KR20030039670A - Semiconductor manufacturing apparatus for progressing a process after suppling process gas in tube - Google Patents
Semiconductor manufacturing apparatus for progressing a process after suppling process gas in tube Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030039670A KR20030039670A KR1020010070682A KR20010070682A KR20030039670A KR 20030039670 A KR20030039670 A KR 20030039670A KR 1020010070682 A KR1020010070682 A KR 1020010070682A KR 20010070682 A KR20010070682 A KR 20010070682A KR 20030039670 A KR20030039670 A KR 20030039670A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- manufacturing apparatus
- reaction gas
- reaction
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45565—Shower nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
- C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
- C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45574—Nozzles for more than one gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 화학 기상 증착 장치와 같이 반도체 디바이스를 제조하기 위하여 제조 공정중 튜브의 내부에 공정 가스를 공급해서 공정을 진행하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus for supplying a process gas into a tube during a manufacturing process to manufacture a semiconductor device, such as a chemical vapor deposition apparatus.
반도체 소자의 제조 공정에 사용되는 박막 증착 설비중에서 수직형(Vertical)구조를 갖는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 장치는 일반적으로 외부 튜브와 내부 튜브 그리고 플랜지부를 구비하고 있으며, 내부 튜브의 내부에는 공정이 진행되는 반도체 웨이퍼들이 로딩되는 보우트가 위치된다. 화학 기상 증착 장치의 하부에는 노즐과 배기관이 설치된다. 공정에 사용되는 공정 가스는 상기 노즐을 통해 상기 내부 튜브로 공급된다. 그리고 반응 가스 공급 노즐과 배기부는 상기 플랜지부에 형성되어 있다.Chemical vapor deposition (CVD) apparatus having a vertical structure in a thin film deposition apparatus used in a semiconductor device manufacturing process generally includes an outer tube, an inner tube, and a flange portion. Inside, a boat is loaded in which semiconductor wafers are processed. The lower part of the chemical vapor deposition apparatus is provided with a nozzle and an exhaust pipe. The process gas used for the process is supplied to the inner tube through the nozzle. The reactive gas supply nozzle and the exhaust portion are formed in the flange portion.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 수직형 CVD 장치(10)는 반응로(12)가 내부튜브(12a)와 외부튜브(12b)로 이루어져 있어 그 구조가 복잡하고, 노즐(14)에서 분사된 반응가스가 배기부(16)를 통해 배기되기까지 패스(반응가스의 흐름 경로로 점선으로 표시됨;a)가 길다는 단점을 가지고 있다. 이러한 구조에서는 신속한 배기가 어렵기 때문에 신속한 공정 진행에 장애물이 되고 있는 실정이다. 그 뿐만 아니라, 공정을 진행하다 보면 반응가스에 의해 상기 내부 튜브(12a)의 양면에 막 증착이 이루어지는데, 상기 내부 튜브(12a)에 증착되는 막(n)은 추후 파티클 발생의 주원인으로 작용하게 된다.As shown in FIG. 1, in the conventional vertical CVD apparatus 10, the reactor 12 is composed of an inner tube 12a and an outer tube 12b, which is complicated in structure, and injected from the nozzle 14. It is disadvantageous that the path (represented by a dotted line as a flow path of the reaction gas; a) until the reaction gas is exhausted through the exhaust part 16 is long. In such a structure, the rapid exhaust is difficult, which is an obstacle to rapid process progress. In addition, as the process proceeds, film deposition is performed on both surfaces of the inner tube 12a by the reaction gas, and the film n deposited on the inner tube 12a acts as a main cause of particle generation later. do.
