KR20020092119A - Horizontal type gas injection nozzle - Google Patents

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KR20020092119A KR1020010031022A KR20010031022A KR20020092119A KR 20020092119 A KR20020092119 A KR 20020092119A KR 1020010031022 A KR1020010031022 A KR 1020010031022A KR 20010031022 A KR20010031022 A KR 20010031022A KR 20020092119 A KR20020092119 A KR 20020092119A
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홍진석
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삼성전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A gas injection apparatus is provided to prevent a generation of particles due to breakage of nozzle and to improve a uniformity of film by forming horizontally a ring-shaped gas injection nozzle in a flange. CONSTITUTION: The gas injection apparatus comprises a flange(100) for moving and fixing a boat(108) loaded wafers(110), a gas injection nozzle(102), an inner tube(114), an outer tube(116), and a heater(118). The gas injection nozzle(102) is mounted in the flange(100) and located at lower part of the boat(108), thereby injecting gas into the wafer(110). At this time, the gas injection nozzle(102) has a ring shape and locates horizontally in the flange(100), thereby preventing a breakage of the gas injection nozzle(102).

Description

수평식 가스주입 노즐{Horizontal type gas injection nozzle} Horizontal gas injection nozzle {Horizontal type gas injection nozzle}

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 특히 수평식 가스주입 노즐(nozzle)이 장착된 가스주입 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a gas injection apparatus as, in particular, a horizontal gas injection nozzle (nozzle) attached to a semiconductor manufacturing apparatus.

반도체 소자의 제조시, 원가절감을 위하여 보트(boat)에 채워진 대량의 웨이퍼 상에 한번에 박막을 형성하고 있다. For the manufacture of semiconductor devices, cost reduction to form a thin film at a time on the mass of the filled wafer boat (boat). 예를 들면, 배치(batch)식 공정에서는 하나의 배치에 웨이퍼 150장을 동시에 처리하고 있다. For example, in the batch (batch) process equation and process the wafer 150 sheets in one place at the same time. 한편, 확산공정에서는 가스주입 노즐을 통하여 반응 가스를 가스주입 장치 내의 튜브로 주입시킨다. On the other hand, in the diffusion process to inject the reaction gas through the gas inlet nozzle to the tube in the gas injection device. 이어서, 가열부에 의하여 분해된 가스가 웨이퍼의 표면에서 결합되면서 원하는 박막이 형성된다. Then, while the decomposed gas by a heating element is bonded at the surface of the wafer is formed with a desired film.

이하, 첨부된 도면을 참작하여 종래의 수직식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치를 설명하기로 한다. Or less, taking into account the accompanying drawings, a description of the conventional vertical type gas injection nozzle mounted gas injection devices.

도 1은 종래의 수직식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view showing to explain the conventional vertical type gas injection device the injection nozzle is equipped with gas.

도 1을 참조하면, 가스주입 장치는 웨이퍼(26)가 채워진 보트(24; boat)를 가스주입 장치 내로 이동시키고 고정시키는 플랜지(20)와, 웨이퍼(26)에 가스가 주입되는 영역인 내측 튜브(30)와, 플랜지(20)의 하단에 고정되고 플랜지(20)에 수직하게 내측 튜브(30)에 장착되어 웨이퍼(26)에 가스를 주입하는 파이프(pipe) 형태의 노즐(36)과, 플랜지(32)와 결합하여 내측 튜브(32)를 밀폐시키는 외측 튜브(34) 및 웨이퍼(26)에 주입되는 가스를 가열하기 위하여 외측 튜브(32)의 외부에 설치된 가열부(34)를 구비한다. 1, the gas injection device wafer 26 is filled with the boat (24; boat), the flange 20 and the inner tube in the area where the gas is injected into the wafer (26) to move into the gas injection device to fix and 30, a pipe (pipe) shape of the nozzle 36 secured to the lower end of the flange 20 is vertically mounted on the inner tube (30) injecting a gas to the wafer 26 to the flange 20, and a heating unit 34 provided outside of the outer tube 32 to heat the gas to be injected into the outer tube 34 and the wafer 26, which in combination with the flange (32) sealing the inner tube 32 . 이때, 웨이퍼(26)가 장착된 보트(24)는 영역분리막(28)에 의해 다수개의 영역으로 분리된다. At this time, the boat 24 with a wafer 26 is mounted is divided into a plurality of regions by the region separating membrane (28). 각각의 영역에는 다수개의 웨이퍼(26)가 채워진다. Each area of ​​the wafer is filled with a plurality of (26).

