KR950007542Y1 - Apparatus for preventing an alien substance in a chemical vapor deposition reactor on a low pressure - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 일반적인 저압화학기상증착 반응로의 개략적인 구조를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a general low pressure chemical vapor deposition reactor.
제2도는 본 고안 이물질 발생 방지장치가 적용된 저압화학 기상증착 반응로의 단면도.2 is a cross-sectional view of a low pressure chemical vapor deposition reactor to which the present invention foreign matter generation prevention device is applied.
제3a, b도는 본 고안 이물방지 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 a도의 A-A선 단면도.Figure 3a, b is a plan view showing the structure of the foreign material preventing plate of the present invention and A-A cross-sectional view of a view.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 외부석영관 2 : 내부석영관1: outside quartz tube 2: inside quartz tube
5 : 방열판 8 : 캡5: heat sink 8: cap
10 : 이물방지 플레이트 10a : 차단부10: foreign matter prevention plate 10a: blocking part
10b : 고정용 플렌지부 D : 캡과 방열판 사이의 좁은 공간10b: fixing flange portion D: narrow space between the cap and the heat sink
본 고안은 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생 방지장치에 관한 것으로, 특히 반응로 구조상 세정처리가 어려운 부위에서 발생하는 이물질들을 근본적으로 제거하도록 한 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing foreign matter generation in a low pressure chemical vapor deposition reactor, and in particular, to a device for preventing foreign matter generation in a low pressure chemical vapor deposition reactor to fundamentally remove foreign substances generated at a site that is difficult to clean due to the structure of the reactor. will be.
일반적으로 저압화학기상증착 장비는 외부석영관과 내부석영관으로 이루어지는 반응로로 구성되어, 상기 반응로의 내부에 수개이 웨이퍼를 장착하고 반응로 내부를 진공펌프로 계속 배기시키면서 저압상태에서 일정량의 반응물질을 반응로내로 주입함으로써 소정 화학반응에 의해 웨이퍼에 원하는 막(Film)을 증착시키는 장비이다.In general, the low pressure chemical vapor deposition equipment is composed of a reactor consisting of an external quartz tube and an internal quartz tube. It is a device that deposits a desired film on a wafer by a chemical reaction by injecting a reactant into a reactor.
이와 같은 저압화학기상증착 반응로는 제1도에 도시한 바와 같이, 돔 형상의 외부석영관(1)내에 내부석영관(2)이 설치되어 있고, 상기 내부석영관(2) 내에는 다수개의 웨이퍼(3)가 장착되는 보우트(4)가 내장되어 있으며, 그 하부에는 방열판(5)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, the low-pressure chemical vapor deposition reactor is provided with an internal quartz tube 2 in a dome-shaped external quartz tube 1, and a plurality of internal quartz tubes 2 are provided. The boat 4 to which the wafer 3 is mounted is built, and the heat sink 5 is provided in the lower part.
또한, 상기 외부석영관(1)의 양측에는 가스분사노즐(6)과 배기라인(7)이 각각 연결되어 있고, 외부석영관(1)의 하단에는 반응로 내부를 밀폐시키기 위한 캡(8)이 누설방지링(9)의 개재하에 회동개폐가능하게 설치되어 있으며, 이 캡(8)의 중앙부를 관통하여 질소퍼지관(8b)이 설치된 구조로 되어 있다.In addition, a gas injection nozzle 6 and an exhaust line 7 are respectively connected to both sides of the external quartz tube 1, and a cap 8 for sealing the inside of the reactor at the lower end of the external quartz tube 1. It is provided so that rotation opening and closing is possible through this leakage prevention ring 9, and it has a structure in which the nitrogen purge pipe 8b is provided through the center part of this cap 8.
이와 같이 된 저압화학기상증착 반응로의 작업과정을 살펴보면, 밀폐된 석영관내를 진공펌프로 계속 배기시키면서(도면의 B방향)일정량의 반응물질을 가스분사 노즐(6)을 통해 석영관내(A방향)로 주입한다.Looking at the operation of the low pressure chemical vapor deposition reactor as described above, while maintaining the exhaust in the sealed quartz tube with a vacuum pump (B direction in the drawing) a certain amount of reactant in the quartz tube (A direction) through the gas injection nozzle (6) Inject).
이때, 석영관내부를 외부석영관(1)의 외부에 설치된 히터코일(도시되지 않음)에 의해 고온(400∼850℃) 상태를 유지하고 있다.At this time, the inside of the quartz tube is maintained at a high temperature (400 to 850 ° C.) by a heater coil (not shown) provided outside the outer quartz tube 1.
이 열에너지에 의해 가스분사노즐(6)로 부터 공급된 반응가스는 석영관내에서 열분해를 하게되고 열분해된 가스성분들이 재결합하게 되어 원하는 막이 웨이퍼(3)에 증착되며, 잔예가스는 배기라인(7)을 통해 배기된다.The reaction gas supplied from the gas injection nozzle 6 by this thermal energy is thermally decomposed in the quartz tube and the decomposed gas components are recombined so that a desired film is deposited on the wafer 3, and the residual gas is exhaust line 7. Exhaust through.
여기서, 막증착은 웨이퍼(3)에만 되는 것이 아니라, 가스의 흐름을 균일하게 유지하기 위해 외부석영관(1)내부에 장착되어 있는 내부석영관(2)이나 보우트(4)등 외부석영관(1) 내부의 밀폐된 모든 부위에 이루어진다.Herein, the film deposition is not only performed on the wafer 3, but external quartz tubes such as the internal quartz tube 2 or the boat 4 mounted inside the external quartz tube 1 to maintain the gas flow uniformly. 1) It is made in all the sealed parts inside.
이후, 소정의 막이 웨피어에 증착되면, 가스공급을 중단하고, 질소퍼지관(8b)으로 고순도의 질소가스를 공급하여 석영관 내부를 대기압 분위기로 형성한후 보우트(4)를 대기중으로 빼내어 보우트(4)와 웨이퍼(3)를 상온까지 냉각시킨다.Subsequently, when a predetermined film is deposited on the web, the gas supply is stopped, nitrogen gas of high purity is supplied to the nitrogen purge tube 8b to form the inside of the quartz tube in an atmospheric pressure atmosphere, and the boat 4 is taken out into the atmosphere. (4) and the wafer 3 are cooled to room temperature.
이후 보우트(4)로 부터 웨이퍼(3)를 빼내어 다음 공정으로 이동시킨다.The wafer 3 is then removed from the boat 4 and moved to the next process.
상기와 같은 증착공정에서 반응로의 보우트(4)와 캡(8)의 상부면등을 고온과 상온사이를 반복적으로 공정진행함에 따라 열스트레스틀 심하게 받게되고, 그 부위에 증착된 막 역시 심함 스트레스를 받게되어 일정 횟수의 공정진행 후에는 이들부위로 부터 증착된 막들이 떨어져 나와 이물질을 발생시키게 되며, 이로인하여 이상증착 또는 이물질로 인한 불량을 야기시키게 된다.In the deposition process as described above, the upper surface of the boat 4 and the cap 8 of the reactor are subjected to repeated thermal processing between high temperature and room temperature, and are subjected to severe thermal stress, and the film deposited on the site is also severely stressed. After a certain number of processes, the films deposited from these parts fall off to generate foreign substances, which causes abnormal deposition or defects due to foreign substances.
이를 방지하기 위해 보우트(4)나 캡(8) 부위를 정기적으로 세정하게 되는데, 이때 보우트(4)나 방열판(8)은 본체에서 분리하기가 용이하므로 일정량의 막증착후 화학용액에 담그어 이곳에 증착된 막을 까아 내어 세정할 수 있고, 또한 캡(8)의 상부면도 작업자가 정기적으로 닦아 세정함으로써 이물질의 발생을 방지 할 수 있으나, 세정이 어려운 분위, 예컨데 캡(8)의 상단돌출부(8a)와 방열판(4) 하단부와의 좁은공간(D)은 구조상 세정하기가 어려워 이공간(D)으로 부터 이 물질이 발생하여 제품불량의 주 원인으로 작용하게 된다.To prevent this, the boat (4) or the cap (8) area is periodically cleaned. At this time, the boat (4) or the heat sink (8) is easy to separate from the body, so after a certain amount of film deposition, soaked in chemical solution The deposited film can be removed and cleaned, and the upper surface of the cap 8 can also be cleaned by the worker periodically to prevent the occurrence of foreign matters, but it is difficult to clean, for example, the top projection 8a of the cap 8. The narrow space (D) with the lower end of the heat sink (4) is difficult to clean in structure, this material is generated from the two space (D) to act as the main cause of product defects.
즉, 종래의 반응로 구조에 있어서는 세정이 어려운 좁은공간(D)의 이물질 발생으로 인해 제품불량을 야기시키는 문제가 있었고, 또한 가스분사노즐(6)이 상기의 좁은 공간(D)을 향하고 있어 석영관내의 어느 부위보다도 막의 증착량이 많아 지게 되어 다량의 이물질을 발생시키는 단점이 있었다.That is, in the conventional reactor structure, there is a problem of causing product defects due to the generation of foreign matter in the narrow space (D), which is difficult to clean, and the gas injection nozzle (6) is directed toward the narrow space (D). The amount of deposition of the film is greater than that in any part of the tube, which causes a large amount of foreign matter.
이를 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 반응로의 세정이 어려운 좁은 공간으로 부터 발생되는 이물질의 발생을 근본적으로 제거함으로써 제품불량을 방지 하도록한 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생 방지장치를 제공함에 있다.In view of this, the object of the present invention is to provide a device for preventing the generation of foreign substances in a low pressure chemical vapor deposition reactor to prevent product defects by fundamentally removing foreign substances generated from a narrow space where it is difficult to clean the reactor. have.
상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 외부석영관의 하단부에 밀폐용 캡이 회동개폐 가능하게 고정설치된 것에 있어서, 상기 캡의 상부면에 그 캡의 상면과 방열판 하단부 사이의 좁은 공간으로 반응가스가 침투하는 것을 방지하여 좁은공간 내부에 막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 상기 좁은공간 내부에 생성되는 이물질이 석영관내로 유입되는 것을 방지하기 위한 이물 방지 플레이트를 설치하여 구성함을 특징으로 하는 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생 방지장치가 제공된다.In order to achieve the purpose of the present invention as described above, the sealing cap is fixedly installed on the lower end of the external quartz tube so as to be rotatable, the reaction gas into a narrow space between the upper surface of the cap and the lower end of the heat sink on the upper surface of the cap. Low pressure chemical, characterized in that by installing a foreign matter prevention plate to prevent the film from being deposited in the narrow space by preventing the penetration of the foreign matter to be introduced into the quartz tube inside the narrow space An apparatus for preventing the occurrence of foreign substances in a vapor deposition reactor is provided.
상기 이물방지 플레이트는 원통형 차단부의 하부에 고정용 플랜지부가 연장형성되어 구성되고, 고정 및 분리를 용이하게 하기 위하여 두부분으로 분할 형성된다.The foreign matter prevention plate is formed by extending the fixing flange portion at the lower portion of the cylindrical blocking portion, it is divided into two parts to facilitate the fixing and separation.
이와 같이 된, 본 고안의 이물질 발생 방지장치에 의하면, 반응로의 세정이 어려운 캡상부면과 방열판 하단부 사이의 좁은 공간에 막이 증착되지 않게 되므로 이물질의 발생을 근본적으로 해소할 수 있고, 또 설사 상기한 좁은공간내에 이물질이 발생하더라도 이물질이 이물 방지 플레이트에 의해 차단되어 석영관내로 유입되지 않게 되므로 종래와 같은 이물질에 의한 이상증착 현상 및 제품불량을 방지할 수 있는 것이다.In this way, according to the foreign matter generation prevention device of the present invention, since the film is not deposited in a narrow space between the cap upper surface and the lower end of the heat sink that are difficult to clean the reactor, it is possible to fundamentally eliminate the generation of foreign matters. Even if foreign matters occur in a narrow space, foreign matters are blocked by the foreign matter prevention plate so that they do not flow into the quartz tube, thereby preventing abnormal deposition phenomenon and product defects caused by foreign matters as in the prior art.
이하, 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생 방지장치를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the foreign matter generation prevention device of the low pressure chemical vapor deposition reactor according to the present invention as described above will be described in more detail based on the accompanying drawings.
제2도는 본 고안 장치가 적용된 저압화학기상증착 반응로의 단면도이고, 제3도의 (a)(b)는 본 고안 이물방지 플레이트의 구조를 보인 평면도 및 (a)의 A-A선 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 저압화학기상증착 반응로의 이물질 발생방지장치는 외부석영관(1)의 하단부에 밀폐용캡(8)이 회동개폐 가능하게 고정설치된 것에 있어서, 상기 캡(8)의 상부면에 그 캡(8)의 상면과 방열판(5) 하단부 사이의 세정이 어려운 좁은공간(D)으로 반응가스 침투하는 것을 방지하여 좁은공간(D) 내부에 막이 증착되는 것을 방지함과 아울러 상기 좁은공간(D) 내부에 생성되는 이물질들이 석영관(1)내로 유입되는 것을 방지하기 위한 이물 방지 플레이트(10)를 설치하여 구성한 것으로, 그의 반응로를 구성하는 여타구성은 종래와 동일하므로 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하고 여기서는 상세한 설명은 생략한다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a low pressure chemical vapor deposition reactor to which the apparatus of the present invention is applied, and FIG. 3 (a) and (b) are a plan view showing the structure of the foreign material preventing plate of the present invention and a cross-sectional view taken along line AA of (a). As described above, the foreign matter generation prevention device of the low pressure chemical vapor deposition reactor according to the present invention is that the sealing cap (8) is fixed to the lower end of the outer quartz tube (1) so as to be rotatable open and close of the cap (8) By preventing the reaction gas from penetrating into the narrow space (D), which is difficult to clean between the upper surface of the cap (8) and the lower end of the heat sink (5) on the upper surface of the cap 8 to prevent deposition of the film in the narrow space (D) It is constructed by installing a foreign matter prevention plate 10 for preventing foreign substances generated in the narrow space (D) into the quartz tube (1), and the other components constituting the reactor is the same as the conventional one About Are identified by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
즉, 본 고안은 반응로의 캡(8) 상부면에 원통형 이물방지 플레이트(10)를 설치하여 세정이 곤란한 캡(8)과 방열판(5) 사이의 좁은공간(D) 주위를 차단 함으로써 가스분사노즐(6)로부터 분사되는 반응가스가 좁은공간(D)내로 유입되지 않게하여 좁은공간(D)내에 막이 증착되는 것을 방지하고, 또한 좁은공간(D)내에 막이 증착되어 후에 이물질화 된다 하더라도 플레이트(10)에 의해 공간(D)내의 이물질이 석영관(1)내로 유입되는 것을 방지 하도록 한 것이다.That is, the present invention installs a cylindrical foreign matter prevention plate 10 on the upper surface of the cap 8 of the reactor to block the space around the narrow space D between the cap 8 and the heat sink 5, which is difficult to clean. The reaction gas sprayed from the nozzle 6 is prevented from flowing into the narrow space D to prevent the film from being deposited in the narrow space D, and the plate is deposited even if the film is deposited in the narrow space D and subsequently foreign matter is deposited. 10) to prevent foreign matter in the space (D) from entering the quartz tube (1).
따라서, 세정이 어려운 좁은 공간(D) 내부에 막이 증착되지 않게 되므로 이물질 발생소자를 근본적으로 해결할 수 있고, 설사 좁은공간(D)내에 막이 증착되어 이물질화된다 하더라도 플레이트(10)가 공간(D)주위를 차단하고 있으므로 공간(D) 내부의 이물질들이 석영관(1)내로 유입되지 않게 되는 것이다.Therefore, since the film is not deposited in the narrow space D, which is difficult to clean, it is possible to fundamentally solve the foreign matter generating element. Even if the film is deposited and foreign matter is deposited in the narrow space D, the plate 10 is space D. Since the surroundings are blocked, foreign matters inside the space D do not flow into the quartz tube 1.
상기 이물방지 플레이트(10)는 제3도에 도시한 바와 같이, 원통형 차단부(10a)의 하부에 고정용 플랜지부(10b)가 연장형성된 구조로 되어 있고, 고정 및 분리를 용이하게 하기 위하여 두분으로 분할 형성되어 있으며, 석영등과 같은 내열성 재질로 이루어져 있다.As shown in FIG. 3, the foreign matter prevention plate 10 has a structure in which a fixing flange portion 10b is extended to a lower portion of the cylindrical blocking portion 10a, and is easily divided into two parts to facilitate fixing and separation. It is divided into and is made of heat-resistant material such as quartz.
또한, 상기한 바와 같은 이물방지 플레이트(10)는 보우트(4)나 방열판(5)을 세정할 때 캡(8)으로부터 분리하여 같이 세정하게 된다.In addition, the foreign matter prevention plate 10 as described above is separated from the cap 8 when the boat 4 or the heat sink 5 is cleaned, and is cleaned together.
본 고안에 의한 반응로와 종래의 반응로에서의 이물질 발생정도를 비교하기 위하여 보우트(4)에 웨이퍼(36매 또는 54매)를 장착하고 동일 조건에서 증착공정(고온저압)을 마친 후 각각 보우트 상단, 중단, 하단에서 각각 4매씩의 웨이퍼를 무작위로 추출하여 파티클 객수를 측정한 결과 다음 표와 같이 나타났다.In order to compare the degree of foreign matter generation in the reactor according to the present invention and the conventional reactor, a wafer (36 sheets or 54 sheets) was mounted on the boat 4, and after completion of the deposition process (high temperature and low pressure) under the same conditions, each boat Four wafers were randomly extracted from the top, middle, and bottom, and the number of particles was measured.
[표 1]TABLE 1
본 고안 장치와 종래 장치에서의 파티클 발생 갯수 대미표.Number of particles generated in the present invention and the conventional device.
위 표에서 웨이퍼 보우트 구역별 합계 평균 갯수는 상단의 4매, 주단의 4매 및 하단의 4배에서 측정된 각 구역별 평균 갯수를 말하며, 전체 합계 평균은 상단의 4매, 중간의 4매 하단의 4매에서 측정된 파티클의 전체평균 갯수를 말하는 것이고, 파티클 평균 갯수는 전체 합계 평균을 12매로 나눈 값이다.In the table above, the average number of wafer bowls per zone is the average number for each zone, measured from the top 4 sheets, the top edge 4 sheets, and the bottom 4 times.The total average is the top 4 sheets and the middle 4 sheets It means the total average number of particles measured in 4 sheets of, and the average number of particles is the total average divided by 12 sheets.
위 표에서 보는 바와 같이 본 고안에 의한 이물방지 플레이트를 장착한 반응로의 경우 종래의 반응로에 비하여 파티클의 발생이 크게 감소됨을 알 수 있다.As shown in the above table, in the case of the reactor equipped with the foreign matter prevention plate according to the present invention, it can be seen that generation of particles is greatly reduced as compared with the conventional reactor.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안의 이물질 발생방지 장치에 의하면, 반응로의 세정이 곤란한 캡상부면과 방열판 하단부 사이의 좁은 공간에 막이 증착되지 않게 되므로 이물질의 발생소지를 근본적으로 해소할 수 있고, 설사 상기한 좁은 공간내에 막이 증착되어 이물질화 된다하더라도 공간내의 이물질들이 이물방지 플레이트에 의해 차단되어 석영관내로 유입되지 않게 되므로 종래와 같은 이물질에 의한 이상증착현상 및 제품 불량을 방지할 수 있는 것이다.As described in detail above, according to the foreign matter generation prevention device of the present invention, since the film is not deposited in a narrow space between the cap top surface and the lower end of the heat sink, which are difficult to clean the reactor, it is possible to fundamentally eliminate the occurrence of foreign matters. Even if the film is deposited and foreign matter in the above narrow space, foreign matter in the space is blocked by the foreign matter prevention plate so that it does not flow into the quartz tube, thereby preventing abnormal deposition phenomenon and product defects caused by foreign matter as in the prior art.
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