또한, 종래 수직형 CVD 장치(10)는 소량의 반응가스를 이용하여 단시간에 성막해야 할 경우, 노즐(가스 도입부;14)에서 멀어질수록 가스의 농도가 희박하게 되어, 동일 배치(batch)내 프로세스 진행중인 웨이퍼들간 박막 불균형을 야기하게 된다. 그리고, 가스 흐름이 웨이퍼 옆면으로 형성되기 때문에, 웨이퍼(w)의 주표면에 존재하는 반응가스의 밀도가 달라 웨이퍼의 중심부와 가장자리의 막 두께차를 야기한다.In addition, in the conventional vertical CVD apparatus 10, when it is necessary to form a film in a short time by using a small amount of reaction gas, the concentration of the gas becomes thinner as it moves away from the nozzle (gas introduction section) 14, so that it is in the same batch. This results in thin film imbalances between wafers in process. Further, since the gas flow is formed on the side of the wafer, the density of the reaction gas present on the main surface of the wafer w is different, causing a difference in film thickness between the center and the edge of the wafer.
이러한 문제를 개선하고자 서로 길이가 다른 노즐들(short, middle, long)을 채용하는 경우에도, 마찬가지로 각각의 노즐의 정점에서부터 웨이퍼간의 거리에 따라 가스 농도가 불균일해지는 문제를 완전히 해결하지 못하고 있으며, 아울러 하나의 가스를 공급하는데 다수의 노즐들이 필요하게 되므로 설비구조가 복잡해지고 그에 따른 유지 관리가 어려운 문제점을 갖게 된다.In the case of employing nozzles of different lengths (short, middle, and long) to improve such a problem, the problem of gas concentration being uneven according to the distance between wafers from the top of each nozzle is not completely solved. Since a plurality of nozzles are required to supply a single gas, the installation structure becomes complicated and the maintenance thereof is difficult.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 반응가스의 흐름 경로를 짧게 하여 신속한 배기가 이루어지도록 하고, 파티클 발생원을 최소화시킬 수 있는 새로운 형태의 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide a new type of semiconductor manufacturing apparatus capable of shortening the flow path of the reaction gas to achieve rapid exhaustion and minimizing particle generation.
본 발며의 다른 목적은 공정 챔버내의 위치에 따른 반응 가스 농도 분포가 균일해지도록 반응 가스를 공급하여 공정의 균일성을 향상시킬 수 있도록 한 새로운 형태의 반도체 제조 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a new type of semiconductor manufacturing apparatus which can improve the uniformity of the process by supplying the reaction gas so that the distribution of the reaction gas concentration according to the position in the process chamber is uniform.
도 1은 종래 종형 CVD 장치의 개략도;1 is a schematic diagram of a conventional vertical CVD apparatus;
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 CVD 장치의 개략도;2 is a schematic diagram of a CVD apparatus according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 수직 반응로의 평면도;3 is a plan view of the vertical reactor shown in FIG. 2;
도 4는 도 3에 표시된 a-a방향에서 바라본 수직 반응로의 측면도;FIG. 4 is a side view of the vertical reactor viewed in the a-a direction shown in FIG. 3; FIG.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 CVD 장치의 측단면도 및 평단면도이다.5 and 6 are side and plan cross-sectional views of a CVD apparatus according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 종형 반응로110: bell reactor
112 : 측벽112: sidewall
114a : 제 1 가스 주입구114a: first gas inlet
114b : 제 2 가스 주입구114b: second gas inlet
116 : 가스 배기구116 gas exhaust port
120 : 샤워헤드120: shower head
122 : 가스도입공간122: gas introduction space
123 : 칸막이123: dividers
124 : 인사이드판124: Inside Edition
126a : 제 1 가스 분사구126a: first gas nozzle
126b : 제 2 가스 분사구126b: second gas nozzle
140 : 보우트140: boat
150 : 히터150: heater
