KR20000015476A - Method for controlling internal temperature of process tube for semiconductor device fabrication - Google Patents

Method for controlling internal temperature of process tube for semiconductor device fabrication Download PDF

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Abstract

PURPOSE: The present invention is intended to provide an internal temperature control method to form a specific film such as an oxide film and a nitride film whose uniformity on a wafer is improved. CONSTITUTION: The method comprises a first stabilization step, a temperature rise step, a process step, a temperature fall step and a second stabilization step. The process step is divided into several process steps that after the internal temperature of a process tube decreases to a specific temperature from a specific temperature with a constant rate, the decreased temperature is maintained, or the process step decreases the internal temperature of the process tube to a specific temperature from a specific temperature, or the process step comprises a first process maintaining the internal temperature of the process tube to a specific temperature for a fixed time and a post process step of decreasing the specific temperature to other specific temperature with a constant rate.

Description

반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법Internal temperature control method of process tube for semiconductor device manufacturing

본 발명은 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정튜브의 내부온도를 제어함으로서 균일도가 향상된 특정막을 형성할 수 있는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an internal temperature control method for a process tube for manufacturing a semiconductor device capable of forming a specific film having improved uniformity by controlling the internal temperature of the process tube. will be.

통상, 반도체장치 제조공정의 저압화학기상증착공정(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 등의 증착공정은 외부에 내부온도를 조절할 수 있는 히팅장치와 일측에 다수의 공정가스를 공급할 수 있는 공정가스 공급관이 형성된 수직형 또는 수평형의 공정튜브 내부에서 진행되며, 상기 수직형의 공정튜브에서 증착공정이 진행되는 웨이퍼는 상기 석영튜브 저면에 설치된 보트(Boat)에 적재된 후, 상기 보트가 상부로 이동함에 따라 공정튜브 내부에 투입되며, 상가 석영튜브 내부에서는 공정가스 공급관을 통해서 공정튜브 내부로 공급된 공정가스를 고온으로 열분해하여 형성된 반응생성물을 웨이퍼 상에 증착함으로서 웨이퍼 상에 산화막, 질화막 등의 특정막을 형성한다.In general, a deposition process such as a low pressure chemical vapor deposition process in a semiconductor device manufacturing process includes a heating device capable of controlling an internal temperature externally and a process gas supply pipe capable of supplying a plurality of process gases to one side. The wafer is processed in a vertical or horizontal process tube, and the wafer in which the deposition process is performed in the vertical process tube is loaded on a boat installed on the bottom of the quartz tube, and then the boat moves upward. It is injected into the process tube, and inside the quartz tube, a specific film such as an oxide film or a nitride film is formed on the wafer by depositing a reaction product formed by pyrolyzing the process gas supplied into the process tube at a high temperature through the process gas supply pipe on the wafer. do.

그리고, 반도체장치 제조공정의 산화공정 등의 확산공정은 외부에 내부온도를 조절할 수 있는 히팅장치와 일측에 공정가스를 공급할 수 있는 다수의 공정가스 공급관이 형성된 수직형 또는 수평형의 공정튜브 내부에서 진행되며, 상기 수직형의 공정튜브에서 산화공정이 진행되는 웨이퍼는 상기 공정튜브 저면에 설치된 보트에 적재된 후, 상기 보트가 상부로 이동함에 따라 공정튜브 내부에 투입되며, 상기 석영튜브 내부에서는 공정가스 공급관을 통해서 공급된 산소가스와 실리콘(Si) 재질의 웨이퍼가 화학반응하도록 유도함으로서 웨이퍼 상에 산화막을 형성한다.In addition, a diffusion process such as an oxidation process of a semiconductor device manufacturing process may be performed in a vertical or horizontal process tube in which a heating device that can adjust an internal temperature to the outside and a plurality of process gas supply pipes to supply process gas to one side are formed. The wafer is subjected to the oxidation process in the vertical process tube is loaded in a boat installed on the bottom of the process tube, and then injected into the process tube as the boat moves upward, the process inside the quartz tube An oxide film is formed on the wafer by inducing a chemical reaction between the oxygen gas supplied through the gas supply pipe and the wafer made of silicon (Si).

도1은 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 종래의 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a graph illustrating an internal temperature control method of a conventional process tube for manufacturing a semiconductor device in which an oxide film is formed on a wafer.

