KR100230348B1

KR100230348B1 - Cvd apparatus

Info

Publication number: KR100230348B1
Application number: KR1019920005115A
Authority: KR
Inventors: 안용철; 이길광
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1999-11-15
Also published as: KR930019859A

Abstract

본 발명은 화학기상 증착장치를 개시한다.The present invention discloses a chemical vapor deposition apparatus.

본 발명은 상면에 투광창이 설치되고 내부에 턴테이블 설치된 제1챔버와 상기 제1챔버를 감싸며 상기 제1챔버를 가열하는 가열수단이 마련된 제2챔버와 상기 제2챔버내에 설치되어 상기 턴테이블상에 설치된 제품을 열처리하는 열처리수단과, 상기 가스혼합 튜브로 부터 가스를 제1챔버내에 복수의 가스공급관을 구비하여 된 것에 특징이 있으며, 이는 금속막 또는 절연막의 증착과 열처리를 동시에 수행할 수 이점을 가진다.According to the present invention, a first chamber having a floodlight installed on an upper surface thereof, a first chamber installed inside the turntable, and a second chamber provided with heating means for heating the first chamber and surrounding the first chamber are installed in the second chamber and installed on the turntable. And heat treatment means for heat-treating the product and a plurality of gas supply pipes in the first chamber of gas from the gas mixing tube, which has the advantage of simultaneously performing deposition and heat treatment of a metal film or an insulating film. .

Description

화학기상 증착장치Chemical Vapor Deposition Equipment

제1도는 종래 화학기상 증착장치를 도시한 입단면도.1 is a sectional view showing a conventional chemical vapor deposition apparatus.

제2도는 본 발명에 따른 화학기상 증착장치를 도시한 입단면도.2 is a sectional view showing a chemical vapor deposition apparatus according to the present invention.

제3도는 제2도에 도시된 A-A'선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 제1챔버 12 : 텐테이블11: first chamber 12: ten table

13 : 가열수단 16 : 제2챔버13 heating means 16 second chamber

17 : 가스혼합수단 18 : 가스공급관17 gas mixing means 18 gas supply pipe

30 : 열처리수단 31 : 아크 램프(arc lamp)30 heat treatment means 31 arc lamp

본 발명은 화학기상 증착장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 절연막 또는 금속막의 코팅 및 열처리를 동시에 수행할 수 있는 화학기상 증착장치에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus, and more particularly, to a chemical vapor deposition apparatus capable of simultaneously performing the coating and heat treatment of an insulating film or a metal film.

최근 전기도금, 화학도금등의 습식 코팅법에 대체되는 건식 코팅법으로써 항공산업, 전자산업등 첨단산업분야에서 필수 불가결한 기술인 화학기상 증착법(CVD법; Chemical Vapor Deposition)은 PVD법(Physicaly Vapor Deposition)과 함께 기재(基材)의 표면에 특별한 기능을 갖는 표면피복층(Function Surface Coatiing)을 부여하는 방법으로써 큰 주목을 받고 있다.As a dry coating method, which is an alternative to wet coating methods such as electroplating and chemical plating, chemical vapor deposition (CVD), which is an essential technology in high-tech industries such as aviation industry and electronics industry, is a PVD method (Physicaly Vapor Deposition). ) And a method of providing a surface coating layer (Function Surface Coatiing) having a special function to the surface of the substrate (base) is attracting great attention.

이들 방법은 종래의 코팅법과는 달리 중금속등 유해한 물질을 배출하지 않을 뿐만 아니라 비교적 값싼 코팅재료를 사용해 미려한 외관 및 고경도, 내마모성, 내열성, 내식성을 갖는 표면피복을 형성할 수 있으며, 복잡한 형상의 기체(基體)에도 증착이 가능하고 장치의 개조에 의해 응용범위가 넓으며 설치비도 비교적 저렴하다는 장점을 가지고 있다.Unlike conventional coating methods, these methods do not emit harmful substances such as heavy metals, but also use relatively inexpensive coating materials to form a surface coating having a beautiful appearance, high hardness, abrasion resistance, heat resistance, and corrosion resistance. It is possible to deposit on the substrate, and has the advantage of wide application range by the modification of the device and relatively low installation cost.

제1도에는 이러한 화학 증착방법을 실시하기에 적합한 장치의 일예를 나타낸 보였다.1 shows an example of a device suitable for carrying out such a chemical vapor deposition method.

이것은 진공챔버(2)의 상면에 도면에 도시되지 않은 가스배출구(3)가 마련되고, 상기 진공챔버(2)의 내부에는 가열수단이 마련된 턴테이블(4)이 설치되고 상기 진공챔버(2)의 양측에는 복수개의 가스공급노즐(5)이 설치된 것이다.This is provided with a gas outlet 3, not shown in the drawing, on the upper surface of the vacuum chamber 2, inside the vacuum chamber 2 is provided with a turntable 4 is provided with a heating means and the vacuum chamber 2 A plurality of gas supply nozzles 5 are installed at both sides.

이와 같이 구성된 화학기상 증착장치(1)는 상기 턴테이블(4)상에 복수개의 웨이퍼를 올려 놓은 후 히이터에 전원을 인가하여 소정의 온도로 가열한 상태에서 상기 가스공급노즐(5)로부터 가스를 공급하여 챔버(2)의 상부에 설치된 배출구(3)로 배출되도록 함으로써 상기 가스성분이 화학반응(열분해(熱分解), 환원(還元), 산화등)에 의해 기상(氣相)으로부터 증기압이 낮은 물질이 생성되어 웨이퍼의 상면에 박막으로 석출되게 된다.The chemical vapor deposition apparatus 1 configured as described above supplies a gas from the gas supply nozzle 5 in a state in which a plurality of wafers are placed on the turntable 4 and a power is applied to a heater and heated to a predetermined temperature. And the gas component is discharged to the outlet 3 installed in the upper part of the chamber 2 so that the gas component is low in vapor pressure from the gas phase by chemical reaction (pyrolysis, reduction, oxidation, etc.). Is generated and precipitates as a thin film on the upper surface of the wafer.

그런데, 상기와 같은 종래의 화학기상 증착장치(1)는 가스배출구(3)가 진공챔버(2)의 상부에 설치되어 있어 액화가스의 사용시 가스배출구측과 진공챔버(2) 내부의 온도차이에 의해 막형성불량이 발생되는 문제점이 있으며, 상기 웨이퍼상에 설치된 절연막 또는 배선막을 열처리하기 위한 별도장치가 구비되어 있지 않아 별도의 열처리 공정을 수행하여야 되는 문제점이 있었다. 특히, 상기 진공챔버(2) 내부에 설치된 히이터를 조작하여 진공챔버 내부에 온도를 다르게 하여 열처리할 수 있다고 생각할 수 있으나 온도를 다르게 하면 챔버내부에 붙어 있는 증착막이 파우더 형태로 떨어져 웨이퍼를 오염시키게 된다.However, in the conventional chemical vapor deposition apparatus 1 as described above, the gas discharge port 3 is provided on the upper portion of the vacuum chamber 2, so that the temperature difference between the gas discharge side and the vacuum chamber 2 when the liquefied gas is used. There is a problem in that a film formation defect is generated, and there is a problem in that a separate heat treatment process is performed because a separate device for heat treatment of an insulating film or a wiring film provided on the wafer is not provided. In particular, it can be thought that the heat treatment can be performed by varying the temperature inside the vacuum chamber by manipulating the heater installed inside the vacuum chamber 2, but if the temperature is different, the deposition film attached inside the chamber falls in powder form and contaminates the wafer. .

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 챔버내부의 온도차이에 의해 발생하는 증착막 형성불량을 근본적으로 해결하고, 증착막 형성과 아울러 열처리를 수행할 수 있는 화학기상 증착장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a chemical vapor deposition apparatus that can fundamentally solve the deposition film formation defect caused by the temperature difference in the chamber, and can perform the heat treatment and the deposition film formation. There is this.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 화학기상 증착장치에 있어서, 상면에 투광창이 설치되고 내부에 턴테이블이 설치된 제1챔버와, 상기 제1챔버를 감싸며 상기 제1챔버를 가열하는 가열수단이 마련된 제2챔버와, 상기 제2챔버내에 설치되어 상기 턴테이블 상에 설치된 제품을 열처리 하는 열처리수단과, 상기 가스혼합 튜브로부터 가스를 제1챔버 내에 공급하는 복수의 가스공급관을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a chemical vapor deposition apparatus, comprising: a first chamber having a light transmitting window disposed on an upper surface thereof and a turntable disposed therein; and a heating means surrounding the first chamber and heating the first chamber; And a second chamber, heat treatment means installed in the second chamber to heat-treat a product installed on the turntable, and a plurality of gas supply pipes for supplying gas from the gas mixing tube into the first chamber. .

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 화학기상 증착장치는 제2도에 나타내 보인 바와 같이 제1챔버(11)의 내부에 웨이퍼(40)가 장착되며 가스배출관(19)에 의해 지지되는 턴테이블(12)이 설치되고, 상기 제1챔버(11)의 하면에는 상기 웨이퍼(40)를 가열하기 위한 가열수단(13)인 히이터가 설치되며 상기 제1챔버(11)의 상부에는 수정으로 이루어진 투광창(14)이 설치된다. 그리고 상기 제1챔버(11)는 제2챔버(16)에 의해 감싸여지게 되는데, 상기 제2챔버(16)의 내부에는 상기 턴테이블(12)상에 설치된 웨이퍼(40)를 열처리하기 위한 열처리 수단(30)이 설치되며 상기 제1챔버(11)의 내부에 가스혼합 튜브(17)로 부터 가스를 공급하는 복수개의 가스공급관(18)이 설치된다. 여기에서 상기 열처리 수단(30)은 투광창 상부에 설치된 복수개의 아크램프(31)를 구비하여 구성된다. 그리고 상기 제2챔버(16)에는 증착시 진행온도를 측정하기 위한 고온계(pyrometer; 50)를 설치함이 바람직하다.In the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 2, a wafer 40 is mounted inside the first chamber 11 and a turntable 12 supported by the gas discharge pipe 19 is installed. A heater, which is a heating means 13 for heating the wafer 40, is installed on a lower surface of the first chamber 11, and a light-transmitting window 14 made of quartz is provided on the upper portion of the first chamber 11. . In addition, the first chamber 11 is surrounded by the second chamber 16, and heat treatment means for heat-treating the wafer 40 installed on the turntable 12 inside the second chamber 16. 30 is installed and a plurality of gas supply pipes 18 for supplying gas from the gas mixing tube 17 to the inside of the first chamber 11 is installed. Here, the heat treatment means 30 is provided with a plurality of arc lamps 31 installed on the top of the light transmission window. And it is preferable to install a pyrometer (50) for measuring the progress temperature during deposition in the second chamber (16).

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 화학기상 증착장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the chemical vapor deposition apparatus according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저 상기 화학기상 증착장치(10)로서 소정의 제품 즉, 웨이퍼(40) 상에 소정패턴의 금속막 또는 절연막을 형성하기 위해서는 회전하는 턴테이블(12)상에 웨이퍼(40)를 고정설치하고, 상기 가스혼합튜브(17)에 연결된 가스공급관(18)을 통하여 소정의 가스를 공급함과 아울러 가열수단(13)인 히이터를 조작하여 턴테이블(12) 상의 웨이퍼(40)를 가열한다. 이와 같이 하면 상기 고온의 웨이퍼 표면위에서 둘 또는 그 이상의 기체성분이 화학반응에 의해 기상으로부터 증기압이 낮은 물질을 생성하여 박막으로 석출되게 된다.First, as the chemical vapor deposition apparatus 10, in order to form a predetermined product, that is, a metal film or insulating film having a predetermined pattern on the wafer 40, the wafer 40 is fixed on the rotating turntable 12. While supplying a predetermined gas through the gas supply pipe 18 connected to the gas mixing tube 17, the heater 40, which is the heating means 13, is operated to heat the wafer 40 on the turntable 12. In this manner, two or more gaseous components on the surface of the hot wafer generate chemically reacted substances with low vapor pressure from the gas phase to precipitate as thin films.

이때에 상기 가스공급관(18)으로부터 공급된 가스는 상기 턴테이블(12)의 상면으로부터 수직하방으로 연장형성된 배출관(19)을 통하여 배출되게 되므로 배출관(19)측과 제1챔버(11) 내부에 온도차에 의해, 금속막 또는 절연막의 형성시 불량품화 되는 것을 방지할 수 있게 된다.At this time, the gas supplied from the gas supply pipe 18 is discharged through the discharge pipe 19 extending vertically downward from the upper surface of the turntable 12, so that the temperature difference between the discharge pipe 19 side and the first chamber 11 inside. This makes it possible to prevent deterioration in forming the metal film or the insulating film.

상기와 같이 금속막의 형성이 완료되게 되면 가스공급관(12)으로부터의 가스공급을 중단함과 아울러 가열수단(13)을 조작하여 히이터로 부터의 발열을 중지시킨 후, 상기 열처리수단(30)인 아크 램프(31)를 조작하여 발광케 함으로써 증착된 금속막 또는 절연막의 열처리공정을 수행한다.When the formation of the metal film is completed as described above, the gas supply from the gas supply pipe 12 is stopped and the heating means 13 is operated to stop the heat generation from the heater, and then the arc which is the heat treatment means 30. By operating the lamp 31 to emit light, a heat treatment step of the deposited metal film or insulating film is performed.

이와 같이 본 발명 화학기상막 증착장치는 가스배출측과 제2챔버 내부의 온도차이를 줄여 증착불량을 근본적으로 해결하였으며 특히 금속막 또는 절연막의 증착과 이들의 열처리를 동시에 수행할 수 있으므로 장비를 간소화할 수 있으며 생산성의 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.As described above, the chemical vapor deposition apparatus of the present invention fundamentally solves the deposition failure by reducing the temperature difference between the gas discharge side and the inside of the second chamber, and in particular, since the deposition of the metal film or the insulating film and the heat treatment thereof can be performed simultaneously, the equipment is simplified. There is an advantage in that the productivity can be improved.

Claims

화학기상 증착장치에 있어서, 상면에 투광창이 설치되고 내부에 가스배출관(19)에 의해 지지된 턴테이블(12)이 설치된 제1챔버(11)와, 상기 제1챔버(11)를 감싸며 상기 제1챔버(11)를 가열하는 가열수단이 마련된 제2챔버(16)와, 상기 제2챔버(16)내에 설치되어 상기 턴테이블(12)상에 설치된 제품을 열처리하는 열처리수단(30)과, 상기 가스혼합 튜브(17)로부터 가스를 제1챔버(11)내에 공급하는 복수의 가스공급관(18)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.In the chemical vapor deposition apparatus, a first chamber (11) provided with a light emitting window on the upper surface and a turntable (12) supported by a gas discharge pipe (19) therein, and surrounding the first chamber (11), the first chamber A second chamber (16) provided with heating means for heating the chamber (11), heat treatment means (30) installed in the second chamber (16) to heat-treat a product installed on the turntable (12), and the gas And a gas supply pipe (18) for supplying gas from the mixing tube (17) into the first chamber (11).

제1항에 있어서, 상기 열처리수단(30)이 아크 램프(31)인 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment means is an arc lamp.

제1항에 있어서, 상기 가스배출관(19)은 상기 가스공급관(18)과 대향되는 턴테이블(12)의 상면으로부터 수직하방으로 설치된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the gas discharge pipe (19) is installed vertically downward from an upper surface of the turntable (12) facing the gas supply pipe (18).

제1항에 있어서, 상기 제2챔버(16)에 고온계(50)를 설치하여 제2가열수단에 의한 열처리 진행 온도를 측정할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 화학기상 증착장치.The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein a pyrometer (50) is installed in the second chamber (16) to measure the heat treatment progress temperature by the second heating means.