KR102180091B1 - 종형 확산로 - Google Patents

종형 확산로 Download PDF

Info

Publication number
KR102180091B1
KR102180091B1 KR1020200071536A KR20200071536A KR102180091B1 KR 102180091 B1 KR102180091 B1 KR 102180091B1 KR 1020200071536 A KR1020200071536 A KR 1020200071536A KR 20200071536 A KR20200071536 A KR 20200071536A KR 102180091 B1 KR102180091 B1 KR 102180091B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
boat
reactor tube
additional
tube
wafer
Prior art date
Application number
KR1020200071536A
Other languages
English (en)
Inventor
박영규
Original Assignee
박영규
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박영규 filed Critical 박영규
Priority to KR1020200071536A priority Critical patent/KR102180091B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102180091B1 publication Critical patent/KR102180091B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67126—Apparatus for sealing, encapsulating, glassing, decapsulating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67161—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers
    • H01L21/67178—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the layout of the process chambers vertical arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices

Abstract

본 발명은 반도체소자를 제조하기 위한 것으로 1회에 수십 장 혹은 100장 이상을 동시에 증착할 수 있어서 생산성이 향상되고, 공정가스의 라미나 플로우가 이루어질 수 있어서 막의 균일성을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 특징은, 클린룸(10)에서 지하에 매립되고 내부공간이 지상으로 개방되어 인입되는 웨이퍼에 원자 층을 증착시키는 원자로튜브(100)와, 원자로튜브(100)에 열을 가하는 히터(200)와, 원자로튜브(100)의 상부에 구비되는 튜브매니폴드(300)와, 튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 원자로튜브(100)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 원자로튜브(100)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와, 원자로튜브(100)의 내부공기를 외부로 배기시키는 배기부(700)와, 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와, 원자로튜브(100)의 상부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 원자로튜브(100)의 내부공간으로 수용되는 보트(900)와, 보트(900)의 상부에 구비되어 보트(900)가 원자로튜브(100)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 보트캡(1000)과, 보트(900)를 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입 및 인출시키는 보트엘리베이터(1100)를 포함한다.

Description

종형 확산로{VERTICAL DIFFUSION FURNACE}
본 발명은 반도체소자를 제조하기 위한 것으로, 1회에 수십 장 혹은 100장 이상을 동시에 증착할 수 있어서 생산성이 향상되고, 공정가스의 라미나 플로우가 이루어질 수 있어서 막의 균일성을 개선시킬 수 있는 종형 확산로에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서 기판(wafer)위에 여러 특성을 가진 박막(film)을 증착한다. 증착하는 방식에 따라서 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 원자 층 증착법(Atomic Layer Deposition) 등이 있고 화학 기상 증착법은 플라즈마(Plasma)를 이용한 방식인 플라즈마 화학 기상 증착법과 플라즈마 없이 열만으로 증착을 하는 열화학 증착법으로 구분된다.
화학 기상 증착과 원자 층 증착을 하기 위한 장치로는 기판을 한 장씩 증착하는 매엽식 설비와 여러 장 이상을 동시에 증착하는 배치(Batch)식 증착 설비가 있다.
현재 사용 중인 종형확산로는 설비가 클린룸(FAB) 위에 설치되고 기판이 로딩된 보트(Boat)가 증착이 이루어지는 반응 챔버(Chamber)인 튜브(Tube)의 하단에서 상단으로 들어가게 되어있다.
클린룸은 보통 4~4.5m의 높이인데 이러한 높이의 제한에 맞추기 위해 보트와 튜브의 길이는 각 2m 이하로 제한된다. 이러한 제한된 보트와 튜브로 인해 1회에 보트에 적재되는 기판의 매수는 200매 이하로 제한된다. 실제로는 보통 한 배치에 150매 정도를 사용한다.
그러나, 증착 반응이 이루어지는 튜브가 클린룸 지상에 위치하여 진공과 배기를 위한 배관장치와 공정가스의 공급포트가 튜브의 하단인 튜브매니폴드에 위치하여 공정가스의 라미나 플로우(Laminar Flow)에 문제가 생기게 되고 이로 인해 기판에 형성되는 박막 두께의 균일성에 제한이 있다.
또한, 일반적인 종형 확산로는 한대의 설비를 독립적으로 사용하여 한 대의 설비에 웨이퍼 이송로봇이 한 대씩 있고 공정이 완료되면 클린룸으로 나오게 되어 있어 대기 중에 노출된다. 이로 인해 대기 노출이 문제가 되는 여러 박막을 사용하는 경우에 박막의 특성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 배경기술은 공개특허공보 10-2007-0023330호가 2007.02.28.일자로 대한민국특허청에 공개되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 클린룸 높이 제한의 한계를 극복하여 생산량을 극대화하고 배기 성능을 향상시킬 수 있는 종형 확산로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는, 대기노출을 하지 않고 두 개 이상의 박막을 증착하기 위한 증착로를 다수로 구비하여 활용할 수 있는 종형 확산로를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 종형 확산로는, 클린룸(10)에서 지하에 매립되고 내부공간이 지상으로 개방되어 인입되는 웨이퍼에 원자 층을 증착시키는 원자로튜브(100)와, 원자로튜브(100)에 열을 가하는 히터(200)와, 원자로튜브(100)의 상부에 구비되는 튜브매니폴드(300)와, 튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 원자로튜브(100)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 원자로튜브(100)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와, 원자로튜브(100)의 내부공기를 외부로 배기시키는 배기부(700)와, 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와, 원자로튜브(100)의 상부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 원자로튜브(100)의 내부공간으로 수용되는 보트(900)와, 보트(900)의 상부에 구비되어 보트(900)가 원자로튜브(100)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 보트캡(1000)과, 보트(900)를 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입 및 인출시키는 보트엘리베이터(1100)와, 원자로튜브(100)의 상부로 이격되게 배치되면서 내부공간이 하부로 개방되는 추가원자로튜브(101)와, 추가원자로튜브(101)에 열을 가하는 히터(200)와, 추가원자로튜브(101)의 입구에 구비되는 튜브매니폴드(300)와, 튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 추가원자로튜브(101)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 추가원자로튜브(101)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와, 추가원자로튜브(101)의 내부공기를 외부로 배기시키는 제1배기밸브(701)와, 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와, 추가원자로튜브(101)의 하부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 추가원자로튜브(101)의 내부공간으로 수용되는 추가보트(901)와, 추가보트(901)의 하부에 구비되어 추가보트(901)가 추가원자로튜브(101)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 추가보트캡(1300)과, 추가보트(901)를 승강시켜서 추가원자로튜브(101)에 인출 및 인입시키는 추가엘리베이터(1400)를 포함하고, 클림룸(10)은 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시키기 위한 웨이퍼이송로봇(20)이 위치되는 웨이퍼이송로봇룸(11)과, 웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측으로 마주보면서 원자로튜브(100) 및 보트(900)가 설치되는 복수의 보트룸(12)과, 웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측에 구비된 상태로 개폐동작되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)들을 연통시키거나 폐쇄시키는 복수의 게이트도어(13)와, 보트룸(12)에 연통되게 형성되어 원자로튜브(100)를 개방하는 셔터(800)가 위치되는 셔터레스트(14)를 포함하고, 웨이퍼이송로봇룸(11)에는 복수로 구성되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 나란히 배치되어 웨이퍼이송로봇(20)들이 각각 이송되는 레일(15)이 설치되며, 공정가스인 질소(N2)가 공급되도록 설계될 수 있어서 웨이퍼이송로봇(20)에 의해 웨이퍼가 대기에 노출되지 않는 상태로 이송될 수 있으며, 보트(900)들이 레일(15)의 길이방향을 따라 배열되며, 웨이퍼이송로봇룸(11)에 웨이퍼를 공급하기 위한 웨이퍼공급실(16)이 연결되고, 웨이퍼이송로봇룸(11) 및 웨이퍼공급실(16)의 사이에 웨이퍼이송도어(17)들이 설치되며, 웨이퍼이송도어(17)들은 레일(15)들에 각각 근접되게 형성되고, 게이트도어(13)는 웨이퍼이송로봇(20)이 