도1을 참조하면, 히팅장치에 의해서 내부온도가 약 650 ℃로 조절되고, 질소가스 등의 보조가스가 일정량 공급되는 공정튜브 내부에 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 투입한 후, 소정시간동안 대기하는 제 1 안정화단계를 진행한다. 상기 제 1 안정화단계에서는 공정설비의 공정조건 등을 체크(Check)하는 공정이 진행된다.Referring to Figure 1, the internal temperature is adjusted to about 650 ℃ by a heating apparatus, a plurality of wafers are loaded into the process tube inside the process tube is supplied a certain amount of auxiliary gas, such as nitrogen gas, and then waiting for a predetermined time The first stabilization step is performed. In the first stabilization step, a process of checking process conditions and the like of the process equipment is performed.

다음으로, 상기 히팅장치를 제어함으로서 상기 공정튜브의 내부온도를 분(Minute)당 7.5 ℃ 상승시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 950 ℃ 로 형성하는 온도상승단계를 수행한다.Next, the temperature raising step of forming the internal temperature of the process tube to 950 ℃ by raising the internal temperature of the process tube by 7.5 ℃ per minute (Minute) by controlling the heating device.

이어서, 공정가스 공급관을 통해서 산소가스 등의 공정가스를 상기 950 ℃ 정도의 공정튜브 내부로 공급한 후, 소정시간동안 상기 웨이퍼를 방치함으로서 상기 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 공정단계를 수행한다. 상기 공정단계는 상기 웨이퍼를 950 ℃로 프리-어닐링(Pre-Annealing)하는 제 1 공정단계, 상기 제 1 공정단계가 수행된 웨이퍼 상에 실제적으로 산화막을 형성하는 제 2 공정단계 및 상기 제 2 공정단계의 수행에 의해서 산화막이 형성된 웨이퍼를 950℃로 포스트-어닐링(Post-Annealing)하는 제 3 공정단계로 구분되어 수행될 수 있다.Subsequently, after the process gas such as oxygen gas is supplied into the process tube of about 950 ° C. through the process gas supply pipe, a process step of forming an oxide film on the wafer is performed by leaving the wafer for a predetermined time. The process step includes a first process step of pre-annealing the wafer at 950 ° C., a second process step of forming an oxide film on the wafer on which the first process step is performed, and the second process By performing the step, the wafer on which the oxide film is formed may be divided into a third process step of post-annealing at 950 ° C.

다음으로, 상기 산소가스 등의 공정가스의 공급을 중단하고, 상기 히팅장치를 조절하여 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 3.3℃ 정도 하강시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 650 ℃로 형성하는 온도하강단계를 수행한다.Next, the temperature dropping step of stopping the supply of the process gas, such as oxygen gas, by adjusting the heating device to lower the internal temperature of the process tube by about 3.3 ℃ per minute to form the internal temperature of the process tube to 650 ℃ Perform

마지막으로, 상기 온도하강단계가 수행된 공정튜브 내부의 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 공정튜브 외부로 방출시킨 후, 650 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 유지하는 제 2 안정화단계를 수행한다. 상기 제 2 안정화단계에서는 후속되는 웨이퍼의 투입을 대기한다.Finally, after discharging the boat loaded with a plurality of wafers inside the process tube on which the temperature lowering step is performed to the outside of the process tube, the second stabilization step of maintaining the internal temperature of the process tube at 650 ° C. for a predetermined time is performed. do. In the second stabilization step, a subsequent wafer is added.

그런데, 공정튜브의 내부온도를 조절하는 히팅장치가 상기 공정튜브 외측에 구비됨으로서 상기 공정튜브 내부에 투입된 웨이퍼의 가장자리에서 센터방향으로 웨이퍼의 온도가 상승하고, 상기 공정튜브 내부로 공급된 공정가스는 웨이퍼의 가장자리부위와 센터부위를 비교할 때 상기 웨이퍼의 가장자리부위와 먼저 접촉하였다.However, since a heating device for controlling the internal temperature of the process tube is provided outside the process tube, the temperature of the wafer rises from the edge of the wafer introduced into the process tube toward the center, and the process gas supplied into the process tube is When comparing the edge portion of the wafer with the center portion, the edge portion of the wafer was first contacted.