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반응로 내부에 공정 가스를 공급해서 공정을 진행하는 반도체 제조장치는, 다수의 웨이퍼들이 적재된 보우트와; 내부에 상기 보우트가 로딩되는 밀폐된 내부 공간을 갖는 반응로와; 상기 반응로의 측벽에 설치되는 그리고 상기 반응로의 내부 공간으로 반응 가스를 균일하게 분사하기 위한 샤워헤드를 포함할 수 있다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, a semiconductor manufacturing apparatus for performing a process by supplying a process gas inside the reactor, the boat comprising a plurality of wafers; A reactor having an enclosed interior space in which the boat is loaded; It may include a shower head which is installed on the side wall of the reactor and for uniformly spraying the reaction gas into the inner space of the reactor.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 샤워헤드는 상기 반응로 내부에 설치되는 그리고 상기 반응로의 측벽과 함께 가스도입공간을 형성하는 인사이드판을 구비하며, 상기 반응로는 상기 샤워헤드의 가스도입공간으로 반응가스를 공급하기 위한 가스 도입구를 구비할 수 있다. 상기 인사이드판에는 반응가스들을 상기 반응로의 내부 공간으로 분사하기 위한 가스 분사구들이 형성된다.In a preferred embodiment of the present invention, the shower head has an inside plate which is installed inside the reactor and forms a gas introduction space together with sidewalls of the reactor, and the reactor includes a gas introduction space of the shower head. A gas inlet for supplying the reaction gas may be provided. The inside plate is provided with gas injection holes for injecting reaction gases into the inner space of the reactor.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 샤워 헤드는 상기 가스도입공간을 적어도 2개의 공간으로 구획하기 위한 칸막이판을 더 포함하고, 상기 반응로는 상기 칸막이판에 의해 구획된 각각의 공간으로 반응가스를 공급하기 적어도 2개의 가스 도입구들을 구비할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the shower head further comprises a partition plate for partitioning the gas introduction space into at least two spaces, and the reactor supplies a reaction gas to each space partitioned by the partition plate. At least two gas inlets may be provided.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 샤워헤드는 상기 반응로 외부에 설치되며, 상기 반응로의 측벽과 함께 가스도입공간을 형성하는 아웃사이드판과; 상기 가스도입공간으로 반응가스를 공급하기 위한 가스 도입구 드리고 상기 가스도입공간을 적어도 2개의 공간으로 구획하기 위한 칸막이판을 갖는다.In an exemplary embodiment of the present invention, the shower head may include: an outer plate installed outside the reactor and forming a gas introduction space together with sidewalls of the reactor; A gas inlet for supplying the reaction gas to the gas introduction space and a partition plate for partitioning the gas introduction space into at least two spaces.
본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 적어도 2개의 가스도입공간들 중 어느 하나에는 이온화된 반응가스가 공급될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, an ionized reaction gas may be supplied to any one of the at least two gas introduction spaces.
본 발명에서는 종형 반응로의 튜브로 공급되는 반응 가스의 분포를 개선하고, 반응 가스의 흐름 경로를 짧게 하여 신속한 배기 및 공정이 이루어지도록 하며, 종형 반응로의 반응 가스가 공급되어 배기되는 흐름을 개선함으로써, 공정의 균일도 및 재현성을 향상시키고자 한 것이다. 또한, 파티클 발생원인을 제거함으로써 파티클에 의한 챔버의 오염을 최소화시키고자 한 것이다.In the present invention, to improve the distribution of the reaction gas supplied to the tube of the vertical reactor, to shorten the flow path of the reaction gas to enable rapid exhaust and process, and to improve the flow of the reactive gas supplied to the vertical reactor This is to improve the uniformity and reproducibility of the process. In addition, it is intended to minimize the contamination of the chamber by the particles by eliminating the cause of particle generation.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6. In addition, in the drawings, the same reference numerals are denoted together for components that perform the same function.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 종형 CVD 장치의 공정 챔버를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 수직 반응로의 평면도이다. 도 4는 도 3에 표시된 a-a방향에서 바라본 종형 반응로의 측면도이다.2 shows a process chamber of a vertical CVD apparatus according to a first embodiment of the invention. 3 is a plan view of the vertical reactor illustrated in FIG. 2. 4 is a side view of the vertical reactor viewed from the a-a direction shown in FIG.
