KR19980026085A - 화학 기상 증착(cvd) 장치 - Google Patents

Abstract

화학 기상 증착 장치에 관하여 개시한다. 본 발명은 수직 방향으로 배치된 석영관, 상기 석영관 내에 수평 방향으로 놓여진 반도체 웨이퍼를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼와 소정 간격 만큼 이격되도록 상기 반도체 웨이퍼 상부에 상기 반도체 기판과 나란하게 위치하고 그 내경이 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 작은 링 모양의 보조판을 구비한 화학 기상 증착 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 보조판에 의해서 웨이퍼의 윗면 가장자리 부분에 좁은 틈을 만들므로써 웨이퍼의 가운데 부분보다 가장자리 부분에 더 두꺼운 박막이 형성되는 것을 방지하여 웨이퍼 윗면 전체에 균일한 박막을 형성시킬 수 있다.

Description

화학 기상 증착(CVD) 장치

본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 특히 반도체 웨이퍼의 전면에 균일한 두께의 박막을 형성시킬 수 있는 화학 기상 증착 장치에 관한 것이다.

화학 기상 증착(CVD)이란 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막을 형성하는 것이다. 이 때 반도체 기판의 전면에 균일한 두께의 박막을 형성시키는 것이 반도체 소자의 제조 수율을 증가시키고 신뢰성 있는 전기적 특성을 얻는데 바람직하다.

그러나 통상 소스 기체의 공급은 웨이퍼와 수직한 방향으로 이루어지며, 이로 인해 웨이퍼의 가장자리 부분은 두꺼운 박막이 형성되고 가운데 부분은 얇은 박막이 형성된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 석영으로 형성된 링(ring) 모양의 보조판을 사용하고 있다.

도 1은 종래 기술에 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 개략도로서, 구체적으로 참조 번호 10은 수직 방향으로 배치된 석영관(Quartz tube), 20는 상기 석영관(10) 내에 수평 방향으로 놓여진 반도체 웨이퍼, 30은 상기 반도체 웨이퍼(20) 하부에 설치된 링(ring) 모양의 보조판을 각각 나타낸다.

소스 기체는 상기 석영관(10)을 통하여 흐르기 때문에 상기 반도체 웨이퍼(20)에 의해 그 흐름이 차단되어 상기 웨이퍼(20) 상에 직접 닿을 수 없다. 따라서 상기 웨이퍼(20) 상부의 압력이 낮아져서 상기 소오스 기체가 수평 방향으로 확산하게 된다. 상기 웨이퍼(20) 상에 증착되는 소오스 기체는 바로 이렇게 수평 방향으로 흐르는 소오스 기체 성분이다.

상기 보조판(30)은 그 내경(D1)이 상기 웨이퍼(20)의 직경보다 크거나 같으므로 상기 웨이퍼(20)보다 측면으로 돌출된다. 따라서 상기 웨이퍼(20) 상부에서 수평 방향으로 흐르는 소오스 기체는 먼저 상기 보조판(30) 상에 증착되어 상기 웨이퍼(20) 상에 증착되는 소스 기체의 양이 감소하게 된다. 비록 상기 웨이퍼(20)보다 상기 보조판(30)에 더 두꺼운 박막이 형성되기는 하지만, 상기 웨이퍼(20) 상에 형성된 박막은 그 두께가 거의 균일하게 된다.

그러나, 상기 석영 링(30)을 더 구비하기 위해서는 종래의 석영관의 직경을 보다 더 증가시켜야 한다. 대구경의 석영관은 그 제조가 매우 어려울 뿐만 아니라 이러한 석영관으로 교체 시에는 이에 부수하는 많은 부품들의 교체가 이루어져야 한다는 문제점을 갖고 있다.

상술한 바와 같이 종래 기술에 의한 화학 기상 증착 장치에 의하면, 웨이퍼 상에 균일한 두께의 박막을 증착시킬 수는 있으나 석영관의 직경을 증가시켜야 하기 때문에 현실적으로 많은 어려움이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 석영관의 직경을 증가시킬 필요 없이 반도체 웨이퍼 상에 균일한 두께의 박막을 형성시킬 수 있는 화학 기상 증착 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 개략도.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 수직 방향으로 배치된 석영관, 상기 석영관 내에 수평 방향으로 놓여진 반도체 웨이퍼를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼와 소정 간격 만큼 이격되도록 상기 반도체 웨이퍼 상부에 상기 반도체 웨이퍼와 나란하게 위치하고 그 내경이 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 작은 링 모양의 보조판을 구비한 화학 기상 증착 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치에 의하면, 상기 보조판은 석영(Quartz) 또는 실리콘 카바이드(SiC)로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치에 의하면, 보조판에 의해서 웨이퍼의 윗면 가장자리 부분에 좁은 틈이 형성됨으로써 웨이퍼의 가운데 부분보다 가장자리 부분에 더 두꺼운 박막이 형성되는 것이 방지되어 웨이퍼 윗면 전체에 균일한 박막을 형성시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 화학 기상 증착 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 구체적으로 참조 번호 110은 수직 방향으로 배치되고 화학 가상 증착 공정이 진행되는 석영관(Quartz tube), 120은 상기 석영관(110) 내에 수평 방향으로 놓여진 반도체 웨이퍼, 130은 상기 반도체 웨이퍼(120)의 상부에 소정 간격(L1) 만큼 이격되어 위치하고 그 내경(D2)이 상기 반도체 웨이퍼(120)의 직경보다 작은 링 모양의 보조판을 각각 나타낸다.

여기서 상기 보조판(130)은 상기 석영관(110) 내부가 오염되는 것을 방지하기 위하여 고온에서도 안정한 석영(Quartz) 또는 실리콘 카바이드(SiC)로 형성한다.

상기 웨이퍼(130)의 가장자리 상부는 상기 보조판(130)에 의해서 소정의 간격(L1)을 갖는 틈이 형성된다. 이 틈을 통과하는 소스 기체는 베르누이(Bernoulli) 정리에 의해서 그 유속이 빨라지게 된다. 따라서 상기 웨이퍼(130)의 가장자리 부분에서 소스 기체가 정체하는 시간이 감소하게 된다.

통상, 증착되는 박막의 두께는 정체 시간이 짧을 수록 감소하기 때문에 상기 웨이퍼(120)의 가운데 부분보다 가장 자리 부분에 더 두꺼운 박막이 형성되는 것이 방지되어 상기 웨이퍼(120) 윗면 전체에 균일한 두께의 박막이 형성된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 보조판(130)에 의해서 상기 웨이퍼(120)의 윗면 가장자리 부분에 좁은 틈이 형성됨으로써 상기 웨이퍼(120)의 가운데 부분보다 가장자리 부분에 더 두꺼운 박막이 형성되는 것이 방지되어 상기 웨이퍼(120) 윗면 전체에 균일한 박막을 형성시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (2)

1. 수직 방향으로 배치된 석영관, 상기 석영관 내에 수평 방향으로 놓여진 반도체 웨이퍼를 구비하는 화학 기상 증착 장치에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼와 소정 간격 만큼 이격되도록 상기 반도체 웨이퍼 상부에 상기 반도체 웨이퍼와 나란하게 위치하고 그 내경이 상기 반도체 웨이퍼의 직경보다 작은 링 모양의 보조판을 구비한 화학 기상 증착 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 보조판은,

   석영(Quartz) 또는 실리콘 카바이드(SiC)로 형성하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.