KR20010056330A - 반도체소자 제조장치 - Google Patents
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Abstract
고온 공정에서 반응챔버의 실링(sealing)을 위하여 사용되는 오링이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체소자 제조장치에 관하여 개시한다. 본 발명은 상부와 하부가 플랜지 결합을 하여 외부와 차단된 반응공간을 제공하는 반응챔버와, 상기 상부 및 하부 반응챔버에 각각 설치된 플랜지 사이에 개재되는 오링과, 상기 반응챔버내에 설치되는 히터와, 상기 하부 반응챔버의 플랜지 내부에 설치되는 수냉관과, 상기 상부 반응챔버의 플랜지 상면에 설치되는 금속실(metal seal)과, 상기 금속실이 상기 상부 반응챔버의 플랜지의 상면에 압착되도록 상기 상부 반응챔버의 플랜지와 결합하고 그 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉관이 설치되는 냉각용 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 상기 금속실을 이용하여 냉각수의 효율을 극대화시킴으로써 고온부에 접한 상기 오링이 열적으로 손상을 받는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체소자 제조장치에 관한 것으로서, 특히 고온 공정에서 반응챔버 또는 석영관의 실링(sealing)을 위하여 사용되는 오링이 열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 반도체소자 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체소자는 외부와 차단된 반응공간 내에서 만들어진다. 이러한 반응공간은 그 공정에 적합하도록 반응챔버나 석영관 등에 의해서 제공된다. 예컨대, 열산화나 확산공정은 석영관내에서, 그리고 PVD(physical vapor deposition)나 CVD(chemical vapor deposition)는 반응챔버내에서 각각 행해지는 것이 일반적이다.
이러한 반응챔버나 석영관의 진공상태를 유지하기 위하여, 그 내부를 외부와 효과적으로 차단시키기 위한 실링(sealing)용으로 오링이 많이 사용된다. 그러나, 이러한 오링은 고분자 화합물로 되어 있기 때문에 근본적으로 열에 약하여 고온 공정에서는 열적 손상을 입게된다. 따라서, 반응챔버나 석영관의 실링(sealing)부에서 리크(leak)가 생기게 된다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도로서, 도 1a는 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) 장치를 나타낸 것이고, 도 1b는 확산(diffusion) 장치를 나타낸 것이다.
도 1a를 참조하면, 외부와 차단된 반응공간은 반응챔버(10)에 의해 제공된다. 반응챔버(10)는 하부(10a) 및 상부(10b)로 구성되며 이들이 플랜지 결합되어 이루어진다. 상부 반응챔버(10b)는 돔(dome)형태를 하고 있으며, 석영으로 이루어진다. 반응챔버(10) 내에는 반도체 웨이퍼를 가열시키기 위한 히터(20)가 설치되며, 웨이퍼는 히터(20)상에 설치된 서셉터(미도시)에 놓여진다.
오링(30)은 반응챔버(10)의 내부를 진공으로 만들었을 때 리크(leak)가 발생하지 않도록, 하부 및 상부 반응챔버(10a, 10b)에 각각 설치된 플랜지(40a, 40b) 사이에 개재된다.
도 1b를 참조하면, 외부와 차단되는 반응공간은 석영관(11)에 의해서 제공되며, 석영관(11)의 일단에는 석영관(11)의 내부가 외부와 차단되도록 벌크헤드(21)가 설치된다. 벌크헤드(21)에는 석영관(11) 내부의 기체를 배기시키기 위한 배기관(41)이 설치된다.
그리고, 벌크헤드(21)가 설치된 부위에서 기체의 리크(leak)가 발생하지 않도록, 오링(31)이 벌크헤드(21)와 석영관(11) 사이에 개재되어 설치된다. 오링(31)은 벌크헤드(21)에 의해 석영관(11)에 압착된다.
