KR20060114990A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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KR20060114990A
KR20060114990A KR1020050037243A KR20050037243A KR20060114990A KR 20060114990 A KR20060114990 A KR 20060114990A KR 1020050037243 A KR1020050037243 A KR 1020050037243A KR 20050037243 A KR20050037243 A KR 20050037243A KR 20060114990 A KR20060114990 A KR 20060114990A
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Abstract

반도체 제조설비를 제공한다. 제공된 반도체 제조설비는 공정이 진행되며 일면이 개구된 반응튜브와, 반응튜브의 외측에 구비되어 반응튜브를 가열하는 히터와, 반응튜브의 개구된 면에 결합되는 중공의 플랜지와, 반응튜브와 플랜지의 사이에 개재되어 반응튜브 내 가스 누출을 방지하는 실링부재와, 반응튜브의 내부로 이송되며 적어도 하나이상의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트와, 반응튜브 내에서 공정이 진행되도록 플랜지를 밀폐시키는 캡 베이스와, 히터에 의해 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 플랜지 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급유닛 및, 냉각수 온도의 이상으로 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 냉각수의 온도를 감지하는 실링부재 버닝방지유닛을 포함한다. 따라서, 제공된 반도체 제조설비를 이용하면, 냉각수의 온도 이상을 정확하게 감지할 수 있기 때문에 오링과 같은 실링부재가 열로 인하여 버닝되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 반도체 제조설비의 제어관계를 도시한 블럭도이다.
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 설비에 관한 것으로, 특히, 오링(O-ring) 등의 밀폐부재가 고온의 열로 인하여 눌어붙거나 타는 것{이하, '버닝(Burning)'이라 함}을 미연에 방지하는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조는 매우 정밀한 공정조건에서 이루어지므로, 공정이 직접 진행되는 챔버(Chamber)나 튜브(Tube) 등의 내부는 이러한 공정조건에 적합하도록 변경 및 유지되어야 한다.
예를 들면, 확산공정을 수행하는 반도체 제조설비의 경우에는 돔 형상의 반응튜브 내부에서 확산공정이 진행되어지기 때문에 이러한 반응튜브 내부가 확산에 적합한 조건 즉, 적정 온도와 적정 압력 등으로 변경 및 유지되어야 한다.
따라서, 종래 반도체 제조설비의 반응튜브 외부에는 튜브 내부의 온도를 가열하기 위한 히터(Heater)가 마련되어 있고, 반응튜브의 하부 일측에는 튜브 내부 를 진공 등의 적정 압력으로 유지하기 위한 펌프(Pump)가 마련되어 있으며, 반응튜브의 하단에는 튜브 내부의 실링(Sealing)을 돕기 위한 오링 등의 실링부재가 개재되어 있다. 이에 따라, 종래 반도체 제조설비의 반응튜브 내부는 확산에 적합한 적정 공정 조건으로 유지되어지는 것이다.
그러나, 종래 반도체 제조설비의 경우 오링 등의 실링부재가 히터의 인접한 위치에 마련되어 있기 때문에 히터가 장시간 발열될 경우에는 이 히터로부터 전달되는 고온의 열로 인하여 오링이 버닝되는 문제가 발생된다.
따라서, 종래에는 이와 같은 문제를 미연에 방지하기 위하여 반응튜브의 하단에 결합되는 플랜지의 내부와 외부에 냉각수 유동경로와 냉각수 공급유닛 및 유량계 등을 설치한 다음, 저온의 냉각수를 계속 공급 및 순환시킴으로써 이와 같은 오링의 버닝 문제를 해결하고 있다.
하지만, 종래의 경우에는 이와 같은 오링의 버닝문제를 단순히 냉각수의 공급 및 순환을 확인할 수 있는 유량계만으로 체크(Check)하고 있기 때문에 냉각수 공급유닛 등의 에러(Error)로 인하여 저온의 냉각수가 아닌 고온의 냉각수가 공급될 경우 등에는 이를 전혀 감지할 수 없는 문제가 발생된다. 따라서, 오링이 설치된 부분의 온도는 이러한 냉각 불량으로 인하여 급격히 상승되어지고, 이는 곧 오링의 버닝문제를 다시 초래하게 된다.
또한, 종래의 경우에는 냉각수의 공급 및 순환을 유량계만으로 체크하고 있기 때문에 장시간 공정을 진행할 경우 등에는 유량계가 공급 및 순환되는 냉각수에 의해 오염되어 육안으로는 이 냉각수의 공급 및 순환의 확인이 불가능한 문제가 발 생된다. 따라서, 냉각수 공급유닛의 에러 등으로 냉각수가 공급되지 않을 경우에도 작업자는 이와 같은 냉각수 공급 에러를 확인하기 어려우며, 이는 곧 냉각수 온도의 가열로 이어져 종국에는 오링의 버닝문제를 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오링과 같은 실링부재가 열로 인하여 버닝되는 것을 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 냉각수의 온도를 감지할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 냉각수의 온도 이상시 알람을 발생시킬 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조설비는 공정이 진행되며 일면이 개구된 반응튜브와, 반응튜브의 외측에 구비되어 반응튜브를 가열하는 히터와, 반응튜브의 개구된 면에 결합되며 반응튜브의 내부로 가스를 공급하는 가스공급부와 반응튜브의 내부 가스를 외부로 배기하는 가스배기부를 구비한 중공의 플랜지(Flange)와, 반응튜브와 플랜지의 사이에 개재되어 반응튜브 내 가스 누출을 방지하는 실링부재와, 반응튜브의 내부로 이송되며 적어도 하나이상의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트(Wafer boat)와, 반응튜브 내에서 공정이 진행되도록 플랜지를 밀폐시키는 캡 베이스(Cap base)와, 히터에 의해 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 플랜지 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급유닛 및, 냉각수 온도의 이상으로 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 냉각수의 온도를 감지하는 실링부재 버닝방지유닛을 포함한다.
여기서, 상기 냉각수 공급유닛은 냉각수가 유통되도록 플랜지의 내부에 마련된 냉각수 유동경로와, 냉각수 유동경로 내부로 냉각수가 공급되도록 냉각수 유동경로와 연결된 냉각수 유입관과, 냉각수 유동경로 내부에서 냉각수가 배출되도록 냉각수 유동경로와 연결된 냉각수 배출관과, 냉각수 유입관으로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인이 연결되도록 냉각수 유입관 끝단에 결합된 제1퀵 커넥터(Quick connector)와, 냉각수 배출관으로부터 냉각수를 배출받는 냉각수 배출라인이 연결되도록 냉각수 배출관 끝단에 결합된 제2 퀵 커넥터를 포함한다.
이때, 상기 실링부재 버닝방지유닛은 냉각수의 온도를 감지하도록 냉각수 유입관과, 냉각수 배출관과, 제1퀵 커넥터와, 제2 퀵 커넥터 중 어느 한 곳 또는 다수의 곳에 연결될 수 있다.
바람직하게, 상기 실링부재 버닝방지유닛은 제1퀵 커넥터와 제2 퀵 커넥터에 각각 연결될 수 있다.
한편, 상기 실링부재 버닝방지유닛은 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부와, 온도감지부에 연결되어 온도감지부에 감지된 온도를 외부로 디스플레이(Display)하는 디스플레이부 및, 온도감지부에 연결되며 온도감지부에 의해 감지된 온도에 따라 알람을 발생시키는 알람발생부를 포함한다.
여기서, 상기 온도감지부는 퀵 커넥터들에 연결되어 냉각수의 온도를 감지하 는 써모 커플을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 반도체 제조설비의 제어관계를 도시한 블럭도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예인 반도체 제조설비(100)는 공정이 진행되는 반응튜브(110)와, 반응튜브(110)를 가열하는 히터(180)와, 반응튜브(110)의 하부에 결합되는 플랜지(140)와, 반응튜브(110)와 플랜지(140)의 사이에 개재되는 실링부재(125)와, 반응튜브(110)의 내부로 이송되며 적어도 하나이상의 웨이퍼(90)가 적재되는 웨이퍼 보트(150)와, 플랜지(140)를 밀폐시키는 캡 베이스(160)와, 플랜지(140)의 내부로 냉각수를 공급하여 히터(180)에 의해 실링부재(125)가 버닝되는 것을 방지하는 냉각수 공급유닛과, 냉각수의 온도를 감지하여 냉각수 온도의 이상으로 실링부재(125)가 버닝되는 것을 방지하는 실링부재 버닝방지유닛(170) 및, 반도체 제조설비(100)를 전반적으로 제어하는 제어부(200)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 반응튜브(110)는 그 하부와 상부가 개구된 중공 의 내측튜브(130)와, 내측튜브(130)의 외부에 배치되며 내측튜브(130)의 상부와 측면들을 밀폐하는 돔(Dome) 형상의 외측튜브(120)로 구성된다. 따라서, 확산과 같은 공정은 내측튜브(130)의 내부에서 진행된다.
히터(180)는 반응튜브(110)의 내부가 공정진행에 적합한 적정 고온으로 변경 및 유지되도록 외측튜브(120)를 가열하는 역할을 하며, 외측튜브(120)의 외부에 설치된다.
플랜지(140)는 반응튜브(110)의 개구된 면 곧, 반응튜브(110)의 하부에 결합되며, 반응튜브(110) 중 내측튜브(130)의 내부로 가스를 공급하는 가스공급부(148)와 내측튜브(130)의 내부 가스를 외부로 배기하는 가스배기부(149)를 구비하고, 중공으로 형성된다. 따라서, 공정을 진행하기 위하여 필요한 공정가스는 이와 같은 가스공급부(148)를 통하여 반응튜브(110)의 내부로 공급된 다음 이와 같은 가스배기부(149)를 통하여 외부로 배기된다.
실링부재(125)는 반응튜브(110)와 플랜지(140)의 사이에 개재되어 반응튜브(110) 내 가스 누출을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 실링부재(125)는 반응튜브(110) 내 가스 누출을 방지할 수 있는 부재이면, 다양한 형태가 모두 가능하다. 예를 들면, 실링부재(125)는 오링(O-ring)일 수 있다.
웨이퍼 보트(150)는 공정이 진행될 웨이퍼(90)가 적어도 하나이상 적재되는 부분으로, 승강장치(190) 등에 의해서 반응튜브(110)의 내부에 선택적으로 이송된다. 따라서, 웨이퍼 보트(150)에 적재된 웨이퍼(90) 상에는 반응튜브(110) 내부의 적정 공정조건으로 인하여 소정 반응이 발생되어지게 된다.
캡 베이스(190)는 중공의 플랜지(140) 하부에 결합되어 반응튜브(110) 내에서 소정 공정이 진행되도록 플랜지(140)를 밀폐시키는 역할을 한다. 따라서, 캡 베이스(160)는 플랜지(140)의 하부에 결합되어 플랜지(140)의 하부를 선택적으로 밀폐시킬 수 있는 평판타입으로 형성될 수 있다. 그리고, 캡 베이스(160)의 상면에는 오링과 같은 별도의 실링부재(165)가 더 구비될 수 있다. 이에, 플랜지(140)는 이 실링부재(165)로 인하여 보다 확실한 밀폐를 이룰 수 있는 것이다. 한편, 전술한 웨이퍼 보트(150)는 이와 같은 캡 베이스(160)의 상부에 배치될 수 있다. 따라서,승강장치(190)는 이와 같은 플랜지(140)를 밀폐시키기 위하여 캡 베이스(160)를 그 상측으로 이송시킴으로써, 웨이퍼 보트(150)를 반응튜브(110)의 내부로 이송하게 되는 것이다.
냉각수 공급유닛은 냉각수가 유통되도록 플랜지(140)의 내부에 마련된 냉각수 유동경로(143)와, 냉각수 유동경로(143)의 내부로 냉각수가 공급되도록 냉각수 유동경로(143)와 연결된 냉각수 유입관(141)과, 냉각수 유동경로(143)의 내부에서 냉각수가 배출되도록 냉각수 유동경로(143)와 연결된 냉각수 배출관(144)과, 냉각수 유입관(141)으로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인(146)이 연결되도록 냉각수 유입관(141) 끝단에 결합된 제1퀵 커넥터(142)와, 냉각수 배출관(144)으로부터 냉각수를 배출받는 냉각수 배출라인(147)이 연결되도록 냉각수 배출관(144) 끝단에 결합된 제2퀵 커넥터(145)를 포함한다. 따라서, 냉각수 공급라인(146)으로 공급된 냉각수는 냉각수 유입관(141)을 통해 플랜지(140) 내부의 냉각수 유동경로(143)로 유입된 다음 이 냉각수 유동경로(143)와 연결된 냉각수 배출관(144)을 통해 외부로 배출된다. 이에, 플랜지(140)와 반응튜브(110)의 사이에 개재되는 오링과 같은 실링부재(125) 및 그 주변부는 이와 같이 공급되는 냉각수에 의해 지속적으로 냉각되므로 실링부재(125)가 히터(180)에 의해 버닝되는 것은 미연에 방지된다.
한편, 실링부재 버닝방지유닛(170)은 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부와, 온도감지부에 연결되어 온도감지부에 감지된 온도를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부 및, 온도감지부에 연결되며 온도감지부에 의해 감지된 온도에 따라 선택적으로 알람을 발생시키는 알람발생부를 포함하며, 상술한 냉각수 유입관(141)과, 냉각수 배출관(144)과, 제1퀵 커넥터(142)와, 제2 퀵 커넥터(145) 중 어느 한 곳 또는 다수의 곳에 연결된다.
바람직하게, 실링부재 버닝방지유닛(170)은 냉각수 유동경로(143)의 내부로 유입되는 냉각수의 온도와 냉각수 유동경로(143)의 내부에서 배출되는 냉각수의 온도를 각각 감지하도록 제1퀵 커넥터(142)와 제2 퀵 커넥터(145)에 각각 연결될 수 있다.
따라서, 온도감지부도 제1퀵 커넥터(142)에 연결되어 냉각수 유동경로(143)로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 제1온도감지부(174)와, 제2퀵 커넥터(145)에 연결되어 냉각수 유동경로(143)의 내부에서 배출되는 냉각수의 온도를 감지하는 제2온도감지부(171)로 구성될 수 있고, 디스플레이부는 제1온도감지부(174)에 연결되는 제1디스플레이부(175)와 제2온도감지부(171)에 연결되는 제2디스플레이부(172)로 구성될 수 있으며, 알람발생부는 제1온도감지부(174)에 연결되는 제1알람발생부(176)와 제2온도감지부(171)에 연결되는 제2알람발생부(173)로 구성될 수 있 다. 이에 따라, 냉각수 유동경로(143)의 내부로 유입되는 냉각수의 온도와 냉각수 유동경로(143)의 내부에서 배출되는 냉각수의 온도는 모두 정확하게 감지되어지는 것이다.
여기서, 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부는 여러가지 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 온도감지부는 퀵 커넥터들(142,145)에 각각 결합되어 냉각수의 온도를 감지할 수 있는 써모 커플을 포함하여 구성될 수 있다. 이에, 제어부(200)는 이와 같은 써모 커플이 감지한 온도값에 따라 제1알람발생부(176)와 제2알람발생부(173)를 선택적으로 구동하게 되는 것이다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비(100)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도시되지 않은 웨이퍼 이송로봇에 의해 웨이퍼(90)가 로딩되어 웨이퍼 보트(150)에 다수의 웨이퍼(90)가 적재되면, 제어부(200)는 승강장치(190)를 구동하여 웨이퍼 보트(150)와 웨이퍼 보트(150)의 하부에 구비된 캡 베이스(160)를 반응튜브(110) 측으로 상승시키게 된다.
이후, 캡 베이스(160)가 상승되어 플랜지(140)를 밀폐시키게 되면, 제어부(200)는 히터(180)를 구동하여 반응튜브(110)의 내부온도를 가열함과 아울러 가스배기부(149)를 이용하여 반응튜브(110) 내부를 소정 진공상태로 유지하게 된다. 그리고, 반응튜브(110)의 내부가 소정 진공상태로 유지되면, 제어부(200)는 가스공급부(148)를 이용하여 반응튜브(110) 내부로 소정 공정가스를 공급하게 된다. 이에, 웨이퍼 보트(150)에 적재된 웨이퍼(90) 상에는 확산과 같은 소정 공정이 진행되어 지는 것이다.
한편, 제어부(200)는 이와 같은 히터(180)의 구동과 동시에 냉각수 공급유닛과 실링부재 버닝방지유닛(170)을 구동하게 된다. 따라서, 플랜지(140)의 내부에는 소정 냉각수가 공급되어지고, 그 공급되어지는 냉각수의 온도는 실링부재 버닝방지유닛(170)의 디스플레이부를 통해 외부로 디스플레이된다. 이에, 유저는 이와 같은 디스플레이부를 통해 냉각수의 현재 상태를 인지할 수 있는 것이다. 그러나, 이상과 같은 냉각수 공급유닛의 에러 등으로 냉각수가 공급되지 않거나 순환되지 않을 경우, 플랜지(140) 내부의 냉각수 온도는 히터(180)의 영향에 의해 점차 올라가게 된다. 따라서, 실링부재 버닝방지유닛(170)의 온도감지부는 이를 감지하여 제어부(200)로 전송하게 되고, 제어부(200)는 이와 같이 상승되는 냉각수의 온도를 판단하여 만일 상승된 냉각수의 온도가 일정값에 도달할 경우, 알람발생부를 구동하여 알람을 울리게 된다. 이에 유저는 이와 같은 알람의 울림으로 인하여 냉각수의 이상 상태를 인지하고, 실링부재(125)의 버닝을 방지하게 되는 것이다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명 반도체 제조설비에는 냉각수의 온도를 감지함과 아울러 냉각수의 온도 이상시 알람을 발생시켜주는 실링부재 버닝방지유닛이 구비 되기 때문에 본 발명 반도체 제조설비를 이용하면, 오링과 같은 실링부재가 열로 인하여 버닝되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 공정이 진행되며, 일면이 개구된 반응튜브;
    상기 반응튜브의 외측에 구비되어 상기 반응튜브를 가열하는 히터;
    상기 반응튜브의 개구된 면에 결합되며, 상기 반응튜브의 내부로 가스를 공급하는 가스공급부와 상기 반응튜브의 내부 가스를 외부로 배기하는 가스배기부를 구비한 중공의 플랜지;
    상기 반응튜브와 상기 플랜지의 사이에 개재되어 상기 반응튜브 내 가스 누출을 방지하는 실링부재;
    상기 반응튜브의 내부로 이송되며, 적어도 하나이상의 웨이퍼가 적재되는 웨이퍼 보트;
    상기 반응튜브 내에서 공정이 진행되도록 상기 플랜지를 밀폐시키는 캡 베이스;
    상기 히터에 의해 상기 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 상기 플랜지 내부로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급유닛; 및,
    상기 냉각수 온도의 이상으로 상기 실링부재가 버닝되는 것을 방지하도록 상기 냉각수의 온도를 감지하는 실링부재 버닝방지유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수 공급유닛은 상기 냉각수가 유통되도록 상기 플랜지의 내부에 마련된 냉각수 유동경로와, 상기 냉각수 유동경로 내부로 냉각수가 공급되도록 상기 냉각수 유동경로와 연결된 냉각수 유입관과, 상기 냉각수 유동경로 내부에서 냉각수가 배출되도록 상기 냉각수 유동경로와 연결된 냉각수 배출관과, 상기 냉각수 유입관으로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인이 연결되도록 상기 냉각수 유입관 끝단에 결합된 제1퀵 커넥터와, 상기 냉각수 배출관으로부터 냉각수를 배출받는 냉각수 배출라인이 연결되도록 상기 냉각수 배출관 끝단에 결합된 제2 퀵 커넥터를 포함하며,
    상기 실링부재 버닝방지유닛은 상기 냉각수의 온도를 감지하도록 상기 냉각수 유입관과, 상기 냉각수 배출관과, 상기 제1퀵 커넥터와, 상기 제2 퀵 커넥터 중 어느 한 곳 또는 다수의 곳에 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실링부재 버닝방지유닛은 상기 제1퀵 커넥터와 상기 제2 퀵 커넥터에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실링부재 버닝방지유닛은 상기 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부와, 상기 온도감지부에 연결되어 상기 온도감지부에 감지된 온도를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부 및, 상기 온도감지부에 연결되며 상기 온도감지부에 의해 감지된 온도에 따라 알람을 발생시키는 알람발생부를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 온도감지부는 상기 퀵 커넥터들에 연결되어 상기 냉각수의 온도를 감지하는 써모 커플을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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CN116613090A (zh) * 2023-05-18 2023-08-18 上海稷以科技有限公司 温度控制系统及调节方法

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