KR20110007434A - 반도체 제조 장치 - Google Patents

반도체 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110007434A
KR20110007434A KR1020090064952A KR20090064952A KR20110007434A KR 20110007434 A KR20110007434 A KR 20110007434A KR 1020090064952 A KR1020090064952 A KR 1020090064952A KR 20090064952 A KR20090064952 A KR 20090064952A KR 20110007434 A KR20110007434 A KR 20110007434A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
susceptors
process gas
boat
supplied
Prior art date
Application number
KR1020090064952A
Other languages
English (en)
Inventor
류선호
박상준
김영준
Original Assignee
주식회사 아이피에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이피에스 filed Critical 주식회사 아이피에스
Priority to KR1020090064952A priority Critical patent/KR20110007434A/ko
Priority to PCT/KR2010/004104 priority patent/WO2011007967A2/ko
Priority to CN201080032024.5A priority patent/CN102576669B/zh
Priority to JP2012520527A priority patent/JP2012533876A/ja
Priority to TW099123444A priority patent/TWI492325B/zh
Publication of KR20110007434A publication Critical patent/KR20110007434A/ko
Priority to US13/347,896 priority patent/US8246747B2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67309—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68771—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by supporting more than one semiconductor substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 막을 형성하는 등의 각종 공정에 사용되는 반도체 제조 장치를 개시한다. 튜브는 내부에 공정공간을 가지며, 일측에 배출구를 갖는다. 보트는 튜브의 하측 개구를 통해 출입 가능하게 된다. 서셉터는 보트 내에 상하로 서로 이격되어 지지되며, 각각의 회전 중심에 중앙 홀이 형성되며, 각각의 상면에 중심 둘레를 따라 웨이퍼가 다수 안착된다. 공급관은 보트의 상측으로부터 서셉터들의 각 중앙 홀에 관통하여 설치되며, 외부로부터 공급받은 공정가스를 서셉터들의 각 상면으로 분사하는 분사구들이 형성된다. 이에 따라, 한번에 공정 처리할 수 있는 웨이퍼의 수량을 증가시킬 수 있고, 공정 처리 시간을 단축할 수 있으며, 모든 웨이퍼들 상에 균일한 막을 형성할 수 있다.

Description

반도체 제조 장치{Apparatus for manufacturing semiconductor}
본 발명은 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 막을 형성하는 등의 각종 공정에 사용되는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 장치는 어닐링(annealing) 공정, 확산 공정, 산화 공정, 및 화학기상증착 공정과 같은 반도체 제조 공정에서 사용된다. 이러한 장치 중 퍼니스는 크게 수평형과 수직형으로 구분된다.
저압 화학기상증착용 퍼니스에는 수평형보다 수직형 퍼니스가 많이 채택되는데, 이는 수직형 퍼니스가 수평형 퍼니스에 비하여 파티클과 같은 미세한 불순물 입자를 적게 발생시키기 때문이다. 또한, 수직형 퍼니스는 수직 방향으로 공정 튜브가 배치되기 때문에 하부 지지대가 차지하는 바닥 면적을 좁게 할 수 있는 이점이 있다.
종래의 수직형 퍼니스에 대해 도 1을 참조해서 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 수직형 퍼니스(10)는 히터를 포함하는 히팅 챔버(11)와, 히팅챔버(11) 내에 설치된 외부 튜브(outer tube, 12)와, 외부 튜브(12) 내에 설치된 내부 튜브(inner tube, 13)와, 외부 튜브(12) 및 내부 튜브(13)가 장착되는 플 랜지(flange, 14)와, 내부 튜브(13) 내에 설치되고 웨이퍼(W)가 안착되는 보트(boat, 15), 및 플랜지(14)에 설치되고 외부로부터 공정가스가 주입되는 노즐(16)을 포함하여 구성된다. 노즐(16)로부터 분사된 공정가스는 보트(15)와 내부 튜브(13) 사이를 흐르면서 각각의 웨이퍼(W) 상에 막을 형성하게 된다.