도2에서 보인 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 종형 CVD 장치(100)는 종형 반응로(110), 히터(150), 보우트(140) 그리고 샤워헤드(120)를 포함하고 있다.As shown in FIG. 2, the vertical CVD apparatus 100 according to the preferred embodiment of the present invention includes a vertical reactor 110, a heater 150, a boat 140, and a showerhead 120.
상기 종형 반응로(110)는 단일 튜브 구조로 이루어지며, 일측 하단에는 제 1 및 제 2 가스 공급관들(132a,132b)과 연결되는 제 1 및 제 2 가스 주입구(114a,114b), 배기관(134)과 연결되는 가스 배기구(116)를 구비한다. 상기 종형 반응로(110)는 상부에서 어떤 압에 의한 헌팅(hunting)이 발생하더라도 상쇄시킬 수 있도록 상단을 돔(dome)형으로 형성하며, 고온에 잘 견디는 석영 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The vertical reactor 110 has a single tube structure, and at one lower end thereof, first and second gas inlets 114a and 114b connected to the first and second gas supply pipes 132a and 132b and an exhaust pipe 134. ) And a gas exhaust port 116 connected to it. The vertical reactor 110 is formed of a dome (dome) form the upper end to be offset even when hunting (hunting) by any pressure in the upper, it is preferably formed of a quartz material that withstands high temperatures well.
본 발명의 종형 CVD 장치(100)는 상기 종형 반응로(110)가 직접 가스 도입구를 갖는 단일 튜브 구조로 이루어지는 특징을 갖는다. 이러한 구조적인 특징에 의하면, 도입구의 사이즈를 크게 제작하는 것이 가능해졌고, 특히 내부 튜브를 제거한 간단한 구조로 반응실을 제작할 수 있다는 장점을 갖는다. 특히, 공정 진행시 펌핑 시간 및 가스 공급 및 배기 시간을 단축시킬 수 있다.The vertical CVD apparatus 100 of the present invention is characterized in that the vertical reactor 110 has a single tube structure having a direct gas inlet. According to this structural feature, the size of the inlet can be made large, and in particular, the reaction chamber can be manufactured with a simple structure from which the inner tube is removed. In particular, it is possible to shorten the pumping time and gas supply and exhaust time during the process.
상기 종형 반응로(110)는 내부공간에 공정이 진행되는 반도체 웨이퍼(w)들이 로딩되는 보우트(140)가 위치된다.The vertical reactor 110 includes a boat 140 in which semiconductor wafers w are processed, which are processed in an internal space.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 상기 샤워헤드(120)는 상기 종형 반응로(110)의 내부에 설치되며, 상기 종형 반응로(110)의 측벽(112)과 함께 가스도입공간(122)을 형성하는 인사이드판(124)을 갖는다. 상기 가스도입공간(122)은 칸막이(123)에 의해 제 1 가스도입공간(122a)과 제 2 가스도입공간(122b)으로 구획된다.2 to 4, the shower head 120 is installed inside the vertical reactor 110, and the gas introduction space 122 together with the sidewall 112 of the vertical reactor 110. It has an inside plate 124 to form. The gas introduction space 122 is partitioned into a first gas introduction space 122a and a second gas introduction space 122b by the partition 123.
제 1 반응가스는 제 1 가스 주입구(114a)를 통해 상기 제 1 가스도입공간(122a)으로 공급되고, 제 2 가스는 제 2 가스 주입구(114b)를 통해 제 2 가스도입공간(122b)으로 공급된다. 예컨대, 상기 제 2 가스는 플라즈마 발생부(180)에 의해 이온화된 가스이다. 상기 인사이드판(124)에는 각각의 가스도입공간들(122a,122b)로 공급된 제1 및 제 2 반응가스들을 상기 종형 반응로(110)의 내부 공간으로 분사하기 위한 제 1 및 제2 가스 분사구들(126a,126b)이 형성되어 있다.The first reaction gas is supplied to the first gas introduction space 122a through the first gas injection port 114a, and the second gas is supplied to the second gas introduction space 122b through the second gas injection port 114b. do. For example, the second gas is a gas ionized by the plasma generator 180. First and second gas injection holes for injecting the first and second reaction gases supplied to the gas introduction spaces 122a and 122b into the inner space of the vertical reactor 110 in the inside plate 124. Fields 126a and 126b are formed.
도 4에서 보면 알 수 있듯이, 이들 제 1 및 제 2 가스 분사구들(126a,126b)은 각각에 해당되는 상기 제 1 및 제 2 상기 가스 주입구(114a,114b)에 가까운 가스분사구부터 순차적으로 직경이 커짐을 알 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 종형 CVD 장치(100)에서는 가장 아래에 있는 가스 분사구로부터 분사되는 가스량이 가장 적으며 상부로 올라갈수록 가스 분사구로부터 분사되는 가스량은 점점 많아진다. 이러한 구조적인 특징 때문에 상기 종형 반응로(110)내에서 반응 가스의 희석 및 농도 분포가 일정하게 될 수 있는 것이다. 따라서, 상기 종형 반응로(110)내의 보우트(140)에 다수 매의 웨이퍼들이 적층되어 동시에 증착되는 과정에서 웨이퍼들이 적층된 위치(상,중,하)에 따라 형성되는 박막 두께의 차이 및 불균일성의 문제를 최소화시킬 수 있다.As can be seen in FIG. 4, the first and second gas injection holes 126a and 126b are sequentially diametered from gas injection holes close to the first and second gas injection holes 114a and 114b corresponding to the first and second gas injection holes 126a and 126b, respectively. It can be seen that the larger. In other words, in the vertical CVD apparatus 100 of the present invention, the amount of gas injected from the lowermost gas injection port is the smallest, and the amount of gas injected from the gas injection port increases gradually as it goes up. Due to this structural feature, the dilution and concentration distribution of the reaction gas in the vertical reactor 110 may be constant. Accordingly, in the process of stacking a plurality of wafers on the boat 140 in the vertical reactor 110 and simultaneously depositing the wafers, the difference and non-uniformity of the thickness of the thin film formed according to the stacked positions (up, middle, down) The problem can be minimized.
상기 제 1 및 제 2 가스 분사구들(126a,126b)은 반응가스가 상기 보우트(140)에 적재된 반도체 웨이퍼(w)의 표면으로 수평하게 흐르도록 상기 보우트(140)에 적재된 반도체 웨이퍼들 사이에 위치되도록 상기 인사이드판(124)에 형성된다. 이러한 구조적인 특징 때문에, 반응 가스가 반도체 웨이퍼 하나 하나의 표면에 수평으로 흐르게 된다. 따라서, 웨이퍼 중심영역과 가장자리 영역에서 도포되는 막질의 두께가 균일하게 형성될 수 있게 된다.The first and second gas injection holes 126a and 126b are disposed between the semiconductor wafers loaded on the boat 140 so that a reaction gas flows horizontally to the surface of the semiconductor wafer w loaded on the boat 140. It is formed on the inside plate 124 to be located at. Because of this structural feature, the reaction gas flows horizontally on the surface of each semiconductor wafer. Therefore, the film quality applied in the wafer center region and the edge region can be uniformly formed.
이와 같이 본 발명은 상기 종형 반응로의 측벽에 설치된 샤워헤드에 의해 내부 공간의 가스 분위기의 균일성을 확보하고 또한 단일 튜브 구조를 채택함으로써 반응가스의 신속한 배기 및 파티클 발생을 최소화할 수 있다.As described above, the present invention ensures uniformity of the gas atmosphere of the inner space by the shower head installed on the side wall of the vertical reactor, and minimizes rapid exhaust and particle generation of the reaction gas by adopting a single tube structure.
상기 제 2 가스 공급관(132a)상에는 플라즈마 발생부(180)가 설치된다. 이 플라즈마 발생부(180)는 상기 가스 공급관(132a)으로 흐르는 가스를 이온화시키기 위한 장치이다. 이러한 구조를 갖는 본 발명의 CVD 장치는 원자층 증착(atomic layer deposition) 공정을 진행하는데 가장 적합한 구조를 갖는다.The plasma generator 180 is installed on the second gas supply pipe 132a. The plasma generator 180 is an apparatus for ionizing the gas flowing into the gas supply pipe 132a. The CVD apparatus of the present invention having such a structure has the most suitable structure for carrying out an atomic layer deposition process.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 종형 확산로에서의 확산 공정은 다음과 같다.2 to 4, the diffusion process in the vertical diffusion furnace of the present invention is as follows.
먼저, 웨이퍼 캐리어에 적재되어 있는 웨이퍼(w)들은 로봇아암(미도시됨)에 의해 상기 보우트(140)로 옮겨진다. 상기 보우트(140)에 다수매의 웨이퍼(w)들의 적층이 완료되면, 상기 보우트(20)는 로딩장치(엘리베이터)에 의해 상기 종형 반응로(110)의 내부공간으로 로딩된다. 그리고 진공펌프(미도시됨)와 히터(150)를 가동시켜 상기 종형 반응로의 압력 및 온도를 적정 수준으로 유지시킨다. 상기 종형 반응로내의 압력과 온도가 공정조건에 만족되면, 상기 제 1 및 제 2 가스 주입구를 통해 상기 샤워헤드(120)의 제 1 및 제 2 가스도입공간(122a,122b)으로 공정가스들을 공급한다. 상기 공정가스들은 상기 샤워헤드(120)의 인사이드판(124)의 제 1 및 제 2 가스 분사구들(126a,126b)을 통해 플로워(flow)된다. 여기서, 상기 가스 분사구들(126a,126b)이 보우트(140)의 슬롯과 일대일 대응으로 형성(웨이퍼와 웨이퍼 사이에 위치하도록 형성)되어 있어, 반응 가스는 반도체 웨이퍼(w) 하나 하나의표면에 수평으로 흐르게 된다. 따라서, 웨이퍼 중심영역과 가장자리 영역에서 도포되는 막질의 두께가 균일하게 형성될 수 있게 된다. 웨이퍼들과 반응된 가스들은 배기구를 통해 곧바로 배기된다. 이렇게, 반응 가스의 배기가 신속하게 이루어짐으로써, 신속한 공정진행이 이루어질 수 있다.First, the wafers w loaded on the wafer carrier are transferred to the boat 140 by a robot arm (not shown). When the stacking of the plurality of wafers w on the boat 140 is completed, the boat 20 is loaded into the inner space of the vertical reactor 110 by a loading device (elevator). Then, the vacuum pump (not shown) and the heater 150 are operated to maintain the pressure and temperature of the vertical reactor at an appropriate level. When the pressure and temperature in the vertical reactor are satisfied with the process conditions, process gases are supplied to the first and second gas introduction spaces 122a and 122b of the shower head 120 through the first and second gas inlets. do. The process gases flow through the first and second gas injection holes 126a and 126b of the inside plate 124 of the shower head 120. Here, the gas injection holes 126a and 126b are formed in a one-to-one correspondence with the slots of the boat 140 (formed to be located between the wafer and the wafer), so that the reaction gas is horizontal to one surface of each semiconductor wafer w. To flow. Therefore, the film quality applied in the wafer center region and the edge region can be uniformly formed. The gases reacted with the wafers are exhausted directly through the exhaust vents. In this way, the exhaust of the reaction gas is made quickly, so that rapid process progression can be made.