KR102457294B1 - Dome assembly and epitaxial reactor - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 돔 어셈블리 및 에피택셜 리액터에 관한 것이다.Embodiments relate to dome assemblies and epitaxial reactors.
통상적인 실리콘 돔 어셈블리는 중앙이 하부 방향으로 볼록한 윈도우와, 윈도우를 지지하는 플랜지를 포함한다.A typical silicon dome assembly includes a window that is convex in a downward direction at a center and a flange for supporting the window.
윈도우를 둘러싸는 플랜지의 제1 및 제2 측 각각의 최저점을 잇는 기준선이 정의된다. 기준선과 윈도우의 최저점 간의 거리가 제1 높이로 정의된다. 기준선과 윈도우의 최고점 간의 거리가 제2 높이로 정의된다. 이러한 경우, 제1 높이에 대한 제2 높이의 비는 1.15 내지 2.25이다.A reference line is defined connecting the lowest point of each of the first and second sides of the flange surrounding the window. The distance between the reference line and the lowest point of the window is defined as the first height. The distance between the baseline and the highest point of the window is defined as the second height. In this case, the ratio of the second height to the first height is between 1.15 and 2.25.
웨이퍼는 단결정 성장 공정, 슬라이싱 공정, 그라인딩(Grinding) 공정, 랩핑 공정, 연마(Polishing) 공정을 거치며 연마 공정 후에 웨이퍼에 부착된 연마제 또는 이물질을 제거하는 세정 공정을 거쳐 제작된다.A wafer is manufactured through a single crystal growth process, a slicing process, a grinding process, a lapping process, a polishing process, and a cleaning process to remove abrasives or foreign substances attached to the wafer after the polishing process.
이러한 방법으로 제조된 웨이퍼를 폴리시드 웨이퍼(Polished wafer)라 하며, 폴리시드 웨이퍼 표면에 또 다른 단결정막(에피택셜층)을 성장시킨 웨이퍼를 에피택셜 웨이퍼(epitaxial wafer)라 한다. 에피택셜 웨이퍼는 폴리시드 웨이퍼보다 결함이 적고, 불순물의 농도나 종류의 제어가 가능한 특성을 가진다.A wafer manufactured in this way is called a polished wafer, and a wafer in which another single crystal film (epitaxial layer) is grown on the surface of the polished wafer is called an epitaxial wafer. The epitaxial wafer has fewer defects than the polished wafer, and has characteristics that allow control of the concentration and type of impurities.
에피택셜층은 균일한 두께로 성장되어야 한다. 하지만, 에피택셜층은 웨이퍼의 결정 방위, 공정 조건, 설비 상태 등 다양한 영향에 따라 그 두께가 달라진다. The epitaxial layer should be grown to a uniform thickness. However, the thickness of the epitaxial layer varies according to various influences such as the crystal orientation of the wafer, process conditions, and equipment conditions.
이와 같이 에피택셜이 균일하지 않게 형성되는 경우, 에피택셜 웨이퍼 상에 센서와 같은 전자 소자가 성장되는 경우 해당 전자 소자의 성능이 저하되거나 불량이 발생된다. When the epitaxial is not uniformly formed as described above, when an electronic device such as a sensor is grown on an epitaxial wafer, the performance of the corresponding electronic device is deteriorated or a defect occurs.
도 1에 도시한 바와 같이, 가스 투입량을 변경(A, B, C, D 및 E)하여 에피택셜층이 형성되더라도, 웨이퍼의 중심으로부터 50mm 이격된 위치에 에피택셜층의 두께가 최소인 밸리(V)가 형성되고, 중심에서 100mm 이격된 위치에 에피택셜층의 두께가 최대인 피크(P)가 형성된다. 이러한 경우, 밸리(V) 및 피크(P) 간의 차이인 P-V가 상당히 커 에피택셜층의 두께가 균일하지 않은 문제점이 있었다. As shown in FIG. 1, even if the epitaxial layer is formed by changing the gas input amount (A, B, C, D, and E), the valley ( V) is formed, and a peak P having the maximum thickness of the epitaxial layer is formed at a position spaced 100 mm from the center. In this case, there is a problem in that the thickness of the epitaxial layer is not uniform because P-V, which is the difference between the valley V and the peak P, is quite large.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The embodiments aim to solve the above and other problems.
