KR20060128473A - 플랜지 리크 체크용 캡 - Google Patents

Abstract

반도체 소자 제조용 증착장비에 장착되는 플랜지의 리크 여부를 체크하기 위한 플랜지 리크 체크용 캡들을 제공한다. 상기 플랜지는 가스 유입부와 가스 배출부를 구비한다. 상기 플랜지의 일측에 실링 캡이 장착된다. 상기 플랜지의 타측에 플랜지 리크 체크용 캡이 장착된다. 상기 리크 체크용 캡은 캡 몸체부를 구비한다. 상기 캡 몸체부에 다수의 연결홀들이 위치한다.

증착장비, 플랜지, 실링 캡, 리크 체크용 캡

Description

플랜지 리크 체크용 캡{Cap for checking the leak of flange}

도 1은 일반적인 반도체 소자 제조용 증착장비의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 플랜지 리크 체크용 캡을 적용하는 데 적합한 증착장비의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡을 설명하기 위하여 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 에 따라 취해진 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡이 적용된 플랜지의 단면도이다.

본 발명은 반도체 소자 제조용 장비에 관한 것으로, 특히 반도체 소자 제조용 증착장비에 장착되는 플랜지의 리크(leak) 여부를 체크하기 위한 플랜지 리크 체크용 캡에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위하여 반도체 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 박막 증착공정을 수행한다. 상기 박막 증착공정은 물리 기상 증착법과 화학 기상 증착법을 이용한다.

상기 화학 기상 증착법은 박막 증착을 위한 화학 반응조건에 따라 다양하게 분류된다. 즉, 상기 화학 기상 증착법은 증착압력의 범위, 증착온도의 범위, 주입되는 에너지원의 종류 및 반응기체의 종류 등에 의해 다양하게 분류된다. 예를 들면, 상기 화학 기상 증착법은 상압하에서 증착공정을 진행하는 APCVD(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), 저압하에서 증착공정을 진행하는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 및 플라즈마를 제공하여 증착공정을 진행하는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등으로 분류된다.

이하에서는 상기 LPCVD 방법을 채택하여 증착공정을 수행하는 일반적인 증착장비를 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 반도체 소자 제조용 증착장비의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 반도체 소자 제조용 증착장비는 종형로(1)를 구비한다. 상기 종형로(1)는 내부 튜브(3)와 상기 내부 튜브(3)를 감싸는 외부 튜브(5)를 구비한다. 상기 내부 튜브(3) 및 상기 외부 튜브(5)의 하부에 위치하고, 상기 내부 튜브(3)와 상기 외부 튜브(5)를 고정시키는 플랜지(7)가 배치된다. 상기 플랜지(7)의 하부에 위치하여, 상기 종형로(1)의 하부를 밀폐시킬 수 있는 실링 캡(sealing cap; 9)이 배치된다. 상기 내부 튜브(3) 내로 공정 가스를 공급하는 공정가스 유입구(11)가 상기 플랜지(7)를 관통하여 상기 내부 튜브(3)에 연결된다. 상기 종형로(1)를 이용하여 소정의 증착공정이 진행된 후 반응가스 또는 미반응 가스가 배기되는 공정가스 배기구(13)가 상기 플랜지(7)를 관통하여 상기 외부 튜브(5) 에 연결된다.

상기와 같이 구성되는 일반적인 반도체 소자 제조용 증착장비는, 상기 공정가스 유입구(11)를 통해 상기 내부 튜브(3) 내로 유입된 공정가스에 의해 증착공정이 진행된다. 즉, 상기 내부 튜브(3) 내부에 배치된 반도체 웨이퍼(미도시) 상에 공정가스가 제공되어 박막증착과 같은 증착공정이 진행된다. 박막 증착공정이 종료된 후 상기 박막 증착공정으로부터 발생된 반응가스 또는 미반응 가스는 상기 공정가스 배기구(13)를 통해 배출된다.

이와 같이 LPCVD 방법을 이용한 상기 증착공정은 상기 증착장비 내부의 증착온도 및 증착압력 등에 따라 웨이퍼 상의 박막의 물리 화학적인 상태가 결정된다. 따라서, 상기 증착장비의 내부를 소정의 증착온도 및 증착압력 등으로 유지시키는 것은 매우 중요하다. 이와 같이 증착장비의 내부를 소정의 증착온도 및 증착압력 등으로 유지시키기 위해서는 종형로의 밀봉 유지가 필수적이다.

