KR20190098430A - Vapor deposition reactor and a reflector used in the same - Google Patents
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- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
Abstract
Description
실시 예는 기상 증착 장치 및 이에 이용되는 리플렉터에 관한 것이다.Embodiments relate to a vapor deposition apparatus and a reflector used therein.
기상 성장법에 의하여 실리콘 웨이퍼(또는 실리콘 단결정 기판)의 표면에 에피텍셜층을 형성하여 실리콘 에피텍셜 웨이퍼가 제작된다. 이러한 실리콘 에피텍셜 웨이퍼에서는 에피텍셜층의 두께를 균일하게 하는 것이 중요하다.An epitaxial layer is formed on the surface of a silicon wafer (or silicon single crystal substrate) by the vapor phase growth method to produce a silicon epitaxial wafer. In such a silicon epitaxial wafer, it is important to make the thickness of the epitaxial layer uniform.
실리콘 웨이퍼에 성장되는 에피텍셜층의 성장 속도는 온도에 영향을 받기 때문에, 에피텍셜층의 두께의 균일성을 향상시키기 위해서는 실리콘 웨이퍼의 직경 방향으로의 온도 분포의 제어가 중요하다. 즉 에피텍셜층의 두께의 균일성을 향상시키기 위해서는 웨이퍼의 직경 방향으로의 온도 분포의 편차가 작아야 한다. 이를 위하여 기상 증착 장치는 반응로 내부에 위치한 웨이퍼에 온도를 균일하게 제공하기 위하여 리플렉터를 구비할 수 있다.Since the growth rate of the epitaxial layer grown on the silicon wafer is affected by temperature, it is important to control the temperature distribution in the radial direction of the silicon wafer in order to improve the uniformity of the thickness of the epitaxial layer. That is, in order to improve the uniformity of the thickness of the epitaxial layer, the deviation of the temperature distribution in the radial direction of the wafer should be small. To this end, the vapor deposition apparatus may include a reflector to uniformly provide a temperature to a wafer located inside the reactor.
실시 예는 반응로 내에 배치되는 웨이퍼에 균일한 온도 분포를 갖도록 함으로써 에피텍셜 웨이퍼의 에피텍셜층의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있는 기상 증착 장치 및 이에 이용되는 리플렉터를 제공한다.The embodiment provides a vapor deposition apparatus and a reflector used therein which can improve the uniformity of the thickness of the epitaxial layer of the epitaxial wafer by having a uniform temperature distribution on the wafer disposed in the reactor.
실시 예는 반응로; 상기 반응로 상부에 배치되고, 열을 방출하는 램프들; 및 상기 램프들 사이에 배치되고, 램프들로부터 방출되는 열을 반사시키는 제1 리플렉터(reflector)를 포함하고, 상기 제1 리플렉터는 수직 방향으로 연장되는 본체; 상기 본체의 외측면으로부터 상기 수직 방향과 수직인 수평 방향으로 연장되고, 상기 본체의 상단과 하단 사이에 위치하는 제1 반사부; 및 상기 제1 반사부 아래에 배치되는 제2 반사부를 포함하고, 상기 제2 반사부는 상기 본체를 향하는 상면과 상기 상면 아래에 위치하고 상기 반응로를 향하는 하면을 포함하고, 상기 제2 반사부의 하면은 수평면에 대하여 기설정된 각도만큼 기울어진 경사면이고, 상기 수평면은 상기 수평 방향과 평행한 면이다.An embodiment is a reactor; Lamps disposed above the reactor and dissipating heat; And a first reflector disposed between the lamps, the first reflector reflecting heat emitted from the lamps, the first reflector extending in a vertical direction; A first reflector extending in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction from an outer surface of the main body and positioned between an upper end and a lower end of the main body; And a second reflector disposed below the first reflector, wherein the second reflector includes an upper surface facing the main body and a lower surface positioned below the upper surface and facing the reaction path. An inclined plane inclined by a predetermined angle with respect to a horizontal plane, and the horizontal plane is a plane parallel to the horizontal direction.
상기 기설정된 각도는 9도 내지 30도일 수 있다. 또는 상기 기설정된 각도는 10도 내지 22도일 수 있다.The predetermined angle may be 9 degrees to 30 degrees. Alternatively, the predetermined angle may be 10 degrees to 22 degrees.
상기 제2 반사부의 직경은 상기 제2 반사부의 상면에서 하면 방향으로 점차 감소할 수 있다.The diameter of the second reflector may gradually decrease in the lower surface direction from the upper surface of the second reflector.
상기 수평 방향으로의 상기 제1 반사부의 제1 길이는 상기 수평 방향으로의 상기 제2 반사부의 제2 길이보다 클 수 있다. 상기 제2 길이와 상기 제1 길이의 비는 1:1.5 ~ 1:1.8일 수 있다.The first length of the first reflecting portion in the horizontal direction may be greater than the second length of the second reflecting portion in the horizontal direction. The ratio of the second length and the first length may be 1: 1.5 to 1: 1.8.
