KR200173020Y1 - 저압화학기상증착장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 웨이퍼상에 형성되는 막을 균일하게 형성할 수 있는 저압화학 기상증착장치를 개시한다.

개시된 화학기상증착장치에는 증착로의 외벽에 증착할 대상막의 소오스용 공급가스를 유입시키기 위한 다수개의 공급가스 유입구가 구비되고, 웨이퍼를 탑재하여 상기 증착로 내외부로 이송시키기 위한 패들이 장착된 상태에서 패들상에 탑재된 웨이퍼와 증착로의 내벽면 사이의 간격이 어느 위치에서나 동일하도록 상기 패들의 장착 및 탈착시 패들을 안내하기 위하여 증착로의 패들의 반입구 측에 패들 가이드가 구비되며, 증착로의 소오스용 공급가스나 배출되는 배출구의 전단에는, 증착로 내부에서 가스배출이 균일하게 되도록 원판에 다수개의 가스 배출용 홀이 형성된 가스 배출판이 설치된다.

Description

저압화학기상증착장치

본 고안은 저압화학기상증착(LPCVD:Lower Pressure Chemical Vapor Deposition) 장치에 관한 것으로서, 특히 균일한 두께의 막 형성이 가능하도록 하는 저압화학기상증착장치에 관한 것이다.

반도체 소자 공정에서 펌프를 사용하여 저압에서 웨이퍼에 원하는 막을 증착시키는 저압화학기상 증착공정이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 저압화학기상증착장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 I-I선을 따라서 절단한 단면도. 도 3은 도 1의 패들의 단부를 보여주는 정면도 및 측면도이고, 도 4는 도 1의 I-I선을 따라서 절단한 단면도, 도 5는 패들이 증착로에 장입되기 전의 상태를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 저압화학기상증착장치는 증착로(1)와, 대상층을 형성할 웨이퍼(4)가 탑재되고, 증착로(1)의 내외부로 탑재된 웨이퍼(4)를 이송하기 위한 패들(2)과, 패들(2)의 단부와 연결되어, 패들(2)이 증착로(1) 내부로 안내된 상태에서 패들(2)을 이송하기 위한 증착로(1)의 입구를 밀봉하는 패들막(3)과, 상기 증착로의 배기관에 연결되어 증착로의 압력을 진공상태의 저압으로 만들어지기 위한 진공펌프(5)를 포함한다.

종래의 저압화학기상증착장치는 웨이퍼(4)에 증착시킬 막의 소오스 기체(A)가 유입구를 통하여 증착로(1) 내부로 분사되어 웨이퍼(4)와 반응하고, 반응후 남은 기체는 진공펌프(5)에 의하여 낮고 일정한 압력하(통상 200-300mTorr)의 증착로(1) 내부에서 외부로 강제로 배출되게 된다.

그러나, 상기한 종래의 화학기상증착장치는 사용 기체 유입구가 하나밖에 없기 때문에 그 흐름이 도 1의 B처럼, 증착로(1)의 하부측에 공급되는 기체의 양이 많은 분포를 보이므로 기체가 웨이퍼의 전면에 일정하게 흐르지 못해 웨이퍼에 증착되는 막의 두께가 일정하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 도 2, 도 3과 도 4를 참조하면, 웨이퍼(4)가 놓여져서 증착로(1) 내부로 옮겨지는 장치인 패들(2)이 증착로(1) 내부로 이동되었을 때 도 2의 d1, d2, d3, d4의 길이가 같다면, 기체 흐름에 문제가 되지 않으나, 종래의 장치는 도 4처럼, 증착로(1)의 중앙으로 패들(2)이 들어가지 않아, 도 4의 C4에서는 기체가 C1, C2, C3보다 상대적으로 외부로 적게 배출되어 웨이퍼(1)와의 반응 기체가 많게 된다. 그래서 증착막 두께가 균일하지 못하고, C4가 C1, C2, C3, C5보다 두꺼워지는 문제가 있다.

