KR101017836B1 - 반도체의 ｃｖｄ 공정용 아이솔레이션 밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정챔버의 내부를 진공 분위기로 형성하기 위한 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 관한 것으로서, 종래의 세미 오픈 동작되는 아이솔레이션 밸브를 배제하고, 완전 오픈 동작되도록 챔버포트를 하방으로 일정 간격 하향시켜 실린더와 연통하는 동시에 일측의 챔버포트와 경계면을 이루는 하우징의 상부의 간격을 일정 길이 하향 연장시키거나 개폐 동작을 수행하는 벨로우즈(bellows)와 연결되어 있는 압축 스프링을 삭제하여 상기 벨로우즈를 실린더 내부로 이동시킴으로써, 완전 오픈 동작이 가능하도록 하여 반도체의 CVD 공정 시 안정적인 압력 상태를 유지할 수 있고, 역류 현상의 감소를 통한 터보펌프의 블레이드 교체 비용을 절감할 수 있으며, 웨이퍼의 박막 균일도 상승 및 부산물에 의한 2차 오염을 방지할 수 있어 장비 가동률을 상승시킬 수 있는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 관한 것이다.
아이솔레이션 밸브, 공정챔버, 터보펌프, 하우징, 실린더, 압축 스프링
Description
본 발명은 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공정챔버와 터보펌프 사이에 설치되어 소정 공정이 수행되는 공정챔버의 내부를 진공 분위기로 형성하기 위한 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 사진 공정, 확산 공정, 식각 공정, 박막 증착 공정 등 제반 공정들을 반복적으로 수행하여 반도체 장치인 칩(Chip)으로 제조된다. 이와 같은 공정 중에서 박막 증착 공정은 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 공정으로, 박막증착방법에 따라 크게 물리 기상 증착 방법과 화학 기상 증착 방법으로 나누어지며, 최근에는 기체 상태의 화합물을 분해한 후 화학적 반응에 의해 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 화학 기상 증착 방법이 널리 사용되고 있다.
화학 기상 증착(CVD : Chemical Vapor Deposition) 방법은 반도체 산업에서 집적 회로 기판 표면에 얇은층의 물질을 피막하기 위해 통상적으로 사용되고 있는 가스 반응 처리 방법이다. 이러한 CVD 방법은 열, 플라즈마, 열과 플라즈마의 분해 및 가스 반응에 기초를 두고 있다. CVD 피막으로는 절연체, 유전체, 반도체, 전도체, 초전도체 및 자성체에 대해 적절하게 사용되는 여러가지 CVD 피막이 공지되어 있을지라도 실리콘 이산화물, 실리콘 질화늄, 폴리실리콘이 통상적으로 사용되고 있다.
특히, 이러한 화학 기상 증착 방법은 다시 박막을 형성시키기 위해서 화학 반응이 발생되는 조건 즉, 압력과 온도와 주입되는 에너지에 따라 크게 대기압에서 화학 기상 증착이 이루어지는 AP CVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)와, 저압에서 화학 기상 증착이 이루어지는 LP CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)와, 저압상태에서 플라즈마에 의해 화학 기상 증착이 이루어지는 PE CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 및 고밀도의 플라즈마에 의해 화학 기상 증착이 이루어지는 HDP CVD(High-Density Plasma Chemical Vapor Deposition)등으로 나누어진다.
HDP CVD 공정을 수행하는 고밀도 플라즈마 화학 증착 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.
상기 고밀도 플라즈마 화학 증착 시스템은 화학 기상 증착 공정이 진행되는 공정챔버(Process chamber)와, 상기 공정챔버로 고밀도의 플라즈마를 공급하기 터보펌프(Turbo Pump) 및, 상기 공정챔버와 터보펌프 사이에 상기 터보펌프에 의하여 배기되는 미반응 가스의 흐름을 개폐하는 아이솔레이션 밸브(isolation valve)가 구비된다.
상기 아이솔레이션 밸브는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 구비되는 기계적인 매커니즘(벨로우즈(bellows)(140) 및 압축 스프링(151))에 의해 상하로 이동함으로써 개폐되고, 이로 인해 공정챔버(210)의 세정 및 공정 진행이 이루어지도록 고밀도의 플라즈마를 공급하거나 차단시키게 된다.
그런데, 종래의 아이솔레이션 밸브는 완전 오픈(full open)이 되지 않고 세미 오픈(semi open)이 되는 바, 공정이 계속 진행하면서 발생되는 부산물에 의해 상기 아이솔레이션 밸브의 막힘 현상이 발생하게 되어 상기 터보펌프(220)의 펌핑력이 감소하게 되고, 가스의 역류현상이 발생하게 된다.
