KR19990084569A - Dynamic pressure regulator of diffusion furnace for semiconductor wafer manufacturing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치에 관한 것으로, 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 압력을 압력검출센서(21)(21')로 검출하고, 그 검출값을 비교기(23)에서 비교하여 컨트롤러(24)에서 각각의 밴트라인(9)(15)에 설치된 버터플라이 밸브(22)(22')를 조절하여, 프로세스 튜브와 로드락 챔버를 동압으로 유지할 수 있도록 함으로써, 급작스런 압력 변화를 압력검출센서에서 검출하여 즉시 동압으로 조절할 수 있게 되어, 보트의 로딩/언로딩시 압력변화에 의한 웨이퍼의 오염불량이 발생되는 것을 방지하게 된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dynamic pressure control apparatus for a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer, wherein the pressures of the process tube 1 and the load lock chamber 2 are detected by pressure detection sensors 21 and 21 ', and the detected values are compared Compared to (23), the controller 24 adjusts the butterfly valves 22 and 22 'installed in each of the antagons 9 and 15 so that the process tube and the load lock chamber can be maintained at the same pressure. In addition, the sudden pressure change can be detected by the pressure detection sensor and immediately adjusted to dynamic pressure to prevent contamination of the wafer due to the pressure change during the loading / unloading of the boat.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 제조용 확산로(DIFFUSION FURNACE)의 동압조절장치에 관한 것으로, 특히 보트의 로딩/언로딩시 프로세스 튜브(PROCESS TUBE)와 로드락 챔버(LOAD LOCK CHAMBER)의 동압조절이 자동으로 이루어지도록 하여 순간적인 압력변화에 의하여 웨이퍼의 오염을 방지하도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamic pressure control device of the diffusion wafer (DIFFUSION FURNACE) for semiconductor wafer manufacturing, in particular, the dynamic pressure control of the process tube (LOAD LOCK CHAMBER) and the load lock chamber (automatically) is made automatically when loading / unloading the boat The present invention relates to a dynamic pressure control apparatus for a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer, which is suitable for preventing contamination of a wafer by an instantaneous pressure change.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 구조를 보인 배관도로서, 도시된 바와 같이, 프로세스 튜브(1)의 하측에는 로드락 챔버(2)가 설치되어 있고, 그 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 사이에는 게이트 밸브(GATE VALVE)(3)가 설치되어 있다.FIG. 1 is a piping diagram showing the structure of a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer in the related art. As shown in the drawing, a load lock chamber 2 is provided below the process tube 1, and the process tube 1 and the load lock chamber are provided. The gate valve 3 is provided between (2).
그리고, 상기 프로세스 튜브(1)의 하단부 일측에는 가스공급관(4)이 설치되어 있고, 타측에는 배기라인(5)이 연결설치되어 있으며, 그 배기라인(5)의 입구부에는 제1 압력게이지(6)가 설치되어 있고, 하단부에는 에이피시 밸브(7)와 펌프(8)가 설치되어 있으며, 상기 배기라인(5)의 일정부분에 우회설치된 밴트라인(9) 상에는 니들밸브(10)가 설치되어 있다.In addition, a gas supply pipe 4 is installed at one end of the lower end of the process tube 1, and an exhaust line 5 is connected to the other side of the process tube 1, and a first pressure gauge is formed at an inlet of the exhaust line 5. 6) is installed, the lower end is provided with the valve (7) and the pump (8), the needle valve (10) is installed on the van line (9) bypassed to a certain portion of the exhaust line (5) It is.
또한, 상기 로드락 챔버(2)의 하측에는 내측으로 삽입되도록 전단부가 분지된 퍼지라인(11)이 설치되어 있고, 그 분지라인(12)(12') 상에는 각각 유량조절기(MASS FLOW CONTROLLER)(13)(13')가 설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버(2)의 일측에는 상기 펌프(8)에 연결되도록 펌핑라인(PUMPING LINE)(14)이 연결되어 있고, 타측에는 밴트라인(VENT LINE)(15)이 구비된 배기라인(16)이 연결설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버(2)의 상단부 외측에는 제2 압력게이지(17)가 설치되어 있다.In addition, the lower side of the load lock chamber (2) is provided with a purge line 11, the front end is branched so as to be inserted into the inside, on the branch line (12, 12 '), respectively, a flow controller (MASS FLOW CONTROLLER) ( 13) (13 ') is installed, one side of the load lock chamber 2 is connected to the pumping line (PUMPING LINE) 14 to be connected to the pump (8), the other side of the line (VENT LINE) Exhaust line (16) having a) (15) is connected and a second pressure gauge (17) is installed outside the upper end of the load lock chamber (2).
