KR200165747Y1 - 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템 - Google Patents

반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 시스템의 퍼지시 공정가스 배기라인에 역압이 걸리는 현상을 해소하므로써 파티클에 의한 웨이퍼의 오염을 막아 공정수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 고안은 반응튜브(1)에 연결된 공정가스 배기라인(2)의 배출구를 가스세정기(3) 후방에 연결된 세정가스 배출라인(4) 상에 연결하여, 질소가스를 이용한 퍼지시 공정가스 배기라인(2)에 역압이 걸리지 않도록 한 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템이다.

Description

반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템
본 고안은 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착용 공정가스 퍼지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 시스템의 퍼지시 공정가스 배기라인에 역압(Back pressure)이 걸리는 현상을 해소할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로, 화학기상증착법(CVD ; Chemical Vapour Deposition Method)은 특정의 반응기체들을 반응튜브속에 계속 투입하면서 적절한 조건을 유지시켜 주므로써 고체상의 물질을 웨이퍼 표면에 증착시키는 것을 말한다.
종래의 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착(LPCVD)장치용 퍼지(purge) 시스템에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 증착공정이 진행되는 반응튜브(1)와, 증착 공정 진행시 상기 반응튜브(1) 내부가 진공상태를 이루고 있도록 하기 위해 설치되며 상기 반응튜브(1)와 펌핑라인(8)으로 연결되는 진공펌프(9)와, 상기 반응튜브(1) 후방에 연결된 펌프측 배기라인(10)을 통해 배출된 가스가 유입되어 희석 및 세정되는 가스세정기(3)와, 상기 가스세정기(3) 후방으로 연결된 세정가스 배출라인(4)과, 상기 세정가스 배출라인(4)에 연결되는 독성가스 덕트(7)와, 상기 반응튜브(1)와 가스세정기(3) 전방의 펌프측 배기라인(10)에 양단이 연결되며 증착 완료후 반응챔버 내부를 대기압상태로 만듬과 동시에 퍼지를 위해 반응챔버 내로 주입시킨 질소가스를 배출시키는 공정가스 배기라인(2)이 구비된다.
이 때, 상기 공정가스 배기라인(2) 상에는 역류방지를 위한 체크밸브(11)가 설치된다.
한편, 이러한 종래의 퍼지 시스템은 저압화학기상증착 공정의 나이트라이드 공정 및, HLD(고온저압증착) 공정용 장비에 공통적으로 적용되고 있다.
이와 같이 구성된 종래 저압화학기상증착 공정용 퍼지 시스템의 작용은 다음과 같다.
수직형 퍼니스(Vertical Furnace)를 이용한 저압화학기상증착 공정의 단위 공정중, 나이트라이드(Nitride) 공정은 반응튜브(1) 내의 압력을 33.3㎩로 하고, HLD(고온저압증착)공정은 반응튜브(1) 내의 압력을 113㎩로하여 공정을 진행 한다.
증착 단계에서 나이트라이드 공정은 다이클로로 실렌과 암모니아등이 공정가스로서 반응튜브(1) 내로 주입되고, HLD공정은 테오스〔(C2H5O)4Si)〕와 산소가스(O2)등이 공정가스로서 반응튜브(1) 내로 주입된다.
한편, 증착이 완료된 후에는 반응튜브(1) 내부의 압력을 대기압으로 만들게 되는데, 이 과정에서 튜브(1) 내로 질소가스가 주입된다.
또한, 질소가 주입되어 압력이 상승하면 대기압 센서가 온되고, 이에 따라 밸브가 열려 공정가스 배기라인(2)을 통해 질소 및 반응튜브(1) 내에 있던 공정가스가 배출된다.
그러나, 이와 같은 종래의 저압화학기상증착용 공정가스 퍼지 시스템은 공정가스 배기라인(2)을 통해 배기된 공정가스가 신속히 가스세정기(3) 내로 유입되지 못하는 까닭에 가스세정기(3) 전방에 오랫동안 머무르게 된다.
이것은 가스세정기(3)의 경우, 진공펌프(9)와 달리 강제로 흡입하는 능력이 없기 때문이다.
이로 인해, 상기 공정가스 배기라인(2)에는 가스세정기(3) 내부로 미처 유입되지 않은 가스로 인해 역압이 작용하게 된다.
즉, 공정가스가 상기 공정가스 배기라인(2) 상에서 역류하게 되어 반응튜브(1) 내의 가스들이 원할히 배출되지 못하게 된다.
이에 따라, 반응튜브(1) 내에 공정가스가 잔류하여 증착공정 진행시 웨이퍼에 흡착되어 파티클로서 작용하므로써 수율의 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 공정용 퍼지 시스템 구조를 개선하여 질소가스를 이용한 퍼지시 배기가 원할히 이루어지도록 하므로써, 공정가스 배기라인에 역압이 걸리는 현상을 해소하여 파티클에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있도록 한 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 반도체소자 제조용 저압화학기상증착 시스템을 나타낸 구성도
도 2는 본 고안의 반도체소자 제조용 저압화학기상증착 시스템을 나타낸 구성도
도 3은 본 고안에 따른 퍼지 시스템의 배기라인과 종래 퍼지 시스템의 배기라인에 걸리는 역압의 크기를 비교하여 나타낸 표
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1:반응튜브2:공정가스 배기라인
3:가스세정기4:세정가스 배출라인
5:압력측정기 6:핸드밸브
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 반응튜브에 연결된 공정가스 배기라인의 배출구를 가스세정기 후방에 연결된 세정가스 배출라인 상에 연결하여, 질소가스를 이용한 퍼지시 공정가스 배기라인에 역압이 걸리지 않도록 한 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템이다.
이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 고안의 반도체소자 제조용 저압화학기상증착 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 고안에 따른 퍼지 시스템의 배기라인과 종래 퍼지 시스템의 배기라인에 걸리는 역압의 크기를 비교하여 나타낸 표로서, 본 고안은 반응튜브(1)에 연결된 공정가스 배기라인(2)의 배출구를 가스세정기(3) 후방에 연결된 세정가스 배출라인(4) 상에 연결하여, 질소가스를 이용한 퍼지시 공정가스 배기라인(2)에 역압이 걸리지 않도록 구성된다.
이 때, 상기 공정가스 배기라인(2) 상에는 공정가스 배기라인(2) 내의 압력을 모니터링할 수 있는 압력측정기(5)와, 상기 공정가스 배기라인(2)의 관로 개폐량을 조절할 수 있는 핸드밸브(6)가 설치된다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.
반응튜브(1) 내에서 진행되는 저압화학기상증착 공정의 단위 공정중 나이트라이드 공정 및 HLD(고온저압증착)공정은 종래기술에서 서술한 바와 동일하므로 생략하고 증착후 퍼지시를 주로하여 설명하기로 한다.
증착이 완료되면, 반응튜브(1) 내부의 압력을 대기압으로 만들기 위해 반응튜브(1) 내로 질소가스가 주입된다.
또한, 질소가 주입되어 압력이 상승하면 대기압 센서가 온되고, 이에 따라 밸브가 열려 공정가스 배기라인(2)을 통해 질소 및 반응튜브(1) 내에 있던 공정가스들이 배출된다.
이 때, 본 고안의 저압화학기상증착용 공정가스 퍼지 시스템은 공정가스 배기라인(2)의 배출구 측이 가스세정기(3) 후방에 연결된 세정가스 배출라인(4)에 연결되어 있으므로 공정가스가 신속히 독성가스 덕트(7)로 빠져나가게 된다.
이는 공정가스 배출라인의 배출구측이 가스세정기(3) 전방에 연결되는 종래의 경우와는 달리, 후방에 송풍기(도시는 생략함)가 설치되어 있는 독성가스 덕트(7) 전방의 세정가스 배출라인(4)에 연결되어 공정가스에 송풍기의 흡입력이 작용하기 때문이다.
또한, 상기 공정가스 배기라인(2) 상에는 공정가스 배기라인(2) 내의 압력을 모니터링할 수 있는 압력측정기(5)인 마노미터와, 상기 공정가스 배기라인(2)의 관로 개폐량을 조절할 수 있는 핸드밸브(6)가 설치된다.
따라서, 관리자는 마노미터를 통해 공정가스 배기라인(2) 관로의 역압을 모니터링하여 역압이 걸릴 경우, 핸드밸브(6)를 이용하여 관로 개폐량을 적절히 조절하여 역압을 해소시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 고안에 따른 퍼지 시스템의 배기라인과 종래 퍼지 시스템의 배기라인에 걸리는 역압의 크기를 비교하여 나타낸 표로서, 이를 통해 본 고안의 퍼지 시스템을 적용함에 따라 실제로 역압이 현저히 줄어들게 됨을 확인할 수 있다.
한편, 공정가스 배기라인(2)을 통해 세정기 후방의 세정가스 배출라인(4)으로 배기된 공정가스는 독성가스 덕트(7) 후방에 설치된 별도의 세정장치를 거치게 된다.
이상에서와 같이, 본 고안은 반도체소자 제조를 위한 저압 화학기상증착 장치의 퍼지 시스템 구조를 개선하여 공정가스 배기라인(2)에 역압이 걸리는 현상을 해소할 수 있게 된다.
즉, 본 고안은 퍼지시 공정가스 배기라인(2)을 통해 배출되는 공정가스가 가스세정기(3) 후방에 연결된 세정가스 배출라인(4)을 통해 원할하게 배기되므로 공정가스 배기라인(2)에 역압이 걸리는 현상이 방지된다.
이에 따라, 본 고안은 질소가스를 이용한 공정가스의 퍼지시, 공정가스가 반응튜브(1) 내에 잔류하지 않게 되므로써 증착공정 진행시 잔류가스로 인한 웨이퍼 오염이 방지되어 증착 공정의 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 반응튜브에 연결된 공정가스 배기라인의 배출구를 가스세정기 후방에 연결된 세정가스 배출라인 상에 연결하여, 질소가스를 이용한 퍼지시 공정가스 배기라인에 역압이 걸리지 않도록 한 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정가스 배기라인 상에,
    공정가스 배기라인 내의 압력을 모니터링할 수 있는 압력측정기와,
    상기 공정가스 배기라인의 관로 개폐량을 조절할 수 있는 핸드밸브가 설치됨을 특징으로 하는 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템.
KR2019970011798U 1997-05-24 1997-05-24 반도체소자 제조를 위한 저압화학기상증착 프로세스용 공정가스 퍼지 시스템 KR200165747Y1 (ko)

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