KR19990040902U

KR19990040902U - Vertical Furnace for Semiconductor Manufacturing

Info

Publication number: KR19990040902U
Application number: KR2019980007596U
Authority: KR
Inventors: 노기흔
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 1999-12-06

Abstract

본 고안은 반도체용 웨이퍼 위에 막을 형성하기 위해 사용되는 수직 전기로에 관한 것으로, 수직 전기로를 구성하는 반응관의 하부에 질소가스의 분사를 위한 질소가스 분사노즐을 설치하고 상기 질소가스 분사노즐을 통해 질소가스를 분사함에 따라 반응관 내로의 불순물 유입을 방지하고 웨이퍼에 묻은 불순물을 제거하여 양질의 반도체를 얻을 수 있게 한 것이다.The present invention relates to a vertical electric furnace used to form a film on a wafer for a semiconductor, a nitrogen gas injection nozzle for the injection of nitrogen gas in the lower part of the reaction tube constituting the vertical electric furnace and nitrogen through the nitrogen gas injection nozzle By spraying the gas, it is possible to prevent impurities from entering the reaction tube and to remove impurities from the wafer to obtain a high quality semiconductor.

본 고안은 반응관(1)의 바깥둘레에 히터(2)를 설치하고 하부 입구부에는 셔터(3)를 설치한 것에 있어서 상기 셔터(3)의 직하방에 질소가스의 분사를 위한 복수개의 질소가스 분사노즐(6)을 설치하여서 된 수직 전기로이다.The present invention is to install a heater (2) in the outer periphery of the reaction tube (1) and a shutter (3) in the lower inlet portion, a plurality of nitrogen for the injection of nitrogen gas directly below the shutter (3) It is a vertical electric furnace provided with the gas injection nozzle 6.

Description

Vertical Furnace for Semiconductor Manufacturing

본 고안은 반도체 제조를 위해 사용되는 수직 전기로에 관한 것으로, 특히 수직 전기로의 반응관 입구에 질소가스를 분사시켜 공정 진행중 반응관 내로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a vertical electric furnace used for manufacturing a semiconductor, and in particular, to inject nitrogen gas into the reaction tube inlet of the vertical electric furnace to prevent foreign substances from entering the reaction tube during the process.

반도체 제조 공정에 사용되는 수직 전기로는 웨이퍼(Wafer)위에 원하는 막(膜)을 성장시키는 반도체 장치로서, 종래의 수직 전기로는 도 1과 같이 반응이 일어나는 반응관(1)과, 상기 반응관의 외부를 둘러싼 히터(2)와, 상기 반응관 내에 다수의 웨이퍼(5)를 얹어 장입시키는 석영제의 보트(4) 등으로 구성되어 있다.The vertical electric furnace used in the semiconductor manufacturing process is a semiconductor device for growing a desired film on a wafer. The conventional vertical electric furnace includes a reaction tube 1 in which a reaction occurs as shown in FIG. 1, and an outside of the reaction tube. The heater 2 which encloses and the quartz boat 4 etc. which mount and load the many wafer 5 in the said reaction tube are comprised.

따라서 석영으로 만들어진 보트(4)위에 다수개의 웨이퍼(5)가 적재되면 도시되지 않은 구동장치에 의해 반응관(1)의 하단에 설치된 셔터(3)가 열리면서 보트(4)가 상승하여 반응관(1)의 내부로 들어가게 되고 반응관내의 반응가스에 의해 화학반응을 일으켜 웨이퍼(5)위에 원하는 막이 성장되며, 이때 반응관(1)의 내부는 히터(2)에 의해 고온의 상태로 유지된다.Therefore, when a plurality of wafers 5 are loaded on the boat 4 made of quartz, the shutter 4 installed at the lower end of the reaction tube 1 is opened by a driving device (not shown) and the boat 4 is raised to raise the reaction tube ( 1) and chemical reaction by the reaction gas in the reaction tube to grow a desired film on the wafer (5), wherein the inside of the reaction tube (1) is maintained at a high temperature by the heater (2).

또한 반응관(1) 내에서의 반응이 완료되면 보트(4)가 하강하여 원위치로 복귀하고 셔터(3)가 닫혀지며, 보트(4)에 적재된 웨이퍼(5)를 빼내어 다음 공정으로 보내게 된다.In addition, when the reaction in the reaction tube 1 is completed, the boat 4 descends to return to its original position, the shutter 3 is closed, and the wafer 5 loaded on the boat 4 is removed and sent to the next process. do.

그러나 상기와 같은 종래의 수직 전기로는 셔터(3)가 열려있는 동안 외부로부터 불순물이 반응관(1)내로 유입되어 반응관(1)을 오염시키게 되고 웨이퍼(5)를 보트(4)에 장착하는 동안과 보트(4)가 반응관(1)으로 상승하는 동안 웨이퍼(5)에 불순물이 묻는 경우 불순물이 묻은 상태 그대로 반응관(1)내로 들어가게 되므로 웨이퍼 및 반응관을 오염시키는 문제가 있다.However, in the conventional vertical electric furnace as described above, impurities are introduced into the reaction tube 1 from the outside while the shutter 3 is opened to contaminate the reaction tube 1 and mount the wafer 5 to the boat 4. If impurities are buried in the wafer 5 while the boat 4 is raised to the reaction tube 1, the impurities enter the reaction tube 1 as they are, and contaminate the wafer and the reaction tube.

또한 웨이퍼(5)가 반응관(1)으로 들어가는 동안 고온에서 산소와 반응하여 원하지 않는 산화막이 웨이퍼(5)위에 성장하게 되고, 셔터(3)가 열린 상태로 보트(4)가 상승하는 동안에는 반응관(1) 내부의 온도가 일시적으로 낮아지게 되므로 보트(4)가 반응관(1)내로 완전히 들어간 후에도 반응관(1)내의 온도가 기준온도로 상승하여 안정화 될 때까지 기다려야 하는 문제도 있다.In addition, while the wafer 5 enters the reaction tube 1, it reacts with oxygen at a high temperature to cause an unwanted oxide film to grow on the wafer 5, and while the boat 4 rises with the shutter 3 open, the reaction occurs. Since the temperature inside the tube 1 is temporarily lowered, there is also a problem of waiting for the temperature in the reaction tube 1 to rise to a reference temperature and stabilize even after the boat 4 has completely entered the reaction tube 1.

본 고안의 목적은 반응관의 하부에 설치된 셔터가 열려있는 동안 외부의 불순물이 반응관내로 유입되는 것을 최대한 억제하고 웨이퍼가 반응관에 들어가기 전에 웨이퍼에 묻어있는 이물질을 제거할 수 있는 수직 전기로를 제공하기 위한 것이다.The object of the present invention is to provide a vertical electric furnace that can prevent foreign impurities from flowing into the reaction tube while the shutter installed in the lower part of the reaction tube is open and to remove foreign substances on the wafer before the wafer enters the reaction tube. It is to.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따라 반응관의 하부에 있는 셔터의 직하방에 질소가스의 분사를 위한 복수개의 노즐을 설치하여서 된 반도체 제조용 수직 전기로가 제공된다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object is provided a vertical electric furnace for semiconductor manufacturing by installing a plurality of nozzles for the injection of nitrogen gas directly under the shutter in the lower portion of the reaction tube.

도 1은 종래 수직 전기로를 나타낸 단면도1 is a cross-sectional view showing a conventional vertical electric furnace

도 2는 본 고안에 따른 수직 전기로의 단면도2 is a cross-sectional view of a vertical electric furnace according to the present invention

도 3은 본 고안에 따른 수직 전기로의 저면도3 is a bottom view of a vertical electric furnace according to the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 반응관 2 : 히터1: reaction tube 2: heater

3 : 셔터 4 : 보트3: shutter 4: boat

5 : 웨이퍼 6 : 질소가스 분사노즐5: wafer 6: nitrogen gas injection nozzle

본 고안을 상세하게 설명한다.The present invention will be described in detail.

도 2는 본 고안에 따른 수직 전기로의 단면도이고 도 3은 저면도이다.2 is a cross-sectional view of a vertical electric furnace according to the present invention and Figure 3 is a bottom view.

반응관(1)의 외부에 히터(2)가 반응관을 둘러싼 형태로 설치되어 있고 상기 반응관(1)의 하부에는 반응관의 내부 공간을 외부와 차단시키기 위한 셔터(3)가 설치되어 있다.A heater 2 is installed outside the reaction tube 1 in a form surrounding the reaction tube, and a shutter 3 is provided below the reaction tube 1 to block the inner space of the reaction tube from the outside. .

상기 반응관(1)의 하부에는 보트(4)가 설치되어 있으며, 보트(4)에는 다수의웨이퍼(5)가 적재되어 있다.The boat 4 is provided in the lower part of the said reaction tube 1, and the boat 4 is equipped with the several wafer 5.

상기 셔터(3)의 직하방 원주벽에는 질소가스의 분사를 위한 복수개의 질소가스 분사노즐(6)이 설치되어 있는데, 상기 질소가스 분사노즐(6)은 본 고안의 일실시예로 도시한 도 3에서는 반응관 원주벽에 등간격으로 4개를 설치한 예를 나타내었으나 3개나 5개 또는 그 이외의 개수로 설치할 수도 있다.The circumferential wall directly below the shutter 3 is provided with a plurality of nitrogen gas injection nozzles 6 for the injection of nitrogen gas. The nitrogen gas injection nozzles 6 are illustrated as an embodiment of the present invention. 3 shows an example in which four are installed at equal intervals on the circumferential wall of the reaction tube, but three or five or other numbers may be installed.

상기 반응관(1)의 하방에는 보트(4)가 설치되어 있고 상기 보트(4)에는 웨이퍼(5)가 적재되어 있다.A boat 4 is provided below the reaction tube 1, and a wafer 5 is mounted on the boat 4.

상기와 같이된 본 고안은 반응관(1)의 하부에 설치된 셔터(3)가 열려있는 동안에는 질소가스 분사노즐(6)로 부터 질소가스가 분사된다.In the present invention as described above, nitrogen gas is injected from the nitrogen gas injection nozzle 6 while the shutter 3 installed in the lower portion of the reaction tube 1 is open.

즉, 보트(4)에 웨이퍼(5)를 장착한 후 보트(4)를 반응관(1)내로 진입시키기 위해 셔터(3)가 열리면 각 질소가스 분사노즐(6)로 부터 질소가스가 분사되고 이와 같이 질소가스가 분사되는 상태에서 보트(4)가 반응관(1)내로 들어가게 되는데, 상기와 같이 셔터(3)가 열리면 즉시 질소가스 분사노즐(6)로 부터 질소가스가 분사되어 일종의 에어커튼을 형성하게 되므로 외부의 불순물이 반응관(1)내로 유입되는 것을 막을 수 있게 된다.That is, when the wafer 5 is mounted on the boat 4 and the shutter 3 is opened to enter the boat 4 into the reaction tube 1, nitrogen gas is injected from each nitrogen gas injection nozzle 6. As described above, the boat 4 enters the reaction tube 1 while the nitrogen gas is injected. When the shutter 3 is opened as described above, nitrogen gas is immediately injected from the nitrogen gas injection nozzle 6 to form a kind of air curtain. Since it is possible to prevent external impurities from flowing into the reaction tube (1).

또한 보트(4)가 상승하여 질소가스 분사노즐(6)이 설치된 위치를 통과할 때 보트(4)에 적재된 웨이퍼(5) 사이사이로 질소가스가 강하게 분사되므로 보트(4)나 웨이퍼(5)에 묻은 불순물 입자와 불순물 가스층이 제거되고 질소가스의 분사에 따라 반응관(1) 입구부에서의 상대적인 산소 농도가 낮아져 원하지 않는 산화막이 웨이퍼(5)위에 성장되는 것을 막을 수 있게 된다.Further, when the boat 4 rises and passes through the position where the nitrogen gas injection nozzle 6 is installed, the nitrogen gas is strongly injected between the wafers 5 loaded on the boat 4, so that the boat 4 or the wafer 5 The impurity particles and the impurity gas layer deposited on the substrate are removed and the relative oxygen concentration at the inlet of the reaction tube 1 is lowered by the injection of nitrogen gas, thereby preventing the unwanted oxide film from growing on the wafer 5.

그리고 질소가스의 분사에 의해 에어커튼이 형성되어 반응관(1)내의 고온의 공기가 외부로 빠져나가는 것을 억제하여 주기 때문에 셔터(3)의 개방으로 인한 열손실을 막을 수 있고 반응관(1)내에 보트(4)가 장입된 후 온도 안정화에 걸리는 시간을 줄일 수 있다.In addition, since the air curtain is formed by the injection of nitrogen gas, the hot air in the reaction tube 1 is prevented from escaping to the outside, thereby preventing heat loss due to the opening of the shutter 3, and the reaction tube 1 The time taken for temperature stabilization can be reduced after the boat 4 is charged.

본 고안은 수직 전기로의 반응관(1) 입구부에 설치된 질소가스 분사노즐(6)로 질소가스를 분사시키는 방법에 의해 반응관 내로의 불순물 유입을 방지하고 웨이퍼 위에 불필요한 산화막 형성을 막아 양질의 반도체 소자를 얻을 수 있게 된다.The present invention prevents the inflow of impurities into the reaction tube and prevents unnecessary oxide film formation on the wafer by the method of injecting nitrogen gas into the nitrogen gas injection nozzle 6 installed at the inlet of the reaction tube 1 of the vertical electric furnace. The device can be obtained.

또한 셔터(3)가 열려 있는 동안의 열손실을 막아 반응관내의 온도 안정화에 걸리는 시간을 줄일 수 있으므로 공정시간의 단축이 가능해 진다.In addition, it is possible to reduce the time taken to stabilize the temperature in the reaction tube by preventing heat loss while the shutter 3 is open, thereby shortening the process time.

Claims

In the case in which the heater 2 is provided at the outer circumference of the reaction tube 1 and the shutter 3 is provided at the lower inlet, a plurality of nitrogen gas injection nozzles 6 for injecting nitrogen gas directly below the shutter 6 Vertical furnace, characterized in that by installing