실시예의 다른 목적은 균일한 에피택셜층이 성장되도록 하는 돔 어셈블리 및 에피택셜 리액터를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide an epitaxial reactor and a dome assembly that allows a uniform epitaxial layer to be grown.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 돔 어셈블리는, 중앙이 하부 방향으로 볼록한 윈도우; 및 상기 윈도우를 지지하는 플랜지를 포함한다. 상기 윈도우를 둘러싸는 상기 플랜지의 제1 및 제2 측 각각의 최저점을 잇는 기준선이 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최저점 간의 거리가 제1 높이로 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최고점 간의 거리가 제2 높이로 정의될 때, 상기 제1 높이에 대한 상기 제2 높이의 비는 1.15 내지 2.25이다.According to one aspect of the embodiment in order to achieve the above or other objects, the dome assembly includes: a window convex in the center downward; and a flange supporting the window. A reference line connecting the lowest points of each of the first and second sides of the flange surrounding the window is defined, a distance between the reference line and the lowest point of the window is defined as a first height, and a distance between the reference line and the highest point of the window When is defined as the second height, the ratio of the second height to the first height is 1.15 to 2.25.
실시예의 다른 측면에 따르면, 에피택셜 리액터는, 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내부에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 서셉터; 및 상기 서셉터 상에 배치되는 돔 어셈블리를 포함한다. 상기 돔 어셈블리는, 중앙이 하부 방향으로 볼록한 윈도우; 및 상기 윈도우를 지지하는 플랜지를 포함한다. 상기 윈도우를 둘러싸는 상기 플랜지의 제1 및 제2 측 각각의 최저점을 잇는 기준선이 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최저점 간의 거리가 제1 높이로 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최고점 간의 거리가 제2 높이로 정의될 때, 상기 제1 높이에 대한 상기 제2 높이의 비는 1.15 내지 2.25이다.According to another aspect of the embodiment, an epitaxial reactor includes a reaction chamber; a susceptor installed inside the reaction chamber to support a wafer; and a dome assembly disposed on the susceptor. The dome assembly may include: a window having a center convex in a downward direction; and a flange supporting the window. A reference line connecting the lowest points of each of the first and second sides of the flange surrounding the window is defined, a distance between the reference line and the lowest point of the window is defined as a first height, and a distance between the reference line and the highest point of the window When is defined as the second height, the ratio of the second height to the first height is 1.15 to 2.25.
실시예에 따른 돔 어셈블리 및 에피택셜 리액터의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.Effects of the dome assembly and the epitaxial reactor according to the embodiment will be described as follows.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 실시예의 윈도우의 곡률 반경, 제1 높이 및 제2 높이를 범위를 가변하여 돔 어셈블리의 구조를 최적화함으로써, 반응 챔버 내부로 흐르는 반응 가스의 흐름을 제어하여 에피택셜층의 두께를 균일하도록 할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, by optimizing the structure of the dome assembly by varying the range of the radius of curvature, the first height, and the second height of the window of the embodiment, the flow of the reaction gas flowing into the reaction chamber is controlled to epitaxially. There is an advantage in that the thickness of the seal layer can be made uniform.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of embodiments will become apparent from the following detailed description. However, it should be understood that the detailed description and specific embodiments, such as preferred embodiments, are given by way of example only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the embodiments may be clearly understood by those skilled in the art.
도 1은 가스 투입량 변경에 따른 에피택셜 막 두께를 보여준다.
도 2는 실시예에 따른 에피택셜 리액터를 도시한다.
도 3은 도 2의 돔 어셈블리를 도시한다.
도 4는 비교예의 에피택셜 리액터의 구조에서의 가스 흐름을 보여준다.
도 5는 실시예에 따른 에피택셜 리액터의 구조에서의 가스 흐름을 보여준다.
도 6은 비교예와 실시예에 따른 에피택셜 리액터 구조 각각에서의 가스 흐름 속도를 보여준다.
