KR200205175Y1 - Gas injectors for semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 가스 인젝터에 관한 것으로, 종래에는 가스 인젝터의 구조상 공정 가스를 공정 진행관 내의 중앙부로만 한정된 방향으로 공급할 수 밖에 없고, 웨이퍼 보트의 상부에 탑재된 생산 웨이퍼가 산화 및 확산공정을 진행한 후, 공정 가스의 불균일한 흐름으로 인해 도어 부분과 공정 진행관 후단부 부분의 생산 웨이퍼의 산화막 성장 두께를 균일한 상태로 얻을 수가 없어서 생산 웨이퍼의 수를 균일한 공정 구간에 한정하여 공정을 진행할 수 밖에 없으므로 인해 생산성이 떨어지게 되는 등의 문제점이 있었던 바, 본 고안은 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비에 설치되는 공정 진행관의 내부에 위치하는 가스 인젝터의 본체 전방에 반구 형상의 갓머리부가 형성되고, 갓머리부의 상,중,하부에는 각각 복수개의 분사홀이 형성되므로써 공정 진행시 분사홀을 통해 공정 가스를 공정 가스관의 내부로 골고루 분산시켜 효율적으로 공급할 수 있어서 단위 공정 진행당 처리 가능한 웨이퍼 갯수의 확대에 따른 장비의 생산성을 증대시킬 수 있으며, 확산 공정의 옥사이드 두께 모니터링의 안정성을 확보할 수 있게 된다.The present invention relates to a gas injector of a semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment. In the related art, the production wafer mounted on top of a wafer boat is inevitably provided to supply a process gas in a limited direction only to the center portion of the process pipe. After the oxidation and diffusion process, due to the uneven flow of process gas, it is impossible to obtain the oxide film growth thickness of the production wafer in the door part and the rear end of the process tube in a uniform state, so that the number of production wafers is uniform. The present invention has a problem that there is a problem that the productivity is reduced due to only limited to the process, the present invention has a hemispherical shape in front of the main body of the gas injector located inside the process pipe installed in the wafer dry oxidation and diffusion equipment. A head is formed, and a plurality of heads are respectively provided on the upper, middle, and lower parts of the head. As the hole is formed, the process gas can be efficiently distributed evenly through the injection hole in the process gas pipe during the process, thereby increasing the productivity of the equipment by increasing the number of wafers that can be processed per unit process and the diffusion process. It is possible to ensure the stability of the oxide thickness monitoring.
Description
본 고안은 반도체 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 가스 인젝터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비에 설치되는 가스 인젝터를 통해 웨이퍼의 산화막 성장을 균일한 상태로 얻기 위하여 공정 진행관의 내부로 공정 가스를 효율적으로 분산시켜 공급할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a gas injector of a semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment, and more particularly, to obtain a uniform oxide film growth of a wafer through a gas injector installed in the wafer dry oxidation and diffusion equipment. The furnace is to distribute the process gas efficiently.
일반적으로, 반도체 웨이퍼의 제조 공정중 반도체 산화막을 이용한 불순물 확산공정은 열처리로(Furnace)를 이용하는 데, 이와 같은 산화막 확산공정은 도 1과 같은 구조로 제작된 공정 진행관(Process Tube)을 이용한다.In general, an impurity diffusion process using a semiconductor oxide film in a semiconductor wafer manufacturing process uses a heat treatment furnace, and this oxide film diffusion process uses a process tube manufactured in the structure shown in FIG. 1.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 구성을 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1의 가스 인젝터가 설치된 상태를 나타낸 확대도로서, 이에 도시된 바와 같이, 발열체인 히터 챔버(7)의 내부에는 웨이퍼를 산화 및 확산시키기 위해 실리콘 카바이드(SIC)로 제작된 공정 진행관(1)이 설치되며, 공정 진행관(1)의 일단부에는 공정 가스관(2)과 커넥터(3)에 의해 연결되어 상기 공정 가스관(2)을 통해 인입되는 공정 가스(N2/O2)를 상기 공정 진행관(1)의 내부로 공급하기 위해 석영으로 제작된 가스 인젝터(14)의 본체(14a)가 삽입된다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment, Figure 2 is an enlarged view showing a state in which the gas injector of Figure 1 is installed, as shown therein, the heater chamber 7 of the heating element In order to oxidize and diffuse the wafer, a process progress tube 1 made of silicon carbide (SIC) is installed therein, and one end of the process progress tube 1 is connected by a process gas tube 2 and a connector 3. The main body 14a of the gas injector 14 made of quartz is inserted to supply the process gas N 2 / O 2 , which is introduced through the process gas pipe 2 , into the process progress pipe 1. do.
또한, 상기 공정 진행관(1)의 내부에는 공정 가스와 히터 챔버(7)의 열에너지에 의해 산화 및 확산 공정을 진행시 생산 웨이퍼(W1) 및 더미(Dummy) 웨이퍼(W2)(W2a)가 상부에 탑재되는 웨이퍼 보트(5)가 설치되며, 상기 히터 챔버(7)와 공정 진행관(1)의 전방에는 석영으로 제작된 도어(6)가 설치되고, 도어(6)에는 웨이퍼의 산화 및 확산공정을 진행시 공정 진행관(1) 내부의 잔여 공정가스를 배기시키기 위한 배기관(8)이 설치되어 구성된다.In addition, inside the process progress tube 1, the production wafer W1 and the dummy wafer W2 and W2a are formed on the upper side during the oxidation and diffusion process by the process gas and the heat energy of the heater chamber 7. A wafer boat 5 mounted on the substrate is installed, and a door 6 made of quartz is installed in front of the heater chamber 7 and the process tube 1, and the door 6 is oxidized and diffused in the wafer. An exhaust pipe 8 for exhausting the remaining process gas inside the process pipe 1 during the process is provided.
따라서, 상기 웨이퍼 보트(5)의 상부에 약 100∼150매의 생산 웨이퍼(W1)를 탑재한 다음, 공정 진행관(1)의 내부에 인입시킨 후, 도어(6)를 닫게 되는 데, 이때 히터 챔버(7)는 일정한 온도를 유지한 채로 일정한 비율로 온도를 공정 온도까지 상승시킴과 동시에, 공정 가스관(2)과 가스 인젝터(14)의 본체(14a) 내부를 통해 공정 가스인 질소와 산소를 동시에 상기 공정 진행관(1)의 내부로 일정 압력(2∼3 ㎏/㎠)으로 공급되고, 공정 진행관(1)의 내부로 공급된 공정 가스는 도 2와 같은 공정 가스의 흐름 형태로 공정 진행관(1)을 통과하여 배기관(8)을 통해서 공정 진행관(1)의 밖으로 배출된다.Therefore, about 100 to 150 sheets of the production wafers W1 are mounted on the wafer boat 5 and then drawn into the process pipe 1, and then the door 6 is closed. The heater chamber 7 raises the temperature to the process temperature at a constant rate while maintaining a constant temperature, and at the same time, nitrogen and oxygen, which are process gases, are formed through the inside of the main body 14a of the process gas pipe 2 and the gas injector 14. At the same time is supplied at a constant pressure (2 ~ 3 kg / ㎠) to the inside of the process pipe (1), the process gas supplied into the process pipe (1) in the form of a flow of the process gas as shown in FIG. Passed through the process pipe 1 is discharged out of the process pipe 1 through the exhaust pipe (8).
이 과정에서 상기 웨이퍼 보트(5)의 상면에 탑재된 웨이퍼중 도어(6)의 근처에 탑재된 더미 웨이퍼(W2)는 도어(6)가 개방될 때 방출되는 열의 영향을 생산 웨이퍼(W1)가 받지 않도록 하는 역할을 하며, 후단(Rear)부의 더미 웨이퍼(W2a)는 상온의 공정 가스가 인입될 때 발생되는 열의 영향을 생산 웨이퍼(W1)가 직접 받지 않도록 하는 역할을 하게 된다.In this process, among the wafers mounted on the upper surface of the wafer boat 5, the dummy wafer W2 mounted near the door 6 has an influence of the heat released when the door 6 is opened. The dummy wafer W2a in the rear part serves to prevent the production wafer W1 from directly receiving the influence of heat generated when the process gas at room temperature is drawn in.
그러나, 이와 같은 종래의 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비는 가스 인젝터(14)의 구조상 공정 가스를 공정 진행관(1)내의 중앙부로만 한정된 방향으로 공급할 수 밖에 없고, 웨이퍼 보트(5)의 상부에 탑재된 생산 웨이퍼(W1)가 산화 및 확산공정을 진행한 후, 공정 가스의 불균일한 흐름으로 인해 도어(6) 부분과 공정 진행관(1) 후단부 부분의 생산 웨이퍼(W1)의 산화막 성장 두께를 균일한 상태로 얻을 수가 없어서 생산 웨이퍼(W1)의 수를 균일한 공정 구간에 한정하여 공정을 진행할 수 밖에 없으므로 인해 생산성이 떨어지게 되는 등의 문제점이 있었다.However, such a conventional wafer dry oxidation and diffusion equipment can only supply the process gas in a limited direction to the center portion of the process pipe 1 in the structure of the gas injector 14, and is mounted on the wafer boat 5. After the production wafer W1 undergoes an oxidation and diffusion process, the oxide film growth thickness of the production wafer W1 of the door 6 and the rear end of the process pipe 1 is uniform due to the nonuniform flow of the process gas. Since the process cannot be obtained in a state and the number of production wafers W1 is limited to a uniform process section, the process cannot be performed, resulting in a decrease in productivity.
따라서, 본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비에 설치되는 가스 인젝터를 통해 웨이퍼의 산화막 성장을 균일한 상태로 얻기 위하여 공정 진행관의 내부로 공정 가스를 효율적으로 분산시켜 공급할 수 있어서 단위 공정 진행당 처리 가능한 웨이퍼 갯수의 확대에 따른 장비의 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 웨이퍼 건식 및 확산장비의 가스 인젝터를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, and to efficiently process the process gas into the process tube in order to obtain a uniform oxide film growth of the wafer through a gas injector installed in the wafer dry oxidation and diffusion equipment. It is an object of the present invention to provide a gas injector for semiconductor wafer dry and diffusion equipment that can be distributed and supplied to improve the productivity of the equipment according to the increase in the number of wafers that can be processed per unit process.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 구성을 나타낸 종단면도Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment
도 2는 도 1의 가스 인젝터가 설치된 상태를 나타낸 확대도FIG. 2 is an enlarged view illustrating a state in which the gas injector of FIG. 1 is installed.
도 3은 본 고안이 공정 진행관에 설치된 상태를 나타낸 종단면도Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a state of the invention installed in the process pipes
도 4는 도 3의 가스 인젝터를 나타낸 확대도4 is an enlarged view of the gas injector of FIG. 3.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1; 공정 진행관 4; 가스 인젝터One; Process progress tube 4; Gas injector
4a; 본체 4b; 갓머리부4a; Main body 4b; Head
4c; 분사홀4c; Injection hole
상기한 목적을 달성하기 위해 본 고안은 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비에 설치되는 공정 진행관의 일단부에 삽입되어 공정 가스관과 커넥터에 의해 연결되며 공정 가스관을 통해 인입되는 공정 가스를 공정 진행관의 내부로 공급하기 위한 가스 인젝터에 있어서, 상기 공정 진행관의 내부에 위치하는 가스 인젝터의 본체 전방에 반구 형상의 갓머리부가 형성되고, 갓머리부에는 공정 가스를 공정 진행관의 내부로 골고루 분산시켜 공급하기 위한 분사홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 가스 인젝터가 제공되므로써 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention is inserted into one end of a process progress tube installed in a wafer dry oxidation and diffusion equipment, connected by a process gas tube and a connector, and the process gas introduced through the process gas tube is inside the process progress tube. A gas injector for supplying gas into a gas injector, wherein a hemispherical head portion is formed in front of a main body of a gas injector located inside the process chamber, and the head portion uniformly distributes the process gas into the process chamber. It is achieved by providing a gas injector for semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment, characterized in that injection holes are formed.
여기서, 상기 분사홀은 갓머리부의 상,중,하부에 각각 복수개가 형성된 것을 그 특징으로 한다.Here, the injection hole is characterized in that a plurality of upper, middle, and lower portion of the head is formed, respectively.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 고안이 공정 진행관에 설치된 상태를 나타낸 종단면도이고, 도 4는 도 3의 가스 인젝터를 나타낸 확대도로서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 본 고안을 설명한다.Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a state in which the present invention is installed in the process pipe, Figure 4 is an enlarged view showing the gas injector of Figure 3, the same parts as in the prior art will be given the same reference numerals to explain the present invention. .
본 고안은 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 공정 진행관(1)의 일단부에 삽입되어 공정 가스관(2)과 커넥터(3)에 의해 연결되며 상기 공정 가스관(2)을 통해 인입되는 공정 가스(N2/O2)를 상기 공정 진행관(1)의 내부로 공급하기 위해 석영으로 제작되어 공정 진행관(1)의 내부에 위치하는 가스 인젝터(4)의 본체(4a) 전방에 반구 형상의 갓머리부(4b)가 형성되고, 갓머리부(4b)의 상,중,하부에는 각각 공정 가스를 상기 공정 진행관(1)의 내부로 골고루 분산시켜 공급하기 위한 복수개의 분사홀(4c)이 형성되어 구성된다.The present invention is a process gas (N) inserted into one end of a process progress tube (1) of wafer dry oxidation and diffusion equipment and connected by a process gas tube (2) and a connector (3) and drawn through the process gas tube (2). 2 / O 2 ) is made of quartz to supply the inside of the process tube 1, hemispherical head in front of the main body 4a of the gas injector 4 located inside the process tube 1 A portion 4b is formed, and a plurality of injection holes 4c are formed in the upper, middle, and lower portions of the head 4b to evenly distribute and supply the process gas into the process pipe 1. It is composed.
상기와 같이 구성된 본 고안은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비의 웨이퍼 보트(5) 상부에 약 100∼150매의 생산 웨이퍼(W1)를 탑재하여 공정 진행관(1)의 내부에 인입시킨 후 도어(6)를 닫게 되면, 히터 챔버(7)는 일정한 온도를 유지한 채로 일정한 비율로 온도를 공정 온도까지 상승시킴과 동시에, 공정 가스관(2)과 가스 인젝터(4)의 본체(4a) 내부를 통해 공정 가스인 질소와 산소를 동시에 상기 공정 진행관(1)의 내부로 일정 압력으로 공급되고, 공정 진행관(1)의 내부로 공급된 공정 가스는 도 6과 같은 공정 가스의 흐름 형태로 공정 진행관(1)을 통과하여 배기관(8)을 통해서 공정 진행관(1)의 밖으로 배출된다.3 and 4, the present invention constructed as described above is equipped with about 100 to 150 sheets of production wafers W1 on top of the wafer boat 5 of the wafer dry oxidation and diffusion equipment. When the door 6 is closed after entering the inside of 1), the heater chamber 7 raises the temperature to the process temperature at a constant rate while maintaining the constant temperature, and at the same time, the process gas pipe 2 and the gas injector ( Nitrogen and oxygen, which are process gases, are simultaneously supplied to the inside of the process flow tube 1 at a predetermined pressure through the inside of the main body 4a of 4), and the process gas supplied into the process flow tube 1 is illustrated in FIG. 6. In the form of a flow of the process gas, such as through the process proceeding pipe 1 is discharged out of the process proceeding pipe 1 through the exhaust pipe (8).
이때, 상기 공정 진행관(1)의 내부에 위치하는 가스 인젝터(4)의 본체(4a) 전방에 반구 형상의 갓머리부(4b)가 형성되고, 상기 갓머리부(4b)의 상,중,하부에는 각각 복수개의 분사홀(4c)이 형성되어 있으므로 공정 가스는 상기 가스 인젝터(4)의 본체(4a) 전방에 형성된 반구 형상의 갓머리부(4b)에서 상기 공정 진행관(1)의 내부로 직접 진입되지 않고 1차 정체시킨 다음, 2차로 상기 갓머리부(4b)의 상,중,하부에 각각 형성된 복수개의 분사홀(4b)을 통해 공정 가스를 상기 공정 진행관(1)의 내부로 골고루 분산시켜 공급할 수 있게 된다.At this time, the hemispherical head portion 4b is formed in front of the main body 4a of the gas injector 4 located inside the process pipe 1, and the upper, middle and lower portions of the head portion 4b are formed. Since a plurality of injection holes 4c are formed in each of the process gases, the process gas is directly from the hemispherical head portion 4b formed in front of the main body 4a of the gas injector 4 into the process progress pipe 1. After the first stagnation without entering, the process gas is uniformly distributed into the process pipe 1 through the plurality of injection holes 4b respectively formed in the upper, middle, and lower portions of the head 4b. Can be supplied.
따라서, 상기 가스 인젝터(4)를 통해 공정 가스의 흐름을 효율적으로 분산시켜 생산 웨이퍼(W1)의 산화막 성장을 균일한 상태로 진행시킬 수 있어서 생산 웨이퍼의 모니터링시 신뢰성을 높일 수 있으며, 공정 가스의 흐름을 골고루 공정 진행관(1)의 내부로 분산시켜 특정 지역의 산화막 이상 성장을 방지할 수 있으므로 생산 웨이퍼의 수를 늘려 작업할 수 있게 된다.Therefore, the gas injector 4 efficiently distributes the flow of the process gas, thereby allowing the oxide film growth of the production wafer W1 to proceed uniformly, thereby increasing reliability when monitoring the production wafer. The flow can be evenly distributed inside the process tube 1 to prevent abnormal growth of the oxide film in a specific region, thereby increasing the number of wafers produced.
이상에서와 같이, 본 고안은 웨이퍼 건식 산화 및 확산장비에 설치되는 공정 진행관의 내부에 위치하는 가스 인젝터의 본체 전방에 반구 형상의 갓머리부가 형성되고, 갓머리부의 상,중,하부에는 각각 복수개의 분사홀이 형성되므로써 공정 진행시 분사홀을 통해 공정 가스를 공정 가스관의 내부로 골고루 분산시켜 효율적으로 공급할 수 있어서 단위 공정 진행당 처리 가능한 웨이퍼 갯수의 확대에 따른 장비의 생산성을 증대시킬 수 있으며, 확산 공정의 옥사이드 두께 모니터링의 안정성을 확보할 수 있으므로 인해 장비의 효율성 및 신뢰성을 대폭 향상시킨 매우 유용한 고안이다.As described above, the present invention has a hemispherical head portion formed in front of the main body of the gas injector located inside the process tube installed in the wafer dry oxidation and diffusion equipment, and the upper, middle and lower portions of the head portion, respectively, As the injection hole is formed, the process gas can be efficiently distributed evenly through the injection hole in the process gas pipe during the process, thereby increasing the productivity of the equipment by increasing the number of wafers that can be processed per unit process. The stability of the oxide thickness monitoring of the process can be ensured, which is a very useful design that greatly improves the efficiency and reliability of the equipment.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.Although the above has shown and described a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is common in the technical field to which the subject innovation belongs without departing from the gist of the subject innovation claimed in the claims below. Anyone with knowledge will be able to make various changes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR2019980019558U KR200205175Y1 (en) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Gas injectors for semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019980019558U KR200205175Y1 (en) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Gas injectors for semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment |
Publications (2)
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| KR200205175Y1 true KR200205175Y1 (en) | 2001-01-15 |
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Family Applications (1)
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| KR2019980019558U KR200205175Y1 (en) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Gas injectors for semiconductor wafer dry oxidation and diffusion equipment |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200036598A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 엘지전자 주식회사 | Silicon layer deposition equipment of solar cell |
-
1998
- 1998-10-13 KR KR2019980019558U patent/KR200205175Y1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200036598A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-07 | 엘지전자 주식회사 | Silicon layer deposition equipment of solar cell |
| KR102682365B1 (en) * | 2018-09-28 | 2024-07-08 | 상라오 신위안 웨동 테크놀러지 디벨롭먼트 컴퍼니, 리미티드 | Silicon layer deposition equipment of solar cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000007991U (en) | 2000-05-06 |
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