상기 제2 반사부는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.The second reflector may have a truncated cone shape.
상기 기상 증착 장치는 상기 제1 리플렉터 주위에 배치되고, 상기 램프들과 상기 제1 리플렉터 사이에 위치하는 제2 리플렉터를 더 포함할 수 있다.The vapor deposition apparatus may further include a second reflector disposed around the first reflector and positioned between the lamps and the first reflector.
상기 제2 반사부는 상기 본체의 하단에 배치되고, 상기 제2 반사부의 하면은 상기 제2 리플렉터의 하단보다 아래에 위치할 수 있다.The second reflector may be disposed at a lower end of the main body, and a lower surface of the second reflector may be located below a lower end of the second reflector.
상기 제1 리플렉터는 상기 본체를 기준으로 대칭적인 형상을 가질 수 있다.The first reflector may have a symmetrical shape with respect to the main body.
상기 본체는 속이 빈 관 구조이고, 상기 제2 반사부의 하면의 중앙에는 상기 본체와 연통되는 개구가 마련될 수 있다.The main body may have a hollow tube structure, and an opening communicating with the main body may be provided at a center of a lower surface of the second reflector.
실시 예는 반응로 및 상기 반응로 상부에 배치되는 램프들을 포함하는 기상 증착 장치에서 상기 램프들로부터 방출되는 열을 반사시키는데 사용되는 리플렉터에 관한 것으로, 상기 리플렉터는 수직 방향으로 연장되는 본체; 상기 본체의 외측면으로부터 상기 수직 방향과 수직인 수평 방향으로 연장되고, 상기 본체의 상단과 하단 사이에 위치하는 제1 반사부; 및 상기 제1 반사부 아래에 배치되는 제2 반사부를 포함하고 상기 제2 반사부는 상기 본체를 향하는 상면과 상기 상면 아래에 위치하고 상기 반응로를 향하는 하면을 포함하고, 상기 제2 반사부의 하면은 수평면에 대하여 기설정된 각도만큼 기울어진 경사면이고, 상기 수평면은 상기 수평 방향과 평행한 면일 수 있다.Embodiments relate to a reflector used to reflect heat emitted from the lamps in a vapor deposition apparatus comprising a reactor and lamps disposed above the reactor, the reflector comprising: a body extending in a vertical direction; A first reflector extending in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction from an outer surface of the main body and positioned between an upper end and a lower end of the main body; And a second reflector disposed below the first reflector, wherein the second reflector includes an upper surface facing the main body and a lower surface positioned below the upper surface and facing the reaction path, and the lower surface of the second reflective portion is a horizontal surface. An inclined plane inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal plane may be a plane parallel to the horizontal direction.
실시 예는 실시 예는 반응로에 제공되는 복사열 분포의 균일성을 향상시킬 수 있고, 에피텍셜 웨이퍼의 에피텍셜층의 두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the uniformity of the radiation heat distribution provided to the reactor may be improved, and the uniformity of the thickness of the epitaxial layer of the epitaxial wafer may be improved.
도 1은 실시 예에 따른 기상 증착 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 리플렉터의 개략도를 나타낸다.
도 3a는 제2 반사부의 하면의 제1 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 3b는 제2 반사부의 하면의 제2 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 3c는 제2 반사부의 하면의 제3 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 4는 도 3a 내지 제3c의 제1 내지 제3 기설정된 각도 범위들에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 편차를 나타낸다.
도 5는 도 4에서 온도 편차가 개선된 경우들의 개선율에 관한 그래프이다.1 is a sectional view of a vapor deposition apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 shows a schematic view of the first reflector shown in FIG. 1.
3A illustrates a simulation result regarding a temperature distribution of a wafer in a reactor according to a first preset angle range of a lower surface of the second reflector.
3B illustrates a simulation result regarding a temperature distribution of a wafer in a reactor according to a second predetermined angle range of a lower surface of the second reflector.
3C illustrates a simulation result regarding a temperature distribution of a wafer in a reactor according to a third predetermined angle range of the bottom surface of the second reflector.
FIG. 4 shows the temperature deviation of the wafer in the reactor according to the first to third preset angular ranges of FIGS. 3A-3C.
FIG. 5 is a graph illustrating an improvement rate in cases where the temperature deviation is improved in FIG. 4.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.Hereinafter, the embodiments will be apparent from the accompanying drawings and the description of the embodiments. In the description of an embodiment, each layer (region), region, pattern, or structure is "on" or "under" the substrate, each layer (film), region, pad, or pattern. In the case where it is described as being formed at, "up" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed through another layer. do. In addition, the criteria for up / down or down / down each layer will be described with reference to the drawings. Like reference numerals denote like elements throughout the description of the drawings.
