KR100427816B1 - Apparatus for fabricating semiconductor devices - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체소자 제조장치는, 웨이퍼의 출입을 위한 개구부가 측벽면 상에 형성된 반응챔버; 상기 반응챔버 내에 설치되는 서셉터; 상기 서셉터에 설치되는 히터; 및 상기 개구부에 바로 설치되며, 오링을 구성부품의 하나로 포함하며, 몸체에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉부가 마련된 슬롯 밸브;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 상기 슬롯 밸브가 상기 반응챔버에 바로 부착되므로, 반응 공간이 종래와 달리 단지 상기 반응챔버의 내부로 국한된다. 따라서, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응챔버의 내벽에 박막이 증착된다 할지라도 심하게 굴곡된 부분이 없으므로 그 세정이 용이하여 종래와 같이 미세 입자가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 수냉관을 구비함으로써 상기 슬롯 밸브 내의 O-링이 열적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, a semiconductor device manufacturing apparatus includes: a reaction chamber having an opening for accessing a wafer; A susceptor installed in the reaction chamber; A heater installed in the susceptor; And a slot valve installed directly in the opening and including an O-ring as one of the components, and having a water cooling unit through which a coolant flows. According to the present invention, since the slot valve is directly attached to the reaction chamber, the reaction space is limited to the inside of the reaction chamber, unlike the conventional one. Therefore, even when the thin film is deposited on the inner wall of the reaction chamber in the process of depositing the thin film on the wafer, since there is no severely bent portion, it is easy to clean and prevent the generation of fine particles as in the prior art. In addition, by providing the water cooling tube, it is possible to prevent the O-ring in the slot valve from being thermally damaged.
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로서 특히, 반응챔버 내에 원하지 않는 미세입자가 발생되는 것을 방지하기 위하여 슬롯 밸브를 반응챔버에 바로 부착시킨 반도체 소자 제조 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing apparatus in which a slot valve is directly attached to a reaction chamber in order to prevent unwanted microparticles from occurring in the reaction chamber.
일반적으로, 웨이퍼는 반응챔버로 유입되거나 유출될 때 로드락(load lock)부를 거치게 된다. 이 때, 웨이퍼는 로드락부와 반응챔버를 연결하는 웨이퍼 이송관을 통하여 이송된다. 그리고, 웨이퍼 이송관에는 슬롯 밸브가 설치되어 있으며, 이 슬롯 밸브에 의하여 반응챔버와 로드락부의 연통 여부가 결정된다.In general, the wafer goes through a load lock part when it enters or exits the reaction chamber. At this time, the wafer is transferred through the wafer transfer pipe connecting the load lock unit and the reaction chamber. The wafer transfer pipe is provided with a slot valve, and the slot valve determines whether the reaction chamber communicates with the load lock part.
그런데, 슬롯 밸브가 반응챔버와 소정의 거리만큼 떨어진 곳에 설치되기 때문에 반응챔버 쪽에 있는 웨이퍼 이송관 내부도 실질적으로 반응 공간을 형성하게 된다. 이 때문에 웨이퍼 이송관의 일부에도 박막이 증착되고, 공정 진행 중이나 진행 후에 박막이 일부 박리됨으로써 원하지 않게 미세입자가 발생하게 된다.However, since the slot valve is installed at a distance away from the reaction chamber, the inside of the wafer transfer pipe on the reaction chamber side also substantially forms a reaction space. For this reason, a thin film is deposited on a part of the wafer transfer pipe, and the thin film is partially peeled off during or after the process, thereby causing undesired fine particles.
도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 구체적으로, 반응챔버(10)는 그 내부에 웨이퍼를 안착시키기 위한 서셉터(Susceptor, 15)를 구비한다. 여기서, 상기 서셉터(15)는 안착되는 웨이퍼를 가열시키기 위하여 그 내부에 히터(미도시)를 구비한다. 그리고, 상기 반응챔버(10)는 웨이퍼 이송관(30)에 의해 로드락부(20)와 연결되며, 상기 웨이퍼 이송관(30)을 통해 상기 로드락부(20)에서 상기 반응챔버(10)로 웨이퍼가 이송된다. 상기 웨이퍼 이송관(30)에는 슬롯 밸브(34)가 설치되어 있으며, 이 슬롯 밸브(34)에 의하여 상기 웨이퍼 이송관(30)의 차단 여부가 결정된다.1 is a schematic view for explaining a conventional semiconductor device manufacturing apparatus. Specifically, the reaction chamber 10 has a susceptor 15 for seating a wafer therein. Here, the susceptor 15 is provided with a heater (not shown) therein for heating the wafer to be seated. In addition, the reaction chamber 10 is connected to the load lock unit 20 by a wafer transfer tube 30, and the wafer from the load lock unit 20 to the reaction chamber 10 through the wafer transfer tube 30. Is transferred. The wafer transfer pipe 30 is provided with a slot valve 34, and the slot valve 34 determines whether the wafer transfer pipe 30 is blocked.
상기 슬롯 밸브(34)를 닫음으로써 상기 반응챔버(10)에 의한 독립적인 반응 공간이 제공된다. 그러나, 이 경우 상기 슬롯 밸브(34)와 반응챔버(10) 사이의 웨이퍼 이송관(30) 내부도 상기 반응챔버(10)의 내부와 함께 반응 공간을 형성하게되어 문제이다.Closing the slot valve 34 provides an independent reaction space by the reaction chamber 10. However, in this case, the inside of the wafer transfer pipe 30 between the slot valve 34 and the reaction chamber 10 also forms a reaction space together with the inside of the reaction chamber 10.
이를 구체적으로 설명하면, 상기 반응챔버(10) 내에서 박막 증착 공정이 진행될 경우 상기 반응챔버(10)와 접해 있는 웨이퍼 이송관(30) 내부에도 약간의 박막이 증착된다. 따라서, 나중에 이들이 일부 박리되어 원하지 않는 미세 입자가 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 상기 히터에서 발생하는 열에 의해 상기 반응 챔버(10)가 이와 접해 있는 웨이퍼 이송관(30)보다 더 뜨겁게 되기 때문에, 상대적으로 차가운 상기 반응챔버(10)에 접해 있는 웨이퍼 이송관(30)에 기체들이 응축되어 증착되거나 미세 입자(particle)가 발생하게 된다.In detail, when a thin film deposition process is performed in the reaction chamber 10, some thin films are also deposited inside the wafer transfer pipe 30 in contact with the reaction chamber 10. Thus, later they are partially peeled off, resulting in unwanted fine particles. In addition, since the reaction chamber 10 is hotter than the wafer transfer tube 30 which is in contact with the heat generated by the heater, the wafer transfer tube 30 which is in contact with the relatively cool reaction chamber 10. The gases are condensed and deposited or fine particles are generated.
이를 방지하기 위하여 상기 반응챔버(10) 내부를 세정해줘야 하는데, 그 기하학적인 구조 때문에 상기 웨이퍼 이송관(30)의 내부는 제대로 세정되지 않게 된다. 예컨대, 플라즈마를 이용하는 제조 공정의 경우, 일반적으로 그 제조 공정에 사용되는 플라즈마를 그대로 이용하여 반응챔버의 내부를 세정하는데, 상기 반응챔버(10)와 접해 있는 웨이퍼 이송관(30) 내부에는 플라즈마가 형성되지 않기 때문에 플라즈마에 의한 건식 세정이 되지 않는다. 또한, 습식 세정도 마찬가지 이유로 제대로 되지 않는다.In order to prevent this, the inside of the reaction chamber 10 needs to be cleaned. Due to its geometric structure, the inside of the wafer transfer pipe 30 is not properly cleaned. For example, in the case of a manufacturing process using plasma, generally, the plasma used in the manufacturing process is used to clean the inside of the reaction chamber, and the plasma is inside the wafer transfer pipe 30 in contact with the reaction chamber 10. Since it is not formed, dry cleaning by plasma is not performed. In addition, wet cleaning is also not performed for the same reason.
상기 슬롯 밸브(34)는 인서트 밸브(34a)의 상하 운동에 의해 그 게이트부(34b)가 열리고 닫힌다. 상기 게이트부(34b)에는, 상기 반응챔버(10)가 진공 상태일 경우 이를 잘 밀폐시키기 위하여 O-링(34c)이 설치되어 있다. 그러나, 상기 O-링(34c)은 상기 히터에서 발생하는 열에 의하여 쉽게 열적 손상을 받기 때문에, 상기 반응챔버(10)를 진공으로 하였을 때 공기가 새어 들어가는 문제가 발생한다.The slot valve 34 is opened and closed by the vertical movement of the insert valve 34a. The gate portion 34b is provided with an O-ring 34c to seal the reaction chamber 10 well when the reaction chamber 10 is in a vacuum state. However, since the O-ring 34c is easily thermally damaged by the heat generated by the heater, air leaks when the reaction chamber 10 is vacuumed.
상기 웨이퍼 이송관(30)은 상기 슬롯 밸브(34)와 로드락부(20) 사이에 웨이퍼 감지부(32)를 구비한다. 상기 웨이퍼 감지부(32)에 의해 그 위치에 웨이퍼가 있는가의 여부가 감지되며, 이에 의해 상기 슬롯 밸브(34)의 열림/닫힘 여부가 결정된다.The wafer transfer pipe 30 includes a wafer detector 32 between the slot valve 34 and the load lock unit 20. The wafer detection unit 32 detects whether there is a wafer at that position, and thereby determines whether the slot valve 34 is opened or closed.
상술한 바와 같이 종래의 반도체 소자 제조 장치에 의하면, 상기 슬롯 밸브(34)와 반응챔버(10) 사이의 웨이퍼 이송관(30) 내부도 상기 반응챔버(10)의 내부와 함께 실질적으로 반응 공간을 형성하여, 상기 반응챔버(10)와 접해 있는 웨이퍼 이송관(30) 내부가 미세 입자의 발생 근원지가 된다. 이를 방지하기 위하여 상기 반응챔버(10) 내부를 세정할 경우에도, 그 기하학적인 구조 때문에 상기 웨이퍼 이송관(30)의 내부는 제대로 세정되지 않게 된다.As described above, according to the semiconductor device manufacturing apparatus of the related art, the inside of the wafer transfer pipe 30 between the slot valve 34 and the reaction chamber 10 also substantially reacts with the inside of the reaction chamber 10. And the inside of the wafer transfer pipe 30 in contact with the reaction chamber 10 becomes a source of generation of fine particles. Even when the inside of the reaction chamber 10 is cleaned to prevent this, the inside of the wafer transfer pipe 30 may not be properly cleaned because of its geometric structure.
또한, 상기 O-링(34c)은 상기 히터에서 발생하는 열에 의하여 쉽게 열적 손상을 받기 때문에, 상기 반응챔버(10)를 진공으로 하였을 때 공기가 새어 들어가는 문제가 발생한다.In addition, since the O-ring 34c is easily thermally damaged by the heat generated by the heater, air leaks when the reaction chamber 10 is vacuumed.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반응챔버 내에 미세입자가 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, O-링이 열적으로 손상을 받는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus that can not only prevent the generation of fine particles in the reaction chamber, but also prevent the O-ring from being thermally damaged.
도 1은 종래의 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도.1 is a schematic view for explaining a conventional semiconductor device manufacturing apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도.2 is a schematic view for explaining a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 ><Description of Reference Numbers for Main Parts of Drawings>
10, 110: 반응챔버 15, 115: 서셉터10, 110: reaction chamber 15, 115: susceptor
20, 120: 로드락부 30: 웨이퍼 이송관20, 120: load lock portion 30: wafer transfer pipe
34, 134: 슬롯 밸브 34a, 134a: 인서트 밸브34, 134: slot valve 34a, 134a: insert valve
34b, 134b: 게이트부 34c, 134c: O-링34b, 134b: gate portion 34c, 134c: O-ring
134d: 수냉관134d: water cooling tube
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체소자 제조장치는, 웨이퍼의 출입을 위한 개구부가 측벽면 상에 형성된 반응챔버; 상기 반응챔버 내에 설치되는 서셉터; 상기 서셉터에 설치되는 히터; 및 상기 개구부에 바로 설치되며, 오링을 구성부품의 하나로 포함하며, 몸체에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉부가 마련된 슬롯 밸브;를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing apparatus comprising: a reaction chamber having an opening for accessing a wafer formed on a sidewall surface; A susceptor installed in the reaction chamber; A heater installed in the susceptor; And a slot valve installed directly in the opening and including an O-ring as one of the components, and having a water cooling unit through which a coolant flows.
상기 슬롯밸브는 상기 반응챔버와 일체형일 수 있다.The slot valve may be integrated with the reaction chamber.
본 발명에 의하면, 상기 슬롯 밸브가 상기 반응챔버에 바로 부착되므로, 반응 공간이 종래와 달리 단지 상기 반응챔버의 내부로 국한된다. 따라서, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응챔버의 내벽에 박막이 증착된다 할지라도 심하게 굴곡된 부분이 없으므로 그 세정이 용이하여 종래와 같이 미세 입자가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 수냉관을 구비함으로써 상기 슬롯 밸브 내의 O- 링이 열적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, since the slot valve is directly attached to the reaction chamber, the reaction space is limited to the inside of the reaction chamber, unlike the conventional one. Therefore, even when the thin film is deposited on the inner wall of the reaction chamber in the process of depositing the thin film on the wafer, since there is no severely bent portion, it is easy to clean and prevent the generation of fine particles as in the prior art. In addition, by providing the water cooling tube, it is possible to prevent the O-ring in the slot valve from being thermally damaged.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 구체적으로, 반응챔버(110)는 그 내부에 웨이퍼를 안착시키기 위한 서셉터(Susceptor, 115)를 구비하며, 그 내부 및 외부가 원통형의 형상을 갖는다. 여기서, 상기 서셉터(115)는 안착되는 웨이퍼를 가열시키기 위하여 그 내부에 히터(미도시)를 구비한다. 그리고, 상기 반응챔버(110)는 웨이퍼의 출입을 위하여 그 측벽면 상에 개구부를 가지며, 상기 개구부를 개폐시키도록 상기 개구부에는 슬롯 밸브(134)가 직접 설치된다. 슬롯밸브(134)가 반응챔버(110)의 측벽 상에 바로 설치되어 슬롯밸브(134)와 반응챔버(110) 사이의 데드존(dead space) 형성을 방지할 수만 있다면, 슬롯밸브(134)는 반응챔버(110)에 조립식으로 부착되어도 되고, 반응챔버(110)와 일체로 되어도 무방하다. 상기 슬롯 밸브(134)에 의하여 로드락부(120)와 상기 반응챔버(110)의 차단 여부가 결정된다.2 is a schematic view for explaining a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention. Specifically, the reaction chamber 110 has a susceptor 115 for mounting a wafer therein, the inside and the outside of which has a cylindrical shape. Here, the susceptor 115 is provided with a heater (not shown) therein for heating the wafer to be seated. In addition, the reaction chamber 110 has an opening on its sidewall surface for the entrance and exit of the wafer, and a slot valve 134 is directly installed in the opening to open and close the opening. If the slot valve 134 can be installed directly on the side wall of the reaction chamber 110 to prevent the formation of dead space between the slot valve 134 and the reaction chamber 110, the slot valve 134 is It may be attached to the reaction chamber 110 in a prefabricated manner, or may be integrated with the reaction chamber 110. It is determined whether the load lock part 120 and the reaction chamber 110 are blocked by the slot valve 134.
상기 슬롯 밸브(134)가 상기 반응챔버(110)에 바로 부착되기 때문에, 상기 슬롯 밸브(134)를 닫음으로써 형성되는 반응 공간은, 종래와 달리 단지 상기 반응챔버(110)의 내부로 국한된다. 따라서, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 상기 반응챔버(110)의 내벽에 박막이 증착된다 할지라도 그 세정이 용이하여 종래와 같이 미세 입자가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 플라즈마를 이용하는 제조 공정의 경우, 그 제조 공정에 사용되는 플라즈마를 그대로 이용하여도 상기 반응챔버(110)의 내부가 깨끗이 세정되므로 별도로 습식 세정을 자주 해야하는 번거로움이 제거된다.Since the slot valve 134 is directly attached to the reaction chamber 110, the reaction space formed by closing the slot valve 134 is limited to the inside of the reaction chamber 110, unlike the conventional art. Therefore, even if the thin film is deposited on the inner wall of the reaction chamber 110 in the process of depositing the thin film on the wafer, it is easy to clean the microparticles can be prevented from occurring. In particular, in the case of a manufacturing process using a plasma, since the inside of the reaction chamber 110 is cleanly cleaned even if the plasma used in the manufacturing process is used as it is, the inconvenience of frequently performing wet cleaning separately is eliminated.
상기 슬롯 밸브(134)는 인서트 밸브(134a)의 상하 운동에 의해 그 게이트부(134b)가 열리고 닫힌다. 상기 게이트부(134b)에는, 상기 반응챔버(110)가 진공 상태일 경우 이를 잘 밀폐시키기 위하여 O-링(134c)이 설치되어 있다. 여기서, 상기 O-링(134c)은 상기 히터에서 발생하는 열에 의하여 쉽게 열적 손상을 받기 때문에, 이와 같은 열적 손상이 방지되도록 상기 슬롯 밸브(134)는 그 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 수냉관(134d)을 구비한다.The slot valve 134 is opened and closed by the vertical movement of the insert valve 134a. The gate part 134b is provided with an O-ring 134c to seal the reaction chamber 110 well in a vacuum state. Here, since the O-ring 134c is easily thermally damaged by the heat generated by the heater, the slot valve 134 is a water cooling pipe 134d through which coolant may flow so as to prevent such thermal damage. ).
해당 위치에 웨이퍼가 있는가의 여부를 감지하는 웨이퍼 감지부(132)는 상기 로드락부(120)와 상기 슬롯 밸브(134) 사이에 위치하며, 상기 웨이퍼 감지부(132)에 의해 상기 슬롯 밸브(134)의 열림/닫힘 여부가 결정된다.The wafer detector 132, which detects whether a wafer exists at a corresponding position, is positioned between the load lock 120 and the slot valve 134, and the slot valve 134 is disposed by the wafer detector 132. ) Is open or closed.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 슬롯 밸브(134)를 상기 반응챔버(110)에 바로 부착시켜, 반응 공간을 상기 반응챔버(110)의 내부로 국한시킴으로써 종래와 같이 반응챔버에 인접한 웨이퍼 이송관(도 1의 참조번호 30)에서 미세 입자가 형성되는 것을 방지할 있다. 또한, 상기 수냉관(134d)을 더 구비함으로써 상기 O-링(134c)이 열적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the slot valve 134 is directly attached to the reaction chamber 110, and the reaction space is limited to the inside of the reaction chamber 110. It is possible to prevent the formation of fine particles in the adjacent wafer transfer pipe (reference numeral 30 of FIG. 1). In addition, the water cooling pipe 134d may be further provided to prevent the O-ring 134c from being thermally damaged.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.
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1999
- 1999-12-15 KR KR10-1999-0057752A patent/KR100427816B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010056331A (en) | 2001-07-04 |
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