KR20020045294A - 반도체 제조용 화학기상증착 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정을 진행함에 따라 생성되는 파우더를 화학기상증착 설비 외부로 배출함에 있어서, 파우더가 중간에서 적체되었는지 여부를 사전에 체크하여 공정 진행중 파우더 적체로 인한 공정 중단으로 웨이퍼가 손실되는 것을 방지한 반도체 제조용 화학기상증착 설비에 관한 것으로, 본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 파우더가 배기 배관 중간에서 적체되었는지 여부가 사전에 체크 가능하고, 적체 여부에 따라 배기 배관의 크리닝 주기를 재설정 해줌으로써 배기 배관의 적체 현상을 미연에 방지할 수 있을뿐만 아니라 배기 배관의 적체로 인한 펌프 오프 등 공정 중단 현상을 최소화하여 웨이퍼 손실을 방지할 수 있다

Description

반도체 제조용 화학기상증착 설비{Chemical vapor deposition equipment used to manufacture a semiconductor device}

본 발명은 반도체 제조용 화학기상증착 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공정을 진행함에 따라 생성되는 파우더(Powder)를 화학기상증착 설비 외부로 배출함에 있어서, 파우더가 중간에서 적체되었는지 여부를 사전에 체크(Check)하여 공정 진행중 파우더 적체로 인한 공정 중단으로 웨이퍼(Wafer)가 손실되는 것을 방지한 반도체 제조용 화학기상증착 설비에 관한 것이다

일반적으로 웨이퍼 상태에서 반도체 소자를 제조하는 공정을 FAB(Fabrication)공정이라고 하고, 이 FAB공정은 수 십개의 단위 공정으로 나뉘어져 있으며, 이들 단위 공정중 화학기상증착 공정은 반도체 소자를 형성하기 위하여 가장 널리 사용되고 있는 공정 중 하나이다.

이와 같은 화학기상증착 공정은 특정의 반응기체들을 반응 챔버(Chamber) 내부로 계속 공급하면서 온도나 압력 등 적절한 공정 조건을 유지시켜 주면 고체상의파우더가 생성되어 가공하고자 하는 물체 위에 내려 쌓이게 되는 현상을 이용하여 반도체 공정에 필요한 물질의 막을 웨이퍼 위에 증착시키는 공정이다.

이와 같이, 화학기상증착 공정을 진행하면, 공정 챔버에서는 소정 파우더가 생성되는 바, 이 파우더는 공정이 진행된 후 공정 설비 외부로 배출되어야 한다.

이를 구현하기 위한 종래 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 웨이퍼에 박막 증착이 이루어지는 화학기상증착 챔버와, 화학기상증착 챔버에서 화학기상증착 설비 외부로 연통되도록 설치된 배기 배관과, 배기 배관에 연결되어 화학기상증착 챔버의 파우더를 화학기상증착 설비 외부로 펌핑하는 펌프와, 펌프의 소음을 줄이기 위해 설치된 펌프 소음장치와, 배기 배관을 선택적으로 개폐하는 연동 밸브와, 펌프의 펌핑 작용을 돕는 역할을 하는 파우더 강제이송장치와, 배기 배관을 크리닝(Cleaning)해주는 크리닝 장치와, 전체적인 공정을 제어하는 중앙제어장치로 구성된다

이와 같이 구성된 종래 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 공정이 진행됨에 따라 생성되는 파우더를 펌프로 펌핑(Pumping)하여 배기 배관을 통해 화학기상증착 설비 외부로 배출시키고, 또, 좀더 원활한 파우더 배출을 위해 파우더 강제이송장치를 이용하여 파우더가 배기 배관 내부에 쌓이지 않고 곧바로 화학기상증착 챔버에서 화학기상증착 설비 외부로 배출되도록 한다. 또한, 종래 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 일정한 주기를 설정하여 일정한 주기마다 배기 배관을 크리닝해줌으로써, 파우더가 배기 배관에 적체되지 않도록 한다.