그런데, 도 1에 도시된 수직형 퍼니스(10)는 보트(15)에 웨이퍼(W)가 1장씩 상하로 적재된다. 따라서, 한번에 더 많은 웨이퍼(W)를 공정 처리하여 생산성을 높이기 위해서는, 웨이퍼(W)의 적재 수량을 증가시켜야 한다. 그러면, 웨이퍼들 (W)의 적재 높이가 증가하게 되므로, 공정가스가 모든 웨이퍼(W)들 상에 막을 형성하는데 소요되는 시간이 증가할 수 있다. 이는 한번에 공정 처리할 수 있는 웨이퍼(W)의 수량을 증가시키는데 한계 요인으로 작용할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 수직형 퍼니스(10)는 공정가스가 하단에서 공급되어 보트(15)와 내부 튜브(13) 사이로 흘러가면서 웨이퍼(W)들 상에 막을 형성한 후, 잔여 가스가 내부 튜브(13)의 상단을 거쳐 내부 튜브(13)와 외부 튜브(12) 사이를 통해 외부로 배출된다. 전술한 경우, 공정가스가 상승하면서 웨이퍼(W)들에 공급되므로, 모든 웨이퍼(W)들 상에 균일한 막을 형성하지 못할 가능성이 높다.
본 발명의 과제는 한번에 공정 처리할 수 있는 웨이퍼의 수량을 증가시킬 수 있고, 공정 처리 시간을 단축할 수 있으며, 모든 웨이퍼들 상에 균일한 막을 형성할 수 있게 하는 반도체 제조 장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조 장치는, 내부에 공정공간을 가지며, 일측에 배출구를 갖는 튜브; 상기 튜브의 하측 개구를 통해 출입 가능하게 된 보트; 상기 보트 내에 상하로 서로 이격되어 지지되며, 각각의 회전 중심에 중앙 홀이 형성되며, 각각의 상면에 중심 둘레를 따라 웨이퍼가 다수 안착되는 서셉터들; 및 상기 보트의 상측으로부터 상기 서셉터들의 각 중앙 홀에 관통하여 설치되며, 외부로부터 공급받은 공정가스를 상기 서셉터들의 각 상면으로 분사하는 분사구들이 형성된 공급관;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 상하로 다수 배열된 서셉터마다 복수개의 웨이퍼들이 적재될 수 있으므로, 종래의 수직형 퍼니스에 비해, 한번에 더 많은 웨이퍼를 공정 처리할 수 있다. 이에 따라, 생산성 향상이 도모될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 공정가스가 서셉터들의 각 상면으로 분사될 수 있으므로, 종래의 수직형 퍼니스에 비해, 웨이퍼들의 적재 위치에 무관하게, 모든 웨이퍼들에 공정가스를 고르게 공급할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼들에 각각 균일한 막이 형성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 대한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 있어서, 하나의 서셉터를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반도체 제조 장치(100)는, 튜브(110)와, 보트(120)와, 서셉터(130, susceptor)들과, 공급관(140), 및 배플(150, baffle)을 포함하여 구성된다.
튜브(110)는 내부에 공정공간을 가지며, 일측에 배출구(103)를 갖는다. 공정이라 함은 어닐링 공정, 확산 공정, 산화 공정, 및 화학기상증착 공정 등일 수 있다. 튜브(110)는 공급관(140)을 통해 공정가스를 공급받게 된다. 튜브(110)는 상부가 폐쇄되고 하부가 개구된 구조로 이루어지며, 개구된 하부를 통해 보트(120)가 출입될 수 있다. 또한, 튜브(110)의 하단 일측에 공정가스를 튜브(110) 외부로 배기하기 위한 배출구(103)를 가질 수 있다. 보트(120)는 승강 장치(미도시)에 의해 출입될 수 있다. 튜브(110) 안으로 보트(120)가 들어간 상태에서 튜브(110)의 내부 공간은 밀봉 부재(102)에 의해 밀봉될 수 있다.
밀봉 부재(102)는 플랜지(111)와 보트 지지대(136) 사이에 개재되게 설치될 수 있다. 플랜지(111)는 튜브(110)의 하단 가장자리로부터 바깥쪽으로 연장 형성된 것이며, 보트 지지대(136)는 보트(120)의 하측에서 보트(120)를 지지하도록 형성된 것이다.
튜브(110)의 둘레를 감싸도록 히팅 챔버(101)가 설치될 수 있다. 히팅 챔버(101)는 튜브(110)를 가열하여, 튜브(110)의 내부 온도를 설정 온도로 유지할 수 있게 한다. 이를 위해, 히팅 챔버(101)는 히터(미도시)를 포함할 수 있다.
서셉터(130)는 복수개로 구비된다. 복수개의 서셉터(130)들은 보트(120) 내 에 상하로 서로 이격되어 지지된다. 서셉터(130)들은 보트(120) 내에 상하로 일정 간격으로 이격되어 형성된 지지 턱들에 의해 일정 간격으로 서로 이격되어 지지될 수 있다.
각각의 서셉터(130)는 중앙에 공급관(140)이 삽입되어 설치될 수 있게 중앙 홀(132)이 형성될 수 있다. 서셉터(130)들은 각각의 상면에 중심 둘레를 따라 웨이퍼(W)들이 다수 안착될 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 서셉터(130)는 원판 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고, 서셉터(130)의 상면에 웨이퍼(W)들을 안착하기 위한 웨이퍼 안착부(131)들이 형성될 수 있다. 웨이퍼 안착부(131)들은 웨이퍼(W)가 각각 수용될 수 있게 홈 형상으로 이루어질 수 있다.
공급관(140)은 보트(120)의 상측으로부터 서셉터(130)들의 각 중앙 홀(132)에 관통되어 설치된다. 여기서, 공급관(140)은 서셉터(130)들로부터 분리될 수 있게 서셉터(130)들의 각 중앙 홀(132)에 관통된다. 이에 따라, 공급관(140)이 튜브(110)에 고정된 채로, 보트(120)에 지지된 서셉터들(130)이 튜브(110)의 하부 개구를 통해 자유로이 출입할 수 있다.
공급관(140)은 외부로부터 공정가스를 공급받아서, 웨이퍼(W)들에 공급할 수 있게 분사한다. 여기서, 공급관(140)은 상측 단부가 튜브(110)와 히팅 챔버(101)를 관통해서 외부의 가스 공급수단과 연결되어 공정가스를 공급받을 수 있다. 다른 예로, 공급관(140)은 상측 단부가 튜브(110) 내부에 형성된 가스 공급로와 연결되어 공정가스를 공급받을 수 있다. 가스 공급로는 외부의 가스 공급수단과 연결 되어 공정가스를 공급받을 수 있다.
공급관(140)에는 서셉터(130)들의 각 상면으로 공정가스를 분사하는 분사구(140a)들이 형성된다. 분사구(140a)는 서셉터(130)마다 하나씩 할당되게 형성되거나, 복수개씩 할당되게 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 반도체 제조 장치(100)의 작용 예를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 비어 있는 보트(120)를 승강장치에 의해 튜브(110) 바깥으로 인출시킨 상태에서, 웨이퍼(W)들이 안착된 서셉터(130)들을 보트(120) 내에 로딩한다. 보트(120) 내에 서셉터(130)들의 로딩이 완료된 후, 보트(120)를 승강장치에 의해 튜브(110) 안으로 인입시킨다. 튜브(110)의 내부 온도를 히팅 챔버(101)에 의해 설정 온도로 유지하도록 튜브(110)를 가열한다. 튜브(110) 가열은 보트(120)를 튜브(110) 안으로 인입시키기 전에 이루어질 수도 있다.
보트(120)가 튜브(110) 안으로 인입된 상태에서, 공급관(140)을 통해 공정가스를 튜브(110) 내로 분사한다. 이때, 공정가스는 공급관(140)의 분사구(140a)들을 통해 서셉터(130)들의 각 상면으로 분사되어 웨이퍼(W)들에 공급된다. 웨이퍼(W)들에 공급된 공정가스는 웨이퍼(W)들 상에 막을 형성할 수 있다. 웨이퍼(W)들 상에 막 형성 공정이 완료되면, 승강장치에 의해 보트(120)를 튜브(110) 밖으로 인출한 후, 서셉터(130)들을 언로딩한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 상하로 다수 배열된 서셉터(130)마다 복 수개의 웨이퍼(W)들이 적재될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)가 1장씩 상하로 적재되는 예와 비교해서, 웨이퍼(W)들의 적재 높이가 동일하다는 가정하에, 본 실시예의 경우가 한번에 더 많은 웨이퍼(W)를 공정 처리할 수 있다. 따라서, 생산성 향상이 도모될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 공정가스가 서셉터(130)들의 각 상면으로 분사될 수 있다. 이에 따라, 공정가스가 튜브(110)의 하측에서 상방으로 흘러가면서 웨이퍼(W)들에 공급되는 예와 비교해서, 웨이퍼(W)들의 적재 위치에 무관하게, 모든 웨이퍼(W)들에 공정가스를 고르게 공급할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)들에 각각 균일한 막이 형성될 수 있다.