종래에는 상기 증착장비의 밀봉(sealing) 상태를 확인하기 위하여 상기 증착장비의 구성요소들 중 하나인 상기 플랜지의 리크(leak) 여부를 확인한다. 예를 들면, 상기 증착장비가 소정의 증착온도 및 증착압력 등을 유지하지 못하는 것으로 판단되는 경우에 상기 플랜지의 리크 여부를 확인한다. 상기 플랜지의 리크 여부를 확인하기 위하여 플랜지를 교체하는 방법을 사용하고 있다. 따라서, 구플랜지(old flange)를 증착장비로부터 분리하고 새로운 플랜지를 증착장비에 조립해야 하는 작업의 번거로움을 가지고 있다.

또한, 상기 새로운 플랜지를 장착하여 증착장비의 리크 여부를 확인한 결과, 증착장비가 여전히 소정의 증착온도 또는 증착압력 등을 유지하지 못하는 것으로 판단되는 경우가 있다. 이러한 경우에, 플랜지에 리크가 발생되는 것이 아니라 플랜지 이외의 증착장비의 구성요소들 중에 리크 포인트(즉, 리크가 발생되는 부분)가 위치하는 것으로 볼 수 있기 때문에, 새로운 플랜지를 증착장비로부터 분리한 후 구플랜지를 재장착해야 하는 작업을 수행하여야 하기 때문에 리크 확인작업 시간이 그 만큼 지연된다. 따라서, 증착공정 작업이 그 만큼 지연될 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 소자 제조용 증착장비에 장착되는 플랜지의 리크(leak) 여부를 체크하기 위한 리크 체크용 장비들을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 반도체 소자 제조용 증착장비에 장착되는 플랜지의 리크(leak) 여부를 체크하기 위한 플랜지 리크 체크용 캡들을 제공한다. 상기 증착장비는 증착 공정용 내부 튜브와 상기 내부 튜브를 감싸는 외부 튜브가 장착되고, 일측에 가스 유입부와 타측에 가스 배출부를 갖는 플랜지를 구비한다. 상기 플랜지의 일측에 실링 캡이 장착된다. 상기 플랜지 리크 체크용 캡은 상기 플랜지의 타측에 장착된다. 상기 플랜지 리크 체크용 캡은 캡 몸체부를 포함한다. 상기 캡 몸체부에 다수의 연결홀들이 구비된다.

본 발명의 몇몇 실시예들에 있어, 상기 캡 몸체부는 플레이트형인 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들에 있어, 상기 캡 몸체부의 가장자리에 상기 캡 몸체부로부터 굽어진 연장부를 포함하되, 상기 연장부를 관통하는 상기 연결홀들이 상기 연장부에 위치할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예들에 있어, 캡 몸체부는 스테인레스 합금일 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에서 설명되어지는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 설명의 편의를 위해 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 플랜지 리크 체크용 캡을 적용하는 데 적합한 증착장비의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡의 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡을 설명하기 위하여 도 3의 Ⅰ-Ⅰ' 에 따라 취해진 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 리크 체크용 캡이 적용된 플랜지의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플랜지 리크 체크용 캡은 반도체 소자 제조용 증착장비에 적용 가능하다. 상기 반도체 소자 제조용 증착장비는 LPCVD 방법을 이용하는 증착장비일 수 있다. 상기 반도체 소자 제조용 증착장비는 종형로를 포함할 수 있다. 상기 플랜지 리크 체크용 캡은 플랜지의 리크, 예를 들면 공정가 스 또는 반응가스가 상기 플랜지로부터 누설(leakage)되는지 여부를 체크하는 데 채택될 수 있다.

상기 종형로(20)는 히터(22)를 구비한다. 상기 히터(22) 내부에 내부 튜브(24)가 배치된다. 상기 내부 튜브(24)를 감싸는 외부 튜브(26)가 상기 히터(22)와 상기 내부 튜브(24) 사이에 배치된다. 상기 내부 튜브(24) 내에 웨이퍼 보우트(28)가 설치된다. 상기 웨이퍼 보우트(28)에 반도체 웨이퍼(30)가 안착될 수 있다. 상기 내부 튜브(24)와 상기 외부 튜브(26)를 고정하는 플랜지(32)가 상기 내부 튜브(24) 및 상기 외부 튜브(26)의 하부에 배치된다. 이 경우에, 상기 외부 튜브(26)의 일단부가 상기 플랜지(32)의 일측에 연결되어 고정될 수 있다. 또한, 서로 연결되는 상기 외부 튜브(26)의 일단부와 상기 플랜지(32)의 일측 사이에 실링부재(34)가 개재되어 상기 외부 튜브(26)를 밀폐시킬 수 있다. 상기 실링부재(34)는 오링일 수 있다.

가스 유입구(36)가 상기 플랜지(32)의 일측에 위치한다. 반응가스 또는 미반응 가스가 배기되는 가스 배출구(38)가 상기 플랜지(32)의 타측에 위치할 수 있다. 상기 플랜지(32)의 하부를 선택적으로 실링(sealing)하는 실링캡(40)이 상기 플랜지(32)의 하부에 장착될 수 있다. 상기 실링 캡(40)은 상하 이동 가능하도록 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 종형로(20)의 히터(22)가 작동되어 내부 튜브(24) 및 외부 튜브(26)를 가열한다. 웨이퍼 보우트(28) 상에 반도체 웨이퍼(30)를 로딩(loading)한다. 실링 캡(40)이 상승하여 상기 종형로(20)의 저부를 밀폐시킨다. 상 기 실링 캡(40)이 상승 이동함으로써 상기 웨이퍼 보우트(28) 상에 로딩된 반도체 웨이퍼(30)를 상기 내부 튜브(24) 내로 이동시킨다.

상기 내부 튜브(24)는 상하부가 개구된 튜브로서 상기 반도체 웨이퍼(30) 상에 증착공정이 진행되는 장소이다. 상기 증착공정에 의해 상기 반도체 웨이퍼(30) 상에 질화막 또는 산화막 등이 증착될 수 있다. 상기 내부 튜브(24)는 상기 내부 튜브(24)를 감싸는 외부 튜브(26)에 의해 밀폐된다. 상기 증착공정을 진행하기 전에 상기 내부 튜브(24)를 진공상태로 만든다. 그 후, 가스 유입구(36)를 통해 소오스 가스 및 공정가스가 상기 내부 튜브(24)로 주입된다. 그 결과, 상기 반도체 웨이퍼(30) 상에 물질막들이 증착된다. 증착공정이 종료된 후, 반응가스 또는 미반응가스가 가스 배출구(38)를 통해 배기된다. 그 후, 상기 실링 캡(40)이 하강함으로써 반도체 웨이퍼(30)가 적재된 웨이퍼 보우트(28)가 언로딩(unloading)된다.

도 3 및 4를 참조하면, 본 발명에 따른 플랜지 리크 체크용 캡(50)은 캡 몸체부(52)를 구비한다. 상기 캡 몸체부(52)는 플레이트형일 수 있다. 상기 캡 몸체부(52)는 원형이거나 타원형일 수 있다. 상기 캡 몸체부(52)는 그 가장자리로부터 소정 각도로 굽어진 연장부(54)를 포함한다. 상기 연장부(54)는 상기 캡 몸체부(52)에 대해 직각으로 굽어지거나 꺾여지도록 위치할 수 있다. 상기 연장부(54)를 관통하는 다수의 연결홀들(56)이 소정의 간격을 갖고 상기 연장부(54)에 위치할 수 있다. 즉, 상기 캡 몸체부(52)의 가장자리에 다수의 연결홀들(56)이 위치할 수 있다. 8개의 연결홀들(56)이 상기 캡 몸체부(52)의 가장자리에 위치할 수 있다. 상기 연결홀들(56)의 내주면부 상에는 볼트들이 체결되도록 나사홈들이 위치할 수 있다. 상기 캡 몸체부(52)는 스테인레스 합금일 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기와 같이 구성되는 플랜지 리크 체크용 캡(50)은 상기 플랜지(32)에 장착된다. 상기 리크 체크용 캡(50)은 상기 플랜지(32)의 상부를 밀폐시킬 수 있다. 상기 플랜지(32)는 상하부가 개구된 원통형일 수 있다. 상기 플랜지(32)는 그 하부 영역의 직경이 그 상부 영역의 직경보다 클 수 있다. 즉, 상기 플랜지(32)는 제1 플랜지(32a)와 상기 제1 플랜지(32a)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 제2 플랜지(32b)가 상기 제1 플랜지(32a)의 상부에 위치할 수 있다. 상기 제1 및 제2 플랜지들(32a,32b)은 일체(one-body)로 배치될 수 있다. 상기 제1 플랜지(32a)의 상부면에 서로 소정의 간격을 갖는 연결홈들(33)이 위치할 수 있다. 상기 연결홈들(33)은 상기 리크 체크용 캡(50)의 연결홀들(56)에 대응되도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 연결홈들(33)은 8개 일 수 있다. 상기 연결홈들(33)의 내주면부 상에는 볼트들 같은 체결부재들(58)이 체결되도록 나사홈들이 위치할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 플랜지(32)의 상부에 상기 리크 체크용 캡(50)이 장착된다. 그 결과, 상기 캡 몸체부(52)의 연장부(54)의 단부가 상기 제1 플랜지(32a)의 상단부에 안착되고, 상기 캡 몸체부(52)의 하부면이 상기 제2 플랜지(32b)의 상단부에 안착될 수 있다. 이 경우에, 상기 캡 몸체부(52)의 연장부(54)와 상기 제2 플랜지(32b) 사이에 실링부재(34)가 배치될 수 있다. 상기 실링부재(34)는 오링일 수 있다. 상기 실링부재(34)는 상기 제2 플랜지(32b)의 밀폐 효과를 보다 더 향상시킬 수 있다. 상기 플랜지(32)의 일측에 가스 유입구(36)가 위치하고, 상기 플랜지(32)의 타측에 가스 배출구(38)가 위치한다. 상기 플랜지(32)의 하부에 실링 캡 (40)이 장착된다. 상기 실링 캡(40)은 상기 플랜지(32)의 저부를 선택적으로 밀폐시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 플랜지 리크 체크용 캡(50)의 작용 효과를 하기에서 설명한다.

도 2의 증착장비로부터 리크가 발생되는 경우에 플랜지의 리크 여부를 체크할 필요가 있다. 즉, 도 2의 증착장비가 소정의 증착온도 또는 증착압력 등을 유지하지 않는 경우에 플랜지의 리크 여부를 체크할 필요가 있다.

도 5를 참조하면, 플랜지(32)의 리크 여부를 확인하기 위하여 상기 플랜지(32) 상에 플랜지 리크 체크용 캡(50)을 장착한다. 이 경우에, 상기 리크 체크용 캡(50)의 연결홀들(56)의 위치와 상기 플랜지(32)의 연결홈들(33)들의 위치를 서로 일치시킬 수 있다. 상기 연결홀들(56)에 체결부재들(58)을 삽입하여 서로 체결할 수 있다. 상기 체결부재들(58)의 단부는 상기 연결홀들(56)을 관통하여 상기 연결홈들(33)에 삽입 체결될 수 있다. 그 결과, 상기 체결부재들(58)에 의해 상기 리크 체크용 캡(50)과 상기 플랜지(32)는 서로 결합된다. 상기 리크 체크용 캡(50)이 상기 플랜지(32)에 장착됨으로써 상기 플랜지(32)의 상부를 밀폐시킬 수 있다. 상기 플랜지(32)의 상부와 상기 리크 체크용 캡(50)의 하부 사이에 개재되는 실링부재(34)가 상기 플랜지(32)의 상부를 보다 더 밀폐시킬 수 있다.

상기 플랜지(32)의 상부에 상기 리크 체크용 캡(50)을 장착한 후에 상기 플랜지(32)의 하부에 실링 캡(40)을 장착한다. 그 결과, 상기 실링 캡(40)은 상기 플랜지(32)의 하부를 밀폐시킨다.

상기 플랜지(32)에 상기 리크 체크용 캡(50)과 상기 실링 캡(40)을 장착한 후에, 상기 플랜지(32)의 가스 유입구(36)를 통해 공정가스를 상기 플랜지(32)에 주입한다. 상기 플랜지(32)에 주입된 공정가스는 상기 플랜지(32)의 가스 배출구(38)를 통해 배기된다. 상기 플랜지(32)에 주입되는 공정가스의 양과 상기 플랜지(32)로부터 배기되는 공정가스의 양이 서로 동일한 경우에 상기 플랜지(32)는 리크 포인트(즉, 가스가 누설되는 부분)가 없는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 증착장비의 리크 포인트는 상기 플랜지이외의 다른 부분에 위치할 수 있는 것으로 판단할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 증착장비의 플랜지 상에 리크 체크용 캡을 장착함으로써 플랜지의 리크 여부를 확인할 수 있기 때문에, 플랜지의 리크 체크 시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 플랜지의 리크 체크를 위하여 플랜지를 새로운 플랜지로 교체할 필요가 없기 때문에 그 만큼 증착공정 작업시간을 단축시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 가스 유입부와 가스 배출부를 갖는 플랜지와, 상기 플랜지의 일측에 실링 캡이 장착되고, 상기 플랜지의 타측에 장착되어 플랜지의 리크 여부를 확인하는 플랜지 리크 체크용 캡에 있어서,

   캡 몸체부; 및

   상기 캡 몸체부에 위치하는 다수의 연결홀들을 포함하는 플랜지 리크 체크용 캡.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡 몸체부는 플레이트형인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 리크 체크용 캡.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡 몸체부의 가장자리에 상기 캡 몸체부로부터 굽어진 연장부를 포함하되, 상기 연장부를 관통하는 상기 연결홀들이 상기 연장부에 위치하는 것을 특징으로 하는 플랜지 리크 체크용 캡.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 캡 몸체부는 스테인레스 합금인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플 랜지 리크 체크용 캡.

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