KR20060026355A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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KR20060026355A
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김정남
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삼성전자주식회사
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • H01L21/205—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy using reduction or decomposition of a gaseous compound yielding a solid condensate, i.e. chemical deposition

Abstract

개시된 반도체 제조설비는 반응가스가 내부로 공급되는 기스공급유로와 반응가스가 배기되는 가스배기유로가 형성된 본체와 본체 내부에 설치되어 내부에 공간을 갖는 내측튜브와 내측튜브 외측으로 설치되되 내측튜브로 부터 배기된 반응가스를 안내하여 상기 가스배기유로로 배기되도록 설치되는 외측튜브와 내측튜브 내에 장착되어 반응가스에 의해 막질이 형성되는 다수매의 웨이퍼가 적재되는 보트 및 내측튜브의 상부에는 가스공급유로를 통해 유입된 반응가스가 점진적으로 배기되도록 다수개의 홀이 형성된 캡을 구비한다. 여기서, 내측튜브 내면에는 반응가스가 내측튜브 내부 중앙부로 산란될 수 있도록 내측튜브 내부 중앙부측으로 돌출되도록 된 링과 돌기등의 산란수단을 구비한다.
반응로, 튜브, 막질

Description

반도체 제조설비{Semiconductor Manufacturing Equipment}
도 1은 본 발명의 반도체 제조설비를 개략적으로 보여주는 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 캡을 보여주는 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 내측튜브의 산란수단을 보여주는 부분절개사시도,
도 4는 도 2에 도시된 산란수단의 또다른 실시예를 보여주는 절개사시도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **
100 : 반응로 110 : 본체
200 : 내측튜브 210 : 링
220 : 돌기 300 : 캡
310 : 캡 몸체 311 : 홀
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 막질이 형성되는 웨이퍼 상에 충분한 양의 반응가스를 머물도록 한 확산로등의 반응로를 갖는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼 상에 질화막 또는 산화막등의 막질을 형성하는 반도체 제조설비에는 수평형 또는 수직형의 확산로를 사용하고 있다.
또한, 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)등의 공정에서는 높은 생산성, 공정의 신뢰성등의 장점을 가지고 있는 수직형(Vertical) 반응로를 일반적으로 사용한다.
종래의 반도체 제조용 반응로는 본체 내에 특정공간이 형성된 외측튜브(Outer Tube)와, 외측튜브 내측에 설치되되, 특정공간이 형성되도록 내측튜브(Inner Tube)가 설치된다.
그리고, 내측튜브는 상방으로 개방된 형태이고, 외측튜브 상방은 밀폐된 상태이며, 내측튜브측으로 실란가스등의 반응가스를 공급할 수 있도록 본체 외부와 연통되는 가스공급유로가 형성되고, 가스공급유로를 통해 공급된 반응가스가 내측튜브를 통해 외측튜브측으로 이동하여 배기되도록 본체 일측에 가스배기유로가 형성된다.
상기와 같은 구조를 갖는 반응로의 내측튜브 공간에 다수매의 웨이퍼가 적재된 보트(Boat)가 위치되어 가스공급유로를 통해 공급되는 실란가스 및 산화질소가스가 화학반응하여 보트에 적재된 웨이퍼 상에 증착됨으로써 특정 막질을 형성한다.
그러나, 내측튜브 하측에서 공급되는 반응가스가 내측튜브 상부로 이동시 그 흐름속도가 매우 빠름에 따라, 즉, 공정이 진행될 웨이퍼 상에 머무는 시간이 충분하지 않게 되어 충분한 양의 반응가스를 공급하지 못하게 됨으로써 웨이퍼 상에 형 성되는 막질의 두께가 불균일하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 반응로 내부로 공급되는 반응가스의 흐름 속도를 줄임과 아울러 웨이퍼 상에서 충분히 화학반응을 유도할 수 있도록 반응가스의 양과 반응시간을 충분하게 함으로써 웨이퍼 상에 형성되는 질화막 또는 산화막의 균일도를 향상시키는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.
본 발명의 반도체 제조설비는 소정의 반응가스가 내부로 공급되는 기스공급유로와, 상기 반응가스가 배기되는 가스배기유로가 형성된 본체와; 상기 본체 내부에 설치되어 내부에 공간을 갖는 내측튜브와; 상기 내측튜브 외측으로 설치되되, 상기 내측튜브로 부터 배기된 반응가스를 안내하여 상기 가스배기유로로 배기되도록 설치되는 외측튜브; 상기 내측튜브 내에 장착되어 반응가스에 의해 막질이 형성되는 다수매의 웨이퍼가 적재되는 보트; 및 상기 내측튜브의 상부에는 상기 가스공급유로를 통해 유입된 반응가스가 점진적으로 배기되도록 다수개의 홀이 형성된 캡을 포함한다.
여기서, 상기 내측튜브 내면에는 상기 반응가스가 상기 내측튜브 내부 중앙부로 산란될 수 있도록 상기 내측튜브 내부 중앙부측으로 돌출되도록 된 산란수단을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 산란수단은 상기 내측튜브의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 설치된 다수개의 링인 것이 바람직하다.
또한, 상기 산란수단은 상기 내측튜브의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 형성된 다수개의 돌기일 수도 있다.
그리고, 상기 산란수단은 상기 내측튜브 내면에 소정간격을 형성하여 굴곡되도록 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 산란수단의 하면은 상측으로 경사지도록 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따르는 반도체 제조 설비의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따르는 반도체 제조설비를 보여주고 있다.
본 발명의 반도체 제조설비는 실란가스 및 산화질소가스등의 반응가스가 내부로 공급되는 가스공급유로(111)와, 가스공급유로(111)를 통해 유입된 상기 반응가스를 배기하는 가스배기유로(112)가 형성된 본체(110)와, 본체(110) 내부에 설치되어 가스공급유로(111)를 통해 반응가스가 유입되는 원통형의 내측튜브(200)와, 내측튜브(200) 상부에 설치된 캡(300)의 다수개의 홀(311)을 통해 반응가스가 배기되도록 가스배기유로(112)로 안내하되, 내측튜브(200) 외측으로 설치되는 상부가 밀폐된 외측튜브(120)와, 내측튜브(200) 내에 장착되어 반응가스에 의해 막질이 형성되도록 다수매의 웨이퍼(W)를 적재한 보트(140)가 장착되는 반응로(100)로 구성된다.
여기서, 캡(300)은 내측튜브(200) 내부를 밀폐하도록 상측에 설치되되, 캡 몸체(310)에는 내측튜브(200) 내의 반응가스가 배기되도록 다수개의 홀(311)이 규칙적으로 형성된다.
그리고, 내측튜브(200) 내면에는 반응가스가 내측튜브(200) 내부 중앙부로 산란될 수 있도록 상기 내측튜브(200) 내부 중앙부측으로 돌출되도록 된 산란수단을 포함한다.
도 3을 참조하면, 산란수단은 상기 내측튜브(200)의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 설치된 다수개의 링(210)일 수도 있다.
도 4를 참조하면, 산란수단은 내측튜브(200)의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 형성된 다수개의 돌기(220)일 수도 있다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 산란수단은 상기 내측튜브(200) 내면에 소정간격을 형성하여 굴곡되도록 굴곡면이 형성될 수도 있다.
한편, 상기 내측튜브(200)와 캡(300)과, 내측튜브(200) 내면에 형성된 산란수단의 석영재질로 형성되는 것이 바람직하다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 반도체 제조설비의 작용 및 효과를 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1을 참조 하면, 보트(140)에 장착된 다수매의 웨이퍼(W) 상에 막질을 형성시키기 위한 반응가스가 가스공급유로(111)를 통해 내측튜브(200) 내측으로 유입되도록 된다.
내측튜브(200) 내로 유입된 반응가스는 웨이퍼(W) 상에 막질을 형성한 후, 내측튜브(200) 상부를 통해 배기될 경우, 내측튜브(200) 상부에 설치된 캡(300)을 통해 배기되는 반응가스의 유동양이 상대적으로 적게되어 내측튜브(200) 내에 머무는 시간이 길어지게 된다.
따라서, 내측튜브(200) 내에서 미반응한 가스가 방출되는 것을 최대한 억제되도록 함과 아울러 상기와 같이 반응가스의 지체 시간을 증가시킴으로써 웨이퍼(W) 상에 형성되는 막질의 상태를 좋게 할 수 있고, 막질을 형성하는 웨이퍼(W) 가공시간을 단축시킬 수 있다.
상기와 같이 웨이퍼(W) 상에 막질을 형성한 후, 반응가스는 그 유동에 의해 캡 몸체(310)에 형성된 다수개의 홀(311)을 통해 배기되며, 배기되는 반응가스는 외측튜브(120) 내측으로 안내되어 본체(110)와 외측튜브(120) 내부와 연통되도록 설치된 가스배기유로(112)를 통해 배기된다.
도 2를 참조 하면, 내측튜브(200) 내에 투입되어 공정을 마친 반응가스는 일정량으로 배기되도록 캡 몸체(310)에 홀(311)이 규칙적으로 형성된다.
그리고, 내측튜브(200)와, 내측튜브(200) 내면에 형성되는 산란수단과, 내측튜브 상측에 설치되는 캡(300)은 공정 진행시 발생하는 온도와 반응가스에 의해 파손되지 않도록 석영재질로 형성되는 것이 좋다.
한편, 도 1을 참조하면, 상기와 같이 웨이퍼(W) 상에 막질을 형성하기 위해 유입된 반응가스가 보트(140)에 적재된 다수매의 웨이퍼(W)들 사이에 균일하게 머물수 있도록 내측튜브(200) 내면에 다수개의 산란수단이 형성된다.
도 3을 참조하면, 산란수단의 위치는 웨이퍼(W)들 사이에 돌출되도록 형성되 며, 내측튜브(200) 내면에 형성되되, 다수개의 링(210)을 내측튜브(200) 내면에 장착하여, 내측튜브(200) 내부 중앙부로 향하게 하여 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 내측튜브(200) 하측으로 유입된 반응가스가 상측으로 유동되면서 상기 산란수단인 링(210)에 간섭되어, 링(210)과 링(210)사이에 일정량이 지체되어 링(210)과 링(210)사이에 위치된 웨이퍼(W) 상에 균일한 막질을 형성할 수 있도록 한다.
또한, 도 4를 참조하면, 내측튜브(200) 내면에 형성된 산란수단은 내측튜브(200) 중앙부를 향하여 돌출되도록 형성된 링(Ring) 형상의 돌기(220)가 내측튜브(200) 내면에 형성될 수도 있다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 내측튜브(200) 내에 설치된 산란수단은 웨이퍼(W)들 사이에 돌출되도록 내측튜브(200) 내면에 굴곡지게 형성된 굴곡면이 형성 될 수도 있다.
여기서, 내측튜브(200) 내면에 형성된 굴곡면은 돌출된 면이 웨이퍼(W)들 사이에 위치되도록 형성된다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 다수개의 링(210)과 돌기(220)와 굴곡면등의 산란수단의 하면은 내측튜브(200) 하부에서 유입되어 상부로 유동하는 반응가스가 내측튜브(200) 중앙부로 산란될 수 있도록 하측에서 상측으로 경사지는 경사면이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
따라서, 본 발명의 반도체 제조설비에 의하면 내측튜브 내에 공급되는 반응가스가 웨이퍼 상에 막질을 형성하는 반응시간이 충분하게 되도록 내측튜브 상측에 다수개의 홀이 형성된 캡을 추가로 설치함으로써, 웨이퍼 상에 형성되는 막질의 균일함을 확보함과 아울러 막질 형성공정 시간을 단축시킴으로써 단위시간당 제품 생산량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 내측튜브 내면에 다수개의 링이나, 돌출부나, 굴곡면을 형성함으로써 내측튜브 내부로 유입된 반응가스가 산란되게 하여 웨이퍼들 사이에 균일하게 공급되게 함으로써 웨이퍼 상에 형성되는 막질의 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기에 기술된 구체적인 예에 대해서만 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

  1. 소정의 반응가스가 내부로 공급되는 기스공급유로와, 상기 반응가스가 배기되는 가스배기유로가 형성된 본체;
    상기 본체 내부에 설치되어 내부에 공간을 갖는 내측튜브;
    상기 내측튜브 외측으로 설치되되, 상기 내측튜브로 부터 배기된 반응가스를 안내하여 상기 가스배기유로로 배기되도록 설치되는 외측튜브;
    상기 내측튜브 내에 장착되어 반응가스에 의해 막질이 형성되는 다수매의 웨이퍼가 적재되는 보트; 및
    상기 내측튜브의 상부에는 상기 가스공급유로를 통해 유입된 반응가스가 점진적으로 배기되도록 다수개의 홀이 형성된 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내측튜브 내면에는 상기 반응가스가 상기 내측튜브 내부 중앙부로 산란될 수 있도록 상기 내측튜브 내부 중앙부측으로 돌출되도록 된 산란수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 산란수단은 상기 내측튜브의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 설치된 다수개의 링인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산란수단은 상기 내측튜브의 내면 하부에서 상부로 소정간격 이격되어 형성된 다수개의 돌기인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 산란수단은 상기 내측튜브 내면에 소정간격을 형성하여 굴곡되도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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