KR200156128Y1 - Chamber for semiconductor oxide growth device - Google Patents

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Abstract

본 고안은 반도체 산화막 성장장치용 반응로에 관한 것으로, 다수의 분사노즐을 통한 가스 공급으로 반응로내에 균일한 가스 분위기를 조성함으로써 웨이퍼간의 배치 유니퍼머티(BATCH UNIFORMITY)를 개선하도록 한 반도체 산화막 성장장치용 반응로에 관한 것인 바, 이러한 본 고안은 일측이 막히고 타측이 트여있는 원통형 석영관과, 상기 원통형 석영관의 트여있는 일측에 개폐가능하게 설치된 단열 셔터와, 상기 원통형 석영관의 단열 셔터측 외주면에 형성된 배기구와, 상기 원통형 석영관의 외주면에 나선형태로 감아 설치된 가스 라인 및 상기 가스 라인과 상기 원통형 석영관에 공통으로 형성되어 상기 원통형 석영관 내부로 가스를 주입하는 다수개의 가스분사공으로 구성된다.The present invention relates to a reactor for a semiconductor oxide film growth apparatus, wherein a semiconductor oxide film is grown to improve a batch uniformity between wafers by forming a uniform gas atmosphere in the reactor by supplying gas through a plurality of injection nozzles. The present invention relates to a reactor for a device, the present invention is a cylindrical quartz tube with one side clogged and the other open, an insulating shutter installed to open and close on the open side of the cylindrical quartz tube, and an insulating shutter of the cylindrical quartz tube An exhaust port formed on the outer circumferential surface of the side, a gas line spirally wound around the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube, and a plurality of gas injection holes formed in common with the gas line and the cylindrical quartz tube to inject gas into the cylindrical quartz tube; It is composed.

Description

반도체 산화막 성장장치용 반응로Reactor for Semiconductor Oxide Growth Equipment

제1도는 종래 반도체 산화막 성장장치용 반응로의 구조를 보인 개략 사시도.1 is a schematic perspective view showing the structure of a reactor for a conventional semiconductor oxide film growth apparatus.

제2도의 (a)(b)는 본 고안에 의한 반도체 산화막 성장장치용 반응로의 구조를 보인 사시도 및 (a)의 요부 상세 단면도.(A) and (b) of FIG. 2 are a perspective view showing the structure of a reactor for semiconductor oxide film growth apparatus according to the present invention, and a detailed sectional view of the main portion of (a).

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 원통형 석영관 12 : 가스 라인11: cylindrical quartz tube 12: gas line

13 : 가스 분사공13: gas injection hole

본 고안은 반도체 산화막 성장장치용 반응로의 구조 변경에 관한 것으로, 특히 다수의 분사노즐을 통한 가스 공급으로 반응로내에 균일한 가스 분위기를 조성함으로써 웨이퍼간의 배치 유니퍼머티(BATCH UNIFORMITY)를 개선하도록 한 반도체 산화막 성장장치용 반응로에 관한 것이다.The present invention relates to a structural change of a reactor for a semiconductor oxide film growth apparatus, and in particular, to improve the batch uniformity between wafers by forming a uniform gas atmosphere in the reactor by supplying gas through a plurality of injection nozzles. A reactor for a semiconductor oxide film growth apparatus is provided.

일반적으로 반도체를 제조함에 있어서는, 연마된 실림콘 웨이퍼가 부분적으로 이미 산화막이 성장되어 있거나 또는 전혀 산화막이 성장되어 있지 않을 때 이 웨이퍼의 표면에 산화막을 입히기 위하여 약 900℃로 부터 1200℃에 이르는 온도로 제어되는 반응로 속에서 30분 내지 수 시간 동안 산화제, 즉 산소가스나 증기 또는 H2+O2등을 이용하여 수천 Å의 산화막을 형성시키는 공정을 진행하게 된다.In general, in the manufacture of semiconductors, temperatures of about 900 ° C to 1200 ° C in order to deposit an oxide film on the surface of the polished silicon wafer when the oxide film is partially grown or when the oxide film is not grown at all. For 30 minutes to several hours in a reactor controlled by using an oxidizing agent, that is, an oxygen gas, steam, or H 2 + O 2 or the like to proceed with the process of forming an oxide film.

상기와 같은 공정을 진행하는 반도체 산화막 성장장치의 반응로가 제1도에 도시되어 있는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.The reactor of the semiconductor oxide film growth apparatus performing the above process is shown in FIG. 1, which is briefly described as follows.

