KR20060107598A - Vacuum system for semiconductor deposition equipment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 확산 설비의 진공 시스템에 관한 것으로서, 적어도 하나의 확산로와, 상기 각 확산로의 진공 포트에서 각각 인출되는 진공 라인 및 상기 각 진공 라인의 말단에 설치되어 상기 진공 라인을 통해 작용하여 상기 확산로에 저압 진공 공정 환경을 제공하는 진공 펌프를 포함하되, 상기 각각의 확산로에서 인출되는 진공 라인은 서로 연통되도록 공동 분기관으로 형성되어, 하나의 진공 펌프가 다운되더라도 나머지 진공 펌프들이 그에 상응하도록 동작하기 때문에 각 확산로 내부는 항상 일정한 진공 압력을 유지될 것이며, 결과적으로 웨이퍼의 불량률이 감소되고 이는 웨이퍼 수율 증가에 기여할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum system of a semiconductor diffusion equipment, comprising: at least one diffusion path, a vacuum line drawn out from each vacuum port of each diffusion path, and a vacuum line installed at an end of each vacuum line, A vacuum pump for providing a low pressure vacuum process environment to the diffusion furnace, wherein the vacuum lines drawn from each diffusion furnace are formed in a common branch to communicate with each other, so that the remaining vacuum pumps may be Because they operate correspondingly, the interior of each diffusion furnace will always be maintained at a constant vacuum pressure, which in turn reduces the defect rate of the wafer, which may contribute to increased wafer yield.

확산 설비, 확산로, 진공 펌프, 연통, 공동 분기관 Diffusion Equipment, Diffusion Furnace, Vacuum Pump, Communicating, Common Branch Pipe

Description

반도체 확산 설비의 진공 시스템{VACUUM SYSTEM FOR SEMICONDUCTOR DEPOSITION EQUIPMENT}VACUUM SYSTEM FOR SEMICONDUCTOR DEPOSITION EQUIPMENT}

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 확산 설비의 진공 시스템의 구성도;1 is a block diagram of a vacuum system of a semiconductor diffusion apparatus according to the prior art;

도 2는 일반 확산 설비의 공정 챔버의 구성도; 및2 is a block diagram of a process chamber of a general diffusion installation; And

도 3은 본 발명에 따른 반도체 확산 설비의 진공 시스템의 구성도.3 is a schematic diagram of a vacuum system of a semiconductor diffusion apparatus according to the present invention;

본 발명은 반도체 확산 설비의 진공 시스템에 관한 것으로서, 특히 하나의 확산로 대비 적어도 두 개의 진공 펌핑 시스템을 갖도록 구성하여 하나의 펌프가 다운되더라도 항상 원활한 진공 동작을 수행할 수 있도록 구성되는 반도체 확산 설비의 진공 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum system of a semiconductor diffusion apparatus, and more particularly, to have at least two vacuum pumping systems compared to one diffusion path, so that a smooth vacuum operation is always performed even when one pump is down. Relates to a vacuum system.

통상적으로, 저압 화학기상증착장치는 소망하는 막이 웨이퍼상에 증착될 때 까지 챔버내의 일정 저압을 유지시키면서 공정을 진행하는 증착방식이다. 상술한 저압 화학기상증착장치는 증착막의 균일도 및 스텝 커버리지가 좋으며 양질의 증착 막을 한 번에 많은 수량의 웨이퍼상에 증착할 수 있으며, 생산 원가가 상대적으로 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 상기 저압 화학기상증착설비로는 반응 챔버의 형태에 따라 종형 또는 횡형으로 구분되는데, 근래에는 설치 공간이 상대적으로 적은 종형 저압 화학기상증착장치를 주로 사용하고 있는 실정이다.Typically, a low pressure chemical vapor deposition apparatus is a deposition method in which a process is performed while maintaining a constant low pressure in a chamber until a desired film is deposited on a wafer. The low pressure chemical vapor deposition apparatus described above has the advantage that the uniformity and step coverage of the deposited film are good, and a good quality deposited film can be deposited on a large number of wafers at one time, and the production cost is relatively low. The low pressure chemical vapor deposition equipment is classified into a vertical type or a horizontal type according to the shape of the reaction chamber. In recent years, a type of low pressure chemical vapor deposition device having a relatively small installation space is mainly used.

상술한 종형 저압 화학기상증착 설비는 확산로 저부에 위치한 진공 포트를 통해 일정 길이의 진공 라인이 설치되며, 상기 진공 라인의 말단에는 진공 펌프가 설치된다.The vertical low pressure chemical vapor deposition facility described above is provided with a vacuum line of a predetermined length through a vacuum port located at the bottom of the diffusion path, and a vacuum pump is installed at the end of the vacuum line.

도 1은 종래의 기술에 따른 반도체 확산 설비의 진공 시스템(50)의 구성도로써, 확산로(10) 저부에서 소정의 진공 라인(51)을 통해 연결되며, 상기 진공 라인(51)의 말단에는 진공 펌프(53)가 설치 된다. 미도시 되었으나, 상기 확산로(10)의 저부 타측에는 공정 가스 인입구가 형성되어 있으며, 공정 후 가스를 배기시키기 위한 별도의 배기 시스템이 공존한다.1 is a configuration diagram of a vacuum system 50 of a semiconductor diffusion apparatus according to the related art, and is connected to a bottom of the diffusion path 10 through a predetermined vacuum line 51, and at the end of the vacuum line 51. Vacuum pump 53 is installed. Although not shown, a process gas inlet is formed at the bottom of the diffusion path 10 and a separate exhaust system for exhausting the gas after the process coexists.

상기 진공 라인(51)상에는 소정의 자동 압력 제어기(APC; Auto Pressure Controller)(52)가 설치되어 튜브내의 압력을 제어하게 된다. 바람직하게도 상기 압력 제어기(52)는 소정의 모터에 의해 트로틀 밸브를 개폐시킴으로써 압력 유지 동작을 수행할 수 있을 것이다.A predetermined auto pressure controller (APC) 52 is installed on the vacuum line 51 to control the pressure in the tube. Preferably, the pressure controller 52 may perform the pressure maintaining operation by opening and closing the throttle valve by a predetermined motor.

한편, 상기 공정 챔버(10)의 일측에는 상기 공정 챔버(10)내의 압력을 측정하기 위한 적어도 하나의 센서(56, 57)가 설치된다. 도면상에는 바라트론 센서(B/S; Baratron Sensor)(56)와 피라니 센서(P/S; Pirani Sensor)(57)가 설치되어 고압 및 저압에 해당하는 공정 챔버내의 압력을 측정할 수 있을 것이다. 또한, 상 기 진공 라인(51)의 적소에서 분기되고 진공 펌프(53)에 의해 동작하여 배기되는 가스를 처리하는 스크러버(scrubber)(55)가 설치될 수 있을 것이다.On the other hand, at least one sensor 56, 57 for measuring the pressure in the process chamber 10 is installed on one side of the process chamber 10. In the drawing, a Baratron Sensor (B / S) 56 and a Pirani Sensor (P / S) 57 may be installed to measure the pressure in the process chamber corresponding to high and low pressures. . In addition, a scrubber 55 may be installed to branch off the vacuum line 51 and operate by the vacuum pump 53 to treat the exhaust gas.

그러나 상술한 바와 같은 진공 시스템은 하나의 확산로에 하나의 진공 펌프가 대응 설치되기 때문에 자동 압력 조절 밸브나 진공 펌프가 다운되거나 오버로드되면 확산로 내부의 진공 상태의 압력이 틀어져 순간적으로 역류 현상이 발생하며, 이로 인한 파우더의 웨이퍼상의 고착으로 인한 공정 불량을 야기시켜 결과적으로 반도체 웨이퍼 수율을 감소시키는 문제점이 발생하게 되었다.However, in the vacuum system as described above, one vacuum pump is installed in one diffusion path, so when the automatic pressure control valve or the vacuum pump is down or overloaded, the vacuum pressure inside the diffusion path is turned off, which causes an instantaneous backflow phenomenon. This results in a process failure due to the sticking of the powder on the wafer resulting in a problem of reducing the semiconductor wafer yield.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 하나의 확산로에 적어도 두 개의 진공 펌프를 대응 설치하여 공동 분기시킴으로써, 하나의 진공 펌프가 다운되더라도 확산로 내부의 진공 압력이 항상 일정하도록 조절되는 반도체 확산 설비의 진공 시스템을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to co-branch by installing at least two vacuum pumps in one diffusion path, so that even if one vacuum pump goes down, the vacuum pressure inside the diffusion path is always It is to provide a vacuum system of semiconductor diffusion equipment that is adjusted to be constant.

본 발명의 다른 목적은 하나의 확산로에 적어도 두 개의 진공 펌프를 대응 설치하여 공동 분기시킴으로써 하나의 진공 펌프가 다운되더라도 확사로 내부의 진공 압력이 틀어지는 현상을 미연에 방지하여 파우더의 역류로 인한 웨이퍼 오염을 방지함으로써 결과적으로 반도체 웨이퍼 수율을 증가시킬 수 있도록 구성되는 반도체 확산 설비의 진공 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to install at least two vacuum pumps in one diffusion path and co-branch to prevent the internal vacuum pressure from twisting even if one vacuum pump goes down. It is to provide a vacuum system of a semiconductor diffusion facility configured to prevent contamination and consequently increase semiconductor wafer yield.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 적어도 하나의 확산로와, 상기 각 확산로의 진공 포트에서 각각 인출되는 진공 라인 및 상기 각 진공 라인의 말단에 설치되어 상기 진공 라인을 통해 작용하여 상기 확산로에 저압 진공 공정 환경을 제공하는 진공 펌프를 포함하되, 상기 각각의 확산로에서 인출되는 진공 라인은 서로 연통되도록 공동 분기관으로 형성됨을 특징으로 한다.In order to solve the above objects, the present invention provides at least one diffusion path, a vacuum line drawn out from each of the vacuum ports of the diffusion paths and end portions of the vacuum lines, respectively. It includes a vacuum pump that acts through to provide a low pressure vacuum processing environment in the diffusion furnace, characterized in that the vacuum lines drawn from each of the diffusion furnace is formed as a common branch to communicate with each other.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 진공 시스템이 적어도 하나의 압력 센서 및 배기 시스템, 로드락 챔버는 기존의 구성과 동일하므로 생략하기로 한다.In addition, since the vacuum system is at least one pressure sensor and the exhaust system, the load lock chamber is the same as the existing configuration will be omitted.

도 2는 일반 확산 설비의 공정 챔버의 구성도로써, 도 3의 다수의 확산로에 적용되는 내부 구성을 상세히 도시하고 있다.FIG. 2 is a configuration diagram of a process chamber of a general diffusion installation and illustrates in detail an internal configuration applied to the plurality of diffusion paths of FIG. 3.

도 2에 도시한 바와 같이, 종형 확산로(10)는 다수매의 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(12)가 확산로(10) 중앙에 설치된다. 상기 보우트(12)는 소정의 엘리베이터 장치(32)에 의해 상하 승강이 가능하도록 소정의 구동 샤프트(31)에 의해 지지 받는다. 그후, 상기 보우트(12)를 감싸도록 상부가 개방된 석영 재질의 내부 튜브(13)가 설치된다. 상기 내부 튜브(13)의 외부에는 상기 내부 튜브(13)를 감싸면서 밀폐 공간이 형성되도록 석영 재질의 외부 튜브(14)가 설치된다. 상기 외부 튜브(14)의 외측으로는 상기 확산로(10)의 내부를 일정 공정 온도(약 750℃)까지 가열 하기 위한 가열 수단(15)이 설치된다. 상기 가열 수단(15)은 상기 외부 튜브(14)의 외주면을 감싸도록 설치되는 공지의 가열로일 수 있을 것이다.As shown in FIG. 2, in the vertical diffusion path 10, a boat 12 on which a plurality of wafers 11 are loaded is provided at the center of the diffusion path 10. The boat 12 is supported by a predetermined drive shaft 31 to be able to move up and down by a predetermined elevator device 32. Thereafter, an inner tube 13 of a quartz material having an open upper portion is formed to surround the boat 12. The outer tube 14 of quartz material is installed outside the inner tube 13 to form a sealed space while surrounding the inner tube 13. Outside the outer tube 14 is provided with a heating means 15 for heating the inside of the diffusion path 10 to a predetermined process temperature (about 750 ℃). The heating means 15 may be a known heating furnace installed to surround the outer circumferential surface of the outer tube 14.

그후, 상기 확산로(10)의 하측에는 일정 높이의 중공형 플랜지(20)가 설치된다. 상기 플랜지(20)는 바디(21)와 상기 바디의 상부에서 외부 튜브(14)의 하측과 긴밀히 결합되는 상부 플랜지부(23) 및 확산로 전체를 지지하는 베이스(30)상에 고정되는 하부 플랜지부(24)로 구성된다.Thereafter, a hollow flange 20 having a predetermined height is installed below the diffusion path 10. The flange 20 is fixed on the body 21 and the upper flange 23 which is tightly coupled to the lower side of the outer tube 14 at the top of the body and the lower plan which is fixed on the base 30 supporting the entire diffusion path. It is composed of a branch 24.

상기 바디(21)의 외주면 적소에는 플랜지(20)의 중공형 부분까지 관통되는 일정 길이의 진공 포트(22)가 설치된다. 상기 진공 포트(22)는 도 3에 도시되는 진공 라인과 긴밀히 결합되어 진공 펌프에 의해 공정 중 확산로 내부의 진공 상태를 유지시키도록 한다. 미도시되었으나, 상기 플랜지(20)의 바디(21)상에는 작업 가스가 유입되는 작업가스 유입관과 배출되는 작업 가스 배출관이 설치될 수 있을 것이다.In place of the outer circumferential surface of the body 21, a vacuum port 22 having a predetermined length penetrating to the hollow portion of the flange 20 is installed. The vacuum port 22 is closely coupled with the vacuum line shown in FIG. 3 to maintain the vacuum inside the diffusion path during the process by the vacuum pump. Although not shown, the working gas inlet pipe and the working gas discharge pipe into which the working gas is introduced may be installed on the body 21 of the flange 20.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 확산 설비의 진공 시스템의 구성도(110)로써, 3기의 확산로(100, 200, 300)와 이에 대응하는 진공 펌프들(105, 205, 305)을 도시하고 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 3기 이상의 확산로와 그 이상의 진공 펌프로 구성하여도 무방하다.3 is a schematic diagram 110 of a vacuum system of a semiconductor diffusion apparatus according to the present invention, which shows three diffusion paths 100, 200, and 300 and corresponding vacuum pumps 105, 205, and 305. have. However, the present invention is not limited thereto, and may include three or more diffusion paths and a vacuum pump.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 확산로(100, 200, 300)는 각각 소정의 진공 라인(101, 201, 301)에 의해 개별적으로 인출되는 구성을 갖는다. 또한, 상기 각 진공 라인(101, 201, 301)의 말단(102, 202, 302)은 각각의 진공 펌프(103, 203, 303)와 연결되어 있다. 그러나, 상기 진공 라인(101, 201, 301)은 중앙에서 서로 연통하여 각각의 진공 펌프(103, 203, 303)가 상기 3기의 확산로 내부의 진공 환경을 공동으로 조성할 수 있는 공동 분기관 형식으로 형성되어 있다. 또한, 각각의 진공 펌프 일측에는 진공 라인에 의해 배기되는 배기 가스를 처리하기 위한 각각 스크러버(scrubber)(105, 205, 305)가 설치된다.As shown in FIG. 3, the diffusion paths 100, 200, and 300 are individually drawn out by predetermined vacuum lines 101, 201, and 301, respectively. In addition, the ends 102, 202, 302 of the respective vacuum lines 101, 201, 301 are connected to the respective vacuum pumps 103, 203, 303. However, the vacuum lines 101, 201, and 301 communicate with each other at the center so that each of the vacuum pumps 103, 203, and 303 can jointly create a vacuum environment inside the three diffusion paths. It is formed in the form. In addition, scrubbers 105, 205, and 305 are provided at one side of each vacuum pump to treat exhaust gas exhausted by the vacuum line.

따라서, 예를 들어, 상기 하나의 진공 펌프(303)가 다운되거나 동작을 하지 않게 되면 나머지 진공 펌프들(103, 203)이 동작하여 상기 3기의 확산로(100, 200, 300) 내부의 진공 조성 환경이 틀어지지 않게 동작할 것이다. 미도시되었으나, 바람직하게도, 상기 각각의 진공 펌프(103, 203, 303)는 소정의 제어부에 의해 제어되는데, 하나의 진공 펌프(303)가 다운될 때, 나머지 진공 펌프들(103, 203)의 출력을 높이는 방식으로 상기 3기의 확산로 내부의 진공 조성 환경을 일정하게 유지시킬 수 있을 것이다.Thus, for example, when the one vacuum pump 303 is down or inoperable, the remaining vacuum pumps 103 and 203 operate to operate the vacuum in the three diffusion paths 100, 200 and 300. The composition environment will behave intact. Although not shown, preferably, each of the vacuum pumps 103, 203, 303 is controlled by a predetermined control unit, when one vacuum pump 303 is down, the remaining vacuum pumps 103, 203 Increasing the output will be able to maintain a constant vacuum composition environment in the diffusion of the three stages.

또한, 하나의 확산로에만 적용할 경우에는 적어도 두 개의 진공 펌프를 상술한 바와 같은 공동 분기관 형식으로 진공 라인을 형성하여 연통시킴으로써 상술한 바와 같이 제어함으로써 원활한 반도체 공정 수행을 도모할 수 있을 것이다.In addition, when only one diffusion path is applied, at least two vacuum pumps may be formed to communicate with each other by forming a vacuum line in the form of a common branch tube as described above, thereby controlling the semiconductor process smoothly.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Apparently, there are many ways to modify these embodiments while remaining within the scope of the claims. In other words, there may be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

본 발명에 따른 진공 시스템은 공동 분기관 형식으로 다수의 진공 펌프를 다 수의 확산로에 동시에 적용시키기 때문에 하나의 진공 펌프가 다운되더라도 나머지 진공 펌프들이 그에 상응하도록 동작하기 때문에 각 확산로 내부는 항상 일정한 진공 압력을 유지될 것이며, 결과적으로 웨이퍼의 불량률이 감소되고 이는 웨이퍼 수율 증가에 기여할 수 있는 효과가 있다.Since the vacuum system according to the present invention applies a plurality of vacuum pumps simultaneously to a plurality of diffusion furnaces in the form of a common branch pipe, even if one vacuum pump goes down, the inside of each diffusion furnace always operates because the remaining vacuum pumps operate correspondingly. A constant vacuum pressure will be maintained, resulting in a reduction in the defect rate of the wafer, which has the effect of contributing to increased wafer yield.

Claims (3)

적어도 하나의 확산로;At least one diffusion furnace; 상기 각 확산로의 진공 포트에서 각각 인출되는 진공 라인; 및Vacuum lines respectively drawn out from the vacuum ports of the respective diffusion paths; And 상기 각 진공 라인의 말단에 설치되어 상기 진공 라인을 통해 작용하여 상기 확산로에 저압 진공 공정 환경을 제공하는 진공 펌프를 포함하되,A vacuum pump installed at the end of each vacuum line and acting through the vacuum line to provide a low pressure vacuum process environment to the diffusion path, 상기 각각의 확산로에서 인출되는 진공 라인은 서로 연통되도록 공동 분기관으로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 확산 설비의 진공 시스템.And vacuum lines drawn out from each of the diffusion paths are formed in a common branch pipe so as to communicate with each other. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 확산로가 하나일 경우, 상기 진공 펌프를 적어도 두개 이상 설치하되 각 진공 펌프의 진공 라인은 서로 연통되도록 공동 분기관으로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 확산 설비의 진공 시스템.When the diffusion path is one, at least two or more vacuum pumps are installed, the vacuum line of each vacuum pump is a vacuum system of the semiconductor diffusion equipment, characterized in that formed in the common branch pipe to communicate with each other. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 진공 펌프 중 어느 하나가 다운 될 경우 다른 진공 펌프들의 출력을 제어하여 각 확산로내의 진공 공정 환경을 유지시킬 수 있는 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 확산 설비의 진공 시스템.And a control unit for maintaining the vacuum processing environment in each diffusion furnace by controlling the output of the other vacuum pumps when any one of the vacuum pumps goes down.
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