따라서, 웨이퍼의 가장자리부위에 형성되는 산화막의 두께가 웨이퍼의 센터부위에 형성되는 산화막의 두께와 비교하여 더 두껍게 형성되어 웨이퍼 상에 형성된 산화막의 균일도(Uniformity)가 떨어져 완성된 반도체장치의 불량원인으로 작용하는 문제점이 있었다.Therefore, the thickness of the oxide film formed at the edge of the wafer is thicker than the thickness of the oxide film formed at the center of the wafer, resulting in poor uniformity of the oxide film formed on the wafer. There was a functioning problem.

본 발명의 목적은, 웨이퍼 상에 균일도가 향상된 산화막, 질화막 등의 특정막을 형성할 수 있는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device capable of forming a specific film such as an oxide film or a nitride film with improved uniformity on a wafer.

도1은 종래의 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a graph illustrating an internal temperature control method of a process tube for manufacturing a conventional semiconductor device.

도2는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 일 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.2 is a graph illustrating an embodiment of an internal temperature control method of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph illustrating another embodiment of an internal temperature control method of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도4는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 또다른 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph illustrating another embodiment of a method for controlling internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법은, 제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도가 소정비율로 특정온도에서 다른 특정온도로 하강된 후, 하강된 온도를 유지하는 다수의 공정단계로 구분되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for controlling internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes: manufacturing a semiconductor device in which a first stabilization step, a temperature rise step, a process step, a temperature fall step, and a second stabilization step are sequentially performed; In the method for controlling the internal temperature of the process tube, the process step is divided into a plurality of process steps to maintain the lowered temperature after the internal temperature of the process tube is lowered from a specific temperature to another specific temperature at a predetermined ratio. It features.

상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브일 수 있다.The process tube for manufacturing the semiconductor device may be a vertical process tube.

그리고, 상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행될 수 있다.In addition, a diffusion process or a deposition process may be performed in the process tube for manufacturing a semiconductor device.

또한, 본 발명에 따른 다른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법은, 제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도를 특정비율로 특정온도에서 다른 특정온도로 하강시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the internal temperature control method of the process tube for manufacturing another semiconductor device according to the present invention, the first stabilization step, the temperature rise step, the process step, the temperature drop step and the second stabilization step of the semiconductor tube manufacturing process tube In the internal temperature control method, the process step is characterized in that the internal temperature of the process tube is lowered from a specific temperature to another specific temperature at a specific ratio.

상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브일 수 있다.The process tube for manufacturing the semiconductor device may be a vertical process tube.

그리고, 상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행될 수 있다.In addition, a diffusion process or a deposition process may be performed in the process tube for manufacturing a semiconductor device.

또한, 본 발명에 따른 또다른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법은, 제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 특정온도로 유지하는 제 1 공정단계와 상기 특정온도를 소정비율로 다른 특정온도로 하강시키는 후속 공정단계로 구분되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the internal temperature control method of another semiconductor device manufacturing process tube according to the present invention, the first tube stabilization step, temperature rise step, process step, temperature drop step and the second stabilization step is a semiconductor tube manufacturing process tube In the internal temperature control method of the, the process step is divided into a first process step of maintaining the internal temperature of the process tube at a specific temperature for a predetermined time and a subsequent process step of lowering the specific temperature to another specific temperature at a predetermined ratio Characterized in that it is made.

상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브일 수 있다.The process tube for manufacturing the semiconductor device may be a vertical process tube.

그리고,And,

상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행될 수 있다.A diffusion process or a deposition process may be performed inside the process tube for manufacturing a semiconductor device.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 일 실시예를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing an embodiment of an internal temperature control method of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도2를 참조하면, 히팅장치에 의해서 내부온도가 약 650 ℃로 조절되고, 질소가스 등의 보조가스가 일정량 공급되는 공정튜브 내부에 산화공정이 진행될 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 투입한 후, 소정시간동안 대기하는 제 1 안정화단계를 진행한다. 상기 제 1 안정화단계에서는 공정설비의 공정조건 등을 체크하는 공정이 진행된다.Referring to FIG. 2, after the internal temperature is adjusted to about 650 ° C. by a heating apparatus, a boat having a plurality of wafers loaded with a plurality of wafers to be subjected to an oxidation process is introduced into a process tube into which auxiliary gas such as nitrogen gas is supplied. A first stabilization step of waiting for a predetermined time is performed. In the first stabilization step, a process of checking process conditions of the process equipment is performed.

다음으로, 상기 히팅장치를 제어함으로서 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 7.5 ℃ 상승시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 950 ℃ 로 형성하는 온도상승단계를 수행한다.Next, the temperature raising step of forming the internal temperature of the process tube to 950 ℃ by raising the internal temperature of the process tube by 7.5 ℃ per minute by controlling the heating device.