도시한 바와 같이, 일반적인 반응로는 석영 재질로된 원통형 관(1)으로 이루어져 있는 바, 상기 원통형 관(1)의 일측은 웨이퍼(2)를 수납한 보트(3)를 장착할 수 있도록 완전히 개방되어 이에는 단열 셔터(4)가 원통형 관(1)내의 공정조건(온도 및 가스)을 유지할 수 있도록 개,폐 가능하게 설치되어 있고, 반대측에는 가스 주입구(5)가 형성되어 있으며, 배기구(6)는 가스 주입구(5)의 반대편, 즉 단열 셔터(4)쪽에 설치된 구조로 되어 있다.As shown, a general reactor consists of a cylindrical tube 1 made of quartz, and one side of the cylindrical tube 1 is completely open to mount a boat 3 containing a wafer 2 therein. In this case, the adiabatic shutter 4 is provided so as to be open and close so as to maintain the process conditions (temperature and gas) in the cylindrical tube 1, and a gas inlet 5 is formed on the opposite side, and an exhaust port 6 ) Has a structure provided on the opposite side of the gas injection port 5, that is, on the adiabatic shutter 4 side.

이와 같이 구성된 반응로에 있어서, 공정가스는 원통형 관(1)의 가스 주입구(5)를 통하여 공급 되고, 반대쪽에 마련된 배기구(6)를 통하여 배기되기 까지 공정분위기를 조성하게 된다.In the reactor configured as described above, the process gas is supplied through the gas inlet 5 of the cylindrical tube 1 and forms a process atmosphere until it is exhausted through the exhaust port 6 provided on the opposite side.

상기와 같이 주입된 가스는 원통형 관(1)의 내부를 흘러가면서 웨이퍼(2) 각각에 공정 분위기를 조성하게 되고, 일정시간 동안 산화 또는 어닐(Anneal) 공정이 진행 되며, 이때 주입된 가스는 배기구(6)를 통해 원통형 관(1) 밖으로 배출된다.The gas injected as described above forms a process atmosphere in each of the wafers 2 while flowing inside the cylindrical tube 1, and an oxidation or annealing process is performed for a predetermined time, and the injected gas is exhausted. It is discharged out of the cylindrical tube 1 through 6.

한편, 상기와 같은 동작을 하는 일반적인 반응로에 있어서는 공정온도와 가스 분위기의 컨트롤이 매우 중요한 것으로 알려지고 있는 바, 이는 공정온도와 가스 분위기가 공정 변수로써 작용하기 때문이다.On the other hand, the control of the process temperature and the gas atmosphere is known to be very important in the general reactor that operates as described above, because the process temperature and the gas atmosphere acts as a process variable.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 반응로에 있어서는 하나의 가스 주입구(5)로 공정가스가 공급됨으로써 공정온도와 가스 분위기 컨트롤이 어려움에 따라 원통형 관(1) 내부의 각 존(ZONE)간의 공정 분위기 차이 및 온도 차이를 발생시키는 문제가 있었다. 이에 따라 웨이퍼 배치 유니퍼머티가 나쁘게 되고, 온도 유니퍼머티가 나쁘게 되며, 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 한꺼번에 밀려드는 가스를 완화시키기 위한 더미 웨이퍼를 사용할 수 밖에 없다는 구조적인 문제점을 안고 있었다.However, in the general reactor as described above, the process gas is supplied to one gas inlet 5 so that the process temperature and the gas atmosphere are difficult to control, so the process atmosphere difference between zones inside the cylindrical tube 1 is different. And a temperature difference. As a result, there is a structural problem that the wafer batch uniformity becomes bad, the temperature uniformity becomes bad, and a dummy wafer for mitigating the gas flowing at once is used to solve the above problems.

이를 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 원통형 관 내부의 가스 분포를 균일하게 컨트롤할 수 있고, 온도 유니퍼머티를 일정하게 유지할 수 있도록 한 반도체 산화막 성장장치용 반응로를 제공함에 있다.In view of this, an object of the present invention is to provide a reactor for semiconductor oxide film growth apparatuses capable of uniformly controlling the gas distribution inside a cylindrical tube and maintaining a constant temperature uniformity.