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시킬 수 있도록 외부로부터 전달되는 힘에 의해 슬라이딩되어서 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)을 연통시키는 미닫이문 형태로 구성되고, 게이트도어(13)가 폐쇄동작되면 웨이퍼이송로봇룸(11)에서 보트룸(12)으로 공기이동이 방지될 수 있고, 웨이퍼이송로봇(20)은 보트(900)에 웨이퍼를 로딩시키고 보트(900)에 로딩된 웨이퍼를 언로딩시키는 로딩/언로딩부(21)와, 로딩/언로딩부(21)를 승강시키는 승강부(22)와, 승강부(22)에 고정된 상태로 레일(15)을 따라 승강부(22)를 보트(900)로 이송시키는 이송부(23)를 포함하고, 튜브매니폴드(300)는 일측에 외부에서 하부로 관통되게 가스공급통로(310)가 형성되어 공정가스공급포트(400)가 연결되며, 타측에 외부에서 하부로 관통되게 공기배출통로(320)가 형성되어 상부배기밸브(500)가 연결되고, 공정가스공급포트(400)는 튜브매니폴드(300)에 연결되는 가스공급관(410)과, 가스공급관(410)에서 분기되는 분기관(420)과, 가스공급관(410) 및 분기관(420)의 사이에 연결된 상태로 공정가스를 가스공급관(410)로 공급하거나 분기관(420)로 공급하는 공급밸브(430)를 포함하고, 공급밸브(430)가 조작되어 공정가스가 분기관(420)을 통해 보트룸(12)으로 공급되므로, 대기에 노출되지 않는 보트룸(12)의 내부공간에서 웨이퍼가 이동될 수 있으며, 배기부(700)는 원자로튜브(100)의 하부에 연결되어 공기가 배기되는 배기관에 연결되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 하부배기밸브(600)와, 배기관에 구비되어 원자로튜브(100)의 내부압력을 체크하면서 하부배기밸브(600)를 제어하는 자동압력컨트롤러(1200)와, 튜브매니폴드(300)의 타측에 연결된 상태로 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제어되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 상부배기밸브(500)를 포함하고, 상부배기밸브(500)가 하부배기밸브(600)와 함께 개방되면 원자로튜브(100)의 내부공기가 신속하게 배출될 수 있으며, 자동압력컨트롤러(1200)는 원자로튜브(100)에 연결되는 배기관을 통해 압력을 센싱하는 센서를 포함하고, 센서가 원자로튜브(100)의 공기압력을 체크함에 따라 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)를 제어할 수 있고, 셔터(800)는 구동장치에 의해 전진되어서 원자로튜브(100)의 입구를 폐쇄하고, 후진되어서 셔터레스트(14)로 이동되어 원자로튜브(100)의 입구를 개방하며, 보트캡(1000)은 보트체결부(1020)에 의해 체결되어 보트(900)에서 전달되는 열을 차단하는 보트단열재(1010)를 포함하며, 보트엘리베이터(1100)는 보트캡(1000)에서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 가이드블록(1110)과, 가이드블록(1110)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 승강나사축(1120)과, 승강나사축(1120)을 회전시키는 구동부(1130)와, 가이드블록(1110)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 가이드샤프트(1140)를 포함하고, 추가엘리베이터(1400)는 추가보트캡(1300)에 연결되면서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 추가블록(1410)과, 추가블록(1410)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 추가나사축(1420)과, 추가나사축(1420)을 회전시키는 추가구동부(1430)와, 추가블록(1410)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 추가샤프트(1440)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
바람직하게, 원자로튜브(100)는 하부가 클린룸(10)의 지하에 매립되어서 설치되되 전체길이의 10% 이상으로 매립될 수 있는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명은, 튜브와 히터 등을 클린룸 지하에 구비하여 웨이퍼가 적재되는 보트와 튜브의 길이를 최대로 증대시킬 수 있어서 1회 박막 공정에 웨이퍼의 개수를 300매 이상으로 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 튜브의 위치를 클린룸 지하에 구비하여 진공밸브와 배관을 튜브의 하부 중앙에 설치하여 튜브의 튜브매니폴드의 공정가스공급포트의 반대편에 위치시킴으로써 공정가스의 흐름을 라미나 플로우에 가깝게 하여 증착되는 박막의 두께 균일성이 좋아지는 효과가 있다.
또한, 원자 층 증착법과 같이 공정가스공법과 진공배기가 번갈아 가면서 적용되는 공정에서 배기를 상부배기밸브와 하부배기밸브에서 진행하여 원하는 진공도에 도착하는 시간과 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 확산로는 2열로 마주보게 설치하고 가운데에 웨이퍼 이송 로봇을 설치하여 클린룸 면적을 효율적으로 사용할 수 있고, 가운데에 위치하는 웨이퍼 이송 로봇 룸에 N2(질소)분위기를 유지하여 1개의 튜브에서 박막공정이 완료되면 동일 룸과 연결된 다른 튜브로 대기 중에 노출됨이 없이 이송되어 다른 박막을 증착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명에서 지하에 매립되는 원자로튜브 및 웨이퍼가 로딩/언로딩되는 보트를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 보트가 원자로튜브에 인입된 상태를 보인 도면.
도 4는 본 발명에서 클린룸의 다른 실시예를 보인 평면도.
도 5는 본 발명에 적용되는 엘리베이터 및 추가엘리베이터가 상하로 위치된 상태를 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 추가엘리베이터에 의해 보트가 하강되어서 원자로튜브에 삽입된 상태를 보인 도면.
도 7은 본 발명의 추가엘리베이터에 의해 추가보트가 추가원자로튜브에 삽입된 상태를 보인 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 종형 확산로는, 클린룸(10)에서 지하에 매립되고 내부공간이 지상으로 개방되어 인입되는 웨이퍼에 원자 층을 증착시키는 원자로튜브(100)와, 원자로튜브(100)에 열을 가하는 히터(200)와, 원자로튜브(100)의 상부에 구비되는 튜브매니폴드(300)와, 튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 원자로튜브(100)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 원자로튜브(100)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와, 원자로튜브(100)의 내부공기를 외부로 배기시키는 배기부(700)와, 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와, 원자로튜브(100)의 상부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 원자로튜브(100)의 내부공간으로 수용되는 보트(900)와, 보트(900)의 상부에 구비되어 보트(900)가 원자로튜브(100)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 보트캡(1000)과, 보트(900)를 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입 및 인출시키는 보트엘리베이터(1100)를 포함한다.
