KR20060006414A - Apparatus for temperature control of semiconductor process chamber - Google Patents

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KR20060006414A
KR20060006414A KR1020040055431A KR20040055431A KR20060006414A KR 20060006414 A KR20060006414 A KR 20060006414A KR 1020040055431 A KR1020040055431 A KR 1020040055431A KR 20040055431 A KR20040055431 A KR 20040055431A KR 20060006414 A KR20060006414 A KR 20060006414A
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권형배
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Abstract

본 발명은 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 관한 것으로, 반도체 소자 제조를 위한 일련의 공정이 진행되는 공정챔버에서 해당 공정이 진행되는 동안 적정온도를 유지하기 위한 온도조절장치 중, 특히 공정챔버가 과열된 경우 이를 냉각함에 있어서 종래의 팬방식을 냉각가스를 활용한 방식으로 개선하여 종래 팬의 진동으로 유발된 문제를 해소하고 냉각 효율을 크게 향상시킨 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control apparatus for a semiconductor process chamber, wherein a process chamber overheats, particularly in a process chamber for maintaining a proper temperature during a corresponding process in a process chamber in which a series of processes for manufacturing a semiconductor device are performed. In the case of cooling, by improving the conventional fan method using a cooling gas to solve the problem caused by the vibration of the conventional fan and to greatly improve the cooling efficiency.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 반도체 제조 공정이 진행되는 공정챔버의 상단에 설치되며, 상기 공정챔버의 온도 상승을 위한 가열부와 상기 공정챔버의 온도 하강을 위한 냉각부로 이루어지는 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 있어서; 상기 냉각부는, 냉각가스 공급을 위한 공급라인, 상기 공급라인에 연결된 상태에서 다수로 분기되어 상기 공정챔버의 상단을 밀폐시키는 상단커버의 상면에 밀착 설치되는 토출라인, 상기 각각의 토출라인의 하면에 형성되는 다수의 토출홀, 상기 냉각가스를 외부로 배출하기 위한 배출모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The present invention for realizing this, is installed on the upper end of the process chamber in which the semiconductor manufacturing process proceeds, the temperature control of the semiconductor process chamber consisting of a heating unit for raising the temperature of the process chamber and a cooling unit for lowering the temperature of the process chamber In an apparatus; The cooling unit, a supply line for supplying the cooling gas, a discharge line which is installed in close contact with the upper surface of the upper cover for sealing the upper end of the process chamber is branched in a plurality in a state connected to the supply line, the lower surface of each discharge line A plurality of discharge holes are formed, characterized in that consisting of a discharge module for discharging the cooling gas to the outside.

반도체, 공정챔버, 식각, 팬, 냉각가스, 세라믹돔Semiconductor, process chamber, etching, fan, cooling gas, ceramic dome

Description

반도체 공정챔버의 온도조절장치 { Apparatus for temperature control of semiconductor process chamber } Temperature control device for semiconductor process chamber {Apparatus for temperature control of semiconductor process chamber}             

도 1은, 종래 식각장비의 사시도, 1 is a perspective view of a conventional etching equipment,

도 2는, 도 1 중 온도조절장치의 내부 구조를 나타낸 도면, Figure 2 is a view showing the internal structure of the temperature control device in Figure 1,

도 3은, 본 발명에 의한 온도조절장치의 구성도이다.
3 is a configuration diagram of a temperature control device according to the present invention.