도면중 미설명 부호 18은 보트이고, AV1∼AV7은 밸브이다.In the figure, reference numeral 18 is a boat, and AV1 to AV7 are valves.
상기와 같이 구성되어 있는 종래 반도체 웨이퍼 제조용 확산로에서 확산작업이 진행되는 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the diffusion operation in the diffusion path for manufacturing a conventional semiconductor wafer configured as described above are as follows.
먼저, 게이트 밸브(3)에 의하여 닫혀진 상태에서 펌프(8)로 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)를 펌핑한다. 그런 다음, 제1 압력게이지(6)와, 제2 압력게이지(17)를 확인하여 제1 압력게이지(6)와 제2 압력게이지(17)의 검출치가 동일 압력이 되도록 프로세스 튜브(1) 측에서는 니들밸브(10)를 조절하고, 로드락 챔버(2) 측에서는 유량조절기(13)(13')를 조절한다.First, the process tube 1 and the load lock chamber 2 are pumped by the pump 8 in the state closed by the gate valve 3. Then, on the process tube 1 side, the first pressure gauge 6 and the second pressure gauge 17 are checked and the detected values of the first pressure gauge 6 and the second pressure gauge 17 are equal to each other. The needle valve 10 is adjusted, and the flow regulators 13 and 13 'are adjusted on the load lock chamber 2 side.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 압력게이지(6)가 0.015kgf/cm2로 설정된 경우에는 프로세스 튜브(1)에 일정양의 가스가 주입되도록 한 상태에서 유량조절기(13)(13')를 이용하여 퍼지라인(11)으로 주입되는 질소가스의 흐름을 조절하여 제2 압력게이지(17)가 0.015kgf/cm2이 되도록 하고, 만약 알람 리미트의 상한치를 0.02kgf/cm2, 하한치를 0.01kgf/cm2하여 한계를 벗어나면 알람이 울리도록 하여 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 내측 압력을 동압으로 유지시킨다.That is, as shown in FIG. 2, when the first pressure gauge 6 is set to 0.015 kgf / cm 2 , the flow regulators 13 and 13 in a state in which a predetermined amount of gas is injected into the process tube 1. ') To adjust the flow of nitrogen gas injected into the purge line 11 so that the second pressure gauge 17 is 0.015kgf / cm 2 , if the upper limit of the alarm limit 0.02kgf / cm 2 , the lower limit 0.01kgf / cm 2 to alarm the alarm when outside the limit to maintain the inner pressure of the process tube (1) and the load lock chamber (2) at a constant pressure.
상기와 같이, 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)를 동압으로 유지하는 상태에서 게이트 밸브(3)를 열고 웨이퍼들이 탑재된 보트(18)를 프로세스 튜브(1)의 내측으로 로딩시킨 상태에서 일정시간동안 확산작업을 진행하게 되며, 확산작업을 마친 다음에 보트(18)의 언로딩시에도 상기와 같이 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)를 동압으로 유지시킨 상태에서 언로딩하게 된다.As described above, the gate valve 3 is opened while the process tube 1 and the load lock chamber 2 are maintained at the same pressure, and the boat 18 on which the wafers are mounted is loaded into the process tube 1. The diffusion operation is performed for a predetermined time in the unloading state after maintaining the process tube 1 and the load lock chamber 2 at the same pressure as above, even when the boat 18 is unloaded after the diffusion operation is completed. Done.
