KR100313601B1 - 반도체 제조용 공정가스 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이물발생이 최소화되는 반도체 제조용 공정가스 공급장치로서, 종래의 반도체 제조용 공정가스 공급장치는 공정쳄버에서 반응이 완료된 공정가스가 가스공급관으로 역유입되어 이물질을 증착시켜 공정쳄버와 웨이퍼의 오염을 발생시키는 문제점이 있었던 바, 본 발명인 반도체 제조용 공정가스 공급장치는, 가스공급부와, 상기 가스공급부의 공정가스를 펌핑하는 순환펌프와, 상기 순환펌프에서 펌핑된 공정가스의 이물질을 제거하는 필터부와, 상기 필터부와 공정쳄버사이에 설치되어 상기 가스 공급부의 공정가스를 상기 공정쳄버내로 인입시키는 가스공급관으로 이루어진 반도체 제조용 가스공급장치에 있어서, 상기 가스공급관에 상기 공정쳄버와 근접되게 이물포집수단을 추가로 구비하여 상기 가스 공급부에서 공급되는 공정가스는 인입시키되, 상기 공정쳄버에서 역유입되는 공정가스의 이물질이 포집되도록 한다.

따라서, 가스공급관으로 역유입되는 공정가스에 포함된 폴리머등의 이물질에 의해 발생되는 공정쳄버 및 웨이퍼의 오염을 최소화할수 있다.

Description

반도체 제조용 공정가스 공급장치

본 발명은 반도체 제조용 가스공급장치에 관한 것으로, 특히, 공정쳄버에서 반응이완료된 공정가스가 배기될 때 가스공급관으로 역유입되어 가스공급관의 내벽에 이물질을 증착시켜 공정쳄버 및 웨이퍼등을 오염시키는 것을 방지하기 위해 가스 공급관에 이물포집수단을 구비하여 이물질에 의한 가스공급관의 오염을 최소화시킨 반도체 제조용 가스공급장치이다.

일반적으로, 반도체 디바이스 제조공정에서 반도체 웨이퍼가 장입된 공정쳄버내를 반응 적정 상태로 유지하면서 공정가스를 공정쳄버내로 공급하므로써 반도체 웨이퍼 상에 소정의 공정을 진행시킨다.

이러한 소정의 공정을 진행시키기 위해서 공정가스를 공정쳄버내로 공급시키기 위한 공정가스 공급장치를 사용한다.

제 1 도는 종래의 공정가스 공급장치를 통해 공정쳄버내로 공정가스를 공급하는 것을 보인 도면으로, 가스공급장치의 가스공급관(2)은 공정쳄버(1)내로 공정가스를 유입시키기 위해 공정쳄버(1)의 일측에 장착된다.

가스공급관(2)으로 공급되는 공정가스는 가스 공급부(5)에서 공급되는데, 가스 공급부(5)의 공급가스는 순환펌프(4)의 펌핑에 의해 필터부(3)를 통과하면서 이물질의 필터링이 진행된 다음 가스 인입관(2)으로 공급된다.

그리고, 공정쳄버(1)내로 공급된 공정가스는 웨이퍼(미도시)상에 소정의 공정을 진행시킨 다음 공정이 완료되면 배기관(6)을 통해 공정쳄버(1)의 외부로 배출된다.

그러나, 이러한 과정으로 이루어지는 공정가스의 공급은 공정가스 자체에 포함된 이물질은 필터에 의해 공정쳄버내로 공급되기 전에 제거가 되지만, 공정쳄버내에서 웨이퍼와 반응하여 폴리머등의 이물질을 포함하고 있는 공정가스의 이물질은 제거할 수가 없다.

즉, 공정쳄버의 배기관을 통해 공정가스는 대부분 공정쳄버 외부로 배기되지만, 일부 공정가스는 배기관을 통해 배기되지 않고, 역으로 공정가스를 공급하는 가스 공급관으로 역유입되어 가스공급관 내벽에 폴리머등의 이물질을 증착시킨다.

이러한 폴리머등의 이물질이 계속적으로 가스공급관에 증착되면 공정가스의 공급흐름을 방해하고, 또한 공정가스가 공정쳄버내로 유입될 때 유입되는 공정가스에 포함되어 웨이퍼와 공정쳄버를 다시 재오염시키는 문제점이 발생된다.

이에, 본 발명은 공정쳄버 내에서 반응이 끝난 공정가스가 가스공급관으로 역유입되면서 가스공급관 내벽에 증착되어 웨이퍼 또는 공정쳄버를 재오염시키는 것을 억제하기 위한 이물포집이 가능한 반도체 제조용 가스공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 목적을 달성하고자, 가스공급부와, 상기 가스공급부의 공정가스를 펌핑하는 순환펌프와, 상기 순환펌프에서 펌핑된 공정가스의 이물질을 제거하는 필터부와, 상기 필터부와 공정쳄버사이에 설치되어 상기 가스 공급부의 공정가스를 상기 공정쳄버내로 인입시키는 가스 공급관으로 이루어진 반도체 제조용 가스공급장치에 있어서, 상기 가스인입관에 상기 공정쳄버와 근접되게 이물포집수단을 추가로 구비하여 상기 가스 공급부에서 공급되는 공정가스는 인입시키되, 상기 공정쳄버에서 역유입되는 공정가스의 이물질이 포집되도록 한다.

여기서, 상기 이물포집수단은 포집관과, 상기 포집관의 내부에 일단이 상기 필터부와 연결된 상기 가스 인입관에 연결되고, 타단이 상기 공정쳄버와 연결된 상기 가스 인입관에 연결되지 않도록 설치된 분사관으로 이루어지고, 상기 분사관은 서로 다른 크기의 내경과 외경을 갖도록 하되, 상기 분사관 타단의 내경과 외경이 상기 분사관 일단의 내경과 외경에 비해 매우 작도록 한다.

제 1 도는 종래의 공정가스 공급장치에 의한 공정가스 공급을 보이기 위한 도면이고,

제 2 도는 제 1 도의 'A'부분에 대한 종단면도이고,

제 3 도는 본 발명인 가스공급장치의 일실시예를 나타내기 위한 도면이고,

제 4 도는 제 3 도의 'B'부분에 대한 종단면도이고,

제 5a, 5b 도는 제 3 도의 'B'부분에 대한 좌측 횡단면도 및 우측 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 간략한 부호설명 *

1,101 : 공정쳄버 2,102 : 가스공급관

3,103 : 필터부 4,104 : 펌프

5,105 : 가스 공급부 6,106 : 배기관

107 : 이물포집부 108 : 포집관

109 : 분사관

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 반도체 제조용 가스공급장치의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

제 3 도는 본 발명인 이물포집이 가능한 반도체 제조용 가스공급장치의 일실시예를 나타내기 위한 도면으로, 본 발명인 반도체 제조용 가스공급장치는 공급될 가스가 들어있는 공정가스 공급부(105)와, 상기 공정가스 공급부(105)의 공정가스를 펌핑하여 공급하는 펌프(104)와, 상기 펌프(104)에 의해 펌핑된 공정가스내에 포함된 이물질을 제거하는 필터부(103)와, 상기 필터부(103)에서 이물질이 제거된 공정가스를 공정쳄버(101)내로 인입시키는 가스공급관(102)과, 상기 가스공급관(102)에 장착된 이물포집부(107)로 이루어진다.

이물포집부는 제 3 도의 'B'부분에 대한 종단면도인 제 4 도와 제 3 도의 'B'부분에 대한 좌측 횡단면도와 우측 횡단면도를 참조하여 설명한다.

도면에 표시된 점선인 '-->'는 공정쳄버내로 공급되는 공정가스의 흐름을 보인 것이고, 실선인 '→'는 공정쳄버에서 역유입되는 공정가스의 흐름을 보인 것이다.

이물포집부(107)는 가스공급관(102a),(102b)사이에 일체형으로 장착되고 내부공간을 갖는 포집관(108)와, 상기 포집몸체(108)의 내부공간에 설치된 분사관(109)으로이루어진 이중관 구조로 된다.

분사관(109)의 일단은 상기 필터부(103)에 연결된 상기 가스공급관(102a)에 연결되고, 타단은 상기 공정쳄버(101)에 연결된 상기 가스공급관(102b)에 연결되지 않고 일정 거리 이격된 형태이다.

또한, 분사관(109)는 서로 다른 내경과 외경을 갖는데, 상기 가스공급관(102b)에 연결되지 않고 일정간격 이격된 분사부(109)타단의 내경과 외경은 상기 가스공급관(102a)에 연결되는 분사부(109)일단의 내경과 외경에 비해 상대적으로 매우 작게 한다.

따라서, 분사관(109)과 포집관(108)사이에는 공정쳄버(101)에서 역유입되는 공정가스를 포집하기 위한 이물질 포집공간이 형성된다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명인 가스공급장치를 통한 공정쳄버내로의 공정가스의 공급과 공정쳄버내에서 역유입되는 공정가스의 이물질 포집을 설명하면 다음과 같다.

가스공급부(105)에 공급되는 공정가스는 순환펌프(104)에서 펌핑되어 필터부(103)로 이동되어 공정가스 내에 포함된 이물질이 제거된 후 가스 인입관(102a)를 통해 이물포집부(107)내로 공급된다.

이물포집부(107)내로 공급된 공정가스는 가스공급관(102a)와 일단이 연결되고, 가스공급관(102b)와 타단이 연결되지 않는 분사관(109)으로 공급되면서 내경 및 외경의 크기가 차이나는 분사관(109)에 의해 빠른 유속과 높은 압력을 가진 상태에서 공정쳄버(101) 방향으로 분사되면서 가스공급관(102b)으로 공급된다.

가스공급관(102b)으로 공급된 공정가스는 공정쳄버(101)내부로 인입되어 웨이퍼(미도시)와 반응하여 소정의 공정을 진행시킨후 폴리머등의 반응부산물을 포함한 상태에서 배기관(106)을 통해 배기되지만, 일부 공정가스는 가스공급관(102b)으로 역유입된다.

가스공급관(102b)으로 역유입되는 공정가스는 이물포집부(107)내로 유입되어 포집관(108)과 분사관(109)사이에 형성된 이물질 포집공간으로 유입된다.

이는 공정쳄버(101)쪽 분사관(109) 타단의 내경과 외경이 매우 작게 형성되어 있으므로, 역유입된 공정가스는 분사관(109)내로 매우 극소량의 공정가스만 역유입시키고, 대부분의 공정가스는 분사관(109)내로 역유입되지 않고 대부분 이물질 포집공간으로 유입되기 때문이다.

따라서, 포집관(108)과 분사관(109) 사이의 이물질 포집공간으로 유입된 공정가스에 포함된 폴리머등의 이물질은 포집관(108)의 내벽 및 분사관(109)의 외벽에 증착된다.

이와같이 분사관(109)의 외벽과 포집관(108)의 내벽으로 역유입된 공정가스가 포함하고 있는 폴리머가 증착됨으로써, 분사관(109)를 통해 공정쳄버(101)내로 공정가스가 공급될 때 분사관(109)외벽과 포집관(108)의 내벽에 증착된 이물질이 공정가스에 섞여 공정쳄버(101)내로 유입되지 않게 된다.

따라서, 공정쳄버(101)와 공정쳄버(101)내의 웨이퍼는 이물질에 의한 오염이 최소화되고, 분사관(109)내로 역유입되는 공정가스의 양이 극소화되기 때문에 가스 공급부(105)에서 공급되는 공정가스를 필터링하기 위한 필터부(103)가 역유입되는 이물질에 의해 오염되는 것이 방지된다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 반도체 제조용 공정가스 공급장치는 공정쳄버에서 역유입된 공정가스에 포함된 폴리머등의 이물질로부터 공정쳄버 및 웨이퍼의 오염을 최소화할수 있게 되어 반도체 소자의 생산수율을 향상시키게 된다.

또한, 이물질에 의한 공정쳄버내의 오염이 최소화되어 오염제거를 위한 공정쳄버의 세정주기를 연장시킬수 있고, 역유입되는 이물질에 의해 필터가 오염되는 것을 방지하는 좋은 작용효과가 있다.

Claims (2)

1. 가스공급부와, 상기 가스공급부의 공정가스를 펌핑하는 순환펌프와, 상기 순환펌프에서 펌핑된 공정가스의 이물질을 제거하는 필터부와, 상기 필터부와 공정쳄버사이에 설치되어 상기 가스 공급부의 공정가스를 상기 공정쳄버내로 인입시키는 가스 공급관으로 이루어진 반도체 제조용 가스공급장치에 있어서,

   상기 공정쳄버와 근접되게 상기 가스공급관에 설치되어 역류되는 공정가스에 포함된 이물질이 포집되는 포집관과;

   상기 포집관의 내부에 일단이 상기 필터부와 연결된 상기 가스 인입관에 연결되고, 타단이 상기 공정쳄버와 연결된 상기 가스 인입관에 연결되지 않도록 설치되어 공정가스를 상기 공정쳄버 내부로 분사하는 분사관이 추가로 구비된 것이 특징인 반도체 제조용 가스 공급장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 분사관은 서로 다른 크기의 내경과 외경을 갖도록 하되, 상기 분사관 타단의 내경과 외경이 상기 분사관 일단의 내경과 외경에 비해 상대적으로 좁아지게 형성된 것이 특징인 반도체 제조용 가스 공급장치.