KR20060133414A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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Abstract

개시된 반도체 제조설비는 외부로부터 밀폐되되 그 내부로 웨이퍼가 입출되도록 개구부가 마련된 반응튜브와, 반응튜브의 개구부를 밀폐하도록 일면에 실링부재가 나사결합된 로그 셔터를 포함한다. 따라서, 개시된 반도체 제조설비에 구비된 실링부재는 고정볼트에 의하여 로그 셔터의 몸체 역할을 하는 튜브 캡에 나사결합되기 때문에 로그 셔터가 반응튜브를 밀폐시키기 위하여 개폐 움직임을 계속적으로 반복 수행하여도 실링부재는 튜브 캡으로부터 전혀 이탈되지 않게 된다. 따라서, 개시된 반도체 제조설비에 따르면, 종래 오링의 열화문제를 미연에 방지할 수 있게 된다. 이에, 종래 오링의 열화로 인하여 발생되었던 파티클 문제는 모두 해결되어지게 되며, 이는 결국 웨이퍼의 수율 향상을 이룰 수 있게 된다.

Description

반도체 제조설비{Semiconductor manufacturing equipment}
도 1은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 반응튜브와 이를 밀폐하는 로그 셔터를 도시한 측면도이다.
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절개한 단면도이다.
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 설비에 관한 것으로, 특히, 밀폐된 반응튜브의 내부에서 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 제조공정은 웨이퍼 상에 산화막, 금속막 등 다양한 재질의 박막을 순차적으로 적층하는 박막증착 공정을 필수적으로 포함한다.
이와 같은 박막증착 공정은 통상 그 박막증착 방법에 따라 물리기상증착법과 화학기상증착법으로 크게 나누어지는데, 최근에는 화학기상증착법이 주로 이용되고 있다.
구체적으로, 화학기상증착법은 열이나 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 반응가스를 분해함으로써 분해된 반응가스가 웨이퍼 상에 증착되어 산화막, 텅스텐 실리사이드(Tungsten silicide)막 및 티타늄 실리사이드(titanium silicide)막 등 다양한 박막을 형성하도록 하는 방법이며, 화학반응이 발생되는 조건에 따라 크게 상압 화학기상증착법과 저압 화학기상증착법 및 플라즈마(Plasma) 화학기상증착법 등으로 나누어진다.
한편, 이러한 화학기상증착법으로 웨이퍼 상에 박막을 증착하기 위해서는 증착반응이 진행되는 곳, 예를 들면, 반응튜브의 내부를 증착에 적합한 조건으로 적절하게 유지시켜주는 것이 매우 중요하다. 특히, 상압 화학기상증착법과 같은 경우에는 화학반응이 발생되는 조건 중에서 온도가 차지하는 비율이 매우 크므로, 반응튜브의 내부 온도를 일정온도로 계속 유지시켜 주는 것이 매우 중요하다.
따라서, 상압 화학기상증착법으로 웨이퍼 상에 박막을 증착시키는 종래 반도체 제조설비의 경우에는 이상과 같은 반응튜브의 내부온도유지를 위하여 반응튜브의 하측에 로그 셔터가 구비되고 있다.
이때, 로그 셔터는 반응튜브의 개구된 하단을 밀폐시킬 수 있도록 대략 원반 형상으로 형성되며, 그 상면에는 대략 반원형 홈과 함께 홈에 끼워지는 오링(O-Ring)이 설치되어 있다. 따라서, 반응튜브의 내부에서 웨이퍼 보트가 하강하여 반응튜브의 하단이 개구될 경우, 로그 셔터는 이 개구된 반응튜브의 하단을 밀폐시켜줌으로써 반응튜브 내부의 열이 외부로 손실되는 것을 방지하여 주는 역할을 한다. 이에, 상압 화학기상증착법으로 웨이퍼 상에 박막을 증착시키는 종래 반도체 제조 설비의 경우에는 이와 같은 로그 셔터의 작용으로 인하여 반응튜브의 내부온도를 일정온도로 계속 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 파티클 소스(Particle source)가 있을 수 있는 외부공기의 반응튜브 내부로의 유입을 차단할 수 있게 된다.
