KR20100083611A - 보트 및 그 보트를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

반도체 증착 장치에 사용되는 보트가 제공된다. 보트는 서로 이격하여 적층되는 복수개의 지지 및 분사플레이트들을 구비한다. 각각의 상기 지지 및 분사플레이트는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판을 지지하는 지지핀을 다수 포함하고, 그 하면에는 외부로부터 공급받은 가스를 아래방향으로 분사하는 분사홀이 형성된다.
기판, 보트, 지지 및 분사 플레이트, 증착

Description

보트 및 그 보트를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법{BOAT AND SEMICONDUCTOR DEPOSITION APPARATUS AND METHOD INCLUDING THE SAME}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판상에 박막을 증착하기 위한 반도체 증착 장치 및 방법 그리고 이에 사용되는 보트에 관한 것이다.
반도체 기판의 제조공정은 여러가지 전기적, 광학적 및 화학적 특성들을 갖는 얇은 폴리실리콘막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 기판상에 순차적으로 형성시키는 과정으로 증착공정, 사진 식각 공정, 확산공정, 이온주입공정, 확산공정 및 열처리 공정등으로 이루어진다.
상기 제조공정 중, 증착공정, 확산공정 및 열처리 공정은 필요에 따라 수평형(Horizontal) 또는 수직형(Vertical)의 확산로를 사용하고 있다. 최근에는 수평형 확산로에 비하여 파티클(PARTICLE)이 적게 발생되는 이점이 있는 수직형 확산로를 갖는 반도체 증착 장치가 많이 사용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 수직형 확산로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 수직형 확산로는 돔(DOME) 형태로서 반응공간을 형성하는 외측 튜브와 그 내부에 설치되는 원통형의 내측 튜브를 포함하며, 확산로의 하부에는 복수의 웨이퍼가 수직으로 적재되는 보트가 설치되어 있다. 반응가스는 플랜지(12)에 설치된 노즐(12b)을 통해 내측 튜브로 공급된 후 보트(12)측으로 분사됨으로써 확산이 이루어지게 된다. 이때 확산된 반응 가스는 보트(12)의 내측에 안착된 웨이퍼들의 표면에 막질을 증착시키게 되고, 잔류 가스는 내측 튜브(11b)의 상단에서 외측 튜브(11a)의 내측과 내측 튜브(11b)의 외측과의 사이 통로를 통하여 이동된 후 배기포트(12a)를 통하여 배출이 이루어지게 된다.
그러나, 이와 같은 수직형 확산로는 노즐로부터 방출되는 반응가스가 웨이퍼 전체면에 균일하게 분사되지 못하므로, 균일한 막질의 형성이 어렵고, 웨이퍼의 가장자리 부분과 중심부분의 두께편차가 크게 발생한다. 또한, 웨이퍼의 두께 편차를 줄이고, 균일한 박막을 생성하기 위하여 보트를 회전시키는 장치를 별도로 설치해야하며, 분사되는 반응가스의 종류마다 별개의 노즐을 설치해야하므로 구조가 복잡해진다. 그리고, 수직 확산로의 하부 측면으로 반응가스가 공급되므로, 공정 튜브내에 잔류하는 미세먼지가 비산되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 웨이퍼상에 증착되는 막의 두께와 막질의 균일성을 향상시킬 수 있는 보트 및 이를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 노즐 설치없이, 상이한 종류의 반응가스를 분사할 수 있는 보트 및 이를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 반응 가스 공급시 공정튜브내 미세 먼지의 비산을 억제시킬 수 있는 보트 및 이를 포함하는 반도체 증착 장치 및 방법을 제공한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 보트는 서로 이격하여 적층된 복수개의 지지 및 분사 플레이트들을 포함하되, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판을 지지하는 지지핀을 다수 포함하고, 상기 지지 및 분사 플레이트의 하면에는 외부로부터 공급받은 가스를 아래방향으로 분사하는 분사홀이 형성한다. 각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 내부에는 상기 가스가 머무르고, 상기 분사홀과 통하는 버퍼공간이 형성되고, 그 측면에 상기 가스가 유입되는 유입홀이 형성된다.
보트는 상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지부재를 더 포함하되, 상기 지지부재는 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 구비된다. 상기 지지부재는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되는 지지로드; 및 상기 지지로드로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 포함한다.