이어서, 공정가스 공급관을 통해서 산소가스 등의 공정가스를 상기 950 ℃ 정도의 공정튜브 내부로 공급함으로서 상기 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 공정단계를 수행한다. 상기 공정단계가 수행되는 공정튜브의 내부온도는 반복적으로 최초온도에서 특정온도까지 소정비율로 급격히 하강된 후, 상기 하강된 특정온도를 유지하는 제 1 공정단계, 제 2 공정단계 및 제 3 공정단계로 구분되어 이루어진다. 그리고, 상기 제 1 공정단계에서는 상기 공정튜브 내부에 투입된 상기 웨이퍼를 950 ℃로 프리-어닐링(Pre-Annealing)하고, 상기 제 2 공정단계에서는 950 ℃에서 하강된 특정온도에서 상기 웨이퍼 상에 실제적으로 산화막을 형성하고, 상기 제 3 공정단계에서는 950℃에서 하강된 다른 특정온도에서 산화막이 형성된 웨이퍼를 포스트-어닐링(Post-Annealing)한다. 또한, 상기 제 2 공정단계에서 공정튜브의 내부온도는 제 1 공정단계와 비교하여 하강됨으로서 웨이퍼 상에 균일도가 높은 산화막이 형성된다. 다시말하면, 통상 공정튜브 외측의 히터에 의해서 가열되는 웨이퍼는 가장자리부위에서 센타부위로 갈수록 그 온도가 빨리 상승하고, 웨이퍼의 가장자리부위에서 센타부위로 그 온도가 빨리 하강하므로 웨이퍼의 가장자리부위가 센타부위와 비교하여 빨리 그 온도가 하강되어 가장자리부위와 센타부위의 온도차가 작아져 웨이퍼 상에 균일도가 향상된 산화막이 형성된다.Subsequently, a process step of forming an oxide film on the wafer is performed by supplying a process gas such as oxygen gas into the process tube at about 950 ° C. through a process gas supply pipe. The internal temperature of the process tube in which the process step is performed is rapidly lowered by a predetermined ratio repeatedly from the initial temperature to a specific temperature, and then the first process step, the second process step, and the third process step of maintaining the lowered specific temperature. It is divided into. In the first process step, the wafer introduced into the process tube is pre-annealed at 950 ° C., and in the second process step, the wafer is substantially on the wafer at a specific temperature lowered at 950 ° C. An oxide film is formed, and in the third process step, the wafer on which the oxide film is formed at another specific temperature lowered at 950 ° C. is post-annealed. In addition, the internal temperature of the process tube in the second process step is lowered compared to the first process step, thereby forming an oxide film having high uniformity on the wafer. In other words, the wafer heated by the heater outside the process tube increases in temperature rapidly from the edge portion to the center portion, and the temperature decreases quickly from the edge portion of the wafer to the center portion. Compared with, the temperature is lowered quickly, and the temperature difference between the edge portion and the center portion decreases, thereby forming an oxide film having improved uniformity on the wafer.

다음으로, 상기 산소가스 등의 공정가스의 공급을 중단하고, 상기 히팅장치를 제어하여 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 3.3℃ 정도 하강시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 650 ℃로 형성한다.Next, the supply of the process gas such as oxygen gas is stopped, and the heating apparatus is controlled to lower the internal temperature of the process tube by about 3.3 ° C. per minute to form the internal temperature of the process tube at 650 ° C.

마지막으로, 상기 온도하강단계가 수행된 공정튜브 내부에서 산화공정이 진행된 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 외부로 방출시킨 후, 650 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 유지하는 제 2 안정화단계를 수행한다. 상기 제 2 안정화단계에서는 후속되는 웨이퍼의 투입을 대기한다.Finally, the second stabilization step of maintaining the internal temperature of the process tube of 650 ℃ for a predetermined time after the discharge of the boat loaded with a plurality of wafers subjected to the oxidation process in the process tube in which the temperature lowering step is performed to the outside Perform In the second stabilization step, a subsequent wafer is added.

