KR100482374B1 - 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 관한 것으로서, 수평의 프레임 형상인 암부(310)와, 상기 암부(310)의 일단부에서 로더부(200) 내의 엘리베이터(220)에 일체로 구비되는 결합 블록(221)에 볼트 체결되는 체결부(320)와, 상기 체결부(320)와 대응되는 상기 암부(310)의 타단부측에서 상부에 일체로 부착되는 원형의 튜브 안치부(330)로서 이루어지는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 있어서, 상기 암부(310)에는 상기 로더부(200)의 외부를 커버하는 케이스(230)의 일측에서 도어(232)에 의해 개폐가능하게 개방되도록 한 점검구(231)의 하단턱(233)의 직상부측 저면을 소정의 높이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈(340)이 형성되도록 하는 구성이 특징인 바 이렇게 암부(310)의 저면 일부를 소정의 깊이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈(340)을 형성시키는 간단한 구조 개선에 의해 정기적인 인너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)의 교체를 보다 안전하게 하면서 튜브 교체용 지그(300)의 하강 높이 제어를 리미트 센서를 이용하여 자동 제어할 수 있도록 함으로써 제어의 안전 및 편의를 제공하도록 하는 것이다.

Description

반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그{Jig for changing tube of semiconductor diffusion equipment}

본 발명은 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 암부의 저면으로 상향 요입되게 충돌 방지홈을 형성함으로서 튜브 교체를 자동 제어에 의해 수행할 수 있도록 하는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 제조 공정 중에서 공급 가스의 화학적 반응을 이용하여 웨이퍼(Wafer)의 표면에 소정의 박막을 형성시키는 방법으로 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition,약칭 CVD라 함)을 사용하고 있는데 이중에서도 저압의 0.1~100 Torr에서 공정을 수행하는 방법을 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition,약칭 LPCVD라 함)라 하며, 이러한 공정 수행에는 통상 종형의 확산로를 사용하고 있다.

LPCVD는 고온 저압의 진공 분위기에서 공간 내로 소오스 가스를 투입하여 투입된 가스가 서로 반응하면서 반응물질을 형성하는 동시에 진공 공간에서 확산되면서 그 과정에서 웨이퍼상에 막으로 적층되는 현상을 이용하는 것이다.

이러한 종형의 확산로는 도 1에서와 같이 크게 챔버부(100)와 로더부(200)로서 이루어진다.

즉 챔버부(100)는 가열로를 이루는 원통형의 이너 튜브(inner tube,110)와 이 이너 튜브(110)의 외측에서 일정하게 이격되어 형성되는 캡형상의 아우터 튜브(outer tube,120) 및 이들 가열로의 내측 공간을 가열하도록 아우터 튜브(120)의 외측으로 장착되는 히터(130)로서 이루어지는 구성이다. 이때 이너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)는 각각 그 하단에서 매니폴드(manifold, 140)에 플랜지 결합된다.

그리고 로더부(200)는 가열로의 내부로 수납되는 보트(boat,210)와 이 보트(210)를 저부에서 받치면서 승하강시키는 엘리베이터(elevator,220)로서 이루어지는 구성이다.

따라서 보트(210)에 다수의 웨이퍼를 적재시킨 상태에서 엘리베이터(220)를 승하강시켜 가열로의 하향 개방된 저부로부터 보트(210)를 인출입시키도록 하고 있다.

상기와 같은 구성에서 로더부(200)는 공정 수행 중 웨이퍼에의 자연 산화막 형성을 방지시키기 위하여 챔버부(100)와 동일한 공정 분위기가 되도록 하고 있는 바 이를 위해 로더부(200)는 외부로부터 밀폐되도록 박스형상의 케이스(230)로서 커버되도록 하고 있다.

한편 확산 공정은 매우 높은 고온의 공정 분위기에서 공정을 수행하게 되므로 장시간 공정을 수행하다 보면 석영 재질로 이루어지는 이너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)가 손상 및 변형되면서 파티클을 생성하는 등의 문제가 발생되므로 현재는 통상 약 20일~30일을 주기로 설비의 점검 및 튜브 교체가 이루어지도록 하고 있다.

이러한 튜브의 교체 시 챔버부(100)를 로더부(200)의 직상부에 위치시킨 상태에서는 튜브의 교체가 불가능하므로 챔버부(100)는 일측으로 이동이 가능하도록 하고 있고, 이때 튜브의 교체를 위해 구비되도록 하는 것이 튜브 교체용 지그(300)로서, 튜브 교체용 지그(300)는 도 2에서와 같이 프레임 형상의 암부(310)와 이 암부의 일단측 체결부(320)와 타단측의 튜브 안치부(330)로서 이루어지는 구성이다.

튜브 교체용 지그(300)는 로더부(200)의 케이스(230) 일측으로 외부와 연통되게 개방되도록 한 점검구(231)측 개폐용 도어(232)를 개방시킨 후 로더부(200) 내에서 도 3에서와 같이 보트(210)가 안치되는 엘리베이터(220)에 일체로 연결된 결합 블록(221)에 체결부(320)가 볼트 체결 등에 의해 체결되게 한 다음 엘리베이터(220)의 승강 조작에 의해 동시에 튜브 교체용 지그(300)를 승강되게 함으로써 일측으로 이동시킨 챔버부(100)로부터 이너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)가 교체되도록 하고 있다.

튜브 교체용 지그(300)의 승강을 위한 엘리베이터(220)의 조작은 메인 공정 시와는 달리 점검자의 주관적 판단에 의해서 수행되도록 한다. 즉 메인 공정 시에는 엘리베이터(220)가 자동 제어되도록 하고 있어 특히 하강 시 로더부(200)의 저부에서 일측에 구비되는 리미트 센서(미도시)에 의해 자동으로 하강 작동이 중지되도록 하고 있는데 반해 점검 시에는 엘리베이터(220)의 최하강 높이가 로더부(200)의 케이스(230)에 형성한 점점구(231)의 하단턱(233) 보다 밑에 위치되어 있게 되므로 자동 제어를 하다보면 도 3에서와 같이 튜브 교체용 지그(300)의 암부(310)가 점검구(231)의 하단턱(233)에 충돌할 수가 있어 현재는 점검자의 매뉴얼 키 조작에 의해 엘리베이터(220)의 하강 높이를 직접 가시적으로 확인하면서 주관적으로 판단하도록 하고 있다.

하지만 점검자가 튜브 교체용 지그(300)의 튜브 안치부(330)에 이너 튜브(110) 또는 아우터 튜브(120)를 적재시킨 상태에서 매뉴얼 키를 조작하다 판단 오류 또는 순간의 실수로 과잉으로 튜브 교체용 지그(300)를 하강시키게 되면 튜브 교체용 지그(300)의 암부(310)가 점검구(231)의 하단턱(233)에 충돌하게 되는 심각한 사고를 유발하게 되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 튜브 교체용 지그의 승강 조작을 메인 공정에서와 마찬가지로 하강 위치가 리미트 센서에 의해 제어되게 함으로써 안전과 조작의 편의를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수평의 프레임 형상인 암부와, 상기 암부의 일단부에서 로더부 내의 엘리베이터에 일체로 구비되는 결합 블록에 볼트 체결되는 체결부와, 상기 체결부와 대응되는 상기 암부의 타단부측에서 상부에 일체로 부착되는 원형의 튜브 안치부로서 이루어지는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 있어서, 상기 암부에는 상기 로더부의 외부를 커버하는 케이스의 일측에서 도어에 의해 개폐가능하게 개방되도록 한 점검구의 하단턱의 직상부측 저면을 소정의 높이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈이 형성되도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 종전과 동일한 구성에는 동일 부호를 적용하기로 한다.

다시 말해 본 발명은 도 4에서와 같이 암부(310)를 중심으로 일단에는 체결부(320)가 타단에는 튜브 안치부(330)가 각각 형성되도록 하는 것으로, 암부(310)는 단순히 수평의 프레임 형상으로 이루어지는 구성이다. 이러한 암부(310)는 편심의 위치에서 이너 튜브(110) 또는 아우터 튜브(120)를 안치되게 하여 그 하중을 지지해야 하므로 대단히 강한 재질로서 이루어지도록 하며, 특히 휨 변형이 방지되도록 평면에서 보았을 때 "Ｈ" 빔의 형상으로 이루어지도록 하는 것이 보다 바람직하다.

암부(310)의 일단을 이루는 체결부(320)는 상단부에서부터 볼트(400)가 삽입되도록 하는 구성으로 이 체결부(320)가 로더부(200)의 엘리베이터(220) 일측에 일체로 형성시킨 결합 블록(221)과 볼트 체결에 의해 결합되는 구성이다.

승강 가능하게 구비되는 엘리베이터(220)에 연동 가능하게 결합되는 일단의 체결부(320)에 대해 그와 대응되는 암부(310)의 타단부에는 소정의 높이에 원형의 평판으로 이루어지는 튜브 안치부(330)가 일체로 구비되도록 한다. 튜브 안치부(330)는 아우터 튜브(120)의 외경보다는 큰 직경으로 형성되게 하여 챔버부(100)의 매니폴드(140)로부터 분리시킨 아우터 튜브(120)와 함께 인너 튜브(110)를 하강 작용에 의해서 챔버부(100)로부터 완전히 분리시킬 수 있도록 한다.

상기한 튜브 교체용 지그(300)의 구성은 종전과 대동소이하다.

다만 본 발명에서의 튜브 교체용 지그(300)는 체결부(320)를 엘리베이터(220)의 결합 블록(221)에 결합시킨 상태에서 튜브 교체용 지그(300)가 구비되는 케이스(230)의 점검구(231)에서 하단턱(233)의 직상부에 위치되는 튜브 교체용 지그(300)의 암부(310) 저면을 소정의 높이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈(340)이 형성되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

이 충돌 방지홈(340)은 적어도 하단턱(233)을 여유있게 수용할 수 있는 폭과 엘리베이터(220)가 최대한 하강하여 리미트 센서(미도시)에 의해 더 이상 하강하지 못하는 상태에 위치되어 있을 때에도 하단턱(233)과 충돌이 발생되지 않는 충분한 깊이를 갖도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.

전술한 구성 설명에서와 같이 본 발명은 튜브 교체용 지그(300)의 암부(310)에서 특히 튜브 교체용 지그(300)를 로드부(200)의 엘리베이터(220)에 연동이 가능하게 결합시킨 상태일 때 로드부(200)를 커버하는 케이스(230)의 일측에 형성한 점검구(231)측 하단턱(233)의 직상부에 위치되는 암부(310)의 저면 일부를 소정의 높이 즉 소정의 깊이로서 상향 요입되도록 하여 충돌 방지홈(340)이 형성되도록 하는 것이다.

따라서 일정 주기를 경과하면 공정 수행을 종료한 직후 챔버부(100)로부터 인너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)를 교체시키기 위해 챔버부(100)를 로더부(200)의 직상부에서 일측으로 이동시키게 되면 로더부(200)의 일측에서 케이스(230)의 일측을 개방시킨 점검구(231)로부터 도어(232)를 열어 이 점검구(231)를 통해 튜브 교체용 지그(300)를 일단의 체결부(320)가 엘리베이터(220)의 결합 블록(221)에 볼트 체결에 의해 고정되게 함으로써 간단히 설치되도록 한다.

엘리베이터(220)의 결합 블록(221)을 통해 튜브 교체용 지그(300)를 결합시키게 되면 엘리베이터(220)를 상승시켜 튜브 교체용 지그(300)가 동시에 상승되게 함으로써 이 튜브 교체용 지그(300)의 외부로 형성되는 튜브 안치부(330)에 매니폴드(140)로부터 분리시킨 인너 튜브(110) 또는 아우터 튜브(120)가 안치되게 함으로서 교체될 수 있도록 하는 것이다.

이렇게 상승시킨 튜브 교체용 지그(300)의 튜브 안치부(330)에 이들 튜브(110)(120)를 안치시킨 상태에서 튜브 교체용 지그(300)를 하강시키게 되는데 이때 튜브 교체용 지그(300)가 최대한 하강하게 되면 로더부(200) 내의 리미트 센서(미도시)에 체크되면서 자동으로 하강이 정지된다.

한편 튜브 교체용 지그(300)가 리미트 센서를 작동시키게 되는 위치에까지 하강하게 되더라도 튜브 교체용 지그(300)의 암부(310)는 도 5에서와 같이 점검구(231)측 하단턱(233)이 암부(310)의 저면에 형성한 충돌 방지홈(340)으로 삽입되면서 하단턱(233)과 암부(310)간 충돌을 방지하게 된다.

따라서 점검자는 종전과 같이 튜브 교체용 지그(300)의 하강을 주관적인 판단에 의해서 제어하지 않더라도 리미트 센서에 의해 자동 제어할 수 있게 되므로 튜브 교체용 지그(300)의 승강 제어를 조정하는데 대단한 간편한 편의를 제공하게 된다.

또한 튜브 교체용 지그(300) 하강에 따른 충돌을 미연에 방지하게 됨으로써 튜브의 교체를 안전하게 할 수 있도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 암부(310)의 저면 일부를 소정의 깊이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈(340)을 형성시키는 간단한 구조 개선에 의해 정기적인 인너 튜브(110)와 아우터 튜브(120)의 교체를 보다 안전하게 할 수 있도록 함으로써 작업의 안전성을 향상시키도록 하는 동시에 튜브 교체용 지그(300)의 하강 높이 제어를 리미트 센서를 이용하여 자동 제어할 수 있도록 함으로써 제어의 안전 및 편의를 제공하는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 종래의 반도체 확산 설비를 개략적으로 도시한 정면도,

도 2는 종래의 튜브 교체용 지그가 확산 설비에 장착되는 구조를 도시한 사시도,

도 3은 종래 튜브 교체용 지그의 하강에 의해 충돌이 발생되는 상태를 도시한 요부 구조도,

도 4는 본 발명에 따른 튜브 교체용 지그의 사시도,

도 5는 본 발명의 튜브 교체용 지그를 하강시킨 상태의 작동 구조를 도시한 요부 구조도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 챔버부 110 : 인너 튜브

120 : 아우터 튜브 200 : 로더부

210 : 보트(boat) 220 : 엘리베이터(elevator)

230 : 케이스 231 : 점검구

300 : 튜브 교체용 지그 310 : 암부

320 : 체결부 330 : 튜브 안치부

340 : 충돌 방지홈

Claims (2)

1. 수평의 프레임 형상인 암부와, 상기 암부의 일단부에서 로더부 내의 엘리베이터에 일체로 구비되는 결합 블록에 볼트 체결되는 체결부와, 상기 체결부와 대응되는 상기 암부의 타단부측에서 상부에 일체로 부착되는 원형의 튜브 안치부로서 이루어지는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그에 있어서,

   상기 암부에는 상기 로더부의 외부를 커버하는 케이스의 일측에서 도어에 의해 개폐가능하게 개방되도록 한 점검구의 하단턱의 직상부측 저면을 소정의 높이로 상향 요입되게 하여 충돌 방지홈이 형성되는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 암부의 충돌 방지홈은 상기 케이스의 점검구측 하단턱의 두께보다는 큰 폭으로 형성되는 반도체 확산 설비의 튜브 교체용 지그.