KR100319716B1 - shield washing system and the method of atmosphere pressure chemical vapor deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
상압 기상 증착 장치의 쉴드 세정은, 쉴드의 내측에서 외측으로 반응 물질을 용해시키기 위하여 버프트 불산(BHF)을 일정한 시간 동안 분사한 후, 중화 및 세정을 위하여 순수(de-ionized water : D.I water)를 쉴드의 내측에서 외측으로 일정한 시간동안 분사하고, 쉴드를 건조시키기 위하여 쉴드의 내측에서 외측으로 일정한 시간동안 질소(N2), 기체 상태의 아르곤(argon) 및 고체 알갱이 상태의 드라이아이스(CO2) 등으로 이루어지는 건조 가스를 분사하여 쉴드를 세정한다.Shield cleaning of the atmospheric vapor deposition apparatus is performed by spraying buff hydrofluoric acid (BHF) for a predetermined time to dissolve the reaction material from the inside of the shield to the outside, followed by de-ionized water (DI water) for neutralization and cleaning. Is sprayed from the inside of the shield to the outside for a certain time, and the dry ice in the state of nitrogen (N 2 ), argon in the gaseous state and solid granules (CO 2 ) for a certain time from the inside to the outside of the shield to dry the shield. The shield is cleaned by spraying a dry gas consisting of
따라서 쉴드의 강력한 세정이 이루어지며, 세정 시간과 세정에 필요한 물질을 줄일 수 있고, 세정 과정에서 발생하는 쉴드의 화학 반응을 감소시켜 부품의 수명을 연장할 수 있다.Thus, strong cleaning of the shield is achieved, reducing the cleaning time and the material required for cleaning, and reducing the chemical reaction of the shield during the cleaning process can extend the life of the component.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조 과정에 관계하는 상압 기상 증착 장치에 사용되는 쉴드를 세정하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for cleaning a shield used in an atmospheric vapor deposition apparatus relating to a process of manufacturing a semiconductor device.
일반적으로 반도체 소자의 제조 과정에는 소자가 그 특성을 나타내기 위한절연막과 보호막 및 적당한 가스를 넣은 도핑(doping)된 박막들이 필요하다. 이러한 박막들을 제조하기 위하여는 상압 기상 증착 장치가 사용되는 데, 이 상압 기상증착 장치는 가스가 공정 조건에 맞게 흘러들어가도록 하는 인젝터와, 흘러들어가는 가스들이 일반 대기로부터 영향을 받지 않도록 인젝터 주위를 둘러싸고 일정한 압력과 유속을 유지하는 쉴드를 포함하고 있다.In general, the manufacturing process of a semiconductor device requires an insulating film, a protective film and a doped thin film containing a suitable gas to show the characteristics of the device. An atmospheric vapor deposition apparatus is used to produce these thin films, which injects gas into the process conditions and surrounds the injector so that the gases are not affected by the general atmosphere. It includes a shield that maintains a constant pressure and flow rate.
상기 쉴드는 스테인레스 재질로 이루어져 있으며, 내부에는 공간이 형성되어 있고, 일면에 무수히 많은 구멍이 뚫려 있는 망사(MESH)로 이루어져 있다. 이 쉴드는 반응 가스와 인접한 위치에 배치되기 때문에 가스들이 반응하면서 생긴 입자나 물질들이 표면에 달라붙기 때문에 주기적인 세정작업이 필요하다.The shield is made of stainless steel, the space is formed inside, and is made of a mesh (MESH) is a myriad of holes are drilled on one side. Since the shield is placed adjacent to the reactant gas, the particles or substances formed by the reaction of the gases will stick to the surface, requiring periodic cleaning.
세정 작업은 보통 습식 세정 등으로 하게 되는 데, 이 습식 세정은 용해제에 쉴드를 담그고 일정한 시간이 지나면 표면에 있던 반응 물질이 약품과 반응하여 용해되고, 용해제를 중화 및 세정하기 위해서 순수에 쉴드를 담그는 과정을 가진다. 그리고 순수에 담긴 쉴드는 일정한 시간이 지나면 순수를 포함한 내부의 습기를 제거하기 위하여 쉴드 표면측에서 건조용 질소를 분사함으로서 습기가 제거된다.The cleaning operation is usually performed by wet cleaning. In this wet cleaning, the shield is immersed in the solvent, and after a certain time, the reactant on the surface reacts with the chemical to dissolve, and the shield is immersed in pure water to neutralize and clean the solvent. Have a process. After a certain time, the shield contained in pure water removes moisture by spraying drying nitrogen from the surface of the shield to remove moisture inside the pure water.
종래의 쉴드 세정 작업은 망상 구조로 이루어지는 쉴드 내부에 용해제가 들어가게 되면 이를 세정하는 동안 스테인레스 속에 포함된 철(Fe) 등과 화학 반응하여 특히, 용접된 부분에 영향을 주어서 부품의 강도가 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 쉴드의 내부에 인입된 용해제를 신속하게 중성화할 필요가 있다. 그러나 순수가 쉴드 내측으로 이동할 때에 망사 구조로 된 부품의 표면 특성상의 이유로 용해제와 순수의 치환이 원활하지 않게 되어 중성화 시간이 대단히 오래 걸리게 되며, 순수가 과다하게 사용되는 문제점이 있다. 또한 중성화 과정 이후에 순수를 제거하기 위하여 건조용 질소를 쉴드의 표면측에서 분사시키게 되는 데, 이때에 순수가 쉴드 내측으로 인입되어 습기의 제거가 용이하지 않고, 건조용 질소(N2)가 과다하게 소모되는 문제점이 있다.In the conventional shield cleaning operation, when a solvent enters into a shield made of a network structure, the solvent is chemically reacted with iron (Fe) contained in stainless steel during cleaning, and in particular, the welded part affects the welded part, thereby reducing the strength of the component. . Therefore, it is necessary to quickly neutralize the solvent introduced into the shield. However, when the pure water moves inside the shield, the substitution of the solvent and the pure water is not smooth due to the surface characteristics of the mesh-like part, and the neutralization time is very long, and the pure water is excessively used. In addition, in order to remove the pure water after the neutralization process, the drying nitrogen is sprayed on the surface side of the shield, where pure water is introduced into the shield, so that the moisture is not easily removed, and the drying nitrogen (N 2 ) is excessive. There is a problem that is exhausted.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명이 이루어고자 하는 과제는 쉴드의 세정 시간을 감소시켜 부품의 강도의 저하를 줄이고, 습기의 제거를 용이하게 하여 세정 효율을 증대시키며, 순수의 소모를 줄이는 상압 기상 증착 장치의 쉴드 세정 장치 및 그 세정 방법을 제공하는 데 있다.The present invention was created in order to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is to reduce the cleaning time of the shield to reduce the strength of the parts, to facilitate the removal of moisture to increase the cleaning efficiency In addition, the present invention provides a shield cleaning device for an atmospheric vapor deposition device that reduces the consumption of pure water and a cleaning method thereof.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 블록도 ,1 is a block diagram for explaining an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 적용되는 쉴드 세정 장치를 도시한 부분 단면도,2 is a partial cross-sectional view showing a shield cleaning device applied to the present invention,
도 3은 도 2의 A-A부를 절개하여 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view of the cut portion A-A of FIG.
도 4는 쉴드 세정 장치의 주요부를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing the main part of the shield cleaning device;
도 5는 도 4의 B-B부를 절개하여 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view of the cut portion B-B of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 쉴드 세정 과정을 설명하기 위한 순서도,6 is a flowchart illustrating a shield cleaning process according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 세정 과정을 설명하기 위한 타이밍도,7 is a timing diagram for explaining a cleaning process according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 쉴드 세정을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the shield cleaning according to the present invention.
본 발명에 따른 상압 기상 증착 장치의 쉴드 그 세정 방법은, 쉴드의 내측으로 일정한 시간 동안 쉴드 표면에 붙어있는 반응 물질을 용해하기 위한 용해제를 부품(쉴드)의 입구쪽으로 주입해서 쉴드의 외측으로 배출하고, 그 다음에 반응 물질 용해제를 중화하고 세정하기 위하여 중화 및 세정수 분사 단계에서 일정한 시간 동안 중화 및 세정수를 내측으로 분사하여 쉴드의 외측으로 배출하며, 중화 및 세정수 분사 단계 후 쉴드 내측으로 분사된 중화 및 세정수를 건조하기 위하여 일정한 시간 동안 건조 가스 분사 단계에서 건조 가스를 분사하여 쉴드 외측으로 배출되도록 한다.Shield of the atmospheric vapor deposition apparatus according to the present invention, the cleaning method is injected into the inlet of the part (shield) for dissolving the reaction material adhering to the shield surface for a predetermined time to the inside of the shield and discharged to the outside of the shield. In order to neutralize and clean the reactant dissolving agent, the neutralizing and washing water is sprayed to the outside of the shield for a predetermined time in the neutralizing and washing water spraying step, and discharged to the outside of the shield after the neutralizing and washing water spraying step. In order to dry the neutralized and washed water, the drying gas is sprayed in the drying gas spraying step for a predetermined time so as to be discharged out of the shield.
따라서 반응 물질 용해제를 분사하면 쉴드의 표면에 부착되어 있는 반응 물질이 화학 반응을 일으켜 반응 물질이 제거되고, 중화 및 세정수 분사 단계에서 용해제가 분사된 순수에 의하여 중화가 이루어지도록 한 후에 건조 가스 분사 단계에서 건조 가스를 분사시킴으로서 쉴드를 건조시키게 된다.Therefore, when the reactant dissolving agent is sprayed, the reactant adhering to the surface of the shield causes a chemical reaction to remove the reactant, and neutralization is performed by the pure water sprayed with the dissolving agent in the neutralization and washing water spraying step, followed by dry gas spraying. The shield is dried by spraying dry gas in the step.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명에 따른 상압 기상 증착 장치의 쉴드 세정 장치의 구성도로서, 작동 스위치(1)와, 버프트 불산(Buffered HF) 및 순수(De-Ionized Water :D.I water) 그리고 질소(N2)등의 건조가스를 분사하는 분사부(3)와, 쉴드(sheild) 세정부(5) 그리고 배출부(7)를 도시하고 있다. 작동 스위치(1)는 쉴드 세정 장치를 작동 상태로 제어하기 위한 스위치로서, 타이머(도시생략)를 포함하고 있다. 그리고 분사부(3)는 반응 물질을 용해하기 위한 용해제인 버프트 불산 분사부(9)와, 중화 및 세정을 위한 순수 분사부(11), 그리고 건조 가스를 분사하기 위한 건조 가스 분사부(13)로 이루어져 있다.1 is a block diagram of a shield cleaning apparatus of an atmospheric vapor deposition apparatus according to the present invention, and includes an operation switch 1, buffed HF, de-ionized water (DI water), and nitrogen (N 2). The injection part 3 which injects dry gas, etc.), the shield washing part 5, and the discharge part 7 are shown. The operation switch 1 is a switch for controlling the shield cleaning device to an operation state, and includes a timer (not shown). The injection unit 3 includes a buff hydrofluoric acid injection unit 9 which is a dissolving agent for dissolving the reactant, a pure injection unit 11 for neutralization and cleaning, and a dry gas injection unit 13 for injecting dry gas. )
이들 버프트 불산 분사부(9)와 순수 분사부(11) 그리고 건조 가스 분사부(13)는 적정한 분사 압력을 가지는 데, 이 압력은 쉴드의 배기공의 크기 및 배기공의 수에 따라 가변될 수 있으며, 쉴드에 영향을 미치지 않는 정도, 즉 1-50PSIG(pound/in2)가 적당하다.These fluoro hydrofluoric acid injectors 9, pure water injectors 11 and dry gas injectors 13 have an appropriate injection pressure, which pressure may vary depending on the size of the exhaust vents of the shield and the number of exhaust vents. It is possible to do so, and 1-50 PSIG (pound / in 2 ) is suitable to a degree that does not affect the shield.
이들 분사압이 상술한 수치보다 낮은 경우에는 반응 물질이 제거될 때에 신속성이 떨어지고, 상술한 수치보다 높은 경우에는 쉴드에 지나친 압력이 가해지게되어 쉴드 자체가 손상될 수 있다.If these injection pressures are lower than the above-mentioned values, the rapidity decreases when the reactants are removed, and if they are higher than the above-mentioned values, excessive pressure may be applied to the shields and the shields themselves may be damaged.
그리고 쉴드 세정부(5)는 분사부(3)에서 분사된 버프트 불산과 순수 그리고 건조 가스가 인입되어 쉴드를 세정하기 위한 것이다. 또한 이 쉴드 세정부(5)의 하단에는 세정액을 배출하기 위한 배출부(7)가 배치되어 있다.In addition, the shield cleaning unit 5 is for cleaning the shield by introducing buff hydrofluoric acid, pure water, and dry gas injected from the injection unit 3. Moreover, the discharge part 7 for discharging a washing | cleaning liquid is arrange | positioned at the lower end of this shield washing | cleaning part 5.
상술한 건조 가스는 질소(N2), 아르곤(argon) 그리고 알갱이 상태의 드라이아이스(CO2) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.The above-mentioned dry gas is preferably made of nitrogen (N 2 ), argon (argon) and dry ice (CO 2 ) in the granular state.
건조 가스로 질소, 아르곤 그리고 드라이아이스를 사용하는 것은 정제된 가스로서 순도가 높아 쉴드를 건조시킬 때 건조 가스로 인한 오염을 방지할 수 있기 때문이다. 그리고 일반적인 기체에 비하여 적은 비용으로 건조 가스를 확보할 수 있어 비용 절감 면에서도 유리한 점이 있다.The use of nitrogen, argon and dry ice as the drying gas is because the purity of the purified gas is high, which prevents contamination from the drying gas when the shield is dried. In addition, there is an advantage in terms of cost reduction because it is possible to obtain a dry gas at a lower cost than a general gas.
특히, 건조 가스가 알갱이 상태의 드라이아이스(CO2)로 사용되는 경우에는 댕글링결합(danglingbond) 상태의 불순물 입자(니켈, 크롬 등)에 질량을 갖는 고형 물질이 충돌되어 외부로 배출됨으로서 세정 효과를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.In particular, when dry gas is used as granulated dry ice (CO 2 ), a solid material having a mass collides with danglingbond impurity particles (nickel, chromium, etc.) and is discharged to the outside, thereby cleaning effect. Can be further increased.
도 2는 쉴드 세정부를 도시한 부분 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A부를 절개하여 도시한 단면도로서, 내부에 수납 공간이 형성되어 있는 외부 케이스(15), 이 외부 케이스(15)의 수납 공간에 배치되어 있는 내부 케이스(17)를 도시하고 있다. 외부 케이스(15)의 내측에는 내부 케이스 고정용 댐(19)을 설치하여 내부 케이스(17)의 상단부가 안착되도록 배치되어 있다. 그리고 외부 케이스(15)의 저면에는 세정된 액체 등을 배출할 수 있는 배출구(21)가 형성되어 있다. 또한, 내부케이스(17)의 내측에도 수납 공간이 형성되어 세정하고자 하는 쉴드(23)가 배치되어 있고, 저면에는 역시 세정액 등을 배출하기 위한 또 다른 배출구(25)가 형성되어 있다.FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the shield cleaning part, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing the AA part of FIG. 2, wherein the outer case 15 is provided with an accommodating space therein, and the outer case 15 is housed. The inner case 17 arranged in the space is shown. An inner case fixing dam 19 is installed inside the outer case 15 to arrange the upper end of the inner case 17. A discharge port 21 for discharging the cleaned liquid or the like is formed at the bottom of the outer case 15. In addition, a shield 23 to be cleaned is disposed inside the inner case 17, and a shield 23 to be cleaned is disposed, and another outlet 25 for discharging the cleaning liquid and the like is formed at the bottom.
그리고 쉴드(23)는, 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 내부에 공간이 형성되어 있으며, 분사부(3)와 관로(27)로 연결되어 있다. 따라서 관로(27)는 분사부(3)에서 분사된 버프트 불산 및 순수 그리고 건조 가스가 쉴드(23)내로 인입될 수 있는 구조를 갖는다. 쉴드(23)의 저면에는 다수의 미세한 구멍(29)이 망상(MESH)형태로 형성되어 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the shield 23 has a space formed therein, and is connected to the injection part 3 by a conduit 27. Accordingly, the conduit 27 has a structure in which buff hydrofluoric acid, pure water, and dry gas injected from the injection unit 3 can be introduced into the shield 23. In the bottom of the shield 23, a plurality of fine holes 29 are formed in a mesh shape (MESH).
이러한 상압 기상 증착 장치의 쉴드 세정은, 도 6 및 도 7에 도시하고 있는 바와 같이, 세정하기 위한 작동 스위치(1)를 동작시키면 타이머가 작동하여 버프트 불산이 분사된다. 이 버프트 불산의 분사는 타이머에 셋팅되어 있는 시간 만큼 분사가 이루어지는 데, 대략 10분 정도가 적당하며, 그 농도는 10-20WT%가 바람직하다. 버프트 불산의 분사는, 도 8에 도시하고 있는 바와 같이, 관로(27)를 따라 쉴드(23)의 내측으로 인입되어 다수의 구멍(29)을 통하여 외부로 배출된다. 이때 쉴드의 저면에 부착되어 있던 반응 물질이 용해되고, 이 용해된 물질은 내부 케이스(17) 및 외부 케이스(15)의 저면에 형성된 배출구(25)(21)를 통하여 배출된다.In the shield cleaning of the atmospheric vapor deposition apparatus, as shown in FIGS. 6 and 7, when the operation switch 1 for cleaning is operated, a timer is operated to inject buff fluoric acid. The injection of the buff hydrofluoric acid is carried out by the time set in the timer, and approximately 10 minutes is appropriate, and the concentration is preferably 10-20 WT%. As illustrated in FIG. 8, the injection of buff hydrofluoric acid is introduced into the shield 23 along the conduit 27 and discharged to the outside through the plurality of holes 29. At this time, the reaction material attached to the bottom of the shield is dissolved, and the dissolved material is discharged through the outlets 25 and 21 formed on the bottom of the inner case 17 and the outer case 15.
그리고 타이머에 셋팅된 시간이 지나면 중화 및 세정을 위한 순수가 분사된다. 이 순수 역시 관로(27)로 인입되어 쉴드(23)의 내부를 통하여 구멍(29)으로 배출되면서 버프트 불산을 중화시킴과 동시에 세정을 하게 된다. 세정된 물은 내, 외부 케이스(17)(15)의 배출구(25)(21)를 통하여 배출된다. 이 순수의 분사는 대략 30분 정도가 적당하다.After the time set in the timer, pure water for neutralization and cleaning is injected. This pure water is also introduced into the conduit 27 and discharged into the hole 29 through the inside of the shield 23 to neutralize buff hydrofluoric acid and to clean it. The washed water is discharged through the outlets 25 and 21 of the inner and outer cases 17 and 15. The injection of this pure water is suitable for about 30 minutes.
그리고 쉴드(23)를 건조시키기 위하여 건조 가스가 대략 10분 정도 분사되는 데, 이는 상술한 바와 같이 타이머의 셋팅에 의하여 결정되며 버프트 불산 및 순수가 분사되는 것과 동일한 경로를 통하여 분사된다. 분사된 질소는 쉴드(23)의 내측에서 외측에 형성된 구멍(29)을 통하여 배출되면서 수분을 증발시켜 쉴드(23)를 건조시키게 된다.And dry gas is sprayed for about 10 minutes to dry the shield 23, which is determined by the setting of the timer as described above, and is sprayed through the same path as that in which buff hydrofluoric acid and pure water are sprayed. The injected nitrogen is discharged through the holes 29 formed on the outside of the shield 23 to evaporate moisture to dry the shield 23.
그리고 타이머의 시간이 완료되면 부저등의 신호음을 발생시켜 작업자가 작업의 종료를 알 수 있게 된다.And when the timer is finished, the buzzer sound is generated so that the operator can know the end of the work.
본 발명에 따른 상압 기상 증착 장치의 쉴드 세정 장치 및 그 세정 방법은 쉴드의 외면에 붙어 있는 반응 물질을 제거하기 위하여 쉴드 내부에서 외측으로 세정 물질을 분사함으로서 강력한 세정이 이루어지며, 세정 시간과 세정 물질을 줄일 수 있고, 쉴드의 수명을 연장할 수 있다.Shield cleaning apparatus and cleaning method of the atmospheric vapor deposition apparatus according to the present invention is a powerful cleaning by spraying the cleaning material from the inside of the shield to the outside in order to remove the reaction material attached to the outer surface of the shield, cleaning time and cleaning material It is possible to reduce the pressure and extend the life of the shield.
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|---|---|
| KR19990046103A (en) | 1999-06-25 |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20051019 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |