KR0132400Y1

KR0132400Y1 - 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브

Info

Publication number: KR0132400Y1
Application number: KR2019950003308U
Authority: KR
Inventors: 최재규
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1999-02-01
Also published as: KR960029721U

Abstract

본 고안은 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브에 관한 것으로, 화학기상증착공정 중 종래에는 Si₃N₄막증착시(SiH₂C_l2+NH₃→Si₃N₄+NH₄Cl+HCl↑) 부산물로 발생되는 염화암모니아(NH₄Cl)가 진공배관을 통해 펌프로 빠져 나오게 되어 자동압력조절밸브에 증착됨으로써 밸브의 조절능력이 점차적으로 저하되어 압력조절이 불완전하게 되는 문제가 있었는 바, 공정조건보다 상대적으로 온도조건이 낮은 절기판에, 공정 중 발생되는 부산물의 증착을 방지하도록 절기판의 온도를 상승시키는 가열부재를 설치한 본 고안을 제공하여 화학기상증착공정 중 필연적으로 발생되는 공정부산물이 밸브에서 증착되어 고체상태로 굳어져 절기판의 구동이 어려워지는 것을 방지하게 됨으로써 밸브의 성능을 향상시키도록 한 것이다.

Description

저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브

제1도는 일반적인 화학기상증착장치의 구성도.

제2도는 본 고안에 의한 자동압력조절밸브가 설치된 화학기상증착장치의 구성도.

제3도는 본 고안 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12' : 자동압력조절밸브 12'a : 절기판

20 : 히터 21 : 온도조절기

본 고안은 반도체 제조장비에서 공정챔버의 압력을 자동조절해주는 밸브에 관한 것으로, 특히 공정부산물의 증착을 방지하도록 하여 밸브의 성능을 안정적으로 유지하도록 한 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브에 관한 것이다.

일반적인 저압화학기상증착장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 웨이퍼가 장착되어 제조공정이 진행되는 공정챔버(1)와, 상기 웨이퍼의 제조공정시 요구되는 가스실린더(2)(3), 자동유량조절기(4)(5), 공압밸브(6)(7)(8)와 같은 반응가스 공급시스템과, 상기 공정챔버(1)의 진공을 유지하는 진공펌프(9)과, 제조공정 중 상기 공정챔버(1)의 진공도를 조절하는 압력센서(10)와, 압력조절기(11) 및 자동압력조절밸브(12)와, 공정완료 후에 상기 공정챔버(1)와 진공펌프(8)를 차단하여 공정챔버(1)의 내부압을 대기압상태로 전환하는 진공차단밸브(13)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 종래 저압화학기상증착장치에 의한 웨이퍼의 증착공정을 설명하면, 공정챔버(1)에 웨이퍼가 투입되면, 진공차단밸브(13)가 개방되어 공정챔버(1) 내의 압력을 최저 진공화(5×10^-3Torr)시키고, 공정챔버(1)의 내부압이 최저진공상태가 되면, 공압밸브(Pneumatic Valve) PV1,PV2(6)(7)가 개방되어 공정용 반응가스(SiH₂Cl₂, NH₃등)가 공정챔버(1)의 내부로 유입됨으로써 웨이퍼의 증착이 이루어진다. 이때, 공정 중 진공도를 정확히 유지하기 위해서 가스가 유입된 시점에서부터 압력센서(10)가 압력을 감지하여 압력조절기(11)로 신호를 보내게 되고, 압력조절기(11)는 이미 세팅되어 있는 압력 치와 비교하여 자동압력조절밸브(12)로 신호를 보내며, 자동 압력조절밸브(12)는 밸브의 절기판이 구동되어 펌프배관의 전도성(conductivity)을 증감시키면서 공정챔버의 압력을 조절하게 된다.

증착공정이 완료되면, PV1, PV2(6)(7)를 닫고, 공정챔버(1)의 내부압이 초기의 최저진공상태가 될 때까지 기다린 후, 공정챔버(1)의 압력이 최저진공상태가 되면, 진공차단밸브(13)가 닫히고 PV3(8)가 개방되어 공정챔버(1)는 대기압 상태가 된다. 이후 PV3(8)가 닫히면 웨이퍼를 끄집어 낸다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 공정 중 Si₃N₄막 증착 시(SiH₂Cl₂+NH₃→Si₃N₄+NH₄Cl+HCl↑) 부산물로 발생되는 염화암모니아(NH₄Cl)가 진공배관을 통해 펌프로 빠져 나오게 되며, 이와 같이 빠져나온 염화암모니아(NH₄Cl)가 공정온도보다 낮은 온도를 유지하고 있는 부위에 증착된다.

여기서 상기 염화암모니아가 빠져나오는 진공배관에 설치되어 있는 자동압력조절밸브(12)에도 염화암모니아가 증착되므로 자동압력조절밸브(12)의 조절능력이 점차적으로 저하되어 압력조절이 불완전하게 되는 문제가 있었다. 이에 따라 전체공정에 치명적인 악영향을 미치는 것이었다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 자동압력조절밸브의 절기판에 히터를 설치하여 절기판의 온도를 상승시켜 공정부산물이 절기판에 증착되는 것을 방지함으로써 밸브의 성능이 저하되는 것을 방지하려는 것이다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 공정조건보다 상대적으로 온도조건이 낮은 절기판에 공정 중 발생되는 부산물의 증착을 방지하도록 절기판의 온도를 상승시키는 가열부재를 설치한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브가 제공된다.

상기 가열부재에는 가열부재의 온도를 조절하는 온도조절기가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 제3도는 본 고안에 의한 자동압력조절밸브의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브(12')는 밸브에서 공정조건보다 상대적으로 온도가 낮은 부위인 절기판(12'a)에 가열부재인 히터(20)를 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 히터(20)에는 공정시 절기판(12'a)의 온도를 일정한 범위(약 200~500℃)로 유지하도록 히터(20)의 온도를 조절하는 온도조절기(21)가 연결 설치되어 있다.

이와 같은 본 고안에 의한 자동압력조절밸브가 설치된 저압화학기상증착장치의 구성 및 동작은 종래와 동일한다. 다만, 자동압력조절밸브(12')의 동작시 밸브의 절기판(12'a)이 약 200~500℃로 가열되기 때문에 공정부산물이 절기판(12'a)에서 증착되는 것을 원천적으로 방지하게 되므로, 공정챔버(1)의 진공조절이 안정적으로 이루어지게 된다.

즉, 공정 중 Si₃N₄막 증착 시(SiH₂Cl₂+NH₃→Si₃N₄+NH₄Cl+HCl↑)부산물로 발생되는 염화암모니아(NH₄l)가 진공배관을 통해 빠져나온 염화암모니아(NH₄Cl)가 공정온도보다 낮은 온도를 유지하고 있는 부위에 증착될 수 있는 바, 상기 진공배관에 설치되어 있는 자동압력조절밸브(12')는 히터(20)에 의하여 200~500℃로 가열된 상태로 유지되고 있으므로 염화암모니아가 자동압력조절밸브(12')의 절기판(12'a)에 증착되지 않게 되어 자동압력조절밸브(12')의 조절능력이 유지되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브에 화학기상증착공정 중 필연적으로 발생되는 공정부산물이 밸브에서 증착되어 고체상태로 굳어져 절기판의 구동이 어려워지는 것을 방지하게 됨으로써 밸브의 성능을 향상시키도록 한 것이다,

Claims

공정조건보다 상대적으로 온도조건이 낮은 절기판에, 공정 중 발생되는 부산물의 증착을 방지하도록 절기판의 온도를 상승시키는 가열부재를 설치한 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브.
제1항에 있어서, 상기 가열부재에는 가열부재의 온도를 측정하여 조절하는 온도조절수단이 연결설치된 것을 특징으로 하는 저압화학기상증착장치용 자동압력조절밸브.