KR20060107597A

KR20060107597A - O-ring for preventing vacuum leakage in semiconductor equipment

Info

Publication number: KR20060107597A
Application number: KR1020050029766A
Authority: KR
Inventors: 곽세근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-16

Abstract

The present invention relates to an O-ring for preventing vacuum leakage of semiconductor equipment interposed as a sealing member therebetween in order to maintain an airtight state between objects, wherein the upper and lower ends of the O-ring are formed in a flat surface to widen the contact area with each object. By doing so, even if the adhesion pressure between the respective objects is weakened, it is possible to maintain a more tightly sealed state, thereby achieving a smooth semiconductor process.

Semiconductor, Diffusion Equipment, Sealing Elements, O-Rings, Planes, Cross Sections

Description

O-RING FOR PREVENTING VACUUM LEAKAGE IN SEMICONDUCTOR EQUIPMENT}

도 1은 종래 기술에 따른 종래 기술에 따른 확산로의 구성을 도시한 도면;1 is a view showing the configuration of a diffusion path according to the prior art according to the prior art;

도 2는 도 1의 A부분을 도시한 요부 단면도;FIG. 2 is a sectional view showing the main parts of the portion A of FIG. 1; FIG.

도 3은 본 발명에 따른 오링(o-ring)이 적용된 도 1의 A의 요부 단면도; 및3 is a cross-sectional view of the main portion of A of FIG. 1 to which an o-ring according to the present invention is applied; And

도 4는 본 발명에 따른 오링의 사시도.4 is a perspective view of an o-ring in accordance with the present invention.

본 발명은 반도체 제조 설비등에 사용되는 진공 누설 방지 수단에 관한 것으로서, 대상물간의 접촉면을 확대시킴으로써 진공 누설의 가능성을 최소화하여 효과적인 반도체 공정을 도모할 수 있도록 구성되는 반도체 설비의 진공 누설 방지용 오링에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum leakage preventing means used in semiconductor manufacturing equipment, and the like, and to an O-ring for preventing vacuum leakage of semiconductor equipment, which is configured to minimize the possibility of vacuum leakage by enlarging the contact surface between objects. .

일반적으로, 반도체 공정 중 대부분은 소정의 공정 챔버내에서 고청정의 환경을 기본으로 공정이 수행되어지며, 대부분 원활한 공정을 도모하기 위하여 공정 가스 또는 분위기 가스를 도입하고 있는 바, 이러한 공정 가스 또는 분위기 가스가 외부로 유출되거나 외부의 이물질이 내부로 유입되는 현상을 방지하기 위하여 챔버의 구성 대사물간에 소정의 씰링 부재(sealing member)를 개재시켜 조립하게 된다. 이러한 씰링 부재의 일환으로 러버 또는 실리콘 재질의 오링(o-ring), 테프론 가이드등을 사용하고 있는 추세이다. 비록 하기에 확산 설비에 대하여 설명하고 있으나, 오링이 적용되며, 내부 또는 외부의 가스가 외부 또는 내부로 유출 및 유입되는 것을 방지하기 위한 오링이 적용되는 다양한 반도체 설비에 적용될 수 있을 것이다.In general, most of the semiconductor processes are performed based on a high clean environment in a predetermined process chamber, and most of the semiconductor processes introduce a process gas or an atmosphere gas to facilitate a smooth process. In order to prevent the gas from flowing out to the outside or foreign matter from flowing into the inside, a predetermined sealing member is assembled between the constituent metabolites of the chamber. As part of such a sealing member, an o-ring made of rubber or silicon, a teflon guide, and the like are used. Although described below for the diffusion equipment, the O-ring is applied, it may be applied to a variety of semiconductor equipment to which the O-ring is applied to prevent the outflow or inflow of the gas inside or outside.

한편, 반도체 제조 공정중에서 웨이퍼상에 산화막을 성장시키거나, 전기적인 특성을 갖게 하기 위하여 붕소나 인 등의 불순물을 활성화 및 안정화시키기 위한 어닐링 처리등을 하는 공정을 확산 공정(diffusion process)이라 한다. 근래들어, 다수매의 웨이퍼를 보우트내에 종방향으로 적재시키고 공정을 수행하는 종형 저압화학기상증착설비(LPCVD; Low Pressure Chemical Vapour Deposition Equipment)가 주로 사용되고 있는 실정이다.On the other hand, a process of performing an annealing treatment for activating and stabilizing impurities such as boron and phosphorus in order to grow an oxide film on a wafer or to have electrical characteristics in a semiconductor manufacturing process is called a diffusion process. In recent years, vertical low pressure chemical vapor deposition equipment (LPCVD), in which a plurality of wafers are longitudinally loaded in a boat and performing a process, is mainly used.

상기 확산 공정을 수행하는 반도체 설비로는 다수매의 웨이퍼가 적재된 보우트를 수납시켜 공정을 수행하는 고온의 확산로와, 상기 확산로내의 고청정 진공 환경을 제공하기 위한 진공 펌프를 포함하는 진공 펌핑 시스템을 포함한다. 또한, 상기 웨이퍼를 웨이퍼 카세트에서 로드락 챔버 또는 보우트내로 탑재시키는 로봇 암을 구비할 수 있을 것이며, 로드락 챔버내의 웨이퍼를 확산로내로 로딩 및 언로딩 시키는 엘리베이터 장치가 보조장치로 사용될 수 있을 것이다.The semiconductor equipment for performing the diffusion process includes a vacuum pumping apparatus including a high temperature diffusion furnace for accommodating a plurality of wafer-loaded boats and a vacuum pump for providing a high clean vacuum environment in the diffusion furnace. It includes a system. It may also be provided with a robotic arm that mounts the wafer from the wafer cassette into the loadlock chamber or boat, and an elevator apparatus for loading and unloading the wafer in the loadlock chamber into the diffusion furnace may be used as an auxiliary device.

상술한 장치중 확산로의 하부에 설치되는 소정의 중공형 플랜지는 소정의 진공 포트를 구비하고 있으며, 상기 진공 포트에는 진공 펌프와 연결되는 진공 라인이 설치될 수 있다. 상기 플랜지는 확산로 내부를 밀폐시키는 외부 튜브와 긴밀히 결합되어야 하는데, 따라서, 상기 플랜지와 외부 튜브간에는 소정의 테프론 가이드와 오링등의 씰링 부재(sealing members)가 개재된 후 결합된다.Among the above-described devices, a predetermined hollow flange installed below the diffusion path has a predetermined vacuum port, and the vacuum port may be provided with a vacuum line connected to a vacuum pump. The flange must be tightly coupled with an outer tube that seals the interior of the diffusion furnace, so that a sealing member such as a Teflon guide and an O-ring is interposed between the flange and the outer tube.

도 1은 종래 기술에 따른 종래 기술에 따른 확산로의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A부분을 도시한 요부 단면도이다.1 is a view showing the configuration of a diffusion path according to the prior art according to the prior art, Figure 2 is a cross-sectional view of the main portion showing part A of FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 종형 확산로(10)는 다수매의 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(12)가 설치되는 상부가 개방된 내부 튜브(13)와, 상기 내부 튜브(13)를 감싸면서 밀폐 공간을 형성시키는 외부 튜브(14)를 포함한다. 상기 외부 튜브(14)의 외부에는 소정의 가열 수단(15)이 설치되어 소정의 공정 온도(약 750℃)까지 확산로를 가열하게 된다.As shown in FIG. 1, the conventional vertical diffusion path 10 includes an inner tube 13 having an upper opening on which a boat 12 loaded with a plurality of wafers 11 is installed, and the inner tube 13. ) And an outer tube (14) forming a closed space. A predetermined heating means 15 is installed outside the outer tube 14 to heat the diffusion furnace to a predetermined process temperature (about 750 ° C.).

그후 상기 확산로(10)의 하부에는 진공 포트(22)를 구비한 중공형 플랜지(20)가 설치된다. 상기 플랜지(20)의 일측에 설치되는 진공 포트(22)는 미도시된 진공 라인과 긴밀히 연결되어 진공 펌프에 의해 확산로 내부를 공정 환경인 진공 상태로 유지시켜 줄 수 있을 것이다.Thereafter, a hollow flange 20 having a vacuum port 22 is installed below the diffusion path 10. The vacuum port 22 installed at one side of the flange 20 may be closely connected with a vacuum line (not shown) to maintain the inside of the diffusion path in a vacuum state as a process environment by a vacuum pump.

한편, 상기 플랜지(20)의 상부 플랜지부(23)와 상기 외부 튜브(14)의 하단부는 확산로 내부의 진공 상태를 유지하기 위하여 긴밀히 결합되어야 하는데, 이러한 구성을 도 2에 도시하고 있다. 상기 플랜지(20)의 상부 플랜지부(23)와 외부 튜브(14)를 결합하기 위한 환형의 링 부재(50)가 상기 상부 플랜지부(23)에 볼트(60)와 같은 체결 수단으로 고정된다. 이때, 상기 외부 튜브(14)와 상부 플랜지부(23) 사이에는 오링(O-ring)(52)과 테프론 링(51) 및 테프론 가이드(53)가 씰링 부재로써 개재될 수 있다.On the other hand, the upper flange portion 23 of the flange 20 and the lower end of the outer tube 14 should be closely coupled to maintain the vacuum state inside the diffusion path, this configuration is shown in FIG. An annular ring member 50 for joining the upper flange portion 23 and the outer tube 14 of the flange 20 is fixed to the upper flange portion 23 with fastening means such as bolts 60. At this time, an O-ring 52, a Teflon ring 51, and a Teflon guide 53 may be interposed between the outer tube 14 and the upper flange portion 23 as a sealing member.

그러나 상술한 바와 같이 확산로의 기밀을 유지하기 위하여 사용되는 오링은 원형으로 형성되기 때문에 외부 튜브와 상부 플랜지부의 접촉면이 상당히 좁으며 이로 인하여 상부 플랜지부의 누르는 힘이 약하게 되면 상기 접촉면이 더욱 좁아져 이 사이로 공정 가스가 누설되거나 기밀 상태가 깨져 내부의 진공 상태에 문제점이 발생하게 되어 결과적으로 공정 불량등을 야기시키게 되었다.However, as described above, since the O-ring used to maintain the airtightness of the diffusion path is formed in a circular shape, the contact surface of the outer tube and the upper flange portion is considerably narrower, so that the contact surface becomes narrower when the pressing force of the upper flange portion is weak. As a result, the process gas leaks or the airtight state is broken between them, causing problems in the vacuum state inside, resulting in process failure.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 진공 누설을 미연에 방지하여 공정 중 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성되는 반도체 설비의 진공 누설 방지용 오링을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an O-ring for preventing vacuum leakage of a semiconductor device configured to prevent an accident that may occur in the process by preventing the vacuum leakage in advance. .

본 발명의 다른 목적은 대상물간의 접촉면을 최대한 확장시켜 상부 대상물의 누르는 힘이 약해지더라도 항상 원활한 기밀 상태를 유지할 수 있도록 구성되는 반도체 설비의 진공 누설 방지용 오링을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an o-ring for preventing vacuum leakage of a semiconductor device, which is configured to maintain a smooth airtight state even when the pressing force of the upper object is weakened by expanding the contact surface between the objects as much as possible.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 대상물간의 기밀 상태를 유지하기 위하여 그 사이에 씰링 부재로써 개재되는 반도체 설 비의 진공 누설 방지용 오링에 있어서, 상기 오링의 상, 하단부는 각 대상물과의 접촉 면적을 넓히기 위하여 평평한 면으로 형성시킴을 특징으로 한다.The present invention has been made to solve the above object, the present invention is to provide a vacuum leakage preventing O-ring of the semiconductor device interposed as a sealing member therebetween in order to maintain the airtight state between the object, the upper and lower portions of the O-ring It is characterized by forming a flat surface to widen the contact area with each object.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the case where it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명하기에 앞서, 비록 하기에 확산 설비에 대하여 설명하고 있으나, 오링이 적용되며, 내부 또는 외부의 가스가 외부 또는 내부로 유출 및 유입되는 것을 방지하여 기밀 또는 진공을 유지하기 위한 오링(o-ring)이 적용되는 다양한 반도체 설비에 적용될 수 있을 것이다.In addition, prior to describing the present invention, although described below with respect to the diffusion equipment, the O-ring is applied, to maintain the airtight or vacuum by preventing the internal or external gas from flowing into and out of the interior or exterior It may be applied to various semiconductor equipments to which an o-ring is applied.

도 3은 본 발명에 따른 오링(o-ring)이 적용된 도 1의 A의 요부 단면도로써, 다수매의 웨이퍼(11)가 적재된 보우트(12)가 확산로(10) 중앙에 설치된다. 상기 보우트(12)는 소정의 엘리베이터 장치(32)에 의해 상하 승강이 가능하도록 소정의 구동 샤프트(31)에 의해 지지 받는다. 그후, 상기 보우트(12)를 감싸도록 상부가 개방된 석영 재질의 내부 튜브(13)가 설치된다. 상기 내부 튜브(13)의 외부에는 상기 내부 튜브(13)를 감싸면서 밀폐 공간이 형성되도록 석영 재질의 외부 튜브(14)가 설치된다. 상기 외부 튜브(14)의 외측으로는 상기 확산로(10)의 내부를 일정 공정 온도(약 750℃)까지 가열하기 위한 가열 수단(15)이 설치된다. 상기 가열 수단(15)은 상기 외부 튜브(14)의 외주면을 감싸도록 설치되는 공지의 가열로일 수 있을 것이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the main portion A of FIG. 1 to which an o-ring according to the present invention is applied, and a boat 12 in which a plurality of wafers 11 are loaded is installed at the center of the diffusion path 10. The boat 12 is supported by a predetermined drive shaft 31 to be able to move up and down by a predetermined elevator device 32. Thereafter, an inner tube 13 of a quartz material having an open upper portion is formed to surround the boat 12. The outer tube 14 of quartz material is installed outside the inner tube 13 to form a sealed space while surrounding the inner tube 13. Outside the outer tube 14 is provided with a heating means 15 for heating the inside of the diffusion path 10 to a predetermined process temperature (about 750 ℃). The heating means 15 may be a known heating furnace installed to surround the outer circumferential surface of the outer tube 14.

그후 상기 확산로(10)의 하부에는 진공 포트(22)를 구비한 중공형 플랜지 (20)가 설치된다. 상기 플랜지(20)의 일측에 설치되는 진공 포트(22)는 미도시된 진공 라인과 긴밀히 연결되어 진공 펌프에 의해 확산로 내부를 공정 환경인 진공 상태로 유지시켜 줄 수 있을 것이다.Thereafter, a hollow flange 20 having a vacuum port 22 is installed below the diffusion path 10. The vacuum port 22 installed at one side of the flange 20 may be closely connected with a vacuum line (not shown) to maintain the inside of the diffusion path in a vacuum state as a process environment by a vacuum pump.

한편, 상기 플랜지(20)의 상부 플랜지부(23)와 상기 외부 튜브(14)의 하단부는 확산로 내부의 진공 상태를 유지하기 위하여 긴밀히 결합되어야 하는데, 이러한 구성을 도 2에 도시하고 있다. 상기 플랜지(20)의 상부 플랜지부(23)와 외부 튜브(14)를 결합하기 위한 환형의 링 부재(50)가 상기 상부 플랜지부(23)에 볼트(60)와 같은 체결 수단으로 고정된다. 이때, 상기 외부 튜브(14)와 상부 플랜지부(23) 사이에는 본 발명에 따른 오링(O-ring)(521)과 테프론 링(51) 및 테프론 가이드(53)가 씰링 부재로써 개재될 수 있다.On the other hand, the upper flange portion 23 of the flange 20 and the lower end of the outer tube 14 should be closely coupled to maintain the vacuum state inside the diffusion path, this configuration is shown in FIG. An annular ring member 50 for joining the upper flange portion 23 and the outer tube 14 of the flange 20 is fixed to the upper flange portion 23 with fastening means such as bolts 60. At this time, an O-ring 521, a teflon ring 51, and a teflon guide 53 according to the present invention may be interposed between the outer tube 14 and the upper flange portion 23 as a sealing member. .

상기 본 발명에 따른 오링(521)은 횡단면이 기존과 같이 원형으로 형성되지 않고 있다. 즉, 상부 플랜지부(23)와 외부 튜브(14)의 접촉면과 접하는 오링(521)의 상, 하단부(522)는 평평한 면으로 형성시킨다. 따라서, 상기 상부 플랜지부(23)와 외부 튜브(14)의 접촉면과 오링(521)은 기존보다 좀더 넓은 면접촉을 수행하게 되는데, 이러한 양상은 외부 튜브(14)와 플랜지부(23)간의 밀착 압력이 약화될 경우 기존의 오링보다 유리한 장점으로 도출된다. 즉, 좀더 많은 면접촉은 대상물간의 밀착 압력이 약화되더라고 기밀을 좀더 긴밀히 유지시키게 되는 것이다. 미도시되었으나, 상기 오링(521)의 횡단면 형상은 사각형, 사다리꼴, 원통형, 정사각형등으로 상, 하 단부가 평평한 면을 갖는 형상으로 형성될 것이다. 상기 평평한 면(522)을 원형의 단면을 갖는 오링보다 좀더 완만한 곡률을 갖는 약간 볼록한 면으 로 형성하는 것도 바람직할 것이다.O-ring 521 according to the present invention is not formed in a circular cross section as conventional. That is, the upper and lower portions 522 of the O-ring 521 contacting the contact surface of the upper flange portion 23 and the outer tube 14 are formed in a flat surface. Therefore, the contact surface of the upper flange portion 23 and the outer tube 14 and the O-ring 521 performs a wider surface contact than before, and this aspect is in close contact between the outer tube 14 and the flange portion 23. If the pressure is weakened, it can be advantageous than conventional O-rings. In other words, more surface contact keeps the air tighter even though the contact pressure between objects is weakened. Although not shown, the cross-sectional shape of the O-ring 521 may be formed in a shape having a flat surface at upper and lower ends, such as a rectangle, a trapezoid, a cylinder, a square, and the like. It would also be desirable to form the flat surface 522 as a slightly convex surface having a more gentle curvature than an O-ring having a circular cross section.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Apparently, there are many ways to modify these embodiments while remaining within the scope of the claims. In other words, there may be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

본 발명에 따른 진공 누설 방지용 오링은 외부 튜브와 플랜지부간의 접촉면을 좀더 확대시켜 밀폐시켜주기 때문에 각 대상물간의 밀착 압력이 약화되더라도 좀더 긴밀한 밀폐 상태를 유지시킬 수 있으며, 이로 인한 원활한 반도체 공정 수행을 도모할 수 있는 효과가 있다.The O-ring for preventing leakage of vacuum according to the present invention further expands and seals the contact surface between the outer tube and the flange, thereby maintaining a tighter sealing state even if the contact pressure between the objects is weakened, thereby facilitating smooth semiconductor process performance. It can work.

Claims

In the O-ring for preventing vacuum leakage of semiconductor equipment interposed as a sealing member therebetween in order to maintain the airtight state between the objects,

The upper and lower ends of the O-ring are formed in a flat surface in order to widen the contact area with each object, O-ring for preventing vacuum leakage of semiconductor equipment.

The method of claim 1,

Cross section of the O-ring is a square, rectangular, trapezoid, cylindrical oak ring for preventing leakage of semiconductor equipment, characterized in that any one.