게다가, 증착로(1)의 배기관이 연결된 도 1의 C부분은 표면이 둥글게 되어 있어 실링처리가 제대로 되지 않아 외부 공기의 유입으로 낮고 일정한 압력 조절이 되지 않고, 이로 인하여 압력이 높아져서 증착막 두께가 두꺼워지는 문제가 발생되고 있다. 압력이 높아진다는 것은 상대적으로 웨이퍼와의 반응기체가 배출되지 못하고 많아진다는 의미이다.

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증착시킬 막의 소오스용 공급가스의 유입구를 챔버의 양측에 대향되게 다수개를 형성하고, 패들의 장착 위치를 증착로의 중앙부에 위치하도록 하며, 배출가스의 배출 또한 균일하게 이루어지도록 하고, 배기관의 밀봉상태를 강화하여 주므로써, 균일한 막을 형성할 수 있는 저압화학기상증착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 저압화학기상증착장치의 구성도.

도 2는 도 1의 I-I선을 따라서 절단한 단면도.

도 3은 도 1의 패들의 단부를 보여주는 정면도 및 측면도.

도 4는 도 1의 I-I선을 따라서 절단한 단면도.

도 5는 패들의 구성도.

도 6은 본 고안의 실시예에 따른 저압화학기상증착장치의 구성도.

도 7A 내지 도 7D는 도 6의 저압화학기상증착장치를 구성하는 각부의 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11:증착로12:패들

13:패들막14:패들 가이드

15:웨이퍼16:가스 배출판

16a:가스 배출용 홀17:배출가스 유입구

18:제 1 가스배출관19:O-링용 홈

20:클램프21:제 2 가스배출관

22:가스 배출관 삽입홀

본 고안에 따르면, 저압화학기상증착장치는 증착할 대상막의 소오스용 공급가스의 유입구를 대칭이 되도록 다수개 구비하고, 웨이퍼를 탑재하여 증착로 내외부로 이송시키기 위한 패들이 증착로에 장입된 상태에서 웨이퍼와 증착로의 내벽면 사이의 간격이 어느 위치에서나 동일하도록 상기 패들의 장착 및 탈착시 상기 패들을 안내하기 위한 가이드를 구비하며, 상기 소오스용 공급가스나 배출되는 배출구의 전단에는 증착로 내부에서 가스배출이 균일하게 되도록 원판에 다수개의 가스 배출용 홀이 형성된 가스 배출판이 설치하고, 배출관에는 밀봉이 되도록 둥근면을 평평한 면으로 만들고 밀봉용 O-링의 크기에 맞게 홈을 만들어 O-링이 부착가능하게 한다.

[실시예]

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 6은 본 고안의 실시에에 따른 저압화학기상증착장치의 구성도이고, 도 7A 내지 도 7D는 도 6의 저압화학기상증착장치를 구성하는 각 부의 구성도이다.

도 6 내지 도 7을 참조하면, 저압화학기상증착장치의 증착로(11)에는 도 7A와 같이, 다수개가 원점에 대하여 대칭으로 형성되어, 막형성을 위한 가스 유입구(17)가 형성되고, 대상층을 형성할 웨이퍼(15)가 탑재되는 패들(12)이 밀봉되는 증착로(11)의 단부에는 증착로(11)의 내부로 안내된 패들(12)이 밀봉되는 증착로(11)의 단부에는 증착로(11)의 내부로 안내된 패들(12)이 증착로(11)의 중앙에 위치되도록 패들(12)을 안내하기 위한 패들 가이드(14)가 형성된다.

도 7C를 참조하면, 상기 패들 가이드(14)에서 패들막(13)이 안내되는 부분의 간격 d는 패들막(13)의 높이보다 약간 크게 제작하여 패들(12)의 장입 및 인출이 원활하게 이루어지도록 한다.

또한, 도 C를 참조하면, 증착로(11) 내부에서 가스배출이 균일하게 되도록 원판에 다수개의 가스 배출용 홀(16a)이 형성된 가스 배출판(16)이 증착로(11)의 가스 배출구의 전단에 장착되고, 상기 가스 배출용 홀(16a)은 균일한 가스 배출이 이루어지도록 원점에 대하여 대칭되게 다수개가 형성된다.

도 6과 도 7D를 참조하면, 외부 공기가 증착로(11)로 유입되는 것을 방지하기 위하여, 상기 증착로(11)의 일측단부에 형성된 제 1 가스배출관(18)의 단부에는 제 1 가스배출관이 삽입되는 삽입홀(23)과, O-링의 삽입을 위한 반구형의 홈(19)을 구비한 제 1 결합부재가 결합되고, 제 2 가스배출관(21)의 단부에는 제 2 가스배출관(21)이 삽입되는 삽입홀과, O-링의 삽입을 위한 반구형의 홈을 구비한 제 2 결합부재가 구비된 상태에서, O-링의 홈에 O-링을 끼우고, 제 1, 제 2 배출관이 결합된 상태로 합체한 다음, 상부에 형성된 클램프(20)를 조여주므로써 밀봉상태를 유지한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 저압화학기상증착장치는 증착시킬막의 소오스용 공급가스의 유입구를 챔버의 양측에 대향되게 다수개를 형성하고, 패들의 장착 위치를 증착로의 중앙부에 위치하도록 하며, 배출가스의 배출 또한 균일하게 이루어지도록 하고, 배기관의 밀봉상태를 강화하여 주므로써 균일한 막이 웨이퍼에 형성되도록 한다. 이는 결과적으로 형성될 디바이스의 품질과 제조수율을 향상시키는 효과를 제공한다.

여기에서는 본 고안의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 실용신안등록청구의 범위는 본 고안의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것을 이해할 수 있다.

Claims (9)

1. 증착로의 외벽에 증착할 대상막의 소오스용 공급가스를 유입시키기 위한 다수개의 공급가스 유입구를 구비한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수개의 공급가스 유입구는 원점에 대하여 상호 대칭으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
3. 웨이퍼를 탑재하여 증착로 내외부로 이송시키기 위한 패들이 장착된 상태에서 패들상에 탑재된 웨이퍼와 증착로의 내벽면 사이의 간격이 어느 위치에서나 동일하도록 상기 패들의 장착 및 탈착시 상기 패들을 안내하기 위한 가이드를 패들의 반입구 측에 구비한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
4. 소오스용 공급가스가 배출되는 배출구의 전단에는 증착로 내부에서 가스배출이 균일하게 되도록 원판에 다수개의 가스 배출용 홀이 형성된 가스 배출판을 설치한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
5. 증착로의 외벽에 증착할 대상막의 소오스용 공급가스의 유입시키기 위한 다수개의 공급가스 유입구와,

   웨이퍼를 탑재하여 상기 증착로 내외부로 이송시키기 위한 패들이 장착된 상태에서 패들상에 탑재된 웨이퍼와 증착로의 내벽면 사이의 간격이 어느 위치에서나 동일하도록 상기 패들의 장착 및 탈착시 상기 패들을 안내하기 위하여 상기 증착로의 패들의 반입구 측에 구비된 패들 가이드와,

   상기 증착로의 소오스용 공급가스나 배출되는 배출구의 전단에 설치되어, 증착로 내부에서 가스배출이 균일하게 되도록 원판에 다수개의 가스 배출용 홀이 형성된 가스 배출판을 포함하는 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 다수개의 공급가스 유입구는 원점에 대하여 상호대칭으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 증착로의 일측단부에 형성된 제 1 가스배출관과, 상기 증착로를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프와 연결된 제 2 가스배출관과의 밀봉 결합을 위한 밀봉수단을 구비한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 밀봉수단은 제 1 가스배출관이 삽입되는 삽입홀과, O-링의 삽입을 위한 반구형의 홈을 구비한 제 1 결합부재와, 제 2 가스배출관이 삽입되는 삽입홀과, O-링의 삽입을 위한 반구형의 홈을 구비한 제 2 결합부재와, 상기 제 1, 제 2 결합부재가 합치된 상태에서 상기 제 1, 제 2 결합부재를 조여주기 위한 조임수단을 구비한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 조임수단은 클램프인 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치.