도 1은 실시 예에 따른 기상 증착 장치(100)의 단면도를 나타낸다.1 is a sectional view of a
도 1을 참조하면, 기상 증착 장치(100)는 웨이퍼를 한 장씩 처리하는 매엽식이고, 피처리 기판인 웨이퍼(또는 반도체 기판)에 에피텍셜층을 기상 성장시킬 수 있고, 이로 인하여 에피텍셜 웨이퍼가 제조될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
기상 증착 장치(100)는 반응로(또는 챔버(101)), 열을 발생하는 적어도 하나의 히터(heater, 105)(또는 램프(lamp)), 및 반응로(101) 상에 배치되는 리플렉터(Reflector, 110)를 구비할 수 있다.The
반응로(105)는 에피텍셜 반응이 일어나는 공간이며, 석영 유리로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
반응로(101)는 상면, 바닥면, 및 측면을 포함하는 용기 형태일 수 있다.
반응로(101)는 본체(102), 본체(102) 상에 위치하는 상부 돔(또는 상부 덮개(103)), 및 본체(102) 아래에 위치하는 하부 돔(또는 하부 덮개(104))를 포함할 수 있다.The
본체(102)는 원통형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본체(102)는 일측에 위치하는 유입구(3a) 및 타측에 위치하는 유출구(3b)를 포함할 수 있다. 유입구(3a) 및 유출구(3b) 각각은 본체(102)의 외측에서 본체(102)의 내측으로 통하는 통로 또는 홀 형태일 수 있다.The
기상 증착 장치(100)는 상부 돔(103)을 고정, 및 지지하는 제1 클램프 링(6a), 및 하부 돔(104)을 고정, 및 지지하는 제2 클램프 링(6b)을 더 포함할 수 있다.The
기상 증착 장치(100)는 반응로(101) 내에 배치되는 서셉터(susceptor, 7), 서셉터(7) 아래에 배치되고 서셉터(7)를 지지하는 서셉터 지지부(8), 및 서셉터 지지부(8)를 통하여 서셉터(7)를 구동시키는 구동부(9)를 포함할 수 있다. 예컨대, 구동부(9)는 서셉터 지지부(8)를 기준축(OA)을 기준으로 회전시킬 수 있다. 예컨대, 기준축(OA)은 반응로(103)의 중심을 지나고, 서셉터 지지부(8)에 대응 또는 정렬되는 축일 수 있다.The
서셉터(7)는 에피텍셜 반응시 웨이퍼(W)가 로딩되는 부분이다. 서셉터(7)는 카본 그래파이트(carbon graphite), 탄화규소, 또는 카본그래파이트에 탄화규소를 코팅한 형태로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
기상 증착 장치(100)는 본체(101)의 유입구(3a)에 연결 또는 연통되는 가스 공급관(10), 및 본체(101)의 유출구(3b)에 연결 또는 연통되는 가스 배출관(11)을 포함할 수 있다.The
가스 공급관(10)으로부터 유입구(3a)를 통하여 반응로(101)(또는 본체(102)) 내부로 원료 가스가 공급 또는 도입될 수 있고, 반응로(101) 내부로 도입된 원료 가스는 반응로(101) 내부에 위치하는 웨이퍼(W, 예컨대, 실리콘 웨이퍼) 표면을 따라 흐른 후 유출구(3b)를 통하여 가스 배출관(11)으로 배출될 수 있다.Source gas may be supplied or introduced into the reactor 101 (or the main body 102) from the
도 1에서 가스 공급관(10), 가스 배출관(11), 유입구(3a), 및 유출구(3b) 각각은 하나만 도시되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각이 1개 이상일 수 있다.In FIG. 1, only one
기상 증착 장치(100)는 내부에 반응로(101), 히터(105), 리플렉터(Reflector, 110), 서셉터(susceptor, 7), 및 서셉터 지지부(8)를 수용하는 케이스(12)를 더 포함할 수 있다.The
히터(105)는 반응로(103)의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 배치되고, 열을 발생시킨다.The
예컨대, 히터(105)는 반응로(103)의 상부에 서로 이격되는 배치되고 열을 방출하는 2개 이상의 제1 램프들(105a, 105b), 및 반응로(103)의 하부에 서로 이격되어 배치되고 열을 방출하는 2개 이상의 제2 램프들(105c, 105d)을 포함할 수 있다.For example, the
예컨대, 2개 이상의 제1 램프들(105a, 105b)은 기준축(OA)을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 또한 2개 이상의 제2 램프들(105c, 105d)은 기준축(OA)을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다.For example, the two or more
리플렉터(110)는 반응로(101) 상에 배치되고, 히터(105)로부터 발생되는 열(또는 열선), 및/또는 반응로(101)로부터 발생되는 복사열을 반사한다. 리플렉터(110)에 의하여 반사된 열(또는 열선)은 반응로(101) 내부에 위치하는 웨이퍼(W)로 조사 또는 전달될 수 있다. 예컨대, 리플렉터(110)는 열을 반사하는 물질로 이루어질 수 있다.The
예컨대, 리플렉터(110)는 제1 램프들(105a, 105b) 내측에 배치될 수 있고, 수평 방향으로 제1 램프들(105a 105b)이 서로 차단되도록 배치될 수 있다.For example, the
기상 증착 장치(100)는 반응로(101)의 하부에 배치되고, 제2 램프들(105c,105d)의 내측에 배치되는 리플렉터를 더 포함할 수 있다.The
