KR200154507Y1 - 화학 기상 증착장비의 반응가스 주입장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 외부의 반응 가스 라인으로부터 반응관에 이르도록 설치되어 반응관의 내부로 반응 가스를 도입하는 분사하는 장치로서, 상기반응 가스 라인에 일단이 연결되어 반응관의 하부에 수평하게 배치되는 제 1 및 제 2 가스 도입관과, 상기 제 1 및 제 2 가스 도입관을 연결하도록 설치되는 것으로서 반응관의 내부 튜브를 종방향으로 경유하는 가스 통로를 가지며 내부 튜브의 안쪽에 위치하는 가스 통로에는 그 통로의 길이 방향을 따라 가스 분사를 위한 다수개의 분사공이 일정 간격을 유지하여 형성된 가스 라인을 갖는 가스 인젝터로 구성되고, 상기 가스 인젝터는 내부 튜브의 양쪽에 구성되어 균일한 가스 흐름을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치를 제공한다.
Description
제1도는 일반적인 화학기상 증착장비의 구조를 개략적으로 보인 단면도.
제2도는 본 고안에 의한 반응가스 주입장치가 적용된 화학기상 증착장비의 구조를 보인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반응관 1a, 1b : 내외부 튜브
10 : 가스 인젝터 11 : 제 1 가스 도입관
12 : 제 2 가스 도입관 13 : 가스 라인
13a : 가스 분사공
본 고안은 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치에 관한 것으로, 특히 반응관 전체에 걸쳐 특정된 영역에 관계없이 균일한 반응가스의 흐름을 형성하므로써, 증착막의 균일도를 향상시킬 수 있도록 한 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에 사용되는 화학기상증착(CVD)이라는 것은 박막 적층 방법의 하나로서, 예를 들어 실란(SiH4) 가스를 소스로 하여 다결정 실리콘 박막을 적층하거나, 디이클로로실란(SiHsCl2) 가스 및 암모니아(NH3) 가스를 소스로 하여 질화실리콘(Si3N4)막을 적층하는 공정이며, 이러한 공정에 사용되는 장비를 화학기상 증착장비라 하고 있다.
이러한 화학기상 증착장비는 복수매의 웨이퍼를 지지하는 보트를 수용하는 반응관과, 상기 반응관으로 반응가스를 주입하기 위한 장치와, 상기 반응관을 공정에 필요한 온도로 가열하기 위한 장치의 기본 구성을 갖는다.
제 1도에 상기한 바와 같은 구성을 갖는 일반적인 화학기상 증착장비의 한 예가 도시되어 있다.
도면에서 참조부호 1은 반응관으로서, 도시된 바와 같이 상기 반응관(1)은 내부 및 외부 튜브(1a, 1b)의 이중 구조로 되어 있다. 상기 반응관(1)의 하부에는 외부의 반응가스 라인과 연결되는 인젝터(2)가 설치되어, 반응관(1)의 내부로 반응가스를 주입하도록 되어 있다.
상기 인젝터(2)는 제 1 가스 주입관(2a)과, 제 2 가스 주입관(2b)으로 분리되어 구성되는 바, 상기 제 1 가스주입관(2a)은 반응관(1)의 하부에 짧게 배치되어 있고, 상기 제 2 가스 주입관(2b)은 반응관(1)의 하부로부터 내부 튜브(1a)의 내면을 따라 상부로 길게 배치되어 있으며, 상기한 각각의 가스 주입관(2a, 2b)의 단부에는 가스 분사구(2c)가 형성되어, 가스 주입관(2a, 2b)으로부터 공급되는 반응 가스를 분사하도록 되어 있다.
한편, 상기한 반응관(1)의 외주연에는 반응관(1)을 공정에 필요한 온도로 가열하기 위한 가열장치가 설치되고, 그외에도 여타 다른 구성 부품들이 구비되어 화학기상 증착장비를 구성하고 있으나, 도면에서는 도시를 생략하고 있다.
