KR20050023174A - 분리되는 가스 피딩 블록을 이용한 가스 유입 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학기상증착장비에 있어서 챔버와 리드 어셈블리에 분리 가능하게 장착되는 가스 유입 장치에 관한 것으로서, 내부에 가스 유로가 형성되며 상기 챔버와 리드 어셈블리 각각에 결합되는 제1, 2가스 피딩 블록을 포함하는 가스 유입 장치를 제공한다.
본 발명은 가스 유입 장치로서 착탈식 가스 피딩 블록을 사용함으로써, 반도체 제조장비의 가동 중에 발생되는 가스의 응고에 대하여 세정을 보다 간편하게 할 수 있게 해준다.
Description
본 발명은 화학기상증착장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학기상증착장비에 있어서 챔버와 리드 어셈블리에 분리 가능하게 장착되는 가스 유입 장치에 관한 것이다.
일반적으로 기판에 박막을 제조하는 방법은 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD)법과 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법으로 크게 나눌 수 있으나, 최근에는 계단도포성이나 박막균일도가 우수한 CVD법이 주로 사용되고 있다.
CVD도 APCVD(Atmospheric pressure CVD), LPCVD(Low pressure CVD), PECVD(Plasma Enhanced CVD), ALD(atomic layer deposition, 원자층증착) 등의 방법으로 나눌 수 있는 데, 이 중에서도 저온증착이 가능하고 박막형성속도가 빠른 PECVD법과, 종래 방식에 비하여 박막균일도나 계단도포성(step coverage)이 매우 우수하여 미세패턴이 요구되는 게이트산화막(Gate-oxide layer), 커패시터유전막(Capacitor dielectric layer), 확산방지막(Diffusion barrier layer) 등의 증착공정에 사용되는 ALD법이 최근 많이 사용되고 있다.
도 1은 이러한 CVD장비 중 원자층 증착장비의 개략적인 구성도로서, 원자층 증착장비는 기본적으로 기판(wafer)이 안치되는 히터(미도시)를 구비하는 챔버(chamber, 20)와, 상기 챔버(20) 내부로 가스를 유입시키기 위한 인젝터(injector, 16)를 구비하며 상기 챔버(20) 상단에 결합되는 리드 어셈블리(lid assembly, 10)로 이루어진다.
한편, 상기 챔버(20)와 리드 어셈블리(10)를 통해 유입되는 가스의 유입 장치 단면을 보여주는 도 2를 참조하면, 상기 챔버(20)는 일 측면과 상기 일 측면과 인접하는 상면을 관통하는 ㄴ자 형상의 홀이 형성되며 상기 홀에 삽입되는 챔버 튜브(22)를, 상기 리드 어셈블리(10)에는 대향하는 측면을 관통하는 홀이 형성되며 상기 홀에 삽입되는 리드 어셈블리 튜브(12)를 더욱 포함하여 이루어지게 된다.
상기 챔버(20)의 챔버 튜브(22) 일 끝단에는 가스 포트(gas port, 24)가 연결되며, 상기 리드 어셈블리 튜브(12)는 가스 유입 라인(14)이 개재되어 인젝터(16)와 연결됨으로서 챔버 내부로 가스를 유입시키는 가스 유입 장치가 구성되어 진다.
상기 챔버 튜브(22)와 리드 어셈블리 튜브(12)는 통상적으로 별도의 오링(o-ring, 26)에 의하여 실링(sealing)되게 된다.
한편, 상기에서는 가스 유입 경로를 편의상 두 개로 한정하여 설명하고 있으나 이는 다양하게 변경될 수 있는 것이며, 상기 인젝터(16)와 가스 유입 라인(14) 사이에는 공급 가스 양을 적절하게 조절하기 위한 밸브(미도시)가 더욱 포함될 수도 있다.
이러한 구성에서 소스 가스, 비 활성 가스, 그리고 반응 가스가 미 도시된 가스 공급 장치로부터 공급되어 챔버(20)와, 리드 어셈블리(10) 각각에 장착되는 가스 유입 장치를 통해 상기 챔버(20) 내부에 안치되는 기판에 분사, 증착됨으로써, 원자층 증착에 의한 박막이 이루어지게 되는 것이다.
그러나 상기와 같이 챔버와 리드 어셈블리의 일 측면 내부에 가스 유로를 직접 형성하고 이를 통해 가스가 유입, 분사됨으로서 기판에 대한 원자층 증착을 하는 경우에는 전체적인 장비의 운영함에 일부 장비를 부주의하게 운용하거나 또는 장비의 결함으로 인해 챔버 또는 리드 어셈블리에 파손이 있으면, 반응 가스와 소스 가스가 상기 챔버와 리드 어셈블리의 가스 유로 내부에서 반응하여 가루(powder)를 형성하며 상기 가스 유로 내부에 쌓이는 현상이 발생된다.