하지만, 이와 같은 경우, 반응튜브의 내부온도는 매우 고온이기 때문에 로그 셔터에 설치된 오링은 이상과 같은 고온으로 인하여 열화될 수 있다. 따라서, 최근에는 오링의 열화를 방지하도록 로그 셔터의 하부에 오링을 냉각시킬 수 있는 냉각수를 공급하고 있다. 이에 따라, 로그 셔터는 이 냉각수로 인하여 그 상면에 설치된 오링이 열화되지 않으면서도 반응튜브의 내부온도를 적절하게 유지시킬 수 있게 된다.
그러나, 이와 같은 로그 셔터의 경우, 반응튜브의 밀폐 및 그 해제를 위하여 상승 및 하강 등의 동작을 무수히 많이 반복하고 있기 때문에 로그 셔터의 상면에 끼워진 오링의 일부는 이와 같은 동작의 반복에 의해 종종 로그 셔터의 상부로 이탈되어져 버리게 되는 문제가 발생된다. 따라서, 로그 셔터에서 이탈된 오링은 로그 셔터의 하부로 공급되는 냉각수의 냉각작용을 받지 못하게 되고, 이는 곧, 반응튜브의 밀폐시 오링의 열화를 초래하게 된다. 이에, 반응튜브의 하단 및 그 내부에는 이와 같은 오링의 열화로 인하여 파티클 소스가 발생되고, 이는 결국 웨이퍼의 오염 및 수율 저하로 이어지게 된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로써, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 오링의 열화문제를 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명 반도체 제조설비는 외부로부터 밀폐되되 그 내부로 웨이퍼가 입출되도록 개구부가 마련된 반응튜브와, 반응튜브의 개구부를 밀폐하도록 일면에 실링부재가 결합된 로그 셔터를 포함한다.
이때 상기 실링부재는 고정볼트에 의해 나사결합될 수 있다.
그리고, 상기 실링부재는 직사각형 타입의 종단면을 갖는 원형의 링 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 실링부재는 테프론(Teflon)과 같은 내열성 재질로 형성됨이 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 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조설비(100)는 상압 화학기상증착법을 수행하여 웨이퍼(90) 상에 소정 박막을 증착시키는 박막 증착설비로, 본체(110)와, 본체(110)의 내부에 구비되는 웨이퍼 보트(130), 반응튜브(120), 캡 베이스(140), 로그 셔터(180), 보트 엘리베이터(150), 웨이퍼 트랜스퍼 (160) 및, 카세트 이송유닛(미도시)으로 구성된다.
보다 구체적으로 설명하면, 본체(110)는 대략 중공의 박스 타입(Box type)으로 형성되고, 본체(100)의 일측에는 본체(110)의 내부로 투입될 웨이퍼(90) 또는 본체(110)의 내부에서 배출되는 웨이퍼(90)가 일정 시간동안 임시대기되도록 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)가 마련된다.
구체적으로, 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)에는 웨이퍼(90)가 웨이퍼 카세트(80)에 적재된 채로 임시 대기되도록 다수의 카세트 스테이지가 구비된다. 따라서, 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)의 카세트 스테이지에는 본체(110)의 내부로 투입될 웨이퍼(90)가 다수 적재된 웨이퍼 카세트(80) 뿐만 아니라 본체(110)의 내부에서 배출되는 웨이퍼(90)가 다수 적재된 웨이퍼 카세트(80)도 임시 대기된다.
한편, 본체(110)의 내부에는 전술한 바와 같이 웨이퍼 보트(130), 반응튜브(120), 캡 베이스(140), 로그 셔터(180), 보트 엘리베이터(150), 웨이퍼 트랜스퍼(160) 및, 카세트 이송유닛 등이 구비되는 바, 이하에서는 이들에 대한 설명을 하기로 한다.
먼저, 웨이퍼 보트(130)에는 증착반응에 투입될 웨이퍼(90)가 다수 적재된다. 예를 들면, 웨이퍼(90)는 약 150매 정도로 적재된다.
그리고, 반응튜브(120)는 외부로부터 밀폐되어 소정 박막증착 반응이 발생되는 부분으로, 돔(Dome) 형상으로 형성되며, 그 하단에는 다수의 웨이퍼(90)가 적재된 웨이퍼 보트(130)가 그 내부로 입출되도록 개구부(125)가 마련된다.
캡 베이스(140)는 반응튜브(120)의 개구부(125)를 밀폐시키는 역할을 하며, 웨이퍼 보트(130)의 하부에 마련된다. 따라서, 웨이퍼 보트(130)가 반응튜브(120)의 개구부(125)를 통하여 반응튜브(120)의 내부로 인입되면, 캡 베이스(140)는 이 웨이퍼 보트(130)와 함께 그 상측으로 이동되어 반응튜브(120)의 개구부(125)를 밀폐시키게 된다.