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.5 and 6 illustrate another embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 종형 CVD 장치(200)는 도 2에 도시된 첫 번째 실시예에 따른 종형 CVD 장치(100)와 동일한 구성과 기능을 갖는 종형 반응로(210), 히터(250), 보우트(240) 그리고 샤워헤드(220)를 갖으며, 이들에 대한 설명은 첫 번째 실시예에서 상세하게 설명하였기에 본 실시예에서는 생략하기로 한다. 다만, 본 실시예에서는 상기 샤워헤드(220)가 상기 종형 반응로(210)의 외부에 설치된다. 이 샤워헤드(220)는 상기 종형 반응로(210)의 측벽(212)과 함께 가스도입공간(222)을 형성하는 아웃사이드판(224)과, 상기 가스도입공간(222)을 2개의 공간으로 구획하기 위한 칸막이(223)를 갖는다. 그리고 상기 샤워헤드(220)는 각각의 가스도입공간(222a,222b)으로 반응가스를 공급하기 위한 2개의 가스 도입구(228a,228b)가 상기 아웃사이드판(224)에 설치된다.The vertical CVD apparatus 200 of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 has a vertical reactor 210 and a heater having the same configuration and function as the vertical CVD apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG. 2. 250, the boat 240, and the showerhead 220, which have been described in detail in the first embodiment, will be omitted in the present embodiment. However, in the present embodiment, the shower head 220 is installed outside the vertical reactor 210. The shower head 220 includes an outer plate 224 that forms a gas introduction space 222 together with the side wall 212 of the vertical reactor 210, and the gas introduction space 222 into two spaces. It has a partition 223 for partitioning. The shower head 220 is provided with two gas inlets 228a and 228b for supplying the reaction gas to the respective gas introduction spaces 222a and 222b in the outer plate 224.
한편, 상기 종형 반응로(210)는 측벽(212)에 상기 샤워헤드(220)의 제 1 및 제 2 가스도입공간(222a,222b)으로 공급된 반응가스를 상기 보우트(240)에 적재된 웨이퍼(w)상으로 분사하기 위한 복수의 가스 분사구들(218a,218b)이 형성되어 있다.On the other hand, the vertical reactor 210 is a wafer loaded with the reaction gas supplied to the first and second gas introduction spaces (222a, 222b) of the shower head 220 to the side wall 212 in the boat 240 A plurality of gas injection holes 218a and 218b for injecting onto (w) are formed.
상술한 바와 같은 구조적인 특징을 갖는 종형 CVD장치(200)는 제 1 실시예와동일한 작용과 효과를 갖음은 물론이다.The vertical CVD apparatus 200 having the structural features as described above has the same operation and effect as that of the first embodiment.
본 발명에 따른 상기 CVD 장치는 도해된 실시예의 구조에만 제한되지 않으며, 밀폐된 공간에서 공정 가스를 공급하여 흐르도록 하면서 공정을 진행하는 반도체 제조장치에 공통적으로 적용할 수 있다는 것을 이 분야에 숙련된 기술자들은 알 수 있을 것이다.The CVD apparatus according to the present invention is not limited to the structure of the illustrated embodiment, and it can be commonly applied to a semiconductor manufacturing apparatus that performs a process while supplying and flowing a process gas in an enclosed space. The technicians will know.
이상에서, 본 발명에 따른 종형 CVD 장치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the vertical CVD apparatus according to the present invention is shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Of course.
