KR20060088667A - 반도체 소자 제조용 장비 - Google Patents

반도체 소자 제조용 장비 Download PDF

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KR20060088667A
KR20060088667A KR1020050009587A KR20050009587A KR20060088667A KR 20060088667 A KR20060088667 A KR 20060088667A KR 1020050009587 A KR1020050009587 A KR 1020050009587A KR 20050009587 A KR20050009587 A KR 20050009587A KR 20060088667 A KR20060088667 A KR 20060088667A
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Abstract

보트에 발생된 파티클을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장비는 슬롯들이 형성된 보트가 내부에 위치하는 챔버, 보트의 일측과 이격되어 슬롯을 향해 퍼지 가스를 분사하는 다수의 가스 분사구가 형성된 가스 공급부 및 보트의 다른 일측에 설치되어, 가스 분사구를 통해 분사된 퍼지 가스 및 퍼지 가스에 의해 보트로부터 박리된 파티클을 흡입하는 다수의 가스 흡입구가 형성된 가스 배출부를 포함한다.
보트, 가스 공급부, 가스 배출부

Description

반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for fabricating semiconductor device}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 부분 상세도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 부분 상세도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 공정 튜브 110: 히터
120: 반응 가스 공급 라인 130: 반응 가스 배출 라인
140: 챔버 150: 보트
160: 승강기 170: 가스 공급부
180: 가스 배출부 190: 펌프
본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보트에 발생된 파티클을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것이다.
일반적으로 확산(Diffusion)이란, 평형 상태를 이루려는 자연 현상을 이용한 물질간의 혼합을 말하며, 미시적으로는 원자들간의 혼합 현상을 의미한다. 그러나, 실제 반도체 소자 제조 공정들의 대부분은 어느 정도 확산과 관계가 있으며, 특히 열산화 공정(Thermal oxidation), 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등은 확산 개념을 많이 이용하고 있는 공정이다.
이 중 화학 기상 증착이란, 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막을 증착하는 공정이다. 이러한 화학 기상 증착은 고온의 확산로(Furnace) 내에서 많은 양의 반도체 기판에 동시에 수행될 수 있다. 이를 위해 화학 기상 증착 수행시 확산로 내에는 다수의 반도체 기판들이 장착된 보트가 위치한다.
이와 같이 고온의 확산로 내에서 화학 기상 증착이 수행될 경우 다수의 반도체 기판에만 박막이 형성되는 것이 아니라 반응 가스들이 다수의 반도체 기판들을 장착하고 있는 보트에도 박막이 형성되어, 파티클 발생의 원인이 된다.
따라서 보트에 발생된 파티클을 제거하기 위해 작업자가 에어 호스(air horse)를 이용하여 보트에 형성되어 있는 슬롯을 일일이 클리닝해주어야 했다. 이와 같이 보트 내에 파티클을 제거하는 방법에 의하면 공정 시간이 지연될 수 있다. 그리고 보트에 형성된 슬롯을 일일이 클리닝할 때 에어 호스를 이용하기 때문에 에어 호스와 보트가 충돌하여 추가적인 파티클을 발생시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 보트에 발생된 파티클을 보다 효과적으로 제거할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 슬롯들이 형성된 보트가 내부에 위치하는 챔버, 보트의 일측과 이격되어 슬롯을 향해 퍼지 가스를 분사하는 다수의 가스 분사구가 형성된 가스 공급부 및 보트의 다른 일측에 설치되어, 가스 분사구를 통해 분사된 퍼지 가스 및 퍼지 가스에 의해 보트로부터 박리된 파티클을 흡입하는 다수의 가스 흡입구가 형성된 가스 배출부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전 문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 소자 제조용 장비는 공정 튜브(100), 히터(110), 챔버(140), 보트(150), 가스 공급부(170), 가스 배출부(180) 및 펌프(190)를 포함한다.
공정 튜브(100)는 반도체 소자 제조 공정 중 확산 공정이 수행되는 공간으로써, 확산 현상에 의해 반도체 기판 상에 박막이 형성된다. 이러한 공정 튜브(100)는 외부 튜브(102)와 내부 튜브(104)의 결합으로 이루어져 있으며, 반도체 소자 제조 공정 수행시 내부 튜브(104) 내에 보트(150)가 위치한다.
그리고 외부 튜브(102)의 둘레에는 히터(110)가 설치되어 확산 공정시 외부 튜브(102)와 내부 튜브(104)를 고온으로 유지시킨다. 이 때, 외부 튜브(102)와 내부 튜브(104)는 고온에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 석영(quartz) 재질로 이루어진다.
또한, 공정 튜브(100)의 일측에는 내부 튜브(104) 내로 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 라인(120)이 연결되어 있으며, 반대측 일측에는 펌프(190)와 연결되어 있어 공정 튜브(100) 내의 반응 가스를 배출시키는 반응 가스 배출 라인(130)이 외부 튜브(102)와 연결되어 있다.
그리고 공정 튜브(100)의 하부는 챔버(140)와 연결되어 있어 반도체 소자 제 조 공정 전, 후에 반도체 기판들을 장착한 보트(150)가 위치한다. 챔버(140)는 밀폐되어 있어 반도체 기판들이 외부 공기에 의해 오염되는 것을 방지한다.
그리고 공정 튜브(100)와 챔버(140)가 연결되는 부분은 도어(142)가 설치되어 있어 도어(142)의 개폐에 의해 공정 튜브(100)의 하부가 개방되거나 폐쇄된다.
반도체 소자 제조 공정 전, 후에 챔버(140) 내부에 위치하는 보트(150)는 다수의 반도체 기판들을 소정의 간격을 유지하면서 수평으로 지지하는 장치이다. 따라서 보트(150)에는 다수의 반도체 기판들을 장착할 수 있도록 소정 간격으로 슬롯(도 2의 152 참조)들이 형성되어 있다. 그리고 반도체 소자 제조 공정시 내부 튜브(104) 내에 위치하는 보트(150)는 고온에 견딜 수 있도록 석영 재질로 형성된다. 또한, 보트(150)는 챔버(140) 내에 위치하는 승강기(160)에 의해 상하로 이동될 수 있다.
챔버(140) 내에 위치하는 보트(150)의 일측에는 반도체 소자 제조 공정 전, 후에 보트(150)에 발생된 파티클을 제거하기 위한 퍼지(purge) 가스를 공급하는 가스 공급부(170)가 설치된다. 퍼지 가스로는 질소(N2) 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 그리고 보트(150)의 다른 일측에는 가스 공급부(170)에서 공급된 퍼지 가스와 퍼지 가스에 의해 보트(150)에서 박리된 파티클들을 배출시키는 가스 배출부(180)가 설치된다. 이 때, 가스 배출부(180)는 챔버(140) 외부에 설치되어 있는 펌프(190)와 연결되어 있어 퍼지 가스와 파티클을 강제로 배출시킬 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 가스 공급부와 가스 배출부에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 부분 상세도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(170′)는 보트(150)의 일측과 이격되어 설치되며, 원통형의 호스 형태로써 보트(150)의 수직 방향으로 퍼지 가스가 공급된다. 그리고 가스 공급부(170′)에는 보트(150)의 수직 방향으로 공급된 퍼지 가스를 보트(150)에 형성되어 있는 슬롯(152)을 향해 분사시킬 수 있는 다수의 가스 분사구(172′)들이 형성되어 있다. 가스 분사구(172′)에서 분사되는 퍼지 가스는 일정 압력으로 분사됨으로써 보트(150)에 유발되어 있는 파티클을 박리시킨다. 이 때, 가스 공급부(170′)에 형성되는 각각 가스 분사구(172′)들은 보트(150)에 형성되어 있는 슬롯(152)의 개수와 같거나 작게 형성되는 것이 바람직할 것이다.
그리고 가스 공급부(170′)에 형성된 최상단의 가스 분사구(172′)부터 최하단의 가스 분사구(172′)까지 동시에 보트(150)의 슬롯(152)으로 가스가 분사되도록 하기 위해 가스 분사구(172′)를 개폐시키는 도어(미도시)를 설치할 수 있을 것이다. 이와 같이, 가스 분사구(172′)를 개폐시키는 도어(미도시)를 설치할 경우 가스 분사구(172′)에서 분사되는 퍼지 가스의 압력이 각각의 가스 분사구(172′)마다 달라지는 것을 방지할 수 있을 것이다.
그리고 가스 공급부(170′)와 대응되게 보트(150)의 반대편 일측에 가스 배출부(180′)가 설치된다. 가스 배출부(180′)는 가스 공급부(170′)와 마찬가지로 원통형의 호스 형태이며, 가스 공급부(170′)에서 공급된 퍼지 가스를 효과적으로 배출시키기 위해 다수의 가스 흡입구(182′)들이 형성되어 있다. 이러한 가스 흡입구(182′)들은 일정한 압력으로 퍼지 가스 및 보트(150)에서 박리된 파티클을 흡입한다.
이와 달리, 호스 형태의 가스 공급부(170′)와 가스 배출부(180′)를 보트(150)의 둘레에 다수개 설치함으로써 보다 효과적으로 보트(150)에 유발된 파티클을 제거할 수 있을 것이다. 상세히 설명하면, 보트(150) 둘레에 다수의 가스 공급부(170′)들을 설치하고, 가스 공급부(170′)가 설치된 이외의 보트(150) 둘레에는 다수의 가스 배출부(180′)들을 설치한다. 이와 같이 설치하면, 보트(150)의 슬롯(152)에 퍼지 가스를 분사시키는 면적이 증가되어 보다 효과적으로 보트(150)에 유발된 파티클을 제거할 수 있으며, 보트(150)에서 박리된 파티클들이 챔버(도 1의 140 참조)의 다른 부분으로 분산되는 것을 방지할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 부분 상세도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 보트(150) 둘레에 설치된 가스 공급부(170″)는 반원통형으로써 내면에 다수의 가스 분사구(172″)들이 형성된다. 따라서 퍼지 가스가 가스 공급부(170″)의 소정 영역과 연결된 가스 공급 라인(174)을 통해 가스 공급부(170″) 내로 유입된다. 이 때, 퍼지 가스는 가스 공급부(170″) 내에서 보트(150)의 수직 방향으로 이동된다. 그리고 나서 보트(150)의 수직 방향으로 공급된 퍼지 가스는 다수의 가스 분사구(172″)들을 통해 일정 압력으로 보트(150)의 슬롯으로 분사된다. 따라서 보트(150)에 유발되었던 파티클이 일정 압력으로 분사 된 퍼지 가스에 의해 박리된다.
이 때, 가스 공급부(170″)에 형성된 가스 분사구(172″)들에는 가스 공급부(170″) 내에 유입된 퍼지 가스들이 동시에 보트(150)의 슬롯(152)으로 분사되도록 하기 위해 도어(미도시)가 설치될 수 있다.
이와 같이 가스 분사구(172″)들에서 분사된 퍼지 가스와 보트(150)에서 박리된 파티클은 가스 공급부(170″)와 대칭으로 설치된 가스 배출부(180″)에 의해 챔버(도 1의 140 참조) 외부로 배출된다. 가스 배출부(180″)는 가스 공급부(170″)와 마찬가지로 반원통형으로 형성되어 보트(150)의 둘레에 설치된다. 이러한 가스 배출부(180″)의 내면에는 퍼지 가스 및 보트(150)에서 박리된 파티클을 흡입하는 다수의 가스 흡입구(182″)들이 형성되어 있다. 그리고 가스 배출부(180″)의 소정 영역에는 챔버(도 1의 140 참조) 외부에 설치된 펌프(도 1의 190 참조)와 연결되는 가스 배출 라인(184)이 설치되어 있다. 따라서 가스 배출부(180″)는 펌프(도 1의 190 참조)에 의해 가스 분사구(172″)에서 분사된 퍼지 가스 및 보트(150)에서 박리된 파티클을 가스 흡입구(182″)를 통해 강제로 흡입하여 외부로 배출시키게 된다.
이와 같이, 가스 공급부(170″)와 가스 배출부(180″)가 반원통형으로써 각각 대칭되게 보트(150) 둘레에 설치됨으로써, 보트(150)에 형성되어 있는 슬롯(도 2의 152 참조)들로 퍼지 가스가 분사되는 영역이 증가된다. 따라서 보트(150)에 유발된 파티클을 제거하는 시간을 단축할 수 있다. 그리고 가스 공급부(170″)와 가스 배출부(180″)가 각각 반원통형으로 형성됨으로써 가스 공급부(170″)에서 분사 된 퍼지 가스와 보트(150)에서 박리된 파티클들이 분산되지 않고 강제로 가스 흡입구(182″)로 흡입된다. 따라서, 보트(150)에 유발된 파티클 제거시 보트(150)에서 박리된 파티클들이 챔버(도 1의 140 참조) 내부의 공기를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 동작에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 반도체 소자 제조 공정을 수행하기 전, 챔버(140) 내에 위치하는 보트(150)에 잔존하는 파티클들을 제거한다. (이 때, 보트(150)의 슬롯들에는 반도체 기판들이 장착되지 않은 상태이다.) 즉, 외부에서 가스 공급부(170) 즉, 보트(150)의 수직 방향으로 퍼지 가스가 공급되면 가스 공급부(170)에 형성되어 있는 가스 분사구(172)들을 통해 퍼지 가스가 보트(150)의 슬롯(도 2의 152 참조)들로 분사된다. 이와 동시에 가스 공급부(170)의 반대편에 설치된 가스 배출부(180)에서는 가스 분사구(172)에서 분사된 퍼지 가스와 보트(150)에서 박리된 파티클을 흡입한다. 이 때, 가스 배출부(180)는 외부에 설치된 펌프(190)와 연결되어 있어 강제로 퍼지 가스 및 보트(150)에서 박리된 파티클을 흡입하여 외부로 배출시킨다.
보트(150)에 잔존하는 파티클들을 제거하고난 다음, 이전 반도체 소자 제조 공정을 마친 반도체 기판들을 챔버(140) 내로 이송하여 보트(150)의 슬롯(도 2의 152 참조)들에 장착한다. 반도체 기판들을 보트(150)에 장착하고 난 다음, 챔버(140)를 밀폐시키고 내부 압력을 공정 튜브(100)의 내부 압력과 동일하게 형성한다. 그리고 나서 챔버(140)와 공정 튜브(100)를 연결하는 도어(142)를 개방하고, 보트(150)를 상승시켜 공정 튜브(100) 내에 위치시킨다. 공정 튜브(100) 내에 보트(150)가 위치하면 도어(142)를 폐쇄하고 내부 튜브(104) 내로 반응 가스를 공급하여 반도체 기판 상에 박막을 형성한다.
박막을 형성하고 난 다음, 도어(142)를 개방하여 보트(150)를 다시 챔버(140)로 위치시키고 챔버(140) 내부를 상압 상태로 형성하여 보트(150) 내에 장착된 반도체 기판들을 외부로 이송한다.
이와 같이 반도체 소자 제조 공정을 마친 다음, 다시 보트(150) 둘레에 설치된 가스 공급부(170)를 통해 퍼지 가스를 공급하여 보트(150)에 유발된 파티클들을 보트(150)에서 박리시키고, 가스 배출부(180)를 통해 강제로 퍼지 가스 및 보트(150)에서 박리된 파티클을 외부로 배출시킨다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 보트에 형성되어 있는 다수의 슬롯들의 높이와 동일하게 다수의 가스 분사구들이 형성되어 있어 보트에 발생된 파티클을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 그리고 다수의 가스 분사구들과 대응되게 다수의 가스 흡입구들이 형성되어 있어 보트로 분사된 퍼지 가스 및 보트에서 박리된 파티클을 보트의 주변 영역으로 분산되기 전에 강제로 흡입하여 외부로 배출시킬 수 있다.
따라서, 보트에 유발된 파티클을 제거하는 시간을 단축할 수 있으며, 보트에 유발된 파티클에 의해 반도체 소자 제조 공정 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 슬롯들이 형성된 보트가 내부에 위치하는 챔버;
    상기 보트의 일측과 이격되어 상기 슬롯을 향해 퍼지 가스를 분사하는 다수의 가스 분사구가 형성된 가스 공급부; 및
    상기 보트의 다른 일측에 설치되어, 상기 가스 분사구를 통해 분사된 상기 퍼지 가스 및 상기 퍼지 가스에 의해 상기 보트로부터 박리된 파티클을 흡입하는 다수의 가스 흡입구가 형성된 가스 배출부를 포함하는 반도체 소자 제조용 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스는 질소 가스인 반도체 소자 제조용 장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 분사구 및 상기 가스 흡입구의 개수는 각각 상기 슬롯의 개수와 같거나 작은 반도체 소자 제조용 장비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부는 상기 보트의 수직 방향으로 배열된 호스 형태이고, 상기 보트와 대향하는 일측에 상기 가스 분사구들이 위치하는 반도체 소자 제조용 장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출부는 상기 보트의 수직 방향으로 배열된 호스 형태이고, 상기 보트와 대향하는 일측에 상기 가스 흡입구들이 위치하는 반도체 소자 제조용 장비.
  6. 제 4 항 또는 5 항에 있어서,
    상기 가스 공급부 및 상기 가스 배출부는 상기 보트를 가운데 두고 대칭으로 설치되는 반도체 소자 제조용 장비.
  7. 제 4 항 또는 5 항에 있어서,
    상기 가스 공급부 및 상기 가스 배출부는 각각 하나 이상으로 구성되어 상기 보트 둘레에 설치되는 반도체 소자 제조용 장비.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 공급부 및 상기 가스 배출부는 각각 반원통형으로 형성된 반도체 소자 제조용 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101360102B1 (ko) * 2011-01-27 2014-02-11 엘아이지에이디피 주식회사 챔버 및 이를 포함하는 기판처리장치

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