KR20030045266A - 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버 - Google Patents

화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버에 관한 것이다. 본 발명의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버는 공정 챔버 아래에 위치한다. 상기 로드락 챔버 내에는 공정을 위한 복수 개의 웨이퍼들을 수용하는 웨이퍼 보우트 및 상기 웨이퍼 보우트에 실린 웨이퍼들의 표면에 산화막을 방지하기 위한 가스를 분사하는 가스 분사 수단이 구비된다. 상기 가스 분사 수단은 가스 공급관과 헤드부로 이루어지며, 상기 헤드부로부터 분사되는 가스는 상기 로드락 챔버의 상부에 가스 막을 형성한다. 이로 인해, 상기 웨이퍼 보우트가 상기 공정 챔버 내로 로딩 또는 상기 공정 챔버로부터 언로딩 시, 공기중의 파티클이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 것을 차단하여 준다.

Description

화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버{LOADLOCK CHAMBER FOR CHEMICAL VAPOR DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은 화학 기상 증착 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 화학 기상 증착 장치의 아래에 위치하며, 상기 공정 챔버에서 가공될 그리고 상기 공정 챔버에서 공정이 완료된 웨이퍼를 임시적으로 보관하기 위한 로드락 챔버에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에 이용되는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition;CVD) 이란 것은, 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 웨이퍼 상에 박막이나 에피층을 형성하는 것이다.
이러한 화학 기상 증착 공정을 진행하기 위한 장치는 크게 공정 챔버와 로드락 챔버로 구성된다.
도 1은 종래의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공정 챔버 아래에 위치하고, 상기 공정 챔버에서 가공될 그리고 상기 공정 챔버에서 공정이 완료된 웨이퍼를 임시적으로 보관하기 위한 로드락 챔버(100)는 그 내부에 복수 개의 웨이퍼들을 수용하기 위한 웨이퍼 보우트(10)를 구비한다. 상기 웨이퍼 보우트(10)는 상기 공정 챔버(미 도시된) 내로 승/하강이 가능하다. 또한, 상기 로드락 챔버(100) 내에는 상기 웨이퍼보우트(10)에 적재되어 있는 웨이퍼들의 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하기 위한 가스를 분사하는 가스 분사 수단(20)이 설치되어 있다. 상기 가스 분사 수단(20)은 가스 공급관(22)과 상기 가스 공급관(22)에 형성되어 있는 복수 개의 홀(24)들로 구성된다. 따라서 상기 가스 공급관(22)으로 공급되는 가스는 상기 홀(24)들을 통하여 상기 웨이퍼 보우트(10) 쪽으로 분사된다. 이러한 상기 가스 분사 수단(20)은 복수 개로 이루어질 수도 있다.
그러나, 상기한 종래의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.
즉, 상기 가스 분사 수단은 단순히 상기 웨이퍼 보우트에 적재되어 있는 웨이퍼들의 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하기 위한 가스를 분사하는 역할만 하였다. 따라서, 상기 공정 챔버로 웨이퍼 보우트가 로딩되거나, 상기 공정 챔버로부터 상기 웨이퍼 보우트가 언로딩될 때, 공기 중의 파티클(particle)등이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 공정 챔버로 웨이퍼 보우트가 로딩되거나, 상기 공정 챔버로부터 상기 웨이퍼 보우트가 언로딩될 때, 상기 공정 챔버 내로 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 화학 기상 증착 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 나타낸 도면이다
도 4는 본 발명의 가스 분사 수단 중의 하나인 헤드부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 가스 분사 수단 중의 하나인 헤드부의 변형예를 보여주는 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100,200 : 로드락 챔버
10,210 : 웨이퍼 보우트
20,220 : 가스 분사 수단
22,222 : 가스 공급관
24 : 홀
224 : 헤드부
226 : 경사면
228 : 홈
300 : 공정 챔버
400 : 화학 기상 증착 장치
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 웨이퍼 표면에 박막을 형성시키기 위한 화학 기상 증착 장치의 공정 챔버 아래에 위치하여 상기 공정 챔버에서 가공될 그리고 상기 공정 챔버에서 공정이 완료된 웨이퍼를 임시적으로 보관하기 위한 로드락 챔버는 상기 로드락 챔버 내에 승/하강 가능하게 위치하는 그리고 공정을 위한 복수 개의 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 보우트 및 상기 웨이퍼 보우트에 실린 웨이퍼들의 표면에 산화막 형성을 방지하기 위한 가스를 분사하는 가스 분사 수단을 구비한다. 또한, 상기 가스 분사 수단은 가스 공급관과 상기 로드락 챔버 내의 상단부에 위치하여 상기 가스 공급관으로부터 공급되는 가스를 상기 로드락 챔버의 상부로 분사하는 헤드부로 이루어진다.
이와 같은 본 발명에서, 상기 헤드부로부터 분사되는 가스는 상기 로드락 챔버 상부에 가스 막(curtain)을 형성하며, 상기 가스 막은 상기 웨이퍼 보우트를 상기 공정 챔버로 로딩 시 또는 상기 공정 챔버로부터 상기 웨이퍼 보우트를 언로딩 시, 공기 중의 파티클이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 것을 차단시켜 주는 역할을 한다. 그리고 상기 가스 분사 수단은 복수 개로 이루어지되, 상기 헤드부들의 높이를 달리하여 설치된다.
이와 같은 본 발명에서, 상기 헤드부는 상기 웨이퍼 보우트와 대응되는 상기 헤드부의 측면으로부터 소정의 깊이로 가스 분사 공간을 위한 홈을 가지며, 상기 헤드부로부터 분사되는 가스가 상기 로드락 챔버의 상부로 부채꼴 모양으로 퍼지면서 상기 가스 막을 형성할 수 있도록, 상기 가스 공급관으로부터 나온 가스가 맞닿는 상기 홈의 일면은 외측으로부터 내측으로 경사진 직선 또는 원호 형태의 경사면을 이룬다. 또한, 상기 헤드부는 회전이 가능하다.
이와 같은 본 발명에서, 상기 가스는 질소(N2) 가스이며, 상기 화학 기상 증착 장치는 수직형이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또한, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.
도 2는 본 발명의 화학 기상 증착 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 화학 기상 증착 장치(400)는 공정 챔버(300) 및 로드락 챔버(200)로 구성된다.
상기 공정 챔버(300)는 반도체 웨이퍼에 대한 열처리 및 박막을 형성하는 공정이 이루어지는 장소이다. 상기 로드락 챔버(200)는 상기 공정 챔버(300)의 아래에 위치하고, 상기 공정 챔버(300)에서 가공될 그리고 상기 공정 챔버(300)에서 공정이 완료된 웨이퍼를 임시적으로 보관하는 장소이다. 상기 로드락 챔버(200)는 그 내부에 승/하강이 가능한 웨이퍼 보우트(210)를 구비하며, 상기 웨이퍼 보우트(210)는 복수 개의 웨이퍼들을 수용할 수 있다. 상기 로드락 챔버(200)의 소정의 위치에는 상기 웨이퍼 보우트(210)에 적재된 웨이퍼의 표면에 산화막이 형성되는 것을 방지하기 위한 가스인 질소 가스를 분사하는 가스 분사 수단(220)이 구비된다.
도 3은 본 발명의 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 가스 분사 수단 중의 하나인 헤드부의 단면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 로드락 챔버(200)는 그 내부에 웨이퍼 보우트(210) 및 가스 분사 수단(220)을 구비한다.
복수 개의 웨이퍼를 수용하는 상기 웨이퍼 보우트(210)는 상기 공정 챔버(도 2에 도시됨) 내로 웨이퍼들을 로딩/언로딩 하기 위하여 승/하강을 한다. 상기 가스 분사 수단(220)은 상기 로드락 챔버(200)의 소정의 공간에 설치되며, 가스 공급관(222)과 헤드부(224)로 구성된다. 상기 헤드부(224)는 상기 가스 공급관(222)으로부터 공급된 가스를 상기 로드락 챔버(200) 내의 상부로 분사한다. 따라서, 상기 헤드부(224)는 상기 웨이퍼 보우트(210) 보다 높은 상기 로드락 챔버(200) 내의 상단부에 위치되는 것이 바람직하다.
상기 헤드부(224)로부터 분사되는 가스는 웨이퍼 보우트(210)에 적재된 웨이퍼의 표면에 산화막 형성을 방지하기 위한 질소 가스이며, 상기 분사된 가스는 상기 로드락 챔버(200) 내의 상부에 가스 막을 형성한다. 상기 가스 막은 웨이퍼의 표면에 산화막 형성을 방지하는 역할 뿐만 아니라, 상기 웨이퍼 보우트(210)가 상기 공정 챔버 내로 들어가거나 상기 공정 챔버로부터 상기 로드락 챔버(200)로 나올때, 공기 중의 파티클이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.
또한, 상기 가스 분사 수단(220)은 공기 중의 파티클이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 것을 차단하는 효과를 높이기 위하여 복수 개로 이루어지며, 가스가 분사되는 상기 헤드부(224)는 높이를 달리하여 설치된다. 이와 같이, 상기 헤드부(224)로부터 분사된 가스가 형성하는 가스 막이 많아질 수록 상기 파티클 차단 효과와 산화막 방지 효과를 더욱 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 헤드부(224)는 회전이 가능하다. 따라서, 원하는 가스 막을 형성하기 위하여 상기 헤드부(224)를 조정하여적절한 방향에서 가스가 분사되도록 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 헤드부(224)는 상기 웨이퍼 보우트(도 3에 도시됨)와 대응되는 상기 헤드부(224)의 측면으로부터 소정의 깊이로 가스 분사 공간을 위한 홈(228)을 가지며, 상기 헤드부(224)로부터 분사되는 가스가 상기 로드락 챔버(도 3에 도시됨) 내의 상부로 부채꼴 모양으로 퍼지면서 상기 가스 막을 형성할 수 있도록, 상기 가스 공급관(222)으로부터 나온 가스가 맞닿는 상기 홈(228)의 일면은 외측으로부터 내측으로 경사진 경사면(226)을 갖는다.
상기 경사면(226)은 도 5에 도시된 바와 같이 가스 분사 효과를 위하여 원호(arc) 형태로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 본 발명의 장치에 대한 다양한 변형 및 변화가 가능하다는 것은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버 내에 위치하는 가스 분사 수단이 상기 로드락 챔버 상부에 가스 막이 형성될 수 있도록 가스를 분사하는 헤드부를 구비함으로써, 공정 챔버로 웨이퍼 보우트가 로딩되거나 상기 공정 챔버로부터 상기 웨이퍼 보우트가 언로딩될 때, 상기 공정 챔버 내로 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 반도체 웨이퍼 표면에 박막을 형성시키기 위한 화학 기상 증착 장치의 공정 챔버 아래에 위치하여 상기 공정 챔버에서 가공될 그리고 상기 공정 챔버에서 공정이 완료된 웨이퍼를 임시적으로 보관하기 위한 로드락 챔버에 있어서:
    상기 로드락 챔버 내에 승/하강 가능하게 위치하는 그리고 공정을 위한 복수 개의 웨이퍼를 수용하는 웨이퍼 보우트; 및
    상기 웨이퍼 보우트에 실린 웨이퍼들의 표면에 산화막 형성을 방지하기 위한 가스를 분사하는 가스 분사 수단을 구비하되;
    상기 가스 분사 수단은
    가스 공급관;
    상기 로드락 챔버 내의 상단부에 위치하여 상기 가스 공급관으로부터 공급되는 가스를 상기 로드락 챔버의 상부로 분사하는 헤드부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드부로부터 분사되는 가스는 상기 로드락 챔버 상부에 가스 막(curtain)을 형성하며, 상기 가스 막은 상기 웨이퍼 보우트를 상기 공정 챔버로 로딩 시 또는 상기 공정 챔버로부터 상기 웨이퍼 보우트를 언로딩 시, 공기 중의 파티클이 상기 공정 챔버 내로 유입되는 것을 차단시켜 주는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가스 분사 수단은 복수 개로 이루어지되, 상기 헤드부들의 높이를 달리하여 설치되어 지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드부는 상기 웨이퍼 보우트와 대응되는 상기 헤드부의 측면으로부터 소정의 깊이로 가스 분사 공간을 위한 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 헤드부로부터 분사되는 가스가 상기 로드락 챔버의 상부로 부채꼴 모양으로 퍼지면서 상기 가스 막을 형성할 수 있도록, 상기 가스 공급관으로부터 나온 가스가 맞닿는 상기 홈의 일면은 외측으로부터 내측으로 경사진 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 경사면은 직선 또는 원호(arc) 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 헤드부는 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가스는 질소(N2) 가스인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 화학 기상 증착 장치는 수직형인 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치의 로드락 챔버.
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