♧ 도면의 주요부분에 대한 설명 ♧♧ Description of the main parts of the drawing ♧

10 -- 공정챔버 11 -- 상부챔버10-process chamber 11-upper chamber

11a -- 상단커버 12 -- 하부챔버11a-Top cover 12-Lower chamber

20 -- 온도조절장치 21 -- 가열부20-Thermostat 21-Heater

22,22' -- 냉각부 100 -- 공급라인22,22 '-Cooling section 100-Supply line

110 -- 토출라인 111 -- 토출홀110-Discharge Line 111-Discharge Hole

120 -- 배출모듈 121 -- 관통홀120-outlet module 121-through hole

122 -- 배출홀
122-outlet hole

본 발명은 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자 제조를 위한 일련의 공정이 진행되는 공정챔버에서 해당 공정이 진행되는 동안 적정온도를 유지하기 위한 온도조절장치 중, 특히 공정챔버가 과열된 경우 이를 냉각함에 있어서 종래의 팬방식을 냉각가스를 활용한 방식으로 개선한 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a temperature control device for a semiconductor process chamber, and more particularly, to a temperature control device for maintaining an appropriate temperature during the process in a process chamber in which a series of processes for manufacturing a semiconductor device is in progress. The present invention relates to a temperature control apparatus for a semiconductor process chamber in which a process chamber is overheated, and a conventional fan method is improved by using a cooling gas.

라디오나 텔레비전과 같은 전자 제품에는 필수적으로 다이오우드나 트랜지스터와 같은 반도체 소자가 포함되는데, 이러한 반도체 소자는, 고순도의 실리콘을 단결정으로 성장시킨 후 원판 모양으로 잘라서 웨이퍼를 만드는 공정, 상기 웨이퍼의 전체 표면에 막을 형성하고 필요한 부분을 제거하여 일정한 패턴을 형성하는 공정, 형성된 패턴에 따라 불순물 이온을 주입하는 공정, 불순물 이온으로 형성된 전기적 활성영역을 배선하는 공정 등을 거쳐서 제조된다.
Electronic products such as radios and televisions essentially include semiconductor devices such as diodes and transistors, which are grown on a single crystal of high-purity silicon and cut into disks to form a wafer, the entire surface of the wafer. It is manufactured through a process of forming a film and removing a necessary portion to form a predetermined pattern, a process of implanting impurity ions according to the formed pattern, and a process of wiring an electrically active region formed of impurity ions.

위와 같은 일련의 공정 중 일부 공정은 필요한 장치가 구비된 공정챔버(process chamber)에서 진행된다. 가령 웨이퍼의 특정 부분을 제거하여 일정한 패턴을 형성하는 공정은, 『웨이퍼에 박막 증착 → 상기 박막에 감광성 물질을 도포한 후 선택 영역을 광선에 노출하거나 은폐 → 광선의 반응 여부에 따라 선택 영역을 제거 → 잔류물 제거 및 세정』으로 이루어지며, 여기서 광선의 반응 여부에 따 라 선택 영역을 제거하는 식각(etching)공정의 경우에도 공정챔버에서 진행된다.
Some of these processes are carried out in a process chamber equipped with the necessary equipment. For example, a process of removing a specific portion of a wafer to form a predetermined pattern includes `` depositing a thin film on a wafer → applying a photosensitive material to the thin film and then exposing the selected area to light or concealing → removing the selected area depending on whether the light reacts. → residue removal and rinsing, '' where the etching process removes the selected area depending on the reaction of the light beam.

식각공정은, 반도체 소자 제조에 가장 빈번히 사용되는 공정 가운데 하나로, 웨이퍼 표면을 덮고 있는 막에 식각능력을 가지는 물질인 에천트(ETCHANT)를 접촉시켜 화학 반응을 유도함으로써 원하는 부분을 제거하는 것이다. 식각은 용액중의 에천트 물질을 이용하는 습식식각과 가스상의 에천트 물질을 이용하는 건식식각이 있고, 최근에는 건식식각으로 플라즈마를 형성하여 식각력을 높이는 방법이 많이 사용되고 있다.
The etching process is one of the most frequently used processes for manufacturing a semiconductor device, and removes a desired part by inducing a chemical reaction by bringing an etchant, which is a material having an etching capability, into a film covering the wafer surface. Etching includes wet etching using an etchant material in a solution and dry etching using a gaseous etchant material. Recently, a method of increasing an etching power by forming a plasma by dry etching has been widely used.

