KR20030057953A - 써모커플이 장착된 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치 - Google Patents

써모커플이 장착된 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치 Download PDF

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Abstract

장비의 예방정비(Preventive Maintenance)시에 프로파일 써모커플의 깨짐을 방지하고, 프로파일(profile) 진행시 온도보상 값의 편차를 최소화할 수 있는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은, 내부에 튜브(tube)가 장착되고 상기 튜브를 감싸는 형태로 구성된 히터부를 구비하는 불순물 확산장치(Furnace)에 있어서, 상기 히터부는 프로파일을 위한 써모커플(thermocouple)이 고정식으로 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 제공한다.

Description

써모커플이 장착된 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치{Furnace for semiconductor fabricating having a fixed thermocouple}
본 발명은 반도체 소자 제조에 사용되는 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 확산 및 박막 형성용 확산장치(Furnace)에 관한 것이다.
일반적으로 확산(diffusion)이란 평형상태를 이루려는 자연 현상을 이용한 물질간의 혼합을 말하며, 미시적으로는 원자들간의 혼합현상을 의미한다. 그러나 실제 반도체 소자 제조 공정들의 대부분은 어느 정도 확산과 관계가 있으며, 특히 열산화 공정(Thermal Oxidation), 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition)등은 확산 개념을 많이 이용하고 있는 공정이다.
따라서, 확산 장비로 가능한 반도체 소자의 제조공정은, 질화막 및 폴리실리콘막과 같은 CV(Chemical Vapor Deposition)막의 형성, 접합영역의 형성, 열처리에 의한 손상(Damage)의 치료(Relief), 막질의 고밀도화(Densification), 산화막의 형성등이 가능하다.
이러한 불순물 확산장비는 설비의 안정적인 작동을 위하여 주기적인 예방정비(PM)를 실시해야 한다. 이러한 예방정비는, ① 먼저 그동안 사용했던 튜브를 들어내고 새것 혹은 습식 클리닝이 완료된 것으로 교체한 후, ② 교체가 이루어진 상태에서 장비를 시험적으로 한번 가동(running)한 후, ③ 프로파일(profile)을 실시하는 순서로 진행된다. 물론 이외에도 많은 예방정비 항목이 존재한다.
이때, 불순물 확산장비가 폴리실리콘과 같은 CVD 막질을 형성하는 장비이면, 시험 가동 때에 막질을 시험적으로 형성하는 프리 데포지션(Pre-deposition) 공정을 진행한다. 여기서 프로파일(profile)이란, 확산 장비의 튜브에 정확한 온도를 제어(control)하기 위해, 써모 커플(thermocouple)을 이용하여 온도 보상을 실시하기 위한 일련의 작업을 말한다.
도 1은 종래 기술에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 설명하기 위해 도시한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 프로파일 공정에서는, 히터부(10) 내부에 있는 튜브(12)를 교체한 후, 프리 데포지션(pre-deposition)을 한 후, 온도보상을 위해 프로파일을 진행할 때, 프로파일 써모커플(14)을 튜브(12) 내에 넣고 프로파일을 진행하게 된다. 도면의 참조부호 16은 스파이크 써모커플을 가리킨다.
그러나 이렇게 프로파일 써모커플(14)을 작업자가 튜브(12) 내에 넣은 상태에서 프로파일을 진행하는 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 프로파일 써모커플을 튜브내로 넣고 빼고 하는 일련의 취급을 할 때에 프로파일 써모커플이 깨져서(broken)을 프로파일을 수행하는 예방정비 작업을 다시 수행해야 하는 불편함이 따른다.
둘째, 라인(line)이 노출된 프로파일 써모커플의 오염으로 인해, 튜브 내부가 오염되거나, 프리-데포지션을 위해 사용되는 더미 웨이퍼(Dummy Wafer)까지 오염되는 문제점이 발생한다.
셋째, 작업자가 튜브내부에 설치하는 프로파일 써모커플의 위치 편차는, 온도보상 값의 편차가 발생하는 문제가 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프로파일 써모커플의 깨짐을 방지하고, 오염을 줄이며, 안정된 온도보상을 실시할 수 있는 반도체 소자의 제조용 확산장비를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 설명하기 위해 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 설명하기 위해 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치 중 프로파일 써모커플(profile thermocouple)의 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 히터부, 110: 튜브(tube),
120: 스파이크(spike) 써모커플, 130: 프로파일(profile) 써모커플,
132: 받침대, 134: 써모커플 본체,
136: 세라믹 보호부. 140: 온도제어 컨트롤러.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 튜브(tube)가 장착되고 상기 튜브를 감싸는 형태로 구성된 히터부를 구비하는 불순물 확산장치(Furnace)에 있어서, 상기 히터부는 프로파일을 위한 써모커플(thermocouple)이 고정식으로 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 튜브는 종형(Vertical) 튜브인 것이 적합하고, 상기 써모커플은 스파이크 써모커플(Spike Thermocouple)과, 프로파일 써모커플로 분류되는 것이 적합하다.
바람직하게는, 상기 스파이크 써모커플은 히터부의 외벽에 장착되고, 상기 프로파일 써모커플은 히터부의 내벽에 튜브와 인접된 위치에 장착되는 것이 적합하다. 또한, 상기 프로파일 써모커플은 히터부 내벽에 받침대를 설치하고 고정식으로 장착되는 것이 바람직하고, 상기 프로파일 써모커플은 세라믹(Ceramic) 보호부에 의해 감싸진 형태로 만들어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 스파이크 써모커플 및 프로파일 써모커플은 히터부의 상하를 따라서 균일하게 4개를 구성하는 것이 적합하다.
본 발명에 따르면, 프로파일 써모커플과, 스파이크 써모커플을 히터부를 이용하여 고정식으로 설치함으로써, 예방정비시에 프로파일 써모커플과 스파이크 써모커플이 깨지는 것을 방지하고, 안정적인 온도보상을 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 설명하기 위해 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치의 구성은, 튜브(110)와, 상기 튜브를 감싸는 형태로 구성된 히터부(100)와, 상기 히터부(100)의 내벽에 고정식으로 장착된 프로파일 써모커플(130)과, 상기 히터부(100)의 외벽에 고정식으로 장착된 스파이크 써모커플(120)로 이루어진다.
도면에서 참조부호 140은 프로파일 진행시, 온도 측정값을 받아들여서 온도 보상값을 계산하고 불순물 확산장치(Furnace)의 전체적인 온도를 제어하는 온도제어 컨트롤러(temperature Controller)를 가리키고, 132는 프로파일 써모커플(130)을 지지하여 고정시키는 받침대를 각각 가리킨다.
상기 스파이크 써모커플(120)과 프로파일 써모커플(130)은 종래 기술과 같이 예방 정비시에만 설치하는 이동식이 아니고, 본 발명에서는 고정식이다. 따라서, 온도보상을 위한 프로파일(profile) 진행시에 스파이크 써모커플(120)과 프로파일 써모커플(130)을 튜브(110) 내부로 넣고 빼는 번거로움을 해결할 수 있다. 그리고 이 과정에서 발생하는 스파이크 써모커플(120)과 프로파일 써모커플(130)이 깨지는것을 방지한다. 또한 프로파일(120, 130)의 라인(line)이 외부로 노출됨으로 인하여 발생하는 오염을 억제할 수 있다.
그리고 프로파일 진행시, 튜브(110)을 교체하여도 스파이크 써모커플(120)과 프로파일 써모커플(130)의 유동이 없기 때문에 온도보상 값이 종래 방법에 의한 프로파일 온도보상 값보다 안정적이다. 따라서, 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치를 운용하는 공정에서 온도보상의 편차 발생을 줄임으로써, 장비를 보다 안정적이고 효율적으로 운용할 수 있는 장점이 있다. 이러한 스파이크 써모커플(120)과 프로파일 써모커플(130)은 히터부(100)의 상하 방향으로 4곳에 장착하여 균형있는 온도 보상값을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치 중 프로파일 써모커플(profile thermocouple)의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치에서 프로파일 써모커플(130)은, 중앙에 써모커플 본체(134)가 있고, 상기 써모커플 본체(134)를 외부에서 세라믹 보호부(136)가 감싸고 있는 형태이다. 따라서, 쉽게 유동하지 않으며, 잘 깨지는 문제점이 해결된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 스파이크 써모커플과 프로파일 써모커플을 히터부를 이용하여 고정식으로 구성함으로써, 첫재, 예방정비시에 프로파일 써모커플과 스파이크 써모커플이 깨지는 것을 방지한다. 둘째, 써모커플에 의한 오염발생을 억제한다. 셋째, 불순물 확산장비에서 보다 안정적인 온도보상을 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 내부에 튜브(tube)가 장착되고,
    상기 튜브를 감싸는 형태로 구성된 히터부를 구비하는 불순물 확산장치(Furnace)에 있어서,
    상기 히터부는 프로파일을 위한 써모커플(thermocouple)이 고정식으로 장착된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 종형(Vertical) 튜브인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 써모커플은 스파이크 써모커플(Spike Thermocouple)과, 프로파일 써모커플로 분류되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스파이크 써모커플은 히터부의 외벽에 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로파일 써모커플은 히터부의 내벽에 튜브와 인접된 위치에 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로파일 써모커플은 히터부 내벽에 받침대를 설치하고 고정식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 프로파일 써모커플은 세라믹(Ceramic) 보호부에 의해 감싸진 형태로 만들어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스파이크 써모커플 및 프로파일 써모커플은, 히터부의 상하를 따라서 균일하게 4개의 위치에 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 불순물 확산장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100922256B1 (ko) * 2007-12-14 2009-10-15 주식회사 동부하이텍 써모커플이 구비된 반도체 제조용 수직형 확산로
KR100950317B1 (ko) * 2007-12-14 2010-03-31 한국생산기술연구원 다점 온도 측정장치

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