리플렉터(110)는 제1 리플렉터(210), 및 제1 리플렉터(210) 주위에 배치되는 제2 리플렉터(220)를 포함한다.The
제1 리플렉터(210)는 케이스(12)의 상단에 고정되고, 속이 빈 구조(예컨대, 원통형)일 수 있다. 예컨대, 제1 리플렉터(210)는 기준축(OA)에 정렬 또는 오버랩될 수 있다.The
제1 리플렉터(210)는 서셉터(7)에 로딩된 웨이퍼(W)의 온도를 측정하는 온도계(예컨대, 방사 온도계(미도시))의 광로를 확보하는 역할을 할 수 있다.The
제2 리플렉터(220)는 제1 리플렉터(210) 주위에 배치되고, 제1 램프들(105a, 105b)과 제1 리플렉터(210) 사이에 위치될 수 있고, 제1 리플렉터(210)와 이격되어 배치되며, 상부와 하부가 개방된 관 구조(예컨대, 원통형 구조)일 수 있다.The
기상 증착 장치(100)는 제1 램프들(105a, 105b) 상에 배치되고, 제2 리플렉터(220)의 상단을 지지하기 위한 지지부(25)를 더 포함할 수도 있다.The
예컨대, 제2 리플렉터(220)의 상부, 상단, 또는 상면은 제1 리플렉터(210)의 상부, 상단, 또는 상면보다 아래에 위치할 수 있고, 제1 리플렉터(210)의 하부, 하단 또는 하면은 제2 리플렉터(220)의 하부, 하단, 또는 하면보다 아래에 위치할 수 있다.For example, the upper, upper, or upper surface of the
예컨대, 제2 리플렉터(220)의 하단은 안쪽으로 절곡되거나 휘어진 부분(220a)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 제2 리플렉터(220)는 하단은 절곡된 부분을 갖지 않을 수도 있다.For example, a lower end of the
기상 증착 장치(100)는 케이스(12)의 외부에 배치되고, 케이스(12) 내부로 통로 배관(17), 예컨대, 덕트(duct)를 통하여 냉기를 도입 또는 유입시키는 냉각기(130)를 더 포함할 수 있다. 냉각기(130)는 반응로(101)의 외벽과 리플렉터(110) 등을 냉각하는 역할을 할 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 제1 리플렉터(210)의 개략도를 나타낸다.FIG. 2 shows a schematic diagram of the
도 2를 참조하면, 제1 리플렉터(210)는 본체(211), 제1 반사부(212), 제2 반사부(213), 및 제3 반사부(214)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
본체(211)는 수직 방향으로 연장되는 속이 빈 구조, 예컨대, 속이 빈 원통일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 수직 방향은 기준축(OA)과 평행한 방향일 수 있다.The
본체(211)는 제1 램프들(105a, 105b) 내측에 배치될 수 있다. 예컨대, 본체(211)는 제2 리플렉터(220)의 내측에 배치될 수 있다.The
본체(211)는 수직 방향으로 반응로의 중앙 또는 중앙 영역에 오버랩 또는 정렬되도록 배치될 수 있다.The
본체(211)는 서셉터(7)에 배치되는 웨이퍼(W) 상부에 웨이퍼(W)와 수직 방향으로 오버랩 또는 정렬되도록 위치할 수 있다. 예컨대, 본체(211)는 기준축(OA)에 정렬 또는 오버랩될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
본체(211)의 내부에는 웨이퍼(W)의 온도를 측정하는 온도계(예컨대, 방사 온도계(미도시))로부터 조사되는 빛이 통과하는 통로가 마련될 수 있다.A passage through which light emitted from a thermometer (eg, a radiation thermometer (not shown)) measuring a temperature of the wafer W may be provided inside the
본체(211)의 하단은 제2 리플렉터(220)의 하단보다 아래에 위치할 수 있다. 이는 온도계의 광로를 안정적으로 확보하고, 열은 더 넓게 분산시키기 위함이다.The lower end of the
또는 다른 실시 예에서는 본체(211)의 하단은 제2 리플렉터(220)의 하단과 동일한 높이에 위치하거나 또는 낮게 위치할 수도 있다.Alternatively, in another embodiment, the lower end of the
제1 반사부(212)는 본체(211)의 상단과 하단 사이에 배치될 수 있고, 판 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
예컨대, 제1 반사부(212)는 본체(211)의 외주면으로부터 수평 방향으로 연장되는 판 형상일 수 있다.For example, the
예컨대, 제1 반사부(212)는 원판 형상 또는 링 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 수평 방향은 기준축(OA)과 수직한 방향일 수 있다.For example, the
예컨대, 제1 반사부(212)는 수평 방향과 평행한 원판 형상일 수 있다. 균일한 열 반사를 위하여 제1 반사부(212)는 본체(211)를 기준으로 대칭적인 형상일 수 있다.For example, the
예컨대, 제1 반사부(212)는 수평 방향으로 제1 램프들(105a, 105b)과 오버랩되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the first reflecting
제2 반사부(213)는 제1 반사부(212) 아래에 위치하고, 본체(211)의 하단에 고정되어 배치된다. 제2 반사부(213)는 제1 반사부(212)에서 아래로 전달되는 열이 서셉터(7)에 대응하는 반응로(101) 상부에 위치하는 공간(SP1)에 균일하게 분산되어 퍼지도록 한다.The
제2 반사부(213)의 하면은 제2 리플렉터(220)의 하단보다 아래에 위치할 수 있다. 예컨대, 제2 반사부(213)의 하면은 제2 리플렉터(220)의 절곡된 부분(220a)의 하단보다 아래에 위치할 수 있다.The lower surface of the
또한 제2 반사부(213)는 본체(211)의 외측면의 하부 또는 하단으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있고, 원판 또는 링 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
제2 반사부(213)는 제1 반사부(212)를 마주보는 상면(213b), 상면(213b) 아래에 위치하는 하면(213a), 및 상면(213b)과 하면(213a)을 연결하는 측면(213c)을 포함할 수 있다.The
예컨대, 제2 반사부(213)의 상면(213b)은 본체(211)의 하단과 접할 수 있고, 편평할 수 있다.For example, the
예컨대, 제2 반사부(213)의 하면(213a)은 수평면(201)을 기준으로 기설정된 각도(θ)만큼 기울어진 경사면일 수 있다. 예컨대, 수평면(201)은 수평 방향과 평행한 면일 수 있다.For example, the
제2 반사부(213)는 상측에서 하측 방향으로 갈수록 직경이 감소하는 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 제2 반사부(213)는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.The
제2 반사부(213)의 하면의 중앙에는 본체(211)와 연결 또는 연통되는 개구가 마련될 수 있다.An opening may be provided at the center of the lower surface of the
예컨대, 제2 반사부(213)의 경사면은 평편한 면일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예에서는 일정한 곡률을 갖는 곡면, 예컨대, 오목면이거나 또는 볼록면일 수도 있다.For example, the inclined surface of the
예컨대, 제2 반사부(213)는 본체(211)를 기준으로 대칭적인 형상일 수 있다.For example, the
예컨대, 제2 반사부9213)의 하면(213a) 또는 경사면은 본체(211)를 기준으로 대칭적인 형상일 수 있다.For example, the
제2 반사부(213)의 하면(213a)이 경사면일 때,반응로(101) 상부의 공간(SP1)으로 전달되는 열 복사 분포를 균일하게 할 수 있고, 이로 인하여 반응로(101) 내의 서셉터(7)에 로딩된 웨이퍼(W)의 직경 방향으로의 온도 분포의 편차를 줄일 수 있으며, 이로 인하여 반응로(101)에서 제조되는 에피텍셜 웨이퍼(W)의 품질의 균일 성 및 신뢰성을 확보할 수 있다. 예컨대, 제2 반사부(213)에 의하여 실시 예는 에피텍셜 웨이퍼(W)에 형성되는 에피텍셜층의 두께의 균일성을 확보할 수 있다.When the
제3 반사부(214)는 본체(211)의 상부에 배치되고, 수평 방향으로 연장되는 원판 형상 또는 링 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제3 반사부(214)는 평평한 원판 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
본체(211)의 상단 또는 제3 반사부(214)의 상단은 케이스(12)의 상부 또는 상단에 고정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.An upper end of the
예컨대, 온도계의 광로를 확보하기 위하여 제1 내지 제3 반사부들(212, 213, 214) 각각은 본체(211)에 의하여 관통된 구조를 가질 수 있다.For example, in order to secure an optical path of the thermometer, each of the first to third reflecting
제1 반사부(212)의 수평 방향으로의 제1 직경 또는 제1 길이(L1)는 제2 반사부(213)의 상면(213b)의 수평 방향으로의 제2 직경 또는 제2 길이(L2)보다 클 수 있다(L1>L2).The first diameter or the first length L1 in the horizontal direction of the
제1 반사부(212)의 수평 방향의 제1 직경 또는 제1 길이(L1)는 제3 반사부(214)의 수평 방향으로의 제3 직경 또는 제3 길이(L3)보다 작을 수 있다(L1<L3).The first diameter or the first length L1 in the horizontal direction of the
예컨대, 제2 길이(L2)와 제1 길이(L1)의 비(L2:L1)는 1:1.5 ~ 1:1.8일 수 있다. 예컨대, 제2 길이(L2)와 제1 길이(L1)의 비(L2:L1)는 1:1.65일 수 있다.For example, the ratio L2: L1 of the second length L2 and the first length L1 may be 1: 1.5 to 1: 1.8. For example, the ratio L2: L1 of the second length L2 and the first length L1 may be 1: 1.65.
예컨대, 제2 길이(L2)와 제3 길이(L3)의 비(L2:L3)는 1:2 ~ 1:2.5일 수 있다. 예컨대, 비(L2:L3)는 1:2.2일 수 있다.For example, the ratio L2: L3 of the second length L2 and the third length L3 may be 1: 2 to 1: 2.5. For example, the ratio L2: L3 may be 1: 2.2.
제1 길이(L1)를 제2 길이(L2)로 나눈 값이 1.5미만이거나, 또는 1.8 초과인 경우에는 제1 리플렉터(210)에 의하여 반사되어 반응로(101) 상부에 위치하는 공간(SP1)으로 복사되는 열의 분포가 균일하지 않아 서셉터(7)에 로딩된 웨이퍼(W)의 직경 방향으로의 온도 분포의 편차가 증가될 수 있다.If the value obtained by dividing the first length L1 by the second length L2 is less than 1.5 or greater than 1.8, the space SP1 is reflected by the
도 3a는 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 제1 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼(W)의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 3b는 제2 반사부(213)의 하면의 제2 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 3c는 제2 반사부(213)의 하면의 제3 기설정된 각도 범위에 따른 반응기 내의 웨이퍼의 온도 분포에 관한 시뮬레이션 결과를 나타내고, 도 4는 도 3a 내지 도 3c의 제1 내지 제3 기설정된 각도 범위들에 따른 반응기(101) 내의 웨이퍼(W)의 온도 편차를 나타내고, 도 5는 도 4에서 온도 편차가 개선된 경우들(CASE 4 ~ CASE 6, CASE 7 ~ CASE 10)의 개선율에 관한 그래프이다.3A illustrates a simulation result regarding a temperature distribution of the wafer W in the reactor according to the first predetermined angle range of the
도 3a 내지 도 3c, 및 도 4에서 "REF"는 제1 리플렉터(210)의 제2 반사부(213)를 구비하지 않는 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.In FIG. 3A to FIG. 3C and FIG. 4, "REF" represents a simulation result when the
도 3a 내지 도 3c에서 X축은 웨이퍼의 중심에서 에지 방향으로의 거리를 나타내고, Y축은 각 케이스(CASE1~CASE13)의 온도에 관한 로테이터(raw data)를 각 케이스(CASE1~CASE13)의 온도에 관한 평균으로 나눈 값일 수 있다.In FIGS. 3A to 3C, the X axis represents the distance from the center of the wafer to the edge direction, and the Y axis represents raw data about the temperature of each case CASE1 to CASE13 and the temperature of each case CASE1 to CASE13. It can be divided by the mean.
도 4에서 MAX는 웨이퍼(W)의 온도의 최대값을 나타내고, MIN은 웨이퍼(W)의 온도의 최소값을 나타내고, MAX-MIN은 웨이퍼(W)의 온도의 최대값과 최소값의 온도 편차를 나타낸다.In FIG. 4, MAX represents the maximum value of the temperature of the wafer W, MIN represents the minimum value of the temperature of the wafer W, and MAX-MIN represents the temperature deviation between the maximum value and the minimum value of the temperature of the wafer W. .
도 4에서 개선율은 REF의 온도에서 각 경우의 온도를 뺀 값을 각 경우의 온도로 나눈 값을 백분율로 표현한 것일 수 있다. 예컨대, 도 4에서 개선율이 X로 표현된 것은 개선율이 음수 값을 갖는 경우일 수 있다.In FIG. 4, the improvement rate may be expressed as a percentage of a value obtained by subtracting the temperature of each case from the temperature of REF by the temperature of each case. For example, the improvement rate represented by X in FIG. 4 may be a case where the improvement rate has a negative value.
제1 리플렉터(210)의 제2 반사부(213)를 구비하지 않는 경우(REF)의 웨이퍼(W)의 온도 편차는 0.004일 수 있다.The temperature variation of the wafer W when the
제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)가 0도 ~ 8도일 경우(CASE1 내지 CASE3)는, REF와 비교하여 웨이퍼의 온도 편차가 증가한다. 또한 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)가 31도 ~ 33도일 경우(CASE1 내지 CASE 13)는, REF와 비교하여 웨이퍼의 온도 편차가 증가한다.When the predetermined angle θ of the
반면에, 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)가 9도 ~ 11도 일 경우(CASE4 내지 CASE 6), REF와 비교하여 웨이퍼의 온도 편차가 감소한다. 그리고 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)가 22도 ~ 30도일 경우(CASE7 내지 CASE 10)는, REF와 비교하여 웨이퍼의 온도 편차가 감소한다On the other hand, when the predetermined angle θ of the
웨이퍼에 의한 열 반사에 의하여 웨이퍼 상부로 향하는 복사열은 제2 반사부(213)의 하면(213a)에 의하여 반응로(101) 상부의 공간(SP1)으로 반사될 수 있다.Radiant heat directed toward the upper portion of the wafer by the heat reflection by the wafer may be reflected by the
CASE1 내지 CASE3에서는 제2 반사부(213)의 하면(213a)에 의하여 반사된 열복사는 웨이퍼의 중앙 영역으로 더욱 집중될 수 있고, REF 대비 웨이퍼의 온도 편차는 개선되지 않는다.In CASE1 to CASE3, heat radiation reflected by the
CASE4 내지 CASE 6, 및 CASE 7 내지 CASE 10에서는 제2 반사부(213)의 하면(213a)에 의하여 웨이퍼의 중앙 영역으로 열복사가 집중되는 것이 억제 또는 완화될 수 있고, 이로 인하여 REF 대비 웨이퍼의 온도 편차가 개선될 수 있다.In CASE4 to CASE 6 and
예컨대, CASE4 내지 CASE 6, 및 CASE 7 내지 CASE 10에서는 REF 대비 웨이퍼의 온도 편차가 1.7% ~ 25% 개선될 수 있다.For example, in CASE4 to CASE 6 and
CASE 11 내지 CASE 13에서는 제2 반사부(213)의 하면(213a)에 의하여 웨이퍼의 중앙 영역으로 열복사가 집중되는 것이 억제 또는 완화될 수 있지만, 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 각도가 크기 때문에 웨이퍼의 에지 영역으로 향하는 열복사 또한 감소할 수 있고, 이로 인하여 REF 대비 웨이퍼의 온도 편차는 개선되지 않는다.In
도 3a 내지 도 3c, 도 4, 및 도 5의 시뮬레이션 결과에 비추어 볼 때, 실시 예에 따른 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)는 9도 ~ 30도일 수 있고, 이로 인하여 실시 예는 웨이퍼의 중앙 영역으로 열복사가 집중되는 것이 억제 또는 완화할 수 있고, REF 대비 웨이퍼의 온도 편차가 개선시킬 수 있다. 즉 실시 예는 REF 대비 1.7% ~ 25% 범위의 온도 편차 개선율을 얻을 수 있다.3A to 3C, 4, and 5, the predetermined angle θ of the
또한 예컨대, 5% 이상의 개선율을 갖도록 하기 위하여, 실시 예에 따른 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)는 9도 ~ 27.5도일 수 있다.Also, for example, in order to have an improvement rate of 5% or more, the predetermined angle θ of the
또한 예컨대, 15% 이상의 개선율을 갖도록 하기 위하여, 실시 예에 따른 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)는 10도 ~ 22도일 수 있다.For example, in order to have an improvement rate of 15% or more, the predetermined angle θ of the
또한 예컨대, 20% 이상의 개선율을 갖도록 하기 위하여, 실시 예에 따른 제2 반사부(213)의 하면(213a)의 기설정된 각도(θ)는 10도 ~ 11도일 수 있다.Also, for example, in order to have an improvement rate of 20% or more, the predetermined angle θ of the
도 3a 내지 도 3c, 도 4, 및 도 5에서 설명한 온도 편차 개선율을 획득하기 위하여 실시 예에 따른 제1 리플렉터(210)의 제2 길이(L2)와 제1 길이(L1)의 비(L2:L1)는 상술한 바와 같을 수 있다.Ratio L2 of the second length L2 and the first length L1 of the
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (12)
상기 반응로 상부에 배치되고, 열을 방출하는 램프들; 및
상기 램프들 사이에 배치되고, 램프들로부터 방출되는 열을 반사시키는 제1 리플렉터(reflector)를 포함하고,
상기 제1 리플렉터는,
수직 방향으로 연장되는 본체;
상기 본체의 외측면으로부터 상기 수직 방향과 수직인 수평 방향으로 연장되고, 상기 본체의 상단과 하단 사이에 위치하는 제1 반사부; 및
상기 제1 반사부 아래에 배치되는 제2 반사부를 포함하고,
상기 제2 반사부는 상기 본체를 향하는 상면과 상기 상면 아래에 위치하고 상기 반응로를 향하는 하면을 포함하고,
상기 제2 반사부의 하면은 수평면에 대하여 기설정된 각도만큼 기울어진 경사면이고, 상기 수평면은 상기 수평 방향과 평행한 면인 기상 증착 장치.Reactor;
Lamps disposed above the reactor and dissipating heat; And
A first reflector disposed between the lamps and reflecting heat emitted from the lamps,
The first reflector,
A body extending in the vertical direction;
A first reflector extending in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction from an outer surface of the main body and positioned between an upper end and a lower end of the main body; And
A second reflector disposed under the first reflector,
The second reflector includes an upper surface facing the main body and a lower surface positioned below the upper surface and facing the reaction path,
The lower surface of the second reflector is an inclined surface inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal plane, the horizontal plane is a plane parallel to the horizontal direction.
상기 기설정된 각도는 9도 내지 30도인 기상 증착 장치.The method of claim 1,
The predetermined angle is a vapor deposition apparatus of 9 degrees to 30 degrees.
상기 기설정된 각도는 10도 내지 22도인 기상 증착 장치.The method of claim 1,
The predetermined angle is a vapor deposition apparatus of 10 degrees to 22 degrees.
상기 제2 반사부의 직경은 상기 제2 반사부의 상면에서 하면 방향으로 점차 감소하는 기상 증착 장치.The method of claim 1,
And a diameter of the second reflector gradually decreases from the upper surface of the second reflector toward the lower surface.
수평 방향으로의 상기 제1 반사부의 제1 길이는 상기 수평 방향으로의 상기 제2 반사부의 제2 길이보다 큰 기상 증착 장치.The method of claim 1,
And a first length of the first reflecting portion in the horizontal direction is greater than a second length of the second reflecting portion in the horizontal direction.
상기 제2 길이와 상기 제1 길이의 비는 1:1.5 ~ 1:1.8인 기상 증착 장치.The method of claim 5,
The ratio of the second length and the first length is 1: 1.5 to 1: 1.8 vapor deposition apparatus.
상기 제2 반사부는 원뿔대 형상을 갖는 기상 증착 장치.The method of claim 4, wherein
And the second reflector has a truncated cone shape.
상기 제1 리플렉터 주위에 배치되고, 상기 램프들과 상기 제1 리플렉터 사이에 위치하는 제2 리플렉터를 더 포함하는 기상 증착 장치.The method of claim 1,
And a second reflector disposed around the first reflector and positioned between the lamps and the first reflector.
상기 제2 반사부는 상기 본체의 하단에 배치되고,
상기 제2 반사부의 하면은 상기 제2 리플렉터의 하단보다 아래에 위치하는 기상 증착 장치.The method of claim 8,
The second reflector is disposed at the lower end of the body,
The lower surface of the second reflector is a vapor deposition apparatus located below the lower end of the second reflector.
상기 제1 리플렉터는 상기 본체를 기준으로 대칭적인 형상을 갖는 기상 증착 장치.The method of claim 1,
The first reflector has a symmetrical shape with respect to the body.
상기 본체는 속이 빈 관 구조이고, 상기 제2 반사부의 하면의 중앙에는 상기 본체와 연통되는 개구가 마련되는 기상 증착 장치.The method of claim 1,
And the main body has a hollow tube structure, and an opening communicating with the main body is provided at a center of a lower surface of the second reflector.
수직 방향으로 연장되는 본체;
상기 본체의 외측면으로부터 상기 수직 방향과 수직인 수평 방향으로 연장되고, 상기 본체의 상단과 하단 사이에 위치하는 제1 반사부; 및
상기 제1 반사부 아래에 배치되는 제2 반사부를 포함하고
상기 제2 반사부는 상기 본체를 향하는 상면과 상기 상면 아래에 위치하고 상기 반응로를 향하는 하면을 포함하고,
상기 제2 반사부의 하면은 수평면에 대하여 기설정된 각도만큼 기울어진 경사면이고, 상기 수평면은 상기 수평 방향과 평행한 면인 리플렉터.A reflector used to reflect heat emitted from the lamps in a vapor deposition apparatus including a reactor and lamps disposed above the reactor,
A body extending in the vertical direction;
A first reflector extending in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction from an outer surface of the main body and positioned between an upper end and a lower end of the main body; And
A second reflector disposed under the first reflector;
The second reflector includes an upper surface facing the main body and a lower surface positioned below the upper surface and facing the reaction path,
The lower surface of the second reflector is an inclined plane inclined by a predetermined angle with respect to a horizontal plane, and the horizontal plane is a plane parallel to the horizontal direction.
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