그러나, 상기와 같이 구성되어 있는 종래 반도체 웨이퍼 제조용 확산로는 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 압력을 검출하는 제1/제2 압력게이지(6)(16)의 검출치를 참고로 유량조절기(13)(13')와 니들밸브(10)를 매뉴얼로 조작하여 동압이되도록 일치시킨 다음, 보트(18)를 로딩/언로딩하게 되는데, 급작스런 압력변화시 즉각적인 동압재조정이 불가능하여 배기라인(5)에 존재하는 이물질들이 프로세스 튜브(1)로 역류하여 보트(18)에 탑재된 웨이퍼들을 오염시키는 문제점이 있었다.However, the diffusion path for manufacturing a conventional semiconductor wafer configured as described above is referred to as a detection value of the first / second pressure gauges 6 and 16 for detecting the pressure of the process tube 1 and the load lock chamber 2. The flow regulators 13 (13 ') and the needle valve (10) are operated manually to match the dynamic pressure, and then the boat (18) is loaded / unloaded. Foreign matter present in the line 5 had a problem to back flow into the process tube (1) to contaminate the wafers mounted on the boat (18).
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 급작스런 압력의 변화시에도 프로세스 튜브와 로드락 챔버가 동압을 유지할 수 있도록 하는데 적합한 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised in view of the above problems is to provide a dynamic pressure control apparatus for a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer suitable for maintaining the dynamic pressure of a process tube and a load lock chamber even when a sudden pressure change occurs.
도 1은 종래 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 구조를 보인 배관도.1 is a piping diagram showing a structure of a diffusion path for manufacturing a conventional semiconductor wafer.
도 2는 종래 동압조절동작을 설명하기 위한 회로도.2 is a circuit diagram for explaining a conventional dynamic pressure control operation.
도 3은 본 발명 동압조절장치가 설치된 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 구조를 보인 배관도.3 is a piping diagram showing a structure of a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer in which the dynamic pressure adjusting device of the present invention is installed.
도 4는 본 발명 동압조절장치의 작용을 설명하기 위한 회로도.Figure 4 is a circuit diagram for explaining the operation of the dynamic pressure control device of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 프로세스 튜브 2 : 로드락 챔버1: process tube 2: load lock chamber
5,16 : 배기라인 9,15 : 밴트라인5,16 Exhaust Line 9,15: Ban Line
21,21' : 압력검출센서 22,22' : 버터플라이 밸브21,21 ': Pressure detection sensor 22,22': Butterfly valve
23 : 비교기 24 : 콘트롤러23: comparator 24: controller
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 반도체 웨이퍼 제조용 확산로에 있어서, 프로세스 튜브의 배기라인 입구부와 로드락 챔버의 일측에 각각 압력검출센서를 설치하고, 상기 프로세스 튜브의 배기라인과 로드락 챔버의 배기라인에 설치된 각각의 밴트라인 상에 각각 버터플라이 밸브를 설치하며, 상기 압력검출센서들과 버터플라이 밸브들 사이에 압력검출센서에 의하여 검출된 압력에 따른 전압차이를 비교하기 위한 비교기와, 그 비교기에서 비교된 출력전압에 따라 버터플라이 밸브의 구동을 콘트롤하기 위한 콘트롤러를 설치하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, in a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer, a pressure detection sensor is provided at each of the exhaust line inlet of the process tube and one side of the load lock chamber, and the exhaust line and the load lock of the process tube. A butterfly valve is installed on each ban line installed in the exhaust line of the chamber, and a comparator for comparing the voltage difference according to the pressure detected by the pressure detection sensor between the pressure detection sensors and the butterfly valves; There is provided a dynamic pressure control apparatus for a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer, characterized in that a controller is provided for controlling the driving of the butterfly valve in accordance with the output voltage compared in the comparator.