도3은 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph illustrating another embodiment of an internal temperature control method of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도3을 참조하면, 히팅장치에 의해서 내부온도가 약 650 ℃로 조절되고, 질소가스 등의 보조가스가 일정량 공급되는 공정튜브 내부에 산화공정이 진행될 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 투입한 후, 소정시간동안 대기하는 제 1 안정화단계를 진행한다. 상기 제 1 안정화단계에서는 공정설비의 공정조건 등을 체크하는 공정이 진행된다.Referring to FIG. 3, after the internal temperature is adjusted to about 650 ° C. by a heating apparatus, a boat having a plurality of wafers loaded with a plurality of wafers to be oxidized in a process tube into which auxiliary gas, such as nitrogen gas, is supplied, is loaded. A first stabilization step of waiting for a predetermined time is performed. In the first stabilization step, a process of checking process conditions of the process equipment is performed.

다음으로, 상기 히팅장치를 제어함으로서 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 7.5 ℃ 상승시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 1050 ℃ 로 형성하는 온도상승단계를 수행한다.Next, the temperature raising step of forming the internal temperature of the process tube to 1050 ℃ by raising the internal temperature of the process tube by 7.5 ℃ per minute by controlling the heating device.

이어서, 공정가스 공급관을 통해서 산소가스 등의 공정가스를 상기 1050 ℃ 정도의 공정튜브 내부로 공급함으로서 다수의 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 공정단계를 수행한다. 상기 공정단계가 수행되는 공정튜브의 내부온도는 최초 1050 ℃에서 특정온도까지 소정비율로 급격히 하강된 후, 상기 하강된 특정온도를 유지하는 제 1 공정단계, 제 2 공정단계 및 제 3 공정단계로 구분되어 이루어진다. 그리고, 상기 제 1 공정단계에서는 상기 공정튜브 내부에 투입된 상기 웨이퍼를 최초 1050 ℃에서 소정비율로 하강하여 공정튜브의 내부온도로 프리-어닐링하고, 상기 제 2 공정단계에서는 프리-어닐링이 수행된 웨이퍼 상에 실제적으로 산화막을 형성하고, 상기 제 3 공정단계에서는 산화막이 형성된 웨이퍼를 포스트-어닐링한다. 또한, 상기 제 2 공정단계에서 공정튜브의 내부온도는 제 1 공정단계 내지 제 3 공정단계가 수행되며 하강됨으로서 웨이퍼 상에 균일도가 높은 산화막이 형성된다. 다시말하면, 통상 공정튜브 외측의 히터에 의해서 가열되는 웨이퍼는 가장자리부위에서 센타부위로 갈수록 그 온도가 빨리 상승하고, 웨이퍼의 가장자리부위에서 센타부위로 그 온도가 빨리 하강하므로 웨이퍼의 가장자리부위가 센타부위와 비교하여 빨리 그 온도가 하강되어 가장자리부위와 센타부위의 온도차가 작아져 웨이퍼 상에 균일도가 향상된 산화막이 형성된다.Subsequently, a process step of forming oxide films on a plurality of wafers is performed by supplying process gas such as oxygen gas into the process tube at about 1050 ° C. through the process gas supply pipe. The internal temperature of the process tube in which the process step is performed is rapidly lowered at a predetermined ratio from the first 1050 ° C. to a specific temperature, and then the first process step, the second process step, and the third process step maintain the lowered specific temperature. It is done separately. In the first process step, the wafer introduced into the process tube is first lowered at a predetermined ratio at 1050 ° C. to be pre-annealed to an internal temperature of the process tube, and in the second process step, the wafer is pre-annealed. An oxide film is actually formed on the substrate, and in the third process step, the wafer on which the oxide film is formed is post-annealed. In addition, in the second process step, the internal temperature of the process tube is decreased by performing the first to third process steps, thereby forming an oxide film having high uniformity on the wafer. In other words, the wafer heated by the heater outside the process tube increases in temperature rapidly from the edge portion to the center portion, and the temperature decreases quickly from the edge portion of the wafer to the center portion. Compared with, the temperature is lowered quickly, and the temperature difference between the edge portion and the center portion decreases, thereby forming an oxide film having improved uniformity on the wafer.

다음으로, 상기 공정가스의 공급을 중단하고, 상기 히팅장치를 제어하여 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 3.3℃ 정도 하강시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 650 ℃로 형성하는 온도하강단계를 수행한다.Next, the supply of the process gas is stopped, and the heating apparatus is controlled to lower the internal temperature of the process tube by about 3.3 ° C. per minute to perform the temperature lowering step of forming the internal temperature of the process tube at 650 ° C.