이와 같은 본 발명의 종형 CVD 장치에 의하면, 첫째, 공정조건인 공정 챔버내 반응가스의 분포를 개선하여 웨이퍼의 표면에 균일한 박막을 형성시키므로써, 공정의 균일성 및 반도체 소자의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 둘째, 반응가스의 흐름 경로를 짧게 하여 신속한 공급 및 배기가 이루어지도록 하여 보다 빠른 공정 진행이 가능하도록 하였다. 셋째, 파티클 발생을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다. 넷째, 종형 반응로가 단일 튜브의 간단한 구조로 이루어지기 때문에, 생산단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the vertical CVD apparatus of the present invention, first, by improving the distribution of the reaction gas in the process chamber, which is a process condition, to form a uniform thin film on the surface of the wafer, to improve the uniformity of the process and the quality of the semiconductor device. It can be effective. Second, the flow path of the reaction gas is shortened to enable rapid supply and exhaust to enable faster process progress. Third, there is an effect that can minimize the generation of particles. Fourth, because the vertical reactor is made of a simple structure of a single tube, there is an effect that can reduce the production cost.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0070682A KR100444753B1 (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0070682A KR100444753B1 (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020010035105U Division KR200266070Y1 (en) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Semiconductor manufacturing apparatus for progressing a process after suppling process gas in tube |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030039670A true KR20030039670A (en) | 2003-05-22 |
KR100444753B1 KR100444753B1 (en) | 2004-08-21 |
Family
ID=29569349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2001-0070682A KR100444753B1 (en) | 2001-11-14 | 2001-11-14 | Deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100444753B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100957456B1 (en) * | 2003-06-02 | 2010-05-14 | 주성엔지니어링(주) | Thin film layer deposition apparatus using atomic layer deposition method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150018910A (en) * | 2013-04-22 | 2015-02-25 | 주식회사 테라세미콘 | Cluster-batch type system for processing substrate |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940002765Y1 (en) * | 1989-02-28 | 1994-04-23 | 금성일렉트론 주식회사 | Buping type gas injector of semiconductor device |
JPH05211123A (en) * | 1992-01-20 | 1993-08-20 | Nec Corp | Growth method of silicon epitaxial film |
JPH10135143A (en) * | 1996-10-28 | 1998-05-22 | Sharp Corp | Heat treatment furnace |
JPH10144617A (en) * | 1996-11-11 | 1998-05-29 | Sharp Corp | Thermal treatment furnace |
JP2001274107A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Nec Kyushu Ltd | Diffusion furnace |
-
2001
- 2001-11-14 KR KR10-2001-0070682A patent/KR100444753B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100957456B1 (en) * | 2003-06-02 | 2010-05-14 | 주성엔지니어링(주) | Thin film layer deposition apparatus using atomic layer deposition method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100444753B1 (en) | 2004-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7181337B2 (en) | Low volume showerhead with faceplate holes for improved flow uniformity | |
KR100614648B1 (en) | Apparatus for treating substrates used in manufacturing semiconductor devices | |
KR100782369B1 (en) | Device for making semiconductor | |
JP7171165B2 (en) | Showerhead curtain gas method and showerhead gas curtain system for membrane profile adjustment | |
KR100862658B1 (en) | Gas injection apparatus for semiconductor processing system | |
KR100539890B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20040079993A (en) | Reactor assembly and processing method | |
US20050092245A1 (en) | Plasma chemical vapor deposition apparatus having an improved nozzle configuration | |
TW202230471A (en) | Thermally uniform deposition station | |
US8377206B2 (en) | Apparatus and method of forming semiconductor devices | |
KR100444753B1 (en) | Deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices | |
US20180258531A1 (en) | Diffuser design for flowable cvd | |
KR200266070Y1 (en) | Semiconductor manufacturing apparatus for progressing a process after suppling process gas in tube | |
US20060112877A1 (en) | Nozzle and plasma apparatus incorporating the nozzle | |
KR20080025509A (en) | Semiconductor manufacturing apparatus | |
KR200266071Y1 (en) | Chemical vapor deposition apparatus using plasma | |
US20230009859A1 (en) | Asymmetric purged block beneath wafer plane to manage non-uniformity | |
KR100450286B1 (en) | Chemical vapor deposition apparatus using plasma | |
KR102208609B1 (en) | Shower head for chemical vapor deposition and depositing apparatus using the same | |
TWI814291B (en) | Uniform in situ cleaning and deposition | |
KR100294319B1 (en) | Chemical vapor deposition equipment for semiconductor device manufacturing | |
TW202401569A (en) | Substrate processing apparatus | |
KR20010081622A (en) | Semiconductor manufacturing apparatus for progressing a process after suppling process gas in tube | |
KR20030037873A (en) | A gas nozzle for semiconductor processing apparatus | |
KR20060083339A (en) | Nozzle and plasma treating apparatus with this |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120716 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130724 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140722 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150727 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160727 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170727 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190620 Year of fee payment: 16 |