본 고안의 다른 목적은 종래 가스의 흐름을 완화시키기 위하여 사용하던 더미 웨이퍼의 사용을 배제함으로써 원가 절감을 도모할 수 있도록 한 반도체 산화막 성장장치용 반응로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a reactor for semiconductor oxide film growth apparatus which can reduce the cost by eliminating the use of a dummy wafer that has been used to alleviate the flow of gas.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 일측이 막히고 타측이 트여있는 원통형 석영관과, 상기 원통형 석영관의 트여있는 일측에 개폐가능하게 설치된 단열 셔터와, 상기 원통형 석영관의 단열 셔터측 외주면에 형성된 배기구와, 상기 원통형 석영관의 외주면에 나선형태로 감아 설치된 가스 라인 및, 상기 가스 라인과 상기 원통형 석영관에 공통으로 형성되어 상기 원통형 석영관 내부로 가스를 주입하는 다수개의 가스분사공으로 이루어진 반도체 산화막 성장장치용 반응로로 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, one side of the cylindrical quartz tube is clogged and the other is open, the insulating shutter is installed to be opened and closed on the open side of the cylindrical quartz tube, and the insulating shutter side outer peripheral surface of the cylindrical quartz tube An exhaust port formed at the upper side, a gas line spirally wound around the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube, and a plurality of gas injection holes formed in common with the gas line and the cylindrical quartz tube to inject gas into the cylindrical quartz tube; It is provided as a reactor for a semiconductor oxide film growth apparatus.

상기와 같은 본 고안의 반응로에 의하면, 원통형 석영관의 외주면에 설치된 가스 라인을 따라 흐르는 가스가 석영관 내부의 고온과 근접한 상태에서 석영관 전체에 일률적으로 균일하게 공급됨으로써 석영관내 가스 분포를 유니폼하게 컨트롤할 수 있고, 종래와 같이 차가운 가스가 한꺼번에 흘러들어 가는것을 방지할 수 있으므로 기존의 문제점인 웨이퍼의 배치 유니퍼머티 및 온도 유니퍼머티를 크게 개선시킬 수 있다는 효과가 있으며, 또한 기존의 더미 웨이퍼의 사용을 배제할 수 있으므로 원가 절감 및 생산성 향상을 기할 수 있다는 효과도 있다.According to the reactor of the present invention as described above, the gas flowing along the gas line provided on the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube is uniformly supplied uniformly to the whole quartz tube in the state of close proximity to the high temperature inside the quartz tube to uniform the gas distribution in the quartz tube. It is possible to control the same, and to prevent the flow of cold gas at the same time as in the prior art, it is possible to greatly improve the wafer placement properties and temperature uniformity, which are the existing problems, and also the existing pile Since the use of wafers can be eliminated, cost savings and productivity can be improved.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 반도체 산화막 성장장치용 반응로를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명 한다.Hereinafter, the reactor for the semiconductor oxide film growth apparatus according to the present invention as described above will be described in more detail based on the accompanying drawings.

첨부한 제2도의 (a)(b)는 본 고안에 의한 반도체 산화막 성장장치용 반응로의 구조를 보인 사시도 및 (a)의 요부 상세 단면도이다.(A) (b) of FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a reactor for a semiconductor oxide film growth apparatus according to the present invention and a detailed sectional view of the main part of (a).

도면에서 11은 원통형 석영관으로서, 일측은 막혀있고 타측은 수개의 웨이퍼를 수납한 보트(도시되지 않음)를 장입할 수 있도록 트여있다.In the figure, 11 is a cylindrical quartz tube, one side is blocked and the other side is opened so that a boat (not shown) containing several wafers can be charged.

상기 원통형 석영관(11)의 외주면에 공정가스가 흐르는 가스 라인(12)이 나선 형태로 감아 설치되어 있고, 상기 가스 라인(12)에 다수개의 가스 분사공(13)이 일정간격으로 형성되어 원통형 석영관(11)내에 공정가스가 균일하게 공급되도록 구성되어 있다.The gas line 12 in which the process gas flows is wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube 11, and a plurality of gas injection holes 13 are formed at a predetermined interval in the gas line 12 to form a cylindrical shape. The process gas is uniformly supplied into the quartz tube 11.

여기서, 상기 가스 분사공(13)의 크기 및 갯수는 가장 최적의 수준으로 정해져야 하며, 경우에 따라서는 석영관(11)의 각 존 마다 차별화하여 형성할 수도 있다.Here, the size and number of the gas injection holes 13 should be determined at the most optimal level, and in some cases, may be formed differently for each zone of the quartz tube 11.

또한 제2도에서는 도시하지 않았으나, 상기 원통형 석영관(11)의 트여있는 일단부에는 종래와 같이 단열 셔터(4)와 배기구(6)가 설치되고, 막혀있는 타측에는 가스 주입구(5)가 설치되는 것이다.In addition, although not shown in FIG. 2, the open end of the cylindrical quartz tube 11 is provided with a thermal insulation shutter 4 and an exhaust port 6 as in the prior art, and a gas injection port 5 is installed on the other side of the cylindrical quartz tube 11. Will be.

