KR20140128848A

KR20140128848A - 퍼니스형 반도체 설비

Info

Publication number: KR20140128848A
Application number: KR1020130084304A
Authority: KR
Inventors: 박용성; 김동렬; 김기훈; 이성광
Original assignee: 국제엘렉트릭코리아 주식회사
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-11-06
Also published as: KR101555238B1

Abstract

본 발명은 퍼니스형 반도체 설비를 제공한다. 본 발명의 퍼니스형 반도체 설비는 공정 튜브; 상기 공정 튜브 내에 위치되는 기판 적재 유닛; 상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판들로 공정 가스를 분사하는 노즐들을 포함하되; 상기 노즐들은 상기 기판 적재 유닛의 길이방향에 대해 적어도 2개 이상의 구간별로 가스를 분사하는 구간 노즐들을 포함한다.

Description

퍼니스형 반도체 설비{Semiconductor Apparatus of Furnace Type}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 퍼니스형 반도체 설비에 관한 것이다.

최근 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 실리콘 웨이퍼 상에 증착 공정, 확산 공정, 사진 및 식각 공정 등을 수행하여 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.

반도체 장치의 제조 과정에서, 저압 화학 기상 증착 공정 및 확산 공정은 통상적으로 종형의 퍼니스 내에서 이루어진다. 구체적으로, 퍼니스형 반도체 설비는 히터 블록이 구비되고 히터 블록 내부에 석영으로 이루어지는 아우트 튜브 및 이너 튜브로 구성된다. 또한, 이너 튜브 내에는 웨이퍼들을 적재하기 위한 보트가 구비되며, 상기 보트에 적재된 다수매의 웨이퍼는 한꺼번에 공정 공간, 즉 공정 챔버에 투입되어 증착 또는 확산 공정이 수행된다.

퍼니스형 반도체 설비를 사용하여 공정을 수행하는 경우, 설비 내의 가스 분포도에 따라 공정 변화가 매우 크다. 그렇기 때문에, 설비에서 공정이 수행되는 전 영역 즉, 공정 챔버 내의 가스 분포가 거의 균일하게 되도록 공급하는 것이 매우 중요하다.

그러나, 종래에는 공정 챔버 내의 가스 분포를 균일하게 가져가기 위해 각각의 웨이퍼들 위치에 맞게 분사구들을 형성하여 가스를 공급하고 있으나, 각각의 분사구에서 분사되는 가스의 양이 동일하지 않고, 특히 분사구에서 분사되는 가스의 체류 시간이 분사구의 위치에 따라 서로 다르기 때문에 웨이퍼 박막 생성에 영향을 주게 된다.

본 발명은 가스의 노즐내 체류 시간을 동일하게 할 수 있는 퍼니스형 반도체 설비를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 안정적이고 균일한 가스의 공급이 가능한 퍼니스형 반도체 설비를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 웨이퍼간 균일한 박막을 형성할 수 있는 퍼니스형 반도체 설비를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공정 튜브; 상기 공정 튜브 내에 위치되는 기판 적재 유닛; 상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판들로 공정 가스를 분사하는 노즐들을 포함하되; 상기 노즐들은 상기 기판 적재 유닛의 길이방향에 대해 적어도 2개 이상의 구간별로 가스를 분사하는 구간 노즐들을 포함하는 퍼니스형 반도체 설비를 제공하고자 한다 .

또한, 상기 구간 노즐들은 노즐 내부에서의 가스 체류 시간을 연장하기 위한 2중관 구조로 제공될 수 있다.

또한, 2중관 구조의 상기 구간 노즐은 상기 공정 튜브 내에서 길이가 상대적으로 짧은 구간 노즐일 수 있다.

또한, 상기 구간 노즐은 공정 가스 공급 라인과 연결되는 그리고 제1분사홀들을 갖는 내부 노즐; 및 상기 기판 적재 유닛을 향하도록 형성되는 제2분사홀들을 갖고, 상기 내부 노즐을 감싸도록 설치되는 외부 노즐을 포함할 수 있다.

또한, 상기 내부 노즐의 제1분사홀들은 상기 외부 노즐의 제2분사홀들과는 다른 방향으로 공정가스를 분사할 수 있다.

또한, 상기 구간 노즐은 내부공간에 노즐 내부에서의 가스 흐름을 억제하는 가둠 구조체가 설치될 수 있다.

