KR20000018778A - 화학 기상 증착장치 - Google Patents

Abstract

목적 : 웨이퍼가 적재되는 보트의 구조를 개선하여 웨이퍼에 형성되는 산화막과 박막의 두께 균일도를 유지할 수 있는 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이 목적이다.

구성 : 다수의 웨이퍼(26)를 적재하기 위해서 양단에 세워지는 한 쌍의 지지단(30)과, 상기 지지단(30)을 가로질러 배치되어 상기 웨이퍼(26)의 가장자리가 접촉되어지는 상부 로드(32) 및 하부 로드(34)와, 상기 지지단(30) 사이에 설치되어 상부 로드(32)와 하부 로드(34)를 연결하고 각각의 높이가 다른 하부 지지대(36)로 구성되어지는 보트(28)가 상기 하부 지지대(36)에 의해 경사지게 놓져지는 구조를 제안한다.

효과 : 보트에 적재된 웨이퍼가 일정한 방향으로 모두 기울어진 상태로 서로 밀착됨없이 확산이나 증착공정이 이루어져 막질의 균일도가 양호하게 된다.

Description

화학 기상 증착장치

본 발명은 화학 기상 증착장치(Device of Chemical Vapor Deposition )에 관한 것으로서, 더 상세하게는 웨이퍼를 적재한 보트가 수평으로 배치된 반응로의 내부로 인입되어 웨이퍼에 산화막 또는 박막을 증착시키는 화학 기상 증착장치에 관한 것이다.

화학 기상 증착장치(이하 CVD라 칭함)는 반응성이 강한 기체 상태의 화합물을 반응로 안에 주입하고, 이를 빛, 열, 플라즈마, 마이크로파, X-ray, 전기장 등의 에너지원으로 활성화시켜 웨이퍼 위에 양질의 박막을 형성하는 기술이다.

이러한 CVD는 다양한 두께와 저항을 가지는 박막을 성장시킬 수 있고, 다결정 실리콘막, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막을 만들 때 저렴한 비용으로 박막을 얻을 수 있으며, 실리콘 소자를 보호하기 위한 층으로 이용되는 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막을 낮은 온도에서 제조할 수 있는 장점이 있어 현재 반도체 공정에서 빠른 속도로 응용되어 왔다.

도 1에서는 종래 공지된 화학 기상 증착장치를 개략적으로 나타내고 있다.

반도체를 제조하는 공정에서 확산, 증착 및 세정에 필요한 반응가스는 석영 튜브(2)의 일단으로 유입되고, 석영 튜브(2)의 외측에는 코일(4)이 내장되고 단열처리된 히터(6)가 설치되어 코일(4)에서 발산되는 열로 상기 반응가스를 활성화시킨다.

이 때, 반응가스에 의해 산화막이 형성되거나 박막이 증착되는 다수의 웨이퍼(8)를 적재하기 위해서 도 2에 도시한 바와 같은 보트(10)가 구비되어 석영 튜브(2)의 내부로 인입되는 것이다.

좀 더 상세하게 보트(10)를 설명하면, 수직으로 세워진 웨이퍼의 가장자리가 접촉되고 웨이퍼를 바로 세우기 위한 홈이 갖춰진 상부 로드(12)와 하부 로드(14)의 양끝단에 한 쌍의 지지단(16)을 설치하고, 이 지지단(16) 사이에는 상부 로드(12)와 하부 로드(14)를 연결하는 다수의 하부 지지대(18)가 설치되어 하중으로 작용하는 다수의 웨이퍼(8)를 지지함과 동시에 보트(10)의 양태 유지를 서포팅한다.

그러나, 이러한 보트(10)는 석영으로 제조되기 때문에 CVD의 작동정지 중에 행하여지는 반복되는 세정작업에 의해 보트(10)가 식각되는데, 이는 세정과정에서 사용되는 HF나 S₂의 세정 가스와 보트(10)의 재질인 석영이 반응하기 때문이며, 결국 웨이퍼(8)를 꽂게 되는 홈의 폭이 넓어지게 되고 이는 보트(10)에 웨이퍼(8)가 경사진 상태로 적재되는 것을 의미한다.

따라서, 작업이 반복되어질 때마다 보트(10)는 점점 더 식각되고 웨이퍼(8)의 기울어진 각도는 인접한 두 웨이퍼(8)의 상단이 도면에서 A라고 칭한 부분처럼 서로 접촉되는 수준까지 이를 수 있다.

이런 상태로 웨이퍼(8)에 행해지는 산화막의 확산 또는 막질의 증착은 불균일한 두께 균일도를 나타내게 된다.

그렇다고 작업의 정밀도를 높이기 위해서 매번 보트를 교환하는 것도 비용문제로 상승하는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 웨이퍼가 적재되는 보트의 구조를 개선하여 웨이퍼에 형성되는 산화막과 박막의 두께 균일도를 유지할 수 있는 화학 기상 증착장치를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 다수의 웨이퍼를 적재하기 위해서 양단에 세워지는 한 쌍의 지지단과, 상기 지지단을 가로질러 배치되어 상기 웨이퍼의 가장자리가 접촉되어지는 상부 로드 및 하부 로드와, 상기 지지단 사이에 설치되어 상부 로드와 하부 로드를 연결하고 각각의 높이가 다른 하부 지지대로 구성되어지는 보트가 상기 하부 지지대에 의해 경사지게 놓져지는 구조를 제안한다.

특히, 상기 하부 지지대 중에서 상기 지지단에 인접한 두 하부 지지대의 높이가 상호 대응되어 가장 높고 가장 낮게 되어 보트가 경사지게 배치됨으로써 웨이퍼는 일정한 기울기를 가지고 보트 상에 적재될 수 있다.

또한, 상기 하부 지지대 중에서 반응 기체 화합물이 상기 석영 튜브로 유입되는 측에 위치한 지지대의 높이가 가장 높게 제조될 수 있다.

도 1은 종래 공지된 화학 기상 증착장치를 도시한 개략도.

도 2는 웨이퍼가 적재된 종래 공지된 보트를 도시한 정면도.

도 3은 본 발명에 관련된 보트가 석영 튜브 내에 위치한 상태를 도시한 투시도.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼가 적재된 보트를 도시한 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 석영 튜브 22 : 히터

24 : 코일 26 : 웨이퍼

28 : 보트 30 : 지지단

32, 34 : 로드 36 : 하부 지지대

이하 본 발명에 따른 바람직산 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 관련된 보트가 석영 튜브 내에 위치한 상태를 도시한 투시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼가 적재된 보트를 도시한 정면도이다.

도면 부호 20은 석영 튜브로써 일단에는 가스 유입구(21)가 설치되어 확산, 증착 및 세정에 필요한 반응가스등이 석영 튜브(20)의 내부로 인입되고, 이 석영 튜브(20)는 파이프 형상의 히터(22)로 삽입 후 배치되는 것이며, 히터(22)의 내부에는 열을 발산하는 코일(24)이 내장되어 석영 튜브(20)내로 유입된 반응가스를 활성화시킬 수 있도록 한다.

이 때, 반응가스에 의해 산화막이 형성되거나 박막이 증착되는 다수의 웨이퍼(26)를 적재하기 위해서 도 4에 도시한 바와 같은 보트(28)가 구비되어 석영 튜브(20)의 내부로 인입되는 것이다.

상기 보트(28)는 다수의 웨이퍼(26)를 적재하기 위해서 양단에 세워지는 한 쌍의 지지단(30)과, 상기 지지단(30)을 가로질러 배치되어 상기 웨이퍼(26)의 가장자리가 접촉됨과 동시에 웨이퍼(26)를 고정시키기 위한 홈이 형성되어지는 상부 로드(32) 및 하부 로드(34)와, 상기 지지단(30) 사이에 설치되어 상부 로드(32)와 하부 로드(34)를 연결하고 각각의 높이가 다른 하부 지지대(36)로 구성되어진다.

좀 더 상세하게 살펴보면, 본 발명의 특징에 따라 하부 지지대(36)가 지지단(30) 사이에서 일정한 간격으로 5개 정도 배치되고, 이들 각각은 높이가 다르게 설치된다. 특히, 지지단(30)에 인접한 일단의 하부 지지대(36a)는 가장 높이가 높고 타단에 위치한 하부 지지대(36b)는 높이가 가장 낮음으로써 이들 두 하부 지지대(36a)(36b)의 상단을 연결하는 가상의 선은 기울기를 가지며, 그 사이로 배치되는 나머지 3개의 하부 지지대(36)는 상기 가상의 선상에 상단이 위치하는 구조이다. 또한, 양끝단에 위치한 두 하부 지지대(36a)(36b) 중에서 석영 튜브(20)의 가스 유입구(21)가 배치된 쪽의 하부 지지대(36a)가 타측(36b)에 비해 더 높게 배치된다.

이에 따라, 본 발명의 보트(28)에 적재된 웨이퍼(26)는 보트(28)의 기울어진 경사각도에 대향되는 방향으로 항상 기울어지지만 서로 접촉됨없이 일정한 간격을 가지고 배열되고, 이 상태에서 석영 튜브(20)의 내부로 반응가스가 유입되면 웨이퍼(26)의 전체로 골고루 확산되어 산화막이나 막질의 두께가 균일하게 형성되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 종래의 문제점을 실질적으로 해소하고 있다.

즉, 석영 튜브 내부로 로딩되는 보트가 기울어지도록 하부 지지대의 높낮이를 다르게 하여 일정한 경사각도가 되도록 함으로써 보트로 적재되는 웨이퍼는 보트의 기울기와 대향되는 방향으로 기울어진 상태에서 서로 접촉됨없이 일정한 간격을 가지고 배열됨에 따라, 가스 유입구를 통해 석영 튜브 내로 유입된 후 확산되는 반응가스가 웨이퍼에 균일한 두께로 막질을 형성하게 되는 것이다.

Claims (3)

1. 석영 튜브로 공급되는 반응 기체 화합물이 에너지원에 의해 활성화되어, 상기 석영 튜브로 로딩되는 다수의 웨이퍼에 산화막을 형성하거나 박막을 증착시키는 화학 기상 증착장치에 있어서, 상기 다수의 웨이퍼(26)를 적재하기 위해서 양단에 세워지는 한 쌍의 지지단(30)과, 상기 지지단(30)을 가로질러 배치되어 상기 웨이퍼의 가장자리가 접촉되어지는 상부 로드(32) 및 하부 로드(34)와, 상기 지지단(30) 사이에 설치되어 상부 로드(32)와 하부 로드(34)를 연결하고 각각의 높이가 다른 하부 지지대(36)로 구성되어지는 보트(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 지지대(36) 중에서 상기 지지단(30)에 인접한 두 하부 지지대(36a)(36b)의 높이가 상호 대응되어 가장 높고 가장 낮은 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 지지대(36) 중에서 반응 기체 화합물이 상기 석영 튜브(20)로 유입되는 측에 위치한 하부 지지대(36b)의 높이가 가장 높은 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착장치.