상기 플라즈마를 이용한 식각은 미세입자(particle)의 유입이 차단된 밀폐된 챔버 내에서 진행되며, 공정가스(process gas)를 진공상태의 챔버 내부에 주입한 후 상기 공정가스의 상측과 하측에 형성된 에노드와 캐소드에 고주파전원(radio frequency power)을 인가하여 상기 공정가스를 플라즈마 상태로 만들고 플라즈마 상태의 라디칼(radical)이나 이온이 웨이퍼의 표면에서 반응하도록 하여 진행된다.
The etching using the plasma is performed in a closed chamber in which inflow of fine particles is blocked, and the process gas is injected into the chamber in a vacuum state and then formed on the upper and lower sides of the process gas. Radio frequency power is applied to the node and the cathode to make the process gas into a plasma state, and radicals or ions in the plasma state react on the surface of the wafer.

식각은 에천트와 웨이퍼 표면과의 화학반응에 의하여 진행되므로, 화학반응에 영향을 미치는 인자인 챔버내 온도나 압력, 에천트의 농도를 적절히 조절하여 일정하게 유지해야 공정의 질을 향상시킬 수 있다. 즉 공정챔버에서는 플라즈마를 형성하기 위한 고주파전원이 인가되어 공정이 계속되면서 열로 변환된 전력이 누적되어 공정챔버의 온도를 상승시키고, 식각공정에서는 여러 가지 물질들이 해당 에 천트로 식각되는데 에천트에 접하는 다양한 물질들이 온도 등 조건에 따라 반응이 달라지고 그 부산물도 달라지므로 공정 중 온도가 변하면 식각에 영향을 미칠 수 있게 된다.
Etching is performed by the chemical reaction between the etchant and the wafer surface. Therefore, the quality of the process can be improved by maintaining the temperature, pressure, and concentration of etchant in the chamber, which are factors that affect the chemical reaction. . In other words, in the process chamber, high frequency power is applied to form plasma, and as the process continues, the power converted into heat accumulates and the temperature of the process chamber is increased. In the etching process, various materials are etched with the etchant. Since various materials have different reactions depending on conditions such as temperature and by-products, changes in temperature during the process may affect etching.

위와 같이, 식각공정을 포함하여 공정챔버에서 공정이 진행되는 경우에는 적정 온도를 유지함이 매우 중요하므로, 통상 공정챔버의 상부에는 공정챔버의 온도조절장치가 구비된다. As described above, when the process is performed in the process chamber including the etching process, it is very important to maintain a proper temperature, usually a temperature control device of the process chamber is provided on the upper portion of the process chamber.

도 1은 종래 식각장비의 사시도이다. 1 is a perspective view of a conventional etching equipment.

도 1을 참조하면, 식각장비는 온도조절장치(10) 및 상부챔버(11)와 하부챔버(12)로 된 공정챔버(10)로 이루어진다. 상기 하부챔버(12)는 도어가 구비되어 공정 대상 웨이퍼가 반입·반출되고 상부챔버(11)는 웨이퍼가 웨이퍼척에 안착된 상태에서 내부로 유입된 공정가스를 플라즈마 상태로 만들어 식각공정이 진행되며 또한 상기 상부챔버(11)의 상단에 설치되는 온도조절장치(10)는 공정 중 공정챔버(10) 내부의 온도를 조절한다. Referring to FIG. 1, the etching apparatus includes a temperature control device 10 and a process chamber 10 including an upper chamber 11 and a lower chamber 12. The lower chamber 12 is provided with a door so that the wafer to be processed may be brought in and out, and the upper chamber 11 may be used to etch the process gas into the plasma while the wafer is placed on the wafer chuck. In addition, the temperature control device 10 installed at the upper end of the upper chamber 11 controls the temperature inside the process chamber 10 during the process.

도 2는 도 1 중 온도조절장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the internal structure of the temperature control device of FIG.

