KR0114991Y1 - Tube for lpcvd process - Google Patents

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Abstract

본 고안은 반도체 제조공정중 LPCVD 공정에서 실리콘 기판에 질화막을 증착하는 공정튜브에 관한 것으로, 몸체(2); 상기 몸체(2)의 전면에 형성되어 상기 몸체(2)를 개폐하는 도어(4); 상기 도어(4)에 형성되어 도어(4)가 개방하기 전에 상기 몸체(2)내부를 대기압으로 만들기 위하여 질소를 주입하는 전면 질소라인(6); 상기 몸체(2)의 전면에 형성되고 상기 몸체(2)의 외주면을 따라 질소를 분사하여 상기 도어(4) 개방시 상기 몸체(2)내부로 외부대기가 유입되는 것을 방지하는 에어 차폐용 질소라인(8); 상기 몸체(2)의 후면에 형성되어 상기 도어(4)가 개방된 경우 질소를 상기 몸체(2) 내부에 투입하는 후면 질소라인(10); 상기 몸체(2)의 후면과 전면에 각각 형성되어 웨이퍼상에 질화막을 증착하기 위한 공정가스를 상기 몸체(2) 내부에 투입하는 가스라인(12, 14); 상기 몸체(2)의 후면과 연결되어 상기 몸체(2) 내부의 가스를 배출하는 진공라인(16); 상기 진공라인(16)에 설치되어 배기가스의 유출량을 조절하는 게이트 밸브(18, 20); 상기 진공라인(16)에 연결되어 상기 몸체(2)의 가스를 흡입하는 동력을 발생시키는 진공펌프(22); 및 상기 게이트 밸브(20)와 상기 진공펌프(22)사이에 설치되어 배기가스를 냉각시키고 배기가스에 포함된 분진과 부산물을 수집하는 냉각 트랩(24)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a process tube for depositing a nitride film on a silicon substrate in the LPCVD process of the semiconductor manufacturing process, the body (2); A door (4) formed on the front of the body (2) to open and close the body (2); A front nitrogen line (6) formed in the door (4) to inject nitrogen to bring the interior of the body (2) to atmospheric pressure before the door (4) is opened; Nitrogen line for air shield formed on the front of the body (2) to inject nitrogen along the outer circumferential surface of the body (2) to prevent the outside air flow into the body (2) when opening the door (4) (8); A rear nitrogen line 10 formed at the rear of the body 2 to inject nitrogen into the body 2 when the door 4 is opened; Gas lines 12 and 14 formed on the rear and front surfaces of the body 2 to inject a process gas into the body 2 to deposit a nitride film on a wafer; A vacuum line 16 connected to a rear surface of the body 2 to discharge gas inside the body 2; Gate valves (18, 20) installed in the vacuum line (16) to control the flow rate of the exhaust gas; A vacuum pump 22 connected to the vacuum line 16 to generate power to suck gas of the body 2; And a cooling trap 24 installed between the gate valve 20 and the vacuum pump 22 to cool the exhaust gas and collect dust and by-products contained in the exhaust gas.

Description

엘피씨브디(LPCVD) 공정튜브LPCVD Process Tube

제1도는 종래 기술에 의한 공정튜브의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a process tube according to the prior art.

제2도는 본 고안에 의한 공정튜브의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the process tube according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

2 : 몸체 4 : 도어2: body 4: door

6 : 전면 질소라인 8 : 에어 차폐용 질소라인6: front nitrogen line 8: air shield nitrogen line

10 : 후면 질소라인 12 : 전면 가스라인10: rear nitrogen line 12: front gas line

14 : 후면 가스라인 16 : 진공라인14: rear gas line 16: vacuum line

18 : 보조 게이트 밸브 20 : 게이트 밸브18: auxiliary gate valve 20: gate valve

22 : 진공펌프 24 : 냉각 트랩22: vacuum pump 24: cooling trap

본 고안은 반도체 제조공정중 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 공정에서 실리콘 기판에 질화막을 증착하는 공정튜브에 관한 것으로, 특히 에어 차폐용 질소라인을 전면에 설치하고 고압 질소라인과 가스라인을 후위부에도 설치함으로써, 안정된 제조공정을 수행되도록 하는 공정튜브에 관한 것이다.The present invention relates to a process tube for depositing a nitride film on a silicon substrate in a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process in a semiconductor manufacturing process. In particular, an air shielding nitrogen line is installed at the front and a high pressure nitrogen line and a gas line at the rear part. The present invention also relates to a process tube for performing a stable manufacturing process.