보트는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사 플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되며, 상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지로드; 및 상기 지지로드로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 더 포함하되, 상기 지지로드의 내부에는 상기 가스가 흐르는 공급통로가 그 길이방향으로 형성되고, 상기 분기로드의 내부에는 상기 공급통로로부터 연결되어 상기 유입홀과 연결되는 분기통로가 형성된다.
각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 상기 버퍼 공간을 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획하는 구획판을 포함하며, 상기 구획판에는 상기 제1영역에서 상기 제2영역까지 연장되는 다수의 홀이 형성된다.
상기 지지부재는 상기 제1영역으로 가스를 공급하는 제1지지부재와 상기 제2영역으로 가스를 공급하는 제2지지부재를 포함한다.
보트는 최상단에 위치한 상기 지지 및 분사 플레이트의 상부에 위치하며, 하면에 아래방향으로 상기 가스를 분사하는 분사홀이 형성된 분사 플레이트를 더 포함하되, 상기 분사 플레이트의 상면에는 기판을 지지하는 지지핀이 제공되지 않는다.
보트는 최하단에 위치한 상기 지지 및 분사 플레이트의 하부에 위치하며, 상면에 기판을 지지하는 지지핀을 구비하는 지지 플레이트를 더 포함하되, 상기 지지 플레이트의 하면에는 분사홀이 형성되지 않는다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 증착 장치는 공정이 수행되 는 공간을 제공하는 공정 튜브; 공정진행시 상기 공간 내부에 위치하며 기판을 지지하는 보트; 및 상기 공정 튜브의 외부에 위치하며 상기 공정튜브에 열을 제공하는 히터를 포함하되, 상기 보트는 서로 이격하여 적층되는 복수개의 지지 및 분사플레이트들을 구비하며, 각각의 상기 지지 및 분사플레이트는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판을 지지하는 지지핀을 다수 포함하고, 각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 하면에는 외부로부터 공급받은 가스를 아래방향으로 분사하는 분사홀이 형성된다.
각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 내부에는 상기 가스가 머무르고, 상기 분사홀과 통하는 버퍼공간이 형성되고, 그 측면에는 상기 버퍼공간으로 상기 가스가 유입되는 유입홀이 형성된다.
반도체 증착 장치는 상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 구비되며, 상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지부재를 더 포함하되, 각각의 상기 지지부재는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되는 지지로드와, 상기 지지로드으로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면에 결합하는 분기로드를 포함한다. 상기 지지로드의 내부에는 상기 가스가 흐르는 공급통로가 그 길이방향으로 형성되고, 상기 분기로드의 내부에는 상기 공급통로로부터 상기 유입홀까지 연결되는 분기통로가 형성된다.
각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 상기 버퍼 공간을 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획하며, 상기 제1영역과 상기 제2영역을 통 하는 다수의 홀을 형성하는 구획판을 포함하며, 상기 지지부재는 상기 제1영역으로 제1가스를 공급하는 제1지지부재와 상기 제2영역으로 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하는 제2지지부재를 포함한다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 증착 방법은 지지 및 분사 플레이트들이 서로 이격하여 적층된 보트에서, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 상면으로 기판을 로딩하고, 각각의 기판으로 가스를 공급하여 증착공정을 수행하되, 상기 각각의 기판으로 가스의 분사는 상기 기판과 인접하여 그 상부에 위치하는 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에서 아래방향으로 분사된다. 상기 가스는 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에서 분사되기 전에, 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에 형성된 버퍼공간에 일시적으로 머무른다.
상기 지지 및 분사 플레이트의 내부의 가스는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되는 지지로드 및, 상기 지지로드로부터 분기되며, 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 통해서 공급된다.
상기 지지로드는 상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 제공되며, 각각의 지지로드에 공급되는 가스는 그 종류가 서로 상이하다.
상기 버퍼 공간은 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획되며, 상기 제1영역에는 제1지지로드로부터 제1가스가 공급되며, 상기 제2영역에는 제2지지로드로부터 제2가스가 공급된다. 상기 제2가스는 상기 제2영역을 통하 여 상기 제1영역으로 공급되며, 상기 제1영역에서 상기 제1가스와 혼합되어 분사된다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼들간에 증착분포도를 향상시킨다.
