JP4996664B2 - 化学気相蒸着装置 - Google Patents
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Description
本発明は、化学気相蒸着装置に関するもので、さらに詳細には、基板を交換するために反応チャンバのカバーを開く際にパーティクルが落下するのを防止する化学気相蒸着装置に関する。
化学気相蒸着装置は、多様な種類から成り、特に有機金属化学気相蒸着装置（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏsｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）は、化学反応を利用して被蒸着物（一般的に半導体ウェーハ等の基板を含む）に金属酸化膜を形成する薄膜形成装置で、真空のチャンバ内で加熱された基板に、蒸気圧の高い金属の有機化合物蒸気を送り、その金属の膜を基板に成長させる装置である。
このような有機金属化学気相蒸着装置は、排気部が反応チャンバの中心部に位置し、上記排気部は、エピ成長（ｅｐｉｔａｘｉａｌ（ＥＰＩ）ｇｒｏｗｔｈ）のための反応が反応チャンバ内において起きる場合にも温度が相対的に低い。
エピ成長反応により多くのパーティクルが発生すると、チャンバ内の壁や天井に付着する。しかし、温度が相対的に低い排気部周辺のパーティクルは、密着力が弱く、少しの振動等でも簡単に落ちる。
従って、基板を交換するためにチャンバのカバーを開く際にパーティクルが落ち、基板やサセプタが汚染されるという問題点がある。
基板やサセプタが汚染されると、パーティクル除去のための清掃時間が相対的に長くなり、装備稼働率が落ちるという問題点がある。
本発明の目的は、エピ成長反応により発生したパーティクルが、チャンバのカバーの開閉によって落下しないように、チャンバのカバーの開閉時に同時に開閉される基板の天井部と別途の排気部を具備する化学気相蒸着装置を提供することである。
本発明の一実施例による化学気相蒸着装置は、反応ガスが供給され基板がエピ成長されるようにする反応チャンバを形成する基板の天井部と、上記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、上記排気部は、上記基板がエピ成長する場合に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記基板の天井部は、上記パーティクル形成部の上部に対応される部分が折れ曲がり排気部の天井部を形成することができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレートに分かれ、上記上部プレートと下部プレートは連結ロッドで連結されて空間を形成し、その空間を通して反応後のガスが排出され、上記下部プレートには排気溝が形成されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるためにカバー部材がさらに具備されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートは、パーティクルが付着される断面積を広げるために折曲形成されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるために円錐形状の円錐部が形成されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレート分かれ、上記上部プレートと下部プレートは連結ロッドで連結されて空間を形成し、その空間を通して反応後のガスが排出 され、上記下部プレートは、排気ガスが排出される排気路が形成される胴体部と連通されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるためにカバー部材がさらに具備されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートは、パーティクルが付着される断面積を広げるために折曲形成されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるために円錐形状の円錐部が形成されることができる。
また、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の上記排気部は、排気部の安着部に挿入されて支持され脱着可能にすることができる。
一方、本発明の他の一実施例による化学気相蒸着装置は、反応ガスが供給され、基板がエピ成長されるように反応チャンバを覆う反応チャンバのカバーと、上記反応チャンバのカバーと連結され、基板の上部から発生するパーティクルが付着される基板の天井部と、上記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、上記排気部は、上記基板がエピ成長する場合に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備されることができる。
また、本発明の他の一実施例による化学気相蒸着装置の上記反応チャンバのカバーは、サセプタを収容するフレームを密閉し、上記反応チャンバが形成されるように上記フレームの外側に具備される反応チャンバのカバー支持フレームにヒンジで連結されることができる。
本発明による化学気相蒸着装置によると、温度が相対的に低い排気部上にチャンバのカバーの開閉時に同時に開閉される基板の天井部と別途の排気部の天井部が具備されるため、チャンバのカバーの開閉にも振動が発生せず、排気部において発生したパーティクルが基板やサセプタに落下しないようになる効果がある。
また、排気部の天井部のみを別途に分離して清掃をするため、清掃時間が短縮され、装備稼働率が向上するという効果がある。
以下では図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は、同一の思想の範囲内において他の構成要素の追加、変更、削除等を通して、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
また、実施例の図面に表われる同一の思想の範囲内の機能が同一である構成要素は、同一の参照符号を使用して説明する。
図１は、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の一部を切開して図示した概略断面図で、図２は、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置の反応チャンバ内において反応が起きた後、反応チャンバのカバーを開いた状態を図示した概略断面図である。
図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例による化学気相蒸着装置１は、基板の天井部５０及び排気部６０を含んで構成される。
また、本発明の他の一実施例による化学気相蒸着装置１は、上記基板の天井部５０が連結される反応チャンバのカバー１６をさらに含むことができる。
先ず、基板の天井部５０は、反応ガスが供給され基板１４がエピ成長されるようにする反応チャンバ１０を形成する。
上記反応チャンバ１０は、反応ガスが流動し化学反応を通して基板１４に対する薄膜成長が生じる空間である。上記反応チャンバ１０は、上記基板１４の上部に形成される空間を基板の天井部５０が覆って形成される。
上記反応チャンバのカバー１６は、サセプタ２０を収容するフレーム２５を覆うように形成される。
上記反応チャンバのカバー１６は、上記フレーム２５の外部に配置される反応チャンバのカバー支持フレーム８０とカバー連結部８４により連結される。そして、上記反応チャンバのカバー１６は、反応チャンバのカバー支持フレーム８０に形成されるヒンジ部８２により回転しながらフレーム２５を覆う。
上記反応チャンバのカバー１６と連結される基板の天井部５０は、上記反応チャンバのカバー１６の回転によりフレーム２５に突出形成される基板の天井部の安着部１８に置かれ、基板１４上部に形成される空間を覆って反応チャンバ１０を形成する。
上記サセプタ２０の底部には、サセプタ２０に収容される基板１４に熱を供給する加熱部４０が具備される。上記加熱部４０は誘導コイルで形成され、電気抵抗により発生する熱をサセプタ２０上の基板１４に提供する。
上記加熱部４０は回転軸７０まで延長されたものではないため、排気部６０が配置される反応チャンバ１０の中心部は温度が相対的に低い。
一方、上記反応チャンバ１０は、基板１４がエピ成長をするようにする反応 ガスを供給するガス注入部１２と連通される。そして、上記基板１４は、サセプタ２０に収容され、反応チャンバ１０の底面から露出される。
上記サセプタ２０は円形のディスクで、上記サセプタ２０には上記基板１４が収容される基板の収容溝２４が形成される。上記サセプタ２０には多数の基板１４が収容され、回転軸７０を中心に上記基板１４が対応するように収容されることができる。
上記回転軸７０は円筒で、上記排気部６０がない場合、円筒の内部が反応後に排気ガスが排出される排気路となることができる。
上記排気部６０は、上記反応チャンバ１０の中心部に具備され、ガス注入部１２により上記反応チャンバ１０に噴射される反応ガスが反応後に外部に排出されるようにする。
上記基板１４でエピ成長反応が起こると、気相反応によるパーティクルが多く生成される。この時生成されるパーティクルは、基板の天井部５０と排気部６０に付着される。
上記排気部６０には、上記基板がエピ成長する時に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部６３が具備される。
上記基板の天井部５０は、反応チャンバ１０全体にわたって形成され、排気部６０のパーティクル形成部６３の上部に対応する部分が折れ曲がり排気部の天井部５２を形成する。
図３は、本発明の一実施例による排気部の概略斜視図で、図４は図３のＡ−Ａ'線を切開した断面図である。
本実施例の排気部６０は、生成されたパーティクルが付着されるパーティクル形成部６３と、内部に排気路６２が形成される円筒型の胴体部６１に区分される。
上記パーティクル形成部６３は、上部プレート６４と下部プレート６６に分かれ、上記上部プレート６４と下部プレート６６は、連結ロッド６５で連結されて空間を形成し、その空間を通して反応後のガスが排出される。
上記下部プレート６６は、排気ガスが排出される排気路６２が形成される胴体部６１と連通される。
即ち、上記排気部６０は、サセプタ２０の一側に形成される排気部の安着部２２に挿入されて支持され、上記サセプタ２０から脱着することができる。
図５は、本発明の他の一実施例による排気部の概略断面図である。
図５を参照すると、本実施例の排気部６０は、パーティクルが生成されるパーティクル形成部６３のみから成る。
上記パーティクル形成部６３は、上部プレート６４と下部プレート６６に分かれ、上記上部プレート６４と下部プレート６６は、反応後、その間にガスが排出されるようにする空間を形成するように連結ロッド６５で連結される。
上記下部プレート６６には、排気ガスが排出される排気溝６７が形成されることができる。
本実施例の排気部６０も、サセプタ２０の一側に形成される排気部の安着部２２に挿入されて支持され、上記サセプタ２０から脱着することができる。
本発明による排気部６０では、サセプタ２０に比べて温度が低いため、排気部６０において生成されるパーティクルが容易に落ちるようになる。本発明による排気部６０は、排気部の安着部２２により支持され、反応チャンバのカバー１６が開くときに一緒に開かないため、パーティクルが落ちないようになる。
上記反応チャンバのカバー１６が開いた後、排気部６０を別途で取り出して排気部６０に形成されるパーティクルを清掃するため、排気部６０のパーティクルはきれいに除去されることができる。
図６ａから図６ｃは、本発明の排気部の上部プレートの様々な実施例の概略断面図である。
図６ａから図６ｃを参照すると、本発明の排気部６０のパーティクル形成部６３の上部プレート６４の底面にパーティクルが付着される断面積を広げるための、上部プレート６４の多様な実施例が開示される。
図６ａの上部プレート６４は、その底面に別途のカバー部材７２が具備された様子で、図６ｂの上部プレート６４は、円錐形状に折れ曲がった折曲部７４を形成したもので、図６ｃは、上部プレート６４を中心と外郭の厚さを異なるようにして円錐形状の円錐部７６を形成したものである。
このような形状は、上部プレート６４に付着されるパーティクルの量を増やす効果がある。
本発明による化学気相蒸着装置によると、温度が相対的に低い排気部上にチャンバのカバーの開閉時に同時に開閉される基板の天井部と、別途の排気部の天井部が具備されるため、チャンバのカバーの開閉にも振動が発生せず、排気部において発生したパーティクルが基板やサセプタに落下しないという効果がある。
また、排気部の天井部のみを別途に分離して清掃をするため、清掃時間が短縮され、装備稼働率が向上するという効果がある。
１０ 反応チャンバ
２０ サセプタ
２４ 基板の収容溝
４０ 加熱部
５０ 基板の天井部
５２ 排気部の天井部
６０ 排気部
６２ 排気路
２０ サセプタ
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４０ 加熱部
５０ 基板の天井部
５２ 排気部の天井部
６０ 排気部
６２ 排気路
Claims (15)
- 反応ガスが供給され、基板がエピ成長されるようにする反応チャンバを形成する基板の天井部と、
前記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、
前記排気部は、前記基板がエピ成長する場合に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備され、
前記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレートに分かれ、
前記上部プレートと下部プレートは、その間に反応後のガスが排出されるようにする空間を形成するように連結ロッドで連結され、前記下部プレートには排気溝が形成される化学気相蒸着装置。 - 前記基板の天井部は、前記パーティクル形成部の上部に対応される部分は折り曲げられ排気部天井部を形成することを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるためにカバー部材が更に具備されることを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートは、パーティクルが付着される断面積を広げるために折曲形成されることを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるために円錐形状の円錐部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記排気部は、排気部の安着部に挿入されて支持され、脱着可能であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の化学気相蒸着装置。
- 反応ガスが供給され、基板がエピ成長されるようにする反応チャンバを形成する基板の天井部と、
前記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、
前記排気部は、前記基板がエピ成長する場合に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備され、
前記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレートに分かれ、
前記上部プレートと下部プレートは、その間に反応後のガスが排出されるようにする空間を形成するように連結ロッドで連結され、前記下部プレートは排気ガスが排出される排気路が形成される胴体部と連通される化学気相蒸着装置。 - 前記基板の天井部は、前記パーティクル形成部の上部に対応される部分は折り曲げられ排気部天井部を形成することを特徴とする請求項７に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるためにカバー部材が更に具備されることを特徴とする請求項７に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートは、パーティクルが付着される断面積を広げるために折曲形成されることを特徴とする請求項７に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記上部プレートの底面には、パーティクルが付着される断面積を広げるために円錐形状の円錐部が形成されることを特徴とする請求項７に記載の化学気相蒸着装置。
- 前記排気部は、排気部の安着部に挿入されて支持され、脱着可能であることを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載の化学気相蒸着装置。
- 反応ガスが供給され基板がエピ成長されるように反応チャンバを覆う反応チャンバのカバーと、
前記反応チャンバのカバーと連結され、基板の上部から発生されるパーティクルが付着される基板の天井部と、
前記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、
前記排気部は、前記基板がエピ成長する時に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備され、
前記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレートに分かれ、
前記上部プレートと下部プレートは、その間に反応後のガスが排出されるようにする空間を形成するように連結ロッドで連結され、前記下部プレートには排気溝が形成される化学気相蒸着装置。 - 反応ガスが供給され、基板がエピ成長されるように反応チャンバを覆う反応チャンバのカバーと、
前記反応チャンバのカバーと連結され、基板の上部で発生するパーティクルが付着される基板の天井部と、
前記基板の天井部と分離され、エピ成長反応後の排気ガスが排出される排気部とを含み、
前記排気部は、前記基板がエピ成長する時に発生するパーティクルが付着されるパーティクル形成部が具備され、
前記パーティクル形成部は、上部プレートと下部プレートに分かれ、
前記上部プレートと下部プレートは、その間に反応後のガスが排出されるようにする空間を形成するように連結ロッドで連結され、前記下部プレートは排気ガスが排出される排気路が形成される胴体部と連通される化学気相蒸着装置。 - 前記反応チャンバのカバーは、サセプタを収容するフレームを密閉し、前記反応チャンバが形成されるように前記フレームの外側に具備される反応チャンバのカバー支持フレームにヒンジで連結されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の化学気相蒸着装置。
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