KR100929536B1 - 퍼니스형 반도체 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퍼니스형 반도체 설비에 관한 것으로, 본 발명의 퍼니스형 반도체 설비는 복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브; 상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리; 상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐; 상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및 상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함한다.
상술한 구성을 갖는 퍼니스형 반도체 설비는 조인트 부재의 온도 상승으로 인한 조인트 부재의 오링 손상을 예방하여 가스 누설 및 파티클 발생을 방지할 수 있는 각별한 효과를 갖는다.
퍼니스, 조인트부재, 보우트, 열방출부재
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 퍼니스형 반도체 설비의 개략적인 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 열방출부재가 노즐과 가스 공급라인의 연결부분인 조인트 부재에 설치된 것을 보여주는 도면들이다.
도 4는 열방출부재가 노즐의 도입부분에 설치된 예를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공정 튜브
200 : 보우트
400 : 노즐
500 : 가스 공급라인
600 : 조인트 부재
700 : 열방출부재
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 퍼니스형 반도체 설비에 관한 것이다.
최근 반도체 장치의 제조 기술은 소비자의 다양한 욕구를 충족시키기 위해 집적도, 신뢰도, 응답속도 등을 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 일반적으로, 반도체 장치는 실리콘 웨이퍼 상에 증착 공정, 확산 공정, 사진 및 식각 공정 등을 수행하여 전기적 특성을 갖는 패턴으로 형성함으로서 제조된다.
반도체 장치의 제조 과정에서, 저압 화학 기상 증착 공정 및 확산 공정은 통상적으로 종형의 퍼니스 내에서 이루어진다. 구체적으로, 퍼니스형 반도체 설비는 히터 블록이 구비되고 히터 블록 내부에 석영으로 이루어지는 아우트 튜브 및 이너 튜브로 구성된다. 또한, 이너 튜브 내에는 웨이퍼들을 적재하기 위한 보트가 구비되며, 상기 보트에 적재된 다수매의 웨이퍼는 한꺼번에 공정 공간, 즉 공정 챔버에 투입되어 증착 또는 확산 공정이 수행된다.
퍼니스형 반도체 설비의 노즐은 반응실 외부에서 가스 공급라인과 연결된다. 그런데, 노즐은 공정 진행시 반응실의 복사열로 인하여 가열되고, 그 열이 노즐과 가스공급라인의 조인트 부분으로도 전달되어 그 조인트 부분에 설치된 오링이 타거나 눌어붙어 가스 누설이나 파티클의 원인이 되기도 한다.
본 발명의 목적은 노즐의 열이 가스 공급라인과 연결되는 조인트 부분으로 제공되는 것을 방지할 수 있는 퍼니스형 반도체 설비를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 단일 튜브로 이루어지는 퍼니스형 반도체 설비를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 반도체 제조를 위한 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비는 복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브; 상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리; 상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐; 상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및 상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 히트파이프를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 상기 조인트 부재를 감싸도록 설치되어 상기 조인트 부재의 열을 빼앗는 흡열부; 및 상기 흡열부의 열기를 방열하는 방열부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 흡열부는 히트파이프로 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 상기 조인트 부재와 연결되는 상기 노즐의 끝단부에 설치되어 상기 노즐의 열을 빼앗는 히트 파이프를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 상기 조인트 부재를 감싸도록 설치되어 상기 조인트 부재의 열을 빼앗는 히트 파이프를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 상기 히트 파이프의 열기를 대기중으로 방열하는 방열핀들을 갖는 히트싱크를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 열방출부재는 상기 히트싱크에 설치되는 방열팬을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 노즐은 상기 공정튜브의 내측면에 일체형으로 구성된다.