도 2를 참조하면, 온도조절장치(20)는 공정챔버를 외부로부터 밀폐시키는 세라믹돔 형태의 상단커버(11a)의 연직상방향으로 설치되는, 공정챔버 내의 온도를 올리기 위한 가열부(21)와 이와 반대로 공정챔버 내의 온도를 내리기 위한 냉각부(22)로 이루어진다. 상기 가열부(21)는 800와트 용량의 8개의 할로겐램프로 이루어지고 상기 냉각부(22)는 냉풍을 발생시키는 팬으로 이루어진다.
Referring to Figure 2, the temperature control device 20 is installed in the vertical direction of the top cover (11a) of the ceramic dome shape to seal the process chamber from the outside, the heating portion 21 for raising the temperature in the process chamber and On the contrary, it consists of a cooling part 22 for lowering the temperature in a process chamber. The heating unit 21 is composed of eight halogen lamps having a capacity of 800 watts, and the cooling unit 22 is formed of a fan for generating cold air.

그러나 위와 같이 구성되는 종래의 온도조절장치, 특히 팬으로 된 냉각부는 다음과 같은 문제가 있다. However, the conventional thermostat, particularly the cooling unit made of a fan as described above has the following problems.

첫째, 팬이 회전함으로 인해 진동이 발생되는데, 이러한 진동이 공정 중에 발생하는 반응 부산물(polymer)이 웨이퍼 표면에 낙하되도록 유발하는 문제가 있다. 즉, 공정 진행 중에는 다양한 화학반응이 발생하므로 그에 따라 불필요한 부산물이 발생되고 이들은 상부챔버의 내벽이나 또는 상단커버에 부착된 상태에서, 팬의 회전에 따른 진동으로 상부챔버의 내벽이나 또는 상단커버에서 이탈되어 웨이퍼의 표면으로 떨어지며, 이러한 이물질은 웨이퍼 결함(defect)의 원인이 된다.First, vibration is generated due to the rotation of the fan, which causes a problem that the reaction by-products generated during the process fall on the wafer surface. That is, since various chemical reactions occur during the process, unnecessary by-products are generated accordingly, and they are detached from the inner wall or the upper cover of the upper chamber by vibrations caused by the rotation of the fan while attached to the inner wall or the upper cover of the upper chamber. It falls to the surface of the wafer, and this foreign matter causes wafer defects.

둘째, 식각공정에 있어서는 공정챔버 내부의 온도를 적정하게 유지하는 것 뿐만 아니라, 공정챔버내의 전 영역에 걸쳐서 온도 분포가 균일해야 한다. 그러나 도 2의 화살표 방향으로 표시된 바와 같이, 팬에 의하여 발생된 냉풍 중 일부는 할로겐램프에 의해 진로가 방해되고, 결과적으로 상단커버의 중심부와 가장자리에서의 냉각효과가 차이나게 되어, 공정챔버 내 온도 분포가 균일하지 못하게 되는 원인이 된다.
Second, in the etching process, not only the temperature inside the process chamber is properly maintained, but the temperature distribution must be uniform over the entire area of the process chamber. However, as indicated by the direction of the arrow in FIG. 2, some of the cold air generated by the fan is hindered by the halogen lamp, and consequently the cooling effect at the center and the edge of the top cover is different, the temperature in the process chamber This causes the distribution to be uneven.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 발명된 것으로, 종래 공정챔버내부의 온도 조절을 위한 온도조절장치 중 팬으로 된 냉각부를 냉각가스를 활용하는 방식으로 개선하여, 공정챔버에서의 진동 발생을 방지하고 또한 균일한 냉각효 과를 얻을 수 있는 반도체 공정챔버의 온도조절장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, by improving the cooling unit made of a fan of the temperature control apparatus for controlling the temperature inside the conventional process chamber by utilizing the cooling gas, to prevent the occurrence of vibration in the process chamber In addition, the object of the present invention is to provide a temperature control device for a semiconductor process chamber that can achieve a uniform cooling effect.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명 반도체 공정챔버의 온도조절장치는, 반도체 제조 공정이 진행되는 공정챔버의 상단에 설치되며, 상기 공정챔버의 온도 상승을 위한 가열부와 상기 공정챔버의 온도 하강을 위한 냉각부로 이루어지는 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 있어서; 상기 냉각부는, 냉각가스 공급을 위한 공급라인, 상기 공급라인에 연결된 상태에서 다수로 분기되어 상기 공정챔버의 상단을 밀폐시키는 상단커버의 상면에 밀착 설치되는 토출라인, 상기 각각의 토출라인의 하면에 형성되는 다수의 토출홀, 상기 냉각가스를 외부로 배출하기 위한 배출모듈로 이루어진 것을 특징으로 한다.
The temperature control device of the semiconductor process chamber of the present invention for achieving the above object is installed on the upper end of the process chamber in which the semiconductor manufacturing process is carried out, the heating portion for increasing the temperature of the process chamber and the temperature drop of the process chamber In the temperature control device of the semiconductor process chamber consisting of a cooling unit for; The cooling unit, a supply line for supplying the cooling gas, a discharge line which is installed in close contact with the upper surface of the upper cover for sealing the upper end of the process chamber is branched in a plurality in a state connected to the supply line, the lower surface of each discharge line A plurality of discharge holes are formed, characterized in that consisting of a discharge module for discharging the cooling gas to the outside.

이하 예시도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 온도조절장치의 구성도이다. 3 is a block diagram of a temperature control device according to the present invention.

본 발명은 가열부(21)와 냉각부(22')로 이루어진 온도조절장치(20)에 있어서, 특히 냉각부(22')의 구조를 개선한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 냉각부(22')에 사용되었던 팬을 대신하여, 본 발명에서는 냉각가스를 활용하고 있다. 냉각가스를 활용하기 위한 구성요소는, 냉각가스가 공급되는 공급라인(100)과 토출홀(111)이 형성된 토출라인(110) 및 냉각가스 배출을 위한 배출모듈(120)로 이루어 진다. 상기 각 구성요소에 대해 구체적으로 살펴본다.
The present invention improves the structure of the cooling section 22 ', particularly in the temperature control device 20 comprising the heating section 21 and the cooling section 22'. As shown in FIG. 3, instead of the fan used in the conventional cooling unit 22 ′, the cooling gas is used in the present invention. The component for utilizing the cooling gas is composed of a supply line 100 to which the cooling gas is supplied, a discharge line 110 in which the discharge hole 111 is formed, and a discharge module 120 for discharging the cooling gas. Each of the above components will be described in detail.

먼저, 냉각가스는 외부 공급원에서 공급라인(100)을 따라 유입되는데 상기 냉각가스로는 특정한 제한없이 다양한 기체가 사용될 수 있다. 다만 냉각가스의 공급원을 별도로 설치해야 되는 문제를 감안한다면, 상기 냉각가스로는 청정건조공기(CDA, Clean Dry Air)나 질소(N2)인 것이 좋다. First, the cooling gas is introduced along the supply line 100 from an external source, and various gases may be used as the cooling gas without particular limitation. However, considering the problem of installing a separate source of cooling gas, the cooling gas may be clean dry air (CDA) or nitrogen (N 2 ).

일반적으로 공기는 주성분인 산소와 질소이외에 소량의 이산화탄소·아르곤 등으로 구성된 일종의 혼합기체인데, 때와 장소에 따라 수증기·아황산가스·일산화탄소·암모니아·탄화수소 등의 기체을 포함한다. 청정건조공기란 위와 같이 부가적으로 포함되는 물질을 모두 제거한 것으로, 현재 반도체 제조 산업에서도 흔히 이용된다. 즉, 반도체는 고도의 정밀성이 요구되므로 반도체에 악영향을 미칠 수 있는 수분과, 탄화수소, 수소, 일산화탄소와 같은 기타 불순물이 없는 대기 환경이 요구되고 이를 위해 별도의 청정건조공기라인(CDA Line)이 구비된다. 따라서 상기 청정건조공기라인에서 분기된 라인을 공급라인(100)으로 이용한다면 별도의 냉각가스 공급원이 필요없는 장점이 있다. 한편 불활성가스인 특성때문에 세정 등 반도체 제조 공정상 다양하게 이용되는 질소가스도 청정건조공기와 마찬가지 방법으로 냉각가스로 이용 가능하다.
In general, air is a kind of mixed gas composed of a small amount of carbon dioxide and argon in addition to the main components of oxygen and nitrogen, and includes gases such as water vapor, sulfurous acid gas, carbon monoxide, ammonia, and hydrocarbons depending on the time and place. Clean dry air removes all of the additionally included materials as described above, and is commonly used in the semiconductor manufacturing industry. In other words, semiconductors require a high level of precision, which requires an atmosphere that is free from moisture and other impurities such as hydrocarbons, hydrogen, and carbon monoxide, which may adversely affect the semiconductor. do. Therefore, if a line branched from the clean dry air line is used as the supply line 100, there is an advantage that a separate cooling gas supply source is not required. On the other hand, because of the inert gas characteristics, nitrogen gas, which is widely used in semiconductor manufacturing processes such as cleaning, can be used as cooling gas in the same manner as clean dry air.

상기 공급라인(100)으로 공급된 냉각가스는 토출라인(110)으로 분기된 후 토 출홀(111)에서 토출된다. 상기 토출라인(110)은 연직하방향으로 설치된 공급라인(100)에서 다수로 분기되어 공정챔버의 상단커버(11a)에 밀착되게 설치되고 상기 분기된 각각의 토출라인(110)에는 다수의 토출홀(111)이 형성된다. 상기 토출홀(111)은 토출라인(110)의 하면에 형성되므로 공급라인(100)과 토출라인(110)을 경유하여 토출홀(111)로 토출된 냉각가스는 상단커버(11a)에 직접적으로 접하게 되면서 공정챔버를 냉각시키게 된다. The cooling gas supplied to the supply line 100 is branched to the discharge line 110 and then discharged from the discharge hole 111. The discharge line 110 is branched into a plurality of supply lines 100 installed in the vertically downward direction to be in close contact with the upper cover 11a of the process chamber, and each of the discharge lines 110 branched therein has a plurality of discharge holes. 111 is formed. Since the discharge hole 111 is formed on the lower surface of the discharge line 110, the cooling gas discharged into the discharge hole 111 via the supply line 100 and the discharge line 110 is directly in the upper cover 11a. As it comes into contact, it cools the process chamber.

상기 공급라인(100)이나 토출라인(110)의 재질에는 특별한 제한이 없지만, 사불화 에틸렌수지를 압출성형하여 제조되는 테프론 재질의 튜브를 사용하는 경우 전기특성, 내후성, 내약품성, 비점착성 등의 면에서 기타의 플라스틱 재질보다 우수한 장점이 있다.
The material of the supply line 100 or the discharge line 110 is not particularly limited, but in the case of using a Teflon tube manufactured by extruding ethylene tetrafluoride resin, such as electrical properties, weather resistance, chemical resistance, and non-adhesiveness, etc. In terms of advantages over other plastic materials.

온도조절장치(20)는 외부와 밀폐된 상태이므로 상기 냉각에 사용된 냉각가스를 외부로 배출할 수 있는 통로가 필요하고, 본 발명에서는 배출모듈(120)이 구비된다. 상기 배출모듈(120)은 가열부(21)의 상측에 설치되어 외주면에는 냉가가스의 배출통로인 배출홀(122)이 형성되고 중심부에는 관통홀(121)이 형성되어 공급라인(100)이 관통된다. Since the temperature control device 20 is in a sealed state with the outside, a passage for discharging the cooling gas used for the cooling to the outside is required, and in the present invention, the discharge module 120 is provided. The discharge module 120 is installed on the upper side of the heating unit 21, the outer peripheral surface is formed with a discharge hole 122 which is a discharge passage of the cold gas and a through hole 121 is formed in the center of the supply line 100 through do.

배출모듈(120)이 가열부(21)의 아랫쪽에 설치된다면 가열부(21)에서 발생되는 열이 공정챔버의 상단커버(11a)에 도달하는 경로를 방해하게 되므로, 가열부(21)의 윗쪽에 배치됨이 바람직하다. If the discharge module 120 is installed below the heating unit 21, since the heat generated from the heating unit 21 obstructs the path of reaching the top cover 11a of the process chamber, the upper side of the heating unit 21. It is preferably arranged in.

배출모듈(120)의 외주면에 형성된 배출홀(122)은 외부와 소통될 수 있는 유 일한 통로가 되므로, 냉각가스가 토출홀(111)에서 토출되어 일단 냉각에 사용된 후에는 계속적으로 공급되는 후속 냉각가스의 추진력에 의해 자연스럽게 배출홀(122)로 배출된다. Since the discharge hole 122 formed on the outer circumferential surface of the discharge module 120 becomes the only passage that can communicate with the outside, the cooling gas is discharged from the discharge hole 111 and subsequently supplied after being used for cooling. It is naturally discharged to the discharge hole 122 by the driving force of the cooling gas.

한편 배출모듈(120) 중심부의 관통홀(121)은, 상기 관통홀(121)을 연직하방향으로 통과하는 공급라인(100)을 지지하는 역할을 한다.
Meanwhile, the through hole 121 at the center of the discharge module 120 serves to support the supply line 100 passing through the through hole 121 in the vertical downward direction.

냉각부(22')외에 본 발명 온도조절장치(20)를 구성하는 가열부(21)는 800와트 용량의 8개의 할로겐램프로 이루어지며, 가열부(21) 및 냉각부(22)의 상호작용으로 가령 식각공정에 있어서는 공정챔버의 내부온도가 80℃ 이상으로 상승하지 않도록 조절한다.
In addition to the cooling unit 22 ', the heating unit 21 constituting the thermostat device 20 of the present invention includes eight halogen lamps having a capacity of 800 watts, and the interaction between the heating unit 21 and the cooling unit 22. For example, in the etching process, the internal temperature of the process chamber is controlled so as not to rise above 80 ° C.

위와 같이 이루어진 본 발명 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 의하면, 종래 기술의 문제가 해소된다. According to the temperature control device of the semiconductor process chamber of the present invention made as described above, the problem of the prior art is solved.

본 발명은, 냉각가스를 토출시켜 냉각가스와 공정챔버간의 열교환을 통하여 냉각을 수행하므로 특별히 공정챔버에 진동을 발생시킬 요인이 제거되고, 따라서 종래 팬이 회전함으로 인해 발생되는 진동으로 반응 부산물이 부착된 지점에서 이탈되어 웨이퍼의 표면에 떨어지는 문제가 해소된다. In the present invention, the cooling gas is discharged to perform cooling through heat exchange between the cooling gas and the process chamber, and thus, a factor for generating vibration in the process chamber is eliminated. Therefore, reaction by-products are attached to the vibration generated by the rotation of a conventional fan. The problem of falling off the surface and falling on the wafer surface is solved.

또한 상기 냉각가스가 토출되는 토출라인(110)을 공정챔버의 상단커버(11a)에 다수로 균일하게 형성하므로, 상단커버(11a)를 골고루 냉각시켜 공정챔버내의 전 영역에 걸쳐서 온도를 균일하게 유지할 수 있다. 특히 냉각가스를 이용하면 종 래 사용되었던 팬에 비하여 냉각 효율이 향상된다. 이는 청정건조공기라인 등을 이용하여 냉각가스를 계속적으로 공급할 수 있고, 공급라인(100)상에 유량조절계나 밸브등을 설치하면 간단한 조작으로 공정챔버의 상태에 따라 냉각가스의 유량을 제어하여 온도를 조절하기가 용이하기 때문이다.
In addition, since a plurality of discharge lines 110 through which the cooling gas is discharged are uniformly formed in the upper cover 11a of the process chamber, the upper cover 11a is uniformly cooled to maintain the temperature uniformly over the entire area of the process chamber. Can be. In particular, using the cooling gas improves the cooling efficiency compared to the fan used in the past. It can continuously supply the cooling gas by using a clean dry air line, etc. If a flow controller or a valve is installed on the supply line 100, the flow rate of the cooling gas can be controlled according to the state of the process chamber by simple operation. Because it is easy to adjust.

