,
    상기 퍼지 공급부와 상기 배기부는 상기 웨이퍼의 이동방향에 대해 수직방향에서 상기 웨이퍼를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되며, 상기 퍼지 공급부는 퍼지 가스를 분사하는 복수개의 홀로 구성된 주입부로 이루어지고, 상기 퍼지 배기부는 퍼지 가스를 배기하는 복수개의 홀로 구성된 흡입부로 이루어지며, 상기 주입부는 상기 흡입부보다 상부에 배치되는 슬릿 퍼지 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 퍼지 공급부는 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평한 방향에서 퍼지 가스를 분사하는 슬릿 퍼지 장치.
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