또한, 상기 가둠 구조체는 상기 구간 노즐의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 배치되는 기류 방해 플레이트들 및 상기 기류 방해 플레이트들을 지지하도록 상기 구간 노즐의 길이방향으로 설치되는 지지대를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구간 노즐은 가스 인입 방향이 위에서 아래를 향할 수 있다.

또한, 상기 구간 노즐들은 상기 기판 적재 유닛의 상부 구간으로 가스를 분사하는 제1구간노즐과, 상기 기판 적재 유닛의 하부 구간으로 가스를 분사하는 제2구간노즐을 포함하되; 상기 제1구간 노즐과 제2구간노즐은 가스 인입 방향이 서로 정반대일 수 있다.

또한, 상기 구간 노즐은 아래에서 위로 가스가 흐르는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 상단으로부터 연장 절곡되는 절곡 몸체 그리고 상기 절곡 몸체의 끝단으로부터 연장되고 가스가 위에서 아래로 흐르는 제2몸체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 공정 튜브; 상기 공정 튜브 내에 위치되는 기판 적재 유닛; 상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판들로 공정 가스를 분사하는 노즐들을 포함하되; 상기 노즐들은 노즐 내부에서의 가스 체류 시간을 연장하기 위한 2중관 구조로 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 기판들간의 균일한 박막을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면 기판 상에서의 균일한 가스 흐름을 제공할 수 있어 성막 품질을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 에피택셜 성장 공정을 위한 클러스터 설비를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리를 위한 클러스터 설비를 나타내는 측면도이다.
도 3은 프로세스 챔버를 보여주는 도면이다.
도 4는 사이드 노즐부를 설명하기 위한 공정 튜브의 평단면도이다.
도 5는 사이드 노즐부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 절개부의 다양한 예를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 구간 노즐의 내부를 보여주는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 구간 노즐의 다른 예를 보여주는 도면들이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 증착을 위한 퍼니스형 반도체 설비를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서 기판은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 기판은 유리 기판 등과 같이 다른 종류의 기판일 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 공정을 위한 클러스터 설비를 나타내는 평면도 및 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 증착 공정을 위한 클러스터 설비(1)는 설비 전방 단부 모듈(900), 제1로드락 챔버(200)들, 트랜스퍼 챔버(300) 그리고 공정 처리 모듈(400)들을 포함한다.

설비 전방 단부 모듈(Equipment Front End Module;EFEM)(900)은 클러스터 설비(1)의 전면에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(900)은 카세트(C)가 로딩 및 언로딩되는 로드 포트(load port)(910)들과, 카세트(C)로부터 기판을 인출하는 기판 이송 로봇(930)이 구비되어 카세트(C)와 제1로드락 챔버(200)들 간에 기판을 이송하도록 인터페이스 하는 인덱스 챔버(920)를 포함한다. 여기서, 기판 이송 로봇(930)은 ATM(Atmosphere)로봇이 사용된다.

인덱스 챔버(920)는 로드 포트(910)들과 제1로드락 챔버(200) 사이에 위치된다. 인덱스 챔버(920)는 전면 패널(922)과 후면 패널(924) 그리고 양측면 패널(926)을 포함하는 직육면체의 형상을 가지며, 그 내부에는 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(930)이 제공된다. 도시하지 않았지만, 인덱스 챔버(920)는 내부 공간으로 입자 오염물이 들어오는 것을 방지하기 위하여, 벤트들(vents), 층류 시스템(laminar flow system)과 같은 제어된 공기 유동 시스템을 포함할 수 있다.

인덱스 챔버(920)는 로드락 챔버(200)와 접하는 후면 패널(924)에 로드락 챔버(200)와의 웨이퍼 이송을 위한 통로가 게이트 밸브(GV1)에 의해 개폐된다.

로드 포트(910)들은 인덱스 챔버(920)의 전면 패널(922)상에 일렬로 배치된다. 로드 포트(204)에는 카세트(C)가 로딩 및 언로딩된다. 카세트(C)는 전방이 개방된 몸체와 몸체의 전방을 개폐하는 도어를 갖는 전면 개방 일체식 포드(front open unified pod)일 수 있다.