이로 인하여 각종 부산물에 의한 2차 오염이 발생하게 되고, 웨이퍼 박막이 균일하지 못하게 되어 웨이퍼의 품질 사고가 발생하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 고가의 터보펌프(220)의 블레이드가 손상되어 블레이드 교체로 인한 교체 비용이 상승하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 실린더와 연통하는 동시에 일측의 챔버포트와 경계면을 이루는 하우징의 상부의 간격을 일정 길이 하향 연장시키거나 개폐 동작을 수행하는 벨로우즈와 연결되어 있는 압축 스프링을 삭제하여 상기 벨로우즈를 실린더 내부로 이동시킴으로써, 완전 오픈 동작이 가능하도록 하여 반도체의 CVD 공정 시 안정적인 압력 상태를 유지할 수 있고, 역류 현상의 감소를 통한 터보펌프의 블레이드 교체 비용을 절감할 수 있으며, 웨이퍼의 박막 균일도 상승 및 부산물에 의한 2차 오염을 방지할 수 있어 장비 가동률을 상승시킬 수 있는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공정챔버(210)와 터보펌프(220)의 사이에 마련되어 상기 공정챔버(210)의 내부를 진공시키기 위하여 펌핑력의 유통이 가능하도록 상기 공정챔버(210)의 일측에 연결되는 챔버포트(121)와 상기 터보펌프(220)의 일측에 연결되는 펌프포트(123)를 구비한 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 상부에 마련되어 하우징(110)을 덮는 실린더(130)와, 상기 하우징(110) 내부에 장착되어 챔버포트(121) 및 펌프포트(123)를 상호 개폐시키는 벨로우즈(140)와, 상기 실린더(130)의 내부에 장착되며 상기 벨로우즈(140)와 연결되어 신축 동작하는 압축 스프링(151)을 포함하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 있어서, 상기 챔버포트(121)가 하방으로 일정 간격 하향 되어지되, 벨로우즈(140)의 최대 압축길이가 챔버포트(121)의 경계면에 일치하여 완전 오픈 동작이 가능하도록 실린더(130)와 연통하는 동시에 일측의 챔버포트(121)와 경계면을 이루는 하우징(110)의 상부 간격이 일정 길이 하향 연장되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 공정챔버(210)와 터보펌프(220)의 사이에 마련되어 상기 공정챔버(210)의 내부를 진공시키기 위하여 펌핑력의 유통이 가능하도록 상기 공정챔버(210)의 일측에 연결되는 챔버포트(121)와 상기 터보펌프(220)의 일측에 연결되는 펌프포트(123)를 구비한 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 상부에 마련되어 하우징(110)을 덮는 실린더(130)와, 상기 하우징(110) 내부에 장착되어 챔버포트(121) 및 펌프포트(123)를 상호 개폐시키는 벨로우즈(140)를 포함하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 있어서,
상기 실린더(130)에는 상기 벨로우즈(140)가 내장되며, 벨로우즈(140)의 완전 오픈 동작이 가능하도록 그 벨로우즈(140)의 최대 압축길이가 챔버포트(121)의 경계면에 일치하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 벨로우즈(140)의 폐쇄 동작시 그 단부에 결합되어 있는 결합 플레이트(141)가 상기 펌프포트(123)를 완전히 폐쇄할 수 있도록 그 벨로우즈(140)의 길이가 일정 길이 연장되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
1. 반도체의 CVD 공정 시 안정적인 압력 상태를 유지할 수 있다.
2. 역류 현상의 감소를 통한 터보펌프의 블레이드 교체 비용을 절감할 수 있다.
3. 웨이퍼의 박막 균일도 상승 및 부산물에 의한 2차 오염을 방지할 수 있다.
4. 장비 가동률이 상승하는 효과가 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브를 나타내는 일실시예이며, 도 2는 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브를 나타내는 다른 실시예이다.
본 발명에 따른 아이솔레이션 밸브는 공정챔버(210)와 터보펌프(220)의 사이에 마련되어 공정챔버(210)의 내부를 진공시키기 위한 진공 펌핑력의 유통이 가능하도록 되어 있다.
상기 아이솔레이션 밸브는 전체적으로 원통형상으로 된 하우징(110)과 이 하 우징(110)의 상부에 결합되는 실린더(130)가 마련된다.
상기 하우징(110)은 상, 하단이 모두 개구된 형태로 구현되며, 상면에는 미도시된 결합부재가 구비되어 있어 상기 실린더(130)와 결합되며, 상기 하우징(110) 및 실린더(130) 사이에 실링 기능을 갖는 실링 플레이트(143)가 구비되어 있다.
또한, 상기 하우징(110)의 측면에는 소정 공정이 수행되는 공정챔버(210)와 연결되는 챔버포트(121)가 형성되고, 하우징(110)의 하면에는 터보펌프(220)와 연결되는 펌프포트(123)가 형성된다.
이와 같은 상기 챔버포트(121)와 펌프포트(123)는 상호 연통된 구조를 갖는다.
그리고, 상기 하우징(110)의 내부에는 그 하우징(110)의 내경을 따라 상하 신축 동작하여 챔버포트(121)와 펌프포트(123)의 상호 연통과 폐쇄가 수행되도록 하는 벨로우즈(bellows)(140)가 설치된다.
상기 벨로우즈(140)의 단부에는 결합 플레이트(141)가 구비되어 상기 펌프포트(220)를 완벽하게 차단할 수 있도록 되어 있다.
한편, 상기 하우징(110)의 상부에는 실린더(130)가 마련되어 하우징(110)의 상부를 커버하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 실린더(130)의 내부에는 압축 스프링(151)이 마련되며, 이 압축 스프링(151)의 하부에는 압축 스프링(151)의 신축 동작 시 압축 스프링(151)의 마찰 및 충돌부분에 대한 완충지지를 위한 완충부재(미도시)가 마련된다.
이와 같이 구성된 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브의 일실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버포트(121)가 하방으로 일정 간격 하향 되어지되, 벨로우즈(140)의 최대 압축길이가 챔버포트(121)의 경계면에 일치하여 완전 오픈 동작이 가능하도록 실린더(130)와 연통하는 동시에 일측의 챔버포트(121)와 경계면을 이루는 하우징(110)의 상부 간격이 일정 길이 하향 연장된다.
또한, 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브의 다른 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실린더(130) 내부에서 신축 동작하는 종래의 압축 스프링(151)이 삭제되고, 대신에 상기 실린더(130)의 내부에 상기 벨로우즈(140)가 내장되며, 벨로우즈(140)의 완전 오픈 동작이 가능하도록 그 벨로우즈(140)의 최대 압축길이가 챔버포트(121)의 경계면에 일치하게 된다.
이때, 상기 벨로우즈(140)의 폐쇄 동작시 종래와 같이 그 단부에 결합되어 있는 결합 플레이트(141)가 상기 펌프포트(123)를 완전히 폐쇄할 수 있도록 그 벨로우즈(140)의 길이 또한 일정 길이 연장됨이 바람직하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브를 나타내는 일실시예,
도 2는 본 발명에 따른 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브를 나타내는 다른 실시예,
도 3은 종래의 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브의 작동 상태를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 하우징 121 : 챔버포트
123 : 펌프포트 130 : 실린더
140 : 벨로우즈 141 : 결합 플레이트
151 : 압축 스프링 210 : 공정챔버
220 : 터보펌프
Claims (3)
- 공정챔버와 터보펌프의 사이에 마련되어 상기 공정챔버의 내부를 진공시키기 위하여 펌핑력의 유통이 가능하도록 상기 공정챔버의 일측에 연결되는 챔버포트와 상기 터보펌프의 일측에 연결되는 펌프포트를 구비한 하우징과, 상기 하우징의 상부에 마련되어 하우징을 덮는 실린더와, 상기 하우징 내부에 장착되어 챔버포트 및 펌프포트를 상호 개폐시키는 벨로우즈와, 상기 실린더의 내부에 장착되며 상기 벨로우즈와 연결되어 신축 동작하는 압축 스프링을 포함하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 있어서,상기 챔버포트가 하방으로 일정 간격 하향 되어지되, 벨로우즈의 최대 압축길이가 챔버포트의 경계면에 일치하여 완전 오픈 동작이 가능하도록 실린더와 연통하는 동시에 일측의 챔버포트와 경계면을 이루는 하우징의 상부 간격이 일정 길이 하향 연장되도록 구성되며,상기 벨로우즈의 폐쇄 동작시 그 단부에 결합되어 있는 결합 플레이트가 상기 펌프포트를 완전히 폐쇄할 수 있도록 그 벨로우즈의 길이가 일정 길이 연장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브.
- 공정챔버와 터보펌프의 사이에 마련되어 상기 공정챔버의 내부를 진공시키기 위하여 펌핑력의 유통이 가능하도록 상기 공정챔버의 일측에 연결되는 챔버포트와 상기 터보펌프의 일측에 연결되는 펌프포트를 구비한 하우징과, 상기 하우징의 상부에 마련되어 하우징을 덮는 실린더와, 상기 하우징 내부에 장착되어 챔버포트 및 펌프포트를 상호 개폐시키는 벨로우즈를 포함하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브에 있어서,상기 실린더에는 상기 벨로우즈가 내장되며, 벨로우즈의 완전 오픈 동작이 가능하도록 그 벨로우즈의 최대 압축길이가 챔버포트의 경계면에 일치하도록 구성되며,상기 벨로우즈의 폐쇄 동작시 그 단부에 결합되어 있는 결합 플레이트가 상기 펌프포트를 완전히 폐쇄할 수 있도록 그 벨로우즈의 길이가 일정 길이 연장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체의 CVD 공정용 아이솔레이션 밸브.
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| KR20060096541A (ko) * | 2005-03-02 | 2006-09-13 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치에서의 아이솔레이션 밸브 |
| KR20060113155A (ko) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | 삼성전자주식회사 | 아이솔레이션 밸브 |
-
2008
- 2008-08-14 KR KR1020080079974A patent/KR101017836B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060096541A (ko) * | 2005-03-02 | 2006-09-13 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조 장치에서의 아이솔레이션 밸브 |
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