마지막으로, 상기 온도하강단계가 수행된 공정튜브 내부에서 외부로 산화공정이 수행된 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 방출시킨 후, 650 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 유지하는 제 2 안정화단계를 수행한다. 상기 제 2 안정화단계에서는 후속되는 웨이퍼의 투입을 대기한다.Finally, after releasing the boat loaded with a plurality of wafers that have been subjected to the oxidation process from the inside of the process tube where the temperature lowering step is performed, the second stabilization to maintain the internal temperature of the process tube of 650 ℃ for a predetermined time Perform the steps. In the second stabilization step, a subsequent wafer is added.

도4는 본 발명에 따른 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법의 또다른 실시예를 설명하기 위한 그래프이다.4 is a graph illustrating another embodiment of a method for controlling internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도4를 참조하면, 히팅장치에 의해서 내부온도가 약 650 ℃로 조절되고, 질소가스 등의 보조가스가 일정량 공급되는 공정튜브 내부에 산화공정이 진행될 다수의 웨이퍼가 적재된 보트를 투입한 후, 소정시간동안 대기하는 제 1 안정화단계를 진행한다. 상기 제 1 안정화단계에서는 공정설비의 공정조건 등을 체크하는 공정이 진행된다.Referring to FIG. 4, after the internal temperature is adjusted to about 650 ° C. by a heating apparatus, a boat having a plurality of wafers loaded with a plurality of wafers to be subjected to an oxidation process is introduced into a process tube through which auxiliary gas such as nitrogen gas is supplied. A first stabilization step of waiting for a predetermined time is performed. In the first stabilization step, a process of checking process conditions of the process equipment is performed.

다음으로, 상기 히팅장치를 제어함으로서 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 7.5 ℃ 상승시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 950 ℃ 로 형성하는 온도상승단계를 수행한다.Next, the temperature raising step of forming the internal temperature of the process tube to 950 ℃ by raising the internal temperature of the process tube by 7.5 ℃ per minute by controlling the heating device.

이어서, 공정가스 공급관을 통해서 산소가스 등의 공정가스를 상기 950 ℃ 정도의 공정튜브 내부로 공급한 후, 상기 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 공정단계를 수행한다. 상기 공정단계는 최초 950 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 유지하는 제 1 공정단계와 상기 950 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정비율로 특정온도까지 하강시키는 제 2 공정단계 및 제 3 공정단계 즉 후속공정단계로 구분되어 이루어진다. 그리고, 상기 제 1 공정단계에서는 상기 공정튜브 내부에 투입된 상기 웨이퍼를 950 ℃로 프리-어닐링하고, 상기 제 2 공정단계에서는 상기 웨이퍼 상에 실제적으로 산화막을 형성하고, 상기 제 3 공정단계에서는 산화막이 형성된 웨이퍼를 포스트-어닐링한다. 또한, 상기 제 2 공정단계에서 공정튜브의 내부온도는 제 1 공정단계에서 하강됨으로서 웨이퍼 상에 균일도가 높은 산화막이 형성된다. 다시말하면, 통상 공정튜브 외측의 히터에 의해서 가열되는 웨이퍼는 가장자리부위에서 센타부위로 갈수록 그 온도가 빨리 상승하고, 웨이퍼의 가장자리부위에서 센타부위로 그 온도가 빨리 하강하므로 웨이퍼의 가장자리부위가 센타부위와 비교하여 빨리 그 온도가 하강되어 가장자리부위와 센타부위는 온도차가 작아져 웨이퍼 상에 균일도가 향상된 산화막이 형성된다.Subsequently, a process gas such as oxygen gas is supplied into the process tube at about 950 ° C. through a process gas supply pipe, and then a process step of forming an oxide film on the wafer is performed. The process steps include a first process step of maintaining an internal temperature of a process tube of 950 ° C. for a predetermined time and a second process step and a third process of lowering an internal temperature of the process tube of 950 ° C. to a predetermined temperature at a predetermined ratio. It is divided into steps, that is, subsequent process steps. In the first process step, the wafer introduced into the process tube is pre-annealed at 950 ° C., in the second process step, an oxide film is actually formed on the wafer, and in the third process step, an oxide film is formed. The formed wafer is post-annealed. In addition, the internal temperature of the process tube in the second process step is lowered in the first process step, thereby forming an oxide film having high uniformity on the wafer. In other words, the wafer heated by the heater outside the process tube increases in temperature rapidly from the edge portion to the center portion, and the temperature decreases quickly from the edge portion of the wafer to the center portion. Compared with that, the temperature decreases quickly, and thus the temperature difference between the edge portion and the center portion decreases to form an oxide film having improved uniformity on the wafer.

다음으로, 상기 공정튜브 내부로 공급되는 공정가스의 공급을 중단하고, 상기 히팅코일을 조절하여 상기 공정튜브의 내부온도를 분당 3.3℃ 정도 하강시켜 상기 공정튜브의 내부온도를 650 ℃로 형성한다.Next, the supply of the process gas supplied into the process tube is stopped, and the heating coil is adjusted to lower the internal temperature of the process tube by about 3.3 ° C. per minute to form the internal temperature of the process tube at 650 ° C. FIG.

마지막으로, 상기 온도하강단계가 수행된 공정튜브 내부에서 외부로 웨이퍼를 방출시킨 후, 650 ℃의 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 유지하는 제 2 안정화단계를 수행한다. 상기 제 2 안정화단계에서는 후속되는 웨이퍼의 투입을 대기한다.Lastly, after the wafer is discharged from the inside of the process tube in which the temperature lowering step is performed to the outside, a second stabilization step of maintaining the internal temperature of the process tube at 650 ° C. for a predetermined time is performed. In the second stabilization step, a subsequent wafer is added.

따라서, 본 발명에 의하면 웨이퍼 상에 형성되는 특정막의 균일도를 향상시킴으로서 완성된 반도체장치의 동작불량을 방지할 수 있는 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the malfunction of the completed semiconductor device by improving the uniformity of the specific film formed on the wafer.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (9)

제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서,In the method of controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device in which the first stabilization step, the temperature rise step, the process step, the temperature fall step and the second stabilization step are sequentially performed, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도가 소정비율로 특정온도에서 다른 특정온도로 하강된 후, 하강된 온도를 유지하는 다수의 공정단계로 구분되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process step may be divided into a plurality of process steps for maintaining the lowered temperature after the internal temperature of the process tube is lowered from a specific temperature to another specific temperature at a predetermined ratio, the inside of the process tube for manufacturing a semiconductor device Temperature control method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process tube for manufacturing a semiconductor device is the internal temperature control method of the process tube for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the vertical. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The internal temperature control method of the semiconductor device manufacturing process tube, characterized in that the diffusion process or the deposition process is performed in the process tube for manufacturing the semiconductor device. 제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서,In the method of controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device in which the first stabilization step, the temperature rise step, the process step, the temperature fall step and the second stabilization step are sequentially performed, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도를 특정비율로 특정온도에서 다른 특정온도로 하강시키는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process step is a method for controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the internal temperature of the process tube is lowered from a specific temperature to another specific temperature at a specific ratio. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process tube for manufacturing a semiconductor device is the internal temperature control method of the process tube for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the vertical. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The internal temperature control method of the semiconductor device manufacturing process tube, characterized in that the diffusion process or the deposition process is performed in the process tube for manufacturing the semiconductor device. 제 1 안정화단계, 온도상승단계, 공정단계, 온도하강단계 및 제 2 안정화단계가 순차적으로 수행되는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법에 있어서,In the method of controlling the internal temperature of a process tube for manufacturing a semiconductor device in which the first stabilization step, the temperature rise step, the process step, the temperature fall step and the second stabilization step are sequentially performed, 상기 공정단계는 상기 공정튜브의 내부온도를 소정시간동안 특정온도로 유지하는 제 1 공정단계와 상기 특정온도를 소정비율로 다른 특정온도로 하강시키는 다수의 후속 공정단계로 구분되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process step may be divided into a first process step of maintaining the internal temperature of the process tube at a specific temperature for a predetermined time and a plurality of subsequent process steps of lowering the specific temperature to another specific temperature at a predetermined ratio. Internal temperature control method for process tube for semiconductor device manufacturing. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반도체장치 제조용 공정튜브는 수직형 공정튜브인 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The process tube for manufacturing a semiconductor device is the internal temperature control method of the process tube for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the vertical. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반도체장치 제조용 공정튜브 내부에서는 확산공정 또는 증착공정이 진행되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 제조용 공정튜브의 내부온도 제어방법.The internal temperature control method of the semiconductor device manufacturing process tube, characterized in that the diffusion process or the deposition process is performed in the process tube for manufacturing the semiconductor device.
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