예컨대, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 퍼니스형 반도체 설비의 개략적인 구성을 보여주는 단면도이다. 도 2 및 도 3은 열방출부재가 노즐과 가스 공급라인의 연결부분인 조인트 부재에 설치된 것을 보여주는 도면들이다. 도 4는 열방출부재가 노즐의 도입부분에 설치된 예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 퍼니스형 반도체 설비(10)는 복수의 기판(w)들이 적재되는 보우트(200), 이 보우트(200)가 수용되는 공정 튜브(100), 공정튜브(100)를 둘러싸고 있는 히터 어셈블리(110), 보우트(200)를 지지하고 공정 튜브(100)의 플랜지(120)에 결합되는 시일 캡(210), 공정튜브(100)로 기판 표면에 박막 증착에 기여하는 가스들을 공급하는 노즐(400) 그리고 열방출부재(700)를 포 함한다.
-공정 튜브-
공정 튜브(100)는 돔 형상의 원통관 형상으로 이루어진다. 공정 튜브(100)는 웨이퍼(w)가 적재된 웨이퍼 보우트(200)가 로딩되어 웨이퍼들 상에 화학 기상 증착(박막 증착 공정, 확산 공정 등)이 진행되는 내부 공간을 제공한다. 공정 튜브(100)는 높은 온도에서 견딜 수 있는 재질, 예컨대 석영으로 제작될 수 있다. 공정 튜브(100)는 하단부 일측에 공정 튜브(100) 내부로 공정 가스를 주입하기 위한 노즐 부재(400)의 장착을 위한 노즐 포트(110)와, 공정 튜브(100) 내부를 감압시키기 위해 내부 공기를 강제 흡입하여 배기하기 위한 배기 포트(120)가 마련된다. 배기 포트(120)는 공정시 공정 튜브(100) 내 공기를 외부로 배출시키기 위해 제공된다. 배기 포트(120)는 배기라인과 연결되며, 배기 포트(120)를 통해 공정 튜브(100)로 공급되는 공정 가스의 배기 및 내부 감압이 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 공정 튜브(100)가 배기 포트(120)와 노즐 포트(110)를 구비함으로써 별도의 플랜지 부재를 생략할 수 있다.
- 히터-
히터(300)는 공정 튜브(100) 외부에서 공정 튜브(100)에 소정의 열을 제공하여, 공정에 요구되는 공정 튜브(100) 내부 온도를 유지시킨다. 이를 위해 히터(300)는 설비(10) 외부에는 제어부(미도시됨)가 구비되며, 제어부는 공정 튜브(100)의 온도를 감지한 후 공정 튜브(100)의 온도가 공정상 요구되는 온도 밑으로 내려가면 히터(300)가 공정 튜브(100)를 가열하도록 제어한다.
-보우트-
보우트(200)는 100여장의 웨이퍼들이 삽입되는 슬롯들을 구비한다. 보우트(200)는 시일캡(210) 상에 장착되며, 시일 캡(210)은 엘리베이터 장치인 구동부(230)에 의해 공정 튜브(100) 안으로 로딩되거나 또는 공정 튜브(100) 밖으로 언로딩된다. 보우트(200)가 공정 튜브(100)에 로딩되면, 시일캡(210)은 공정 튜브(100)의 플랜지(130)와 결합된다. 한편, 공정 튜브(100)의 플랜지(120)와 시일 캡(210)이 접촉하는 부분에는 실링(sealing)을 위한 오-링(O-ring)과 같은 밀폐부재(212)가 제공되어 공정가스가 공정 튜브(100)와 시일 캡(210) 사이에서 새어나가지 않도록 한다.
-노즐-
도 1 내지 도 3을 참조하면, 노즐(400)은 웨이퍼 보우트(200)에 적재된 웨이퍼들로 공정 가스를 분사하기 위한 분사부분(410)과, 노즐 포트(110)를 통해 외부의 가스 공급라인(500)으로부터 공정가스를 제공받는 도입부분(420)을 포함한다.
