KR100258873B1 - Apparatus for preventing clogging of vent-line in metal organic chemical vapor deposition system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 유기금속 화학기상증착장비(Metal Organic Chemical Vapor Deposition system)에 관한 것으로, 특히 유기금속의 원활한 유통에 적합한 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor organic metal chemical vapor deposition system (Metal Organic Chemical Vapor Deposition system), in particular to a device for preventing clogging of the bent line for semiconductor organic metal chemical vapor deposition equipment suitable for the smooth distribution of the organic metal.
일반적으로 유기금속 화학기상증착장비(이하, MOCVD)는, 바론(Ba), 스트론튬(Sr), 티탄(Ti)과 같은 금속성의 반응물질을 산화질소(N2O), 산소(O2), 불화수소(HF3)와 같은 옥시겐 가스와 혼합시켜 공정챔버 내에서 웨이퍼에 박막이나 에피층을 증착 형성시키는 장비이다.In general, organometallic chemical vapor deposition equipment (hereinafter referred to as MOCVD), metal reactants such as baron (Ba), strontium (Sr), titanium (Ti), nitrogen oxides (N 2 O), oxygen (O 2 ), It is a device that deposits a thin film or epi layer on a wafer in a process chamber by mixing with an oxygen gas such as hydrogen fluoride (HF 3 ).
이러한, 엠오시브이디에서는 반응물질을 기화시키기 위한 기화기 및 그 기화된 반응물질과 옥시겐 가스를 적절하게 혼합하기 위한 혼합기가 구비되어 있는데, 이 기화기 및 혼합기는 공정의 전후에 그 내부를 깨끗하게 정화시켜야 웨이퍼의 막에 파티클이 형성되지 않게 된다.In such an asymbidi, a vaporizer for vaporizing the reactant and a mixer for appropriately mixing the vaporized reactant and the oxygen gas are provided, and the vaporizer and the mixer clean the inside of the gas before and after the process. This prevents particles from forming in the wafer's film.
제1도는 상기와 같이 기화기 및 혼합기를 배기/정화시키기 위한 종래의 벤트라인을 설명하기 위해 보인 배관도로서 이에 도시된 바와 같이, 종래의 엠오시브이디는 공정챔버(1)의 상측에는 가스분사기(2)가 장착되고, 그 가스분사기(2)의 상측, 즉 공정챔버(1)의 상측에는 가스분사기(2)가 연통되며, 그 혼합기(3)의 일측에는 기화기(4)가 연통 설치되어 있다.FIG. 1 is a piping diagram shown to explain a conventional vent line for evacuating / purifying a vaporizer and a mixer as described above. As shown in the drawing, the conventional Ampib has a gas injector ( 2) is mounted, the
한편, 상기 공정챔버(1)의 바닥면에는 부산가스의 배출을 위한 배기관(1b)이 연통되고, 그 배기관(1b)은 진공펌프(미도시)와 연통되는 진공라인(5)이 연결되며, 그 진공라인(5)의 중간에는 부산가스를 응축시켜 가스와 이물질로 구분하기 위한 콜드트랩(Cold Trap)(6)이 장착되어 있다.On the other hand, the exhaust pipe (1b) for the discharge of the by-product gas is communicated to the bottom surface of the process chamber 1, the exhaust pipe (1b) is connected to a vacuum line (5) in communication with a vacuum pump (not shown), In the middle of the vacuum line (5) is mounted a cold trap (6) for condensing the by-product gas into a gas and foreign matter.
여기서, 상기 기화기(4) 및 혼합기(3)의 일측에는 벤트라인(7, 8)이 각각 연통되어 있고, 그 각각의 벤트라인(7, 8)은 콜드트랩(6)의 입구측 진공라인(5)에 연통되는 메인 벤트라인(9)에 각각 병렬로 연통되어 있다.Here, the
또한, 그 메인 벤트라인(9)은 통상 수평선상에 설치되는 것으로, 그 일측은 엘디에스(Liquid Delivery System) 벤트라인(10)과 직렬로 연통되어 있다.The
상기 각 벤트라인(7, 8, 10)의 입구측 및 출구측에는 유체의 흐름을 단속하기 위한 온/오프 밸브(7a, 7b)(8a, 8b)(10a)가 각각 장착되어 있다.On / off
도면중 미설명 부호인 1a는 열공급부, W는 웨이퍼이다.In the drawings, reference numeral 1a denotes a heat supply unit, and W denotes a wafer.
상기와 같은 종래의 각 벤트라인에 있어서, 공정 전후에 각 라인의 입구측 밸브(7a, 8a, 10a)가 열리게 되면, 불화성가스나 용매제에 의해 기화기(4) 및 혼합기(3)내를 배기/정화 후 잔류되어 있던 엠오소스(Metal Organic Source)와 반응가스들은 벤트라인을 통해 메인 벤트라인(9)에서 합쳐지고, 이어서 진공라인(5)을 통해 외부로 배출되는 것이었다.In each of the conventional vent lines as described above, when the
그러나, 상기와 같은 종래의 엠오시브이디에 있어서는, 엠오소스 등의 메탈을 이용하거나 또는 부산물이 많은 공정에 사용될 경우에, 각 밸브(7a, 7b)(8a, 8b)(10a)의 내부나 또는 각 벤트라인(7, 8, 10)의 내부 및 메인 벤트라인(9)과 합쳐지는 부위에서 막힘현상(Clogging)을 발생시키게 되는데, 이로 인해 장비의 가동율이 저하되거나 또는 메인 벤트라인(9)이 장비의 진공라인(5)과 합쳐지게 되는 과정에서 압력변화에 따른 공정환경을 변화시키면서 공정진행에 지장을 초래하는 문제점이 있었다.However, in the conventional amphibian as described above, in the case of using a metal such as an amso source or when used in a process having many by-products, each of the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 엠오시브이디의 벤트라인이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 엠오소스등의 메탈을 시용하거나 또는 부산물이 많은 공정에 사용되더라도 각 밸브의 내부 또는 각 벤트라인의 내부 및 메인 벤트라인과 합쳐지는 부위에서 막힘형상이 발생되지 않는 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is conceived in view of the problems of the conventional bent line of the ammonium SD, even if the use of a metal such as amose source or a lot of by-products used in the inside or each vent line of each valve An object of the present invention is to provide a blockage preventing apparatus of a vent line for a semiconductor organometallic chemical vapor deposition apparatus that does not generate a blockage at a portion where the inside and the main ventane are combined.
제1도는 종래 엠오시브이디의 벤트라인에 대한 배관도.1 is a piping diagram of the vent line of conventional AMVID.
제2도는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 벤트라인에 대한 배관도.Figure 2 is a piping diagram of the vent line of the AMOCD in accordance with the present invention.
제3a 및 b도는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 벤트라인에 있어서, 트랩통을 보인 정면도 및 종단면도.3A and 3B are a front view and a longitudinal sectional view of the trap line of an AMVID according to the present invention, showing a trap container.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
111, 112, 113 : 벤트라인 114 : 진공라인111, 112, 113: vent line 114: vacuum line
200 : 메인 벤트라인 210 : 트랩통200: main vent line 210: trap bin
211 : 케이스 211a, 211b : 가스입출구211
212 : 커버 212a : 가스입구212
213 : 베슬 214 : 브랑켓213: Vessel 214: Brankett
215 : 튜브 216 : 관찰창215: tube 216: observation window
217 : 관찰창 커버 218 : 볼트217: observation window cover 218: bolt
219 : 오링 220 : 스텝라인219: O-ring 220: Step line
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 통상의 기화기와 연통되는 기화기 벤트라인 및 통상의 혼합기와 연통되는 혼합기 벤트라인 그리고 엘디에스로부터 연장되는 엘디에스 벤트라인이 일괄 연통됨과 아울러, 공정챔버의 배기구와 연결되어 부산가스를 배출시키는 진공라인에 연통되는 유기금속 화학기상증착장비의 메인 벤트라인에 있어서; 상기 기화기 벤트라인과 연통되는 부위에는 트랩통이 분리가능하게 장착되고, 상기 혼합기 벤트라인과 연통되는 부위에는 유출되는 엠오소스들의 위치에너지를 이용하여 라인상에 머물게 하기 위한 스텝라인이 분리가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the vaporizer vent line communicated with the conventional vaporizer, the mixer vent line communicated with the conventional mixer, and the LS vent line extending from the LDS, and the exhaust port of the process chamber In the main vent line of the organometallic chemical vapor deposition equipment connected to the vacuum line to discharge the by-product gas; A trap container is detachably mounted to a portion communicating with the vaporizer vent line, and a step line is detachably mounted to a portion communicating with the mixer vent line so as to stay on the line by using potential energy of the outgoing EO source. Provided is an apparatus for preventing clogging of bent line for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment, characterized in that
이하, 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지 장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a blockage preventing apparatus of a vent line for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 벤트라인에 대한 배관도이고, 제3a 및 b도는 본 발명에 의한 엠오시브이디의 벤트라인에 있어서, 트랩통을 보인 정면도 및 종단면도이다.FIG. 2 is a piping diagram of the vent line of an AMVID according to the present invention, and FIGS. 3A and 3B are front and longitudinal cross-sectional views showing a trap cylinder in the vent line of the AMVID according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 엠오시브이디는, 통상의 기화기(4)와 연통되는 기화기 벤트라인(111) 및 통상의 혼합기(3)와 연통되는 혼합기 벤트라인(112)그리고 엘디에스로부터 연장되는 엘디에스 벤트라인(113)이 일괄 연통됨과 아울러, 공정챔버(미도시)의 배기구(미도시)와 연결되어 부산가스를 배출시키는 진공라인(114)에 연통되는 메인 벤트라인(200)에 있어서; 상기 기화기 벤트라인(111)과 연통되는 부위에는 트랩통(Trap Type Drain Canister)(210)이 분리가능하게 장착되고, 상기 혼합기 벤트라인(112)과 연통되는 부위에는 유출되는 엠오소스들의 위치 에너지를 이용하여 라인상에 머물게 하기 위한 스텝라인(Step Line)(220)이 분리가능하게 장착된다.As shown therein, the amphibiide according to the present invention is obtained from the vaporizer ventane 111 in communication with the
상기 각 벤트라인의 외주면에는 유체의 응축을 방지하기 위하여 열선이 개재된 히터용 테이프(115)가 감기고, 그 테이프(115)의 외주면에는 열방출을 방지하기 위한 방열부재(116)가 덮인다.The outer peripheral surface of each vent line is wound with a
상기 트랩통(210)은 제3a 및 b도에 도시된 바와 같이, 양측에 가스입출구(211a, 211b)가 형성되는 통형의 케이스(211)와, 그 케이스(211)를 덮어 밀봉하는 것으로 중앙부에 기화기 벤트라인(111)과 연통되는 가스입구(212a)가 형성되는 커버(212)와, 상기 케이스(211)의 내부에 착탈되도록 얹혀져 케이스(211) 양측의 가스입출구(211a, 211b)와 각각 연통되도록 가스입출공(미부호)이 형성되어 그 가스입출공을 통과하는 가스에서 부산물이 위치에너지에 의해 걸러져 고이는 베슬(Vessel)(213)과, 상기 베슬(213)의 내부로 깊숙하게 연장되도록 장착되어 유체의 유로를 이루는 브랑켓(Blanket)(214)으로 이루어진다.As illustrated in FIGS. 3A and 3B, the
상기 커버(212)의 가스입구(212a)에서 연장되는 튜브(215)는 케이스(211)의 상부가 오염되는 것을 방지하도록 베슬(213)의 내부로 깊게 연장되는 것이 바람직하다.The
상기 케이스(211)의 일측에는 부산물의 걸러짐 정도를 외부에서 관찰할 수 있도록 관찰창(216)이 개구되어 형성되는데, 그 관찰창(216)이 형성된 케이스(211)의 외주면에는 오링(O-ring)이 개재되어 관찰창 커버(217)가 볼트에 의해 밀착 고정된다.One side of the case 211 is formed by the
또한, 상기 트랩통(210)의 후단 및 스텝라인(220)의 후단에 온/오프 밸트(117a, 117b, 117c)가 각각 장착되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the on / off
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 218은 볼트, 219는 오링이다.In the figure,
상기와 같은 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지장치는 다음과 같이 동작된다.The apparatus for preventing clogging of the vent line for semiconductor organic metal chemical vapor deposition apparatus according to the present invention as described above is operated as follows.
통상적인 기화기(4) 및 혼합기(3) 그리고 엘디에스(미부호)에서 통해 반응되지 않은 부산소스나 반응가스들이 배출/정화 등의 일련의 작업을 거친 후에 각 벤트라인(111, 112, 113)으로 유입되고, 그 각 벤트라인으로 유입되는 유입물질들은 벤트물질의 양이나 성질 등을 고려하여 설치된 트랩통(210) 및 스텝라인(220)을 통과하면서 이물질이 걸러지게 된다.Each vent line (111, 112, 113) after unreacted by-product source or reactant gases is discharged / purified in the conventional vaporizer (4) and mixer (3) and LDS (unsigned) Inflow to the inlet, and the inflow of the inlet to each of the vent line is filtered through the
즉, 상기 트랩통(210) 및 스텝라인(220)을 통과하는 유입물질은 자체 하중차에 의해 가스와 이물질로 1차 구분되고, 그 중에서 가스는 메인 벤트라인(200)을 통해 챔버(미도시)의 배기구(미도시)와 연통된 진공라인(114)으로 유입되는 반면, 이물질은 트랩통(210)의 베슬(213) 및 스텝라인(220)의 바닥면에 고이게 되는데, 특히 상기 트랩통(200)에서는 각 가스입구(211a, 212a)로부터 베슬(213)의 내부로 유입되는 가스가 브랑켓(214)에 의해 베슬(213)의 하반부로 유도된 이후에 가스출구(211b)를 통해 다시 메인 벤트라인(200)으로 흘러들게 되는 것이다. 작업자는 관찰창(216)을 통해 베슬(213)에 이물질의 걸러짐을 파악할 수 있게 되는 것이다.That is, the inflow material passing through the
이렇게, 이물질이 걸러진 트랩통(210)의 베슬(213)이나 스텝라인(220)은 각각 분리가능하게 되므로, 장비의 유지보수시 트랩통(210) 및 스텝라인(220)만을 분리시켜 이물질을 제거하면 된다.As such, the
반면에, 트랩통(210) 및 스텝라인(220)을 통과하여 진공라인(114)으로 유입되는 가스는 콜트트랩(6)에서 2차로 가스와 이물질로 구분되어 가스는 배출되는 반면, 이 물질은 콜드트랩(6)에 걸려져 유지보수시 제거된다.On the other hand, the gas flowing through the
또한, 상기 각 라인의 외주면에는 열선이 개재된 히터용 테이프(115)가 감겨지고, 그 테이프(115)의 외주면에는 다시 방열부재(116)가 덮여져 있으므로, 각 라인을 통과하는 기체상의 소스가 온도저하에 의해 액화되는 것을 방지하게 된다.In addition, since the
이로써, 상기 트랩통(210) 및 스텝라인(220)의 적용으로 라인내의 막힘현상을 방지하게 되는 것은 물론, 각 밸브(117a, 117, 117c)의 막힘을 방지하게 되는 것이며, 각 라인이 소정온도로 가열되어 기화된 소스가 다시 액화되는 것을 방지하게 되므로 파티클이 현저하게 감소되고, 상기 진공라인(114) 또는 그 진공라인(114)과 연통되는 진공펌프(미도시)로의 이물질 유입이 감소되어 진공라인(114)의 막힘현상이 줄어 공정이 안정화되는 것은 물론, 유지보수 주기가 길어지고 펌프의 수명이 길어져 결국 장비의 가동율이 증가하게 된다.Thus, the
또한, 상기 트랩통(210) 및 스텝라인(220)이 독립적으로 분리가능하므로, 이물질의 침적정도를 수시로 파악하여 용이하게 보수할 수 있게 된다.In addition, since the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 반도체 유기금속 화학증착장비용 벤트라인의 막힘현상 방지장치는, 상기 기화기 벤트라인과 연통되는 부위에는 트랩통이 분리가능하게 장착되고, 상기 혼합기 벤트라인과 연통되는 부위에는 유출되는 엠오소스들의 위치에너지를 이용하여 라인상에 머물게 하기 위한 스텝라인이 분리가능하게 장착됨으로써, 엠오소스등의 메탈을 이용하거나 또는 부산물이 많은 공정에 사용되더라도 각 밸브의 내부 또는 각 벤트라인의 내부 및 메인 벤트라인과 합쳐지는 부위에서 막힘형상이 발생되지 않아 장비의 가동율이 현저하게 증가하게 되는 것은 물론, 공정이 안정되어 웨이퍼의 파티클 발생이 크게 줄어드는 효과가 있다.As described above, in the apparatus for preventing the blockage of ventane for semiconductor organometallic chemical vapor deposition equipment according to the present invention, a trap container is detachably mounted at a portion in communication with the vaporizer ventane, and in communication with the mixer ventane. The part is detachably equipped with a step line for staying on the line by using potential energy of discharged EO sources, so that even if a metal such as EO source or a by-product is used in many processes, each valve inside or each vent The blockage does not occur at the inside of the line and the area where it merges with the main vent line, thereby significantly increasing the operation rate of the equipment, and also stably reducing the particle generation of the wafer.
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