KR20050041381A - 파우더 누적감지수단이 구비된 반도체 제조설비 - Google Patents

파우더 누적감지수단이 구비된 반도체 제조설비 Download PDF

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Abstract

반도체 제조설비를 제공한다. 이 반도체 제조설비는 가스유입구와 가스 배출구가 형성되며 웨이퍼가 안착되도록 웨이퍼 안착대가 마련된 반응챔버와, 가스유입구에 연결되며 웨이퍼에 박막이 형성되도록 반응챔버 내부로 소정 반응가스를 공급해주는 가스공급유닛과, 가스배출구에 연결되며 가스배출구에서부터 소정거리 연장형성되는 배기라인과, 배기라인에 장착되며 반응챔버의 내부압력이 적정압력으로 변경 및 유지되도록 반응챔버 내부의 가스를 외부로 배출시켜주는 진공배기유닛 및, 배기라인에 장착되며 배기라인 내부에 누적되는 파우더의 양을 감지하는 파우더 감지센서와, 파우더 감지센서에 연결되어 파우더 누적량을 외부로 나타내주는 디스플레이 유닛을 포함한다.

Description

파우더 누적감지수단이 구비된 반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment having powder sensing means}
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반응가스(Gas)를 공급하여 웨이퍼(Wafer) 상에 소정박막을 형성하는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로 순수 실리콘(Silicon)으로 제작된 웨이퍼는 사진공정, 식각공정, 박막형성공정, 이온주입공정 등 다수의 단위공정을 반복적으로 경유하여 반도체장치인 칩(Chip)으로 제조된다.
이와 같은 다수의 단위공정 중 박막형성공정은 박막형성방식에 따라 크게 물리기상증착공정과 화학기상증착공정 등으로 나누어지는데, 최근에는 화학기상증착공정이 널리 이용되고 있다.
이러한 화학기상증착공정은 특정 반응가스들을 반응챔버(Chamber) 내부로 계속 공급하면서 반응챔버 내부를 화학반응에 적합한 적정온도와 적정압력 등 적정 공정조건으로 유지시켜주는 공정이다. 이에, 반응챔버 내부로 공급된 반응가스들은 반응챔버 내부의 적정 공정조건에 의해 반응되면서 파우더로 변환되어 웨이퍼 상에 순차적으로 적층되고, 웨이퍼 상에 소정박막을 형성하게 되는 것이다.
따라서, 이와 같은 반응이 발생되는 반응챔버에는 챔버 내부를 적정압력으로 유지시킬 수 있도록 펌프(Pump)와 같은 진공배기유닛(Unit)과 배기라인(Line)이 구비된다. 그리고, 이러한 진공배기유닛은 화학기상증착공정이 진행되는 동안 반응챔버 내부가 적정압력으로 계속 유지될 수 있도록 챔버 내부의 가스들은 외부로 계속 배기시키게 된다. 이에 챔버 내부는 공정이 진행되는 동안 화학반응에 적합한 적정압력으로 계속 유지되는 것이다.
한편, 이와 같은 화학기상증착공정을 진행할 경우, 반응챔버로 공급된 반응가스 중 일부는 적정 공정조건에 의해 반응되지 못하고 챔버 내부에 미반응된 반응가스(이하, '미반응가스'라 칭함)로 잔존하게 된다. 이에, 진공배기유닛은 배기라인을 따라 챔버 내부의 가스들을 외부로 배기시킬때 이와 같은 미반응가스들도 함께 외부로 배기시키게 된다. 따라서, 반응챔버 내부는 항상 적정압력으로 유지되며, 챔버 내부의 박막형성공정은 원활하게 진행되는 것이다.
그러나, 이와 같이 배기되는 미반응가스들은 종종 배기라인을 따라 배기되면서 반응되는 경우가 발생된다. 이에 배기라인에는 미반응가스들이 반응되면서 발생되는 파우더들이 점차 누적되어져 배기압력을 변화시키거나 파티클(Particle) 발생을 유발하게 되는 문제점이 발생된다.
따라서, 최근에는 이러한 문제점을 방지하고자 배기라인 내부를 정기적으로 크리닝(Cleaning)을 하거나 정기적으로 예방정비를 하기도 하지만, 이와 같이 누적되는 파우더의 양이 매우 불규칙적으로 누적되기 때문에 그 누적수치를 수치적으로나 통계적으로 확인할 수 없어 크리닝 및 예방정비의 효과도 상당부분 저감되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 누적되는 파우더의 양을 감지할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조설비는 가스유입구와 가스 배출구가 형성되며 웨이퍼가 안착되도록 웨이퍼 안착대가 마련된 반응챔버와, 가스유입구에 연결되며 웨이퍼에 박막이 형성되도록 반응챔버 내부로 소정 반응가스를 공급해주는 가스공급유닛과, 가스배출구에 연결되며 가스배출구에서부터 소정거리 연장형성되는 배기라인과, 배기라인에 장착되며 반응챔버의 내부압력이 적정압력으로 변경 및 유지되도록 반응챔버 내부의 가스를 외부로 배출시켜주는 진공배기유닛 및, 배기라인에 장착되며 배기라인 내부에 누적되는 파우더의 양을 감지하는 파우더 누적감지수단을 포함한다.
상기 파우더 누적감지수단은 배기라인 내부에 설치되며 배기라인 내부의 파우더 누적량을 감지하는 파우더 감지센서(Sensor)와, 파우더 감지센서에 연결되어 파우더 누적량을 외부로 나타내주는 디스플레이 유닛(Display unit)을 포함함이 바람직하다.
상기 파우더 감지센서는 소정크기의 초기저항값을 갖도록 형성되되 파우더가 누적될 시 파우더의 누적량에 따라 초기저항값이 변동되도록 형성되어 파우더 누적량을 감지하는 센서임이 바람직하다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 바람직한 일실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)에는 웨이퍼(90) 상에 소정박막이 형성되도록 적정온도와 적정압력 등 적정 공정조건이 유지되는 반응챔버(160)가 구비된다.
이 반응챔버(160)는 외부로부터 밀폐되도록 구현되며, 그 내부에는 웨이퍼(90)가 안착되도록 웨이퍼 안착대(167)가 마련된다. 이에 외부로부터 웨이퍼(90)가 로딩(Loading)될 경우 이 로딩되는 웨이퍼(90)는 웨이퍼 안착대(167)에 안착되는 것이다.
그리고, 반응챔버(160)의 외부에는 반응챔버(160)의 내부로 반응가스를 공급해주는 가스공급부(120)와, 반응챔버(160)의 내부를 적정 진공압력으로 유지시켜주는 진공배기부(180)가 마련된다.
가스공급부(120)는 반응챔버(160)의 외부 중 일측에 마련되며, 형성될 박막에 적합한 소정 반응가스를 공급해주는 가스공급유닛(122)과, 가스공급유닛(122)을 반응챔버(160)에 형성된 가스유입구(163)에 연결시켜주는 가스공급배관(124)으로 구성된다. 그리고, 진공배기부(180)는 반응챔버(160)의 외부 중 타측에 마련되며, 반응챔버(160)에 형성된 가스유출구(165)에 연결되는 배기라인(183)과, 배기라인(183)에 연결되어 펌프 등과 같이 반응챔버(160) 내부의 가스를 외부로 배출시켜주는 진공배기유닛(181)으로 구성된다. 이에 반응챔버(160) 내부에는 공정이 진행되는 동안 소정 반응가스가 계속 공급되어짐과 동시에 계속되는 가스의 배기로 적정 진공압력이 구현되는 것이다.
한편, 반응챔버(160)의 가스유출구(165)에 연결되는 배기라인(183) 상에는 배기라인(183) 내부에 누적되는 파우더의 양을 감지하도록 파우더 누적감지수단(190)이 구비된다.
이때, 파우더 누적감지수단(190)은 다양한 형태로 구현가능하나, 본 발명에서는 일실시예로 배기라인(183) 내부에 설치되는 파우더 감지센서(195)와, 파우더 감지센서(195)에 연결되어 파우더의 누적량 등을 외부로 나타내주는 디스플레이 유닛(197)으로 구현된다.
구체적으로 설명하면, 파우더 감지센서(195)는 소정크기의 초기저항값을 갖도록 형성되되 파우더가 센서(195)주변으로 누적됨에 따라 이 초기저항값이 점차 변동되도록 형성된다. 이에 파우더 감지센서(195)는 이러한 초기저항값의 변동 또는 이러한 초기저항값의 변동에 따른 전압이나 전류의 변화 등이 발생될 경우 이 변동된 사항을 소정 시그날(Signal)로 변환하여 디스플레이 유닛(197)으로 전송하게 된다.
디스플레이 유닛(197)은 파우더 감지센서(195)에서 전송하는 소정 시그날을 감지하여 배기라인(183) 상에 파우더가 어느정도 누적되었는지를 외부에 나타내게 된다. 즉, 디스플레이 유닛(197)은 초기저항값 등에 따른 기준 데이타(Data)와 전송된 변동 데이타를 비교한 다음 이 비교치를 이용하여 배기라인(183) 상에 파우더가 어느정도 누적되었는지를 감지하고 이를 외부로 나타내게 된다. 따라서, 사용자는 이러한 디스플레이 유닛(197)을 이용하여 파우더의 누적량을 쉽게 확인할 수 있게 된다.
한편, 반응챔버(160)에는 반응챔버(160) 내부를 적정온도로 히팅(Heating)시켜주는 히터(Heater,미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 히터는 웨이퍼 안착대(167)의 내부 또는 반응챔버(160)의 내벽 등에 내설가능하다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 제조설비(100)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소정박막이 형성될 웨이퍼(90)가 로딩되면, 이 로딩되는 웨이퍼(90)는 반응챔버(160) 내부의 웨이퍼 안착대(167) 상에 안착된다.
이후, 웨이퍼(90)가 안착완료되면, 히터와 진공배기유닛(181) 등은 각각 히팅 및 펌핑되면서 반응챔버(160) 내부를 화학반응에 적합한 적정온도와 적정압력으로 유지시켜주게 된다.
이후, 반응챔버(160) 내부가 공정에 적합한 적정 공정조건으로 변경 및 유지되면, 가스공급유닛(122)은 박막형성에 적합한 소정 반응가스를 반응챔버(160) 내부로 공급하게 된다. 이에 반응챔버(160) 내부로 공급된 반응가스들은 반응챔버(160) 내부의 적정 공정조건에 의해 반응되면서 파우더로 변환되어 웨이퍼(90) 상에 순차적으로 적층된다. 따라서, 웨이퍼(90) 상에는 이러한 파우더의 적층으로 인해 소정박막이 형성되는 것이다.
한편, 진공배기유닛(181)은 반응챔버(160) 내부를 적정압력으로 유지시키기 위해 반응챔버(160) 내부의 가스를 외부로 계속 배기하게 된다. 따라서, 이와 같이 배기되는 가스 중에는 적정 공정조건에서도 반응되지 못한 미반응가스들까지도 배기되어지는데, 이러한 미반응가스들 중 일부는 배기라인(183)을 따라 배기되는 도중 파우더로 변경되어 배기라인(183)에 누적되어지게 된다.
이에, 배기라인(183) 상에 설치된 파우더 감지센서(195)의 초기저항값은 파우더의 누적으로 인해 변동되어지는 바, 파우더 감지센서(195)는 이 사항을 소정 시그날로 변환하여 디스플레이 유닛(197)으로 전송하게 된다.
따라서, 디스플레이 유닛(197)은 파우더 감지센서(195)에서 전송하는 소정 시그날을 감지하여 배기라인(183) 상에 파우더가 어느정도 누적되었는지를 외부에 나타내게 된다. 이에, 사용자는 이러한 디스플레이 유닛(197)을 이용하여 파우더의 누적량을 쉽게 확인할 수 있게 되며, 이러한 누적량 확인으로 인하여 별도의 크리닝 및 예방정비를 더 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 도시된 특정실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조설비에는 배기라인 내부에 누적되는 파우더의 양을 감지할 수 있도록 파우더 누적감지수단이 구비되기 때문에 파우더 누적시 크리닝 및 예방정비 등의 조치가 곧바로 가능하여 파우더 누적으로 인한 배기압력 변화 및 파티클 발생 등의 문제를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 개략적으로 도시한 개념도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 반도체 제조설비 120 : 가스공급부
122 : 가스공급유닛 124 : 가스공급배관
160 : 반응챔버 163 : 가스유입구
165 : 가스유출구 167 : 웨이퍼 안착대
180 : 진공배기부 181 : 진공배기유닛
183 : 배기라인 195 : 파우더 감지센서

Claims (3)

  1. 가스유입구와 가스 배출구가 형성되며, 웨이퍼가 안착되도록 웨이퍼 안착대가 마련된 반응챔버;
    상기 가스유입구에 연결되며 상기 웨이퍼에 박막이 형성되도록 상기 반응챔버 내부로 소정 반응가스를 공급해주는 가스공급유닛;
    상기 가스배출구에 연결되며 상기 가스배출구에서부터 소정거리 연장형성되는 배기라인;
    상기 배기라인에 장착되며 상기 반응챔버의 내부압력이 적정압력으로 변경 및 유지되도록 상기 반응챔버 내부의 가스를 외부로 배출시켜주는 진공배기유닛 및;
    상기 배기라인에 장착되며 상기 배기라인 내부에 누적되는 파우더의 양을 감지하는 파우더 누적감지수단을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 파우더 누적감지수단은
    상기 배기라인 내부에 설치되며 상기 배기라인 내부의 파우더 누적량을 감지하는 파우더 감지센서와, 상기 파우더 감지센서에 연결되어 상기 파우더 누적량을 외부로 나타내주는 디스플레이 유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 파우더 감지센서는 소정크기의 초기저항값을 갖도록 형성되되 상기 파우더가 누적될 시 상기 파우더의 누적량에 따라 상기 초기저항값이 변동되도록 형성되어 상기 파우더 누적량을 감지하는 센서인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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