도 7은 실시예의 돔 어셈블리에서의 H1, H2 및 R의 관계를 보여준다.
도 8은 실시예에 따른 에피택셜 리액터에서 에피택셜 성장시 H1, H2 및 P-V의 관계를 보여준다.
도 9는 비교예 및 실시예에서 에피택셜층의 두께 변화를 보여준다. 1 shows the epitaxial film thickness according to the change of the gas input amount.
2 shows an epitaxial reactor according to an embodiment.
Fig. 3 shows the dome assembly of Fig. 2;
4 shows the gas flow in the structure of the epitaxial reactor of the comparative example.
5 shows a gas flow in the structure of an epitaxial reactor according to an embodiment.
6 shows gas flow rates in each of the epitaxial reactor structures according to Comparative Examples and Examples.
7 shows the relationship between H1, H2 and R in the dome assembly of the embodiment.
8 shows the relationship between H1, H2, and PV during epitaxial growth in the epitaxial reactor according to the embodiment.
9 shows a change in the thickness of the epitaxial layer in Comparative Examples and Examples.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various different forms, and within the scope of the technical spirit of the present invention, one or more of the components may be selected between the embodiments. It can be combined and substituted for use. In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described explicitly. It may be interpreted as a meaning, and generally used terms such as terms defined in advance may be interpreted in consideration of the contextual meaning of the related art. In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or more than one) of B and (and) C", it can be combined with A, B, and C. It may include one or more of all combinations. In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and are not limited to the essence, order, or order of the component by the term. And, when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements. In addition, when it is described as being formed or disposed on "above (above) or under (below)" of each component, the upper (above) or lower (below) is not only when two components are in direct contact with each other, but also one Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components. In addition, when expressed as “up (up) or down (down)”, it may include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
도 2는 실시예에 따른 에피택셜 리액터를 도시하고, 도 3은 도 2의 돔 어셈블리를 도시한다. FIG. 2 shows an epitaxial reactor according to an embodiment, and FIG. 3 shows the dome assembly of FIG. 2 .
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 에피택셜 리액터(100)는 반응 챔버(110), 서셉터(120) 및 돔 어셈블리(130)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
예컨대, 에피택셜 리액터(100)가 반응 챔버(110)이고, 에피택셜 리액터(100)나 반응 챔버(110)가 서셉터(120) 및 돔 어셈블리(130)를 포함할 수도 있다. For example, the