그러나, 화학기상증착 공정은 공정 특성상 타 공정에 비해 파우더 적체가 심하게 발생하는 바, 앞에서와 같이 일정한 주기로 배기 배관을 크리닝하고, 또 파우더 강제이송장치를 사용하여도 파우더가 원활하게 배출되지 않고, 배기 배관 곳곳에서 적체 현상이 발생된다. 특히, 펌프 소음장치와 연동 밸브 사이에는 파우더 적체가 매우 심하며, 이로 인해 펌프 오프(Pump off)가 빈번히 발생되어 공정 진행이 중간에 중단됨으로써 웨이퍼 양산 중 웨이퍼 손실의 주요 원인이 되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비의 목적은 공정을 진행함에 따라 생성되는 파우더를 배기 배관을 통해 화학기상증착 설비 외부로 배출할 때, 파우더가 배기 배관 중간에서 적체되었는지 여부를 사전에 체크하여 배기 배관의 크리닝 주기를 재설정함에 있다.

도 1은 본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비를 도시한 개념도.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 화학반응에 의해 웨이퍼 상에 박막이 증착되는 화학기상증착 챔버와, 화학기상증착 챔버에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급장치와, 화학기상증착 챔버에서 발생하는 파우더를 외부로 배출하는 파우더 배기장치를 포함하는 반도체 제조용 화학기상증착 설비에 있어서,

파우더 배기장치는 일측 단부가 화학기상증착 챔버와 연통되고, 타측 단부는 화학기상증착 설비 외부와 연통된 배기 배관과, 배기 배관에 설치되어 배기 배관을선택적으로 개폐하는 연동 밸브와, 연동 밸브와 화학기상증착 챔버 사이에 설치되어 배기 배관 내부에 파우더가 적체되었는지 여부를 체크하는 파우더 측정장치를 포함함에 있다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일실시예인 반도체 제조용 화학기상증착 설비(100)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비(100)는 전체적으로 보아 반응가스 공급장치(110), 화학기상증착 챔버(120), 파우더 배기장치 및 공정을 전반적으로 제어하는 중앙제어장치(130)로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 화학기상증착 챔버(120)는 화학반응에 의해 생성되는 파우더(미도시)가 웨이퍼(미도시)에 쌓이게 함으로써 웨이퍼에 소정 박막을 형성하는 챔버이며, 반응가스 공급장치(110)는 화학기상증착 챔버(120)와 연통되어 화학기상증착 챔버(120)에서 화학반응이 일어날 수 있도록 반응가스를 공급해주는 역할을 하는 장치이다.

또한, 본 발명 핵심 부분인 파우더 배기장치는 화학기상증착 챔버(120)와 연통되어 화학반응에 의해 생성된 파우더를 화학기상증착 설비(100) 외부로 배출하는 역할을 하는 것으로, 배기 배관(140), 연동 밸브(190), 펌프(150), 펌프 소음장치(160), 파우더 강제이송장치(180), 파우더 측정장치(170) 및 배기 배관(140)을 크리닝해주는 크리닝 장치(미도시)로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 배기 배관(140)은 일측 단부가 화학기상증착 챔버(120) 내부와 연결되고, 타측 단부는 화학기상증착 설비(100) 외부와 연결되어화학기상증착 챔버(120) 내부와 화학기상증착 설비(100) 외부가 연통되도록 하는 역할을 하며, 연동 밸브(190)는 배기 배관(140) 상에 설치되어 배기 배관(140)을 공정의 진행에 따라 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.

또한, 펌프(150)는 연동 밸브(190)와 화학기상증착 챔버(120) 사이의 배기 배관(140) 상에 설치되어 화학기상증착 챔버(120) 내부의 파우더를 화학기상증착 설비(100) 외부로 배출시킬수 있도록 펌핑하는 역할을 하며, 펌프 소음장치(160)는 배기 배관(140) 상의 펌프(150)와 연동 밸브(190) 사이에 설치되어 펌프(150)가 펌핑할 때 발생하는 소음을 최소화하는 역할을 한다.

한편, 파우더 강제이송장치(180)는 펌프 소음장치(160)와 연동 밸브(190) 사이의 배기 배관(140) 상에 설치되며, N2 가스를 배기 배관(140) 내로 불어넣어 파우더가 배기 배관(140)에서 화학기상증착 설비(100) 외부로 배출될 때, 중간에서 쌓이지 않도록 하는 역할을 한다.

그리고, 파우더 측정장치(170)는 펌프 소음장치(160)와 파우더 강제이송장치 (180) 사이의 배기 배관(140) 상에 설치되어 배기 배관(140)의 적체 정도를 측정하는 장치로, 파우더 측정장치(170)는 배기 배관(140)의 적체 정도를 육안으로 확인할 수 있는 계기판(175)을 포함한다.

따라서, 공정 구동 중 유저는 계기판(175)을 통해 배기 배관(140)의 상태를 확인함으로써 파우더 적체 여부를 정확히 파악할 수 있고, 파우더의 적체 여부에 따라 배기 배관(140)을 크리닝하여 배기 배관(140)의 적체로 인해 발생하는 여러가지 문제점을 미연에 방지할 수 있다.

이때, 파우더 측정장치(170)는 배기 배관(140)의 적체 정도를 확인할 수 있는 포토 헤릭 게이지(Photo helic gauge)로 설치됨이 바람직하다.

이하, 이와 같은 본 발명 화학기상증착 설비(100)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

선행 공정을 수행한 웨이퍼가 소정 방법에 의해 본 발명 화학기상증착 설비(100)의 화학기상증착 챔버(120)에 로딩되면, 중앙제어장치(130)의 전반적인 공정 제어에 의해 반응가스 공급장치(110)는 반응가스를 화학기상증착 챔버(120)에 소정량 공급한다.

이후, 화학기상증착 챔버(120)에서는 중앙제어장치(130)에 의해 화학기상증착 챔버(120) 내부의 온도 및 압력 등 소정 반응 조건이 유지되어 파우더가 생성되고, 이후, 파우더는 웨이퍼에 쌓여 소정 박막을 형성한다.

계속해서, 공정이 진행된 후, 잔존하는 파우더는 앞에서 설명한 파우더 배기장치(170)에 의해 화학기상증착 설비(100) 외부로 배출되는 바, 펌프 및 파우더 강제이송장치(180), 펌프 소음장치(160)는 구동되기 시작하고, 연동 밸브(190)는 오픈(Open)된다.

또한, 파우더 측정장치(170)는 배기 배관(140)의 파우더 적체 정도를 정확히 측정한다.

이때, 파우더 측정장치(170)를 유저가 확인해본 결과 배기 배관(140)의 막힘 정도가 심하면 유저는 배기배관(140)을 크리닝하여 배기 배관(140)의 적체 문제를 해결하며, 배기 배관(140)의 적체로 인해 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바에 의하면, 본 발명 반도체 제조용 화학기상증착 설비는 공정을 진행함에 따라 생성되는 파우더를 배기 배관을 통해 화학기상증착 설비 외부로 배출함에 있어서, 파우더가 배기 배관 중간에서 적체되었는지 여부가 사전에 체크 가능하고, 적체 여부에 따라 배기 배관의 크리닝 및 크리닝 주기를 재설정 해줌으로써 배기 배관의 적체 현상을 미연에 방지할 수 있을뿐만 아니라 배기 배관의 적체로 인한 펌프 오프 등 공정 중단 현상을 최소화하여 웨이퍼 손실을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 소정 화학반응에 의해 웨이퍼 상에 박막이 증착되는 화학기상증착 챔버와, 상기 화학기상증착 챔버에 반응 가스를 공급하는 반응가스 공급장치와, 상기 화학기상증착 챔버에서 발생하는 파우더를 화학기상증착 설비 외부로 배출하는 파우더 배기장치를 포함하며,

   상기 파우더 배기장치는 일측 단부가 화학기상증착 챔버와 연통되고, 타측 단부는 상기 화학기상증착 설비 외부와 연통된 배기 배관과;

   상기 배기 배관에 설치되어 상기 배기 배관을 선택적으로 개폐하는 연동 밸브와;

   상기 연동 밸브와 상기 화학기상증착 챔버 사이의 상기 배기 배관에 설치되어 상기 파우더를 펌핑하는 펌프와;

   상기 펌프와 상기 연동 밸브 사이의 상기 배기 배관에 설치되어 상기 펌프에서 발생하는 소음을 최소화하는 펌프 소음장치와;

   상기 펌프 소음장치와 상기 연동 밸브 사이의 상기 배기 배관에 설치되어 상기 파우더가 상기 배기 배관 내부에 적체되지 않도록 하는 파우더 강제 이송장치와;

   상기 펌프 소음장치와 상기 파우더 강제 이송장치 사이의 상기 배기 배관에 설치되어 상기 배기 배관 내부에 상기 파우더가 적체되었는지 여부를 체크하는 파우더 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 화학기상증착 설비.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파우더 측정장치는

   상기 배기 배관 내부의 상기 파우더 적체 여부를 정확히 측정할 수 있는 포토 헤릭 게이지인 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 화학기상증착 설비.