확산공정에 필요한 열을 제공하는 히터는 석영관(11)의 외측을 둘러싸도록 설치될 수도 있고, 석영관(11)내에 웨이퍼가 놓여지는 지지수단에 설치될 수도 있다. 이에 대한 도시는 생략하였다.
상술한 종래의 반도체소자 제조장치에 의하면, 반응챔버(10)나 석영관(11) 내에서 고온의 진공 공정을 수행할 경우에, 리크(leak)가 생기는 것을 방지하기 위하여 설치된 오링(30, 31)이 히터(20, 도 1b에서는 미도시)에서 발생하는 열에 의해 손상을 받게 된다. 따라서, 반응챔버(10)나 석영관(11)에 리크가 생기게 된다.
나아가, 오링(30, 31)이 열적 변형되어 늘러 붙기 때문에 하부 반응챔버(10a)와 상부 반응챔버(10b)를 분리시키거나, 벌크헤드(21)를 떼어낼 때 석영으로 된 상부 반응챔버(10b)나 석영관(11)이 깨어지는 경우가 자주 발생한다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오링 부위의 냉각효율을 증대시킴으로써 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체소자 제조장치를 제공하는 데 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
10, 110: 반응챔버 11, 111: 석영관
20, 120: 히터 21, 121: 벌크헤드
30, 31, 131: 오링 40a, 40b: 플랜지
41, 141: 배기관 145: 제1 수냉관
150, 151: 금속실 160: 냉각용 플랜지
161: 수냉관 165: 제2 수냉관
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명은 상부와 하부가 플랜지 결합을 하여 외부와 차단된 반응공간을 제공하는 반응챔버와, 상기 상부 및 하부 반응챔버에 각각 설치된 플랜지 사이에 개재되는 오링과, 상기 반응챔버내에 설치되는 히터와, 상기 하부 반응챔버의 플랜지 내부에 설치되는 수냉관과, 상기 상부 반응챔버의 플랜지 상면에 설치되는 금속실과, 상기 금속실이 상기 상부 반응챔버의 플랜지의 상면에 압착되도록 상기 상부 반응챔버의 플랜지와 결합하고 그 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉관이 설치되는 냉각용 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 외부와 차단되는 반응공간을 제공하는 석영관과, 상기 석영관의 내부를 가열시키기 위한 히터와, 상기 석영관을 둘러싸고 그 내부에는 수냉관이 설치되는 벌크헤드와, 상기 벌크헤드와 상기 석영관 사이에 개재되어 상기 벌크헤드에 의해 상기 석영관에 압착되는 오링과, 상기 오링에 인접하여 상기 벌크헤드와 상기 석영관 사이에 개재되는 금속실을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 반도체소자 제조장치에 의하면, 상기 금속실을 이용하여 냉각수의 효율을 극대화시킴으로써 고온부에 접한 상기 오링이 열적으로 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 반응챔버나 상기 석영관의 오링 실링(sealing)부에서 기체가 리크되는 것과, 상기 오링이 열적 변형되어 늘러 붙는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
[실시예 1]
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도이다. 구체적으로, 외부와 차단된 반응공간은 반응챔버(110)에 의해 제공된다. 여기서, 반응챔버(110)는 하부(110a) 및 상부(110b)로 구성되며 이들이 플랜지 결합하여 이루어진다. 상부 반응챔버(110b)는 돔(dome)형태를 하고 있으며, 석영으로 이루어진다. 반응챔버(110) 내에는 반도체 웨이퍼를 가열시키기 위한 히터(120)가 설치되며, 웨이퍼는 히터(120)상에 설치된 서셉터(미도시)에 놓여진다.
오링(130)은 반응챔버(110)의 내부를 진공으로 만들었을 때 리크(leak)가 발생하지 않도록, 하부 및 상부 반응챔버(110a, 110b)에 각각 설치된 플랜지(140a, 140b) 사이에 개재된다. 그리고, 오링(130)이 열적인 손상을 받지 않도록 냉각수가 흐를 수 있는 제1 수냉관(145)이 하부 반응챔버의 플랜지(140a) 내부에 설치된다.
그러나, 제1 수냉관(145)에 의해 냉각되는 부분은 오링(130)의 하부에 한정되기 때문에 그 상부는 여전히 히터(120)에서 발생하는 열에 의해 영향을 받는다. 따라서, 오링(130)의 상부가 열적인 손상을 받지 않도록, 그 내부에 냉각수가 흐를 수 있는 제2 수냉관(165)이 설치된 냉각용 플랜지(160)가 상부 반응챔버의 플랜지(140b)와 결합하도록 설치된다.
제2 수냉관(165)에 의해 오링(130)의 상부가 효과적으로 냉각될 수 있도록, 열전도율이 좋은 와이어 형태의 금속실(metal seal, 150)이 상부 반응챔버의 플랜지(140b)와 냉각용 플랜지(160) 사이에 개재되어 압착되도록 설치된다.
[실시예 2]
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체소자 제조장치를 설명하기 위한 개략도이다. 구체적으로, 외부와 차단되는 반응공간은 석영관(111)에 의해서 제공되며, 석영관(111)의 일단에는 석영관(111)의 내부가 외부와 차단되도록 벌크헤드(121)가 설치된다. 벌크헤드(121)에는 석영관(111) 내부의 기체를 배기시키기 위한 배기관(141)이 설치된다.
그리고, 벌크헤드(121)가 설치된 부위에서 기체의 리크(leak)가 발생하지 않도록, 오링(131)이 벌크헤드(121)와 석영관(111) 사이에 개재되어 설치된다. 이때, 오링(131)은 벌크헤드(121)에 의해 석영관(111)에 압착된다.
제조공정에 필요한 열을 제공하는 히터는 석영관(111)의 외측을 둘러싸도록 설치될 수도 있고, 석영관(11)내에 웨이퍼가 놓여지는 지지수단에 설치될 수도 있다. 이에 대한 도시는 생략하였다.
오링(131)이 히터에서 발생하는 열에 의해 열적인 손상을 받지 않도록, 벌크헤드(121)의 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉관(161)이 설치된다. 그리고, 보다 효과적으로 수냉관(16)에 의해 오링(131)이 냉각될 수 있도록, 열전도율이 좋은 와이어 형태의 금속실(metal seal, 151)이 오링(131)에 인접하여 벌크헤드(121)와 석영관(111) 사이에 개재된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 금속실(150, 151)을 이용하여 냉각수에 의한 냉각효율을 극대화시킴으로써 고온부에 접한 오링(130, 131)이 열적으로 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 반응챔버(110)나 석영관(111)의 오링 실링(sealing)부에서 기체가 리크되는 것과, 오링(130, 131)이 열적 변형되어 늘러 붙는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
Claims (2)
- 상부와 하부가 플랜지 결합을 하여, 외부와 차단된 반응공간을 제공하는 반응챔버;상기 상부 및 하부 반응챔버에 각각 설치된 플랜지 사이에 개재되는 오링;상기 반응챔버내에 설치되는 히터;상기 하부 반응챔버의 플랜지 내부에 설치되는 수냉관;상기 상부 반응챔버의 플랜지 상면에 설치되는 금속실; 및상기 금속실이 상기 상부 반응챔버의 플랜지의 상면에 압착되도록 상기 상부 반응챔버의 플랜지와 결합하고, 그 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 수냉관이 설치되는 냉각용 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치.
- 외부와 차단되는 반응공간을 제공하는 석영관;상기 석영관의 내부를 가열시키기 위한 히터;상기 석영관을 둘러싸고 그 내부에는 수냉관이 설치되는 벌크헤드;상기 벌크헤드와 상기 석영관 사이에 개재되어 상기 벌크헤드에 의해 상기 석영관에 압착되는 오링; 및상기 오링에 인접하여 상기 벌크헤드와 상기 석영관 사이에 개재되는 금속실을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조장치.
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