KR20010045802A - 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치 - Google Patents

저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치 Download PDF

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KR20010045802A
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장재호
최해진
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윤종용
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Abstract

본 발명은 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치에 관한 것으로서, 수평으로 구비된 원통 형상의 반응관과, 상기 반응관의 둘레에 열을 가할 수 있도록 열선이 내장된 히터와, 상기 반응관의 전, 후단에 각 각 결합되고, 둘레를 따라 냉각수관이 매설된 플랜지와, 상기 플랜지의 외측면에 밀폐 가능하게 결합되는 캡과, 상기 플랜지와 캡의 접촉부에 삽입 개재되는 제 1 밀봉 부재와, 상기 플랜지, 반응관 및 히터의 공통 접촉부에 삽입 개재되는 제 2 밀봉 부재와, 상기 플랜지와 히터의 접촉부에 상기 제 2 밀봉 부재의 열화에 따른 이중 밀봉이 가능하게 더 삽입 개재되는 제 3 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 플랜지와 반응관 사이의 밀봉 기능을 더욱 보강함으로써 진공 누설 현상을 방지하여 노 내부의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있으므로 공정의 안정화를 기할 수 있다.

Description

저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치{Device for sealing flange of horizontal type furnace for Low Pressure Chemical Vaper Deposition}
본 발명은 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지의 밀봉 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플랜지와 반응관 사이에 개재되는 밀봉 부재의 열화로 인하여 외부 공기가 유입되지 못하도록 하는 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치에 관한 것이다.
반도체 소자 제조 공정에서 많이 사용되는 박막은 열적 성장이나 물리적 증착, 또는 화학 반응에 의하여 증착되는 금속, 반도체, 부도체의 얇은 층이다. 이러한 박막 제조 공정에는 화학적 기상 증착(CVD)과 물리적 기상 증착(PVD) 방법이 사용되는데, 여기서 화학적 기상 증착 방법에는, 예를 들어, 상압 화학 기상 증착(APCVD), 저압 화학 기상증착(LPCVD) 그리고 플라즈마 보강 기상 증착(PECVD)이 있다.
특히, 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical Vaper Deposition ; LPCVD)은 밀폐된 반응로 내에서 600 ℃ 이상의 고온 하에 대략 0.1 ~ 10 Torr 정도의 저압 상태로 가스 반응이 이루어지는 것으로, 박막 형성시 웨이퍼 간격을 좁게 하여 동시에 많은 양의 균일한 막질을 얻을 수 있으며, 주로 고온 산화막이나 다결정 실리콘막을 증착시키는데 사용되고 있다. 이 때, 반응로 내부에 외부의 공기가 유입되지 않으면서도 반응에 필요한 압력을 일정하게 유지시키는 것이 무엇보다도 중요하다.
도 1 은 종래의 저압 기상 증착용 수평로의 구성을 나타낸 단면도로서, 플랜지와 반응관 사이의 밀봉 상태를 확대 도시하고 있다.
도 1 에서 보면, 종래의 수평로에는, 원통 형상의 반응관(1)이 수평으로 구비되고, 상기 반응관(1)의 둘레에는 내부에 전기력에 의하여 열을 가할 수 있도록 열선(2a)이 내장된 히터(2)가 구비된다. 상기 반응관(1)의 전, 후단에는 플랜지(Flange)(3)가 결합되고, 상기 플랜지(3)는 캡(Cap)(4)으로 씌워져 밀폐된다.
여기서, 상기 플랜지(3)의 외측단과 캡(4) 사이에는 오 - 링(O - Ring)과 같은 밀봉 부재(5)가 삽입 개재되고, 또한, 상기 플랜지(3)의 내측단 모서리와 반응관(1) 및 히터(2)의 외측면 사이에도 다른 밀봉 부재(6)가 삽입 개재되어, 반응관(1) 내부의 기밀을 유지케 하고 있다.
또한, 도 2 에서 나타낸 바와 같이, 플랜지(3)의 외측단 부근에는 냉각수관(7)이 둘레를 따라 매설되고, 이 냉각수관(7)을 통하여 화살표 방향으로 냉각수가 500 cc/min 정도로 흐르게 되어 있다. 물론, 상기 냉각수관(7)은 이 부근의 밀봉 부재(5) 쪽에 더 냉각 효과를 미치도록 위치하고 있다.
그러나, 반응관(1)에는 히터(2)로부터 대략 830 ℃ 이상의 고온이 가해지므로 플랜지(3)와 반응관(1)과 직접 접촉되는 부분에 개재되는 밀봉 부재(6) 쪽으로 고열이 그대로 전달된다. 따라서, 상기 밀봉 부재(6)는 장기간 사용되면 녹아서 밀봉 기능이 저하되어 반응관(1) 내부로 외부 공기를 유입시키므로 진공(압력) 상태를 일정하게 유지시키지 못하게 된다.
또한, 공정을 진행하기 위하여는 웨이퍼를 실은 보트(도시 생략)가 반응관(1) 내부로 로딩/언로딩 되어야 하는데, 이 때 플랜지(3)의 캡(4)이 열리면서 특히 반응관(1) 내부의 고열이 외부로 이동된다. 비록 플랜지(3) 내에 냉각수관(7)이 매설되어 있다하더라도 적어도 반응관(1) 쪽에 접촉되어 있는 밀봉 부재(6)는 점차 열화될 수밖에 없으므로 역시 진공 유지 기능을 다하지 못하게 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 플랜지와 반응관 사이에 밀봉 기능을 보강함으로써 고열의 전달에 따른 진공 누설 현상을 저지할 수 있도록 하는 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치를 제공하는 데 있다.
도 1 은 종래의 저압 화학 기상 증착용 수평로의 구성을 나타낸 단면도.
도 2 는 도 1 의 A 방향으로 바라본 플랜지에 밀봉 부재가 부착된 상태를 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치를 나타낸 단면도.
도 4 는 도 3 의 B 방향으로 바라본 플랜지에 밀봉 부재가 부착된 상태를 나타낸 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반응관, 20 : 히터,
22 : 열선, 30 : 플랜지,
40 : 캡, 50 : 제 1 밀봉 부재,
62 : 제 2 밀봉 부재, 64 : 제 3 밀봉 부재,
70 : 냉각수관.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치는, 수평으로 구비된 원통 형상의 반응관과, 상기 반응관의 둘레에 열을 가할 수 있도록 열선이 내장된 히터와, 상기 반응관의 전, 후단에 각 각 결합되고, 둘레를 따라 냉각수관이 매설된 플랜지와, 상기 플랜지의 외측면에 밀폐 가능하게 결합되는 캡과, 상기 플랜지와 캡의 접촉부에 삽입 개재되는 제 1 밀봉 부재와, 상기 플랜지, 반응관 및 히터의 공통 접촉부에 삽입 개재되는 제 2 밀봉 부재와, 상기 플랜지와 히터의 접촉부에 상기 제 2 밀봉 부재의 열화에 따른 이중 밀봉이 가능하게 더 삽입 개재되는 제 3 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3 은 본 발명에 따른 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4 는 도 3 의 B 방향으로 바라본 플랜지에 밀봉 부재가 부착된 상태를 나타낸 도면이다.
상기 도면에서, 본 발명의 수평로에서는, 원통 형상의 반응관(10)이 로딩/언로딩되는 웨이퍼(도시 생략)의 반응 공간을 제공할 수 있도록 수평으로 구비되고, 상기 반응관(10)의 둘레에 그 내부로 대략 830 ~ 860 ℃ 정도의 고온의 열을 가할 수 있는 히터(20)가 구비된다. 물론, 상기 히터(20) 내부에는 전기력에 의하여 발열되는 열선(22)이 내장된다. 상기 반응관(10)의 전, 후단에는 플랜지(30)가 설비의 유지 보수시 분해 및 조립이 가능하게 각 각 결합되고, 그 둘레를 따라 냉각수관(70)이 냉각수를 유동시킬 수 있도록 매설된다. 상기 플랜지(30)의 외측면에는 캡(40)이 반응관(10)을 밀폐시킬 수 있도록 결합된다.
여기서, 상기 플랜지(30)의 외측면과 캡(40)의 접촉부에는 제 1 밀봉 부재(50)가 삽입되는 한편, 상기 플랜지(30)의 내측면 모서리, 반응관(10)의 외벽면, 그리고 히터(20)의 단부에 공통으로 접촉되는 부분에 제 2 밀봉 부재(62)가 삽입 개재된다.
더욱이, 본 실시예에서는 상기 플랜지(30)의 내측면과 히터(20)의 접촉부에, 즉 상기 제 2 밀봉 부재(62)보다 직경이 더 큰 직경을 가진 제 3 밀봉 부재(64)가 제 2 밀봉 부재(62)와 인접하게 하나 더 삽입 개재된다.
이와 같이 구비된 본 발명에 따른 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치는, 반응관(10) 및 히터(20)로부터 고열을 직접 전달받는 위치에 제 2 밀봉 부재(62)가 접촉되어 있으므로 상기 제 2 밀봉 부재(62)는 장시간 사용되면 고열에 의하여 쉽게 열화될 수 있는 결점을 보완하게 된다. 즉, 본 실시예는 제 3 밀봉 부재(64)가 제 2 밀봉 부재(62)의 주변에 하나 더 배치되어 있으므로, 비록 제 2 밀봉 부재(62)가 고열에 의하여 열화되더라도 이중으로 밀봉 작용이 가능하게 되어 반응로(10) 내부의 진공(압력) 상태를 일정하게 유지시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 의하면, 플랜지와 반응관 사이의 밀봉 기능을 더욱 보강함으로써 진공 누설 현상을 방지하여 노 내부의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있으므로 공정의 안정화를 기할 수 있다.

Claims (1)

  1. 수평으로 구비된 원통 형상의 반응관과,
    상기 반응관의 둘레에 열을 가할 수 있도록 열선이 내장된 히터와,
    상기 반응관의 전, 후단에 각 각 결합되고, 둘레를 따라 냉각수관이 매설된 플랜지와,
    상기 플랜지의 외측면에 밀폐 가능하게 결합되는 캡과,
    상기 플랜지와 캡의 접촉부에 삽입 개재되는 제 1 밀봉 부재와,
    상기 플랜지, 반응관 및 히터의 공통 접촉부에 삽입 개재되는 제 2 밀봉 부재와,
    상기 플랜지와 히터의 접촉부에 상기 제 2 밀봉 부재의 열화에 따른 이중 밀봉이 가능하게 더 삽입 개재되는 제 3 밀봉 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 저압 화학 기상 증착용 수평로의 플랜지 밀봉 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1285977A3 (en) * 2001-08-20 2004-06-30 ASML US, Inc. Apparatus and method for insulating a seal in a process chamber
KR100854421B1 (ko) * 2007-04-10 2008-08-26 주식회사 에스에프에이 평면디스플레이용 화학 기상 증착장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1285977A3 (en) * 2001-08-20 2004-06-30 ASML US, Inc. Apparatus and method for insulating a seal in a process chamber
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