예컨대, 반응 챔버(110)는 웨이퍼(10) 상에 에피택설층을 성장하도록 하는 장치일 수 있다. 예컨대, 반응 챔버(110)는 웨이퍼(10) 상에 에피택셜층을 성장하도록 하는 전체적인 하드웨어일 수 있다. For example, the
서셉터(120)는 반응 챔버(110) 내부에 설치되어 웨이퍼(10)를 지지할 수 있다. 웨이퍼(10) 상에 에피택셜층을 성장하기 위해 웨이퍼(10)가 서셉터(120) 상에 안착될 수 있다. 즉, 웨이퍼(10)가 반응 챔버(110) 안에 로딩되어 서셉터(120) 상에 안착되고, 웨이퍼(10) 상에 에피택셜층이 성장된 후 에피택셜층을 포함하는 웨이퍼(10)가 언로딩될 수 있다. The
예컨대, 서셉터(120)는 메인 샤프트(150)에 의해 지지될 수 있다. For example, the
서셉터(120)의 둘레에 하부 플랜지(140)가 배치될 수 있다. A
한편, 돔 어셈블리(130)는 윈도우(131) 및 상부 플랜지(132, 133)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
윈도우(131)는 중앙이 하부 방향으로 볼록하게 형성될 수 있다. 예컨대, 윈도우(131)의 전체 영역에서 윈도우(131)의 두께는 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The
윈도우(131)가 중앙이 하부 방향으로 볼록하게 형성되므로, 윈도우(131)는 소정의 곡률 반경(R)을 가질 수 있다. Since the
도 3에 도시한 바와 같이, 중심에서 윈도우(131)의 최저점(P1)이 정의되고, 에지에서 윈도우(131)의 최고점(P21, P22)이 정의될 수 있다. 최저점(P1)은 윈도우(131)에서 가장 낮은 위치를 나타내고, 최고점(P21, P22)은 윈도우(131)에서 가장 높은 위치를 나타낼 수 있다. As shown in FIG. 3 , the lowest point P1 of the
예컨대, 윈도우(131)는 중심에서 에지로 갈수록 점점 더 높은 위치를 갖는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 윈도우(131)의 일측 에지에서 중심으로 갈수록 위치가 낮아지고, 중심에서 타측 에지로 갈수록 위치가 높아질 수 있다. For example, the
예컨대, 윈도우(131)는 중심을 중심에서 측 방향을 따라 대칭 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 윈도우(131) 모든 영역에서 에지는 동일한 위치, 즉 최고점(P21, P22)을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the
상부 플랜지를 제1 상부 플랜지(132) 및 제2 상부 플랜지(133)를 포함할 수 있다. 제1 상부 플랜지(132) 및 제2 상부 플랜지(133)은 일체로 형성되거나 별개로 형성되어 조립될 수 있다. The upper flange may include a first
예컨대, 제1 상부 플랜지(132)는 윈도우(131)를 지지할 수 있다. 예컨대, 제1 상부 플랜지(132)는 링 형상을 가질 수 있다. 따라서, 윈도우(131)의 둘레를 따라 윈도우(131)가 제1 상부 플랜지(132)에 체결될 수 있다. For example, the first
예컨대, 제2 상부 플랜지(133)는 제1 상부 플랜지(132)를 둘러쌀 수 있다. 예컨대, 제2 상부 플랜지(133)는 하부 플랜지(140)와 체결될 수 있다. 예컨대, 제2 상부 플랜지(133)는 제1 상부 플랜지(132)를 지지하는 한편, 하부 플랜지(140)에 고정될 수 있다. For example, the second
예컨대, 제2 상부 플랜지(133)와 하부 플랜지(140)의 체결에 의해 반응 챔버(110) 내부에 반응 공간(143)이 형성될 수 있다. For example, the
예컨대, 윈도우(131)는 투명한 석영으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 상부 플랜지(133)는 불투명한 석영으로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the
반응 챔버(110)의 일측에 가스 주입구(141)이 설치되고, 반응 챔버(110)의 타측에 가스 배출구(142)가 설치될 수 있다. 가스 주입구(141)와 가스 배출구(142)는 동일 수평면 상에서 서로 마주보도록 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. A
반응 챔버(110)의 일측에 주입 통로(145)가 형성되고, 반응 챔버(110)의 타측에 배출 통로(146)가 형성될 수 있다. 예컨대, 주입 통로(145)는 반응 챔버(110)의 일측에서 하부 플랜지(140)와 제2 상부 플랜지(133) 사이에 형성되고, 배출 통로(146)는 반응 챔버(110)의 타측에서 하부 플랜지(140)와 제2 상부 플랜지(133) 사이에 형성될 수 있다. An
예컨대, 주입 통로(145)는 가스 주입구(141)에 연결되고 및 반응 공간(143)과 연통되고, 배출 통로(146)는 가스 배출구(142)에 연결되고 반응 공간(143)과 연통될 수 있다. For example, the