한편, 내측 튜브(30) 내로 반응 가스를 주입하기 위해서 수직형 가스주입 노즐(36)이 사용된다. On the other hand, a vertical gas injection nozzle 36 is used to inject the reaction gas into the inner tube 30. 수직형 가스주입 노즐(36)은 가느다란 파이프 형태로 내측 튜브(30)의 내벽에 설치된다. A vertical gas injection nozzle 36 is installed on the inner wall of the inner tube 30 to form the thin pipes. 또한, 반응 가스를 주입하기 위해서 노즐(36)에는 다수개의 분사구가 형성되어 있다. In addition, a plurality of injection orifices are formed nozzle 36, in order to inject the reaction gas. 분사구의 직경은 통상 1.2㎜ 내지 1.5㎜로 가스의 흐름에 따라 달리 그 크기를 달리할 수 있다. The diameter of the injection hole can be varied according to the size unlike the gas flow to the normal to 1.2㎜ 1.5㎜.

그런데, 수직형 가스주입 노즐(36)은 플랜지(20)의 하단에 수직하게 설치되어 있으므로 무게중심이 앞으로 치우치는 현상이 발생하고, 더욱이 노즐(36)을 고정하는 부분이 플랜지(100) 하단의 한 곳뿐이라서 그 치우침이 심하게 된다. By the way, the vertical-type gas injection nozzle 36 is one of the lower flange 20 is the flange 100 portion, which because it is vertically installed at the bottom, and this phenomenon is gravity biased forward occurred, and further secure the nozzles 36 of the gotppun yiraseo that it is heavily biased. 또한, 가스주입 장치는 고진공의 압력으로 펌핑(pumping)하기 때문에 노즐(36)을 끌어당기는 힘이 존재하게 되므로 상기 치우치는 현상을 더욱 가중시킨다. In addition, the gas injection device is thereby further adding to the developing bias, so that the force pulling the nozzle 36 exists due to pumping (pumping) of the high-vacuum pressure. 여기서, 가스주입에 필요한 노즐(36)은 쿼츠(quarts)로 제작된다. Here, the nozzle 36 required for the gas injection is made from quartz (quarts). 그런데, 노즐(36)이 기울어 지게 되면, 보트(24)를 내측 튜브(114) 내로 장착하는 과정 또는 가스를 주입하는 과정에서 노즐(36)이 보트(24)와 부딪치게 된다. By the way, when the nozzle 36 is inclined, the nozzle 36 is in the process of injecting the process gas or to mount the boat 24 into the inner tube 114 is hit with a boat 24. 그런데, 노즐(36)과 보트(24)가 부딪치면, 이로 인해 노즐(36)이 깨지게 되고 웨이퍼(26) 상에 파티클(particles)을 제공하게 된다. However, the teeth encounter a nozzle 36 and the boat 24, thereby the nozzle 36 is broken and provide the particles (particles) on a wafer (26).

또한, 수직식 노즐(36)의 의한 박막을 형성하는 경우, 웨이퍼(110) 상에 형성되는 박막의 두께는 균일하지 않다. In the case of forming a thin film by the vertical nozzle 36, the thickness of the thin film formed on the wafer 110 is not uniform. 즉, 노즐(36)에 가까운 부분의 웨이퍼(26)에 비해 노즐(36)에 떨어진 부분에는 상대적으로 얇은 막이 형성되는 등, 균일한 두께의 막질이 형성되지 않는 안되는 단점이 있다. That is, a, should not disadvantage the film quality of a uniform thickness is not formed such that the nozzle 36 is formed away portion has a relatively thin film as compared to the wafer 26 in the portion close to the nozzle 36. 또한, 노즐(36)의 분사구(38)의 직경과 공정조건에 따라 영역분리막(28)에 의해 분리된 각 영역에서의 막질의 두께 및 피증착농도의 차이가 심하여 적절한 노즐(36)의 직경을 설정하는 데에 어려움이 있다. Further, the diameter of the nozzle 36, the injection hole 38, the thickness and the deposition concentration of appropriate nozzle 36 severe the difference in the film quality in each region separated by the region separating membrane 28 according to the diameter and the process conditions there are difficulties in setting up.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 노즐의 깨짐으로 인하여 파티클이 생성되는 것을 방지하고 웨이퍼에 균일한 두께의 막질을 형성할 수 있는 가스주입 장치를 제공하는 데 있다. Accordingly, the object of the present invention is to, due to the breakage of the nozzle prevents the particles to create and provide a gas injection apparatus that is capable of forming a film quality with a uniform thickness on the wafer.

