KR20060121543A - Deposition apparatus of semiconductor device - Google Patents

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최웅선
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Abstract

A deposition apparatus of a semiconductor device is provided to prevent a wafer from being damaged due to a high temperature by controlling a temperature of a transfer room and prevent a film quality on a wafer from being changed. A transfer room(100) brings or takes a wafer from or to a chamber. A cooler(10) is installed at the transfer room, and cools inert gas supplied from the transfer room. The cooler includes a cooing portion, a valve, and a flow rate controller. The cooling portion is a radiator, which is composed of a pipe through a coolant being fluid flows. The cooling portion is connected to the valve and the flow rate controller. The flow rate controller includes flow meter and controls an open state of the valve to adjust a flow rate of coolant flowing through the cooling portion, thereby controlling cooling temperature of nitrogen gas. The flow rate controller opens the valve in response to an external signal and sends the coolant to the cooling portion.

Description

반도체 증착 장비{Deposition apparatus of semiconductor device} Deposition apparatus of semiconductor device

도 1은 본 발명에 따른 반도체 증착 장비를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a semiconductor deposition apparatus according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 반도체 증착 장비를 개략적으로 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor deposition apparatus according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 냉각장치를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.3 is a block diagram schematically showing a cooling apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명*Description of the main parts of the drawing

1: 반도체 증착 장비 100: 이송 룸1: semiconductor deposition equipment 100: transfer room

101: 웨이퍼 출입구 200: 챔버101: wafer entrance 200: chamber

10: 냉각장치 11: 냉각부10: Chiller 11: Cooling unit

12: 밸브 13: 유량흐름조절기12: valve 13: flow controller

20: 흡기덕트 30: 배기용 송풍기20: intake duct 30: exhaust fan

본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 이송 룸을 포함하는 반도체 증착 장비를 제공하는 것이다.The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly to providing a semiconductor deposition equipment including a transfer room.

반도체 소자나 집적회로의 제작에는 많은 종류의 박막(Thin film )이 증착된다. 이 박막을 증착하기 위한 대표적인 방법으로는 물리적으로 증착시키는 스퍼터링(Sputtering), SOG(Spin on Glass) 등과 화학적인 반응을 이용한 화학적 기상 증착 방법 (CVD: Chemical Vaper Deposition)이 있다. Many kinds of thin films are deposited in the fabrication of semiconductor devices or integrated circuits. Representative methods for depositing the thin film include sputtering, spin on glass (SOG), and the like, and chemical vapor deposition (CVD) using chemical reactions.

화학적 기상 증착 방법은 증착하고자 얇은 막을 구성하는 물질을 가스 형태로 분사하여 가스와 웨이퍼 표면이 반응하도록 함으로써 얇은 막을 증착시키는 방법이다. 화학적 기상 증착 방법의 이점은 고순도의 막 형성 가능하며, 다양한 물질을 이용하여 박막을 형성할 수 있다. 또한, 공정을 컨트롤하기 쉽고, 다수의 웨이퍼를 한꺼번에 처리하는 것이 가능하다. The chemical vapor deposition method is a method of depositing a thin film by injecting the material constituting the thin film to be deposited in the form of a gas to react the gas and the wafer surface. An advantage of the chemical vapor deposition method is that it is possible to form a high purity film and to form a thin film using various materials. In addition, it is easy to control the process and it is possible to process a large number of wafers at once.

화학적 기상 증착 방법은 공정이 대기압에서 이루어지는 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), 저압에서 이루어지는 LPCVD(Low pressure chemical vapor deposition), 반응가스 대신 플라즈마를 이용하는 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 등이 있다. Chemical vapor deposition methods include APCVD (Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition) at low pressure, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) at low pressure, and plasma enhanced CVD (PECVD) using plasma instead of reaction gas.

일반적으로 CVD 증착 장비는 박이 증착되는 챔버와 진공펌프, 증착에 이용되는 가스가 출입하는 배관, 이송수단에 의해 웨이퍼가 증착 장비 내/외부로 반입 또는 반출되는 이송부 등을 포함한다. In general, the CVD deposition apparatus includes a chamber in which foil is deposited, a vacuum pump, a pipe through which gas used for deposition enters, a transfer unit in which the wafer is carried in or out of the deposition apparatus by a transfer means, and the like.

고온의 챔버에서 공정을 거친 웨이퍼는 이송부를 거쳐 증착 장비 외부로 인출된다. 이때, 이송부는 외부와 차단된 상태에서 불활성 기체인 질소(N2) 가스로 채 워진다. 이는, 산소(O2) 등 활성 기체 대신에 질소(N2)로 채움으로써, 웨이퍼 표면의 막질 이상이 생기는 것을 방지하기 위함이다. The wafer, which has been processed in a high temperature chamber, is taken out of the deposition apparatus via a transfer part. At this time, the transfer part is filled with nitrogen (N 2 ) gas which is an inert gas in a state of being cut off from the outside. This is to prevent occurrence of film quality abnormalities on the wafer surface by filling with nitrogen (N 2 ) instead of an active gas such as oxygen (O 2 ).

한편, 약 100℃ 정도의 웨이퍼가 챔버에서 인출되어 밀폐된 이송부로 옮겨지면, 이송부의 온도가 상승하게 된다. 따라서, 웨이퍼 이송수단에 삽입되거나 인출될 때, 고온으로 인하여 웨이퍼 표면상의 패턴 불량이 발생할 수 있다.On the other hand, when the wafer about 100 ° C is taken out of the chamber and transferred to the sealed transfer part, the temperature of the transfer part increases. Therefore, when inserted into or withdrawn from the wafer transfer means, pattern defects on the wafer surface may occur due to the high temperature.

또한, 웨이퍼가 이송부로부터 외부로 인출될 때 고온상태에서 공기 중의 산소(O2)에 노출됨으로써 막질 이상이 발생할 가능성이 커진다.In addition, when the wafer is taken out from the transfer section, exposure to oxygen (O 2 ) in the air at a high temperature state increases the possibility of film abnormality.

본 발명의 목적은 이송 룸(Transfer Room)의 온도를 조절할 수 있는 증착 장비 및 온도 조절 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a deposition apparatus and a temperature control method capable of controlling the temperature of a transfer room.

상기 목적을 달성하기 위하여 냉각장치를 포함하는 반도체 증착 장비를 제공한다. 상기 반도체 증착 장비는 챔버로부터 웨이퍼를 반입 또는 반출하기 위한 이송 룸과; 상기 이송 룸에 설치되어 상기 이송 룸에 공급되는 불활성 기체를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함한다.In order to achieve the above object, there is provided a semiconductor deposition apparatus including a cooling device. The semiconductor deposition apparatus includes a transfer room for carrying in or taking out a wafer from a chamber; And a cooling device installed in the transfer room to cool the inert gas supplied to the transfer room.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각 장치는 냉각제가 흐르는 배관과; 상기 배관에 흐르는 냉각제의 양을 조절하기 위한 유량흐름조절기를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the cooling device comprises a pipe through which the coolant flows; And a flow rate controller for adjusting the amount of coolant flowing in the pipe.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각제는 냉각수이다.In one embodiment of the present invention, the coolant is coolant.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 불활성 가스는 질소 가스이다.In one embodiment of the invention, the inert gas is nitrogen gas.

본 발명의 예시적인 실시예들이 참조 도면에 의거하여 이하 상세히 설명될 것이다. Exemplary embodiments of the invention will be described in detail below on the basis of reference drawings.

(실시예)(Example)

도 1은 본 발명에 따른 반도체 증착 장비를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 증착 장비를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 증착 장비(1)는 챔버(200)와 이송 룸(100)을 포함한다.1 is a perspective view schematically showing a semiconductor deposition equipment according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor deposition equipment according to the present invention. 1 and 2, the semiconductor deposition apparatus 1 includes a chamber 200 and a transfer room 100.

챔버(200)에서 웨이퍼 표면에 막을 증착하는 공정이 진행되며, 막을 형성하기 위한 공정가스가 공급되는 배기관(도시되지 않음) 및 챔버(200) 내부의 압력을 조절하기 위한 진공펌프(도시되지 않음)를 포함한다.In the chamber 200, a process of depositing a film on the wafer surface is performed, and an exhaust pipe (not shown) to which a process gas for forming a film is supplied, and a vacuum pump (not shown) to control pressure inside the chamber 200 are provided. It includes.

이송 룸(100)은 챔버(200)와 연결되며 출입구(101), 냉각장치(10), 흡입장치(20), 배기용 송풍기(30), 이송장치(도시되지 않음)를 포함한다. 이송장치는 승강 프레임, 상기 프레임에 부착되며 복수의 웨이퍼를 수납할 수 있는 캐리어, 상기 캐리어에 웨이퍼를 수납하거나 인출하는 이송 암을 포함할 수 있다. 이송장치는 웨이퍼를 챔버(200)로부터 이송 룸(100)으로 운반한다. The transfer room 100 is connected to the chamber 200 and includes an entrance 101, a cooling device 10, a suction device 20, an exhaust blower 30, and a transfer device (not shown). The transfer apparatus may include a lifting frame, a carrier attached to the frame and capable of accommodating a plurality of wafers, and a transfer arm for accommodating or withdrawing wafers from the carrier. The transfer device carries the wafer from the chamber 200 to the transfer room 100.

출입구(101)는 슬라이딩 도어로 이루어지며, 이송 룸(100)을 외부 공간과 격리하거나 연결하는 역할을 한다. 흡입장치(20)는 측면 팬(Side Fan)으로서 하단부에 먼지 등의 오염물을 걸러내는 필터가 설치될 수도 있다. 배기용 송풍기(30)는 이송 룸(100) 바닥면에 설치되며, 배기구 및 배관(도시되지 않음)과 연결되어 이송 룸(100) 내부의 기체가 증착 장비(1) 외부로 배출되도록 한다.The doorway 101 is formed of a sliding door, and serves to isolate or connect the transfer room 100 to an external space. The suction device 20 may be a side fan (side fan) and a filter for filtering contaminants such as dust at the lower end. The exhaust blower 30 is installed at the bottom of the transfer room 100, and is connected to an exhaust port and a pipe (not shown) so that the gas inside the transfer room 100 is discharged to the outside of the deposition apparatus 1.

냉각장치(10)는 흡입장치(20) 후면 하부에 설치되며, 흡입장치(20)로 흡입된 질소(N2)가스를 냉각해 이송 룸(100) 내부의 온도를 조절한다. 냉각장치(10)는 흡입장치(20)의 바닥면에 설치될 수도 있으며, 흡입장치(20)의 후면이나 바닥면 이외에도, 질소 가스가 흡입장치(20)를 통해 이송룸 내부로 배출되는 통로에 설치될 수 있다.The cooling device 10 is installed at the lower rear side of the suction device 20 and cools the nitrogen (N 2 ) gas sucked into the suction device 20 to adjust the temperature inside the transfer room 100. The cooling device 10 may be installed on the bottom surface of the suction device 20. In addition to the rear surface or the bottom surface of the suction device 20, the cooling device 10 may be installed in a passage through which the nitrogen gas is discharged into the transfer room through the suction device 20. Can be installed.

도 3은 본 발명에 따른 냉각장치를 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 냉각장치(10)는 냉각부(11)와 밸브(12), 유량흐름조절기(13)를 포함한다. 3 is a block diagram schematically showing a cooling apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 3, the cooling device 10 includes a cooling unit 11, a valve 12, and a flow rate regulator 13.

냉각부(11)는 유체인 냉각제가 흐르는 배관으로 구성된 라디에이터이다. 냉각부(11)의 내부에는 효과적인 질소 가스 냉각을 위해 그물망(도시되지 않음)을 설치할 수 있다. 냉각부(11)는 밸브(12) 및 유량흐름조절기(13)에 연결된다. 유량흐름조절기(13)는 플로우 미터(Flow Meter)를 포함하며 밸브(12)의 개폐 상태를 제어함으로써 냉각부(11)로 흐르는 냉각제의 유량을 조절한다. 따라서, 질소 가스의 냉각 온도를 조절할 수 있다.The cooling part 11 is a radiator comprised from the piping through which the coolant which is a fluid flows. Inside the cooling unit 11 may be provided with a net (not shown) for effective nitrogen gas cooling. The cooling unit 11 is connected to the valve 12 and the flow controller 13. The flow rate regulator 13 includes a flow meter and controls the flow rate of the coolant flowing to the cooling unit 11 by controlling the opening and closing state of the valve 12. Therefore, the cooling temperature of nitrogen gas can be adjusted.

냉각제는 배관을 통해 흐를 수 있는 기체, 액체 등의 유체이며, 냉각수(Cooling Water)를 냉각제로 이용할 수 있다. The coolant is a fluid such as a gas or a liquid that can flow through the pipe, and cooling water may be used as the coolant.

다시 도 1 및 도 2를 참조하여 이송 룸(100)의 온도 조절 방법을 설명하면 다음과 같다. 웨이퍼가 이송장치에 의해 고온의 챔버(200)로부터 이송 룸(100)으로 옮겨지면, 외부 신호가 유량흐름조절기(13)에 입력된다. 외부 신호는 사용자에 의 해 인가될 수도 있고, 이송 룸(100)의 내부에 온도 센서를 설치하여 일정 온도 이상이 되면 자동으로 인가되도록 할 수도 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the temperature control method of the transfer room 100 is described as follows. When the wafer is transferred from the high temperature chamber 200 to the transfer room 100 by the transfer apparatus, an external signal is input to the flow rate regulator 13. The external signal may be applied by the user, or may be installed in the transfer room 100 to be automatically applied when the temperature exceeds a predetermined temperature.

유량흐름조절기(13)는 외부 신호에 응답하여 밸브(12)를 개시하고 냉각제를 냉각부(11)로 흘려보낸다. 이송 룸(100)의 내부를 냉각하고자 하는 온도에 대응하는 소정량의 냉각제가 흐르면, 유량흐름조절기(13)는 밸브(12)를 닫아 냉각제를 차단한다.The flow rate regulator 13 starts the valve 12 in response to an external signal and flows the coolant to the cooling unit 11. When a predetermined amount of coolant flows corresponding to the temperature to cool the inside of the transfer room 100, the flow rate regulator 13 closes the valve 12 to block the coolant.

상기와 같이 이송 룸(100)의 내부 온도가 낮아진 후에, 출입구(101)를 열어 이송 룸(100)으로부터 웨이퍼를 인출한다. 따라서, 고온의 웨이퍼가 공기 중의 산소(O2)에 노출됨으로써 막질 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. After the internal temperature of the transfer room 100 decreases as described above, the door 101 is opened to take out the wafer from the transfer room 100. Therefore, it is possible to prevent film defects from occurring by exposing the wafer of high temperature to oxygen (O 2 ) in the air.

본 발명에 따른 장치의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경할 수 있음은 물론이다.Although the configuration and operation of the apparatus according to the present invention have been illustrated in accordance with the above description and drawings, this is merely an example, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. .

본 발명에 따르면 반도체 증착 장비에 웨이퍼를 반입 또는 반출하는 이송 룸에 냉각 장치를 설치하여, 이송 룸의 온도를 조절함으로써 고온에 의한 웨이퍼 손상을 방지할 수 있다. 또한, 공기 중 산소 반응하여 웨이퍼 상의 막질이 변성되는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent the wafer damage due to the high temperature by installing a cooling device in the transfer room for carrying in or taking out the wafer from the semiconductor deposition equipment. In addition, it is possible to prevent the film quality on the wafer from being denatured by oxygen reaction in air.

Claims (4)

챔버로부터 웨이퍼를 반입 또는 반출하기 위한 이송 룸과;A transfer room for loading or unloading wafers from the chamber; 상기 이송 룸에 설치되어 상기 이송 룸으로 공급되는 불활성 가스를 냉각시키기 위한 냉각장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장비.And a cooling device installed in the transfer room to cool the inert gas supplied to the transfer room. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 냉각 장치는 냉각제가 흐르는 배관과;The cooling device includes a pipe through which a coolant flows; 상기 배관에 흐르는 냉각제의 양을 조절하기 위한 유량흐름조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장비.And a flow rate controller for controlling the amount of coolant flowing in the pipe. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 냉각제는 냉각수인 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장비.The coolant is a semiconductor deposition equipment, characterized in that the coolant. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 불활성 가스는 질소 가스인 것을 특징으로 하는 반도체 증착 장비.And the inert gas is nitrogen gas.
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