KR20060066797A - 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법 - Google Patents

반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 웨이퍼를 다수개 적재한 수직형 보트가 로딩되는 이너튜브의 일측 반응가스유입부로 부터 반응가스를 균등확산시키면서 유입하여 웨이퍼에 고루게 박막을 형성하도록 하는 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 반도체제조공정 중 웨이퍼 표면에 박막을 형성시키는 화학기상증착 또는 산화막성장 공정 등에서 웨이퍼가 복수개 장착되어 있는 웨이퍼 보트가 내측으로 로딩되고 반응가스가 유입되는 이너튜브 등을 포함하여 이루어지는 반도체제조용 수직형 확산로에 있어서, 상기 이너튜브의 반응가스유입부에는 반응가스가 균등하게 확산되도록 다수개의 가스유입공이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법를 제공하여 웨이퍼의 산화막 또는 박막이 균일하게 형성가능하므로 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨어퍼가 갈수록 대형화되는 추세에 대응하여 사용할 수 있는 발명임.
수직형 확산로, 이너튜브, 가스균등확산, 디스크, 가스유입공

Description

반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법{Vertical diffusion furnace of semiconductor device and reaction gas uniform diffusion method}
도 1은 종래기술에 의한 반도체제조용 수직형 확산로의 내부상태를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체제조용 수직형 확산로의 내부상태를 개략적으로 나타낸 상태도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체제조용 수직형 확산로에서 가스균등확산용 디스크의 평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
21 : 이너튜브 21a : 반응가스유입부
22 : 프로세스튜브 23 : 웨이퍼 보트
24 : 반응가스공급관 25 : 고정프레임
26 : 시일캡 27 : 로더장치
28 : 페데스탈 29 : 배기관
30 : 가스균등확산용 디스크 31 : 가스유입공
본 발명은 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직형 확산로의 내측에 설치되고 내부에 수직형 보트가 웨이퍼를 다수개 적재하여 로딩되는 이너튜브의 일측 개구된 반응가스유입부로 부터 반응가스가 균등하게 확산되면서 유입되도록 하여 웨이퍼에 고루게 박막을 형성하도록 하는 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법에 관한 것이다.
반도체 제조장비 중 산화막성장 또는 화학기상증착(LP CVD)을 하기 위한 공정에서는 수직형 확산로가 사용된다.
일례로 일반적인 수직형 확산로는 도 1에 도시된 바와같이 복수개의 웨이퍼(W)가 종방향으로 장착되어 있는 웨이퍼 보트(13), 웨이퍼 보트(13)가 내측으로 로딩/언로딩되고 상단으로 반응가스가 유입되는 이너튜브(11), 이너튜브(11)의 외측으로 소정간격 이격되어 설치되고 이너튜브(11)를 감싸는 벨(bell) 형상으로 형성되는 프로세스튜브(12), 이너튜브(11) 및 프로세스튜브(12)의 하단을 지지하는 한편 이너튜브(11) 상측의 개구된 반응가스유입부(11a)로 반응가스를 공급하는 가스공급관(14)이 일측에 관통결합되고 이너튜브(11)의 내측으로 공급된 반응가스가 웨 이퍼(W)와 반응한 후 배출되도록 배기관(19)이 타측에 형성된 고정프레임(15), 고정프레임(15)의 하단을 지지 및 밀폐시키는 시일캡(16), 시일캡(16)과 그 상측의 페데스탈(18) 및 웨이퍼 보트(13)를 로딩/언로딩시키는 로더장치(17)를 포함하여 이루어진다.
또한, 프로세스튜브(12)의 외측에는 히터(도면에 표현되지 않음)가 설치되어 반응가스의 온도를 제어하도록 하고, 배기관(19)에는 흡기펌프(도면에 표현되지 않음)가 설치되어 반응가스의 배출을 용이하도록 하며, 반응가스공급관(14)에는 인젝터(도면에 표현되지 않음)를 설치하여 반응가스를 분출시킬 수 도 있다.
그러나 종래기술에 의한 수직형 확산로는 반응가스가 완전히 개방되어 있는 이너튜브(11)의 반응가스유입부(11a)로 유입되므로 흡기펌프의 유입속도, 웨이퍼 보트(13)의 미묘한 위치차 및 이에 따른 웨이퍼의 위치차 뿐만아니라 이너튜브(11) 내로 반응가스가 균등하게 분포되어 유입되지 못하고 반응가스 이송라인이 일정치 못하므로 웨이퍼(W)에 박막이 균일하게 형성되지 못한다는 문제점이 발생된다.
한편, 웨이퍼(W)가 갈수록 대형화되어 가는 추세를 감안하면 이너튜브(11) 내에서 반응가스가 균등하게 유입 및 확산되어서 웨이퍼(11) 표면에 박막이 균일하게 형성되도록 하는 것이 매우 중요함에도 종래기술에 의한 수직형 확산로 및 이너튜브는 이를 만족시키지 못한다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 반도체제조용 수직형 확산로의 이너튜브 내로 유입되는 반응가스가 균등하게 확산되면서 유입되도록 하여 웨이퍼 보트 및 웨이퍼의 미묘한 위치차 또는 흡기펌프의 유입속도 등에는 관계없이 웨이퍼 표면에 균일하게 박막을 형성하도록 하는 반도체제조용 수직형 확산로 및 그의 반응가스 균등확산방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 반도체제조공정 중 웨이퍼 표면에 박막을 형성시키는 화학기상증착 또는 산화막성장 공정 등에서 사용되도록 웨이퍼가 복수개 장착되어 있는 웨이퍼 보트가 내측으로 로딩되되 일측의 개구된 반응가스유입부를 통하여 반응가스가 유입되는 이너튜브를 포함하여 이루어져 상기 이너튜브의 내부로 반응가스가 이송되면서 상기 웨이퍼 보트에 적재된 웨이퍼에 박막을 형성하는 반도체제조용 수직형 확산로에 있어서, 상기 이너튜브의 상기 반응가스유입부에는 유입되는 반응가스가 균등하게 확산되도록 다수개의 가스유입공이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크가 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.
상기한 발명을 이용한 본 발명은, 반도체제조용 수직형 확산로에서 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 보트가 내측에 로딩되는 이너튜브 내로 반응가스를 유입하는 방법에 있어서, 상기 이너튜브의 일측 개구되어 있는 반응가스가 유입되는 반응가스유입부에는 다수개의 가스유입공이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크를 설치하 고 반응가스가 상기 가스균등확산용 디스크를 통과하여 상기 이너튜브 내부로 균등확산되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용효과를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 반도체제조용 수직형 확산로의 내부상태를 개략적으로 나타낸 상태도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체제조용 수직형 확산로에서 가스균등확산용 디스크의 평면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체제조용 수직형 확산로는 도 2에 도시된 바와같이 복수개의 웨이퍼(W)가 종방향으로 장착되어 있는 웨이퍼 보트(23), 웨이퍼 보트(23)가 내측으로 로딩/언로딩되고 상단으로 반응가스가 유입되는 이너튜브(21), 이너튜브(21)의 외측으로 소정간격 이격되어 설치되고 이너튜브(21)를 감싸는 벨(bell) 형상으로 형성되는 프로세스튜브(22), 이너튜브(21) 및 프로세스튜브(22)의 하단을 지지하는 한편 이너튜브(21) 상측의 개구된 반응가스유입부(21a)로 반응가스를 공급하는 가스공급관(24)이 일측에 관통결합되고 이너튜브(21)의 내측으로 공급된 반응가스가 웨이퍼(W)와 반응한 후 배출되도록 배기관(29)이 타측에 형성된 고정프레임(25), 고정프레임(25)의 하단을 지지 및 밀폐시키는 시일캡(26). 시일캡(26)과 그 상측의 페데스탈(28) 및 웨이퍼 보트(23)를 로딩/언로딩시키는 로더장치(27)를 포함하여 이루어진다.
일례로 상기 수직형 확산로의 프로세스튜브(22) 외측에는 히터(도면에 표현 되지 않음)가 설치되어 반응가스의 온도를 제어하도록 하고, 배기관(29)에는 흡기펌프(도면에 표현되지 않음)가 설치되어 반응가스의 배출을 용이하도록 하며, 반응가스공급관(24)에는 인젝터(도면에 표현되지 않음)를 설치하여 반응가스를 분출시킬 수 있다.
이러한 상기 수직형 확산로의 이너튜브(21) 상단의 개구된 반응가스유입부(21a)에는 이너튜브(21) 내로 유입되는 반응가스가 균등하게 확산되도록 다수개의 가스유입공(31)이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크(30)가 설치된다.
이에 반응가스는 웨이퍼 보트(23)에 장착된 웨이퍼(W)에 박막을 형성하기 위하여 반응가스공급관(14)을 통하여 상기 수직형 확산로의 내부로 유입되고, 도 2에 도시된 바와같이 이너튜브(21)의 상부 개구된 반응가스유입관(21a)에 설치된 가스균등확산용 디스크(30)의 가스유입공(31)으로 유입되어 이너튜브(21)내로 균등분포되어 확산된다.
이처럼 이너튜브(21)내로 유입된 반응가스는 웨이퍼 보트(23)에 장착된 웨이퍼(W)에 고루게 확산되어 산화막 또는 박막을 형성하게된다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예에 의한 반도체제조용 수직형 확산로의 이너튜브는 상기에 예시된 수직형 확산로 이외에도 다양한 형태의 수직형 확산로에서 적용될 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 본 발명은, 반도체 제조공정 중 산화막성장 또는 화학기상증착 공정 등에서 사용되는 수직형 확산로의 이너튜브 내로 유입되는 반응가스가 균등하게 확산되어 유입되므로 웨이퍼에 산화막 또는 박막이 균일하게 형성가능하므로 웨이퍼의 수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 웨어퍼가 갈수록 대형화되는 추세에 대응하여 사용가능하다는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 반도체제조공정 중 웨이퍼 표면에 박막을 형성시키는 화학기상증착 또는 산화막성장 공정 등에서 사용되도록 웨이퍼가 복수개 장착되어 있는 웨이퍼 보트가 내측으로 로딩되되 일측의 개구된 반응가스유입부를 통하여 반응가스가 유입되는 이너튜브를 포함하여 이루어져 상기 이너튜브의 내부로 반응가스가 이송되면서 상기 웨이퍼 보트에 적재된 웨이퍼에 박막을 형성하는 반도체제조용 수직형 확산로에 있어서,
    상기 이너튜브의 상기 반응가스유입부에는 유입되는 반응가스가 균등하게 확산되도록 다수개의 가스유입공이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체제조용 수직형 확산로.
  2. 반도체제조용 수직형 확산로에서 웨이퍼가 장착된 웨이퍼 보트가 내측에 로딩되는 이너튜브 내로 반응가스를 유입하는 방법에 있어서, 상기 이너튜브의 일측 개구되어 있는 반응가스가 유입되는 반응가스유입부에는 다수개의 가스유입공이 균일분포되게 형성된 가스균등확산용 디스크를 설치하고 반응가스가 상기 가스균등확산용 디스크를 통과하여 상기 이너튜브 내부로 균등확산되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체체조용 수직형 확산로의 반응가스 균등확산방법.
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