도 1은 종래의 수직식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view showing to explain the conventional vertical type gas injection device the injection nozzle is equipped with gas.

도 2는 본 발명에 의한 수평식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이다. Figure 2 is a schematic view showing to explain the gas injection unit horizontal gas injection nozzle is mounted in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 수평식 가스주입 노즐을 설명하기 위해 도시한 단면도이다. Figure 3 is a sectional view for explaining a horizontal gas injection nozzle according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Description of the Related Art

100 ; 100; 플랜지 102 ; Flange 102; 노즐 Nozzle

104 ; 104; 인입부 106 ; Inlet 106; 배출구 outlet

108 ; 108; 보트 110 ; Boat 110; 웨이퍼 wafer

112 ; 112; 영역분리막 114 ; Membrane area 114; 내측 튜브 Inner tube

116 ; 116; 외측 튜브 118 ; The outer tube 118; 가열부 Heating element

120 ; 120; 주입구 Injection

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 가스주입 장치는, 웨이퍼가 채워진 보트(boat)를 가스주입 장치 내로 이동시키고 고정시키는 플랜지 및 상기 플랜지 내의 장착되고 상기 보트의 하단에 위치하여 상기 웨이퍼에 가스를 주입하는 노즐을 구비한다. Gas injection system according to the present invention for achieving the above-mentioned technical problem, the wafer with a flange that moves holding the filled boat (boat) into the gas injection device and is mounted in the flanges gas to the wafers located in the bottom of the boat to be provided with a nozzle for injection.

본 발명에 의한 가스주입 장치에 의하면, 상기 노즐 내로 보트가 이동할 수 있도록 상기 노즐의 형상이 링(ring) 형태인 것이 바람직하며, 상기 웨이퍼에 가스가 주입되도록 상기 노즐 상에 다수개의 가스 주입구가 형성할 수 있다. According to the gas injection device according to the present invention, the to the boat to move into the nozzle and the shape of the nozzle preferably in a ring (ring) shape, a plurality of gas injection port on said nozzle so that gas is injected into the wafer to form can do. 또한, 상기 가스 주입구는 상기 보트 전체에 균일하게 가스가 분사될 수 있도록 노즐 전체 일정한 간격으로 형성된 것이 바람직하며, 나아가 상기 가스 주입구의 형상은 원형이고 각각의 직경이 1.0㎜ 내지 2.0㎜인 것이 바람직하다. In addition, the gas injection port is preferably in the shape of, and may be formed at regular intervals in the entire nozzle to allow the gas evenly throughout the jet boat, and further wherein the gas injection port is circular and the diameter of each 1.0㎜ to 2.0㎜ .

본 발명에 의한 가스주입 장치에 의하면, 상기 노즐이 상기 플랜지에 고정될 수 있도록, 상기 노즐에 가스가 인입되는 가스인입부와 상기 노즐사이에 소정의 단차를 줄 수 있다. According to the gas injection device according to the present invention, the nozzle is to be secured to the flange, it is possible to give a desired level difference between the nozzle and the gas inlet which gas is drawn the nozzle.

본 발명에 의한 가스주입 장치에 의하면, 상기 웨이퍼에 가스가 주입되는 영역인 내측 튜브 및 상기 플랜지와 결합하여 상기 내측 튜브를 밀폐시키는 외측 튜브를 더 구비할 수 있으며, 상기 웨이퍼에 주입되는 가스를 가열하기 위하여 상기 외측 튜브의 외부에 설치된 가열부를 더 구비할 수 있다. According to the gas injection device according to the invention, in combination with the inner tube and the flange in the area where the gas is injected into the wafer may further include an outer tube for sealing the inner tube, heat the gas to be injected into the wafer It can be heated further comprising a disposed outside of the outer tube to.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. With reference to the accompanying drawings, it will be described the present invention in more detail. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정하는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. The invention is not limited to the embodiments set forth herein may be embodied in many different forms, but the present embodiment is to complete the disclosure of the present invention, it will fully convey the concept of the invention to those of ordinary skill It will be provided to make known.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 수평식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치를 설명하기 위해 도시한 개략도이다. Figure 2 is a schematic view showing to explain the gas injection unit horizontal gas injection nozzle is mounted according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 수평식 가스주입 노즐(102)이 장착된 가스주입 장치는, 웨이퍼(110)가 채워진 보트(108)를 가스주입 장치 내로 이동시키고 고정시키는 플랜지(100)와, 상기 플랜지(100) 내에 장착되고 보트(108)의 하단에 위치하여 웨이퍼(110)에 가스를 주입하는 노즐(102)과, 웨이퍼(110)에 가스를 주입되는 영역인 내측 튜브(114)와, 플랜지(100)와 결합하여 내측 튜브(114)를 밀폐시키는 외측 튜브(116) 및 웨이퍼(118)에 주입되는 가스를 가열하기 위하여 외측 튜브(116)의 외부에 설치된 가열부(118)를 구비한다. 2, and a horizontal gas injection nozzle 102 is equipped with a gas injection device, the wafer flange 100 to 110 is moved to fix the filled boat 108 into the gas injection device, the flange ( and 100), the nozzle 102, inner tube 114, the area in which the injection gas to the wafer 110 for mounting and injecting a gas into the wafer 110 is positioned at the bottom of the boat (108) in, the flange (100 ) and provided with a heating unit 118 disposed outside of the outer tube (116) to combine to heat the gas to be injected into the outer tube 116 and the wafer 118 to seal the inner tube (114).

한편, 수평방식의 노즐(102)은 플랜지(100) 내에 수평하게 설치되므로 종래의 수직식 노즐(도1의 36)에 비해 설치가 용이하고, 노즐(102)의 기울어지게 되어보트(108)와 충돌하는 경우가 없으므로 노즐(102)의 깨지는 문제를 제거할 수 있다. On the other hand, the nozzle 102 in a horizontal manner is so horizontally provided in the flange 100 to be be easy to install and, tilting of the nozzle 102, the boat 108 than a conventional vertical nozzle (36 in Fig. 1) when there is no conflict can eliminate the problem of cracking nozzle 102.

도 3은 본 발명에 의한 수평식 가스주입 노즐을 설명하기 위해 도시한 단면도이다. Figure 3 is a sectional view for explaining a horizontal gas injection nozzle according to the present invention.

도 3을 참조하면, 내측 튜브(114) 내로 보트(108)가 이동할 수 있도록, 상기 노즐(102)의 형상이 링(ring) 형태인 것이 바람직하다. Referring to Figure 3, to allow the boat 108 to move into the inner tube 114, it is preferred that the shape of the nozzle 102, the ring (ring) form. 또한, 웨이퍼(110)에 가스가 주입되도록, 노즐(102) 상에는 다수개의 가스 주입구(120)가 형성된다. Further, a plurality of gas injection port 120 formed on the nozzle 102, so that the gas is injected is formed on the wafer 110. 그리고, 보트(108) 전체에 가스가 균일하게 분사될 수 있도록, 상기 가스 주입구(120)는 노즐 전체에 일정한 간격으로 형성된다. Then, the boat 108, so that the entire gas can be uniformly injected, the gas injection port 120 is formed at regular intervals in the entire nozzle. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 노즐(102)을 이용한 가스주입에 의하여 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a thin film of uniform thickness by using a gas injection nozzle 102 according to an embodiment of the present invention. 나아가, 상기 가스 주입구(102)의 형상은 원형이고 각각의 직경이 1.0㎜ 내지 2.0㎜인 것이 바람직하다. Further, the shape of the gas injection port 102 is preferably circular and 1.0㎜ 2.0㎜ to the respective diameter. 가스 주입구(120)의 직경은 가스의 흐름을 감안하여 최적의 상태로 설계한다. The diameter of the gas injection port 120 is designed for optimal use in view of the flow of gas. 한편, 노즐(102)이 플랜지(100)에 고정될 수 있도록, 노즐(102)에 가스가 인입되는 가스 인입부(104)와 노즐(102)사이에 단차를 형성시킬 수 있다. On the other hand, it is possible to form a step between the nozzle 102 is to be fixed to the flange 100, a nozzle 102, gas inlet 104 and nozzle 102, the gas is drawn in.

이상 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고 당업자에 의해 많은 변형 및 개량이 가능하다. Above been described in detail and the invention, the invention is capable of many variations and modifications by those skilled in the art is not limited to the above embodiment.

상술한 본 발명에 의한 수평식 가스주입 노즐이 장착된 가스주입 장치는, 플랜지 내에 링 형태의 가스주입 노즐을 수평하게 설치함으로써, 노즐의 깨짐으로 인한 파티클의 생성을 방지하고 균일한 두께의 막질을 형성할 수 있다. A gas injection unit horizontal gas injection nozzle is mounted according to the present invention described above is, for by having a horizontal gas injection nozzle of a ring shape provided in the flanges and prevent the generation of particles due to breakage of the nozzle and the film quality of uniform thickness It can be formed.

Claims (8)

  1. 웨이퍼가 채워진 보트(boat)를 가스주입 장치 내로 이동시키고 고정시키는 플랜지; Flange of the wafer to move and secure the filled boat (boat) into the gas injection device; And
    상기 플랜지 내의 장착되고 상기 보트의 하단에 위치하여 상기 웨이퍼에 가스를 주입하는 노즐 Nozzle mounted in the flange on the wafer by injecting gas at the bottom of the boat
    을 구비하는 가스주입 장치. Gas injection apparatus having a.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 노즐 내로 보트가 이동할 수 있도록, 상기 노즐의 형상이 링(ring) 형태인 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. To allow the boat to move into the nozzle, the gas injection device, characterized in that the shape of the nozzle of the ring (ring) form.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 웨이퍼에 가스가 주입되도록, 상기 노즐 상에 다수개의 가스 주입구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. So that gas is injected into the wafer, the gas injection device, characterized in that a plurality of gas injection port is formed on the nozzle.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가스 주입구는 상기 보트 전체에 균일하게 가스가 분사될 수 있도록 노즐 전체에 일정한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. 4. The method of claim 3 wherein the gas inlet is a gas injection device, characterized in that formed at regular intervals throughout the nozzles to allow the gas evenly throughout the jet boat.
  5. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 가스 주입구의 형상은 원형이고 각각의 직경이 1.0㎜ 내지 2.0㎜인 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. The shape of the gas injection port is circular and the gas injection device, characterized in that the respective diameter 1.0㎜ to 2.0㎜.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노즐에 가스가 인입되는 가스 인입부에 있어서, The method of claim 1, wherein the gas inlet which gas is drawn to the nozzle,
    상기 노즐이 상기 플랜지에 고정될 수 있도록 상기 가스 인입부와 상기 노즐사이에 소정의 단차가 존재하는 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. Gas injection apparatus characterized in that the predetermined height difference between the gas inlet and the nozzle exists, so that the nozzle can be fixed to the said flange.
  7. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 웨이퍼에 가스가 주입되는 영역인 내측 튜브; The inner tube-in area where the gas is injected to the wafer; And
    상기 플랜지와 결합하여 상기 내측 튜브를 밀폐시키는 외측 튜브 Outer tube to seal said inner tube in conjunction with the flange
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. A gas injection device according to claim 1, further comprising.
  8. 제7항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 웨이퍼에 주입되는 가스를 가열하기 위하여 상기 외측 튜브의 외부에 설치된 가열부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스주입 장치. Gas injection apparatus characterized in that it further comprises a heating provided on the outside of the outer tube to heat the gas to be injected into the wafer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101101964B1 (en) * 2009-06-29 2012-01-02 (주)울텍 Plasma aided low pressure chemical vapor deposition appratus
US9410247B2 (en) 2011-10-20 2016-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Chemical vapor deposition apparatus

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