먼저, 분사부분(410)은 공정 튜브(100)의 내측면(102)에 일체형으로 고정되어 있기 때문에 처짐이 발생되지 않는다. 분사부분(410)은 용접에 의해 공정 튜브(100)의 내측면(102)에 고정될 수 있으며, 필요에 따라서는 공정 튜브(100)의 내측면(102)에 설치되는 별도의 고정클립(미도시됨)들에 의해 고정될 수도 있다. 또는, 분사부분(410)은 공정 튜브에 일체형으로 형성될 수도 있다. 분사부분(410)은 웨이퍼 보우트(200)에 놓여진 웨이퍼들 사이로 공정 가스를 분사하는 분사홀(412) 들을 갖는다. 공정 가스는 분사홀(412)들을 통해 웨이퍼와 웨이퍼 사이의 공간으로 분사된다. 특히, 분사홀(412)들은 도입부분(420)으로부터 멀어질수록 개구 면적을 크게 하여 전체적으로 균일한 가스 공급이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 분사홀(412)들은 공정 조건에 따라 그 간격을 조절하여 좀 더 조밀하게 또는 그 반대로 구성할 수 있다.
도입부분(420)은 노즐 포트(110)를 통해 외측으로 연장되며 외부의 가스 공급라인(500)과는 조인트 부재(600)에 의해 연결된다. 조인트 부재(600)는 파이프를 연결하기 위해 사용되는 것으로, 프랜지 이음(볼트 이음)방식, 나사이음방식, 특수압축기를 사용한 밴딩 조인트(홈조인트)방식, 파이프 피팅 방식 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 파이프 피팅 방식이 적용된 예를 보여준다. 조인트 부재(600)는 내부에 가스의 누설 방지를 위하여 고무로 된 오링(610)들이 설치된다. 이 오링(610)들은 온도에 상당히 민감하여, 일정 온도 이상 가열되면 오링이 타거나 눌러 붙어 실링이 불량하게 되어 가스 누설이나 파티클의 원인이 된다. 이러한 문제가 발생되지 않도록 본 발명에서는 열방출부재(700)를 구성하였다.
-열방출부재-
열방출부재(700)는 조인트 부재(600)가 노즐(400)로부터 제공되는 전도열로 인해 가열되는 것을 방지하기 위한 것으로, 열방출부재(700)는 노즐(400)로부터 조인트 부재(600)로 제공되는 전도열을 흡수하여 대기중으로 방출시킨다. 열방출부재(700)는 조인트 부재(600)를 감싸도록 설치되어 조인트 부재(600)의 열을 빼앗는 흡열부(710)와, 흡열부(710)의 열을 방열하는 방열부(720)를 포함한다. 흡열 부(710)는 내부에 작동유체(전도 매체)가 들어 있는 히트 파이프로 이루어진다.
참고로, 히트파이프는 각종의 전자기기 등에 있어서 고온이 되는 전원부 등으로부터 방열수단으로 열전도를 행하기 위해서 일반적으로 채용되는 부재이며, 열전도율이 우수한 동등한 금속제 파이프재 내부를 배기한 상태에서 소정의 온도에서 기화하는 물 등의 전도 매체를 봉입해서 구성되고, 고능률의 열전도 능력을 가지고 있다. 이러한 특성을 갖는 흡열부(710)는 조인트 부재(600)의 외주면을 감싸도록 설치되며 조인트 부재(600)로부터 이격되어 있는 방열부(720)와 접속된다. 본 실시예에서는 조인트 부재(600)의 일부를 감싸도록 도시하였으나, 조인트 부재(600) 전체를 감싸도록 설치할 수 있다. 흡열부(710)는 조인트 부재(600)의 열을 흡하여 내부에 봉인된 전도매체(작동유체)가 액체로부터 기체로 기화되고, 기화된 전도 매체는 흡열부(710)의 저온측(방열부에 접속되어 있는 부분)으로 이동되어 냉각됨으로써 응축열을 방출하여 액화된다. 그리고 액화된 전도매체는 흡열부(710)의 고온측(조인트 부재로부터 열을 받는 부분)으로 이동하여 흡열부(710) 내부의 순환이 이루어짐으로써 고능률의 열전도 작용을 발휘하게 된다.
