CN103871930A - 具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置 - Google Patents

具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，用于抑制在制造半导体或液晶显示器时从化学气相蒸镀处理腔排出并通过真空泵的气体中的反应副产物以粉末状蒸镀在排气管道内，在前级管道及排气管道内分别配置加热组件并一同使用直接及间接加热方式，从而能够延长前级管道及排气管道的清洗周期。本发明的半导体制造装置包括用于连接处理腔和真空泵之间的前级管道。排气管道连接真空泵和洗涤器之间。加热组件分别配置于前级管道和排气管道。

Description

具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置
技术领域
本发明涉及半导体制造装置，更为详细地，涉及一种如下的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置：用于抑制在制造半导体或液晶显示器（LCD）时从化学气相蒸镀（CVD，Chemical Vapor Deposition）处理腔排出并通过真空泵的气体中的反应副产物以粉末状蒸镀在排气管内，在前级管道（Fore line）及排气管道（exhaust line）内分别配置加热组件并一同使用直接及间接加热方式，从而能够延长前级管道及排气管道的清洗周期。
背景技术
一般来讲，半导体制造工序大体由前工序（制造工序）和后工序（封装工序）构成。
前工序中，在各种处理腔内，在晶片（Wafer）上蒸镀薄膜，并对所蒸镀的薄膜进行选择性刻蚀，通过反复执行这些过程来加工特定的图案，从而制造半导体芯片（Chip）。并且，后工序中，单独分离出在前工序中制造的芯片后，与引线框架（Lead frame）结合来封装为成品。
此时，在晶片上蒸镀薄膜或对在晶片上蒸镀的薄膜进行刻蚀工序在处理腔内使用有害气体在高温下执行。在执行这种工序的期间，在处理腔的内部会大量产生各种可燃性气体和包括腐蚀性杂质及有毒成分的气体等。即，在处理腔内部只有有害气体的约30%蒸镀在晶片的表面，一部分未反应的气体则排出。
因此，在用于使处理腔成为真空状态的真空泵的后端设置用于将从处理腔排出的气体净化后向大气放出的洗涤器（scrubber）。
但是，发生了气体在处理腔和真空泵之间固化而变为粉末的情况，粉末粘着于前级管道和排气管道，致使排气压力上升的同时，在粉末流入真空泵的情况下，引起真空泵的故障。即，从处理腔向泵排出的气体中的反应副产物（By-product）粘着于前级管道及排气管道的内壁，引发了前级管道和排气管道的堵塞现象，并由于固着于真空泵的本体，而致使真空泵受损，从而缩短了寿命。
由此，正从各方面致力于解决如上所述的问题，作为具有代表性方案之一，在前级管道或排气管道的外部表面配置加热套（heatingjacket）。但是，由于这采用的是间接加热方式，因而存在粉末的去除效率低的问题，由此需要向直接加热方式进行转换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国1020070030615A
专利文献2：韩国200366263Y1
发明内容
本发明用于解决如上所述的问题，本发明的目的在于，提供如下的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置：在前级管道及排气管道分别配置加热组件，一同使用直接及间接加热方式，经前级管道和排气管道进行双重加热，能够有效抑制从处理腔排出并通过真空泵的气体中的反应副产物以粉末状蒸镀在前级管道及排气管道内。
为了达成上述目的，本发明提供一种具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，由用于连接处理腔与真空泵之间的前级管道和用于连接上述真空泵与洗涤器之间的排气管道构成，其特征在于，包括分别配置于上述前级管道和排气管道的加热组件。
在此，优选地，上述前级管道包括：中心连接管，一对L字形的中间连接管，与上述中心连接管形成直角，并分别与上述中心连接管的两端相连接，以及垂直连接管，设置于上述中间连接管中的一个；一对上述中间连接管配置为彼此在一条直线上。
优选地，上述加热组件包括：加热套，以包覆上述前级管道和排气管道的外表面的方式设置，以及内部加热器（inner heater），设置于上述前级管道和排气管道的内部；上述内部加热器包括：公端子和母端子，绝缘材料，包覆上述公端子和母端子来使它们绝缘，以及镁金属保护管，压缩并包覆上述绝缘材料的外周面；上述内部加热器为线圈型。
优选地，上述绝缘材料的密度为2g/cm2～3g/cm2。
优选地，对上述镁金属保护管的内部和外部的表面还涂敷氮化铬（Chromium Nitride）。
优选地，以上述镁金属保护管的内部和外部的表面还涂敷类金刚石碳（DLC，Diamond-like-Carbon）。
优选地，对上述公端子和母端子同时压缩绝缘材料及镁金属保护管。
优选地，还设有第二温度传感器，所述第二温度传感器向上述前级管道和排气管道的中空内露出，用于将上述前级管道和排气管道的内部维持在适当温度。
优选地，还设有第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于上述前级管道和排气管道，用于防止上述前级管道和排气管道过热。
根据本发明具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，在前级管道和排气管道的内部分别配置内部加热器，从而将通过前级管道和排气管道的反应副产物直接加热至约170℃以上，由此能够有效抑制从处理腔排出并通过真空泵的气体中的反应副产物以粉末状蒸镀在前级管道和排气管道内。其结果，能够使得前级管道和排气管道的清洗周期变长，因而能够减少用于清洗的时间及人力消耗。
附图说明
图1是本发明具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置的实施例的立体图；
图2是表示图1中适用加热组件的前级管道的立体图；
图3是用于表示图2中中间连接管的配置状态的立体图；
图4是用于表示图2中内部加热器的结构的主要部分的立体图；
图5是表示图1中适用加热组件的排气管道的大致结构图；
图6是为了表示图5中加热组件部分而以切开的状态表示的排气管道的立体图。
具体实施方式
一般来讲，根据温度和压力，TiCl和NH3相结合后反应生成的HCl和NH3直接反应，而产生如下的副产物。
NH3（g）＋HCl（g）→NH4Cl（s）……生成白色粉末（Whitepowder）
TiCl4＋nNH3→TiCl4nNH3（n=2～8）……生成黄色粉末（Yellowpowder）
在这里，在前级管道和排气管道，在作为副产物的形成条件的150℃以下的条件下，生成了白色粉末及黄色粉末，在170℃条件下未生成粉末。在本发明中，采用在前级管道的内部和排气管道的内部分别设置内部加热器，并向气体分子直接传递150℃以上的充分的热的方式进行开发的结果，没有形成粉末。
基本上，随着时间的经过，粉末会大量累积，使得排气管道内的压力上升，PM（原子半径）周期通常为1个月，但在适用本发明的内部加热器之后，将PM周期延长2个月以上，从而能够减少用于清洗的时间和人力消耗。
并且，在本发明中使用的内部加热器的组成部件中，作为绝缘材料使用由镁形成的。作为镁和氧的化合物，化学上称为苦土，工业上称为氧化镁，而作为医药品时称为煅制镁，虽然是白色非结晶性粉末，但在与硼酸盐溶解的溶液中析出等轴晶系的结晶。由于微溶于水，虽呈碱性，但易溶于酸、氨水。在空气中对金属镁进行加热或对碳酸镁进行热分解，就可使用为坩埚、镁水泥、催化剂、吸附剂来作为耐火材料，除此之外还可使用为抗酸剂、泻药来作为医药品。
并且，耐磨性及耐蚀性优秀，适用于金属成形或者非金属加工等。尤其，在适用于注射模具时，能够将与注射物烧结的现象最小化。
下面，参照附图，通过实施例来对本发明的内容进行详述。下述实施例仅仅是示例性的，本发明的权利范围不局限于此是理所当然的。
图1是整体性地表示本发明的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置100的图，图2是表示图1中适用加热组件110的前级管道106的图，图3是用于表示图2中中间连接管106b的配置状态的图，图4是用于表示图2中的内部加热器114的结构的主要部分的图。
图5是表示图1中适用加热组件110的排气管道108的图，图6是为了表示图5中加热组件110部分而切开的状态的排气管道108的图。
参照图1至图6，本发明的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置100由前级管道106和排气管道108构成，用于抑制粉末的蒸镀，前级管道106用于连接处理腔101与真空泵102之间，排气管道108用于连接真空泵102与洗涤器104之间。
加热组件110分别配置于前级管道106和排气管道108。此时，优选地，前级管道106包括中心连接管106a和一对大致L字形的中间连接管106b，一对中间连接管106b与中心连接管106a形成直角，并分别与上述中心连接管106a的两端相连接，一对中间连接管106b配置为彼此在一条直线上。在中间连接管106b中的一个连接前级管道106的一端。垂直连接管106c设置于中间连接管106b中的一个。
加热组件110包括：加热套112，以包覆前级管道106和排气管道108的外表面的方式设置；以及内部加热器114，设置于前级管道106和排气管道108的内部。
内部加热器114包括：公端子116和母端子118；绝缘材料120，包覆上述公端子116和母端子118来使它们绝缘；以及镁金属保护管122，压缩并包覆上述绝缘材料120的外周面。优选地，此时内部加热器114为线圈型。这是为了借助内部加热器114的热整体均匀地维持前级管道106和排气管道108的内部温度。优选地，内部加热器114从中央部位越向两端越窄。这也是为了整体均匀地维持前级管道106及排气管道108的内部温度。
优选地，绝缘材料120的密度为2g/cm2～3g/cm2。
优选地，对镁金属保护管122的内部和外部的表面还涂敷氮化铬。
优选地，对镁金属保护管122的内部和外部的表面还涂敷类金刚石碳。优选地，内部加热器114为矿物绝缘电缆（Mineral InsulatorCable）。在以后要说明的镁等材质的金属保护管122内，保护作为根据用途选择的功能素线的公端子116及母端子118等导体线。
在这里，类金刚石碳涂层具有高硬度的特性等与金刚石类似的物理性质，是指包含氢的非晶碳涂层。基于等离子化学气相蒸镀的类金刚石碳涂层的特性如下。
-标准涂层厚度为2微米～3微米。
-硬度为1000kg/mm2～1500kg/mm2（根据工序条件而不同）。
-低摩擦系数：无润滑条件下，摩擦系数为0.1～0.2（到200℃为止恒定）。
-热稳定性：在大气中到400℃为止稳定。
-处理温度：100℃以下。
-耐蚀性：不溶解于酸及碱。
-低对象攻击性：对于对象材料的损伤非常少。
-离型性：减少软质金属的粘附、烧结。
-超平滑性：不损伤基材的平滑性，能够确保薄膜尺寸的精度。
-绝缘性：电阻大。
同时，由于类金刚石碳涂敷的润滑性优秀，因而粉末不会蒸镀，并由于耐蚀性强，因而相对于Ticl4、ClF3、NF3等气体安全。
第二温度传感器126以向前级管道106和排气管道108的中空内露出的方式进行设置，用于将前级管道106和排气管道108的内部维持在适当的温度。
优选地，在前级管道106和排气管道108设置第一温度传感器124，来防止前级管道106和排气管道108过热。
在这里，优选地，对公端子116及母端子118同时压缩绝缘材料120及镁金属保护管122。
在这里，附图标记“TMP”表示设置在处理腔101的底面的多个涡轮分子泵，附图标记“AV”表示设置在涡轮分子泵TMP和前级管道106之间的角阀。
下面，参照附图，对具有如上所述的结构的本发明的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置进行详细说明。
首先，重新参照图1至图4，真空泵102用于使处理腔101成为真空状态。洗涤器104通过排气管道108与真空泵102的后端相连接，洗涤器104是为了将从处理腔101排出的气体净化后向大气排出而设置的。
本发明的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置100分别设在前级管道106和排气管道108，其中，前级管道106用于连接处理腔101与真空泵102之间，排气管道108用于连接真空泵102与洗涤器104之间。
察看具有这种结构的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置的作用状态，首先，从处理腔101排出的气体中的反应副产物通过涡轮分子泵TMP和角阀AV流入前级管道106内。前级管道106由中心连接管106a和多个中间连接管106b构成。因此，从处理腔101排出的气体（包含反应物）直接向前级管道106排出，或通过各个中间连接管106b、中心连接管106a及垂直连接管106c直接向前级管道106排出。
此时，在前级管道106设有内部加热器114和加热套112。内部加热器114和加热套112能够防止上述气体中的反应副产物以粉末状蒸镀在前级管道106的内部。在这里，加热套112在前级管道106的外部进行间接加热，内部加热器114则使前级管道106的内部温度维持在170℃左右，因而能够调整为粉末不会蒸镀在前级管道106的内径的条件。从而，防止粉末蒸镀在前级管道106的内部。
在这里，设置于前级管道106的第一温度传感器124将前级管道106的内部温度维持在所设置的温度，例如约170℃。并且，第二温度传感器126调整加热套112或内部加热器114的温度水平，来防止前级管道106的温度过热。
与此同时，在排气管道108设有加热组件110，加热组件110的加热套112和内部加热器114的作用及功能与上述说明相同。
综上所述，本发明的加热组件110分别设置于前级管道106和排气管道108。首先是通过前级管道106的加热组件110，然后是通过排气管道108的加热组件110，来直接及间接加热，由此有效抑制粉末产生。
以上，对本发明的优选实施例进行了图示并说明，本发明并不局限于上述实施例，只要是本发明所属领域的普通技术人员，在不脱离权利要求书请求保护的本发明的要旨的范围内，可以进行各种变形。

Claims (9)

1.一种具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，由用于连接处理腔与真空泵之间的前级管道和用于连接上述真空泵与洗涤器之间的排气管道构成，其特征在于，包括分别配置于上述前级管道和排气管道的加热组件。
2.根据权利要求1所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，
上述前级管道包括：
中心连接管，
一对L字形的中间连接管，与上述中心连接管形成直角，并分别与上述中心连接管的两端相连接，以及
垂直连接管，设置于上述中间连接管中的一个；
一对上述中间连接管配置为彼此在一条直线上。
3.根据权利要求1所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，
上述加热组件包括：
加热套，以包覆上述前级管道和排气管道的外表面的方式设置，以及
内部加热器，设置于上述前级管道和排气管道的内部；
上述内部加热器包括：
公端子和母端子，
绝缘材料，包覆上述公端子和母端子来使它们绝缘，以及
镁金属保护管，压缩并包覆上述绝缘材料的外周面；
上述内部加热器为线圈型。
4.根据权利要求3所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，上述绝缘材料的密度为2g/cm2～3g/cm2。
5.根据权利要求4所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，对上述镁金属保护管的内部和外部的表面还涂敷氮化铬。
6.根据权利要求5所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，对上述镁金属保护管的内部和外部的表面还涂敷类金刚石碳。
7.根据权利要求6所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，对上述公端子和母端子同时压缩绝缘材料及镁金属保护管。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，还设有第二温度传感器，所述第二温度传感器向上述前级管道和排气管道的中空内露出，用于将上述前级管道和排气管道的内部维持在适当温度。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的具有抑制粉末产生功能的半导体制造装置，其特征在于，还设有第一温度传感器，所述第一温度传感器设置于上述前级管道和排气管道，用于防止上述前级管道和排气管道过热。
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