인덱스 챔버(920)의 양측면 패널(926)에는 더미 기판 저장부(940)가 제공된다. 더미 기판 저장부(940)는 더미 기판(DW)들이 적층 보관되는 더미 기판 보관용기(942)들을 제공한다. 더미 기판 저장부(940)의 더미 기판 보관용기(942)에 보관되는 더미 기판(DW)들은 공정 처리 모듈(300)에서 기판들이 부족할 경우 사용된다.

도시하지 않았지만, 더미 기판 보관용기(942)는 인덱스 챔버의 측면이 아닌 다른 챔버로 변경하여 제공될 수 있다. 일 예로, 더미 기판 보관용기(942)는 트랜스퍼 챔버(300)에 설치될 수 있다.

제1로드락 챔버(200)는 게이트밸브(GV1)를 통해 설비 전방 단부 모듈(900)과 연결된다. 제1로드락 챔버(200)는 설비 전방 단부 모듈(900)과 트랜스퍼 챔버(300) 사이에 배치된다. 설비 전방 단부 모듈(900)과 트랜스퍼 챔버(300) 사이에는 3개의 제1로드락 챔버(200)가 제공된다. 제1로드락 챔버(200)는 내부공간이 대기압와 진공압으로 선택적 전환이 가능하다. 제1로드락 챔버(200)에는 기판이 적재되는 적재용기(210)가 제공된다.

트랜스퍼 챔버(300)는 게이트 밸브(GV2)를 통해 제1로드락 챔버(200)들과 연결된다. 트랜스퍼 챔버(300)는 제1로드락 챔버(200)와 공정 처리 모듈(400) 사이에 배치된다. 트랜스퍼 챔버(300)는 직육면체의 박스 형상을 가지며, 그 내부에는 기판을 이송하기 위한 기판 이송 로봇(330)이 제공된다. 기판 이송 로봇(330)은 제1로드락 챔버(200)와 공정 처리 모듈(400)의 제2로드락 챔버(410)에 구비된 기판 적재 유닛(420)들 간에 기판을 이송한다. 기판 이송 로봇(330)은 1장의 기판 또는 5장의 기판을 반송할 수 있는 앤드 이펙터를 포함할 수 있다. 여기서, 기판 이송 로봇(330)은 진공 환경에서 기판을 이송시킬 수 있는 진공 로봇이 사용된다.

트랜스퍼 챔버(300)에는 복수개의 공정 처리 모듈(400)이 게이트 밸브(GV3)를 통해 연결될 수 있다. 일 예로, 트랜스퍼 챔버(300)에는 선택적 에피택셜 성장 장치인 3개의 공정 처리 모듈(400)이 연결될 수 있으며, 그 개수는 다양하게 제공될 수 있다.

도 2를 참조하면, 클러스터 설비(1)는 진공배기부(500)와 불활성가스 공급부(600)를 포함한다. 진공배기부(500)는 제1로드락 챔버(200), 트랜스퍼 챔버(300), 제2로드락 챔버(410) 그리고 프로세스 챔버(100) 각각에 연결되어 각 챔버에 진공압을 제공하는 진공라인(510)을 포함한다. 불활성가스 공급부(600)는 제1로드락 챔버(200), 트랜스퍼 챔버(300), 제2로드락 챔버(410) 그리고 프로세스 챔버(100) 간의 차압 형성을 위해 각각의 챔버에 불활성가스를 공급하는 가스 공급라인(610)을 포함한다.

또한, 인덱스 챔버(110)와 제1로드락 챔버(200), 제1로드락 챔버(200)와 트랜스퍼 챔버(300) 그리고 트랜스퍼 챔버(300)와 제2로드락 챔버(410)는 게이트밸브(GV1,GV2,GV3)를 통해 연결되어, 각각의 챔버 압력을 독립적으로 제어할 수 있다.

도 3은 프로세스 챔버를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 박막 증착 장치인 퍼니스형 반도체 설비(400)는 제2로드락 챔버(410)와 프로세스 챔버(100)를 포함한다.