이상으로 본 발명 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 대하여 바람직한 실시예에 따라 예시 도면에 의거하여 살펴보았지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특히 도 3에 도시된 단순한 장치에 한정되지 않고, 냉각가스를 이용하여 특정 대상의 온도를 유지하는 일반적인 방법으로서 다양한 장치에 적절하게 응용될 수 있다.
Although the present invention has been described with reference to exemplary drawings according to a preferred embodiment of the temperature control device of the semiconductor process chamber of the present invention, this is to illustrate the best embodiment of the present invention by way of example to limit the claims of the present invention no. In particular, the present invention is not limited to the simple apparatus illustrated in FIG. 3, and may be suitably applied to various apparatuses as a general method of maintaining a temperature of a specific object using a cooling gas.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 의하면, 종래 공정챔버 내부의 온도 조절을 위한 온도조절장치 중 팬으로 된 냉각부를 냉각가스를 활용하는 방식으로 개선함으로써, 공정챔버에서의 진동 발생을 방지하여 공정 중인 웨이퍼상에 폴리머 등 각종 이물질이 부착되는 것을 방지하고 또한 공정챔버 내부를 균일하게 냉각하여 우수한 온도조절 성능을 나타내므로, 제품의 수율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the temperature control apparatus of the semiconductor process chamber of the present invention, by improving the cooling unit made of a fan of the temperature control apparatus for controlling the temperature in the conventional process chamber by utilizing the cooling gas, in the process chamber It prevents the occurrence of vibration and prevents the adhesion of various foreign substances such as polymer on the wafer during the process, and uniformly cools the inside of the process chamber to show excellent temperature control performance. Therefore, the yield of the product can be greatly improved. .

Claims (6)

반도체 제조 공정이 진행되는 공정챔버의 상단에 설치되며, 상기 공정챔버의 온도 상승을 위한 가열부와 상기 공정챔버의 온도 하강을 위한 냉각부로 이루어지는 반도체 공정챔버의 온도조절장치에 있어서;In the temperature control apparatus of the semiconductor process chamber is provided on the upper end of the process chamber in which the semiconductor manufacturing process proceeds, and comprising a heating unit for increasing the temperature of the process chamber and a cooling unit for lowering the temperature of the process chamber; 상기 냉각부는, The cooling unit, 냉각가스 공급을 위한 공급라인, 상기 공급라인에 연결된 상태에서 다수로 분기되어 상기 공정챔버의 상단을 밀폐시키는 상단커버의 상면에 밀착 설치되는 토출라인, 상기 각각의 토출라인의 하면에 형성되는 다수의 토출홀, 상기 냉각가스를 외부로 배출하기 위한 배출모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.Supply line for supplying the cooling gas, the discharge line which is installed in close contact with the upper surface of the upper cover for sealing the upper end of the process chamber branched into a plurality in a state connected to the supply line, a plurality of formed on the lower surface of each discharge line Discharge hole, Temperature control device of the semiconductor process chamber comprising a discharge module for discharging the cooling gas to the outside. 제 1항에 있어서, 상기 배출모듈은 상기 가열부의 상측에 설치되며, 중심부에 상기 공급라인이 관통하도록 관통홀이 형성되고, 외주면에 상기 냉각가스의 배출통로인 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.The semiconductor of claim 1, wherein the discharge module is installed above the heating unit, and a through hole is formed at a central portion thereof to penetrate the supply line, and a discharge hole serving as a discharge passage of the cooling gas is formed at an outer circumferential surface thereof. Temperature control of process chamber. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 공급라인과 토출라인은 테프론 재질인 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.The temperature control apparatus of claim 1 or 2, wherein the supply line and the discharge line are made of Teflon material. 제 3항에 있어서, 상기 냉각가스는 청정건조공기(CDA, Clean Dry Air)인 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.The apparatus of claim 3, wherein the cooling gas is clean dry air (CDA). 5. 제 3항에 있어서, 상기 냉각가스는 질소(N2)인 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the cooling gas is nitrogen (N 2 ). 제 3항에 있어서, 상기 가열부는 할로겐램프로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 공정챔버의 온도조절장치.The temperature control device of a semiconductor process chamber according to claim 3, wherein the heating part is made of a halogen lamp.
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