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치를 첨부된 도면의 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the dynamic pressure control apparatus for a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to embodiments of the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 동압조절장치가 설치된 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 구조를 보인 배관도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 동압조절장치가 설치된 반도체 웨이퍼 제조용 확산로는 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 사이에는 게이트 밸브(3)가 설치되어 있고, 상기 프로세스 튜브(1)의 하단부 일측에는 가스공급관(4)이 설치되어 있으며, 타측에는 배기라인(5)이 연결설치되어 있고, 그 배기라인(5)의 입구부에는 제1 압력게이지(6)가 설치되어 있으며, 하단부에는 에이피시 밸브(7)와 펌프(8)가 설치되어 있고, 상기 배기라인(5)의 일정부분에 우회설치된 밴트라인(9) 상에는 니들밸브(10)가 설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버(2)의 하측에는 내측으로 삽입되도록 전단부가 분지된 퍼지라인(11)이 설치되어 있고, 그 분지라인(12)(12') 상에는 각각 유량조절기(13)(13')가 설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버(2)의 일측에는 상기 펌프(8)에 연결되도록 펌핑라인(14)이 연결되어 있고, 타측에는 밴트라인(15)이 구비된 배기라인(16)이 연결설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버(2)의 상단부 외측에는 제2 압력게이지(17)가 설치되어 있다.3 is a piping diagram illustrating a structure of a diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer in which the dynamic pressure regulator of the present invention is installed. As shown in the drawing, a diffusion tube for manufacturing a semiconductor wafer including the dynamic pressure regulator of the present invention includes a process tube 1 and a load lock chamber ( A gate valve 3 is provided between 2), a gas supply pipe 4 is installed at one end of the lower end of the process tube 1, and an exhaust line 5 is connected to the other side of the process tube 1. A first pressure gauge 6 is installed at an inlet of the line 5, an avalve valve 7 and a pump 8 are installed at a lower end of the line 5, and bypassed at a predetermined portion of the exhaust line 5. A needle valve 10 is provided on the ban line 9, and a purge line 11 having a branched front end portion is installed below the load lock chamber 2 so as to be inserted inwardly, and the branch line 12 is provided. On the 12 ', respectively, the flow regulator 13 ( 13 '), a pumping line 14 is connected to one side of the load lock chamber 2 so as to be connected to the pump 8, and an exhaust line 16 provided with a ban line 15 on the other side. ) Is connected and the second pressure gauge 17 is installed outside the upper end of the load lock chamber (2).
그리고, 동압조절장치로서 상기 프로세스 튜브(1)의 배기라인(5) 입구부와 로드락 챔버(2)의 일측에는 상기 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 내측압력을 검출하기 위한 압력검출센서(21)(21')가 설치되어 있고, 상기 프로세스 튜브(1)의 배기라인(5)과 로드락 챔버(2)의 배기라인(16)에 설치된 각각의 밴트라인(9)(15) 상에 각각 배기압력을 조절하기 위한 버터플라이 밸브(22)(22')를 설치하며, 상기 압력검출센서(21)(21')들과 버터플라이 밸브(22)(22')들 사이에 압력검출센서(21)(21')들에 의하여 검출된 압력에 따른 전압차이를 비교하기 위한 비교기(23)와, 그 비교기(23)에서 비교된 출력전압에 따라 버터플라이 밸브(22)(22')의 구동을 콘트롤하기 위한 콘트롤러(24)를 설치하여서 구성된다.As a dynamic pressure control device, an inlet of the exhaust line 5 of the process tube 1 and a side of the load lock chamber 2 are used to detect the internal pressure of the process tube 1 and the load lock chamber 2. Pressure detection sensors 21 and 21 ′ are provided, and each of the ban lines 9 installed in the exhaust line 5 of the process tube 1 and the exhaust line 16 of the load lock chamber 2 ( A butterfly valve (22) (22 ') is provided on the (15) to control the exhaust pressure, respectively, between the pressure detection sensors (21) (21') and the butterfly valve (22) (22 '). The comparator 23 for comparing the voltage difference according to the pressure detected by the pressure detection sensors 21 and 21 'and the butterfly valve 22 according to the output voltage compared by the comparator 23 ( And a controller 24 for controlling the driving of 22 ').
도면중 미설명 부호 18은 보트이고, AV1∼AV7은 밸브이다.In the figure, reference numeral 18 is a boat, and AV1 to AV7 are valves.
상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 동압조절장치가 구비된 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 4, an operation of the diffusion path for manufacturing a semiconductor wafer equipped with the dynamic pressure adjusting device of the present invention configured as described above is as follows.