이와 같이 구성된 일반적인 화학기상 증착장비를 이용한 증착 공정에서, 복수매의 웨이퍼는 보트라는 치구에 지지되어 반응관(1)에 수용된다. 그리고, 반응관(1)의 외주연에 설치되어 있는 가열장치로 공정 온도를 유지함과 동시에 인젝터(2)를 통하여 반응가스를 반응관(1) 내부로 도입하여 분사하면서 소정의 막증착 공정을 진행하는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 화학기상 증착장비에 있어서는, 반응관으로 반응가스를 공급하는 인젝터의 단부에서만 반응가스가 분출하도록 되어 있어서, 반응관의 상단부 또는 하단부에서 집중적으로 가스가 흐르게 되므로써, 반응관 내부 전체의 가스 흐름을 볼 때, 균일성이 떨어진다는 문제가 발생되었다. 이에 따라, 공정 완료 후 웨이퍼 전체의 두께에 대한 균일도가 그 위치별로 심한 차이가 발생되므로써, 장비의 두께 균일도 조건 테스트를 자주 실시함에 따른 장비 운용의 비효율성 문제가 대두되었다.
본 고안은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 반응관의 내부 전체에 걸쳐 균일한 반응가스 흐름을 형성할 수 있는 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 고안의 목적은, 외부의 반응 가스 라인으로부터 반응관에 이르도록 설치되어 반응관의 내부로 반응 가스를 도입하는 분사하는 장치로서, 상기 반응 가스 라인에 일단이 연결되어 반응관의 하부에 수평하게 배치되는 제 1 및 제 2 가스 도입관과, 상기 제 1 및 제 2 가스 도입관을 연결하도록 설치되는 것으로서 반응관의 내부 튜브를 종방향으로 경유하는 가스 통로를 가지며 내부 튜브의 안쪽에 위치하는 가스 통로에는 그 통로의 길이 방향을 따라 가스 분사를 위한 다수개의 분사공이 일정 간격을 유지하여 형성된 가스 라인을 갖는 가스 인젝터로 구성되고, 상기 가스 인젝터는 내부 튜브의 양쪽에 구성되어 균일한 가스 흐름을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치를 제공하므로써 달성된다.
이와 같은 본 고안의 반응가스 주입장치에 의하면, 반응관 내부의 전체적인 부분에서 반응가스가 분출되어, 종래의 인젝터에 비하여 균일한 튜브 내부의 가스 분포가 유지될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 전체면에 걸쳐 고르게 막이 성장되므로, 증착막의 두께 균일도의 향상을 기대할 수 있다. 또한, 본 고안에 의하면, 장비의 셋-업 후나 또는 정기적인 정비 작업 후 균일도를 안정시키기 위한 조건 테스트 횟수를 줄일 수 있고, 공정 안정화를 이룰 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치를 첨부도면에 도시한 실시에에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
첨부한 제 2도는 본 고안에 의한 반응가스 주입장치가 적용된 화학기상 증착장비의 구조를 개략적으로 보인 단면도로서, 도면에서 참조부호 1은 반응관, 10은 본 고안의 장치를 이루는 가스 인젝터이다.
도시된 바와 같이, 외부 튜브(1b) 내부에 통로가 형성되도록 내부 튜브(1a)가 배치된다. 반응가스 라인에 연결된 제 1 가스 도입관(11)이 외부 튜브(1b)의 하부로 진입되어, 내부 튜브(1a)의 내측에 연결된다. 또한, 반응가스 라인에 연결된 제 2 가스 도입관(12)이 외부 튜브(1b)의 하부로 진입되어, 내부 튜브(1a)의 외측에 연결된다.
내부 튜브(1a)의 내외측을 둘러싸는 가스 라인(13)의 하단에 제 1 및 제 2 가스 도입관(11, 12)에 연결된다. 즉, 가스 라인(13)의 외측 통로를 토해서 제 2 가스 도입관(12)을 통해 주입된 반응 가스가 흐르게 되고, 내측 통로를 통해서는 제 1 가스 도입관(11)을 통해 주입된 반응 가스가 흐르게 된다. 한편, 가스라인(13)의 내측면 전체에는 반응가스가 분사되는 복수개의 가스 분사공(13a)이 상하 일정 간격으로 형성된다. 특히, 본 고안에 의하면, 가스 라인(13)은 내부 튜브(1a)의 한쪽에만 배치되는 것이 아니라, 양쪽 모두에 배치된다. 따라서, 제 1 및 제 2 가스 도입관(11, 12)을 통해 가스 라인(13)으로 주입된 반응 가스를 내부 튜브(1a)의 양쪽에 배치된 가스 분사공(13a)을 통해서 내부 튜브(1a)로 분사된다. 한편, 상기된 제 1 및 제 2 가스 도입관(11, 12)과 가스 라인(13)에 의해서 가스 인젝터(10)가 구성된다.
부연하면, 본 고안은 외부의 반응 가스 라인에서 튜브 라인에서 튜브 내부로 들어가는 가스 인젝터의 도입관을 제 1 및 제 2 도입관으로 분리하고, 제 1 및 제 2 도입관을 가스 라인을 이용해서 내부 튜브를 종방향으로 경유하도록 연결함과 동시에 내부 튜브 내부의 양쪽에 위치하는 가스 라인에 그 상단부에서 하단부에 이르기 까지 다수개의 가스 분사공을 일정 간격으로 형성하여, 튜브 전체에 걸쳐 특정된 영역에 관계없이 균일한 반응 가스의 흐름을 유지할 수 있게 하므로써, 일정한 막이 성장되어 증착막의 두께 균일도가 향상된다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안에 의한 반응가스 주입장치의 작용은 다음과 같다.
공정 진행시, 반응가스 주입장치는 외부의 반응가스 라인으로부터 공급되는 반응가스를 반응관의 내부로 도입하여 분사하는 역할을 한다. 이와 같은 역할은 일반적인 인젝터의 작용과 동일하거나, 종래의 인젝터가 튜브의 상단과 하단 그리고 한 쪽에만 배치되어 국부적으로 분사하는 것인데 반하여, 본 고안은 인젝터가 튜브 양쪽에 배치되어 있으므로 튜브 전체에 걸쳐 균일한 반응 가스 흐름의 분포를 이룰 수 있다. 따라서, 웨이퍼에 고르게 막이 성장되어 증착막의 두께 균일도를 가일층 향상시킬 수 있는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 반응가스 주입장치에 의하면, 바능관 내부의 전체적인 부분에서 반응가스가 분출되어 종래의 인젝터에 비하여 균일한 튜브 내부의 가스 분포가 유지될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 전체면에 걸쳐 고르게 막이 성장되므로, 증착막의 두께 균일도의 향상을 기대할 수 있다.
또한, 본 고안에 의하면, 장비의 셋-업 후나 또는 정기적인 정비 작업 후 균일도를 안정시키깅 위한 조건 테스트 횟수를 줄일 수 있고, 공정 안정화를 이를 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 의한 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 이하 첨구범위서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
Claims (1)
- 외부의 반응 가스 라인으로부터 반응관에 이르도록 설치되어 반응관의 내부로 반응 가스를 도입하는 분사하는 장치로서,상기반응 가스 라인에 일단이 연결되어 반응관의 하부에 수평하게 배치되는 제 1 및 제 2 가스 도입관과, 상기 제 1 및 제 2 가스 도입관을 연결하도록 설치되는 것으로서 반응관의 내부 튜브를 종방향으로 경유하는 가스 통로를 가지며 내부 튜브의 안쪽에 위치하는 가스 통로에는 그 통로의 길이 방향을 따라 가스 분사를 위한 다수개의 분사공이 일정 간격을 유지하여 형성된 가스 라인을 갖는 가스 인젝터로 구성되고, 상기 가스 인젝터는 내부 튜브의 양쪽에 구성되어 균일한 가스 흐름을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장비의 반응가스 주입장치.
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| KR20190123866A (ko) * | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 삼성전자주식회사 | 가스 인젝터 및 웨이퍼 처리 장치 |
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1995
- 1995-12-30 KR KR2019950055203U patent/KR200154507Y1/ko not_active IP Right Cessation
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