예컨대, 가스 주입를 통해 주입된 반응 가스가 주입 통로(145)와 서셉터(120) 상으로 흐를 수 있다. 서셉터(120) 상으로 흐르는 반응 가스에 의해 서셉터(120) 상에 안착된 웨이퍼(10) 표면을 따라 에피택셜층이 성장될 수 있다. 웨이퍼(10) 표면을 경유한 반응 가스는 배출 통로(146)를 경유하여 가스 배출구(142)로 배출될 수 있다. For example, a reaction gas injected through gas injection may flow into the
이때, 반응 챔버(110)의 하측에 설치된 적어도 2개 이상의 열원(151)에서 방출된 열에 의해 에피택셜 성장 공정 동안 반응 챔버(110) 내부가 반응에 적합한 온도로 유지될 수 있다. 열원(151)은 저항 히터일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. In this case, the inside of the
한편, 에피택셜 성장 공정을 여러 차례 수행하는 동안, 에피택셜 리액터(100) 내부에는 실리콘 계열의 SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl 및 SiH4 등에 의한 반응 가스 잔해물이 축적되어 반응 챔버(110) 내부를 오염시킬 수 있다. 따라서 에피택셜 성장 공정을 수행한 후에는 HCl 등의 클리닝 가스(또는 에칭 가스)를 주입하여 반응 챔버(110) 내부를 세정하는 클리닝 공정을 실시한다.Meanwhile, while the epitaxial growth process is performed several times, reaction gas residues caused by silicon-based SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl and SiH4 are accumulated inside the
클리닝 가스는, 반응 가스와 마찬가지로 가스 유입구(40)을 통해 반응 챔버(110) 내부로 공급되면서 반응 챔버(110) 내부에 잔류하거나 적층된 반응 가스 잔해물들을 에칭하면서 가스 배출구(142)로 배출시키는 흐름을 갖게 된다.The cleaning gas is supplied into the
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 윈도우(131)의 곡률 반경(R), 제1 높이(H1) 및 제2 높이(H2)를 가변하여 돔 어셈블리(130)의 구조를 최적화함으로써, 반응 챔버(110) 내부로 흐르는 반응 가스의 흐름을 제어하여 에피택셜층의 두께를 균일하도록 할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 3 , by optimizing the structure of the
윈도우(131)의 곡률 반경(R)은 윈도우(131)의 볼록한 형상에 따라 달라질 수 있다. The radius of curvature R of the
제1 높이(H1)를 정의하기 위해서는 기준선(200)이 정의되어야 한다. 기준선(200)은 윈도우(131)를 둘러싸는 제1 상부 플랜지(132)의 최저점(P11, P12)을 가로지르는 선일 수 있다. 예컨대, 제1 상부 플랜지(132)가 윈도우(131)를 둘러쌀 때 제1 상부 플랜지(132)의 좌측의 최저점(P11)과 제1 상부 플랜지(132)의 우측의 최저점(P12) 각각을 잇는 선이 기준선(200)으로 정의될 수 있다. 예컨대, 제1 상부 플랜지(132)의 좌측의 최저점(P11)과 제1 상부 플랜지(132)의 우측의 최저점(P12)이 동일 위치일 때, 기준선(200)은 수평선에 일치될 수 있다. In order to define the first height H1, the reference line 200 must be defined. The reference line 200 may be a line crossing the lowest points P11 and P12 of the first
제1 높이(H1)는 기준선(200)과 윈도우(131)의 최저점(P1) 간의 거리로 정의되고, 제2 높이(H2)는 기준선(200)과 윈도우(131)의 최고점(P21, P22) 간의 거리로 정의될 수 있다. 따라서, 제1 높이(H1)는 윈도우(131)가 기준선(200)에 가장 가깝게 위치될 수 있는 최소 거리이고, 제2 높이(H2)는 윈도우(131)가 기준성에서 가장 멀리 위치될 수 있는 최대 거리일 수 있다. The first height H1 is defined as a distance between the reference line 200 and the lowest point P1 of the
실시예에서, 제1 높이(H1)에 대한 제2 높이(H2)의 비는 1.15 내지 2.25일 수 있다. In an embodiment, a ratio of the second height H2 to the first height H1 may be 1.15 to 2.25.
도 4는 비교예의 에피택셜 리액터의 구조에서의 가스 흐름을 보여주고, 도 5는 실시예에 따른 에피택셜 리액터의 구조에서의 가스 흐름을 보여준다.4 shows a gas flow in the structure of the epitaxial reactor of the comparative example, and FIG. 5 shows the gas flow in the structure of the epitaxial reactor according to the embodiment.
도 4 및 도 5에서 중심에서 60mm 내지 149mm에 해당하는 웨이퍼(1, 10)가 도시되고 있다. 이 수치 범위에서 밸리와 피크가 형성될 수 있다. 4 and 5,
도 4 및 도 5에서 빨간색에 가까울수록 반응 가스의 흐름 속도가 커지고, 파란색에 가까울수록 반응 가스의 흐름 속도가 작아질 수 있다. 4 and 5 , the closer to red, the greater the flow rate of the reactive gas, and the closer to blue, the lower the flow rate of the reactive gas.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 반응 가스가 가스 주입구를 통해 반응 챔버 내부로 공급되는 경우, 주입 통로에 연통되는 반응 공간(143)의 상측에서 와류가 발생될 수 있다. 4 and 5 , when the reaction gas is supplied into the reaction chamber through the gas inlet, a vortex may be generated at the upper side of the
비교에에서는 주입 통로에서 반응 챔버로 공급된 반응 가스의 비교적 작은 양이 와류에 기여하므로, 반응 가스의 비교적 많은 양이 웨이퍼(1) 상으로 흐르므로 반응 가스의 흐름 속도가 비교적 크다(도 4).In the comparative example, since a relatively small amount of the reaction gas supplied from the injection passage to the reaction chamber contributes to the vortex, a relatively large amount of the reaction gas flows onto the wafer 1, so that the flow rate of the reaction gas is relatively large (FIG. 4) .
실시예에서는 주입 통로(145)에서 반응 챔버(110)로 공급된 반응 가스의 비교적 많은 양이 와류에 기여하므로, 반응 가스의 비교적 적은 양이 웨이퍼(10) 상으로 흐르므로 반응 가스의 흐름 속도가 비교적 작다(도 5).In the embodiment, since a relatively large amount of the reaction gas supplied from the
도 6에 도시한 바와 같이, 비교예에서의 반응 가스의 흐름 속도보다는 실시예에서의 반응 가스의 흐름 속도가 작음을 알 수 있다. As shown in FIG. 6 , it can be seen that the flow rate of the reactive gas in the example is smaller than the flow rate of the reactive gas in the comparative example.
도 4에 도시한 바와 같이, 비교예에서의 웨이퍼(1) 상의 좌측에서는 빨간색이 보이지 않는데 반해 우측에서는 빨간색이 비교적 많이 보이므로, 웨이퍼(1) 상의 좌측과 우측에서 반응 가스의 흐름 속도 차가 큼을 알 수 있다. As shown in FIG. 4 , red color is not seen on the left side of the wafer 1 in the comparative example, whereas red color is relatively much seen on the right side, so it can be seen that the difference in the flow rate of the reaction gas is large on the left side and the right side on the wafer 1 . can
도 5에 도시한 바와 같이, 실시예에서의 웨이퍼(10)의 좌측과 우측에서 빨간색이 비슷하게 보이고 있다. 따라서, 실시예에서는 좌측과 우측에서 반응 가스의 흐름 속도 차가 크지 않음을 알 수 있다. As shown in FIG. 5 , red is similarly displayed on the left and right sides of the
이와 같이, 실시예에서는 와류에 많은 반응 가스가 기여하는 것에 기인하여 웨이퍼(10) 상에 흐르는 반응 가스의 흐름 속도가 작아지므로, 웨이퍼(10) 전체 영역에 반응 가스가 균일하게 분포하게 되어 서셉터(120) 상에 안착된 웨이퍼(10) 상에 균일한 에피택셜 층이 성장될 수 있다. As described above, in the embodiment, the flow rate of the reactive gas flowing on the
도 7은 실시예의 돔 어셈블리에서의 H1, H2 및 R의 관계를 보여준다.7 shows the relationship between H1, H2 and R in the dome assembly of the embodiment.