방열부(720)는 흡열부(710)의 끝단에 설치되어 흡열부(710)의 열기를 방열하게 된다. 방열부(720)는 외주면에 복수의 방열핀(722)(히트싱크라고도 함)들과, 방열블럭(724)에 설치되는 방열팬(726)을 포함한다. 방열부(720)는 방열팬(726)을 설치하여 방열 효율의 향상을 도모할 수 있다. 방열부(720)는 방열팬(726)에 의해 송풍을 행함으로써, 방열부(720)의 방열핀(722) 표면으로부터의 방열 촉진이 향상되게 된다.
상술한 구성을 갖는 본 발명은 노즐(400)로부터 제공되는 전도열에 의해 조인트 부재(600)가 고온이 되더라도 열방출부재(700)에 의해 조인트 부재(600)로 제공되는 열을 신속히 방출하여 조인트 부재(600)의 가열을 방지할 수 있다. 따라서, 조인트 부재(600)에 설치된 오링(610)의 열화되어 타거나 눌어붙는 문제를 예방할 수 있다.
본 실시예에서는 열방출부재의 흡열부가 조인트 부재에 설치되어 있는 것을 예로 들었으나, 도 4에서와 같이, 열방출 부재(700)의 흡열부(710)는 공정 튜브로 노출되어 있는 노즐(400)의 도입부분(420)에 직접 설치하여 조인트 부재(600)로 제공되는 전도열을 사전에 차단하는 것도 바람직하다.
이상에서, 본 발명에 따른 퍼니스형 반도체 설비의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 조인트 부재가 노즐로부터 제공되는 전도열에 의해 가열되는 것을 예방함으로써, 조인트 부재에 설치된 오링이 열화되어 타거나 눌어붙는 문제를 예방할 수 있다.
본 발명은 공정 튜브가 배기 포트와 노즐 포트를 구비함으로써 별도의 플랜지 부재를 생략할 수 있다.
Claims (9)
- 삭제
- 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비에 있어서:복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브;상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리;상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐;상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함하되;상기 열방출부재는 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비에 있어서:복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브;상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리;상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐;상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함하되;상기 열방출부재는상기 조인트 부재를 감싸도록 설치되어 상기 조인트 부재의 열을 빼앗는 흡열부; 및상기 흡열부의 열기를 방열하는 방열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 제3항에 있어서,상기 흡열부는 히트파이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비에 있어서:복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브;상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리;상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐;상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함하되;상기 열방출부재는상기 조인트 부재와 연결되는 상기 노즐의 끝단부에 설치되어 상기 노즐의 열을 빼앗는 히트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비에 있어서:복수의 기판들이 수납되는 보우트가 수용되는 공정튜브;상기 공정튜브를 둘러싸도록 설치되는 히터 어셈블리;상기 공정튜브 안으로 상기 기판 표면에 박막을 형성하기 위한 가스들을 공급하는 노즐;상기 노즐과는 조인트 부재에 의해 연결되는 가스 공급라인; 및상기 노즐의 열전도로 인한 상기 조인트 부재의 온도 상승을 방지하는 열방출부재를 포함하되;상기 열방출부재는상기 조인트 부재를 감싸도록 설치되어 상기 조인트 부재의 열을 빼앗는 히트 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 열방출부재는상기 히트 파이프의 열기를 대기중으로 방열하는 방열핀들을 갖는 히트싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 제7항에 있어서,상기 열방출부재는상기 히트싱크에 설치되는 방열팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
- 제7항에 있어서,상기 노즐은 상기 공정튜브의 내측면에 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조를 위한 퍼니스형 반도체 설비.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020070128276A KR100929536B1 (ko) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | 퍼니스형 반도체 설비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070128276A KR100929536B1 (ko) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | 퍼니스형 반도체 설비 |
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20020045299A (ko) * | 2000-12-08 | 2002-06-19 | 윤종용 | 이온주입장치의 아크챔버 |
-
2007
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Patent Citations (1)
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