상기와 같이된 본 고안에 의한 반도체 산화막 성장장치용 반응로의 기본적인 작용, 예컨대 원통형 석영관(11)내에 공정가스를 공급하여 산화 및 어닐 공정을 진행하는 기본 동작은 종래와 같다.The basic operation of the reactor for the semiconductor oxide film growth apparatus according to the present invention as described above, for example, the basic operation of supplying the process gas into the cylindrical quartz tube 11 and proceeding the oxidation and annealing processes is the same as in the prior art.

여기서,본 고안은 원통형 석영관(11)내로 주입되는 공정가스가 종래와 같이 하나의 가스 주입구를 통하여 공급되지 않고 석영관(11)의 외주면에 나선 형태로 감아 설치한 가스 라인(12)의 가스 분사공(13)을 따라 석영관(11)내부의 전체에서 균일하게 일률적으로 공급되고, 또 가스 라인(12)을 따라 흐르면서 미리 석영관(11)의 고온과 가까운 온도로 예열되어 공급되므로 석영관(11)내의 가스 분포 및 온도 분포를 유니폼하게 유지시킬 수 있게 된다.Here, in the present invention, the gas of the gas line 12, in which the process gas injected into the cylindrical quartz tube 11 is wound in a spiral form on the outer circumferential surface of the quartz tube 11, is not supplied through a single gas inlet as in the prior art. The quartz tube is uniformly supplied uniformly throughout the inside of the quartz tube 11 along the injection hole 13, and is preheated and supplied to a temperature close to the high temperature of the quartz tube 11 while flowing along the gas line 12. The gas distribution and temperature distribution in (11) can be kept uniform.

따라서, 석영관(11)내 가스 분포를 균일하게 컨트롤 할 수 있고, 가스가 가스 라인(12)을 따라 흘러가는 동안 석영관(11)내의 고온에 가까운 온도에 이를 수 있으므로 종래와 같은 차가운 가스의 유입으로 인한 온도 불균일을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, the gas distribution in the quartz tube 11 can be controlled uniformly, and the gas can reach a temperature close to the high temperature in the quartz tube 11 while flowing along the gas line 12. It is possible to prevent temperature unevenness due to inflow.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 반도체 산화막 성장장치용 반응로에 의하면, 원통형 석영관의 외주면에 설치된 가스 라인을 따라 흐르는 가스가 석영관 내부의 고온과 근접한 상태에서 석영관 전체에 일률적으로 균일하게 공급됨으로써 석영관내 가스 분포를 유니폼하게 컨트롤할 수 있고, 종래와 같이 차가운 가스가 한꺼번에 흘러들어 가는 것을 방지할 수 있으므로 기존의 문제점인 웨이퍼의 배치 유니퍼머티 및 온도 유니퍼머티를 크게 개선시킬 수 있다는 효과가 있으며, 또한 기존의 더미 웨이퍼의 사용을 배제할 수 있으므로 원가 절감 및 생산성 향상을 기할 수 있다는 효과도 있다.As described in detail above, according to the reactor for semiconductor oxide film growth apparatus of the present invention, the gas flowing along the gas line provided on the outer circumferential surface of the cylindrical quartz tube is uniformly uniform throughout the quartz tube in a state close to the high temperature inside the quartz tube. It is possible to uniformly control the gas distribution in the quartz tube and to prevent cold gas from flowing in at once as it is, so that it is possible to drastically improve the problem of wafer placement and temperature uniformity. In addition, since the use of the existing dummy wafer can be eliminated, cost reduction and productivity can be improved.

Claims (1)

(정정) 일측이 막히고 타측이 트여있는 원통형 석영관과, 상기 원통형 석영관의 트여있는 일측에 개폐가능하게 설치된 단열 셔터와, 상기 원통형 석영관의 단열 셔터측 외주면에 형성된 배기구와, 상기 원통형 석영관의 외주면에 나선형태로 감아 설치된 가스 라인 및, 상기 가스 라인과 상기 원통형 석영관에 공통으로 형성되어 상기 원통형 석영관 내부로 가스를 주입하는 다수개의 가스분사공으로 이루어진 반도체 산화막 성장 장치용 반응로.(Correction) Cylindrical quartz tube with one side blocked and the other side open, an insulating shutter provided on the open side of the cylindrical quartz tube so as to be openable and closed, an exhaust port formed on the outer peripheral surface of the insulating shutter side of the cylindrical quartz tube, and the cylindrical quartz tube And a gas line spirally wound around an outer circumferential surface thereof, and a plurality of gas injection holes formed in common in the gas line and the cylindrical quartz tube to inject gas into the cylindrical quartz tube.
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