한편, 웨이퍼(W) 상에 균일한 막이 형성될 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 분사구(140a)들은 공정가스를 수평으로 분사하도록 형성되며, 서셉터(130)들은 웨이퍼(W)가 안착되는 면이 중앙에서 가장자리로 갈수록 상측으로 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 서셉터(130)의 경사진 각도(θ)는 웨이퍼(W) 상에 균일한 막이 형성되게 설정된다. 서셉터(130)들은 웨이퍼(W)가 안착되는 면 부위만 경사질 수 있지만, 도시된 바와 같이, 상면 전체가 경사질 수도 있다.
웨이퍼(W)들은 공급관(140)의 둘레를 따라 배열되므로, 분사구(140a)로부터 분사되는 공정 가스가 웨이퍼(W)의 상면에 나란하게 공급되는 경우, 각각의 웨이퍼(W)는 분사구(140a)로부터 먼 부위가 분사구(140a)에 가까운 부위보다 공정가스를 적게 공급받을 수 있다. 하지만, 웨이퍼(W)의 안착 면이 중앙에서 가장자리로 갈수록 상측으로 경사지게 형성되면, 분사구(140a)로부터 멀어질수록 공정가스가 머물러 있는 시간이 증가할 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W) 상에 공정가스가 고르게 공급될 수 있으므로, 웨이퍼(W) 상에 더욱 균일한 막이 형성될 수 있다.
다른 예로, 웨이퍼(W) 상에 균일한 막이 형성될 수 있도록, 도 5에 도시된 바와 같이, 서셉터(130)들은 웨이퍼(W)가 안착되는 면이 수평면을 이루게 형성되며, 분사구(140a)들은 공정가스를 서셉터(130)들 쪽으로 경사진 방향으로 분사하도록 형성될 수 있다. 여기서, 분사구(140a)의 경사진 각도(θ)는 웨이퍼(W) 상에 균일한 막이 형성되게 설정된다. 그 효과는 전술한 예와 동일하다.
또 다른 예로, 도시하고 있지는 않지만, 서셉터(130)들은 웨이퍼(W)의 안착 면이 중앙에서 가장자리로 갈수록 상측으로 경사지게 형성됨과 아울러, 분사구(140a)들은 공정가스를 서셉터(130)들 쪽으로 경사진 방향으로 분사하도록 형성될 수도 있다. 이 경우에도, 서셉터(130)의 경사진 각도와 분사구(140a)의 경사진 각도는 웨이퍼(W) 상에 균일한 막이 형성되게 설정될 필요가 있다.
한편, 보트(110)는 도 6에 도시된 바와 같이, 회전 기구(미도시)에 의해 회전 가능할 수 있다. 예컨대, 보트(110)는 회전 기구에 결합되어 회전 가능할 수 있다. 보트(110)가 회전 가능함에 따라, 서셉터(130)들이 공급관(140)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 분사구(140a)들로부터 분사되는 공정가스가 서셉터(130) 상에 안착된 상태로 회전하는 웨이퍼(W)들에 고르게 공급될 수 있다.
서셉터(130)가 회전하게 된 경우, 공급관(140)의 분사구(140a)로부터 분사된 공정가스는 서셉터(130)의 회전 원심력에 의해 서셉터(130)의 바깥쪽 방향으로 치우쳐 흐를 가능성이 있다. 그러면, 웨이퍼(W)들의 각 중심은 서셉터(130)의 회전 중심으로부터 벗어나 위치해 있으므로, 웨이퍼(W)들 상에 공정가스가 고르게 공급되지 못할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)들에 각각 증착된 박막 두께는 서셉터(130)의 회전 중심에 위치한 부위와 서셉터(130)의 가장자리에 위치한 부위 간의 박막 두께에서 차이가 발생할 수 있다. 웨이퍼(W)들에 박막이 균일한 두께로 증착되지 않을 수 있는 것이다.
이를 보완하고자, 튜브(110) 내에는 도 2에 도시된 바와 같이, 공정가스를 보조적으로 공급하는 보조 공급관(160)이 더 포함될 수 있다. 보조 공급관(160)은 웨이퍼(W)들에서 서셉터(130)의 가장자리에 위치한 부위로 공정가스의 부족분을 보충할 수 있게 함으로써, 웨이퍼(W)들에 박막이 균일한 두께로 증착되게 할 수 있다. 보조 공급관(160)의 분사구(160a)들은 공정가스가 서셉터(130)들의 각 상면으로 분사될 수 있게 형성될 수 있다.
