KR19980017370U - 저압 화학 기상 증착장치용 반응로 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 제조공정에 사용되는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로로, 보다 구체적으로는, 반응로의 공정실을 밀폐시키는 오-링의 냉각시, 반응로 하부의 플랜지가 냉각되지 않게 하기 위하여 열을 차단시키는 가스관로가 플랜지 내벽과 냉각수로 사이에 형성된 저압 화학 기상 증착장치용 반응로이다.
본 고안은, 가열장치가 내장된 히팅 챔버(1)와, 이 히팅 챔버(1)내에 내장되어 공정실을 형성하는 공정튜브(2)와, 상기 히팅 챔버(1) 및 공정튜브(2)를 떠받치는 지지구조물인 플랜지(3)와, 상기 공정튜브(2)의 하단부와 상기 플랜지(3) 상면사이에 설치되어 공정실을 밀폐시키는 오-링(5)과, 상기 오-링(5)을 냉각시키는 냉각수를 순환시키기 위하여 상기 오-링(5)의 하부의 플랜지(3) 내부에 형성되는 냉각수로(6)를 포함하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에 있어서, 상기 냉각수로 내측의 플랜지(3) 내부에서 상기 냉각수로(6)와 상기 플랜지(3) 내벽 사이의 열전달을 차단시켜 냉각수에 의한 플랜지(3) 내벽의 냉각을 방지하는 단열수단인 단열 가스관로(7)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은 반도체 제조공정에 사용되는 저압 화학 기상 증착장치(LP CVD)용 반응로로, 보다 구체적으로는, 반응로의 공정실 밀폐용 오-링를 냉각시키는 냉각수에 의하여 반응로 하부의 플랜지의 내벽이 되지 않게 하는 열전달 차단막인 단열 가스관로가 플랜지 내벽과 냉각수로 사이에 형성된 저압 화학 기상 증착장치용 반응로이다.
반도체 제조 공정중에는, 반도체상에 필요한 박막 재료를 구성하고 있는 원소를 포함하는 일종 또는 그 이상의 기체 상태의 화합물을 외부에서 공급하여, 기상 또는 기판 표면에서의 화학 반응에 의하여 원하는 재료를 증착시키는 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition Method : CVD)이 사용된다.
화학 기상 증착은 반응실의 진공도에 따라 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD)과 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD)등으로 분류된다.
본 고안은 저압 화학 기상 증착에 사용되는 반응로에 관한 것으로, 첨부된 도면 도 1 은 종래의 저압 화학 기상 증착에 사용되는 반응로의 구조를 보인 단면도이다.
저압 화학 기상 증착장치용 반응로(Furnace)는 소정의 압력과 온도로 가압 가열된 밀폐 공간에서 공정가스에 함유된 화합물을 공정체 표면에 증착시키는 장치로, 도시된 바와 같이, 가열장치를 내장하는 히팅 챔버(Heating Chamber)(1)와, 이 히팅 챔버(1)내에 내장되어 공정실(Processing Chamber)을 형성하는 공정튜브(Processing Tube)(2), 이들 히팅 챔버(1)와 공정튜브(2)를 떠받치는 지지구조물인 플랜지(Flange)(3)등으로 구성되어 있다. 도면 중 도 2 는 도 1 의 반응로를 위에서 본 평면도이이다.
도 3 은 플렌지(3)의 내부구조를 보인 도 2 의 A-A선 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 플랜지(3) 내 하부에는 공정가스의 투입을 위한 공정 가스관로(4)가 형성되고, 상부의 표면에는 공정튜브(2)의 하면에 밀착되어 공정실 밀폐시키는 오-링(O-Ring)(5)이 설치된다. 그리고, 상기 오-링(5)의 하부에는 상기 오-링(5) 냉각에 사용되는 냉각수가 순환되는 냉각수로(6)가 형성된다.
여기서, 오-링(5)을 냉각수로 냉각시키는 이유는, 공정진행시, 공정실내의 온도는 약 600℃ 정도되는 고온의 상태가 지속되는데, 통상의 오-링(5)은 130℃ 이상에서는 사용이 불가능해지기 때문에 이를 방지하기 위함이다.
