KR100813108B1 - 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 반도체 제조 장치 및 기타 일반 산업분야에서 초박형의 제품 생산시 상온에서 액화되기 쉬운 BCl₃등과 같은 공정가스가 가스라인를 통해 하우징 내부로 공급시 유량조절계(MFC)를 통과한 공정가스가 액화되지 않도록 가스라인 및 하우징 내부를 일정온도 약 40~50℃로 균일하게 유지 가능하도록 히팅시킴으로서 공정가스가 액화 또는 부식됨에 따른 가스라인 내부에 부착되는 소오스를 제거할 수 있도록 한 진공증착장비에 있어 라인 히팅장치에 관한 것으로서,

본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 구체적인 해결적 수단의 일실시예는 [유량조절계(M)가 중앙에 수납되도록 상면이 개구되어 내측에 공간부(10)가 형성되어 있고 일측면 상단 측면 가까이에 온도센서부(11)가 삽입되어 있고 상단 중앙 하측에는 유입공(12)이 상측에는 유출공(13)이 각각 형성되어 있는 하우징(1)과, 상기 유량조절계(M)가 안착된 상태에서 상기 개구된 상면을 커버키 위한 커버판(2)과, 상기 하우징(1) 하단에는 기역자 형상으로 절곡된 상태에서 상기 하우징(1)과 접하는 부위에는 고정구(F)로 결합 가능하도록 고정공(30)이 다수개 형성되어 있고 상기 하우징(1)과 접하는 부위와 연하여 절곡된 부위에는 컨트롤러 본체(C) 내측에 결합 가능하도록 고정공(31)이 복수개 천공된 가이드판(3)과, 상기 하우징(1) 내측 바닥면 즉, 유량조절계(M)의 바닥면과 접하는 면에 구비되어 있는 동판(4)과, 상기 동판(4) 위에 착탈 가능하도록 구비되는 것으로 상기 유입 공(12)을 관통하여 유입되어 상기 유량조절계(M)를 거쳐 상기 유출공(13)으로 유출되는 가스관(5)과, 상기 가스관(5)이 동판(4) 상부에 위치한 상태에서 그 상면에 안착되는 히터부(6)로 이루어진 것과,

상기 동판(4)의 표면에는 상기 가스관(5)이 안착 가능하도록 가스관 삽입홈(40)이 길이방향으로 다수개 형성되어 있고 상기 유량조절계(M)와 이격된 상태에서 고정구로 고정 결합 가능하도록 표면 양측 대각선 방향 끝단에 고정공(41)이 천공되어 있는 것과,

상기 가스관(5)은 상기 다수개의 가스관 삽입홈(40)에 삽입 가능하도록 지그재그로 절곡되어 형성된 것과,

상기 히터부(6)는 판형상으로 이루어진 것과,

상기 하우징(1)과 커버판(2)은 알루미늄으로 이루어진 것]을 그 구성으로 하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치는 가스라인을 통과하는 물질의 부산물 또는 잔류 물질이 라인 내부벽에 부착되거나 침적 및 부식되는 것을 미리 방지할 수 있으며, 이미 생성된 잔류물질에 열에너지를 전달하여 그 분해를 촉진 시킬 수 있으며 따라서, 라인 내부를 통과하는 물질의 흐름을 원활하게 유지함과 동시에 물질이 중간 경로에서 통과하는 유량조절계가 정상적으로 동작하는 것을 유지시켜 반도체 등의 제조장치를 효과적으로 이용할 수 있게 하는 것이며, 또한, 하우징 측벽에 삽입된 온도센서부에서 균일한 온도를 하우징과 동판 및 가스라인인 가스관에 유지토록 함으로서 상온에서 액화되기 쉬운 BCl₃등과 같은 공정가스가 가스라인를 통해 하우징 내부로 공급시 유량조절계(MFC)를 통과한 공정가스가 액화되지 않도록 가스라인 및 하우징 내부를 일정온도 약 40~50℃로 균일하게 유지 가능하도록 히팅시킴으로서 공정가스가 액화 또는 부식됨에 따른 가스라인 내부에 부착되는 소오스를 제거할 수 있도록 하는 것이다.

유량조절계, 하우징, 가스관, 커버판, 히터부, 동판.

Description

진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치{Line Heating Apparatus of vacuum equipment}

도 1은 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 분리 사시도,

도 2는 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 결합 사시도,

도 3은 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 단면도,

도 4는 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 사용상태 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1 : 하우징 2 : 커버판

3 : 가이드판 4 : 동판

5 : 가스관 6 : 히터부

10 : 공간부 11 : 온도센서부

12 : 유입공 13 : 유출공

30 : 고정공 31 : 고정공

40 : 가스관 삽입홈 41 : 고정공

C : 컨트롤러 본체 F : 고정구

M : 유량조절계

본 발명은 주로 반도체 제조 장치 및 기타 일반 산업분야에서 초박형의 제품 생산시 상온에서 액화되기 쉬운 BCl₃등과 같은 공정가스가 가스라인를 통해 하우징 내부로 공급시 유량조절계(MFC)를 통과한 공정가스가 액화되지 않도록 가스라인 및 하우징 내부를 일정온도 약 40~50℃로 균일하게 유지 가능하도록 히팅시킴으로서 공정가스가 액화 또는 부식됨에 따른 가스라인 내부에 부착되는 소오스를 제거할 수 있도록 한 진공증착장비에 있어 라인 히팅장치에 관한 것이다.

본 발명에 있어 종래 기술분야에 대하여는 대부분이 본 발명이 반도체 분야에 사용되는 것이 일반적인 것이므로 이에 대하여 설명하고자 한다.

일반적으로, 반도체 장치는 사진, 식각, 박막증착, 이온주입, 금속배선 등 복수의 단위공정을 반복적으로 수행함으로서 제조된다.

이와 같은 단위공정들 중 대부분은 그 공정진행을 위해 다양한 종류의 가스들을 사용하고 있다. 즉, 대부분의 단위공정들은 공정이 진행되는 반응챔버(Chanber)와 이 반응챔버 내부로 가스를 공급해 주는 가스공급원을 가스공급배관으로 상호간 연결시킴으로서 공정에 필요한 가스들을 사용하고 있다.

한편, 정확한 공정을 진행하기 위해서는 이와 같이 사용되는 가스들의 정확 한 유량제어가 필요하다. 특히, 최근에는 반도체 장치의 집적도가 향상됨에 따라 미세한 공정조건 변경도 반도체 장치에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 이와 같은 가스들의 정확한 유량 제어는 매우 중요하다.

따라서, 대부분의 반도체 제조설비에는 이와 같은 가스들의 정확한 유량 제어를 위해 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller, MFC 본 발명에서는 유량조절계라 칭함)가 구비되어 있다.

구체적으로 설명하면, 유량조절계는 가스공급원과 반응챔버를 연결하는 가스공급배관 상에 설치되어 공정에 필요한 가스들의 유량을 제어하고 있다.

따라서, 공정진행에 필요한 일정량의 가스 기준 유량이 설정되면, 유량조절계는 반응챔버 내부로 유입되는 가스의 유량을 정확히 측정 및 조절함으로서 반응챔버 내부에 정확한 유량의 가스가 공급되도록 하고 있고, 이상과 같이 미리 정해진 기준 유량의 가스가 모두 공급되면, 유량조절계는 가스가 공급되는 공급로를 차단시킴으로서 반응챔버로의 가스 공급을 차단하고 있다. 이에, 반응챔버에는 정확한 유량의 가스가 공급되어지기 때문에 이에 따른 공정진행도 원활하게 진행된다.

그러나, 이와 같이 반응 챔버 내부로 공급되던 가스를 차단할 경우, 가스공급배관 및 유량조절계의 내부에는 반응챔버 내부로 공급되던 가스가 잠시동안 역방향으로 흐르게 되는 현상인 백프레져(Back pressure)현상이 발생된다.

따라서, 이와 같은 백프레져 현상으로 인하여 반응챔버 내부에서 발생된 파티클(Particle)은 유량조절계의 내부에 까지 유입되어지는 문제가 발생된다. 이경우 유량조절계 내부로 유입된 파티클은 후속 공정 진행시 밸브리크(Valve leak) 현 상을 유발하게 되며, 이 밸브 리크 현상은 곧, 유량조절계의 불량을 초래하여 반도체 장치의 수율을 떨어뜨리게 되는 원인으로 작용한다.

이와 같이 문제점을 해결키 위하여 상기 가스공급배관에 별도의 코일을 감아서 코일의 열에너지를 통해 가스공급배관에 잔유되는 소오스를 제거하는 기술이 안출된바 있으나, 이는 단순히 가스공급배관의 내부에 잔유된 액화가스를 제거하는데 효과는 있을 지라도 유량조절계를 수납하는 하우징 내의 가스 액화로 인한 균일한 가스의 공급이 원활하게 하는데는 미흡하며 따라서 이러한 기술적 문제점하에서 본 발명이 안출된 것이다.

본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치는 상기와 같은 문제점을 해결키 위한 것으로서, 상온에서 액화되기 쉬운 BCl₃등과 같은 공정가스가 가스라인를 통해 하우징 내부로 공급시 유량조절계(MFC)를 통과한 공정가스가 액화되지 않도록 가스라인 및 하우징 내부를 일정온도 약 40~50℃로 균일하게 유지 가능하도록 히팅시킴으로서 공정가스가 액화 또는 부식됨에 따른 가스라인 내부에 부착되는 소오스를 제거할 수 있도록 하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은 [유량조절계가 중앙에 수납되도록 상면이 개구되어 내측에 공간부가 형성되어 있고 일측면 상단 측면 가까이에 온도센서부가 삽입되어 있고 그 하측에는 유입공이 상측에는 유출공이 각각 형성되어 있는 하우징과, 상기 유량조절계가 안착된 상태에서 상기 개구된 상면을 커버키 위한 커버판과, 상기 하우징 하단에는 기역자 형상으로 절곡된 상태에서 상기 하우징과 접하는 부위에는 고정구로 결합 가능하도록 고정공이 다수개 형성되어 있고 상기 하우징과 접하는 부위와 연하여 절곡된 부위에는 컨트롤러 본체 내측에 결합 가능하도록 고정공이 복수개 천공된 가이드판과, 상기 하우징 내측 바닥면 즉, 유량조절계의 바닥면과 접하는 면에 구비되어 있는 동판과, 상기 동판 위에 착탈 가능하도록 구비되는 것으로 상기 유입공을 관통하여 유입되어 상기 유량조절계를 거쳐 상기 유출공으로 유출되는 가스관과, 상기 가스관이 동판 상부에 위치한 상태에서 그 상면에 안착되는 히터부로 이루어진 것과,

상기 동판의 표면에는 상기 가스관이 안착 가능하도록 가스관 삽입홈이 길이방향으로 다수개 형성되어 있고 상기 유량조절계와 이격된 상태에서 고정구로 고정 결합 가능하도록 표면 양측 대각선 방향 끝단에 고정공이 천공되어 있는 것과,

상기 가스관은 상기 다수개의 가스관 삽입홈에 삽입 가능하도록 지그재그로 절곡되어 형성된 것과,

상기 히터부는 판형상으로 이루어진 것과,

상기 하우징과 커버판은 알루미늄으로 이루어진 것]을 그 구성으로 함으로서 상기 목적을 달성할 수 있다.

이하 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치에 대하여 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 분리 사시도이며, 도 2는 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 단면도이며, 도 4는 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치의 사용상태 개략도이다.

지시부호 1은 하우징으로 지시하는 것으로서 그 형상은 어떠한 형상이라도 무방하며 본 발명에서는 가장 바람직하고 가장 최적의 형상을 예시로 설명한다.

상기 하우징(1)은 유량조절계(M)가 중앙에 수납되도록 상면이 개구되어 내측에 공간부(10)가 형성되어 있다. 즉, 상기 하우징(1)은 사방과 바닥이 폐쇄되고 상면이 개방된 상태인 것으로서 상기 개구된 상면 내측에는 공간부(10)가 형성되어 있는 것이다.

다음, 상기 하우징(1)의 공간부(10)를 유지키 위한 사방면의 벽체중 길이방향의 일측면 상단 측면 가까이에 온도센서부(11)가 삽입되어 있고 상단 중앙 하측에는 유입공(12)이 상측에는 유출공(13)이 각각 형성되어 있는 것이다.

상기 온도센서부(11)는 상기 하우징(1)과 하기에서 설명하는 가스관 및 기타 하우징 전체의 온도를 일정하게 유지키 위한 것으로서 컨트롤러 본체(C) 외부에 구비된 조작버튼에 의해 세팅되는 것이다.

다음, 지시부호 2는 커버판을 지시하는 것으로서, 상기 커버판(2)는 상기 유량조절계(M)가 안착된 상태에서 상기 하우징(1)의 개구된 상면을 커버키 위한 것이다.

상기 하우징(1)과 커버판(2)은 바람직하게는 그 재질을 알루미늄으로 이루어지도록 함으로서 열전도율을 향상시키도록 하여 상기 하우징(1)과 커버판(2) 내에 잔유되는 액화된 공정가스 즉, 부식가스를 기화하여 효율적으로 제거토록 하기 위한 것이다.

다음, 지시부호 3은 가이드판을 지시하는 것으로서, 상기 가이드판(3)은 상기 하우징(1) 하단에 형성되어 상기 컨트롤러 본체(C)는 내측에 결합 가능하도록 하기 위한 것으로서,

대략 기역자 형상으로 절곡된 상태에서 상기 하우징(1)과 접하는 부위에는 고정구(F)로 결합 가능하도록 고정공(30)이 다수개 형성되어 있고 상기 하우징(1)과 접하는 부위와 연하여 절곡된 부위에는 컨트롤러 본체(C) 내측에 결합 가능하도록 고정공(31)이 복수개 천공되어 있는 구조이다.

다음, 지시부호 4는 동판을 지시하는 것으로서 상기 동판(4)은 그 명칭에서 알 수 있는 바와 같이 열전도율이 높은 것으로서 상기 하우징(1) 내측 바닥면 즉, 유량조절계(M)의 바닥면과 접하는 면에 구비되어 있는 것이며, 상기 동판(4)의 표면에는 하기에서 설명하는 가스관(5)이 안착 가능하도록 가스관 삽입홈(40)이 길이 방향으로 다수개 형성되어 있고 상기 유량조절계(M)와 이격된 상태에서 고정구로 고정 결합 가능하도록 표면 양측 대각선 방향 끝단에 고정공(41)이 천공되어 있는 것이다.

지시부호 5는 이미 상술한 바와 같이 가스관을 지시하는 것으로서, 상기 가스관(5)는 상기 동판(4) 위에 착탈 가능하도록 구비되는 것으로 상기 유입공(12)을 관통하여 유입되어 상기 유량조절계(M)를 거쳐 상기 유출공(13)으로 유출되는 것으로 상기 가스관(5)은 상기 다수개의 가스관 삽입홈(40)에 삽입 가능하도록 지그재그로 절곡되어 형성된 것이다.

지시부호 6은 히터부를 지시하는 것으로서, 상기 히터부(6)은 컨트롤러 본체(C)의 외측에서 전원을 공급하여 히팅되도록 한 것으로 상기 가스관(5)이 동판(4) 상부에 위치한 상태에서 그 상면에 안착되는 것이며 상기 히터부(6)는 판형상으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 가이드판(3)에 형성된 고정공(30)에 고정구(F)를 이용하여 상측에 하우징(1)과 고정한 상태에서 상기 하우지 내측 바닥면에는 표면에 가스관 삽입홈(40)이 다수개 길이방향으로 구비된 동판(4)을 고정 설치한 다음, 상기 가스관 삽입홈(40)에 지그재그로 형성된 가스관(5)을 삽입 설치한 후 그 상단에 판형상의 히터부(6)을 고정 설치한 다음, 상기 동판(4)과 이격된 상태에서 고정공(41)에 고정구를 이용하여 유량조절계(M)와 결합하면 되는 것으로서 상기 가스관(5)의 일측은 상기 하우징(1)의 유입공(12)을 관통한 상태에서 하우징(1)의 외측으로 타측은 상기 하우징(1)의 유출공(13)을 관통하여 하우징(1)의 외측에 형성되는 것이다. 상기와 같은 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이 컨트롤러 본체(C)의 내측에 본 발명이 구비되는 것으로서 상기 컨트롤러 본체(C)의 조작버튼에 의해 상기 히팅부(6)에 열에너지가 공급되면서 상기 가스관(5)을 통해 공정가스가 주입되어 유량조절계(M)에 의에 균일한 가스의 공급이 가능하고 가스의 제어도 가능하도록 하며 이와 같은 상태에서 공정가스가 하우징(1)의 내부에서 액화되어 소오스가 발생되어 가스관(5)의 내벽이나 기타 하우징(1) 및 커버판(2)의 내벽에 액상화함에 따른 반도체 장치의 손상 및 제품의 손상을 상기 히터부(6)의 열에너지로 인하여 기화 제거토록 하고 이를 위한 균일한 온도유지는 상기 온도센서부(11)에 의해 센팅됨에 따라 상기 하우징(1) 및 커버판(2)과 가스관(5) 내벽 및 외벽에 발생되는 잔유물 및 부식물이 생성되는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명인 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치는 가스라인을 통과하는 물질의 부산물 또는 잔류 물질이 라인 내부벽에 부착되거나 침적 및 부식되는 것을 미리 방지할 수 있으며, 이미 생성된 잔류물질에 열에너지를 전달하여 그 분해를 촉진 시킬 수 있으며 따라서, 라인 내부를 통과하는 물질의 흐름 을 원활하게 유지함과 동시에 물질이 중간 경로에서 통과하는 유량조절계가 정상적으로 동작하는 것을 유지시켜 반도체 등의 제조장치를 효과적으로 이용할 수 있게 하는 것이며, 또한, 하우징 측벽에 삽입된 온도센서부에서 균일한 온도를 하우징과 동판 및 가스라인인 가스관에 유지토록 함으로서 상온에서 액화되기 쉬운 BCl₃등과 같은 공정가스가 가스라인를 통해 하우징 내부로 공급시 유량조절계(MFC)를 통과한 공정가스가 액화되지 않도록 가스라인 및 하우징 내부를 일정온도 약 40~50℃로 균일하게 유지 가능하도록 히팅시킴으로서 공정가스가 액화 또는 부식됨에 따른 가스라인 내부에 부착되는 소오스를 제거할 수 있도록 하는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 유량조절계(M)가 중앙에 수납되도록 상면이 개구되어 내측에 공간부(10)가 형성되어 있고 일측면 상단 측면 가까이에 온도센서부(11)가 삽입되어 있고 상단 중앙 하측에는 유입공(12)이 상측에는 유출공(13)이 각각 형성되어 있는 하우징(1)과,

   상기 유량조절계(M)가 안착된 상태에서 상기 개구된 상면을 커버키 위한 커버판(2)과,

   상기 하우징(1) 하단에는 기역자 형상으로 절곡된 상태에서 상기 하우징(1)과 접하는 부위에는 고정구(F)로 결합 가능하도록 고정공(30)이 다수개 형성되어 있고 상기 하우징(1)과 접하는 부위와 연하여 절곡된 부위에는 컨트롤러 본체(C) 내측에 결합 가능하도록 고정공(31)이 복수개 천공된 가이드판(3)과,

   상기 하우징(1) 내측 바닥면 즉, 유량조절계(M)의 바닥면과 접하는 면에 구비되어 있는 동판(4)과,

   상기 동판(4) 위에 착탈 가능하도록 구비되는 것으로 상기 유입공(12)을 관통하여 유입되어 상기 유량조절계(M)를 거쳐 상기 유출공(13)으로 유출되는 가스관(5)과,

   상기 가스관(5)이 동판(4) 상부에 위치한 상태에서 그 상면에 안착되는 히터부(6)로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동판(4)의 표면에는 상기 가스관(5)이 안착 가능하도록 가스관 삽입홈(40)이 길이방향으로 다수개 형성되어 있고 상기 유량조절계(M)와 이격된 상태에서 고정구로 고정 결합 가능하도록 표면 양측 대각선 방향 끝단에 고정공(41)이 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가스관(5)은 상기 다수개의 가스관 삽입홈(40)에 삽입 가능하도록 지그재그로 절곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 히터부(6)는 판형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 하우징(1)과 커버판(2)은 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공증착 장비에 있어 라인 히팅장치.

   

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