KR20060013878A - Apparatus for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

반도체 소자 제조 장치가 제공된다. 반도체 소자 제조 장치는, 웨이퍼가 반입, 반출되도록 개구부가 형성된 공정 챔버와 개구부를 통하여 공정 챔버 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 셔터 및 셔터에 냉각 기체를 공급하는 냉각 기체 공급부로 이루어진다.A semiconductor device manufacturing apparatus is provided. The semiconductor device manufacturing apparatus includes a process chamber in which openings are formed to be carried in and out of a wafer, and a shutter for preventing heat from flowing out of the process chamber through the opening and a cooling gas supply unit for supplying cooling gas to the shutter.

셔터, 냉각 기체, 공정 챔버Shutters, Cooling Gases, Process Chambers

Description

반도체 소자 제조 장치{Apparatus for fabricating semiconductor device}Apparatus for fabricating semiconductor device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 반도체 소자 제조 장치의 셔터에서의 냉각 기체 흐름을 간략히 도시한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view briefly illustrating a flow of cooling gas in the shutter of the semiconductor device manufacturing apparatus of FIG. 1.

<도면의 주요부분에 관한 부호 설명><Description of symbols on the main parts of the drawings>

100 : 반도체 소자 제조 장치 110 : 공정 챔버100 semiconductor device manufacturing apparatus 110 process chamber

120 : 셔터 130 : 냉각 기체 공급부120: shutter 130: cooling gas supply unit

140 : 압력 조절기 150 : 유량 측정기140: pressure regulator 150: flow meter

160 : 공급 라인 170 : 배기 라인160: supply line 170: exhaust line

180 : 내부 라인 190 : 개구부180: internal line 190: opening

본 발명은 반도체 소자 제조 장치에 관한 것으로, 특히, 냉각 기체가 흐르는 셔터를 포함하는 반도체 소자 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device manufacturing apparatus, and more particularly, to a semiconductor device manufacturing apparatus including a shutter through which a cooling gas flows.

일반적으로 반도체 소자 제조 장치 내에서 웨이퍼는 사진, 확산, 식각, 화학 기상 증착 및 금속 증착 등의 공정을 반복하여 수행한 후 반도체 소자 장치로 제작된다.In general, in a semiconductor device manufacturing apparatus, a wafer is manufactured as a semiconductor device apparatus after repeatedly performing processes such as photography, diffusion, etching, chemical vapor deposition, and metal deposition.

이런 단위 공정 중에서 확산 공정은 웨이퍼가 삽입된 보트가 반입/반출되는 개구부가 형성되어 있는 공정 챔버에 보트를 로딩하여 웨이퍼 상에 불순물을 확산시키는 공정으로서, 농도 평형 상태를 이룰 때까지 불순물의 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 불순물이 이동하는 확산 현상을 이용하는 공정이다. 이러한 확산 공정은 비교적 고온에서 공정이 진행된다. 확산 공정 장치는 확산 공정이 진행되는 공정 온도로 분위기를 조성하기 위해 히터를 구비하고 있다.Among these unit processes, a diffusion process is a process of diffusing impurities on a wafer by loading a boat into a process chamber in which an opening in which a boat into which a wafer is inserted is inserted / exported is formed, and the concentration of impurities until a concentration equilibrium is achieved. It is a process that uses diffusion phenomenon that impurities move from high place to low place. This diffusion process is performed at a relatively high temperature. The diffusion process apparatus is equipped with a heater to create an atmosphere at the process temperature at which the diffusion process proceeds.

이러한 확산 공정 장치는 공정 챔버에 보트가 언로딩 되었을 때 공정 챔버 내부의 열손실을 막기 위해 셔터로 클로징하여 공정 챔버의 개구부를 막아준다. 여기에서, 셔터는 셔터 내부로 냉각수가 흘러 공정 챔버 내부의 열에 의해 셔터의 온도가 상승하는 것을 막아준다. 또한 셔터로 인해 공정 챔버의 열이 다른 장치로 전도되는 것을 방지하는 역활을 한다.The diffusion process apparatus closes with a shutter to close the opening of the process chamber when the boat is unloaded into the process chamber to prevent heat loss inside the process chamber. Here, the shutter prevents the temperature of the shutter from rising by the heat inside the process chamber, while the coolant flows into the shutter. It also serves to prevent the shutter from conducting heat in the process chamber to another device.

그리고 이러한 셔터에는 액체 공급부에서 냉각되어 제공되는 냉각수가 셔터와 연결된 라인을 통해서 흐른다. 그러나 셔터가 클로즈되어 공정 챔버의 개구부를 막고 있을 경우 공정 챔버의 높은 열로 인해 셔터에 파손이 생겨 냉각수가 셔터에서 새어나와 공정 챔버로 들어가는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 냉각수가 공정 챔버로 들어가서 셔터가 오픈되고 웨이퍼가 반입되었을 때 웨이퍼 상에 물기가 묻어 웨이퍼에 손상을 주고 파티클을 유발할 수 있다. 또한 셔터에서 새어나온 냉각수로 인해 누전 사고가 발생될 수도 있다.In this shutter, the coolant provided by being cooled in the liquid supply flows through a line connected with the shutter. However, when the shutter is closed to block the opening of the process chamber, the shutter may be damaged due to the high heat of the process chamber, causing the cooling water to leak out of the shutter and enter the process chamber. When this coolant enters the process chamber and the shutter is opened and the wafer is loaded, it can get wet on the wafer, damaging the wafer and causing particles. Coolant leakage from the shutter can also cause a short circuit.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 냉각수에 의해서 유발될 수 있는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있는 반도체 소자 제조 장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing apparatus that can effectively improve the problems caused by the cooling water.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned technical problems, another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는, 웨이퍼가 반입, 반출되도록 개구부가 형성된 공정 챔버와 개구부를 통하여 공정 챔버 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 셔터 및 셔터에 냉각 기체를 공급하는 냉각 기체 공급부를 포함하는 포함한다.The semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, to prevent the heat from flowing inside the process chamber through the process chamber and the opening is formed so that the wafer is carried in, out It includes a shutter and a cooling gas supply for supplying a cooling gas to the shutter.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.                     

본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 소자 제조 장치는 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chamical Vapor Deposition; LPCVD)공정 또는 확산 공정에 사용될 수 있다.The semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention may be used in a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process or a diffusion process.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 반도체 소자 제조 장치(100)는 공정 챔버(110), 셔터(120) 및 냉각 기체 공급부(130)를 포함하고 있다.As illustrated, the semiconductor device manufacturing apparatus 100 includes a process chamber 110, a shutter 120, and a cooling gas supply unit 130.

공정 챔버(110)는 웨이퍼가 반입, 반출되도록 개구부(190)가 형성되어 있다. 공정 챔버(110)는 반도체 소자를 제조하기 위해 확산 혹은 저압 화학 기상 증착 공정을 진행한다. 공정 챔버(110)는 공정마다 다른 구성 요소로 이루어져 있고 공정마다 각기 형상이 다르다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공정 챔버(110)는 확산 공정용 공정 챔버(110)에 대해서 설명한다.In the process chamber 110, an opening 190 is formed to allow the wafer to be loaded in and taken out. The process chamber 110 undergoes a diffusion or low pressure chemical vapor deposition process to manufacture a semiconductor device. Process chamber 110 is composed of different components for each process, and the shape of each process is different. Process chamber 110 according to an embodiment of the present invention will be described for the process chamber 110 for the diffusion process.

셔터(120)는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 반도체 소자 제조 장치의 셔터에서의 냉각 기체 흐름을 간략히 도시한 평면도이다. 셔터(120)는 공정 챔버(110)의 개구부(190)를 통하여 공정 챔버(110) 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 셔터(120)는 SUS(Steel use stainless) 재질로 공정 챔버(110)의 개구부(190)가 형성되어 있는 측의 형상과 같고, 직경이 개구부의 직경과 동일하게 형성되어 있다. 셔터(120)는 내부에 냉각 기체가 흐르는 내부 라인(180)을 포함하 고 있다. 일반적으로 셔터(120)는 공정 챔버(110)에 웨이퍼를 반입/반출할 때 공정 챔버(110)의 개구부(190)를 오픈시켜야 하므로 좌우 혹은 하측으로 움직일 수 있다.The shutter 120 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a plan view briefly illustrating a flow of cooling gas in the shutter of the semiconductor device manufacturing apparatus of FIG. 1. The shutter 120 prevents heat inside the process chamber 110 from flowing out through the opening 190 of the process chamber 110. The shutter 120 is made of SUS (Steel use stainless) material and has the same shape as that of the side in which the opening 190 of the process chamber 110 is formed, and the diameter of the shutter 120 is the same as the diameter of the opening. The shutter 120 includes an inner line 180 through which cooling gas flows. In general, the shutter 120 may move left and right or down since the opening 190 of the process chamber 110 must be opened when the wafer is loaded / exported into the process chamber 110.

냉각 기체 공급부(130)는 셔터(120)에 냉각 기체를 공급한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 기체는 공기 혹은 질소 등의 기체를 사용할 수 있다. 냉각 기체의 온도는 냉각기에 따라 다르나 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 기체는 영하 5?의 온도로 분위기를 조성할 수 있다.The cooling gas supply unit 130 supplies the cooling gas to the shutter 120. As the cooling gas according to an embodiment of the present invention, a gas such as air or nitrogen may be used. The temperature of the cooling gas varies depending on the cooler, but the cooling gas according to an embodiment of the present invention may form an atmosphere at a temperature of minus 5 ° C.

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치(100)는 하기의 방식으로 확산공정에서 사용된다.The semiconductor device manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is used in a diffusion process in the following manner.

공정 챔버(110)에서 확산 공정이 끝난 후 웨이퍼가 언로딩된 공정 챔버(110)의 열이 외부로 유출되는 것을 막기 위해 공정 챔버(110)의 개구부(190)를 셔터(120)로 막는다. 셔터(120)는 냉각 기체 공급부(130)와 연결되어 있어 냉각 기체 공급부(130)에서 냉각 기체를 셔터(120)로 공급한다. 냉각 기체는 셔터(120)와 냉각 기체 공급부(130) 사이에 개재된 공급 라인(160)을 통해 셔터(120)로 공급된다.After the diffusion process is finished in the process chamber 110, the opening 190 of the process chamber 110 is blocked by the shutter 120 to prevent heat from flowing out of the process chamber 110 in which the wafer is unloaded. The shutter 120 is connected to the cooling gas supply unit 130 to supply the cooling gas to the shutter 120 from the cooling gas supply unit 130. The cooling gas is supplied to the shutter 120 through the supply line 160 interposed between the shutter 120 and the cooling gas supply unit 130.

냉각 기체 공급부(130)에서 냉각 기체가 공급될 때 공급 라인(160) 상에 위치하는 압력 조절기(140)를 통해 냉각 기체의 압력을 조절하여 제공한다. 소정의 압력 이상의 냉각 기체가 제공되면, 셔터(120) 내부의 냉각 기체가 흐르는 내부 라인(180) 혹은 공급 라인(160)에 영향을 미쳐 파손될 수 있다. 또한 유량 측정기(150)에서 냉각 기체가 소정의 양 이상의 냉각 기체가 흐르지 않도록 하기 위해 냉각 기체의 양을 조절한다. 많은 양의 냉각 기체가 흐르면 공급 라인(160)에 압력이 가해져 공급 라인(160) 혹은 내부 라인(180)에 영향을 미쳐 파손될 수 있다. 압력 조절기(140)와 유량 측정기(150)를 거친 냉각 기체는 공급 라인(160)을 통해서 셔터(120)로 들어간다.When the cooling gas is supplied from the cooling gas supply unit 130, the pressure of the cooling gas is adjusted and provided through the pressure regulator 140 positioned on the supply line 160. If a cooling gas of a predetermined pressure or more is provided, the cooling gas inside the shutter 120 may affect the internal line 180 or the supply line 160 through which the cooling gas flows and may be damaged. In addition, the flow rate meter 150 adjusts the amount of cooling gas so that the cooling gas does not flow more than a predetermined amount. When a large amount of cooling gas flows, pressure is applied to the supply line 160, which may affect the supply line 160 or the internal line 180 and break. The cooling gas passing through the pressure regulator 140 and the flow meter 150 enters the shutter 120 through the supply line 160.

냉각 기체는 셔터(120)의 내부 라인(180)을 통해서 흐르면서 공정 챔버(110) 내부의 열에 의해 셔터(120)의 온도가 상승하는 것을 막아주며, 셔터(120)를 통해 공정 챔버(110) 내부의 열이 다른 반도체 소자 제조 장치(도시되지 않음)로 전도되는 것을 방지한다. 셔터(120)의 내부 라인(180)을 흐르던 냉각 기체는 셔터(120)에 내부 라인(180)과 연결된 배기 라인(170)으로 배출된다.The cooling gas flows through the inner line 180 of the shutter 120 and prevents the temperature of the shutter 120 from being increased by the heat inside the process chamber 110, and the inside of the process chamber 110 through the shutter 120. Heat is prevented from being conducted to another semiconductor element manufacturing apparatus (not shown). The cooling gas flowing through the inner line 180 of the shutter 120 is discharged to the exhaust line 170 connected to the inner line 180 in the shutter 120.

냉각 기체 공급부(130)에서는 계속해서 냉각 기체를 셔터(120)로 공급하여 셔터(120)의 온도가 상승하지 않도록 한다.The cooling gas supply unit 130 continuously supplies the cooling gas to the shutter 120 so that the temperature of the shutter 120 does not increase.

이와 같이 냉각 기체가 셔터(120) 내부 라인(180)을 흐를 때 만약 내부 라인(180)과 셔터(120)에 약간의 파손이 생겨 냉각 기체가 새어서 공정 챔버(110) 내부로 들어가도 공정 진행에 방해를 받지 않는다. 또한 냉각수에 비해 냉각 기체의 원가가 낮아 원가 절감 효과가 있다.As such, when the cooling gas flows through the inner line 180 of the shutter 120, a slight breakage occurs in the inner line 180 and the shutter 120 so that the cooling gas leaks into the process chamber 110. It is not disturbed. In addition, the cost of the cooling gas is lower than that of the cooling water, thereby reducing the cost.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 소자 제조 장치는 셔터 내부에 냉각 기체를 흐르게 함으로써 웨이퍼 손실등을 방지할 수 있으므로, 공정 효율을 효과적으로 개선시키는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the semiconductor device manufacturing apparatus can prevent wafer loss or the like by flowing a cooling gas inside the shutter, there is an effect of effectively improving the process efficiency.

Claims (3)

웨이퍼가 반입, 반출되도록 개구부가 형성된 공정 챔버;A process chamber in which openings are formed to allow the wafer to be carried in and out; 상기 개구부를 통하여 상기 공정 챔버 내부의 열이 외부로 유출되는 것을 방지하는 셔터; 및A shutter which prevents heat from flowing inside the process chamber to the outside through the opening; And 상기 셔터에 냉각 기체를 공급하는 냉각 기체 공급부를 포함하는 반도체 소자 제조 장치.And a cooling gas supply unit for supplying cooling gas to the shutter. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 냉각 기체는 공기 혹은 질소인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치.The cooling gas is a semiconductor device manufacturing apparatus, characterized in that the air or nitrogen. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 셔터와 상기 냉각 기체 공급부 사이에 개재되어 상기 냉각 기체를 전달하는 공급 라인을 더 포함하며, 상기 공급 라인은 유량 측정기와 압력 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 장치. And a supply line interposed between the shutter and the cooling gas supply unit to deliver the cooling gas, wherein the supply line includes a flow meter and a pressure regulator.
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