그런데, 상술한 바와 같은 구조를 가진 종래의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에서 오-링(5)을 냉각하기 위한 냉각수는 오-링(5) 뿐만 아니라 플랜지의 내벽까지도 냉각시키게 된다.
이와 같이 종래의 반응로에서는 오-링(5)의 냉각수에 의하여 오-링(5) 뿐만 아니라 플렌지(3) 내벽까지 차가와지기 때문에, 차가운 플렌지(3)에 내벽에 닿게 되는 공정실의 뜨거운 공정가스가 갑자기 냉각되어 공정가스로부터 다량의 파우더가 생성된다. 그리고, 이 파우더(10)는 플랜지(3) 내벽에 부착되어, 공정중에 다량의 파티클을 발생시키게 된다.
이런 현상을 방지하기 위해서는 공정튜브(2)를 자주 청소해주어야 하나, 청소의 빈도수가 증가되면 장비의 가동시간이 줄어들 뿐만 아니라 장비의 노후 진행이 빨라지게 되는 문제점이 생기게 된다. 또한, 플랜지(3)의 냉각 때문에, 공정실 저부의 온도제어가 부정확해지므로, 저부에서의 타깃(Target) 불안정을 발생시킨다.
본 고안은 종래의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로가 가진 상기와 같은 문제점이 해소된 것으로, 지지구조물인 플랜지부의 냉각수로와 플랜지 내측벽사이의 열전달을 차단시켜 플랜지의 내벽이 냉각수에 의하여 냉각되지 않게 하는 단열 가스관로가 플랜지 내부에 형성된 저압 화학 기상 증착장치용 반응로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 종래의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로의 구조를 보인 단면도.
도 2 는 도 1 의 평면도.
도 3 은 도 2 의 A-A 선 단면도.
도 4 는 본 고안의 일 실시예에 의한 저압 화학 기상 증착장치용 반응로의 구조를 보인 평면도.
도 5 는 본 고안의 플랜지 내부구조를 보인 도 4 의 B-B선 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 히팅 챔버2 : 공정튜브
3 : 플랜지4 : 공정 가스관로
5 : 오-링6 : 냉각수로
7 : 단열 가스관로
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로는, 가열장치가 내장된 히팅 챔버와, 이 히팅 챔버내에 내장되어 공정실을 형성하는 공정튜브와, 상기 히팅 챔버 및 공정튜브를 떠받치는 지지구조물인 플랜지(3)와, 상기 공정튜브의 하단부와 상기 플랜지 상면사이에 설치되어 공정실을 밀폐시키는 오-링과, 상기 오-링을 냉각시키는 냉각수를 순환시키기 위하여 상기 오-링의 하부의 플랜지 내부에 형성되는 냉각수로를 포함하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에 있어서, 상기 냉각수로 내측의 플랜지 내부에서 상기 냉각수로와 상기 플랜지 내벽 사이의 열전달을 차단시켜 냉각수에 의한 플랜지 내벽의 냉각을 방지하는 단열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 단열수단은 상기 냉각수로와 상기 플랜지 내벽 사이의 상기 플랜지 내부에 형성되어 가스를 순환시키는 단열 가스관로인 것이 바람직하며, 이 단열 가스관로로 순환되는 단열 가스로는 질소나 또는 공기를 사용하는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 실시예를 설명함에 있어, 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 본 고안의 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 종래와 중복되지 않게 개선된 부분만을 주로하여 설명한다.
첨부된 도면의 도 4 는 본 고안의 일 실시예에 의한 저압 화학 기상 증착장치용 반응로의 구조를 보인 평면도이고, 도 5 는 도 4 의 플랜지 내부구조를 보인 B-B선 단면도이다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로는 히팅 챔버(1), 공정튜브(2), 플랜지(3), 오-링(5), 오-링 냉각수 순환용 냉각수로(6) 및 공정실에의 공정가스 주입로인 공정 가스관로등을 포함한 채로, 상기 플랜지(3)의 내부에 종래에 없었던 또 하나의 관로가 형성된다.
이를 플랜지(3)의 내부구조를 통하여 알아본다.