한편, 튜브(110)와 보트(120) 사이에는, 튜브(110) 내의 잔여 가스를 배출구(103)로 안내하도록 배플(150)이 설치될 수 있다. 즉, 배플(150)은 공정가스가 웨이퍼(W)들로 공급되어 웨이퍼(W)들 상에 막을 형성하고 난 후, 막 형성에 기여하지 못한 잔여 가스를 배출구(103)로 안내한다.
배플(150)은 상하부가 개구된 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 배플(150)은 상부 개구가 튜브(110)와 이격되고, 하부 개구가 플랜지(111)에 고정되어, 튜 브(110)와의 사이에 상측이 트인 공간을 형성할 수 있다. 배출구(103)는 배플(150)과 튜브(110) 사이의 공간 하측부에 외부와 연통되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 잔여 가스는 배플(150)과 튜브(110) 사이의 공간으로 안내된 후, 배출구(103)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
배플(150)에는 서셉터(130)들의 각 높이에 대응되게 다수의 배플 홀(151)들이 형성될 수 있다. 예컨대, 배플 홀(151)들은 서셉터(130)들의 각 상면 높이와 동일한 높이에 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 각각의 서셉터(130)들의 상면을 거쳐 공정을 수행하고 남은 잔여 가스가 보다 신속하게 배출될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 공급관(240) 및 보조 공급관(160)은 제1,2,3 공급유로(241)(242)(243)를 갖는 3중관 구조로 형성될 수 있다. 제1,2,3 공급유로(241)(242)(243)는 상하로 길게 연장되며, 동심 상으로 배열될 수 있다. 여기서, 제3 공급유로(243)는 제1 공급유로(241)와 제2 공급유로(242) 사이에 위치할 수 있다.
제1 공급유로(241)에는 외부로부터 제1 공정가스가 각각 공급될 수 있다. 이 경우, 제1 공급유로(241)에는 제1 공정가스의 분사를 위한 제1 분사구(241a)가 형성된다. 제2 공급유로(242)에는 외부로부터 제2 공정가스가 공급될 수 있다. 이 경우, 제2 공급유로(242)에는 제2 공정가스의 분사를 위한 제2 분사구(242a)가 형성된다.
제3 공급유로(243)에는 외부로부터 냉각 매체가 공급될 수 있다. 냉각 매체 는 기체, 액체, 고체 중 어느 하나의 상태일 수 있다. 제3 공급유로(243)로 공급된 냉각 매체는 제1,2 공급유로(241)(242)를 따라 흐르는 제1,2 공정가스가 해리되는 현상 등을 방지할 수 있게 한다.
튜브(110) 내에서 수행되는 공정이 유기금속 화학증착(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition)이고, 웨이퍼 상에 질화갈륨(GaN) 막을 형성하는 경우, 제1 공정가스는 트리메틸갈륨(Trimethylgallium)과 암모니아(ammonia) 중 어느 하나이고, 제2 공정가스는 나머지 하나일 수 있다.
전술한 예의 경우, 냉각 매체가 제1 공급유로(241) 또는 제2 공급유로(242)로 공급된다면, 트리메틸갈륨과 암모니아 중, 특히 냉각이 더 요구되는 트리메틸갈륨은 냉각 매체와 인접한 제3 공급유로(243)로 공급됨이 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 공급관 및 보조 공급관은 단일관 또는 2중관 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 공정가스가 튜브 외부에서 혼합되어 공급되는 경우, 단일관 구조의 사용이 가능하며, 공정가스들이 독립된 공급 경로를 갖도록 구성되는 경우에는 2중관 구조로 사용할 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 수직형 퍼니스에 대한 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치에 대한 단면도.
도 3은 도 2에 있어서, 하나의 서셉터를 발췌하여 도시한 사시도.
도 4는 도 2에 있어서, 서셉터의 상면이 경사진 상태를 도시한 단면도.
도 5는 도 2에 있어서, 분사구의 공정가스 분사 방향이 경사진 상태를 도시한 단면도.
도 6은 도 2에 있어서, 보트와 함께 서셉터가 공급관에 대해 상대적으로 회전하는 예를 도시한 평면도.
도 7 및 도 8은 도 2에 있어서, 다른 예의 공급관에 대한 횡단면도 및 종단면도.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉
101..히팅 챔버 110..튜브
120..보트 130..서셉터
140,240..공급관 140a..분사구
150..배플 160..보조 공급관
W..웨이퍼

Claims (9)

  1. 내부에 공정공간을 가지며, 일측에 배출구를 갖는 튜브;
    상기 튜브의 하측 개구를 통해 출입 가능하게 된 보트;
    상기 보트 내에 상하로 서로 이격되어 지지되며, 각각의 회전 중심에 중앙 홀이 형성되며, 각각의 상면에 중심 둘레를 따라 웨이퍼가 다수 안착되는 서셉터들; 및
    상기 보트의 상측으로부터 상기 서셉터들의 각 중앙 홀에 관통하여 설치되며, 외부로부터 공급받은 공정가스를 상기 서셉터들의 각 상면으로 분사하는 분사구들이 형성된 공급관;
    을 포함하는 반도체 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분사구들은 공정가스를 수평으로 분사하도록 형성되며;
    상기 서셉터들은 웨이퍼 상에 균일한 막이 형성되게 웨이퍼의 안착 면이 중앙에서 가장자리로 갈수록 상측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 서셉터들은 웨이퍼가 안착되는 면이 수평면을 이루게 형성되며;
    상기 분사구들은 웨이퍼 상에 균일한 막이 형성되게 공정가스를 상기 서셉터들 쪽으로 경사진 방향으로 분사하도록 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보트는 회전 기구에 의해 회전 가능하게 되어 상기 서셉터들을 상기 공급관에 대해 회전 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 튜브 내에 공정가스를 보조적으로 공급하는 보조 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보조 공급관은, 제1 공정가스가 공급되는 제1 공급유로와, 제2 공정가스가 공급되는 제2 공급유로, 및 냉각 매체가 공급되는 제3 공급유로가 동축 상으로 형성된 3중관 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브 내의 잔여 가스를 상기 배출구로 안내하도록 상기 튜브와 상기 보트 사이에 다수의 배플 홀들을 갖는 배플을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도 체 제조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 배플 홀들은 상기 서셉터들의 각 높이에 대응되는 높이에 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 공급관은, 제1 공정가스가 공급되는 제1 공급유로와, 제2 공정가스가 공급되는 제2 공급유로, 및 냉각 매체가 공급되는 제3 공급유로가 동축 상으로 형성된 3중관 구조인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
KR1020090064952A 2009-07-16 2009-07-16 반도체 제조 장치 KR20110007434A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090064952A KR20110007434A (ko) 2009-07-16 2009-07-16 반도체 제조 장치
PCT/KR2010/004104 WO2011007967A2 (ko) 2009-07-16 2010-06-24 반도체 제조 장치
CN201080032024.5A CN102576669B (zh) 2009-07-16 2010-06-24 半导体制造装置
JP2012520527A JP2012533876A (ja) 2009-07-16 2010-06-24 半導体製造装置
TW099123444A TWI492325B (zh) 2009-07-16 2010-07-16 製造半導體的裝置
US13/347,896 US8246747B2 (en) 2009-07-16 2012-01-11 Apparatus for manufacturing semiconductor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090064952A KR20110007434A (ko) 2009-07-16 2009-07-16 반도체 제조 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110007434A true KR20110007434A (ko) 2011-01-24

Family

ID=43449934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090064952A KR20110007434A (ko) 2009-07-16 2009-07-16 반도체 제조 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8246747B2 (ko)
JP (1) JP2012533876A (ko)
KR (1) KR20110007434A (ko)
CN (1) CN102576669B (ko)
TW (1) TWI492325B (ko)
WO (1) WO2011007967A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323125B1 (ko) * 2011-11-02 2013-10-30 우범제 반도체 소자 제조용 수직형 확산로의 가스 분사 시스템

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI452168B (zh) * 2010-06-21 2014-09-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 電漿式鍍膜裝置
JP5565242B2 (ja) * 2010-09-29 2014-08-06 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
CN102485953B (zh) * 2010-12-01 2014-07-30 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 托盘装置及结晶膜生长设备
KR101205436B1 (ko) * 2011-01-04 2012-11-28 삼성전자주식회사 화학 기상 증착 장치
JP2012195565A (ja) * 2011-02-28 2012-10-11 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
CN103184434B (zh) * 2011-12-31 2016-08-10 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 托盘装置、托盘及半导体处理设备
CN103628039A (zh) * 2012-08-28 2014-03-12 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Mocvd反应腔及mocvd设备
US9493874B2 (en) * 2012-11-15 2016-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Distribution of gas over a semiconductor wafer in batch processing
JP6358420B2 (ja) * 2014-01-10 2018-07-18 三菱マテリアル株式会社 減圧式縦型化学蒸着装置及び化学蒸着方法
WO2015105177A1 (ja) * 2014-01-10 2015-07-16 三菱マテリアル株式会社 化学蒸着装置、および化学蒸着方法
JP6320824B2 (ja) * 2014-03-31 2018-05-09 株式会社東芝 ガス供給管、およびガス処理装置
CN105990082A (zh) * 2015-02-15 2016-10-05 盛美半导体设备（上海）有限公司 半导体刻蚀装置
WO2017010426A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 三菱マテリアル株式会社 化学蒸着装置、化学蒸着方法
JP2017020111A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 三菱マテリアル株式会社 化学蒸着装置、化学蒸着方法
WO2018008554A1 (ja) * 2016-07-07 2018-01-11 三菱日立ツール株式会社 硬質皮膜、硬質皮膜被覆工具及びそれらの製造方法
CN106399970A (zh) * 2016-10-10 2017-02-15 无锡宏纳科技有限公司 环管式低压化学气相沉淀腔
CN106399972A (zh) * 2016-10-10 2017-02-15 无锡宏纳科技有限公司 低压化学气相沉淀腔
CN106245004A (zh) * 2016-10-10 2016-12-21 无锡宏纳科技有限公司 内外喷气式低压化学气相沉淀腔
JP6952595B2 (ja) * 2017-12-20 2021-10-20 東京エレクトロン株式会社 縦型熱処理装置
CN113327884B (zh) * 2020-02-29 2023-10-17 长鑫存储技术有限公司 晶圆支撑件、晶圆加工装置及晶圆加工方法
WO2022047785A1 (zh) * 2020-09-07 2022-03-10 苏州晶湛半导体有限公司 一种晶片承载盘
US20220122856A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-21 Changxin Memory Technologies, Inc. Diffusion furnace
CN114369813B (zh) * 2020-10-15 2023-05-26 长鑫存储技术有限公司 扩散炉
CN112687596A (zh) * 2020-12-17 2021-04-20 北京北方华创微电子装备有限公司 晶舟、工艺腔室及半导体工艺设备

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3696779A (en) * 1969-12-29 1972-10-10 Kokusai Electric Co Ltd Vapor growth device
JPS5420971A (en) * 1977-07-18 1979-02-16 Nec Corp Vapor phase growing device
US4421786A (en) * 1981-01-23 1983-12-20 Western Electric Co. Chemical vapor deposition reactor for silicon epitaxial processes
JPS59919A (ja) * 1982-06-25 1984-01-06 Toshiba Corp ガス導入器
JPS60170233A (ja) * 1984-02-15 1985-09-03 Toshiba Corp 半導体製造装置
JPS6119119A (ja) * 1984-07-06 1986-01-28 Nec Corp 気相成長装置
JPS6315412A (ja) * 1986-07-07 1988-01-22 Seiko Epson Corp 化学気相成長方法
JPS6343315A (ja) * 1986-08-11 1988-02-24 Kokusai Electric Co Ltd 減圧ｃｖｄ装置
US5062386A (en) * 1987-07-27 1991-11-05 Epitaxy Systems, Inc. Induction heated pancake epitaxial reactor
US4854266A (en) * 1987-11-02 1989-08-08 Btu Engineering Corporation Cross-flow diffusion furnace
JPH01123413A (ja) * 1987-11-06 1989-05-16 Fujitsu Ltd 気相成長装置
JP2726681B2 (ja) * 1988-10-13 1998-03-11 東芝セラミックス株式会社 気相成長装置
JPH07118466B2 (ja) * 1988-12-26 1995-12-18 東芝セラミックス株式会社 サセプタ
JPH04129213A (ja) * 1990-09-20 1992-04-30 Nec Corp 半導体装置の製造装置
JPH0519352U (ja) * 1991-08-26 1993-03-09 新日本無線株式会社 マイクロ波プラズマｃｖｄ装置
JP2522042Y2 (ja) * 1991-11-08 1997-01-08 富士電子工業株式会社 プラズマｃｖｄ装置
JPH0745530A (ja) * 1993-07-27 1995-02-14 Shin Etsu Handotai Co Ltd 縦型気相成長装置
US5888303A (en) * 1997-04-07 1999-03-30 R.E. Dixon Inc. Gas inlet apparatus and method for chemical vapor deposition reactors
US6099650A (en) * 1998-03-03 2000-08-08 Concept Systems Design, Inc. Structure and method for reducing slip in semiconductor wafers
US6148832A (en) * 1998-09-02 2000-11-21 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for in-situ cleaning of polysilicon-coated quartz furnaces
JP2001257168A (ja) * 2000-03-14 2001-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｃｖｄ装置
KR100432704B1 (ko) * 2001-09-01 2004-05-24 주성엔지니어링(주) 수소화된 ＳｉＯＣ 박막 제조방법
US7181132B2 (en) * 2003-08-20 2007-02-20 Asm International N.V. Method and system for loading substrate supports into a substrate holder
KR100539386B1 (ko) * 2004-06-25 2005-12-27 조정희 퍼니스 장치
WO2006013808A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Hitachi Kokusai Electric Inc. 熱処理装置及び基板の製造方法
US7625205B2 (en) * 2004-09-30 2009-12-01 Hitachi Kokusai Electric Inc. Heat treatment apparatus and method of manufacturing substrates
CA2609764C (en) * 2005-05-27 2013-06-18 Kirin Beer Kabushiki Kaisha Apparatus for manufacturing gas barrier plastic container, method for manufacturing the container, and the container
KR100705267B1 (ko) * 2005-10-24 2007-04-09 동부일렉트로닉스 주식회사 보트 및 이를 구비한 수직형 퍼니스
JP4866658B2 (ja) * 2006-05-23 2012-02-01 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置
JP4464979B2 (ja) * 2007-03-05 2010-05-19 東京エレクトロン株式会社 処理システム、処理方法、及び、プログラム
JP2009088315A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
KR100965401B1 (ko) * 2007-11-28 2010-06-24 국제엘렉트릭코리아 주식회사 노즐 유닛 및 그 유닛을 갖는 원자층 증착 설비
US20090197424A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP4688230B2 (ja) * 2008-10-09 2011-05-25 株式会社シンクロン 成膜方法
JP2012069723A (ja) * 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置およびガスノズルならびに基板の処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323125B1 (ko) * 2011-11-02 2013-10-30 우범제 반도체 소자 제조용 수직형 확산로의 가스 분사 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011007967A2 (ko) 2011-01-20
US8246747B2 (en) 2012-08-21
WO2011007967A3 (ko) 2011-03-31
US20120103260A1 (en) 2012-05-03
CN102576669A (zh) 2012-07-11
TWI492325B (zh) 2015-07-11
TW201115673A (en) 2011-05-01
CN102576669B (zh) 2015-06-03
JP2012533876A (ja) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110007434A (ko) 반도체 제조 장치
TWI770095B (zh) 成膜裝置、成膜方法及絕熱構件
TWI806986B (zh) 基材製程裝置及方法
KR102015693B1 (ko) 종형 열처리 장치
US11359283B2 (en) Reaction tube structure and substrate processing apparatus
US9741575B2 (en) CVD apparatus with gas delivery ring
US20120100292A1 (en) Gas injection unit and a thin-film vapour-deposition device and method using the same
KR20160094867A (ko) 3-5족-반도체 층을 증착하기 위한 방법 및 장치
KR101387518B1 (ko) 기판처리장치
TWI461561B (zh) Film forming method and film forming device
KR101463592B1 (ko) 기판 처리장치
KR20110112074A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20110096348A (ko) 건식식각장치 및 이를 구비한 기판처리시스템
KR101523357B1 (ko) 반도체 소자 형성 장치 및 반도체 소자 형성 방법
JP2003303819A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
KR101573526B1 (ko) 유기금속 화학기상 증착장치의 퍼니스
KR101131547B1 (ko) 보트 및 그 보트를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법
US20150191821A1 (en) Substrate processing device
CN116219411B (zh) 一种用于成膜装置的气体喷射装置
KR100827478B1 (ko) 저압기상증착설비의 자동셔터와 자동셔터를 통한 퍼지가스세정방법
KR20070022453A (ko) 화학 기상 증착 장치
JP2022189179A (ja) シャワーヘッド及び基板処理装置
KR20210158171A (ko) 기판처리방법 및 이에 사용되는 기판처리장치
JPH0294626A (ja) 縦型熱処理装置および熱処理方法
KR20150125885A (ko) 유기금속 화학기상 증착장치의 진공 가이드

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid