KR20060012846A - 반도체 제조용 확산로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 확산로에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 외측튜브, 상기 외측튜브 외측에 반응온도로 상기 외측튜브를 가열하기 위하여 설치된 히터블럭, 상기 외측튜브 내측에 위치하며 내측으로 웨이퍼가 수납된 보트가 위치하는 내측튜브, 상기 내측튜브와 상기 보트 사이에 위치하여 반응가스를 공급하는 노즐, 상기 내측튜브의 내측면에 설치되어 상기 노즐을 고정지지하는 고정부재를 구비한 것으로, 이러한 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 확산로의 내측튜브 내측에 위치하는 노즐을 내측튜브의 상단 일측에 고정부재로 고정할 수 있도록 하여 노즐의 정확한 위치 세팅이 가능하도록 하고, 또한 노즐의 교체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하여 확산로의 사용효율과 관리효율을 보다 향상시키도록 하는 효과가 있다.

Description

반도체 제조용 확산로{Diffusion furnace for semiconductor manufacturing}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로를 도시한 단면도이다.

도 3은 도 2의 I - I 선에 따른 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로에서 노즐 고정장치의 설치상태를 도시한 확대 사시도이다.

도 5는 도 4의 II - II선에 따른 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100...외측튜브

200...내측튜브

210...고정부재

400...노즐

본 발명은 반도체 제조용 확산로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내측튜브의 내측에 위치하여 반응가스를 공급하는 노즐을 내측튜브의 내측면에 고정할 수 있도록 한 반도체 제조용 확산로에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정에서 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition)법은 분자상의 기체를 반응시켜 웨이퍼 표면 위에 다결정 막이나 질화막, 인규산유리(PSG; Phospo-Silicate Glass) 등의 막질을 형성시키는 공정으로서, 대기압 분위기에서 반응을 시키는 상압 화학기상증착(Atmospheric Pressure CVD)와 저압 화학기상증착 (Low Pressure CVD) 및 플라즈마 여기 화학기상증착(PECVD; Plasma Enhanced CVD)으로 나눌 수 있다.

저압 화학기상증착법은 대기압보다 낮은 압력에서 웨이퍼에 필요한 물질을 도포하는 기술로서 확산공정에 주로 사용된다. 이러한 저압화학기상증착을 위한 반도체 제조장치는 확산로(diffusion furnace)와 이 확산로에 수납되며 다수의 웨이퍼가 종형으로 안착되는 보트(boat)로 이루어져 있다.

종래의 확산로의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 외측튜브(10)와 외측튜브(10)의 내측에 위치하는 내측튜브(20) 그리고 내측튜브(20) 내측에 위치하며 반응가스를 공급하는 노즐(40)을 구비하고, 외측튜브(10)의 외측에는 외측튜브(10) 내부를 반응온도로 가열하기 위한 히터블럭(30)이 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 확산로는 공정을 진행할 웨이퍼를 수납한 보트(50)가 준비되고, 히터블럭(30)에 의하여 적당한 반응온도로 외측튜브(10) 내부가 가열된 상태에서 보트(50)가 상승하여 내측튜브(20) 내부로 진입하게 되면 이후 적당한 시간과 온도 및 반응가스의 공급으로 공정이 진행된다.

그리고 소정의 공정 진행이 완료된 후에는 보트(50)를 하강시켜 반응이 완료 된 웨이퍼를 꺼낸 후 다시 새로운 웨이퍼를 수납하여 위와 같은 공정을 반복하게 된다.

한편, 노즐(40)은 도면에 도시된 바와 같이 내측튜브(20)와 별도로 설치되며, 상단부분이 어느 곳에도 고정되어 있지 않다. 따라서 정확한 위치와 간격으로 노즐(40)을 설치하는 것이 상당히 어렵다. 즉 노즐(40)이 일측으로 기울어져서 정확한 세팅이 되지 못하는 문제점이 있다. 또한 설비 점검 후 노즐(40)의 교체 시에 작업자의 실수로 노즐(40)이 파손되는 경우도 종종 발생한다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 반도체 제조용 확산로의 내측튜브 내측에 위치하는 노즐을 내측튜브의 상단 일측에 고정할 수 있도록 하여 노즐의 정확한 위치 세팅이 가능하도록 하고, 또한 노즐의 교체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 한 반도체 제조용 확산로를 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 외측튜브; 상기 외측튜브 외측에 반응온도로 상기 외측튜브를 가열하기 위하여 설치된 히터블럭; 상기 외측튜브 내측에 위치하며 내측으로 웨이퍼가 수납된 보트가 위치하는 내측튜브; 상기 내측튜브와 상기 보트 사이에 위치하여 반응가스를 공급하는 노즐; 상기 내측튜브의 내측면에 설치되어 상기 노즐을 고정지지하는 고정부재를 구비한다.

그리고 바람직하게 상기 고정부재는 상기 내측튜브의 상단에 구비되어 상기 노즐의 상단부가 관통하여 끼워지도록 된다.

또한 바람직하게 상기 고정부재의 내경은 상기 노즐의 삽입을 안내하도록 상기 노즐이 삽입되는 입구 측으로 갈수록 경사지게 확장 형성되어 상기 입구 끝단의 내경이 상기 노즐의 외경보다 크게 형성된다.

이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 외부와 격리된 내부 공간을 갖는 외측튜브(100)와 이 외측튜브(100)의 외측을 둘러싸는 형태로 설치되어 반응온도로 외측튜브(100)를 가열하는 히터블럭(300)을 구비한다.

그리고 외측튜브(100)의 내측에는 웨이퍼가 수납된 보트(500)가 위치하는 내측튜브(200)가 설치되고, 내측튜브(200)와 웨이퍼 보트(500) 사이에는 반응가스를 공급하는 노즐(400)이 설치된다.

이 노즐(400)은 외측튜브(100)의 하측으로부터 삽입되어 내측튜브(200)를 따라 상부로 연장 형성되어 있다. 따라서 내측튜브(200) 내부의 저기압 상태에 따른 기압차로 인하여 반응가스가 내측튜브(200) 내부로 유입되어 확산되도록 하여 반응가스에 의하여 웨이퍼 상에 기상증착이 이루어지도록 한다.

그리고 내측튜브(200)의 상단에는 노즐(400)의 상단을 고정 지지하기 위한 고정부재(210)가 설치되어 있다. 이 고정부재(210)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 내측튜브(200)의 상단에 내측튜브(200)와 함께 일체로 형성될 수 있고, 또는 다르게 내측튜브(200)와 별도로 제작되어 내측튜브(200) 상단에 고정 결합으로 설치될 수 있다.

또한 고정부재(210)는 노즐(400)과 동일 숫자로 형성되는 것이 바람직하며, 모든 노즐(400)은 고정부재(210)가 마련된 내측튜브(200)의 상단까지 연장 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 노즐(400)의 위치가 다를 경우에도 고정부재(210)를 여러 곳에 설치하여 노즐(400)의 고정 지지가 가능하게 할 수 있다. 따라서 노즐(400)의 위치와 숫자는 실시예에 따라 다양하게 변형 적용할 수 있다.

한편, 고정부재(210)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 노즐(400)의 삽입을 안내하도록 하단 입구(211)측의 내경(D1)이 보다 확장되어 있고, 상단 출구(212)측으로 갈수록 내경이 좁아져 출구(212) 끝단(D2)에 노즐(400)의 단부가 끼워지도록 되어 있다. 따라서 노즐(400)의 설치가 용이하게 안내되고, 또한 견고하게 고정 지지되게 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 먼저 사전 정비 후 노즐(400)을 내측튜브(200) 내부로 삽입하여 설치한다. 이때 노즐(400)은 내측튜브(200)의 상단에 마련된 고정부재(210)의 입구(211)측으로 끝단이 진입하도록 맞춘 후 노즐(400)을 고정부재(210)의 내부로 밀어 넣으면 노즐(400)은 고정부재(210)의 입구(211)를 따라 안내되어 상단이 고정부재(210)의 출구(212) 측에 견고하게 끼워지게 된다. 이러한 작업으로 내측튜브(200)의 내측으로 노즐(400)의 설치가 완료된다.

이후 공정을 진행하기 위하여 보트(500)에 상하로 웨이퍼를 수납하여 적재하고, 이후 히터블럭(300)으로 외측튜브(100)를 적당한 반응온도로 가열한 상태에서 보트(500)를 승강장치(600)를 이용하여 상승시키면, 보트(500)는 내측튜브(200) 내부로 진입하게 된다.

이렇게 보트(500)의 진입이 완료되면, 이후 적당한 시간과 온도 및 가스의 분사로 공정이 진행된다. 그리고 소정의 공정진행이 완료되면, 다시 보트(500)를 하강시켜 반응이 완료된 웨이퍼를 꺼낸 후 새로운 웨이퍼를 수납하여 위와 같은 공정을 반복하여 수행함으로써 확산로에서의 기상증착공정이 수행된다.

한편, 확산로는 주기적으로 정비가 필요하고, 또는 노즐(400)의 교체도 필요하다. 이러한 정비와 노즐(400)의 교체시에 노즐(400)은 작업자가 노즐(400)을 내측튜브(200)의 하부로 끌어내리면 노즐(400)의 끝단은 고정부재(210)로부터 빠져나오게 되고, 이후 노즐(400)을 회수하여 정비 및 노즐(400) 교체작업을 진행한다.

이러한 노즐(400) 교체 작업은 상술한 바와 같이 노즐(400)의 끝단이 내측튜브(200)의 고정부재(210) 입구(211)로 진입하도록 하여 상측으로 밀어 삽입하면 견고하게 그 설치가 이루어진다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 확산로는 노즐을 고정 지지하는 고정부재를 사용하여 노즐의 설치와 확산로의 정비시에 노즐의 위치를 견고하게 고정지지하도록 한 것인데, 다르게 노즐의 형상, 설치구조 또는 재질을 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나 이들 변형된 실시예가 기본적으로 본 발명의 기술적 사상에서처럼 노즐을 내측튜브 내측에 견고하게 고정 지지하기 위한 것이라면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 반도체 제조용 확산로는 확산로의 내측튜브 내측에 위치하는 노즐을 내측튜브의 상단 일측에 고정부재로 고정할 수 있도록 하여 노즐의 정확한 위치 세팅이 가능하도록 하고, 또한 노즐의 교체 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있도록 하여 확산로의 사용효율과 관리효율을 보다 향상시키도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외측튜브;

   상기 외측튜브 외측에 반응온도로 상기 외측튜브를 가열하기 위하여 설치된 히터블럭;

   상기 외측튜브 내측에 위치하며 내측으로 웨이퍼가 수납된 보트가 위치하는 내측튜브;

   상기 내측튜브와 상기 보트 사이에 위치하여 반응가스를 공급하는 노즐;

   상기 내측튜브의 내측면에 설치되어 상기 노즐을 고정지지하는 고정부재를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 확산로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정부재는 상기 내측튜브의 상단에 구비되어 상기 노즐의 상단부가 관통하여 끼워지도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 확산로.
3. 제 2항에 있어서, 상기 고정부재의 내경은 상기 노즐의 삽입을 안내하도록 상기 노즐이 삽입되는 입구측으로 갈수록 경사지게 확장 형성되어 상기 입구 끝단의 내경이 상기 노즐의 외경보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 확산로.

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