공정튜브(2)가 얹여지는 플랜지(3)의 상면에는 원주를 따라 원형 띠 형상의 오-링(5)이 설치된다. 상기 오-링(5)은 공정실의 저압상태를 유지하기 위하여, 상기 플랜지(3) 상면과 공정튜브(2)의 하면 사이를 밀폐시키는 탄성체이다.
상기 오-링(5)의 아래쪽 플랜지(3)의 내부에는 오-링(5)을 따라 냉각수로(6)가 형성된다. 이 냉각수로(6)는 공정진행시 공정실의 고온으로 오-링(5)이 녹는 것을 방지하기 위하여 열을 흡수하는 냉각수가 순환되는 관로이다.
상기 플랜지(3)의 저부에는 공정실 내 외부를 연통시키는 통로로, 공정실내로의 공정가스 주입로 역할을 하는 공정 가스로(4)가 형성된다.
그리고, 상기 플랜지(3)의 내부의 플랜지(3) 내벽과 냉각수로(6) 사이에는 ㄴ자 형의 단면구조의 단열 가스관로(7)가 형성된다. 상기 단열 가스관로(7)에는 질소(N2) 가스나 혹은 공기가 순환되면서, 이 가스가 열전달을 차단하므로써 냉각수로(6)의 냉각수에 의하여 플랜지(3)의 내벽측이 냉각되는 것을 방지하는 단열층이다.
이와 같이, 본 실시예의 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에 플렌지(3) 단열가스로(7)가 추가로 설치되므로 인하여, 플랜지(3)의 내벽에 파우더를 생성시키지 않고 공정을 수행할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의하면, 플랜지 벽이 냉각수로의 냉각수에 의하여 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 종전 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에서 일어났던 문제점을 해소시킬 수 있다.
즉, 공정 가스가 생성하는 다량의 파우더가 플랜지에 부착되는 것을 방지하여 공정상에서의 파티클 생성을 감소시킬 수 있고, 공정 튜브 청소 주기가 길어져 장비의 가동시간을 늘릴 수 있으며, 청소 빈도수를 감소시켜 장비의 노후속도는 늦출 수 있다.
또한, 상기 구성으로 반응로 공정실의 하부쪽 온도를 정확하게 제어할 수 있게 되어 하부쪽의 타킷 안정화를 이룰 수 있어서 공정능률(Wafer Process Capacity)도 대폭 향상시킬 수 있다.
이상의 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
Claims (4)
- 가열장치가 내장된 히팅 챔버와, 이 히팅 챔버내에 내장되어 공정실을 형성하는 공정튜브와, 상기 히팅 챔버 및 공정튜브를 떠받치는 지지구조물인 플랜지(3)와, 상기 공정튜브의 하단부와 상기 플랜지 상면사이에 설치되어 공정실을 밀폐시키는 오-링과, 상기 오-링을 냉각시키는 냉각수를 순환시키기 위하여 상기 오-링의 하부의 플랜지 내부에 형성되는 냉각수로를 포함하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로에 있어서, 상기 냉각수로 내측의 플랜지 내부에서 상기 냉각수로와 상기 플랜지 내벽 사이의 열전달을 차단시켜 냉각수에 의한 플랜지 내벽의 냉각을 방지하는 단열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단열수단은 상기 냉각수로와 상기 플랜지 내벽 사이의 상기 플랜지 내부에 형성되어 가스를 순환시키는 가스관로인 것을 특징으로 하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로.
- 제 2 항에 있어서, 상기 가스관로로 순환되는 가스는 질소인 것을 특징으로 하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로.
- 제 2 항에 있어서, 상기 가스관로로 순환되는 가스는 공기인 것을 특징으로 하는 저압 화학 기상 증착장치용 반응로.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000027052A (ko) * | 1998-10-26 | 2000-05-15 | 윤종용 | 종형 화학기상증착장치의 플랜지 |
| CN111394712A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-07-10 | 青岛赛瑞达电子装备股份有限公司 | 双层石英工艺室结构 |
-
1996
- 1996-09-23 KR KR2019960030743U patent/KR19980017370U/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20000027052A (ko) * | 1998-10-26 | 2000-05-15 | 윤종용 | 종형 화학기상증착장치의 플랜지 |
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