본 발명에 의하면, 단일 웨이퍼에서 각 영역의 증착 분포도를 향상시킨다.
본 발명에 의하면, 별도의 노즐 설치 없이 다양한 종류의 반응가스를 웨이퍼상에 분사할 수 있다.
본 발명에 의하면, 공정튜브내 미세 먼지의 비산이 억제된다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면, 도 2 내지 도 10 을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 증착 장비를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 반도체 증착 장치(100)는 공정 튜브(110), 플랜지(130), 캡 플랜지(140), 구동부(150), 히터(160), 반응가스 공급라인(170), 반응가스 저장부(180), 그리고 보트(200)를 포함한다.
공정 튜브(110)는 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정튜브(110)는 내부 공간을 밀폐시키도록 밀폐된 돔형상의 원통으로 제공된다. 공정튜브(110)는 플랜지(130)의 상단의 받침단에 지지된다. 증착공정에 제공되기 위하여 공정 튜브(110) 내부로 보트(200)가 로딩되며, 증착공정이 완료되면 보트(200)가 공정 튜브(110) 내부로부터 언로딩된다.
히터(160)는 공정 튜브(110)의 외부에 위치한다. 히터(160)는 공정 튜브(100)로부터 소정의 간격으로 이격되어 공정튜브(110)를 에워싸도록 제공된다. 히터(160)는 공정 튜브(110) 외부에서 공정 튜브(110)에 소정의 열을 제공하여, 공정 튜브(110) 내부 온도를 유지시킨다. 이를 위해 히터(160)는 제어부(미도시됨)를 구비하며, 상기 제어부는 공정 튜브(110)의 온도를 감지한 후 공정 튜브(110)의 온도가 공정상 요구되는 온도 이하로 떨어지면 히터(160)가 공정 튜브(110)를 가열하도록 제어한다.
플랜지(130)는 공정 튜브(110)의 하측에 설치되어 공정 튜브(110)를 지지하고, 이와 동시에 공정 가스들이 공정 튜브(110)와 플랜지(130) 사이에서 새어나가지 않도록 공정튜브 내부를 외부와 밀폐하는 기능을 한다. 플랜지(130)는 일측에 공정 튜브(110) 내부를 감압시키기 위해 내부 공기를 배기하기 위한 배기부(126)가 마련된다.
캡 플랜지(140)는 보트(200)를 결합하여 지지한다. 또한, 캡 플랜지(140)는 구동부(150)에 의해 플랜지(130) 하부에 밀착 지지되어, 공정에 사용되는 공정 가스가 외부로 새어나가지 않도록 플랜지(130) 하단을 밀폐한다. 캡 플랜지(140)의 일측은 구동부(150)와 결합되어 구동부(150)에 의해 상하로 이동하게 된다.
구동부(150)는 리드 스크류 및 모터 또는 에어 실린터 등을 포함하는 어셈블리이며, 공정 튜브(110)로/로부터 보트(200)를 입출시키기 위해 캡 플랜지(140)를 상하로 이송시킨다. 구동부의 구동에 의하여, 보트(200)는 공정튜브(110)의 내부로 로딩/언로딩 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보트의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사 플레이트의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사플레이트의 하면을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사플레이트의 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 보트(200)는 기판(w)이 서로 이격하여 상하방향으로 적층되도록 수납한다. 기판(w)이 수납된 보트(200)는 구동부(150)의 구동에 의해 승강하여 공정 튜브(110)로 로딩되며, 공정에 제공되는 기판(w)을 고정 및 지지하는 역할을 한다. 보트(200)는 예컨대, 고열에 강하며, 화학적으로 변화가 적은 석영 재질로 제작된다.
보트(200)는 복수개의 지지 및 분사 플레이트(220)들, 지지 부재(230), 분사 플레이트(250), 그리고 지지 플레이트(260)를 포함한다.
각각의 지지 및 분사 플레이트(220)는 판형상으로, 상부에 놓이는 기판의 크기보다 약간 크게 제공된다. 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)는 버퍼공간(224), 유입홀(225), 지지핀(228), 그리고 분사홀(229)을 갖는다.
지지핀(228)은 지지 및 분사 플레이트(200)의 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판(w)을 지지한다. 지지핀(228)은 핀형상으로 기판(w)과 접촉하는 상부가 뾰족하 게 형성된다. 지지핀(228)은 서로간에 소정의 간격을 두고 이격하여 복수개 제공된다.
분사홀(229)은 지지 및 분사 플레이트(220)의 하면 전체에 균일하게 서로 이격하여 형성된다. 지지 및 분사 플레이트(220)의 하면 전체에 균일하게 형성된 분사홀을 통해 기판(w)의 각 영역으로 가스가 균일하게 공급되므로 증착되는 막의 두께가 일정하고 막질의 균일성이 향상된다. 분사홀(229)은 버퍼공간(224)과 지지 및 분사 플레이트(220)의 하부공간을 연결한다. 분사홀(229)은 지지 및 분사 플레이트(220)의 외부로부터 공급받은 가스를 지지 및 분사 플레이트(220)의 아래방향으로 분사한다. 예컨대, 제 1 지지 및 분사 플레이트(220a)는 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)의 상부에 위치하며, 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)는 제 3 지지 및 분사 플레이트(220c)의 상부에 위치한다. 각각의 지지 및 분사 플레이트(220a, 220b, 220c)의 상부에는 기판(w)이 놓인다. 각각의 지지 및 분사 플레이트(220a, 220b, 220c)의 하면에는 복수개의 분사홀(229)이 형성되어 있다. 제 1 지지 및 분사 플레이트(220a)의 분사홀(229)을 통하여 분사된 가스는 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)의 상면에 놓인 기판(w)으로 공급되며, 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)의 분사홀(229)을 통하여 분사된 가스는 제 3 지지 및 분사 플레이트(220c)의 하부에 위치한 기판(w)으로 공급된다. 기판의 상부에 위치한 지지 및 분사 플레이트로부터 아래방향으로 가스가 분사되므로, 수직 확산로의 하부 측면에서 가스 공급으로 인한 공정 튜브내에 미세먼지의 비산을 억제할 수 있다.
버퍼공간(224)은 지지 및 분사 플레이트(220)의 내부에 형성되며, 분사 홀(225)을 통하여 분사되는 가스가 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼공간(224)은 유입홀(225)과 분사홀(229)을 연결하는 통로를 제공한다. 분기통로(236)를 거쳐 유입홀(225)로 유입된 가스는 버퍼공간(224)에 머무른 뒤, 분사홀(229)을 통하여 기판(w)상에 분사된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사플레이트의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 지지 및 분사 플레이트(220)는 버퍼공간(224)은 다수의 영역으로 구획하는 구획판(227)을 포함한다. 구획판(227)은 인접하는 영역간에 서로 통하도록 다수의 홀(hole)을 형성한다. 구획판(227)은 버퍼공간(224)을 제 1 영역(224a)과 제 2 영역(224b)으로 구획한다. 제 2 영역(224b)은 제 1 영역(224a)의 상부에 위치한다. 제 2 영역(224b)은 구획판(227)에 형성된 다수의 홀(hole)을 통하여 제 1 영역(224a)과 통한다. 각각의 영역(224a, 224b)에는 유입홀(225)이 형성되며, 유입홀(225)은 서로 상이한 공급통로(232a, 232b)부터 연결되는 분기 통로(236a, 236b)와 연결된다. 제 1 영역(224a)에 형성된 유입홀(225)은 제 1 지지부재(230a)에 형성된 분기 통로(236a)와 연결되며, 제 2 영역(224b)에 형성된 유입홀(225)은 제 2 지지부재(230b)에 형성된 분기통로(236b)와 연결된다.
다시 도 3 내지 도 7을 참조하면, 지지부재(230)는 복수개의 지지 및 분사 플레이트(220)들을 지지한다. 지지부재(230)는 지지 및 분사 플레이트(220)의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 구비된다. 일 실시예에 의하면, 지지부재(230)는 지지 및 분사 플레이트(220)의 지름을 기준으로 일방향 측면을 따라 서로 이격하여 결합한다. 지지 및 분사 플레이트(220)의 지름을 기준으로 타방향 측면에는 지지부 재(230)가 결합하지 않는다. 기판(w)는 적층된 지지 및 분사 플레이트(220)간의 타방향 공간을 통하여 로딩/언로딩된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 지지부재(230)는 제 1 지지부재(230a), 제 2 지지부재(230b), 그리고 제 3 지지부재(230c)가 제공된다. 제 1 지지부재(230a), 제 2 지지부재(230b), 그리고 제 3 지지부재(230c)는 지지 및 공급 플레이트(220)의 원주 방향을 따라 지지 및 분사 플레이트(220)의 측면과 결합한다. 제 1 지지부재(230a)는 지지 및 분사 플레이트(220)의 지름 선상에 제 2 지지부재(230b)와 서로 마주보며 위치하고, 제 3 지지부재(230c)는 제 1 지지부재(230a) 및 제 2 지지부재(230b)와 이격하여 지지 및 분사 플레이트(220)의 일방향 측면과 결합한다. 기판(w)은 제 3 지지부재(230c)가 결합하지 않는 타방향으로 지지 및 분사 플레이트(220)간의 공간을 통하여 로딩/언로딩 된다.
각각의 지지부재(230)는 지지로드(231)와 분기로드(235)를 포함한다. 지지로드(231)는 봉형상으로 그 길이 방향이 지지 및 분사플레이트(220)들의 적층방향과 나란하게 제공된다. 지지로드(231)의 일 측단부는 지지 플레이트(260)와 결합한다. 분기로드(235)는 지지로드(231)로부터 분기되어, 분사 플레이트(250)의 측면 및 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 측면과 결합한다.
지지로드(231)의 내부에는 공급통로(232)가 지지로드(231)의 길이방향으로 형성된다. 분기로드(235)의 내부에는 분기통로(236)가 형성된다. 공급통로(232)는 가스 공급라인(170)과 분기통로(236)를 연결하며, 분기통로(236)는 공급통로(232)와 유입홀(225)을 연결을 연결한다. 공급통로(232)에 공급된 가스는 분기통로(236) 를 거쳐 유입홀(225)에 유입된다.
각각의 지지부재(230)에 공급되는 가스는 그 종류가 상이하다. 따라서, 별도의 노즐 설치 없이 상이한 종류의 가스를 분사할 수 있다. 상이한 종류의 가스는 각각의 공급통로(232)에 공급되어 분기통로(236)와 유입홀(225)을 거쳐 버퍼공간(224)으로 공급된다. 상이한 종류의 가스는 버퍼공간(224)에서 서로 혼합되어 일시적으로 머무르며, 분사홀(229)을 통하여 분사된다. 본 발명의 실시예에 의하면, 버퍼공간(224)의 제 1 영역(224a)은 제 1 지지부재(230a)로부터 제1가스를 공급받고, 제 2 영역(224b)은 제 2 지지부재(230b)로부터 제2가스를 공급받는다. 제 2 영역(224b)에 공급된 제2가스는 구획판(227)에 형성된 홀을 통하여 제 1 영역(224a)으로 공급되어 제1가스와 혼합된다. 제1가스와 제2가스는 서로 혼합되어, 분사홀(229)을 통하여 기판으로 분사된다.
분사 플레이트(250)는 서로 이격하여 적층된 지지 및 분사 플레이트(220)들 중에서 최상단에 위치한 지지 및 분사 플레이트(220a)의 상부에 위치한다. 분사 플레이트(250)는 최상단에 위치한 지지 및 분사 플레이트(220a)에 놓인 웨이퍼(w)로 가스를 분사한다. 분사 플레이트(250)는 그 상면에 기판(w)을 지지하는 지지핀(228)을 갖지 않는 점을 제외하고는, 지지 및 분사 플레이트(220)와 동일한 구조로 제공되며, 지지 및 분사 플레이트(220)가 지지부재(260)와 결합하는 구성과 동일하게 지지부재(260)와 결합한다. 따라서, 분사 플레이트(250)에 대한 자세한 설명은 지지 및 분사 플레이트(220)의 설명으로 대신한다.
지지 플레이트(260)는 서로 이격하여 적층된 지지 및 분사 플레이트(220)들 중에서 최하단에 위치한 지지 및 분사 플레이트(220)의 하부에 위치한다. 지지 플레이트는 최하단에 위치한 지지 및 분사 플레이트(220)가 분사되는 가스에 의하여 공정이 수행되는 기판(w)을 지지한다. 지지 플레이트(260)는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판(w)을 지지하는 지지핀(228)을 다수 포함한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 보트 및 반도체 증착 장치를 이용하여 반도체 기판을 증착하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 반도체 증착 방법을 나타내는 도면이다.
도 8 을 참조하면, 반도체 기판을 증착하는 방법은 먼저, 서로 이격하여 적층된 보트(200)상의 각각의 지지 및 분사플레이트(220)로 기판(w)을 로딩한다. 지지 및 분사 플레이트(220)로 로딩된 각각의 기판(w)으로 가스를 분사하여 증착공정을 수행한다. 가스는 기판(w)이 놓이는 지지 및 분사 플레이트(220)에 인접하여 상부에 위치하는 지지 및 분사 플레이트(220)의 내부에서 아래방향으로 분사된다. 기판(w)상으로 분사되는 가스는 지지 및 분사플레이트(220)의 내부에 형성된 버퍼공간(224)에 일시적을 머무른 후, 분사홀(229)을 통하여 분사된다. 버퍼공간(224)에 머무르는 가스는 지지로드(231) 및 분기로드(235)를 통해서 버퍼공간(224)으로 공급된다. 지지로드(231)는 봉형상으로 그 길이 방향이 지지 및 분사플레이트(220)들의 적층방향과 나란하게 제공되며, 그 내부에 공급통로(232)를 지지로드(231)의 길이방향으로 형성한다. 지지로드(231)는 지지 및 분사플레이트(220)들의 측면을 따 라 서로 이격하여 복수개 제공된다. 분기로드(235)는 지지로드(231)로부터 분기되어, 분사 플레이트(250)의 측면 및 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 측면과 결합하며, 그 내부에 공급통로(232)와 유입홀(225)을 연결하는 분기통로(236)를 형성한다. 따라서, 공급통로(232)에 공급된 가스는 공급통로(232)와 분기통로(236)를 거쳐 유입홀(225)을 통하여 버퍼영역(224)으로 공급된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 보트(200)는 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b), 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)의 상부에 위치하는 제 1 지지 및 분사 플레이트(220a), 그리고 제 1 지지 및 분사 플레이트(220a)의 상부에 위치하는 분사 플레이트(250)를 포함한다. 분사 플레이트(250)와 각각의 지지 및 분사 플레이트(220a, 220b)의 내부에는 분사되는 가스가 일시적으로 머무르는 버퍼공간(224)이 형성된다. 제 1 지지 및 분사 플레이트(220a)와 제 2 지지 및 분사 플레이트(220b)의 상부에는 기판(w)이 놓인다. 분사 플레이트(250) 및 각각의 지지 및 공급 플레이트(220a, 220b)의 측면에는 원주 방향을 따라 제 1 지지부재(230a), 제 2 지지부재(230b), 그리고 제 3 지지부재(230c)가 결합한다. 제 1 지지부재(230a)는 지지 및 분사 플레이트(220)의 지름 선상에 제 2 지지부재(230b)와 서로 마주보며 위치하고, 제 3 지지부재(230c)는 제 1 지지부재(230a) 및 제 2 지지부재(230b)와 이격하여 지지 및 분사 플레이트(220)의 일방향 측면과 결합한다. 제 1 내지 제 3 지지부재(230a, 230b, 230c)는 지지로드(231)와 분기로드(235)를 포함한다. 지지로드(231)는 봉형상으로 그 길이 방향이 지지 및 분사플레이트(220)들의 적층방향과 나란하게 제공되며, 그 내부에 공급통로를 지지로드(231)의 길이방향으로 형성한 다. 분기로드(235)는 지지로드(231)로부터 분기되어, 분사 플레이트(250)의 측면 및 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 측면과 결합하며, 그 내부에 공급통로(232)와 유입홀(225)을 연결하는 분기통로(236)를 형성한다. 제 1 내지 제 3 지지부재(230a, 230b, 230c)에는 가스 공급라인(170)을 통하여 가스 저장부(180)로부터 가스가 공급된다. 각각의 지지부재(230a, 230b, 230c)에 공급된 가스는 공급통로(232)와 분기통로(236)를 거쳐 분사 플레이트(250)와 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 내부에 형성된 버퍼공간(224)으로 유입되어 아래방향으로 분사된다.
도 9을 참조하면, 제 1 지지부재(230a)와 제 2 지지부재(230b)에 공급되는 가스는 그 종류가 서로 상이하다. 제 1 지지부재(230a)에는 제1가스가 공급되며, 제 2 지지부재(230b)에는 제1가스와 종류가 상이한 제2가스가 공급된다. 제1가스는 제 1 지지부재(230a)에 형성된 공급통로(232a)와 분기통로(236a)를 거쳐 분사 플레이트(250)와 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 내부에 형성된 버퍼공간(224)으로 유입되며, 제2가스는 제 2 지지부재(230b)에 형성된 공급통로(232b)와 분기통로(236b)를 거쳐 분사 플레이트(250)와 각각의 지지 및 분사 플레이트(220)의 내부에 형성된 버퍼공간(224)으로 유입된다. 제1가스와 제2가스는 버퍼공간(224)에서 혼합되어 아래방향으로 분사된다.
도 10를 참조하면, 버퍼공간(224)은 구획판(227)에 의하여 다수의 영역으로 구획되며, 인접하는 영역은 구획판(227)에 형성된 다수의 홀을 통하여 서로 통한다. 구획판(227)은 버퍼공간(224)을 제 1 영역(224a)과 제 2 영역(224b)으로 구획한다. 제 2 영역(224b)은 제 1 영역(224a)의 상부에 위치한다. 제 2 영역(224b)은 구획판(227)에 형성된 다수의 홀을 통하여 제 1 영역(224a)과 통한다. 각각의 영역에는 유입홀(225)이 형성되며, 유입홀(225)은 서로 상이한 공급통로(232)부터 연결되는 분기 통로(236)와 연결된다. 제 1 영역(224a)에 형성된 유입홀(225)은 제 1 지지부재(230a)에 형성된 분기 통로(236a)와 연결되며, 제 2 영역(224b)에 형성된 유입홀(225)은 제 2 지지부재(230b)에 형성된 분기통로(236b)와 연결된다. 제 1 영역(224a)에는 제 1 지지부재(230a)를 통하여 공급된 제1가스가 공급되고, 제 2 영역(224b)에는 제 2 지지부재(230b)를 통하여 공급된 제2가스가 공급된다. 제 2 영역(224b)에 공급된 제2가스는 제 2 영역(224b)에서 일시적으로 머무른 후, 구획판(227)에 형성된 다수의 홀을 통하여 제 1 영역(224a)으로 공급된다. 제 2 영역(224b)을 통하여 제 1 영역(224a)으로 공급된 제2가스는 제 1 영역(224a)에 일시적으로 머무르는 제1 가스와 혼합되어 아래방향으로 분사된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나태 내고 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 수직형 확산로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 증착 장비를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사 플레이트의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사플레이트의 하면을 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지지 및 분사플레이트의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른, 반도체 증착 방법을 나타내는 도면이다.

Claims (21)

  1. 서로 이격하여 적층된 복수개의 지지 및 분사 플레이트들을 포함하되,
    각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판을 지지하는 지지핀을 다수 포함하고,
    상기 지지 및 분사 플레이트의 하면에는 외부로부터 공급받은 가스를 아래방향으로 분사하는 분사홀이 형성하는 것을 특징으로 하는 보트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 내부에는 상기 가스가 머무르고, 상기 분사홀과 통하는 버퍼공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 보트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 지지 및 분사플레이트는 그 측면에 상기 가스가 유입되는 유입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 보트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지부재를 더 포함하되, 상기 지지부재는 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 보트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부재는
    그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되는 지지로드; 및
    상기 지지로드으로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 보트.
  6. 제 3 항에 있어서,
    그 길이 방향이 상기 지지 및 분사 플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되며, 상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지로드; 및
    상기 지지로드로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 더 포함하되,
    상기 지지로드의 내부에는 상기 가스가 흐르는 공급통로가 그 길이방향으로 형성되고, 상기 분기로드의 내부에는 상기 공급통로로부터 연결되어 상기 유입홀과 연결되는 분기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 보트.
  7. 제 4 항에 있어서,
    각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 상기 버퍼 공간을 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획하는 구획판을 포함하며, 상기 구획판에 는 상기 제1영역에서 상기 제2영역까지 연장되는 다수의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 제1영역으로 가스를 공급하는 제1지지부재와 상기 제2영역으로 가스를 공급하는 제2지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 보트.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보트는
    최상단에 위치한 상기 지지 및 분사 플레이트의 상부에 위치하며, 하면에 아래방향으로 상기 가스를 분사하는 분사홀이 형성된 분사 플레이트를 더 포함하되,
    상기 분사 플레이트의 상면에는 기판을 지지하는 지지핀이 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 보트.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보트는
    최하단에 위치한 상기 지지 및 분사 플레이트의 하부에 위치하며, 상면에 기판을 지지하는 지지핀을 구비하는 지지 플레이트를 더 포함하되,
    상기 지지 플레이트의 하면에는 분사홀이 형성되지 않는 것을 특징으로 하는 보트.
  11. 공정이 수행되는 공간을 제공하는 공정 튜브;
    공정진행시 상기 공간 내부에 위치하며 기판을 지지하는 보트; 및
    상기 공정 튜브의 외부에 위치하며 상기 공정튜브에 열을 제공하는 히터를 포함하되,
    상기 보트는 서로 이격하여 적층되는 복수개의 지지 및 분사플레이트들을 구비하며, 각각의 상기 지지 및 분사플레이트는 그 상면으로부터 상부로 돌출되어 기판을 지지하는 지지핀을 다수 포함하고, 각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 하면에는 외부로부터 공급받은 가스를 아래방향으로 분사하는 분사홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    각각의 상기 지지 및 분사플레이트의 내부에는 상기 가스가 머무르고, 상기 분사홀과 통하는 버퍼공간이 형성되고, 그 측면에는 상기 버퍼공간으로 상기 가스가 유입되는 유입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 구비되며, 상기 지지 및 분사 플레이트들을 지지하는 지지부재를 더 포함하되,
    각각의 상기 지지부재는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적 층방향과 나란하게 제공되는 지지로드와, 상기 지지로드으로부터 분기되며, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면에 결합하는 분기로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지지로드의 내부에는 상기 가스가 흐르는 공급통로가 그 길이방향으로 형성되고, 상기 분기로드의 내부에는 상기 공급통로로부터 상기 유입홀까지 연결되는 분기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    각각의 상기 지지 및 분사 플레이트는 상기 버퍼 공간을 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획하며, 상기 제1영역과 상기 제2영역을 통하는 다수의 홀을 형성하는 구획판을 포함하며,
    상기 지지부재는 상기 제1영역으로 제1가스를 공급하는 제1지지부재와 상기 제2영역으로 상기 제1가스와 상이한 제2가스를 공급하는 제2지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장치.
  16. 지지 및 분사 플레이트들이 서로 이격하여 적층된 보트에서, 각각의 상기 지지 및 분사 플레이트의 상면으로 기판을 로딩하고, 각각의 기판으로 가스를 공급하여 증착공정을 수행하되, 상기 각각의 기판으로 가스의 분사는 상기 기판과 인접하 여 그 상부에 위치하는 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에서 아래방향으로 분사되는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가스는 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에서 분사되기 전에, 상기 지지 및 분사 플레이트의 내부에 형성된 버퍼공간에 일시적으로 머무르는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 지지 및 분사 플레이트의 내부의 가스는 그 길이 방향이 상기 지지 및 분사플레이트들의 적층방향과 나란하게 제공되는 지지로드 및, 상기 지지로드로부터 분기되며, 상기 지지 및 분사 플레이트의 측면에 결합하는 분기로드를 통해서 공급된 것을 특징으로 하는 반도체 증착 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 지지로드는 상기 지지 및 분사 플레이트들의 측면을 따라 서로 이격하여 복수개 제공되며, 각각의 지지로드에 공급되는 가스는 그 종류가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 반도체 증착 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 버퍼 공간은 제1영역과 상기 제1영역의 상부에 위치하는 제2영역으로 구획되며, 상기 제1영역에는 제1지지로드로부터 제1가스가 공급되며, 상기 제2영역에는 제2지지로드로부터 제2가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제2가스는 상기 제2영역을 통하여 상기 제1영역으로 공급되며, 상기 제1영역에서 상기 제1가스와 혼합되어 분사되는 것을 특징으로 하는 반도체 증착방법.
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