제2로드락 챔버(410)는 게이트 밸브(GV3)를 통해 트랜스퍼 챔버(300)와 연결된다. 제2로드락 챔버(410)에는 기판들이 배치식으로 적재되는 기판 적재 유닛(130)을 프로세스 챔버(100)의 공정튜브(110)의 내부공간으로 로딩/언로딩시키기 위한 승강부재(430)가 제공된다. 일 예로, 기판 적재 유닛(130)은 기판들이 25매, 50매씩 적재될 수 있도록 슬롯들을 구비한 보우트를 포함할 수 있다. 제2로드락 챔버(410)의 상부에는 프로세스 챔버(100)가 배치된다.

프로세스 챔버(100)는 박막 증착을 위한 장치 구성을 포함할 수 있다. 일 예로, 프로세스 챔버(100)는 공정튜브(110), 히터 어셈블리(120), 기판 적재 유닛(130), 사이드 노즐부(140), 보트 회전부(160), 제어부(170) 그리고 공급부(190)를 포함한다.

공정 튜브(110)는 기판 적재 유닛(130)이 수용되는 이너 튜브(112)와, 이너 튜브(112)를 감싸는 아웃 터 튜브(114)를 포함한다. 공정 튜브(110)는 기판이 적재된 기판 적재 유닛(130)이 로딩되어 기판들 상에 박막 증착 공정이 진행되는 내부 공간을 제공한다. 공정 튜브(110)는 높은 온도에서 견딜 수 있는 재질, 예컨대 석영으로 제작될 수 있다. 이너 튜브(112)와 아웃터 튜브(114)는 상부가 막혀 있는 원통관 형상으로 이루어진다. 특히, 이너 튜브(112)는 일측에 길이방향(수직한 방향)을 따라 절개부(113)가 형성된다. 일 예로, 절개부(113)는 슬롯형태로 제공된다. 절개부(113)는 제1사이드 노즐(142)과 일직선상에 형성될 수 있다.

도 6은 절개부의 다양한 예를 보여주는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 절개부(113)는 좌측 첫번째 그림과 좌측 두번째 그림처럼 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 넓어지는 역삼각형 모양, 하단에서 상단으로 갈수록 폭이 좁아지는 삼각형 모양처럼 상하 대칭이 이루어지지 않는 모양으로 제공될 수 있다. 또한, 절개부(113)는 좌측 세번째 그림처럼 제1사이드 노즐(142)의 분사홀에 대향되게 개별 홀 형태로 제공될 수 있다. 또한, 절개부(113)는 우측 첫번째 그림처럼 동일한 폭으로 제공될 수 있다.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 공정튜브(110)는 플랜지(118) 일측에 내부를 감압시키기 위해 내부 공기를 강제 흡입하여 배기하기 위한 배기 포트(119)와, 배기 포트(119) 반대편에 공정 튜브(110) 내부로 공정 가스를 주입하기 위한 사이드 노즐부(140) 장착을 위한 노즐 포트(118)가 제공된다. 배기 포트(119)는 공정시 공정 튜브(110) 내 공기를 외부로 배출시키기 위해 제공된다. 배기 포트(119)에는 진공 배기 장치(미도시됨)가 연결되며, 배기 포트(119)를 통해 공정 튜브(110)로 공급되는 공정 가스의 배기 및 내부 감압이 이루어진다. 히터 어셈블리(120)는 공정튜브(110)를 둘러싸도록 설치된다.

기판 적재 유닛(130)은 복수개(일 예로 50장)의 기판들이 삽입되는 슬롯들을 구비할 수 있다. 기판 적재 유닛(130)은 시일캡(180) 상에 장착되며, 시일 캡(180)은 엘리베이터 장치인 승강부재(430)에 의해 공정 튜브(110) 안으로 로딩되거나 또는 공정 튜브(110) 밖으로 언로딩된다. 기판 적재 유닛(130)이 공정 튜브(110)에 로딩되면, 시일캡(180)은 공정 튜브(110)의 플랜지(111)와 결합된다. 한편, 공정 튜브(110)의 플랜지(111)와 시일 캡(180)이 접촉하는 부분에는 실링(sealing)을 위한 오-링(O-ring)과 같은 밀폐부재가 제공되어 공정가스가 공정 튜브(110)와 시일 캡(180) 사이에서 새어나가지 않도록 한다.

한편, 보트 회전부(160)는 기판 적재 유닛(130)을 회전시키기 위한 회전력을 제공한다. 보트 회전부(160)는 모터가 사용될 수 있다. 보트 회전부(160)는 시일 캡(180)상에 설치된다. 보트 회전부(160)는 기판 적재 유닛(130)의 회전 속도를 감지하기 위한 센서가 구비될 수 있다. 센서에서 감지된 기판 적재 유닛(130)의 회전 속도는 제어부(170)로 제공될 수 있다.

제어부(170)는 보트 회전부(160)의 동작을 제어한다. 제어부(170)는 사이드 노즐부(140)의 노즐들을 통해 공급되는 가스 공급 단계별 시간에 따라 보트 회전부(160)의 회전속도를 제어한다.

도 4는 사이드 노즐부를 설명하기 위한 공정 튜브의 평단면도이고, 도 5는 사이드 노즐부를 보여주는 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 사이드 노즐부(140)는 공정 튜브(110)의 내측에 수직하게 제공된다. 사이드 노즐부(140)는 공정 튜브(110)로 기판 표면에 박막 증착에 기여하는 가스들을 공급하는 복수의 노즐들을 포함할 수 있다. 일 예로, 사이드 노즐부(140)는 제1사이드 노즐(142), 제2사이드 노즐(144), 한 쌍의 사이드 커튼 노즐(152)을 포함할 수 있다.

사이드 노즐부(140)는 공급부(190)를 통해 기판 표면에 박막 성장에 기여하는 가스들을 공급받는다. 공급부(190)는 제1공정가스, 제2공정가스, 세정용 가스 그리고 불활성 가스(퍼지 가스)를 선택적으로 사이드 노즐부(140)로 제공할 수 있다. 일 예로, 제2공정가스에는 DCS, SiH4, Si2H6 등의 데포 가스가 사용될 수 있고, 제1공정가스에는 Cl2, HCL 등의 식각 가스가 사용될 수 있으며, 불순물 도핑을 목적으로 할 경우에는 B2H6 , PH3 등과 같은 도핑 가스가 사용될 수 있다.

제1사이드 노즐(142)은 제1공정가스를 분사하는 노즐로써, 이너 튜브(112)에 제공되는 절개부(113)와 마주보도록 일직선상에 위치된다. 제1사이드 노즐(142)은 기판 적재 유닛(130)의 길이방향에 대해 복수개의 구간별로 가스를 분사하는 구간노즐들을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1사이드 노즐(142)은 2개의 구간별로 가스를 분사하는 제1,2구간 노즐들(142-1,142-2)을 포함한다. 제1구간노즐(142-1)은 기판 적재 유닛(130)의 상부 구간으로 가스를 분사하고, 제2구간노즐(142-2)은 기판 적재 유닛(130)의 하부 구간으로 가스를 분사한다. 제1구간노즐(142-1)과 제2구간노즐(142-2)은 서로 인접하게 위치되며, 이너 튜브(112)에 제공되는 절개부(113)와 마주보도록 일직선상에 위치된다.

한 쌍의 사이드 커튼 노즐(152)은 제1사이드 노즐(142)을 사이에 두고 양 옆에 나란하게 배치된다. 사이드 커튼 노즐(152)은 제1사이드 노즐(142)로부터 분사되는 식각 가스가 이너 튜브(112)의 절개부(113)를 향해 직진하도록 불활성 가스를 분사한다. 일 예로, 불활성 가스에는 N2가스, Ar 가스, H2 가스를 포함할 수 있다.

본 발명에서는 제1사이드 노즐(142)로부터 분사되는 제1공정 가스가 사이드 커튼 노즐(152)로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 직진성이 향상되어 기판의 상부에 수평한 방향으로 층류를 형성함으로써 기판 균일도를 더욱더 향상시킬 수 있다.

제2사이드 노즐(144)은 제2공정가스를 분사하는 노즐이며, 제2사이드 노즐(144)은 사이드 커튼 노즐(152) 일측에 제공된다. 제2사이드 노즐(144)은 배기 포트(113)와 일정 각도 틀어지게 배치된다.

제2사이드 노즐(144)은 기판 적재 유닛(130)의 길이방향에 대해 복수개의 구간별로 가스를 분사하는 구간노즐들을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2사이드 노즐(144)은 제1,2구간 노즐들(144-1,144-2)을 포함한다. 제1구간노즐(144-1)은 기판 적재 유닛(130)의 상부 구간으로 가스를 분사하고, 제2구간노즐(144-2)은 기판 적재 유닛(130)의 하부 구간으로 가스를 분사한다.

제1구간 노즐(142-1,144-1)과 제2구간 노즐(142-2,144-2)은 공정 튜브 내에서의 길이가 상이하기 때문에 가스 분사시 노즐 내부의 가스 정체 시간(가스 체류 시간)이 상이할 수 있다. 일 예로, 제2구간 노즐(142-2,144-2)은 제1구간 노즐(142-1,144-1)보다 그 길이가 짧다. 따라서, 제2구간 노즐(142-2)에서의 가스 분사가 제1구간 노즐(142-1)에서의 가스 분사보다 빠를 수 있다. 이로 인하여 기판 적재 유닛(130)의 상부에 위치하는 기판들의 박막 두께와, 기판 적재 유닛(130)의 하부에 위치하는 기판들의 박막 두께의 차이를 유발시킬 수 있다. 그러나, 이러한 문제는 아래와 같은 노즐 구조를 통해 해소될 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 제2구간 노즐의 내부를 보여주는 도면들이다.

도 7을 참조하면, 일 예에 따르면 제2구간 노즐(142-2)은 제1구간 노즐(142-1)과 가스 정체 시간(가스 체류시간)이 동일해지도록 2중관 구조로 제공될 수 있다. 즉, 제2구간 노즐(142-2)은 외부관(10)과 내부관(20)을 포함하고, 외부관(10)과 내부관(20)에 각각 분사구(12,22)들을 형성하되, 내부관의 분사구(22)들과 외부관의 분사구(12)들은 그 분사 방향이 상이하게 제공된다. 이로써, 제2구간 노즐(142-2)에서의 가스 정체 시간이 연장될 수 있다.

도 8을 참조하면, 또 다른 예에 따르면 제2구간 노즐(142-2)은 제1구간 노즐(142-1)과 가스 정체 시간이 동일해지도록 가스 흐름을 억제하는 가둠(confinement) 구조체(40)가 제공될 수 있다. 가둠 구조체(40)는 구간 노즐의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 배치되는 기류 방해 플레이트(42)들과 기류 방해 플레이트(42)들을 지지하도록 구간 노즐의 길이방향으로 설치되는 지지대(44)를 포함할 수 있다. 즉, 공정 가스는 기류방해 플레이트(42)들에 의해 가스 흐름이 느려짐으로써 제2구간 노즐(142-2)에서의 가스 정체 시간(가스 체류 시간)이 연장될 수 있다.

본 실시예에서는 2중관 구조가 구간 노즐 타입에 적용된 것으로 도시하고 설명하였으나, 2중관 구조는 구간 노즐 뿐만 아니라 단일 노즐 타입에도 적용될 수 있다.

도 9 및 도 10은 구간 노즐의 다른 예를 보여주는 도면들이다.

도 9를 참조하면, 일 예로 제1사이드 노즐(142a)은 2개의 구간별로 가스를 분사하는 제1,2구간 노즐들(142-1a,142-2a)을 포함한다. 제1구간노즐(142-1a)은 기판 적재 유닛(130)의 상부 구간으로 가스를 분사하고, 제2구간노즐(142-2a)은 기판 적재 유닛(130)의 하부 구간으로 가스를 분사한다. 제1구간노즐(142-1a)과 제2구간노즐(142-2a)은 서로 인접하게 위치되며, 이너 튜브(112)에 제공되는 절개부(113; 도 4에 표시됨)와 마주보도록 일직선상에 위치된다.

한편, 제2구간노즐(142-2a)은 가스 인입 방향이 위에서 아래를 향하는 것을 특징으로 한다. 즉 제1구간노즐(142-1a)과 제2구간노즐(142-2a)은 가스 인입 방향이 서로 정반대로 제공된다. 일 예로, 제1구간노즐(142-1a)은 정상적으로 공급부(190)로부터 가스가 유입되는 유입구가 노즐 하단에 구비되어 있어, 가스 인입 방향이 아래에서 위로 향하도록 제공된다. 그리고, 제2구간노즐(142-2a)은 공급부(190)로부터 가스가 유입되는 유입구가 노즐 상단에 구비되어 있어, 가스 인입 방향이 위에서 아래를 향하도록 제공된다.

도 10을 참조하면, 일 예로 제1사이드 노즐(142b)은 2개의 구간별로 가스를 분사하는 제1,2구간 노즐들(142-1b,142-2b)을 포함한다. 여기서, 제2구간노즐(142-2b)은 리턴 구조의 노즐 형태로 제공된다. 즉, 제2구간노즐(142-2b)은 제1몸체(a1)와 절곡 몸체(a2) 그리고 제2몸체(a3)를 포함하는 형태로 이루어진다.

제1몸체(a1)는 아래에서 위로 가스가 흐르며, 절곡 몸체(a2)는 제1몸체(a1)의 상단으로부터 연장 절곡되어 제2몸체(a3)와 연결되는 부분이고, 제2몸체(a3)는 절곡 몸체(a2)의 끝단으로부터 연장되고 가스가 위에서 아래로 흐르는 리턴 흐름이 제공되는 부분이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 프로세스 챔버 110 : 공정 튜브
120 : 히터 어셈블리 130 : 기판적재유닛
140 : 사이드 노즐부 160 : 보트 회전부
170 : 제어부 190 : 공급부

Claims

퍼니스형 반도체 설비에 있어서:
공정 튜브;
상기 공정 튜브 내에 위치되는 기판 적재 유닛;
상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판들로 공정 가스를 분사하는 노즐들을 포함하되;
상기 노즐들은
상기 기판 적재 유닛의 길이방향에 대해 적어도 2개 이상의 구간별로 가스를 분사하는 구간 노즐들을 포함하는 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 구간 노즐들 중 일부는
노즐 내부에서의 가스 체류 시간을 연장하기 위한 2중관 구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 2 항에 있어서,
2중관 구조의 상기 구간 노즐은 상기 공정 튜브 내에서 길이가 상대적으로 짧은 구간 노즐인 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 구간 노즐들 중에서 상기 공정 튜브 내에서 길이가 상대적으로 짧은 구간 노즐은
공정 가스 공급 라인과 연결되는 그리고 제1분사홀들을 갖는 내부 노즐; 및
상기 기판 적재 유닛을 향하도록 형성되는 제2분사홀들을 갖고, 상기 내부 노즐을 감싸도록 설치되는 외부 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 4 항에 있어서,
상기 내부 노즐의 제1분사홀들은 상기 외부 노즐의 제2분사홀들과는 다른 방향으로 공정가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 구간 노즐들 중에서 상기 공정 튜브 내에서 길이가 상대적으로 짧은 구간 노즐은
내부공간에 노즐 내부에서의 가스 흐름을 억제하는 가둠 구조체가 설치되는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 6 항에 있어서,
상기 가둠 구조체는
상기 구간 노즐의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 배치되는 기류 방해 플레이트들 및
상기 기류 방해 플레이트들을 지지하도록 상기 구간 노즐의 길이방향으로 설치되는 지지대를 포함하는 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 구간 노즐은
가스 인입 방향이 위에서 아래를 향하는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 구간 노즐들은
상기 기판 적재 유닛의 상부 구간으로 가스를 분사하는 제1구간노즐과
상기 기판 적재 유닛의 하부 구간으로 가스를 분사하는 제2구간노즐을 포함하되;
상기 제1구간 노즐과 제2구간노즐은 가스 인입 방향이 서로 정반대인 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 구간 노즐은
아래에서 위로 가스가 흐르는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 상단으로부터 연장 절곡되는 절곡 몸체 그리고 상기 절곡 몸체의 끝단으로부터 연장되고 가스가 위에서 아래로 흐르는 리턴 흐름이 제공되는 제2몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
퍼니스형 반도체 설비에 있어서:
공정 튜브;
상기 공정 튜브 내에 위치되는 기판 적재 유닛;
상기 기판 적재 유닛에 적재된 기판들로 공정 가스를 분사하는 노즐들을 포함하되;
상기 노즐들은
노즐 내부에서의 가스 체류 시간을 연장하기 위한 2중관 구조로 제공되는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.
제 11 항에 있어서,
상기 구간 노즐은
공정 가스 공급 라인과 연결되는 그리고 제1분사홀들을 갖는 내부 노즐; 및
상기 기판 적재 유닛을 향하도록 형성되는 제2분사홀들을 갖고, 상기 내부 노즐을 감싸도록 설치되는 외부 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼니스형 반도체 설비.