KR19990053265A - 반도체의 저압화학기상증착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체의 저압화학기상증착장치에 관한 것으로, 종래에는 웨이퍼에 막을 증착시키는 동안 계속해서 반응가스의 주입 및 배기를 행해야 하므로 실제 증착에 필요한 반응가스의 양보다 더 많은 양의 가스를 계속 흘려주어야 하는 문제점이 있었고, 이와 같은 점은 배기계에 막이 부착되거나 기타 부산물들이 증착되어 이물발생의 원인으로 작용하는 문제점이 있었던바, 본 발명의 반도체의 저압화학기상증착장치는 반응실을 외부와 격리시킨 상태에서 증착공정을 실시할 수 있도록 반응가스가 저장된 반응가스통을 반응실의 가스유입구에 설치함으로써, 사용되는 반응가스의 양을 줄이고 미반응가스를 완전히 제거할 수 있게 한 것이다.

Description

반도체의 저압화학기상증착장치

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 반도체의 저압화학기상증착장치에 관한 것이다.

종래의 반도체의 저압화학기상증착장치는 증착공정이 이루어지는 반응실과, 이 반응실에 반응가스를 유입하도록 설치되는 반응가스 유입구와, 이 반응가스 유입구에 설치되어 상기 반응가스의 유입을 차단하는 밸브와, 상기 반응실을 세정하도록 퍼지가스(purge gas)를 유입하는 퍼지가스 유입구와, 이 퍼지가스의 유입을 차단하도록 설치되는 밸브와, 상기 반응실 내에 설치되어 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 지지대와, 상기 반응실에서 반응한 가스를 배기할 수 있는 배기관과, 이 배기관과 연결되도록 설치되는 진공펌프 등으로 구성된다.

상기와 같은 저압화학기상증착장치를 이용한 저압화학기상증착법은 상기 웨이퍼 지지대에 웨이퍼를 얹은 후 상기 진공펌프로 반응가스의 배기량을 조절하여 상기 반응실 내의 압력을 일정하게 유지시키면서 상기 반응가스 유입구를 통해 계속적으로 반응가스를 흘려보내 웨이퍼 위에 막을 증착시키는 방법으로 진행되었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 반도체의 저압화학기상증착장치를 이용한 저압화학기상증착법은 웨이퍼에 막을 증착시키는 동안 계속해서 반응가스의 주입 및 배기를 실시해야 하므로 실제로 증착에 필요한 반응가스의 양보다 더 많은 양의 가스를 계속 흘려주어야 하는 문제점이 있었다.

이와 같은 점은 웨이퍼의 상면 뿐 아니라 배기계 등에 불필요한 막을 부착시키거나 기타 부산물들이 증착되어 이물발생의 원인으로 작용하는 문제점을 야기시키는 바, 이에 대한 보완이 요구되어 왔다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 사용되는 반응가스의 양을 줄이고 미반응가스를 완전히 제거할 수 있는 반도체의 저압화학기상증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반도체의 저압화학기상증착장치의 구성을 도시한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 반응실 2 : 반응가스 유입구

3 : 제1 밸브 4 : 반응가스통

5 : 제2 밸브 6 : 웨이퍼

7 : 웨이퍼 지지대 8 : 발열대

9 : 배기관 10 : 제3 밸브

11 : 진공펌프 12 : 퍼지가스 유입구

13 ; 제4 밸브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 증착공정이 이루어지는 반응실과, 이 반응실에 반응가스를 유입하도록 설치되는 반응가스 유입구와, 이 반응가스 유입구에 설치되어 상기 반응가스의 유입을 차단하는 제1 밸브와, 이 제1 밸브와 상기 반응실 사이에 설치되어 반응에 필요한 가스를 저장하는 반응가스통과, 이 반응가스통과 상기 반응실 사이에 설치되는 제2 밸브와, 상기 반응실 내에 설치되어 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 지지대와, 이 웨이퍼 지지대를 가열하도록 설치되는 발열대와, 상기 반응실에서 반응한 가스를 배기할 수 있는 배기관과, 이 배기관에 설치되어 가스의 배기를 차단하는 제3 밸브와, 이 배기관의 끝단에 설치되는 진공펌프와, 상기 반응실을 세정하도록 퍼지가스를 유입시키는 퍼지가스 유입구와, 이 퍼지가스의 유입을 차단하도록 설치되는 제4 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 저압화학기상증착장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 반도체의 저압화학기상증착장치를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 반도체의 저압화학기상증착장치는 반응실에서 완전히 소모될 수 있는 양의 반응가스만을 반응실에 넣어주고, 반응실을 외부와 격리시킨 상태에서 저압을 유지하여 웨이퍼에 막을 형성하도록 구성한 것으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 증착공정이 이루어지는 반응실(1)과, 이 반응실(1)에 반응가스를 유입하도록 설치되는 반응가스 유입구(2)와, 이 반응가스 유입구(2)에 설치되어 상기 반응가스의 유입을 차단하는 제1 밸브(3)와, 이 제1 밸브(3)와 상기 반응실(1) 사이에 설치되어 반응에 필요한 가스를 저장하는 반응가스통(4)과, 이 반응가스통(4)과 상기 반응실(1) 사이에 설치되는 제2 밸브(5)와, 상기 반응실(1) 내에 설치되어 웨이퍼(6)가 놓이는 웨이퍼 지지대(7)와, 이 웨이퍼 지지대(7)를 가열하도록 설치되는 발열대(8)와, 상기 반응실(1)에서 반응한 가스를 배기할 수 있는 배기관(9)과, 이 배기관(9)에 설치되어 가스의 배기를 차단하는 제3밸브(10)와, 이 배기관(9)의 끝단에 설치되는 진공펌프(11)와, 상기 반응실(1)을 세정하도록 퍼지가스를 유입시키는 퍼지가스 유입구(12)와, 이 퍼지가스의 유입을 차단하도록 설치되는 제4 밸브(13)로 구성된다.

상기 반응실(1)의 벽은 가열되지 않아 찬벽(cold wall)을 유지하며, 상기 웨이퍼(6)가 놓이는 웨이퍼 지지대(7)만 상기 발열대(8)에 의해 가열되어 항상 일정한 온도를 유지하게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 저압화학기상증착장치의 동작 및 이에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 웨이퍼(6)를 상기 반응실(1)에 투입하여 웨이퍼 지지대(7)에 얹는다.

이후 상기 제4 밸브(13)를 열고 퍼지가스를 반응실(1)에 유입시켜 반응실(1) 내를 세정한다.

이후 상기 배기관(9)에 설치된 제3 밸브(10)를 열고 반응실(1) 내를 진공으로 유지시킨다.

상기와 같이 반응실(1) 내를 진공펌프(11)에 의해 진공으로 유지시키는 동안 상기 제1 밸브(3)를 열어 상기 반응가스통(4)에 반응가스를 주입하고, 원하는 두께의 막을 증착할 수 있는 양의 가스가 상기 반응가스통(4)에 주입되면 제1 밸브(3)를 닫는다.

반응실(1)이 진공상태가 되면 제2 밸브(5)를 열어 반응가스통(4)과 반응실(1)을 연통시켜 반응가스통(4)의 반응가스가 반응실(1)로 확산되게 한다.

일정시간 경과후 반응실(1) 내의 반응가스가 완전히 소진되었을 때 상기 제3 밸브(10)를 열어 다시 진공으로 퍼지한 후 제3 밸브(10)를 닫고 제4 밸브(13)를 열어 대기압으로 만든 후 웨이퍼(6)를 꺼내면 공정이 완료된다.

상기 반응가스가 완전소진되는 시간은 계산이나 실험을 통해 설정하거나 또는 반응가스에 대한 가스검지기를 사용하여 이 가스검지기에 검출된 양에 따라 결정한다.

종래의 기술에서는 연속적으로 반응가스가 주입되는 동시에 배기관으로 배기되면서 막이 증착되므로 이 막의 두께는 증착되는 시간으로 조절하지만 본 발명에서는 상기 반응가스통(4)에 담겨지는 반응가스의 양으로 막의 두께를 조절한다.

따라서, 배기중에 독성이 강한 반응가스가 포함되지 않으며 미반응 가스로 인한 배기계 이상 또는 이물발생을 최대한 억제시켜 청정도가 높은 공정진행을 가능하게 한다.

본 발명의 반도체의 저압화학기상증착장치에 의하면 사용되는 반응가스의 양을 줄이고 미반응가스를 완전히 제거할 수 있으므로 배기계 등에 불필요하게 부착되는 막이나 기타 부산물들의 증착을 방지하여 이물발생의 원인이 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 증착공정이 이루어지는 반응실과, 이 반응실에 반응가스를 유입하도록 설치되는 반응가스 유입구와, 이 반응가스 유입구에 설치되어 사기 반응가스의 유입을 차단하는 제1 밸브와, 이 제1 밸브와 상기 반응실 사이에 설치되어 반응에 필요한 가스를 저장하는 반응가스통과, 이 반응가스통과 상기 반응실 사이에 설치되는 제2 밸브와, 상기 반응실 내에 설치되어 웨이퍼가 놓이는 웨이퍼 지지대와, 이 웨이퍼 지지대를 가열하도록 설치되는 발열대와, 상기 반응실에서 반응한 가스를 배기할 수 있는 배기관과, 이 배기관에 설치되어 가스의 배기를 차단하는 제3 밸브와, 이 배기관의 끝단에 설치되는 진공펌프와, 상기 반응실을 세정하도록 퍼지가스를 유입시키는 퍼지가스 유입구와, 이 퍼지가스의 유입을 차단하도록 설치되는 제4 밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체의 저압화학기상증착장치.