KR920004056Y1 - 저온 광화학 증착장치 반응로의 가스분리장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

저온 광화학 증착장치 반응로의 가스분리장치
제1도는 광화학 증착장치의 반응로의 구조를 도시한 개략도.
제2도는 본 고안의 가스 분리창의 조립단면도.
제3도는 분리가스 분사기의 사시도.
제4도는 본 고안의 가스 분리창의 부분품을 분해한 사시도.
제5도는 반응기내의 가스흐름 예측도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 웨이퍼 지지기 102 : 반응가스 분사기
103 : 분사기 교환기 104 : 반응가스 플랜지
105 : 배기구 106 : 자외선등
107 : 자외선 반사경 108 : 자외선 입사창
109 : 가스 분리창 110 : 가스 분리창 받침대
111 : 가스 분리창 덮개 112 : 분리가스 분사기
113 : 적외선등 114 : 적외선 반사경
115 : 적외선 투과창
본 고안은 반도체 소자 제조에 필요한 산화규소(Sio2)와 질화규소(Si3N4) 박막을 증착시킬 수 있는 광화학증착(Photo Chemical Vapor Deposition)장치 반응로에 있어 특히 공정중 자외선 입사창에 불필요한 박막이 증착되는 것을 억제하여 자외선광의 투과율을 향상시키도록 한 저온 광화학 증착장치 반응로의 가스분리장치에 관한 것이다.
상기 산화규소와 질화규소 박막을 형성하는 방법에는 여러가지 방법이 있으며 현재까지 가장 많이 사용되고 있는 방법은 열화학 반응가스 박막증착방법이다.
이 방법은 고온(600∼1000℃)에서 화학반응가스가 열분해 되는 원리를 이용한 방법으로서, 화학반응가스를 고온으로 유지하게 되면 반응로 오염, 불필요한 화합물 생성, 이물질의 난입 등의 문제점이 발생하게 된다.
이와같은 문제점을 해결하기 위한 것이 특허출원 제88-11867호의 광화학 반응공정에 의한 박막증착이며, 고온에 의한 열화학반응 대신 화학반응가스를 높은 자외선을 가진 광에너지로 분해하여 낮은온도(50∼250℃)에서 화학반응을 일으켜서 박막이 증착되게 하는 것이다.
이와같은 광화학 반응을 이용하여 산화규소 및 질화규소 박막 증착용 광화학 증착장치를 제작하는데는 여러가지 기술적으로 어려운 문제점들이 있다.
그중에서도 특히 자외선 조사장치와 웨이퍼사이에 설치된 자외선 입사창에 박막이 증착되어, 이 증착된 물질로 인하여 자외선광의 투과율이 줄어들게 되어 증착속도가 감소하게 되는 문제점이 있다.
따라서 본 고안의 목적은 자외선 입사창에 박막이 증착되는 것을 막아서 증착속도를 증가시켜 생산수율을 향상시키도록하는 저온 광화학 증착장치 반응로의 가스분리 장치를 제공하는데에 있다.
이와같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 일특징으로, 산화규소(Sio2) 및 질소규소(Si3N4)박막을 증착시킬 수 있는 광화학 증착장치 반응기에 있어서, 상·하부에 자외선 입사창과 웨이퍼 지지기 사이에 위치하되 고순도 석영(SUP-RASIL)판에 구멍이 복수로 형성된 가스분리창과, 상기 다공성 가스분리창을 고정하기 위해 상기 다공성 가스 분리창이 안착되는 가스분리창 받침대와 이를 상측에서 덮어 고정해 주는 가스분리창 덮개를 구성함과, 상기 자외선 입사창과 가스분리창 사이의 일측에 위치하여 중성가스를 샤워방식으로 반응기(A)내로 균일하게 분사 되도록 하는 분리가스 분사기를 포함하여, 상기 분사되는 중성가스가 상기 가스 분리창 위로는 분사되지 않도록하여 상기 자외선 입사창에 박막이 증착되지 않도록 구성한 것을 특징으로 한다.
이하에서 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 광화학 증착장치의 반응로의 구조를 나타낸 것으로, 실제로 공정이 진행되는 부분인 반응기(A)와, 화학반응 촉진에 필요한 자외선을 공급해 주는 자외선 조사장치(B) , 그리고 광화학 반응을 돕고 필요에 따라서는 열처리도 가능하도록 웨이퍼를 가열하는데 필요한 열에너지를 공급해 주는 적외선 가열장치(C)등으로 구성되어 있다.
상기 반응기(A)의 주요구성을 살펴보면 증착물인 웨이퍼를 올려 놓기 위한 웨이퍼 지지기(101)와, 반응기속으로 반응혼합가스를 균일하게 공급해 주기 위하여 반응가스 분사기(102), 분사기교환기(103), 반응가스플랜지(104)등으로 이루어지는 가스분사부와, 그리고 증착에 소요되고 남은 잔류가스를 배기시켜주기 위하여 진공 펌프로 이어지는 배기구(105)등으로 되어 있다.
또한 상기 자외선 조사장치(B)는 특수 고순도 석영관에 저압 수은공명 방전관으로 특수 제작된 6개의 자외선등(106)과, 자외선광을 효율적으로 이용하기 위하여 자외선광에 대한 반사율이 높은 알루미늄으로 제작된 자외선 반사경(107). 그리고 자외선광을 잘 투과하는 특수 고순도 석영(SUPRASIL)으로 제작된 자외선입사창(108) 및 가스분리창(109)등으로 구성되어 있다.
또한 적외선가열장치(C)는 8개의 텅스텐 할로겐 램프로 이루어진 적외선등(113)과, 적외선광의 복사광을 효율적으로 이용하기 위하여 설치한 적외선 반사경(114), 그리고 적외선광의 투과가 용이하도록 석영유리로 제작된 적외선 투과창(115)등으로 구성되어 있다.
제2도는 본 고안에 의한 가스분리창 조립단면도를 도시한 것이다.
그림에서 보듯이 가스분리창(109)은 가스분리창 받침대(110)와 가스분리창 덮개(111)에 의하여 자외선 입사창(108) 아래에 고정되어 있으며, 상기 자외선 입사창(108)과 가스분리창(109)사이의 영역에 분리가스 분사기(112)를 통하여 중성가스인 아르곤(Ar)을 일정한 유량으로 계속 주입하면 주입된 파르곤 가스가 가스분리창(109)을 통하여 반응기(A)속으로 분사된다.
분사되는 중성가스의 흐름으로 인하여 반응기 안으로 주입되는 반응가스의 흐름이 가스분리창(109) 위로는 형성되지 못하도록 하여 자외선 입사창(108)에 박막이 증착되는 것을 막을 수 있다.
이와같이 하여 자외선 조사장치(B)로부터 조사되는 자외선광의 투과율이 자외선 입사창(108)에 증착된 물질에 의하여 감소되는 단점을 없앰으로서 증착속도를 증가시킬 수 있다.
제3도는 본 고안의 분리가스 분사기(112)의 구조를 도시한 것으로, 제2도에 도시된 바와같이 중성가스를 자외선 입사창(108)과 가스분리창(109)사이로 균일하게 주입할 수 있도록 되어 있다.
제4도는 본 고안의 가스분리창(109)의 부분품을 분해한 상태로서 균일하게 가스를 분사하도록 자외선광을 잘 투과하는 두께 5㎜인 특수 고순도 석영(SUPRASIL)판에 지름 0.8㎜인 구성이 5㎜간격으로 총840개가 뚫어져 있으며, 가스분리창 받침대(110)에 안착되어 가스분리창 덮개(111)에 의해 고정된다.
제5도는 반응기내의 가스흐름 예측도를 도시한 것으로 반응가스가 100SCCM(Standard Cubic Centimeter Per Minute), 중성 가스가 SLPM(Liter Per Minute), 반응기내의 압력이 0.5Torr일때에 반응기 내에서의 가스 흐름에 대한 전산모사 분석결과를 보여주고 있다.
이상에서 설명한 본 고안의 가스분리장치는 고집적 반도체의 절연막이나 게이트 박막 제조공정에 응용될 수 있으며, 특히 저온공정이 가능하므로 갈륨비소(GaAs) 반도체에 이용되는 장점을 가지고 있다.

Claims (1)

  1. 산화규소(SiO2) 및 질소규소(Si3N4)박막을 증착시킬 수 있는 광화학 증착장치 반응기에 있어서, 상·하부에 자외선 입사창(108)과 웨이퍼 지지기(101)사이에 위치하되 고순도 석영(SUPRASIL)판에 구멍이 복수로 형성된 가스분리창(109)과, 상기 다공성 가스 분리창(109)을 고정하기 위해 상기 다공성 가스분리창(109)이 안착되는 가스분리창 받침대(110)와 이를 상측에서 덮어 고정해 주는 가스분리창 덮개(111)를 구성함과, 상기 자외선 입사창(108)과 가스분리창(109)사이의 일측에 위치하여 중성가스를 샤워방식으로 반응기(A)내로 균일하게 분사되도록 하는 분리가스 분사기(112)를 포함하여, 상기 분사되는 중성가스가 상기 가스 분리창(109)위로는 분사되지 않도록 하여 상기 자외선 입사창(108)에 박막이 증착되지 않도록 구성한 것을 특징으로 한것을 특징으로 하는 저온 광화학 증착장치 반응로의 가스분리장치.
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