공정가스는 질소(N2)일 수 있다.
클린룸(10)은 청정도 또는 온습도 등의 환경조건이 고도의 레벨로 제어될 수 있다. 이러한, 클린룸(10)에 형성되는 하부 CSF(Clean Sub Fab)층에 원자로튜브(100)가 매립된다. 그리고, 클린룸(10)은 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시키기 위한 웨이퍼이송로봇(20)이 위치되는 웨이퍼이송로봇룸(11)과, 웨이퍼이송로봇룸(11)에 연이어지면서 원자로튜브(100) 및 보트(900)가 설치되는 보트룸(12)과, 웨이퍼이송로봇룸(11) 및 보트룸(12)의 사이에 구비된 상태로 개폐동작되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)들을 연통시키거나 폐쇄시키는 복수의 게이트도어(13)와, 보트룸(12)에 연통되게 형성되어 원자로튜브(100)를 개방하는 셔터(800)가 위치되는 셔터레스트(14)를 포함한다.
웨이퍼이송로봇룸(11)에는 LM가이드로 이루어지는 레일(15)이 설치된다. 레일(15)은 일단이 보트(900)쪽으로 향하고 타단이 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급부(미도시)로 향하게 설치될 수 있다. 그리고, 웨이퍼이송로봇룸(11)에는 공정가스인 질소(N2)가 공급되도록 설계될 수 있어서 웨이퍼이송로봇(20)에 의해 웨이퍼가 대기에 노출되지 않는 상태로 이송될 수 있다.
웨이퍼이송로봇룸(11) 및 보트룸(12)은 각각의 내부공간을 개폐하는 도어들이 각각 설치될 수 있다.
게이트도어(13)는 웨이퍼이송로봇(20)이 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시킬 수 있도록 외부로부터 전달되는 힘에 의해 슬라이딩되어서 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)을 연통시키는 미닫이문 형태로 구성될 수 있다. 이러한, 게이트도어(13)가 폐쇄동작되면 웨이퍼이송로봇룸(11)에서 보트룸(12)으로 공기이동이 방지될 수 있다.
웨이퍼이송로봇(20)의 일실시예는 보트(900)에 웨이퍼를 로딩시키고 보트(900)에 로딩된 웨이퍼를 언로딩시키는 로딩/언로딩부(21)와, 로딩/언로딩부(21)를 승강시키는 승강부(22)와, 승강부(22)에 고정된 상태로 레일(15)을 따라 승강부(22)를 보트(900)로 이송시키는 이송부(23)를 포함한다.
로딩/언로딩부(21)는 웨이퍼를 파지하는 집게를 포함하고 있어서 웨이퍼를 파지하여 보트(900)에 인입시키거나 인출시킬 수 있다.
승강부(22)는 로딩/언로딩부(21)가 연결되는 실린더축을 상하로 신축시키는 실린더로 구성될 수 있다.
이송부(23)는 리니어모터로 구성될 수 있다.
따라서, 이송부(23)인 리니어모터가 자력에 의해 레일(15)을 따라 이동하므로 로딩/언로딩부(21)와 함께 승강부(22)가 보트(900)로 이동되거나 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급부(미도시)로 이동될 수 있다.
원자로튜브(Reactor Tube)(100)에서는 원자층 증착 방법, CVD 막 증착 방법, 산화막 성장 방법 및 열처리공정(ANNEAL) 등이 이루어질 수 있다.
일예로 원자층 증착 방법은 하나의 기체 물질인 공정가스가 주입되면 이를 퍼지(purge)하여 가열된 웨이퍼의 상부에 물리적으로 흡착된 기체만을 잔류시키고, 이후 다른 기체 물질인 공정가스를 주입함으로써 웨이퍼의 상면에서만 발생되는 화학 반응 생성물을 증착한다. 이러한 원자층 증착 방법을 통해 구현되는 박막은 스텝 커버리지 특성이 매우 우수하며 불순물 함유량이 낮은 순수한 박막을 구현하는 것이 가능한 장점이 있다.
이러한, 원자로튜브(100)는 하부가 클린룸(10)의 지하층(CSF 층)에 매립되어서 설치되되 전체길이의 10% 이상으로 매립될 수 있다. 물론, 원자로튜브(100)가 클린룸(10)의 지하에 완전히 매립될 수도 있다.
히터(200)는 원자로튜브(100)를 감싸는 상태로 발열되는 히팅코일로 구성될 수 있다. 이러한, 히터(200)에 의해 원자로튜브(100)에서는 섭씨 500~1,100도의 고온이 발생되므로 웨이퍼에 불순물 원자를 확산시키는 작업이 이루어질 수 있다.
튜브매니폴드(Manifold)(300)는 상하로 관통되는 관통홀이 형성되어 있어서 보트(900)가 관통홀을 통해 승강될 수 있고, 하부에 원자로튜브(100)의 입구가 연결되는 상태에서 상부에 셔터(800)나 보트캡(1000)이 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간이 폐쇄될 수 있다.
그리고, 튜브매니폴드(300)는 일측의 외부에서 하부로 관통되게 가스공급통로(310)가 형성되어 공정가스공급포트(400)가 연결되고, 타측의 외부에서 하부로 관통되게 공기배출통로(320)가 형성되어 후술되는 상부배기밸브(500)가 연결된다.
따라서, 공정가스공급포트(400)에서 공급되는 공정가스가 가스공급통로(310)를 통해 원자로튜브(100)의 내부공간으로 공급된다. 그리고, 상부배기밸브(500)가 개방되면 원자로튜브(100)의 내부공기가 공기배출통로(320)를 통해 외부로 배출된다.
이러한, 튜브매니폴드(300)가 원자로튜브(100)의 상부에 설치되면서 지상에 노출되므로 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있다.
공정가스공급포트(400)는 튜브매니폴드(300)에 연결되어 외부로부터 공급되는 질소(N2)와 같은 공정가스를 원자로튜브(100)로 공급할 수 있다.
따라서, 원자로튜브(100)가 진공된 상태에서 원자로튜브(100)의 상부에 위치하는 공정가스공급포트(400)를 통해 공급되는 공정가스가 원자로튜브(100)의 상부에서 하부로 흘러내리면서 라미나 플로우(Laminar Flow)현상이 형성될 수 있다.
그리고, 공정가스공급포트(400)는 튜브매니폴드(300)에 연결되는 가스공급관(410)과, 가스공급관(410)에서 분기되는 분기관(420)과, 가스공급관(410) 및 분기관(420)의 사이에 연결된 상태로 공정가스를 가스공급관(410)로 공급하거나 분기관(420)로 공급하는 공급밸브(430)를 포함한다.
따라서, 공급밸브(430)가 조작되어 공정가스가 분기관(420)을 통해 보트룸(12)으로 공급되므로, 대기에 노출되지 않는 보트룸(12)의 내부공간에서 웨이퍼가 이동될 수 있다.
배기부(700)는 원자로튜브(100)의 하부에 연결되어 공기가 배기되는 배기관에 연결되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 하부배기밸브(600)와, 배기관에 구비되어 원자로튜브(100)의 내부압력을 체크하면서 하부배기밸브(600)를 제어하는 자동압력컨트롤러(1200)를 포함한다.
배기관에는 공기를 강제로 배기시키는 진공펌프가 연결된다.
따라서, 진공펌프가 작동되는 상태에서 자동압력컨트롤러(1200)가 하부배기밸브(600)를 개방시키면 원자로튜브(100)의 내부공기가 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 배기부(700)는 튜브매니폴드(300)의 타측에 연결된 상태로 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제어되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 상부배기밸브(500)를 포함한다.
여기서, 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 상부배기밸브(500) 또는 하부배기밸브(600)가 선택적으로 제어되거나 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)가 함께 제어될 수 있다. 이때, 상부배기밸브(500)가 하부배기밸브(600)와 함께 개방되면 원자로튜브(100)의 내부공기가 더욱 신속하게 배출될 수 있다.
자동압력컨트롤러(1200)는 원자로튜브(100)에 연결되는 배기관을 통해 압력을 센싱하는 센서를 포함하고 있어서, 원자로튜브(100)의 공기압력을 체크함에 따라 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)를 적절하게 제어할 수 있다.
따라서, 보트캡(1000)이 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하고 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)가 개방된 상태에서 진공펌프가 작동되면 원자로튜브(100)의 내부공간에서 내부공기가 외부로 배출된다. 이때, 내부공기가 외부로 배출된 후에 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)가 폐쇄되면, 원자로튜브(100)의 내부공간에 진공상태가 이루어진다.
셔터(800)는 실린더와 같은 구동장치에 의해 전진되어서 원자로튜브(100)의 입구를 폐쇄하고, 후진되어서 셔터레스트(14)로 이동되어 원자로튜브(100)의 입구를 개방한다.
보트(Boat)(900)는 상하로 이격되는 다수의 공간이 형성되어 웨이퍼들이 적재될 수 있다.
보트캡(1000)은 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 보트(900)가 인입된 원자로튜브(100)의 입구를 폐쇄할 수 있다.
이러한, 보트캡(1000)은 보트체결부(1020)에 의해 체결되어 보트(900)에서 전달되는 열을 차단하는 보트단열재(1010)를 포함한다. 보트단열재(1010)는 보트캡(1000)의 하부에 형성되어 보트(900)에 밀착될 수 있다. 보트체결부(1020)는 보트캡(1000) 및 보트단열재(1010)를 관통하는 볼트 및 볼트에 결합되는 너트를 포함한다. 따라서, 보트체결부(1020)를 분리시켜서 보트단열재(1010)를 교체시킬 수 있다.
보트엘리베이터(1100)는 보트캡(1000)에서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 가이드블록(1110)과, 가이드블록(1110)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 승강나사축(1120)과, 승강나사축(1120)을 회전시키는 구동부(1130)와, 가이드블록(1110)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 가이드샤프트(1140)를 포함한다.
구동부(1130)는 승강나사축(1120)에 축결합되는 모터로 구성되어 보트룸(12)의 상부에 고정된다.
여기서, 승강나사축(1120)과 구동부(1130) 및 가이드샤프트(1140)는 셔터(800)가 이동될 때 간섭되지 않는 위치에 설치되어야 한다.
따라서, 구동부(1130)가 승강나사축(1120)을 정회전시키면 가이드블록(1110)과 함께 보트(900)가 상승되어 원자로튜브(100)에서 외부로 배출된다. 이때, 웨이퍼이송로봇(20)이 상승된 보트(900)에 웨이퍼를 로딩시킬 수 있다. 또한, 구동부(1130)가 피니언(1130)을 역회전시키면 보트(900)가 하강되어 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입된다.
더욱 상세하게는, 히터(200)가 원자로튜브(100)에 열을 가하는 상태에서 셔터(800)가 개방되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개방하면, 보트엘리베이터(1100)가 웨이퍼가 탑재된 보트(900)를 하강시켜서 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입시킨다. 계속해서, 보트캡(1000)이 튜브매니폴드(300)에 밀착되어서 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄한다.
이러한 상태에서, 상부배기밸브(500)나 하부배기밸브(600)를 개방시켜 원자로튜브(100)에서 내부공기를 배출시키면서 원자로튜브(100)의 내부공간에 진공을 형성시킨다. 그리고, 공정가스공급포트(400)를 작동시켜서 원자로튜브(100)의 내부공간에 공정가스를 공급한다.
이때, 공정가스공급포트(400)를 통해 공급되는 공정가스가 상부에서 하부로 흘러내리면서 라미나 플로우를 형성한다. 이에 의해, 공정가스가 웨이퍼의 표면에 고르게 접촉되어서 반응하면 박막이 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 클린룸(10)은 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시키기 위한 웨이퍼이송로봇(20)이 위치되는 웨이퍼이송로봇룸(11)과, 웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측으로 마주보면서 원자로튜브(100) 및 보트(900)가 설치되는 복수의 보트룸(12)과, 웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측에 구비된 상태로 개폐동작되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)들을 연통시키거나 폐쇄시키는 복수의 게이트도어(13)를 포함한다.
여기서, 원자로튜브(100) 및 보트(900)는 다수로 구성되어 보트룸(12)에서 일정간격으로 이격되면서 나란히 배치될 수 있다. 그리고, 원자로튜브(100)들에 각각 연결되는 공정가스공급포트(400)들에서 각기 다른 공정가스가 공급될 수 있다. 따라서, 원자로튜브(100)들에서 각기 다른 종류의 공정가스들이 공급될 수 있어서 웨이퍼의 양측면에 서로 다른 박막이 형성될 수 있다. 더욱이, 원자로튜브(100)들에서 웨이퍼들의 작업이 이루어지므로 작업량이 향상될 수 있다.
웨이퍼이송로봇룸(11)에는 레일(15)이 복수로 구성되어 나란히 배치되므로, 웨이퍼이송로봇(20)이 복수로 구성되어 각각의 레일(15)을 따라 이동될 있다.
그리고, 전술한 레일(15)이 복수로 구성되는 경우 웨이퍼이송로봇(20)들이 레일(15)들을 따라 각각 이동될 수 있다. 즉, 웨이퍼이송로봇(20)에 의해 보트룸(12)들에 배치되는 보트(900)들에 웨이퍼가 공급될 수 있으므로 공급시간이 단축될 수 있다.
또한, 웨이퍼이송로봇룸(11)에 웨이퍼를 공급하기 위한 웨이퍼공급실(16)이 연결되고, 웨이퍼이송로봇룸(11) 및 웨이퍼공급실(16)의 사이에 웨이퍼이송도어(17)들이 설치될 수 있다. 웨이퍼이송도어(17)들은 전술한 레일(15)들에 각각 근접되게 형성된다. 이에 의해, 웨이퍼이송로봇(20)들이 각각의 레일(15)을 따라 이동되어서 웨이퍼이송도어(17)들이 개방되면 웨이퍼공급실(16)에서 웨이퍼를 이송시켜서 보트(900)들마다 공급할 수 있다.
이와 같이, 웨이퍼이송로봇(20)들이 웨이퍼공급실(16)에서 공급받은 웨이퍼를 탑재한 상태로 레일(15)을 따라 이동하여서 보트(900)들에 웨이퍼를 공급하므로, 보트(900)들에 의해 공급되는 웨이퍼들이 각각의 원자로튜브(100)에서 원자층 증착 방법으로 박막이 형성될 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 원자로튜브(100)의 상부로 이격되게 배치되면서 내부공간이 하부로 개방되는 추가원자로튜브(101)와, 추가원자로튜브(101)에 열을 가하는 히터(200)와, 추가원자로튜브(101)의 입구에 구비되는 튜브매니폴드(300)와, 튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 추가원자로튜브(101)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 추가원자로튜브(101)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와, 추가원자로튜브(101)의 내부공기를 외부로 배기시키는 제1배기밸브(701)와, 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와, 추가원자로튜브(101)의 하부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 추가원자로튜브(101)의 내부공간으로 수용되는 추가보트(901)와, 추가보트(901)의 하부에 구비되어 추가보트(901)가 추가원자로튜브(101)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 추가보트캡(1300)과, 추가보트(901)를 승강시켜서 추가원자로튜브(101)에 인출 및 인입시키는 추가엘리베이터(1400)를 포함한다.
추가원자로튜브(101)는 전술한 원자로튜브(100)와 동일한 구조로 형성되면서 내부공간이 하부를 향한다. 이러한, 추가원자로튜브(101)는 다수로 구성되면서 2열로 배열되면서 웨이퍼이송로봇(20)들의 양측에 배치될 수 있어서, 웨이퍼 작업량이 증대될 수 있다.
히터(200)와, 튜브매니폴드(300)와, 공정가스공급포트(400)와, 셔터(800)와, 추가보트(901)는 전술한 바와 동일하게 구성되므로 자세한 설명은 생략한다.
그리고, 보트(900)이 지하에 매설되고 추가원자로튜브(101)가 원자로튜브(100)의 상부에 위치되므로 보트룸(12)의 상하높이는 약간 증대되지만 보트룸(12)의 전후좌우 폭은 증대되지 않는다. 즉, 보트룸(12)의 협소한 공간에서 2개의 원자로튜브를 사용할 수 있는 이점이 있다.
제1배기밸브(701)는 공정가스공급포트(400)에 연결되고 진공펌프가 설치된 배기관에 연결되어 전술한 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 진공펌프가 작동되면서 제1배기밸브(701)가 개방되면 추가원자로튜브(101)의 내부공기가 외부로 배출될 수 있다.
그리고, 추가원자로튜브(101)는 상부에 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제어되는 제2배기밸브(702)가 연결될 수 있다.
추가보트캡(1300)이 보트(900)의 하부에 설치되므로 추가보트캡(1300)과 함께 보트(900)가 상승되어서 추가원자로튜브(101)에 인입될 수 있다. 그리고, 추가보트캡(1300)에도 보트단열재(1010)가 적용될 수 있다.
추가엘리베이터(1400)는 추가보트캡(1300)에 연결되면서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 추가블록(1410)과, 추가블록(1410)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 추가나사축(1420)과, 추가나사축(1420)을 회전시키는 추가구동부(1430)와, 추가블록(1410)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 추가샤프트(1440)를 포함한다.
추가나사축(1420)은 승강나사축(1120)과 동일하고, 추가구동부(1430)은 구동부(1130)과 동일하며, 추가샤프트(1440)는 가이드샤프트(1140)과 동일하게 구성되므로, 자세한 설명은 생략한다.
추가블록(1410)의 상부에는 추가보트캡(1300)이 연결되고 추가블록(1410)의 하부에는 보트캡(1000)이 연결된다.
따라서, 추가나사축(1420)이 회전되어 추가블록(1410)이 상승되면 추가보트캡(1300)이 상승되어 상부에 위치되면서 웨이퍼가 로딩된 추가보트(901)가 추가원자로튜브(101)에 인입된다.
더욱 상세하게는, 히터(200)가 추가원자로튜브(101)에 열을 가하는 상태에서 셔터(800)가 개방되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 개방하면, 보트리프트(1400)에 의해 추가보트(901)가 상승되어서 추가원자로튜브(101)에 인입된다. 그리고, 추가보트캡(1300)이 튜브매니폴드(300)에 밀착되어서 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄한다.
이러한 상태에서, 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제1배기밸브(701) 및 제2배기밸브(702)가 개방되면 추가원자로튜브(101)의 내부공간에 진공이 형성된다.
이어서, 공정가스공급포트(400)에 의해 공정가스가 추가원자로튜브(101)의 내부공간으로 공급된다. 이어서, 공급되는 공정가스가 보트(900)에 탑재된 웨이퍼의 표면에 막을 형성시킬 수 있다.
웨이퍼의 표면에 막이 형성된 후에 추가블록(1410)이 하강되면 추가보트(901)도 함께 하강되어서 추가원자로튜브(101)에서 배출된다. 이때, 웨이퍼이송로봇(20)이 배출된 추가보트(901)에서 웨이퍼를 언로딩시킨다.
이와 같이, 상하로 위치되는 추가원자로튜브(101) 및 원자로튜브(100)에서 웨이퍼들에 대한 작업이 이루어지므로 작업효율이 증대될 수 있다.
이와 같은, 본 발명은 반도체소자를 제조하기 위한 것으로 1회에 수십 장 혹은 100장 이상을 동시에 증착할 수 있어서 생산성이 향상되고, 공정가스의 라미나 플로우가 이루어질 수 있어서 막의 균일성을 개선시키므로, 해당 분야에 적용되어 널리 사용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의의 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 클린룸 11 : 웨이퍼이송로봇룸
12 : 보트룸 13 : 게이트도어
14 : 셔터레스트 20 : 웨이퍼이송로봇
21 : 로딩/언로딩부 22 : 승강부
23 : 이송부 100 : 원자로튜브
200 : 히터 300 : 튜브매니폴드
310 : 가스공급통로 320 : 공기배출통로
400 : 공정가스공급포트 410 : 가스공급관
420 : 분기관 430 : 공급밸브
500 : 상부배기밸브 600 : 하부배기밸브
700 : 배기부 701 : 제1배기밸브
702 : 제2배기밸브 800 : 셔터
900 : 보트 1000 : 보트캡
1100 : 보트엘리베이터 1110 : 가이드블록
1120 : 승강나사축 1130 : 구동부
1140 : 가이드샤프트 1200 : 자동압력컨트롤러
1300 : 추가보트캡 1400 : 추가엘리베이터
1410 : 추가블록 1420 : 추가나사축
1430 : 추가구동부 1440 : 추가샤프트

Claims (12)

  1. 클린룸(10)에서 지하에 매립되고 내부공간이 지상으로 개방되어 인입되는 웨이퍼에 원자 층을 증착시키는 원자로튜브(100)와,
    원자로튜브(100)에 열을 가하는 히터(200)와,
    원자로튜브(100)의 상부에 구비되는 튜브매니폴드(300)와,
    튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 원자로튜브(100)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 원자로튜브(100)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와,
    원자로튜브(100)의 내부공기를 외부로 배기시키는 배기부(700)와,
    튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와,
    원자로튜브(100)의 상부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 원자로튜브(100)의 내부공간으로 수용되는 보트(900)와,
    보트(900)의 상부에 구비되어 보트(900)가 원자로튜브(100)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 폐쇄하는 보트캡(1000)과,
    보트(900)를 원자로튜브(100)의 내부공간으로 인입 및 인출시키는 보트엘리베이터(1100)와,
    원자로튜브(100)의 상부로 이격되게 배치되면서 내부공간이 하부로 개방되는 추가원자로튜브(101)와,
    추가원자로튜브(101)에 열을 가하는 히터(200)와,
    추가원자로튜브(101)의 입구에 구비되는 튜브매니폴드(300)와,
    튜브매니폴드(300)의 일측에 연결되어 추가원자로튜브(101)에 인입된 웨이퍼에 원자 층이 증착되도록 추가원자로튜브(101)에 공정가스를 공급하는 공정가스공급포트(400)와,
    추가원자로튜브(101)의 내부공기를 외부로 배기시키는 제1배기밸브(701)와,
    튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 셔터(800)와,
    추가원자로튜브(101)의 하부에 위치되어 웨이퍼가 탑재된 상태로 추가원자로튜브(101)의 내부공간으로 수용되는 추가보트(901)와,
    추가보트(901)의 하부에 구비되어 추가보트(901)가 추가원자로튜브(101)에 인입되면 튜브매니폴드(300)에 밀착되어 추가원자로튜브(101)의 내부공간을 폐쇄하는 추가보트캡(1300)과,
    추가보트(901)를 승강시켜서 추가원자로튜브(101)에 인출 및 인입시키는 추가엘리베이터(1400)를 포함하고,
    클림룸(10)은
    보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시키기 위한 웨이퍼이송로봇(20)이 위치되는 웨이퍼이송로봇룸(11)과,
    웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측으로 마주보면서 원자로튜브(100) 및 보트(900)가 설치되는 복수의 보트룸(12)과,
    웨이퍼이송로봇룸(11)의 양측에 구비된 상태로 개폐동작되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)들을 연통시키거나 폐쇄시키는 복수의 게이트도어(13)와,
    보트룸(12)에 연통되게 형성되어 원자로튜브(100)를 개방하는 셔터(800)가 위치되는 셔터레스트(14)를 포함하고,
    웨이퍼이송로봇룸(11)에는 복수로 구성되어 웨이퍼이송로봇룸(11)에 나란히 배치되어 웨이퍼이송로봇(20)들이 각각 이송되는 레일(15)이 설치되며, 공정가스인 질소(N2)가 공급되도록 설계될 수 있어서 웨이퍼이송로봇(20)에 의해 웨이퍼가 대기에 노출되지 않는 상태로 이송될 수 있으며,
    보트(900)들이 레일(15)의 길이방향을 따라 배열되며,
    웨이퍼이송로봇룸(11)에 웨이퍼를 공급하기 위한 웨이퍼공급실(16)이 연결되고, 웨이퍼이송로봇룸(11) 및 웨이퍼공급실(16)의 사이에 웨이퍼이송도어(17)들이 설치되며,
    웨이퍼이송도어(17)들은 레일(15)들에 각각 근접되게 형성되고,
    게이트도어(13)는 웨이퍼이송로봇(20)이 보트(900)에 웨이퍼를 공급 및 배출시킬 수 있도록 외부로부터 전달되는 힘에 의해 슬라이딩되어서 웨이퍼이송로봇룸(11)에 보트룸(12)을 연통시키는 미닫이문 형태로 구성되고,
    게이트도어(13)가 폐쇄동작되면 웨이퍼이송로봇룸(11)에서 보트룸(12)으로 공기이동이 방지될 수 있고,
    웨이퍼이송로봇(20)은
    보트(900)에 웨이퍼를 로딩시키고 보트(900)에 로딩된 웨이퍼를 언로딩시키는 로딩/언로딩부(21)와,
    로딩/언로딩부(21)를 승강시키는 승강부(22)와,
    승강부(22)에 고정된 상태로 레일(15)을 따라 승강부(22)를 보트(900)로 이송시키는 이송부(23)를 포함하고,
    튜브매니폴드(300)는 일측에 외부에서 하부로 관통되게 가스공급통로(310)가 형성되어 공정가스공급포트(400)가 연결되며, 타측에 외부에서 하부로 관통되게 공기배출통로(320)가 형성되어 상부배기밸브(500)가 연결되고,
    공정가스공급포트(400)는
    튜브매니폴드(300)에 연결되는 가스공급관(410)과,
    가스공급관(410)에서 분기되는 분기관(420)과,
    가스공급관(410) 및 분기관(420)의 사이에 연결된 상태로 공정가스를 가스공급관(410)로 공급하거나 분기관(420)로 공급하는 공급밸브(430)를 포함하고,
    공급밸브(430)가 조작되어 공정가스가 분기관(420)을 통해 보트룸(12)으로 공급되므로, 대기에 노출되지 않는 보트룸(12)의 내부공간에서 웨이퍼가 이동될 수 있으며,
    배기부(700)는
    원자로튜브(100)의 하부에 연결되어 공기가 배기되는 배기관에 연결되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 하부배기밸브(600)와,
    배기관에 구비되어 원자로튜브(100)의 내부압력을 체크하면서 하부배기밸브(600)를 제어하는 자동압력컨트롤러(1200)와,
    튜브매니폴드(300)의 타측에 연결된 상태로 자동압력컨트롤러(1200)에 의해 제어되어 원자로튜브(100)의 내부공간을 개폐하는 상부배기밸브(500)를 포함하고,
    상부배기밸브(500)가 하부배기밸브(600)와 함께 개방되면 원자로튜브(100)의 내부공기가 신속하게 배출될 수 있으며,
    자동압력컨트롤러(1200)는 원자로튜브(100)에 연결되는 배기관을 통해 압력을 센싱하는 센서를 포함하고, 센서가 원자로튜브(100)의 공기압력을 체크함에 따라 상부배기밸브(500) 및 하부배기밸브(600)를 제어할 수 있고,
    셔터(800)는 구동장치에 의해 전진되어서 원자로튜브(100)의 입구를 폐쇄하고, 후진되어서 셔터레스트(14)로 이동되어 원자로튜브(100)의 입구를 개방하며,
    보트캡(1000)은 보트체결부(1020)에 의해 체결되어 보트(900)에서 전달되는 열을 차단하는 보트단열재(1010)를 포함하며,
    보트엘리베이터(1100)는
    보트캡(1000)에서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 가이드블록(1110)과,
    가이드블록(1110)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 승강나사축(1120)과,
    승강나사축(1120)을 회전시키는 구동부(1130)와,
    가이드블록(1110)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 가이드샤프트(1140)를 포함하고,
    추가엘리베이터(1400)는
    추가보트캡(1300)에 연결되면서 측방으로 돌출되고 나사홀 및 가이드홈이 형성되는 추가블록(1410)과,
    추가블록(1410)의 나사홀에 관통된 상태로 보트룸(12)에 공회전가능하게 구비되는 추가나사축(1420)과,
    추가나사축(1420)을 회전시키는 추가구동부(1430)와,
    추가블록(1410)의 가이드홈에 삽입된 상태로 보트룸(12)에 구비되는 추가샤프트(1440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 종형 확산로.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 원자로튜브(100)는 하부가 클린룸(10)의 지하에 매립되어서 설치되되 전체길이의 10% 이상으로 매립될 수 있는 것을 특징으로 하는 종형 확산로.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020200071536A 2020-06-12 2020-06-12 종형 확산로 KR102180091B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200071536A KR102180091B1 (ko) 2020-06-12 2020-06-12 종형 확산로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200071536A KR102180091B1 (ko) 2020-06-12 2020-06-12 종형 확산로

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102180091B1 true KR102180091B1 (ko) 2020-11-17

Family

ID=73642269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200071536A KR102180091B1 (ko) 2020-06-12 2020-06-12 종형 확산로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102180091B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230015604A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 ㈜온새미로 웨이퍼 매핑이 가능한 종형 확산로

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990031416U (ko) * 1997-12-31 1999-07-26 구본준 반도체 화학기상증착장비
KR20120047754A (ko) * 2010-10-29 2012-05-14 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2012209282A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Tokyo Electron Ltd ローディングユニット及び処理システム
KR20150018910A (ko) * 2013-04-22 2015-02-25 주식회사 테라세미콘 클러스터형 배치식 기판처리 시스템
KR20180097799A (ko) * 2017-02-23 2018-09-03 국제엘렉트릭코리아 주식회사 퍼니스형 기판 처리 장치 및 기판 처리용 클러스터 설비

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990031416U (ko) * 1997-12-31 1999-07-26 구본준 반도체 화학기상증착장비
KR20120047754A (ko) * 2010-10-29 2012-05-14 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2012209282A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Tokyo Electron Ltd ローディングユニット及び処理システム
KR20150018910A (ko) * 2013-04-22 2015-02-25 주식회사 테라세미콘 클러스터형 배치식 기판처리 시스템
KR20180097799A (ko) * 2017-02-23 2018-09-03 국제엘렉트릭코리아 주식회사 퍼니스형 기판 처리 장치 및 기판 처리용 클러스터 설비

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230015604A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 ㈜온새미로 웨이퍼 매핑이 가능한 종형 확산로

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10914005B2 (en) Substrate processing apparatus having gas guide capable of suppressing gas diffusion
CN106486393B (zh) 衬底处理装置及半导体器件的制造方法
JP6002312B2 (ja) 選択的エピタキシャル成長のための装置およびクラスター設備
TWI637440B (zh) Substrate processing system, manufacturing method of semiconductor device, program, and recording medium
KR100918005B1 (ko) 반도체 장치의 제조방법 및 기판처리장치
TWI737868B (zh) 成膜裝置及成膜方法
WO2011024762A1 (ja) ロードロック装置及び処理システム
JP4634918B2 (ja) 真空処理装置
KR102180091B1 (ko) 종형 확산로
US8052887B2 (en) Substrate processing apparatus
KR20090033788A (ko) 반도체 장치의 제조 방법과 기판 처리 장치
US20170352562A1 (en) Dodecadon transfer chamber and processing system having the same
KR20230038781A (ko) 다중 프로세스 반도체 프로세싱 시스템
US8012885B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
TW202145411A (zh) 半導體處理系統的底部淨化
KR100985723B1 (ko) 멀티 챔버 방식의 기판 처리 장치 및 방법
JP7191910B2 (ja) 基板処理システム、半導体装置の製造方法及びプログラム
KR101336594B1 (ko) 태양전지용 박막 증착장치
KR101507556B1 (ko) 대면적 기판용 수평형 원자층 증착장치
KR101168148B1 (ko) 태양전지용 원자층 증착 장치
WO2023035639A1 (zh) 半导体结构制作方法及半导体结构处理设备
KR102622159B1 (ko) 원자층 복합 증착 챔버
KR102068618B1 (ko) 고생산성 자동물류 원자층 증착 시스템
KR101677591B1 (ko) 기판 적재 유닛 그리고 그것을 갖는 클러스터 설비
KR20220051805A (ko) 보트 반입 방법 및 열처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant