KR20030069703A - 반도체소자 제조용 가스공급장치 - Google Patents

반도체소자 제조용 가스공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체소자 제조용 공정챔버를 정화하는 퍼지가스를 가열하여 공정가스가 공정챔버로 주입되는 샤워헤드를 가열하고, 공정챔버 내의 잔류가스를 효율적으로 배출시키기 위한 것이다. 이러한 목적의 본 발명은, 공정가스 공급원으로부터 공정챔버(130)에 연결되어 공정가스가 공급되는 공정가스라인(110)과, 공정가스라인(110)에 연결되어 공정챔버(130)내의 먼지를 불어내기 위한 퍼지가스 또는 공정가스가 선택적으로 공급되는 퍼지가스라인(120)과, 공정챔버(130)내에 설치되어 공정가스라인(110)으로부터 공급되는 공정가스가 공정챔버(130)내로 분사되도록 하는 샤워헤드(140)와, 퍼지가스라인(120)의 주위에 장착된 제 1히터(170)를 갖는 반도체소자 제조용 가스공급장치로서, 퍼지가스가 공정챔버(130)를 정화하는 동안 샤워헤드(140)를 가열하여 공정가스가 반도체소자의 증착공정에 가장 효율적인 온도를 유지할 수 있으며, 공정챔버(130) 내의 잔류가스가 퍼지가스의 열에 의해 효율적으로 배출되는 효과가 있다.

Description

반도체소자 제조용 가스공급장치{GAS SUPPLYING APPARATUS FOR SEMICONDUCTOR CHIP}
본 발명은 반도체소자 제조용 가스공급장치에 관한 것으로, 특히 반도체소자 제조용 공정챔버를 정화하는 퍼지가스를 가열하여 공정가스가 공정챔버로 주입되는샤워헤드를 가열함으로써 공정챔버 내로 공급되는 공정가스를 적정온도로 유지하고, 퍼지가스의 열로 공정챔버 내의 잔류가스를 효율적으로 배출시키기 위한 것이다.
일반적으로 반도체소자는, PE-CVD, AP-CVD, PVD, Etching, LP-CVD 등의 많은 공정을 통하여 제조된다. 이러한 공정들 대부분의 공정이 밀폐된 공정챔버 내에서 이루어지고, 공정에 따라서는 공정챔버 내부에 공정가스를 공급하여 수행된다.
이러한 공정챔버에는 반도체소자 제조공정중에 미세한 먼지가 발생하게 되는데, 반도체소자 제조공정이 완료된 후 먼지를 제거하기 위해 공정챔버에 불활성 가스를 주입하여 외부로 불어내고 있다.
도 1은 종래의 반도체소자 제조용 가스공급장치를 도시한 개략도이다.
이 도면에 도시한 바와 같이 가스공급장치는, 공정가스 공급원으로부터 공정챔버(30)에 연결되어 공정가스가 공급되고, 필요에 따라 퍼지가스가 공급되는 공정가스라인(10)과, 공정챔버(30)내에 설치되어 공정가스라인(10)으로부터 공급되는 공정가스가 공정챔버(30)내로 분사되도록 하는 샤워헤드(40)로 이루어진다.
공정챔버(30)내에는 다수개의 반도체소자로 분할되는 웨이퍼(60)가 안착되는 척(50)이 설치되어 있다.
공정가스라인(10)에는 공정가스 또는 퍼지가스의 공급을 차단하기 위한 밸브(12)가 설치된다.
이와 같은 가스공급장치는, 공정챔버(30)에서 반도체소자 제조 공정이 진행중일 때에는, 밸브(12)가 열리고 공정가스가 공정챔버(30)내로 공급된다. 이때 퍼지가스는 공급되지 않는다.
그리고 반도체 소자 제조공정이 종료되면, 밸브(12)가 일시적으로 닫혀 공정가스의 공급이 중단되고, 다시 밸브(12)가 열리면서 퍼지가스가 공정챔버(30)내로 공급되어 공정챔버(30)내에 잔류하는 미세한 먼지를 불어내게 된다.
이와 같이 공정챔버(30)내에 공정가스를 주입하는 공정과 공정챔버(30)내에 불활성 퍼지가스를 주입하는 공정은, 반도체소자 제조공정에 맞추어 반복적으로 수행되기도 한다.
한편, 공정가스는 일정한 온도로 가온되어야 공정챔버(30)내의 웨이퍼(60)에 양호하게 증착된다. 따라서 공정가스는 공급원에서부터 적정한 온도로 가온되어서 공정가스라인(10) 및 샤워헤드(40)를 통하여 공정챔버(30)내로 공급된다.
그런데 종래의 가스공급장치에 있어서는, 공정챔버(30)내에서 반도체소자의 제조공정이 이루어지고, 퍼지가스를 주입하여 공정챔버(30)를 정화하는 과정을 거치게 되면, 퍼지가스가 통과하는 공정가스라인(10)과 샤워헤드(40)가 식게 된다.
따라서 재차 반도체소자의 제조공정을 실행하기 위하여 공정가스가 공정가스라인(10) 및 샤워헤드(40)를 통과하는 동안 그 온도가 강하되어 적정온도를 유지할 수 없게 되어, 공정효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.
또한, PE-CVD, AP-CVD, PVD, Etching, LP-CVD 등의 공정 후에는 공정챔버에 반응하지 않은 습기나 불소 등의 잔류가스와 오염균 등이 공정챔버(30)의 내부벽에 달라붙게 된다. 이러한 습기, 오염균, 불소 등은 퍼지가스를 공급하여 불어내더라도 배출되지 않고 잔류하게 된다. 따라서 이러한 분순물들에 의해 반도체소자의 불량률이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 반도체소자 제조용 공정챔버를 정화하는 퍼지가스를 가열하여 공정가스가 공정챔버로 주입되는 샤워헤드를 가열함으로써 공정챔버 내로 공급되는 공정가스를 적정온도로 유지하고, 퍼지가스의 열로 공정챔버 내의 잔류가스를 효율적으로 배출시키기 위한 것이다.
도 1은 종래의 가스공급장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가스공급장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가스공급장치의 개략도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 공정가스라인112: 제 1밸브
120: 퍼지가스라인122: 제 2밸브
130: 공정챔버140: 샤워헤드
150: 척160: 웨이퍼
170: 제 1히터172: 제 1열선코일
180: 제 2히터182: 제 2열선코일
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공정가스 공급원으로부터 공정챔버에 연결되어 상기 공정가스가 공급되는 공정가스라인; 상기 공정가스라인에 연결되어 상기 공정챔버내의 먼지를 불어내기 위한 퍼지가스 또는 공정가스가 선택적으로 공급되는 퍼지가스라인; 상기 공정챔버내에 설치되어 상기 공정가스라인으로부터 공급되는 공정가스가 상기 공정챔버내로 분사되도록 하는 샤워헤드; 상기 퍼지가스라인의 주위에 장착된 제 1히터;를 포함하는 반도체소자 제조용 가스공급장치를 제공한다.
이하에서는 상기와 같은 본 발명의 양호한 실시예를 설명하여 본 발명을 구체화한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가스공급장치의 개략도이다.
본 실시예의 가스공급장치는, 공정가스 공급원으로부터 공정챔버(130)에 연결되어 공정가스가 공급되는 공정가스라인(110)과, 공정가스라인(110)에 연결되어공정챔버(130)내의 먼지를 불어내기 위한 퍼지가스 또는 공정가스가 선택적으로 공급되는 퍼지가스라인(120)과, 공정챔버(130)내에 설치되어 공정가스라인(110)으로부터 공급되는 공정가스가 공정챔버(130)내로 분사되도록 하는 샤워헤드(140)를 갖는다.
공정챔버(130)내에는 다수개의 반도체소자로 분할되는 웨이퍼(160)가 안착되는 척(150)이 설치되어 있다.
상기 퍼지가스라인(120)의 주위에는 제 1히터(170)가 장착된다. 이러한 제 1히터(170)는, 전류의 공급에 의해 열을 발생하는 제 1열선코일(172)로 한다.
또한 제 1히터(170)는 퍼지가스라인(120)을 지나는 가스를 30℃~1200℃로 가열하도록 제어된다. 통상적인 반도체소자 제조공정인 PE-CVD, AP-CVD, PVD, Etching, LP-CVD 등의 공정 후, 잔류되는 먼지나 습기, 오염균, 불소 등은 30℃~1200℃에서 분자의 운동이 활발하여 공정챔버(130)의 벽에서 용이하게 이탈하게 된다.
공정가스라인(110)에는 공정가스의 공급을 차단하기 위한 제 1밸브(112)가 설치되고, 퍼지가스라인(120)에는 퍼지가스를 차단하기 위한 제 2밸브(122)가 설치된다.
퍼지가스라인(120)으로는 통상적으로 퍼지가스가 공급되지만, 필요에 따라 퍼지가스라인(120)으로 공정가스를 주입하게 된다. 따라서 퍼지가스라인(120)으로 공급되는 공정가스는 가온할 수 있게 된다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 가스공급장치의 작용을 설명한다.
본 실시예의 가스공급장치는, 공정챔버(130)에서 반도체소자에 대한 PE-CVD, AP-CVD, PVD, Etching, LP-CVD 등의 공정이 진행중일 때에는, 제 1밸브(112)가 열려 공정가스가 공정챔버(130)내로 공급되고, 제 2밸브(122)는 닫혀 퍼지가스가 공정챔버(130)내로 유입되지 않도록 한다.
그리고 반도체 소자 제조공정이 종료되면, 제 1밸브(112)가 닫혀 공정가스의 공급이 중단되고, 제 2밸브(122)가 열려 퍼지가스가 공정가스라인(110)으로 이동할 수 있게 된다.
이때, 제 1열선코일(172)에 전원을 인가하여 열을 발생시킴으로써 퍼지가스라인(120)을 가열한다. 가열온도는 각 공정에 적정한 온도로 하는데, 통상 30℃~1200℃의 범위내에서 결정된다. 이와 같이 하여 퍼지가스라인(120)이 가열되면, 내부를 지나는 퍼지가스가 가온되어 공정가스라인(110)으로 공급된다.
퍼지가스는 공정가스라인(110)을 지나 공정챔버(130)내의 샤워헤드(140)를 지나는 동안 샤워헤드(140)를 가열하게 된다.
그리고 퍼지가스는 공정챔버(130)내로 공급되어 공정챔버(130)내에 잔류하는 미세한 먼지를 불어내게 된다. 또한 공정챔버(130)내의 벽에 달라붙은 습기, 오염균, 불소 등도 퍼지가스의 열에 의해 공정챔버(130)의 벽으로부터 이탈되어 외부로 배출된다.
이와 같이 퍼지가스가 공정챔버(130)를 정화하는 동안 샤워헤드(140)를 가열하여 샤워헤드(140)가 식는 것을 방지한다. 따라서 다음 공정에서 공정가스가 공정가스라인(110)을 타고 샤워헤드(140)로 공급될 때 샤워헤드(140)가 보온되어 있으므로, 공정가스는 반도체소자의 제조공정에 가장 효율적인 온도를 유지하게 된다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가스공급장치의 개략도이다.
본 실시예는, 제 1실시예와 동일한 구성에서 공정가스라인(110)에 전류의 공급에 의해 열을 발생하는 제 2열선코일(182)로 된 제 2히터(180)를 더 구비한 것이다. 이러한 제 2히터(180)도 내부를 지나는 가스를 30℃~1200℃로 가열하도록 제어된다.
이와 같은 제 2히터(180)를 더 구비함에 따라, 공정가스라인(110)으로 공급되는 공정가스도 가열하는 것이 가능해진다.
그 외의 구성 및 작용을 제 1실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 공정가스 공급원으로부터 공정챔버(130)에 연결되어 공정가스가 공급되는 공정가스라인(110)과, 공정가스라인(110)에 연결되어 공정챔버(130)내의 먼지를 불어내기 위한 퍼지가스 또는 공정가스가 선택적으로 공급되는 퍼지가스라인(120)과, 공정챔버(130)내에 설치되어 공정가스라인(110)으로부터 공급되는 공정가스가 공정챔버(130)내로 분사되도록 하는 샤워헤드(140)와, 퍼지가스라인(120)의 주위에 장착된 제 1히터(170)를 갖는 반도체소자 제조용 가스공급장치로서, 퍼지가스가 공정챔버(130)를 정화하는 동안 샤워헤드(140)를 가열하여 샤워헤드(140)가 식는 것을 방지하여 공정가스가 반도체소자의 제조공정에 가장 효율적인 온도를 유지할 수 있고, 공정챔버(130)내의 벽에 달라붙은 먼지나 습기, 오염균, 불소 등도 퍼지가스의 열에 의해 공정챔버(130)의 벽으로부터 이탈되어 외부로 배출되는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (4)

  1. 공정가스 공급원으로부터 공정챔버(130)에 연결되어 상기 공정가스가 공급되는 공정가스라인(110);
    상기 공정가스라인(110)에 연결되어 상기 공정챔버(130)내의 먼지를 불어내기 위한 퍼지가스 또는 상기 공정가스가 선택적으로 공급되는 퍼지가스라인(120);
    상기 공정챔버(130)내에 설치되어 상기 공정가스라인(110)으로부터 공급되는 공정가스가 상기 공정챔버(130)내로 분사되도록 하는 샤워헤드(140);
    상기 퍼지가스라인(120)의 주위에 장착된 제 1히터(170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 가스공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1히터(170)는, 전류의 공급에 의해 열을 발생하는 제 1열선코일(172)인 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 가스공급장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 공정가스라인(110)에는 전류의 공급에 의해 열을 발생하는 제 2열선코일(182)로 된 제 2히터(180)가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 가스공급장치.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 제 1히터(170) 및 제 2히터(180)는, 내부를 지나는 가스를 30℃~1200℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 반도체소자 제조용 가스공급장치.
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