먼저, 보트(18)에 웨이퍼를 탑재하여 로드락 챔버(2)의 내측에 위치된 상태에서, 펌프(8)로 펌핑을 하여 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 내부가 일정압력이 되도록 한다.First, in the state where the wafer is mounted on the boat 18 and positioned inside the load lock chamber 2, the pump is pumped by the pump 8 so that the process tube 1 and the inside of the load lock chamber 2 are kept at a constant pressure. To be
그런 다음, 상기와 같은 프로세스 튜브(1)의 배기라인(5)에 설치된 압력검출센서(21)에서 프로세스 튜브(1)의 내측압력을 검출하여 그 검출된 압력에 따른 전압을 비교기(23)로 전송하고, 로드락 챔버(2)의 일측에 설치된 압력검출센서(21')에서 로드락 챔버(2)의 내측압력을 검출하여 그 검출된 압력에 따른 전압을 비교기(23)로 전송하여, 그 각각의 압력검출센서(21)(21')에서 검출된 압력에 다른 전압의 세기를 비교기(23)에서 검출한다.Then, the pressure detection sensor 21 installed in the exhaust line 5 of the process tube 1 as described above detects the internal pressure of the process tube 1 and converts the voltage according to the detected pressure into the comparator 23. The internal pressure of the load lock chamber 2 is detected by the pressure detection sensor 21 'installed at one side of the load lock chamber 2, and the voltage corresponding to the detected pressure is transmitted to the comparator 23, The comparator 23 detects an intensity of a voltage different from the pressure detected by each pressure detection sensor 21 or 21 '.
상기와 같이 비교기(23)에 검출된 전압의 세기가 차이가 발생되면 그 차이를 콘트롤러(24)에서 각각의 버터플라이 밸브(22)(22')를 조절하여 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)가 동일압력을 유지할 수 있도록 조절한다.As described above, when a difference in the intensity of the voltage detected by the comparator 23 occurs, the difference between the butterfly valves 22 and 22 'is controlled by the controller 24 and the process tube 1 and the load lock chamber. Adjust so that (2) can maintain the same pressure.
상기와 같이 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)의 내부압력을 동일하게 유지하는 상태에서 게이트 밸브(3)를 열고 프로세스 튜브(1)의 내측으로 보트(18)를 로딩하고, 확산작업을 실시하며, 일정시간 확산작업을 실시한 다음에도 상기와 같이 동압조절장치에 의하여 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)가 동압을 유지하는 상태에서 보트(18)를 언로딩한다.As described above, the gate valve 3 is opened and the boat 18 is loaded into the process tube 1 while the internal pressures of the process tube 1 and the load lock chamber 2 are kept the same. After the diffusion operation is performed for a predetermined time, the boat 18 is unloaded while the process tube 1 and the load lock chamber 2 maintain the dynamic pressure by the dynamic pressure control apparatus as described above.
또한, 상기와 같이 보트(18)의 로딩/언로딩시 급작스런 압력변화가 발생시에도 그 압력변화를 압력검출센서(21)(21')에서 즉시 검출하여 프로세스 튜브(1)와 로드락 챔버(2)를 동압으로 유지하게 된다.In addition, even when a sudden pressure change occurs during loading / unloading of the boat 18 as described above, the pressure change is immediately detected by the pressure detection sensors 21 and 21 'so that the process tube 1 and the load lock chamber 2 can be detected. ) At the same pressure.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 반도체 웨이퍼 제조용 확산로의 동압조절장치는 프로세스 튜브와 로드락 챔버의 압력을 압력검출센서로 검출하고, 그 검출값을 비교기에서 비교하여 컨트롤러에서 각각의 밴트라인에 설치된 버터 플라이 밸브를 조절하여, 프로세스 튜브와 로드락 챔버를 동압으로 유지할 수 있도록 함으로써, 급작스런 압력 변화를 압력검출센서에서 검출하여 즉시 동압으로 조절할 수 있게 되어, 보트의 로딩/언로딩시 압력변화에 의한 웨이퍼의 오염불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.As described in detail above, the dynamic pressure control apparatus of the diffusion furnace for manufacturing a semiconductor wafer of the present invention detects the pressure of the process tube and the load lock chamber with a pressure detection sensor, compares the detected value with a comparator, By adjusting the installed butterfly valve, the process tube and the load lock chamber can be maintained at the same pressure, so the sudden pressure change can be detected by the pressure detection sensor and immediately adjusted to the same pressure. There is an effect of preventing the contamination of the wafer caused by.
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|---|---|---|---|
| KR1019980016442A KR19990084569A (en) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | Dynamic pressure regulator of diffusion furnace for semiconductor wafer manufacturing |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700898B2 (en) | 2005-10-04 | 2010-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat treatment equipment and method of driving the same |
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1998
- 1998-05-08 KR KR1019980016442A patent/KR19990084569A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700898B2 (en) | 2005-10-04 | 2010-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat treatment equipment and method of driving the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |