KR20060075552A - 화학 기상 증착 장치 - Google Patents

Abstract

화학 기상 증착을 함에 있어서, 웨이퍼의 표면에 증착되는 박막을 균일한 두께를 갖도록 하기 위해, 본 발명에서는, 벽체, 벽체 내부 공간의 내외측 튜브, 내측 튜브 내부에 다수의 웨이퍼가 적재되게 설치되는 보트, 소오스 가스를 공정 공간에 공급하는 인젝터를 포함하여 이루어지는 수직로형 화학 기장 증착 장치에서, 인젝터가 보트를 따라 길게 형성되는 부분에 다수 개의 홀을 구비하도록 한다. 따라서, 웨이퍼에 고르게 박막을 증착시킴으로서, 생산성을 향상시킬 수 있다.

웨이퍼,인젝터,홀

Description

화학 기상 증착 장치 {Apparatus for chemical vapor deposition}

도 1은 일반적인 화학 기상 증착 장치 구성도 이고

도 2는 본 발명에서의 가스 인젝터 부분의 측단면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 화학 기장 증착 장치의 인젝터에 형성된 홀의 형성예를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 벽체 20 : 외측 석영 튜브

30 : 웨이퍼 40 : 보트

50 : 엘리베이터 60 : 인젝터

61 : 홀 70 : 히터

본 발명은 화학 기장 증착 장치에 관한 것으로 특히 웨이퍼 표면에 균일한 박막을 갖도록 구현하는 화학 기장 증착 장치의 인젝터 구조에 관한 것이다.

최근 반도체 제조 기술의 급속한 발달에 따라 반도체 소자가 고집적화되고 있으며, 이로 인해 회로상의 금속 배선들의 선폭과 금속 배선들간의 간격이 점점 미세화되고 있는 추세이다.

이러한 고밀도 집적회로는 화학 기상 증착(CVD :Chemical Vapor Deposition)방법을 이용하여 박막을 형성하는데, 한 개의 퍼니스(Furnace)를 이용하여 한번에 여러매의 웨이퍼를 처리하는 배치식(Batch Type) 설비와, 여러 개의 작은 챔버를이용하여 한 번에 웨이퍼를 한매씩 처리하는 매엽식(Single Type)이 있다.

도 1은 종래의 배치식 설비로서 수직로형 화학 기상 증착 장치를 간단히 도시한 도면으로서, 원통 형상으로 이루어져 수직형 구조를 갖는 외측 석영 튜브(20)와 상부가 개방된 내측 석영 튜브가 벽체(10) 내에 구비되어 있다. 내측 석영 튜브 내에는 웨이퍼(30)를 적재하는 웨이퍼 보트(40)가 구비되고, 이 보트(40)에 적재된 웨이퍼(30)에 수 종의 가스를 확산시키는 가스 인젝터(60)가 내측 석영 튜브의 하단으로부터 보트(40)를 따라 길게 형성되어 있다.

따라서, 웨이퍼(30)가 적재된 보트(40)가 엘리베이터(50)에 의해 공정 공간을 이루는 석영 튜브 내에 진입한 후, 이 보트(40)에 적재된 웨이퍼(30)에 수 종의 가스를 인젝터(60')를 통하여 확산시키면서 벽체 내측에 형성되는 히터를 통해 가열된 상태에서 증착 공정을 수행한다.

그러나, 상기한 증착 공정은 가스 인젝터(60')에서 가스가 주입 후 공정 공간 내부로 유입시 인젝터(60') 맨 끝 부분에서 가스가 분출되어 확산됨에 따라, 웨이퍼(30)의 필름 두께가 일정하지 못하게 되는 위험성을 내포하고 있다.

만약 공정 조건이 불안하여 웨이퍼에 박막이 균일하지 못하게 형성될 경우, 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 공정 웨이퍼에 대해 이 전전 공정부터 다시 진행하는 리윅(현재의 공정을 깍아내는 공정 진행 후, 두 단계 전 공정부터 다시 진행하는 공정)을 수행 해야 한다.

하지만, 상기 리윅 공정을 수행함으로 생산성 및 제품에 대한 신뢰성이 저하되고, 필림 두께 이상에 따른 장비 가동율이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 화학 기상 증착 방법을 이용함에 있어서, 웨이퍼의 표면에 증착되는 박막을 균일한 두께를 갖도록 하는 화학 기상 증착 장치의 인젝터 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 벽체, 상기 벽체 내부 공간에 형성되며 하나의 공정 공간을 형성하는 외측 튜브, 상기 외측 튜브 내측에 형성되며 상부가 개방되는 내측 튜브, 상기 내측 튜브 내부에 다수 웨이퍼가 적재되도록 설치되는 웨이퍼 보트, 상기 웨이퍼 보트를 따라 길게 형성되는 부분을 가지며, 소오스 가스를 외부에서 상기 웨이퍼 보트가 있는 내측 튜브 내측으로 인입하여 분사하는 인젝터, 공정 잔여 가스를 외부로 배출하는 배출구를 구비하여 이루어지는 화학 기장 증착 장치에 있어서,

상기 인젝터의 상기 길게 형성되는 부분에는 상기 보트를 따라 배열된 복수개의 홀이 구비됨을 특징으로 한다.

상기 홀은 다른 공정 조건에 따라 적절한 수와 간격을 가지고 배열될 수 있으며, 그 홀의 직경과 가스 분사 각도도 다양하게 이루어질 수 있으나, 3mm의 직경과 3°상승 각도를 갖는 인젝터가 통상 적당하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 아울러 종래 기술의 설명에 사용된 것과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일한 것을 사용하여 설명하기로 한다.

먼저 종래의 기술을 나타내는 도 1 및 본 발명의 인젝터 및 홀을 도시하는 도2, 도3을 통해 본 발명에도 적용되는 화학 기사 증착 장치의 구성과 작업 경로를 살펴보면,

먼저, 웨이퍼 캐리어에 적재되어 있는 웨이퍼(30)들은 로봇아암(미도시)에 의해 도 1에 도시되어 있는 보트(40)로 옮겨진다. 물론 적재는 로드록 챔버(미도시)에서 통상 이루어진다. 상기 보트(40)에 다수 매의 웨이퍼(30)들이 적층이 완료되면, 상기 보트(40)는 로딩 장치(엘리베이터:50)에 의해 상기 벽체(10) 내에서 공정 공간을 이루는 석영 튜브 안으로 로딩 된다.

그리고, 진공펌프(미도시)와 개략적으로 도시된 히터(70)를 가동시켜 공정 공간의 압력 및 온도를 적정 수준으로 유지시킨다. 공정 공간 내의 온도 및 압력이 고정 조건에 만족되면, 도2와 같이 형성된 본 발명의 인젝터(60)를 통해 공정 가스를 공급한다.

상기 인젝터(60)는 도 2 및 도3을 통해 도시되어 있듯이, 길게 형성된 인젝터(60)에 다수 개의 인젝터 홀(61)이 소정의 직경(예:3mm)을 갖고, 소정의 상승 각도(예:3°)로 형성되어 있다. 인젝터도 열에 강한 석영 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 인젝터(60)을 통해 공급되는 공정 가스는 다수 개로 구비된 인젝터 홀(61)에 의해 보트(40)에 적재되어 있는 웨이퍼(30)를 향해 소정의 상승 각도(예:3°)로 분사되어 웨이퍼상에 고르게 증착되도록 반응한다.

그리고, 상기 공정 가스는 외측 석영 튜브(20)의 소정의 위치에 구비된 배기부(미도시)를 통해 빠져 나간다.

이로써, 상기 롱 인젝터(60)에 소정의 직경과 상승 각도를 갖는 다수 개의 인젝터 홀(61)을 형성하고, 상기 형성된 홀을 통하여 소정의 각도로 석영 튜브에 가스를 유입함으로서, 웨이퍼에 고르게 증착 되게 된다.

따라서, 웨이퍼의 필름 두께가 일정하게 증착됨에 따라 생산성이 향상된다.

이상, 상기와 같이 본 발명은 인젝터에 소정의 직경과 상승 각도를 갖는 다수 개의 인젝터 홀을 형성하고, 형성된 홀을 통하여 소정의 각도로 석영 튜브에 가스를 유입함으로서, 웨이퍼에 박막을 고르게 증착 시킴으로서, 생산성을 향상시킬 수 있고, 칩 생성율, 장비 가동율 등을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 벽체, 상기 벽체 내부 공간에 형성되며 하나의 공정 공간을 형성하는 외측 튜브, 상기 외측 튜브 내측에 형성되며 상부가 개방되는 내측 튜브, 상기 내측 튜브 내부에 다수 웨이퍼가 적재되도록 설치되는 웨이퍼 보트, 상기 웨이퍼 보트를 따라 길게 형성되는 부분을 가지며, 소오스 가스를 외부에서 상기 웨이퍼 보트가 있는 내측 튜브 내측으로 인입하여 분사하는 인젝터, 공정 잔여 가스를 외부로 배출하는 배출구를 구비하여 이루어지는 화학 기장 증착 장치에 있어서,

   상기 인젝터의 상기 길게 형성되는 부분에는 상기 보트를 따라 배열된 복수개의 홀이 구비됨을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 홀은 일정 직경을 가지며, 수평과 일정 각도를 가지도록 상기 소오스 가스를 분사하게 형성됨을 특징으로 하는 화학 기상 증착 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 인젝터는 석영 재질로 형성되며,

   상기 홀은 3mm의 직경과 3°상승 각도를 갖는 것을 포함하는 화학 기상 증착 장치.

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