KR100211644B1 - 반도체 확산설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 확산공정에 사용되는 부식성 가스의 누설된 부분을 배출시킬 수 있는 수단을 가진 반도체 확산설비에 관한 것이다.

본 발명은 누설된 공정가스를 확산설비 상부로 배출시키는 히터지지대의 홀과 상기 확산설비 상부의 공기를 상기 확산설비 외부로 배출시키는 배기통로 및 상기 확산설비 상부에 있는 냉각판넬을 구비하는 반도체 확산설비에 있어서, 상기 홀과 상기 배기통로를 연결하는 배기관이 더 구비되어 이루어진다.

따라서, 히터지지대 하부에서 누설된 부식성 공정가스가 확산설비 상부의 냉각판넬을 부식시키고 이물질을 발생시키는 문제를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

반도체 확산설비

제1도는 종래의 반도체 확산설비 상부의 개략적 단면도이다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설가스 배기관을 가진 반도체 확산설비 상부의 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 확산튜브 12 : 히터

13 : 냉각판넬 14 : 히터지지대

15 : 홀 16 : 파이로박스(pyro box)

17 : 입구 석영관 18 : 배출관

19 : 배기통로 20, 22 : 열배기 포트

21 : 제네레이터 23 : 배기관

본 발명은 반도체 확산설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 확산공정에 사용되는 부식성 가스의 누설분을 배출시킬 수 있는 수단을 가진 반도체 확산설비에 관한 것이다.

반도체 확산공정은 웨이퍼 표면 혹은 특정 부분에만 존재하는 특정 성분원소를 웨이퍼 내부로 혹은 인근 주변부로 농도의 차이에 의해 퍼져 나가게 하는 공정이다. 이러한 확산공정은 본질적으로 물컵의 물에 떨어뜨린 한 방울의 잉크가 물컵의 물 전체에 퍼져 나가는 현상과 동일하나 웨이퍼는 고체인 관계로 확산을 촉진하기 위해서는 원소의 유동성을 크게 할 수 있는 높은 온도 등의 환경조성이 필요하다.

대표적인 확산공정으로 웨이퍼 표면의 실리콘을 산화시키는 공정을 들 수 있다. 이는 웨이퍼 표면에 닿는 공기중외 산소를 웨이퍼 내부로 확산시켜 산화막을 형성시키는 공정이다. 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 형성하는 공정은 900℃ 정도의 고온의 수증기 분위기에서 이루어지며 이러한 조건은 반도체 확산설비에서 이루어진다.

이하 도면을 참조하면서 종래의 반도체 확산설비의 일 예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 반도체 확산설비 상부의 개략적 단면도이다. 확산설비는 2 내지 3m의 높이에 너비 1m 정도이며 중심부에는 직경 20cm, 높이 1m 정도의 석영재질의 확산튜브(11)가 있다. 확산튜브 주변에는 900℃ 정도의 확산분위기를 만들기 위한 히터(12)가 있고, 그 위로는 동판으로 된 상부 냉각판넬(13)이 있다. 냉각판넬(13)의 내부에는 냉각수가 순환될 수 있게 되어 있다. 히터(12)가 놓이는 히터지지대(14)의 가운데에는 확산튜브(11)가 관통하고 있으며 히터지지대(14)의 한 측방에는 홀(15)이 형성되어 히터지지대(14)로 분리된 확산설비의 상부와 하부 공간을 연결하고 있다.

확산설비의 외측에는 파이로박스(pyro box; 16)가 설치되어 입구 석영관(17)을 통해 확산튜브(11)와 연결되어 있고 파이로박스(16)는 수소의 연소에서 생기는 수증기와 염산가스를 확산튜브로 공급하는 역할을 한다. 입구 석영관(17)이 파이로박스(16)나 확산튜브(11)와 만나는 곳에서는 일반적으로 약간의 틈이 생기며 이를 통해 염산가스와 수증기 일부가 확산장비내로 누설된다. 입구 석영관(17)은 확산튜브(11) 내부로 이어져 확산튜브 상부에 까지 형성되어 있으며 수증기와 염산가스는 확산튜브를 내려오며 확산공정에서 작용하게 된다. 확산튜브의 아래부분에는 배출구가 있어서 배출관(18)을 통해 외부로 확산튜브내의 잔여가스를 배출하게 된다.

이때 누설된 수증기와 염산가스는 확산설비 하부에서 유입된 외부공기와 함께 히터지지대(14)에 형성된 홀(15)을 통해 확산설비 상부로 올라오게 되고, 이 혼합기는 히터(12) 외곽의 공간을 따라 상승하면서 확산설비 측벽의 배기통로(19)로 유입되고 열배기 포트(21)를 통해 배기덕트로 배출된다. 배기통로(19)에는 확산설비의 상부 냉각판넬(13)과 별도의 냉각수 라인이 연결된 제네레이터(21)가 설치되어 설비의 냉각을 돕고 있다. 한편 파이로박스(16)에서 수소의 연소에 의해 발생한 열은 파이로박스 상부의 별도의 열배기 포트(22)를 통해 외부로 배출된다.

그러나 이상에서 설명한 종래의 확산설비에서는 입구 석영관이 파이로박스나 확산튜브와 연결된 곳에서 누출된 염산가스 같은 부식성 가스가 히터 지지대의 홀을 통해 확산설비 상부로 올라와 배기통로로 나가기 전에 동으로 된 냉각판넬 등을 부식시켜 설비를 열화시키고 설비내부에 이물질을 발생시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 고려하여 제안된 것으로서, 입구 석영관의 접속부에서 일단 누출된 부식성 가스가 설비 내부를 열화시키지 않고 배출될 수 있도록 이루어진 확산설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 누설된 공정가스를 확산설비 상부로 배출시키는 히터지지대의 홀과 상기 확산설비 상부의 공기를 상기 확산설비 외부로 배출시키는 배기통로 및 상기 확산설비 상부에 있는 냉각판넬을 구비하는 반도체 확산설비에 있어서, 상기 홀과 상기 배기통로를 연결하는 배기관이 더 구비되어 이루어지는 반도체 확산설비를 통해 달성될 수 있다.

본 발명에서 상기 배기관은 스테인레스강 등으로 만들 수 있으며 배기관은 주변의 히터로 인해 많은 열을 받게 되고 내부는 부식성 가스와 닿게 되므로 고온과 부식에 모두 견딜 수 있도록 내부를 테프론 코팅하여 만드는 것이 바람직하다. 또한 배기관의 형태와 크기는 확산설비의 확산튜브나 홀 등을 고려하여 정할 수 있을 것이다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예의 구성과 공정가스의 흐름을 더욱 상세히 살펴보기로 한다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 누설가스 배기관을 가진 반도체 확산설비 상부의 개략적 단면도이다. 종래의 반도체 확산설비와 같이 확산설비는 중심부에 직경 20cm, 높이 1m 정도의 석영재질의 확산튜브(11)가 있고 확산튜브 주변에 히터(12)가 있다. 그 위로는 동판으로 된 상부 냉각판넬(13)이 있고 냉각판넬에는 냉각수 라인이 연결되어 있다. 히터가 놓이는 히터지지대(14)의 한 측방에는 홀(15)이 형성되어 히터지지대로 분리된 확산설비의 상부와 하부 공간을 연결하고 있다.

확산설비의 외측에는 파이로박스(16)가 설치되어 입구 석영관(17)을 통해 확산튜브와 연결되어 있고 입구 석영관은 확산튜브 내부로 이어져 확산튜브 상부에 까지 형성되어 있다. 확산튜브의 아래부분에는 배출구가 있어서 배출관(18)을 통해 외부로 확산튜브내의 잔여가스를 배출하게 된다.

히터지지대의 홀과 확산설비 측벽의 배기통로(19)는 본 발명의 배기관(23)을 통해 연통되고 배기통로는 다시 열배기 포트(20)를 통해 배기덕트로 연결된다. 배기통로에는 냉각수 라인이 연결된 제네레이터(21)가 설치되어 설비의 냉각을 돕고 있다. 한편 파이로박스 상부에 별도의 열배기 포트(22)가 설치되어 있다.

이상의 구성을 가진 본 발명의 확산설비에서 공정가스의 흐름을 살펴보면, 공정가스는 파이로박스(16)에서 조성되어 대부분이 입구 석영관(17)을 통해 확산튜브로 유입된다. 대부분의 공정가스는 종래의 경우와 같이 확산튜브(11) 상단까지 형성된 입구 석영관(17)을 나와 확산튜브 내에서 아래쪽으로 내려오며 웨이퍼와 작용하여 확산공정이 이루어지게 되고, 확산튜브 하부에 형성된 배출구를 통해 배출관(18)과 연결되어 외부로 배출된다.

그러나 일부 공정가스는 입구 석영관(17)과 확산튜브(11)의 접속부 등에서 누설되고 누설된 공정가스는 확산설비 하부에서 유입된 외부 공기와 함께 히터지지대(14)에 형성된 홀(15)을 통해 확산설비 상부로 올라오게 된다. 그러나 이 가스는 배기관(23)을 통해 배출통로로 바로 배출되고 열배기 포트(20)를 통해 배기덕트로 유입된다.

본 발명에 따르면 히터지지대 하부에서 누설된 부식성 공정가스가 히터지지대의 홀과 배출통로를 직접 연결하는 배기관을 통해 바로 확산설비에서 배출되므로 확산설비 상부의 냉각판넬을 부식시키고 이물질을 발생시키는 문제를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 국한되는 것이 아니며 기술적사상이 동일한 다양한 변형을 포함하는 것이다. 따라서, 동일 기술분야의 당업자들에 의한 이러한 변형실시는 아래 특허청구의 범위에 포함됨은 물론이다.

Claims (2)

1. 확산공정이 진행되는 확산튜브 내부로 공급될 공정가스가 누설되어 상기 확산튜브의 외측 주변부에 설치되고, 상부에 냉각판넬이 설치된 히터를 지지하는 히터지지대에 형성된 홀을 통하여 확산튜브 외측 상부로 이동하여 배기통로로 배기되도록 되어 있는 반도체 확산설비에 있어서, 상기 히터지지대의 홀과 상기 배기통로를 연결하는 배기관이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 반도체 확산설비.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기관은 스테인레스강으로 되어 있고 내부가 테프론으로 코팅되어 이루어지는 상기 반도체 확산설비.