도 7에 도시한 바와 같이, 제1 높이(H1)가 4mm 내지 6mm일 수 있다. 제2 높이(H2)는 7mm 내지 9mm일 수 있다. 윈도우(131)의 곡률 반경(R)은 8,200mm 내지 10,300mm일 수 있다.7 , the first height H1 may be 4 mm to 6 mm. The second height H2 may be 7 mm to 9 mm. The radius of curvature R of the
예컨대, 윈도우(131)의 곡률 반경(R)은 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)에 의존될 수 있다. For example, the radius of curvature R of the
예컨대, 제1 높이(H1)가 4mm 내지 6mm이고, 제2 높이(H2)는 7mm 내지 9mm일 때, 윈도우(131)의 곡률 반경(R)은 8,200mm 내지 10,300mm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, when the first height H1 is 4 mm to 6 mm and the second height H2 is 7 mm to 9 mm, the radius of curvature R of the
상술한 수치 범위는 직경이 300mm인 웨이퍼(10)에 적용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The above-described numerical range may be applied to the
한편, 상술한 수치 범위를 갖는 돔 어셈블리(130)를 포함하는 에피택셜 리액터(100)에 있어서 웨이퍼(10) 상에 성장된 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P-V)는 7.5mm 내지 10mm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. On the other hand, in the
도 8은 실시예에 따른 에피택셜 리액터에서 에피택셜 성장시 H1, H2 및 P-V의 관계를 보여준다. 8 shows the relationship between H1, H2, and P-V during epitaxial growth in the epitaxial reactor according to the embodiment.
도 8에 도시한 바와 같이, 제1 높이(H1)가 4mm 내지 6mm일 수 있다. 제2 높이(H2)는 7mm 내지 9mm일 수 있다. 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P-V)는 7.5mm 내지 10mm일 수 있다.As shown in FIG. 8 , the first height H1 may be 4 mm to 6 mm. The second height H2 may be 7 mm to 9 mm. The difference (P-V) between the valleys and the peaks for the thickness of the epitaxial layer may be 7.5 mm to 10 mm.
예컨대, 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P-V)는 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)에 의존될 수 있다. For example, the difference (P-V) between the valleys and the peaks with respect to the thickness of the epitaxial layer may depend on the first height H1 and the second height H2 .
예컨대, 제1 높이(H1)가 4mm 내지 6mm이고, 제2 높이(H2)는 7mm 내지 9mm일 때, 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P-V)는 7.5mm 내지 10mm일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, when the first height H1 is 4 mm to 6 mm and the second height H2 is 7 mm to 9 mm, the difference (P-V) between the valley and the peak for the thickness of the epitaxial layer may be 7.5 mm to 10 mm, but , but is not limited thereto.
상술한 수치 범위는 직경이 300mm인 웨이퍼(10)에 적용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The above-described numerical range may be applied to the
도 9는 비교예 및 실시예에서 에피택셜층의 두께 변화를 보여준다. 9 shows a change in the thickness of the epitaxial layer in Comparative Examples and Examples.
도 9에 도시한 바와 같이, 웨이퍼의 중심에서 50mm 이격된 위치에서 비교예에서의 밸리보다 실시예에서의 밸리가 훨씬 높으며, 웨이퍼의 중심에서 90mm 이격된 위치에서 비교예서의 에피택셜층의 피크보다 실시예에서의 에피택셜층의 피크가 훨씬 낮다. 따라서, 비교예에서의 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P1-V1)에 비해 실시예에서 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이(P2-V2)가 작음을 알 수 있다. As shown in FIG. 9, the valley in the example is much higher than the valley in the comparative example at a
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the embodiments should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the embodiments are included in the scope of the embodiments.
10: 웨이퍼
100: 에피택셜 리액터
110: 반응 챔버
120: 서셉터
130: 돔 어셈블리
131: 윈도우
132, 133: 상부 플랜지
140: 하부 플랜지
141: 가스 주입구
142: 가스 배출구
143: 반응 공간
145: 주입 통로
146: 배출 통로
150: 메인 샤프트
151: 열원
200: 기준선
P1: 최저점
P21, P22: 최고점
H1: 제1 높이
H2: 제2 높이
R: 곡률 반경
P-V: 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이10: wafer
100: epitaxial reactor
110: reaction chamber
120: susceptor
130: dome assembly
131: window
132, 133: upper flange
140: lower flange
141: gas inlet
142: gas outlet
143: reaction space
145: injection passage
146: exhaust passage
150: main shaft
151: heat source
200: baseline
P1: lowest point
P21, P22: Peak
H1: first height
H2: second height
R: radius of curvature
PV: difference between valleys and peaks for the thickness of the epitaxial layer
Claims (10)
상기 반응 챔버 내부에 설치되어 웨이퍼를 지지하는 서셉터;
하부 방향으로 볼록한 윈도우;
상기 윈도우의 둘레를 따라 상기 윈도우를 체결하는 제1 상부 플랜지;
상기 제1 상부 플랜지를 둘러싸는 제2 상부 플랜지;
상기 제2 상부 플랜지 아래에서 상기 제2 상부 플랜지와 체결되는 하부 플랜지; 및
상기 제2 상부 플랜지와 상기 하부 플랜지 사이에 형성된 주입 통로;를 포함하고,
상기 윈도우를 둘러싸는 상기 제1 상부 플랜지의 제1 및 제2 측 각각의 최저점을 잇는 기준선이 정의되고, 상기 윈도우의 중심에서 상기 윈도우의 최저점이 정의되고, 상기 윈도우의 에지에서 상기 윈도우의 최고점이 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최저점 간의 거리가 제1 높이로 정의되고, 상기 기준선과 상기 윈도우의 최고점 간의 거리가 제2 높이로 정의될 때, 상기 제1 높이에 대한 상기 제2 높이의 비는 1.15 내지 2.25이고,
상기 윈도우의 중심에서 상기 윈도우의 에지 사이의 면은 곡률면을 갖는
에피택셜 리액터.reaction chamber;
a susceptor installed inside the reaction chamber to support a wafer;
a window convex in a downward direction;
a first upper flange for fastening the window along the periphery of the window;
a second upper flange surrounding the first upper flange;
a lower flange engaged with the second upper flange under the second upper flange; and
Including; an injection passage formed between the second upper flange and the lower flange;
A reference line connecting the lowest points of each of the first and second sides of the first upper flange surrounding the window is defined, the lowest point of the window is defined at the center of the window, and the highest point of the window at the edge of the window is defined. the ratio of the second height to the first height when the distance between the reference line and the lowest point of the window is defined as a first height, and the distance between the reference line and the highest point of the window is defined as the second height. is 1.15 to 2.25,
The surface between the center of the window and the edge of the window has a surface of curvature.
epitaxial reactor.
상기 웨이퍼 상에 성장된 에피택셜층의 두께에 대한 밸리 및 피크 간의 차이는 7.5mm 내지 10mm인
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The difference between the valley and the peak for the thickness of the epitaxial layer grown on the wafer is 7.5 mm to 10 mm.
epitaxial reactor.
상기 웨이퍼는 300mm의 직경을 갖는
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The wafer has a diameter of 300 mm.
epitaxial reactor.
상기 윈도우의 곡률 반경은 8,200mm 내지 10,300mm인
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The window has a radius of curvature of 8,200 mm to 10,300 mm.
epitaxial reactor.
상기 제1 높이는 4mm 내지 6mm인
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The first height is 4mm to 6mm
epitaxial reactor.
상기 제2 높이는 7mm 내지 9mm인
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The second height is 7mm to 9mm
epitaxial reactor.
상기 윈도우의 곡률 반경은 상기 제1 높이 및 상기 제2 높이 중 적어도 하나의 가변에 따라 달라지는
에피택셜 리액터.According to claim 1,
The radius of curvature of the window varies according to at least one of the first height and the second height.
epitaxial reactor.
상기 제1 높이가 고정될 때 상기 제2 높이가 커지는 경우, 상기 윈도우의 곡률 반경은 작아지는
에피택셜 리액터.According to claim 1,
When the second height increases when the first height is fixed, the radius of curvature of the window becomes small.
epitaxial reactor.
상기 제2 높이가 고정될 때 상기 제1 높이가 작아지는 경우, 상기 윈도우의 곡률 반경은 작아지는
에피택셜 리액터.According to claim 1,
When the first height is reduced when the second height is fixed, the radius of curvature of the window becomes smaller.
epitaxial reactor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200118266A KR102457294B1 (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Dome assembly and epitaxial reactor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020200118266A KR102457294B1 (en) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Dome assembly and epitaxial reactor |
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KR20220036096A KR20220036096A (en) | 2022-03-22 |
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Family Applications (1)
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