종래에는 제1도에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(wafer)를 몸체(2)에 삽입하고 도어(door)(4)를 닫은 다음 진공펌프(22)에 의하여 몸체(2)내를 소정의 압력으로 진공화시킨 다음 가스라인(gas line)을 통하여 공정가스를 주입한다.Conventionally, as shown in FIG. 1, a wafer is inserted into the body 2, the door 4 is closed, and the inside of the body 2 is discharged to a predetermined pressure by the vacuum pump 22. As shown in FIG. After vacuuming, process gas is injected through a gas line.

공정이 종료하면 질소가스를 주입하여 몸체(2)내를 대기압으로 만든 다음 도어(4)를 개방하여 웨이퍼를 꺼낸다. 그러나, 종래의 공정튜브는 전면에만 공정가스를 주입하여 내부영역에 온도차가 발생하고 쿼츠 보트(quartz boat) 로딩(loading)시 웨이퍼와 대기가 접촉하여 자연 산화막이 성장하는 문제점이 있었다.When the process is completed, nitrogen gas is injected to make the body 2 at atmospheric pressure, and then the door 4 is opened to take out the wafer. However, the conventional process tube has a problem that a temperature difference occurs in the internal region by injecting the process gas only on the front surface, and the natural oxide film grows because the wafer and the air contact when the quartz boat is loaded.

또한 진공펌프에 의한 백필(back fill)시 냉각 트랩(trap)에 의하여 공정가스등이 냉각되어 발생된 부산물이 공정튜브로 역류하여 내부를 오염시키는 문제점이 있었다.In addition, there was a problem that the by-products generated by cooling the process gas by the cooling trap (trap) during the back fill by the vacuum pump flows back to the process tube to contaminate the inside.

따라서, 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공정튜브 전면부에 에어(air) 차폐용 질소라인을 형성하고 공정튜브 후면부에 질소라인과 가스라인을 형성하여 공정튜브내의 웨이퍼상에 자연 산화막이 성장되는 것을 방지하고 내부의 온도분포가 일정하게 유지되는 공정튜브를 제공함에 그 목적을 두고 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, by forming an air shielding nitrogen line in the front of the process tube and forming a nitrogen line and a gas line in the rear of the process tube on the wafer in the process tube The purpose of the present invention is to provide a process tube which prevents the growth of a natural oxide film and maintains a constant temperature distribution therein.

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, LPCVD 공정튜브에 있어서, 몸체; 상기 몸체의 전면에 형성되어 상기 몸체를 개폐하는 도어; 상기 도어에 형성되어 도어가 개방하기 전에 상기 몸체내부를 대기압으로 만들기 위하여 질소를 주입하는 전면 질소라인; 상기 몸체의 전면에 형성되고 상기 몸체의 외주면을 따라 질소를 분사하여 상기 도어 개방시 상기 몸체 내부로 외부대기가 유입되는 것을 방지하는 에어 차폐용 질소라인; 상기 몸체의 후면에 형성되어 도어가 개방된 경우 질소를 상기 몸체 내부로 투입하는 후면 질소라인; 상기 몸체의 후면과 전면에 각각 형성되어 웨이퍼상에 질화막을 증착하기 위한 공정가스를 상기 몸체 내부에 투입하는 가스라인; 상기 몸체의 후면과 연결되어 상기 몸체 내부의 가스를 배출하는 진공라인; 상기 진공라인에 설치되어 배기가스의 유출량을 조절하는 게이트 밸브; 상기 진공라인에 연결되어 상기 몸체의 가스를 흡입하는 동력을 발생시키는 진공펌프; 및 상기 게이트 밸브와 상기 진공펌프 사이에 설치되어 배기가스를 냉각시키고 배기가스에 포함된 분진과 부산물을 수집하는 냉각 트랩을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LPCVD 공정튜브를 제공한다.The present invention to achieve the above object, LPCVD process tube, body; A door formed on the front of the body to open and close the body; A front nitrogen line formed in the door to inject nitrogen to make the inside of the body atmospheric pressure before the door is opened; An air shielding nitrogen line formed on the front surface of the body and spraying nitrogen along the outer circumferential surface of the body to prevent external air from flowing into the body when the door is opened; A rear nitrogen line formed at the rear of the body to inject nitrogen into the body when the door is opened; A gas line formed at each of a rear surface and a front surface of the body to inject a process gas into the body to deposit a nitride film on a wafer; A vacuum line connected to a rear surface of the body to discharge gas inside the body; A gate valve installed in the vacuum line to adjust the amount of exhaust gas discharged; A vacuum pump connected to the vacuum line to generate power to suck gas of the body; And a cooling trap installed between the gate valve and the vacuum pump to cool exhaust gas and to collect dust and by-products contained in the exhaust gas.

이하, 제2도를 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 제2도는 본 고안에 의한 공정튜브의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도면에서 2는 몸체, 4는 도어, 6은 전면 질소라인, 8은 에어 차폐용 질소라인, 10은 후면질소라인, 12는 전면 가스라인, 14는 후면 가스라인, 16은 진공라인, 18은 보조 게이트 밸브, 20은 게이트 밸브, 22는 진공펌프, 24는 냉각 트랩을 각각 나타낸다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2. Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the process tube according to the present invention, 2 is the body, 4 is the door, 6 is the front nitrogen line, 8 is the air shield nitrogen line, 10 is the rear nitrogen line, 12 14 denotes a front gas line, 14 a rear gas line, 16 a vacuum line, 18 an auxiliary gate valve, 20 a gate valve, 22 a vacuum pump, and 24 a cooling trap.

제2도에 도시된 바와 같이, 본 고안은 몸체(2)와 상기 몸체(2)의 전면에 형성되어 상기 몸체(2)를 개폐하는 도어(4)와 상기 도어(4)에 형성되어 도어(4)가 개방하기 전에 상기 몸체(2)내부를 대기압으로 만들기 위하여 질소를 주입하는 전면 질소라인(6)과 상기 몸체(2)의 전면에 형성되고 상기 몸체(2)의 외주면을 따라 질소를 분사하여 상기 도어(4) 개방시 상기 몸체(2) 내부로 외부대기가 유입되는 것을 방지하는 에어 차폐용 질소라인(8)와 상기 몸체(2)의 후면에 형성되어 상기 도어(4)가 개방된 경우 질소를 상기 몸체(2) 내부에 투입하는 후면 질소라인(10)와 상기 몸체(2)의 후면과 전면에 각각 형성되어 웨이퍼상에 질화막을 증착하기 위한 공정가스를 상기 몸체(2) 내부에 투입하는 전면 공정가스라인(12) 및 후면 가스라인(14)과 상기 몸체(2)의 후면과 연결되어 상기 몸체(2) 내부의 가스를 배출하는 진공라인(16)과 상기 진공라인(16)에 설치되어 배기가스의 유출량을 조절하는 게이트밸브(18) 및 게이트 밸브(20)와 상기 진공라인(16)에 연결되어 상기 몸체(2)의 가스를 흡입하는 동력을 발생시키는 진공펌프(22)와 상기 게이트 밸브(20)와 상기 진공펌프(22)사이에 설치되어 배기가스를 냉각시키고 배기가스에 포함된 분진과 부산물을 수집하는 냉각 트랩(24)으로 구성되어 있다. 제2도에 도시된 바와 같이, 도어(4)가 개방되면 몸체(2)의 후면 질소라인(10)에서 몸체(2)내부로 질소가 투입되고 몸체(2)의 에어 차폐용 질소라인(8)에서 몸체(2) 외주면을 따라 후위부를 향하여 질소를 투입한다. 몸체(2)의 질소주입에 의하여 외부보다 몸체(2)의 압력이 높기 때문에 몸체(2)의 개스는 자연스럽게 외부로 배출되어 몸체(2)의 외주면을 따라 이동한다. 이는 몸체(2)에 외부 대기가 유입되어 오염되는 것을 방지하며, 웨이퍼와 외부대기의 접촉으로 인한 자연 산화막의 성장을 억제한다.As shown in FIG. 2, the present invention is formed on the body 2 and the front of the body 2 to form the door 4 and the door 4 to open and close the body 2, and the door ( 4) is formed on the front nitrogen line 6 and the front surface of the body (2) for injecting nitrogen to make the inside of the body (2) at atmospheric pressure before opening, and sprays nitrogen along the outer circumferential surface of the body (2) When the door (4) is opened to form an air shielding nitrogen line (8) and the rear of the body (2) to prevent the outside air flow into the body (2) is opened the door (4) In this case, nitrogen is injected into the body 2 and the back nitrogen line 10 is formed on the back and front of the body 2, respectively, the process gas for depositing a nitride film on the wafer inside the body (2) It is connected to the front process gas line 12 and rear gas line 14 to be injected and the rear of the body (2) The gate valve 18 and the gate valve 20 and the vacuum line 16 installed in the vacuum line 16 and the vacuum line 16 to discharge the gas in the body 2 to regulate the flow rate of the exhaust gas It is connected between the vacuum pump 22 and the gate valve 20 and the vacuum pump 22 to generate power to suck the gas of the body (2) is cooled and included in the exhaust gas It consists of a cooling trap 24 for collecting the collected dust and by-products. As shown in FIG. 2, when the door 4 is opened, nitrogen is introduced into the body 2 from the rear nitrogen line 10 of the body 2, and the nitrogen line 8 for air shielding of the body 2 is provided. Inject the nitrogen toward the rear part along the outer peripheral surface of the body (2). Since the pressure of the body 2 is higher than the outside by nitrogen injection of the body 2, the gas of the body 2 is naturally discharged to the outside and moves along the outer circumferential surface of the body 2. This prevents contamination of the outside atmosphere by the inflow of the body 2 and suppresses the growth of the native oxide film due to contact between the wafer and the outside atmosphere.

동시에 웨이퍼를 실은 쿼츠 보트를 공정튜브를 삽입하고 도어(4)를 폐쇄하며, 진공펌프(22)에 의하여 몸체(2)를 진공화한다. 전면 가스라인(12)과 후면 가스라인(14)을 통하여 공정가스를 투입하여 웨이퍼상에 질화막을 성장시킨다.At the same time, the quartz boat carrying the wafer is inserted into the process tube, the door 4 is closed, and the body 2 is evacuated by the vacuum pump 22. Process gas is introduced through the front gas line 12 and the rear gas line 14 to grow a nitride film on the wafer.

전면과 후면에서 동시에 공정가스를 주입하기 때문에 몸체(2) 내부는 일정한 온도분포를 갖는다. 공정이 끝나면 배기가스를 후면을 통하여 배출함으로써, 몸체(2) 내부를 진공화시키며, 배기가스 배출량은 보조 게이트 밸브(18)와 게이트 밸브(20)에 의하여 조정되고, 상기 게이트 밸브(20)를 통과한 배기가스에 포함된 분진은 냉각트랩(24)을 거치면서, 부산물화되어 상기 냉각트랩(24)에 남아 있는다.Since the process gas is injected at the front and rear at the same time, the inside of the body 2 has a constant temperature distribution. After the process is completed, the exhaust gas is discharged through the rear surface, so that the inside of the body 2 is evacuated, and the exhaust gas emission is adjusted by the auxiliary gate valve 18 and the gate valve 20, and the gate valve 20 is closed. The dust contained in the exhaust gas passing through the cooling trap 24 is formed by-product and remains in the cooling trap 24.

상기 보조 게이트 밸브(18)와 게이트 밸브(20)는 보온되고 가열되므로서 질화막 증착공정 후 발생된 부산물들이 진공라인(16)이나 게이트 밸브(20)에 증착되어 분진을 발생되는 현상을 감소시킨다.Since the auxiliary gate valve 18 and the gate valve 20 are kept warm and heated, by-products generated after the nitride film deposition process are deposited on the vacuum line 16 or the gate valve 20 to reduce dust.

이상에서 언급한 바와 같이 본 고안은 공정튜브 전면부에 에어 차폐용 질소라인을 형성하고 공정튜브 후면부에 질소라인과 공정가스라인을 형성하여 공정튜브내의 웨퍼상에 자연 산화막이 성장되는 것을 방지하고 내부의 온도분포가 일정하게 유지할 수 있는 우수한 효과를 갖는다.As mentioned above, the present invention forms a nitrogen line for shielding the air at the front of the process tube, and forms a nitrogen line and a process gas line at the rear of the process tube, thereby preventing the growth of a natural oxide film on the wafer in the process tube. It has an excellent effect that the temperature distribution of can be kept constant.

Claims (1)

LPCVD 공정튜브에 있어서, 몸체(2); 상기 몸체(2)의 전면에 형성되어 상기 몸체(2)를 개폐하는 도어(4); 상기 도어(4)에 형성되어 도어(4)가 개방하기 전에 상기 몸체(2) 내부를 대기압으로 만들기 위하여 질소를 주입하는 전면 질소라인(6); 상기 몸체(2)의 전면에 형성되고 상기 몸체(2)의 외주면을 따라 질소를 분사하여 상기 도어(4) 개방시 상기 몸체(2) 내부로 외부대기가 유입되는 것을 방지하는 에어 차폐용 질소라인(8); 상기 몸체(2)의 후면에 형성되어 상기 도어(4)가 개방된 경우 질소를 상기 몸체(2) 내부로 투입하는 후면 질소라인(10); 상기 몸체(2)의 후면과 전면에 각각 형성되어 웨이퍼상에 질화막을 증착하기 위한 공정가스를 상기 몸체(2) 내부에 투입하는 가스라인(12,14); 상기 몸체(2)의 후면과 연결되어 상기 몸체(2) 내부의 가스를 배출하는 진공라인(16); 상기 진공라인(16)에 설치되어 배기가스의 유출량을 조절하는 게이트 밸브(18,20); 상기 진공라인(16)에 연결되어 상기 몸체(2)의 가스를 흡입하는 동력을 발생시키는 진공펌프(22); 및 상기 게이트 밸브(20)와 상기 진공펌프(22) 사이에 설치되어 배기가스를 냉각시키고 배기가스에 포함된 분진과 부산물을 수집하는 냉각 트랩(24)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 LPCVD 공정튜브.An LPCVD process tube comprising: a body (2); A door (4) formed on the front of the body (2) to open and close the body (2); A front nitrogen line (6) formed in the door (4) for injecting nitrogen to make the interior of the body (2) at atmospheric pressure before the door (4) is opened; Nitrogen line for air shield formed on the front of the body (2) to inject nitrogen along the outer circumferential surface of the body (2) to prevent the outside air flow into the body (2) when opening the door (4) (8); A rear nitrogen line (10) formed at the rear of the body (2) to inject nitrogen into the body (2) when the door (4) is opened; Gas lines 12 and 14 formed on the rear and front surfaces of the body 2 to inject a process gas into the body 2 to deposit a nitride film on a wafer; A vacuum line 16 connected to a rear surface of the body 2 to discharge gas inside the body 2; Gate valves (18, 20) installed in the vacuum line (16) to control the flow rate of the exhaust gas; A vacuum pump 22 connected to the vacuum line 16 to generate power to suck gas of the body 2; And a cooling trap (24) installed between the gate valve (20) and the vacuum pump (22) to cool exhaust gas and to collect dust and by-products contained in the exhaust gas. tube.
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