KR20060046918A - Apparatus for fabricating semiconductor device - Google Patents

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Abstract

반도체 소자 제조 공정시 진공 라인 내에 발생하는 파우더 응착 현상을 확인할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비가 제공된다. 반도체 소자 제조용 장비는 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버, 공정 챔버 내부를 진공 상태로 형성하며, 공정 챔버 내부의 반응 가스를 강제 배출시키는 진공 펌프 및 공정 챔버와 진공 펌프를 연결하며 내부를 확인할 수 있는 가시 창이 형성된 진공 라인을 포함한다. Provided is a device for manufacturing a semiconductor device capable of checking powder adhesion occurring in a vacuum line during a semiconductor device manufacturing process. The semiconductor device manufacturing equipment forms a process chamber in which a semiconductor device manufacturing process is performed, a process chamber inside in a vacuum state, and connects a vacuum pump for forcibly discharging the reaction gas inside the process chamber and a process chamber and a vacuum pump to check the inside. The visible window includes a vacuum line formed.

진공 라인, 가시 창, 파우더Vacuum line, thorn window, powder

Description

반도체 소자 제조용 장비{Apparatus for fabricating semiconductor device}Apparatus for fabricating semiconductor device

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A부분을 확대한 사시도이다. FIG. 2 is an enlarged perspective view of portion A of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> <Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10 : 공정 챔버 20 : 진공 펌프10 process chamber 20 vacuum pump

30 : 진공 라인 35 : 가시 창30: vacuum line 35: barbed window

40 : 히팅 재킷40: heating jacket

본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 확산 공정을 수행하는 공정 챔버와 진공 펌프를 연결하는 진공 라인 내부에서 발생하는 파우더 응착 현상을 확인할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비가 제공된다. The present invention relates to a device for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a device for manufacturing a semiconductor device capable of checking powder adhesion occurring in a vacuum line connecting a process chamber and a vacuum pump to perform a diffusion process.

일반적으로 확산(Diffusion)이란, 평형 상태를 이루려는 자연 현상을 이용한 물질간의 혼합을 말하며, 미시적으로는 원자들간의 혼합 현상을 의미한다. 그러나, 실제 반도체 소자 제조 공정들의 대부분은 어느 정도 확산과 관계가 있으며, 특히 열산화 공정(Thermal oxidation), 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등은 확산 개념을 많이 이용하고 있는 공정이다. In general, diffusion refers to mixing between materials using natural phenomena to achieve an equilibrium state, and microscopically refers to mixing between atoms. However, most of the actual semiconductor device manufacturing processes are related to diffusion to some extent, and thermal oxidation, chemical vapor deposition (CVD), and the like are widely used.

따라서, 확산 장비로는 반도체 소자 제조 공정 중 질화막 및 폴리실리콘막과 같은 CVD(Chemical Vapor Deposition)막의 형성, 접합 영역의 형성, 열처리에 의한 손상의 회복(Recovery), 막질의 고밀도화(Densification), 산화막의 형성 공정 등이 가능하다. Therefore, as diffusion equipment, the formation of chemical vapor deposition (CVD) films such as nitride films and polysilicon films, formation of junction regions, recovery of damage by heat treatment, densification of film quality, oxide films Forming step is possible.

이러한 확산 장비에 포함된 공정 챔버는 내부가 일정한 진공 상태로 유지되어야 한다. 따라서, 진공 펌프를 설치하여 공정 챔버 내부의 반응 가스들을 강제로 배출시킴으로써 공정 챔버 내부를 일정한 진공 상태로 유지시킨다. The process chamber included in such diffusion equipment must be maintained at a constant vacuum inside. Therefore, a vacuum pump is installed to force the reaction gases inside the process chamber to maintain a constant vacuum inside the process chamber.

그러나, 고온의 공정 챔버에서 진공 라인을 통해 배출되는 반응 가스는 온도 변화로 인해 파우더(Powder)가 유발된다. 따라서 온도 변화를 줄이기 위해 공정 챔버와 진공 펌프를 연결하는 진공 라인 둘레에 히팅 재킷(Heating jaket)이 설치된다. However, in the high temperature process chamber, the reactant gas discharged through the vacuum line causes powder due to temperature change. Therefore, a heating jacket is installed around the vacuum line connecting the process chamber and the vacuum pump to reduce the temperature change.

그러나 히팅 재킷을 설치함에도 불구하고 진공 라인 내에서는 파우더가 유발되어 응착되는 현상이 발생한다. 이와 같이 진공 라인 내에서 파우더 응착 현상이 발생하면 공정 챔버 내의 반응 가스가 원활히 배출되지 않는다. 또한, 진공 라인 내에 존재하던 파우더가 공정 챔버 내로 역류하여 공정 챔버 내부를 오염시킬 수 있다는 문제점이 있다.However, despite the installation of the heating jacket, the powder is induced in the vacuum line and the adhesion occurs. As such, when powder adhesion occurs in the vacuum line, the reaction gas in the process chamber may not be smoothly discharged. In addition, there is a problem that the powder existing in the vacuum line can flow back into the process chamber to contaminate the inside of the process chamber.

따라서 종래의 반도체 소자 제조용 장비에서는 진공 라인 내에 발생하는 파우더 응착 현상을 확인하기 위해 진공 라인에 세팅되어 있는 히팅 재킷 및 클램프 등의 부속품들을 해체하여 진공 라인 내부를 확인하였다. Therefore, in the conventional semiconductor device manufacturing equipment, the interior of the vacuum line was disassembled by disassembling accessories such as a heating jacket and a clamp set in the vacuum line in order to confirm powder adhesion occurring in the vacuum line.

이와 같이 진공 라인을 해체하여 진공 라인 내부를 확인할 경우 반도체 소자 제조 공정 시간이 낭비된다는 문제점이 있다. 그리고 진공 라인을 해체할 때 진공 라인 내에 존재하던 파우더가 분산되어 파티클(Particle)을 유발한다는 문제점이 있다. 또한, 이와 같이 발생한 파티클 때문에 진공 펌프 및 진공 라인에 대해 비정기적인 사전예방정비(PM; Preventive Maintenance)를 수행하여야 한다는 문제점이 있다. As such, when the vacuum line is disassembled and the inside of the vacuum line is checked, the semiconductor device manufacturing process time is wasted. In addition, when the vacuum line is dismantled, there is a problem in that the powder existing in the vacuum line is dispersed to cause particles. In addition, there is a problem in that preventive maintenance (PM) should be performed on the vacuum pump and the vacuum line due to the particles thus generated.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정 챔버와 진공 펌프를 연결하는 진공 라인에 설치된 부품들을 해체하지 않고 진공 라인 내의 파우더 응착 현상을 확인할 수 있는 반도체 소자 제조용 장비를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a device for manufacturing a semiconductor device that can confirm the powder adhesion phenomenon in the vacuum line without dismantling components installed in the vacuum line connecting the process chamber and the vacuum pump.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버, 공정 챔버 내부를 진공 상태로 형성하며, 공정 챔버 내부의 반응 가스를 강제 배출시키는 진공 펌프 및 공정 챔버와 진공 펌프를 연결하며 내부를 확인할 수 있는 가시 창이 형성된 진공 라인을 포함한다. In order to achieve the above technical problem, a device for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention forms a process chamber in which a semiconductor device manufacturing process is performed, a process chamber inside in a vacuum state, and forcibly discharges a reaction gas inside the process chamber. It includes a vacuum pump and a vacuum line connecting the process chamber and the vacuum pump and having a visible window formed therein for viewing the inside.                     

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 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 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 in conjunction 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 invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of equipment for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 A부분을 확대한 사시도이다. FIG. 2 is an enlarged perspective view of portion A of FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조용 장비는 공정 챔버(10), 진공 펌프(20) 및 진공 라인(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a process chamber 10, a vacuum pump 20, and a vacuum line 30.

공정 챔버(10)는 고온 저압의 진공 상태에서 반응 가스의 확산으로 다수의 반도체 기판(W)들에 박막을 형성하는 화학 기상 증착(CVD; Chemical Vapor Deposition) 공정이 수행되는 공간이다. 그리고 공정 챔버(10)는 외부 튜브(1)와 내부 튜브(2)의 결합으로 형성되어 있으며 내부 튜브(2) 내에는 보트(3)가 위치한 다. The process chamber 10 is a space where a chemical vapor deposition (CVD) process of forming a thin film on a plurality of semiconductor substrates W is performed by diffusion of a reaction gas in a vacuum state at a high temperature and low pressure. And the process chamber 10 is formed by the combination of the outer tube 1 and the inner tube 2, the boat 3 is located in the inner tube (2).

외부 튜브(1)의 하부에는 반응 가스 주입구(4)와 반응 가스 배기구(5)가 형성되어 있다. 외부 튜브(1)에 형성된 반응 가스 주입구(4)는 내부 튜브(2)까지 연장되어 있어 내부 튜브(2) 내로 반응 가스를 공급한다. 그리고 외부 튜브(1)에 형성된 반응 가스 배기구(5)는 진공 라인(30)과 연결되어 있으며, 반응 가스 배기구(5)를 통해 화학 기상 증착 공정 수행시 반응 가스가 배출된다. The reaction gas inlet 4 and the reaction gas exhaust 5 are formed in the lower part of the outer tube 1. The reaction gas inlet 4 formed in the outer tube 1 extends to the inner tube 2 to supply the reaction gas into the inner tube 2. The reaction gas exhaust port 5 formed in the outer tube 1 is connected to the vacuum line 30, and the reaction gas is discharged when the chemical vapor deposition process is performed through the reaction gas exhaust port 5.

그리고 내부 튜브(2)의 하단으로는 다수의 반도체 기판(W)을 장착한 보트(3)가 진입하여 내부 튜브(2)와 결합된다. 따라서 내부 튜브(2) 내에 다수의 반도체 기판(W)이 위치한다.In addition, a boat 3 equipped with a plurality of semiconductor substrates W enters a lower end of the inner tube 2 and is coupled to the inner tube 2. Therefore, a plurality of semiconductor substrates W are located in the inner tube 2.

또한 공정 챔버(10) 내부는 화학 기상 증착 공정 수행시 약 900? 이상의 고온으로 유지되므로 변형을 방지하기 위해 석영(Quartz) 재질로 형성된다.In addition, the process chamber 10 is about 900? When performing the chemical vapor deposition process. Since it is maintained at the high temperature, it is formed of quartz material to prevent deformation.

본 발명의 일 실시예에 의한 공정 챔버(10)는 반도체 기판(W)에 대하여 배치 타입(Batch type)으로 확산 공정을 수행하는 것으로 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 공정 챔버는 매엽식으로 반도체 기판에 대하여 확산 공정을 수행할 수 있다. Although the process chamber 10 according to an embodiment of the present invention has been described as performing a diffusion process on a semiconductor substrate W in a batch type, the present invention is not limited thereto. That is, the process chamber of the present invention may perform a diffusion process on the semiconductor substrate in a single sheet type.

그리고 화학 기상 증착 공정을 수행하기 위해서 공정 챔버(10) 내부는 일정한 진공 상태로 유지되어야 한다. 따라서 공정 챔버(10))와 진공 펌프(20)를 연결하는 진공 라인(30)이 설치되어 있다. 그러므로 외부 튜브(1)에 형성된 반응 가스 주입구(4)를 통해 반응 가스들이 공급되어 확산에 의해 반도체 기판(W)들과 반응한 뒤 외부 튜브(1)의 반응 가스 배기구(5)와 연결된 진공 라인(30)을 통해 배출된다. In order to perform the chemical vapor deposition process, the inside of the process chamber 10 must be maintained at a constant vacuum state. Therefore, the vacuum line 30 which connects the process chamber 10 and the vacuum pump 20 is provided. Therefore, the reaction gas is supplied through the reaction gas inlet 4 formed in the outer tube 1 to react with the semiconductor substrates W by diffusion, and then the vacuum line connected to the reaction gas exhaust port 5 of the outer tube 1. Ejected through 30.                     

진공 펌프(20)는 진공 라인(30)을 통해 공정 챔버(10)와 연결되어 있어 공정 챔버(10) 내의 반응 가스들을 강제로 배출시키고, 공정 챔버(10) 내부를 저압의 진공 상태로 유지시키는 장치이다. The vacuum pump 20 is connected to the process chamber 10 through the vacuum line 30 to forcibly discharge the reaction gases in the process chamber 10 and to maintain the inside of the process chamber 10 in a low pressure vacuum state. Device.

진공 라인(30)은 공정 챔버(10)와 진공 펌프(20)를 연결하는 부재로써, 공정 챔버(10) 내부의 반응 가스들이 진공 라인(30)을 통해 배출된다. 그리고 진공 라인(30)의 일부분에 굴곡이 형성되어 있어 공정 챔버(10) 내의 반응 가스들이 배출될 때 진공 라인(30)의 굴곡을 따라 반응 가스들이 배출된다. The vacuum line 30 is a member connecting the process chamber 10 and the vacuum pump 20, and reaction gases in the process chamber 10 are discharged through the vacuum line 30. In addition, a curved portion is formed in a portion of the vacuum line 30 so that the reactive gases are discharged along the curved portion of the vacuum line 30 when the reactive gases in the process chamber 10 are discharged.

이하, 도 2를 참조하여 반응 가스가 배출되는 과정을 자세히 살펴본다. Hereinafter, the process of discharging the reaction gas will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2에 도시된 바와 같이, 진공 라인(30)을 통해 반응 가스들이 배출될 때 진공 라인(30) 내에서는 공정 챔버(10)와 진공 라인(30)의 온도차로 인해 파우더 응착 현상이 발생한다. 따라서 진공 라인(30) 내의 파우더 응착 현상을 육안으로 확인할 수 있도록 진공 라인(30)의 일 부분에 가시 창(35)이 형성된다. As shown in FIG. 2, when the reaction gases are discharged through the vacuum line 30, a powder adhesion phenomenon occurs due to the temperature difference between the process chamber 10 and the vacuum line 30 in the vacuum line 30. Therefore, the visible window 35 is formed at a portion of the vacuum line 30 so that the powder adhesion phenomenon in the vacuum line 30 can be visually confirmed.

가시 창(35)이 형성되는 부분은 진공 라인(30) 내에서 파우더 응착 현상이 주로 발생하는 부분이다. 파우더 응착 현상이 주로 발생하는 부분은 진공 라인(30)을 통해 배출되는 반응 가스들의 흐름이 변경되는 진공 라인(30)의 굴곡 부분이다. The portion where the visible window 35 is formed is a portion where powder adhesion occurs mainly in the vacuum line 30. Part of the powder adhesion phenomenon mainly occurs in the bent portion of the vacuum line 30 in which the flow of the reaction gases discharged through the vacuum line 30 is changed.

그리고 가시 창(35)이 형성되는 진공 라인(30)의 굴곡 부분은 좌 또는 우측에 연장되는 진공 라인(30)보다 낮은 부분에 위치한다. 즉, 가시창은 진공 라인에서 굴곡 부분의 최저점에 형성된다. 이 부분은 파우더 응착 현상이 보다 많이 발생하는 지점으로써 파우더 응착 현상을 보다 신속하게 파악할 수 있다. 또한, 가시 창(35)은 육안으로 진공 라인(30) 내부를 확인할 수 있도록 투명 재질로 이루어진 다. The bent portion of the vacuum line 30 in which the visible window 35 is formed is located at a lower portion than the vacuum line 30 extending to the left or the right. That is, the visible window is formed at the lowest point of the bent portion in the vacuum line. This is the point where more powder adhesion occurs, so that the powder adhesion can be detected more quickly. In addition, the visible window 35 is made of a transparent material to visually check the inside of the vacuum line (30).

이와 같은 가시 창(35)을 통해 작업자가 파우더 응착 현상을 확인한 다음에는 진공 라인(30)을 클리닝함으로써 반응 가스들이 보다 원활히 배출시킬 수 있다. 또한 파우더 응착 현상에 의해 공정 챔버(10) 내부가 오염되는 것을 사전에 방지할 수 있다. After the operator confirms the powder adhesion phenomenon through the visible window 35, the reaction gases may be more smoothly discharged by cleaning the vacuum line 30. In addition, it is possible to prevent the contamination of the inside of the process chamber 10 by the powder adhesion phenomenon in advance.

그리고 진공 라인(30)의 외부에는 진공 라인(30)을 감싸도록 히팅 재킷(40)이 설치된다. 히팅 재킷(40)은 공정 챔버(10)에서 진공 라인(30)으로 반응 가스들이 진공 라인(3)을 통해 배출될 때 온도차에 의해 파우더가 발생하여 응착되는 현상을 감소시킬 수 있다. The heating jacket 40 is installed outside the vacuum line 30 to surround the vacuum line 30. The heating jacket 40 may reduce a phenomenon in which powder is generated and adhered due to a temperature difference when the reaction gases are discharged through the vacuum line 3 from the process chamber 10 to the vacuum line 30.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention belongs may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상기한 바와 같이 본 발명의 반도체 소자 제조용 장비에 따르면 진공 라인을 해체하지 않고 진공 라인 내에 발생한 파우더 응착 현상을 가시 창을 통해 확인할 수 있다. As described above, according to the apparatus for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the powder adhesion phenomenon occurring in the vacuum line can be confirmed through the visible window without disassembling the vacuum line.

따라서, 진공 라인을 해체함에 따라 반도체 소자 제조 공정 시간이 낭비되는 것을 감소시킬 수 있다. 그리고 진공 라인 해체시 파티클이 유발되어 반도체 소자 제조용 장비가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비정기적인 사전 예방 정비(PM; Preventive Maintenance)를 방지할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce waste of semiconductor device manufacturing process time by dismantling the vacuum line. Particles may be generated when the vacuum line is dismantled to prevent contamination of the semiconductor device manufacturing equipment. In addition, it is possible to prevent occasional preventive maintenance (PM).

Claims (5)

반도체 소자 제조 공정이 수행되는 공정 챔버;A process chamber in which a semiconductor device manufacturing process is performed; 상기 공정 챔버 내부를 진공 상태로 형성하며, 상기 공정 챔버 내부의 반응 가스를 강제 배출시키는 진공 펌프; 및A vacuum pump which forms the inside of the process chamber in a vacuum state and forcibly discharges the reaction gas inside the process chamber; And 상기 공정 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하며 내부를 확인할 수 있는 가시 창이 형성된 진공 라인을 포함하는 반도체 소자 제조용 장비. Equipment for manufacturing a semiconductor device comprising a vacuum line is connected to the process chamber and the vacuum pump and a visible window formed therein can be seen. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가시 창은 상기 진공 라인에서 굴곡이 형성된 일 부분에 형성되는 반도체 소자 제조용 장비. The visible window is a device for manufacturing a semiconductor device is formed in a portion of the bent in the vacuum line. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 가시창은 상기 진공 라인에서 상기 굴곡의 최저점에 형성되는 반도체 소자 제조용 장비.And the visible window is formed at the lowest point of the bend in the vacuum line. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 가시 창은 투명 재질로 이루어진 반도체 소자 제조용 장비.The visible window is a device for manufacturing a semiconductor device made of a transparent material. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 진공 라인을 감싸는 히팅 재킷을 더 포함하는 반도체 소자 제조용 장비. Equipment for manufacturing a semiconductor device further comprises a heating jacket surrounding the vacuum line.
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