로그 셔터(180)는 캡 베이스(140)와 같이 반응튜브(120)의 개구부(125)를 밀폐시키는 역할을 하나, 캡 베이스(140)와 같이 웨이퍼 보트(130)의 하부에 마련되지 않고 반응튜브(120)의 하부 일측에 마련된다. 즉, 로그 셔터(180)는 캡 베이스(140)가 반응튜브(120)를 밀폐시키지 못할 동안 임시로 반응튜브(120)를 밀폐시키는 역할을 한다.
보트 엘리베이터(150)는 웨이퍼 보트(130)를 승강시키는 역할을 한다. 따라서, 웨이퍼 보트(130)는 이 보트 엘리베이터(150)에 의하여 반응튜브(120)의 내부로 인입되거나 반응튜브(120)의 내부에서 인출된다.
웨이퍼 트랜스퍼(160)는 웨이퍼 보트(130)와 카세트 이송유닛의 사이에 배치되어 웨이퍼 보트(130)의 웨이퍼(90)를 외부로 이송하거나 외부의 웨이퍼(90)를 웨이퍼 보트(130)로 이송하는 역할을 한다. 따라서, 외부로부터 소정 박막이 증착될 웨이퍼(90)가 로딩되면, 웨이퍼 트랜스퍼(160)는 이 로딩된 웨이퍼(90)를 웨이퍼 보트(130)로 이송하게 되고, 이송이 완료되면 보트 엘리베이터(150)는 다수의 웨이퍼(90)가 적재된 웨이퍼 보트(130)를 반응튜브(120)의 내측으로 인입시키게 된다. 이에, 웨이퍼(90) 상에는 소정 박막이 증착되어지는 것이다.
카세트 이송유닛은 공정이 진행되도록 웨이퍼 카세트(80)를 이송하는 역할을 한다. 즉, 카세트 이송유닛은 웨이퍼 트랜스퍼(160)가 웨이퍼(80)를 웨이퍼 보트(130)로 로딩시킬 수 있도록 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)의 웨이퍼 카세트(80)를 본체(110) 내부의 소정위치로 이송하는 역할을 함과 아울러 공정이 진행된 웨이퍼(90)가 후속공정으로 이송되도록 공정이 진행완료되어 본체(110) 내부의 소정위치에 위치한 웨이퍼 카세트(80)를 본체(110) 외부의 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)로 이송하는 역할을 한다.
한편, 도 2 내지 도 4에는 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 로그 셔터가 도시되어 있다. 즉, 도 2는 도 1의 A부분을 확대도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 반응튜브와 이를 밀폐하는 로그 셔터를 도시한 측면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 로그 셔터(180)는 반응튜브(120)의 개구부(125)를 밀폐하는 원반형상의 튜브 캡(181)과, 튜브 캡(181)의 상면에 결합되어 반응튜브(120)의 개구부(125)를 실링하는 실링부재(182)와, 실링부재(182)를 튜브 캡(181)에 나사결합시키는 다수개의 고정볼트(186)와, 튜브 캡(181)의 하부에서 튜브 캡(181)을 지지해주고 공정진행에 따라 튜브 캡(181)을 상승이나 하강 및 좌우 회전시켜주는 셔터 암(183)과, 튜브 캡(181)과 셔터 암(183)의 사이에 개재되며 셔터 암(183)의 움직임에 의하여 튜브 캡(181)이 반응튜브(120)에 접촉될 때 튜브 캡(181)의 접촉 충격 등을 완충시켜주는 완충스프링(185) 및, 실링부 재(182)가 반응튜브(120)의 열이나 온도에 의하여 열화되는 것을 방지하도록 튜브 캡(181)의 밑면 등으로 저온의 냉각수를 공급하는 냉각수 공급라인(184)을 포함한다.
이때, 실링부재(182)는 튜브 캡(181)이 반응튜브(120)에 접촉될 때 반응튜브120)의 전방향을 실링하도록 원형의 링 형상으로 형성되되, 직사각형 타입의 종단면을 갖는다. 따라서, 고정볼트(186)는 튜브 캡(181)을 관통한 다음 이 직사각형 타입의 실링부재(182)에 체결됨으로써 실링부재(182)를 튜브 캡(181)에 나사결합시키게 된다. 그리고, 실링부재(182)는 반응튜브(120)의 열이나 온도에 의해 열화되는 것이 방지되도록 내열성 재질로 형성된다. 예를 들면, 실링부재(182)는 테프론 재질로 형성될 수 있다.
이하, 이상과 같이 구성된 본 발명 반도체 제조설비(100)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 외부로부터 증착반응이 진행될 웨이퍼(90)가 웨이퍼 카세트(80)에 적재된 채로 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)의 카세트 스테이지로 이송되면, 웨이퍼 트랜스퍼(160) 등은 웨이퍼 로딩/언로딩부(170)로 로딩된 웨이퍼(90)를 웨이퍼 보트(130) 측으로 이송하게 되고, 보트 엘리베이터(150)는 웨이퍼(90) 상에 소정 박막증착공정이 진행되도록 웨이퍼 보트(130)를 반응튜브(120)의 내측으로 인입시키게 된다. 이때, 웨이퍼 보트(130)의 하부에는 캡 베이스(140)가 마련되기 때문에 보트 엘리베이터(150)가 웨이퍼 보트(130)를 반응튜브(120)의 내측으로 인입시킬 경우, 캡 베이스(140)는 웨이퍼 보트(130)와 함께 그 상측으로 이동되어 반응튜브(120)의 개구부(125)를 밀폐시키게 된다. 이에, 외부로부터 전면이 밀폐된 반응튜브(120)의 내부에서는 소정 박막증착공정이 원활하게 진행되는 것이다.
이후, 웨이퍼(90) 상에 박막이 증착되면, 보트 엘리베이터(150)는 캡 베이스(140)와 함께 웨이퍼 보트(130)를 반응튜브(120)의 하부로 하강시키게 되고, 웨이퍼 트랜스퍼(160) 등은 웨이퍼 보트(130)의 웨이퍼(90)를 웨이퍼 로딩/언로딩부(170) 측으로 이송하게 되고, 박막증착공정은 완료된다.
이때, 반응튜브(120)의 개구부(125)는 캡 베이스(140)의 하강으로 인하여 개구되어지는 바, 로그 셔터(180)는 이와 같이 개구된 반응튜브(120)의 개구부(125)를 통해 외부공기가 유입되지 않도록 함과 아울러 반응튜브(120) 내부의 열이 외부로 손실되지 않도록 개구부(125)를 밀폐시키게 된다.
여기서, 로그 셔터(180)에는 실링부재(182)가 구비되어 반응튜브(120)의 개구부(125)를 실링하게 되는데, 이때의 실링부재(182)는 고정볼트(186)에 의하여 로그 셔터(180)의 몸체 역할을 하는 튜브 캡(181)에 나사결합되기 때문에 로그 셔터(180)가 이와 같은 움직임을 계속 반복적으로 수행하여도 실링부재(182)는 튜브 캡(181)으로부터 전혀 이탈되지 않게 된다. 따라서, 본 발명 반도체 제조설비(100)에 따르면, 종래 오링의 열화문제를 미연에 방지할 수 있게 된다. 이에, 종래 오링의 열화로 인하여 발생되었던 파티클 문제는 모두 해결되어지게 되며, 이는 결국 웨이퍼의 수율 향상을 이룰 수 있게 되는 효과가 있다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균 등한 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 제조설비에 구비된 실링부재는 고정볼트에 의하여 로그 셔터의 몸체 역할을 하는 튜브 캡에 나사결합되기 때문에 로그 셔터가 반응튜브를 밀폐시키기 위하여 개폐 움직임을 계속적으로 반복 수행하여도 실링부재는 튜브 캡으로부터 전혀 이탈되지 않게 된다. 따라서, 본 발명 반도체 제조설비에 따르면, 종래 오링의 열화문제를 미연에 방지할 수 있게 된다. 이에, 종래 오링의 열화로 인하여 발생되었던 파티클 문제는 모두 해결되어지게 되며, 이는 결국 웨이퍼의 수율 향상을 이룰 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 외부로부터 밀폐되되, 그 내부로 웨이퍼가 입출되도록 개구부가 마련된 반응튜브와;
    상기 반응튜브의 개구부를 밀폐하도록 일면에 실링부재가 결합된 로그 셔터를 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실링부재는 고정볼트에 의해 나사결합된 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실링부재는 직사각형 타입의 종단면을 갖는 원형의 링 형상으로 형성되고, 내열성 재질로 형성된 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 내열성 재질은 테프론을 포함한 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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