이렇게 가스 유로에 쌓이는 가루들은 공정 진행 중에 챔버 내부로 유입되어 박막 증착에 악 영향을 주는 파티클(particle)로 작용하므로, 이를 제거하기 위한 별도의 세정 가스를 가스 유로에 통과시켜 세정하는 작업이 필요해진다.
그런데 이러한 세정 가스를 이용하는 건식 세정 방식으로는 가스 유로 내부에 쌓이게 되는 가루의 완전한 제거가 곤란하여 가스 유로의 완전한 세정을 위해 전체 반도체 장비의 가동을 중지하고 챔버와 리드 어셈블리를 완전하게 분해한 상태에서 습식 세정을 하여야 하는 바, 이는 전체 반도체 장비의 안전한 가동과 생산성을 저해하는 주요한 요인이 되고 있다.
한편 이상에서는 원자층 증착장비에 대하여 설명하였으나, 상기의 문제점은 원자층 증착장비에만 국한되는 것이 아니고, 챔버와 리드 어셈블리를 통해 가스 유입경로가 형성되는 다른 화학기상증착장비의 경우에도 동일하게 발생하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 챔버 내부로 유입되는 가스가 가스 유로에서 응고되는 경우에 간편하게 이를 제거할 수 있는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 챔버와 상기 챔버 상단에 결합되는 리드 어셈블리로 이루어지는 화학기상증착장비의 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치로서, 하나 이상의 관통홀을 가지며 상기 챔버의 일 측면에 결합되는 제1가스 피딩 블록과, 하나 이상의 관통홀을 가지며 상기 제1가스 피딩 블록의 상단에서 상기 리드 어셈블리의 일 측면에 결합되는 제2가스 피딩 블록을 포함하여 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치를 제공한다.
상기 제1가스 피딩 블록의 관통홀과 상기 제2가스 피딩 블록의 관통홀 사이에는 오링을 개재시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제2가스 피딩 블록의 관통홀은 ㄴ자 형상인 것을 특징으로 한다.
상기 제1가스 피딩 블록 및 제2가스 피딩 블록의 재질은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 하며, 동일한 부분에 대해서는 도면부호만 달리할 뿐 동일한 명칭을 사용하기로 한다.
또한 본 발명은 원자층 증착장비에 한정되는 것이 아니라, 챔버와 리드 어셈블리를 통해 가스 유입경로가 형성되는 모든 화학기상증착장비에 관한 것임은 물론이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스 유입장치의 결합 관계도로서, 본 발명에 따른 가스 유입장치는 하나 이상의 관통홀(272)을 가지며 챔버(200)의 일 측면에 결합되는 제1가스 피딩 블록(270)과, 하나 이상의 관통홀(182)을 가지며 상기 제1가스 피딩 블록(270)의 상단에서 리드 어셈블리(100)의 일 측면에 결합되는 제2가스 피딩 블록(180)으로 이루어진다.
상기 제1가스 피딩 블록(270)은 상기 챔버(200)의 일 측면에 형성되는 우묵부에 미 도시된 별도의 체결수단에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 체결수단은 어느 하나의 방식에 한정되지 않는다.
상기 제2가스 피딩 블록(180)은 상기 리드 어셈블리(100)의 일 측면에 형성되는 단차부에 미 도시된 별도의 체결수단에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있으며, 이에 대한 체결수단 역시 어느 하나의 방식에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제2가스 피딩 블록(180)의 수직 높이(두께)는 상기 리드 어셈블리(100)와 동일하게 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1가스 피딩 블록 관통홀(272)은 상기 제1가스 피딩 블록(270)이 상기 챔버(200)와 결합되는 면의 반대편 면과, 상기 제1가스 피딩 블록(270)과 제2가스 피딩 블록(180)이 결합되는 면 사이를 관통하며 형성되는데, 바람직하기로는 관통 경로가 ㄴ자 형상으로 이루어지는 것이나 이에 한정되지 않고 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 제1가스 피딩 블록 관통홀(272)과 제2가스 피딩 블록 관통홀(182) 사이에는 실링(sealing)을 위하여 오링(o-ring, 260)을 개재시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1, 2가스 피딩 블록(270, 180)의 재질은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하나 어느 하나의 재질에 한정되지는 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 유입 장치의 단면 구성을 보여주고 있는데, 그 결합 관계를 도 3을 일부 참조하여 살펴본다.
먼저, 챔버(200)와 리드 어셈블리(100)를 정 위치시키고 내부에 가스 유로(점선으로 표시)를 가지는 제1가스 피딩 블록(270)을 챔버(100)의 일 측면 우묵부에 미 도시된 별도의 체결수단을 이용하여 결합시킨다.
제1가스 피딩 블록(270)이 챔버(200)의 우묵부에 결합되면, 상기 제1가스 피딩 블록(270) 상면의 제1가스 피딩 블록 관통홀(272)에 오링(260)을 개재시키고 제2가스 피딩 블록(180)의 제2가스 피딩 블록 관통홀(182)을 상기 오링(260)과 일치시킨 다음, 상기 제2가스 피딩 블록(180)을 리드 어셈블리(100)의 단차부에 삽입하고 밀착시킨 상태에서 미 도시된 체결수단을 이용하여 상기 제2가스 피딩 블록(180)을 리드 어셈블리(100)에 결합시킨다.
챔버(200)와 리드 어셈블리(100) 각각에 제1, 2가스 피딩 블록(270, 180)이 결합되면, 상기 제1가스 피딩 블록(270)에서 상기 챔버(200) 외부로 노출되는 제1가스 피딩 블록 관통홀(272)에는 가스 포트(240) 일단을, 그리고 상기 제2가스 피딩 블록(180)의 상면에 노출되는 제2가스 피딩 블록 관통홀(182)에는 리드 어셈블리 튜브(130) 일단을 각각 삽입, 결합시킨다.
마지막으로 상기 리드 어셈블리 튜브(130)와 가스 포트(240) 각 타단을 인젝터와 연결되는 가스 유입 라인(120), 그리고 미 도시된 가스 공급 장치에 연결하면 본 발명에 따른 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치가 완성되게 되는 것이다.
즉, 본 발명은 챔버(200)와 리드 어셈블리(100)에 결합되는 제1, 2가스 피딩 블록(270, 180)이 체결수단에 의하여 결합되고, 이의 해제에 따라 분리될 수 있도록 구성된다고 할 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 4에는 제1, 2가스 피딩 관통홀(272, 182)이 각각 두 개씩 형성되는 것에 한정하여 설명하였으나 상기 제1, 2가스 피딩 관통홀(272, 182)이 동일하게 형성되기만 한다면 이는 다양하게 변경될 수 있는 사항이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 변경 또는 수정이 가능하며, 이러한 변경 또는 수정이 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 자명한 한 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
본 발명은 종래와 같이 챔버와 리드 어셈블리의 일 측면을 관통하는 가스 유입 장치를 직접 구성하는 것이 아니라, 분리 가능한 착탈식의 가스 피딩 블록을 장착하여 그에 대한 세정 또는 교체를 보다 간편하게 할 수 있도록 함으로서 보다 안정적으로 반도체 제조 장비를 가동할 수 있게 해준다.
도 1은 종래 원자층 증착장비의 개략적인 구성도.
도 2는 종래 원자층 증착장비에 있어서 가스 유입 장치의 단면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 가스 유입 장치의 결합 관계도.
도 4는 본 발명에 따른 가스 유입 장치의 단면 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 리드 어셈블리 120, 140 : 가스 유입 라인
130, 150 : 리드 어셈블리 튜브 160 : 인젝터
180 : 제2가스 피딩 블록 182 : 제2가스 피딩 블록 관통 홀
200 : 챔버 240 : 가스 포트
260 : 오링 270 : 제1가스 피딩 블록
272 : 제1가스 피딩 블록 관통 홀
Claims (4)
- 챔버와 상기 챔버 상단에 결합되는 리드 어셈블리로 이루어지는 화학기상증착장비의 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치로서,하나 이상의 관통 홀을 가지며 상기 챔버의 일 측면에 결합되는 제1가스 피딩 블록과,하나 이상의 관통 홀을 가지며 상기 제1가스 피딩 블록의 상단에서 상기 리드 어셈블리의 일 측면에 결합되는 제2가스 피딩 블록을 포함하여 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1가스 피딩 블록의 관통 홀과 상기 제2가스 피딩 블록의 관통 홀 사이에는 오링을 개재시키는 것을 특징으로 하는 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제2가스 피딩 블록의 관통 홀은 ㄴ자 형상인 것을 특징으로 하는 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1가스 피딩 블록 및 제2가스 피딩 블록의 재질은 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 챔버 내부로 가스를 유입시키는 장치.
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