KR20070006325A

KR20070006325A - Bearing seal assembly structure in semiconductor device fabrication equipment

Info

Publication number: KR20070006325A
Application number: KR1020050061569A
Authority: KR
Inventors: 신승필
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-11

Abstract

A structure of a bearing seal assembly in a semiconductor device fabricating apparatus is provided to extend the lifetime of assembly components by minimizing or avoiding a leakage from a bearing seal assembly and by reducing loss of equipment. A bearing shaft(25) tightly supports each inner diameter of bearings separated from each other, having a step part and a flange part(10). An inner diameter for receiving the outer diameter of the bearings installed in the bearing shaft is formed in a bearing retainer part(50) in which a flange is fixed to a chamber housing when the bearing shaft rotates. A leakage avoiding coupling part(40) avoids a leakage from the step part of the bearing shaft when the bearing shaft rotates, elastically installed between the step part of the bearing shaft and the inner diameter of the bearing retainer part and including an O-ring and a peak.

Description

Bearing seal assembly structure in semiconductor device fabrication equipment

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 베어링 씨일 조립체의 형상도들1A-1C are shape views of a bearing seal assembly according to the prior art.

도 2는 도 1a의 베어링 씨일 조립체의 측면 및 단면을 보인 도면2 is a side and cross-sectional view of the bearing seal assembly of FIG. 1A;

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 베어링 씨일 조립체의 측면 및 단면을 보여주는 도면3 shows a side and a cross-section of a bearing seal assembly according to an embodiment of the invention.

본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 물리기상증착 등과 같은 반도체 소자 제조 장치에 사용되는 베어링 씨일 조립체 구조 에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to a bearing seal assembly structure used in a semiconductor device manufacturing apparatus such as physical vapor deposition.

근래에 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화 가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어 지고 있는 추세이다. 특히, 하이 퍼포먼스 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 제조 장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다. In recent years, with the rapid spread of information media such as computers, the functions of semiconductor devices such as semiconductor memories have also developed remarkably. In the case of recent semiconductor products, high integration is essential for low cost and high quality to secure competitiveness. In order to achieve high integration, scale-down including thinning and shortening of gate oxide film thickness and channel length of a transistor device is accompanied, and accordingly, semiconductor manufacturing processes and manufacturing equipments are being developed in various forms. In particular, as users demand high-performance devices, the function and operation performance of manufacturing equipment for manufacturing such semiconductor devices are very important.

통상적으로, 기상증착법 (Vapor Deposition)들은 2가지로 대별되는데 하나는 PVD (Physical Vapor Deposition)이고 다른 하나는 CVD (Chemical Vapor Deposition)이다. PVD와 CVD 모두 반도체 공정이나 기타 산업에 많이 이용되는데 대개 PVD는 고품질의 박막이나 나노구조를 만들 때 쓰이지만 진공이 필요하므로 장비가 고가이며 증착속도가 느리고 CVD는 넓은 면적에 빠른 속도로 박막이나 나노구조를 증착시킬 때 쓴다. CVD도 PVD 못지 않은 품질을 구현할 때도 있지만 일반적으로 PVD가 장비만 완성되면 고품질의 증착면을 얻을 수 있다. Typically, Vapor Depositions are roughly divided into two types, one is PVD (Physical Vapor Deposition) and the other is CVD (Chemical Vapor Deposition). Both PVD and CVD are widely used in semiconductor processing and other industries. Usually PVD is used to make high quality thin films or nanostructures, but because vacuum is required, the equipment is expensive and the deposition rate is slow. Used to deposit structures. Although CVD sometimes delivers quality that is as good as PVD, in general, when PVD completes the equipment, a high quality deposition surface can be obtained.

상기한 PVD와 CVD의 차이는 증착시키려는 물질이 기판으로 기체상태에서 고체상태로 변태될 때 어떤 과정을 거치느냐이다. 공정상의 뚜렷한 차이점은 PVD는 진공 환경을 요구하는 반면에 CVD는 수십 ~ 수백 torr 내지는 상압의 환경에서도 충분히 가능하다. 다만 CVD는 PVD보다 일반적으로 훨씬 고온의 환경을 요구한다. The difference between the above-mentioned PVD and CVD is what happens when the material to be deposited is transformed from the gas state to the solid state on the substrate. Distinct differences in process are that PVD requires a vacuum environment, while CVD is fully possible even in environments with tens to hundreds of torr or atmospheric pressure. However, CVD generally requires a much higher temperature environment than PVD.

PVD에 해당하는 증착법에는 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔 증착법 (E-beam evaporation), 열 증착법 (Thermal evaporation), 레이저 분자빔 증착법 (L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (PLD, Pulsed Laser Deposition) 등이 있다. 이 방법들이 공통적으로 PVD에 묶일 수 있는 이유는 증착시키려는 물질이 기판에 증착될 때 기체상태가 고체상태로 바뀌는 과정이 물리적인 변화이기 때문이다. 좀더 구체적으로 말하자면, 많이 쓰이는 산화물 반도체나 GaAs 등을 증착시킬 때 PVD 방법들은 그 화합물들을 우선 소결하거나 녹여서 고체 상태의 타겟으로 제조해서 열이나 전자빔으로 휘발시켜서 기판에 증착시키는 것이고 조금 더 복잡한 방법으로는 각각의 원료 물질을 셀 (effusion cell)에 넣은 다음에 셀의 문을 열고 닫는 것으로 원료물질을 열, 레이저, 전자빔 등을 통해 기체상태로 날려서 보내고 날아간 원료 물질이 기판에 닿았을 때 고체 상태로 변화된다. 이때 일단 기판에 붙은 물질의 화학적 조성은 기판에 도착한 기체상태의 물질의 조성과 같다.PVD deposition methods include sputtering, E-beam evaporation, thermal evaporation, laser molecular beam deposition (L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), pulsed laser deposition (PLD, Pulsed Laser) Deposition). These methods are commonly tied to PVD because the process of changing the gaseous state into a solid state when the material to be deposited is deposited on a substrate is a physical change. More specifically, in the deposition of popular oxide semiconductors or GaAs, PVD methods first sinter or melt the compounds to form solid targets, volatilize them with heat or electron beam, and deposit them on the substrate. Each raw material is put into the cell (effusion cell), and then the door is opened and closed to send the raw material in a gaseous state through heat, laser, electron beam, etc., and the raw material is changed to a solid state when it reaches the substrate. do. At this time, the chemical composition of the substance once adhered to the substrate is the same as that of the gaseous substance that reaches the substrate.

PVD는 증착시키려는 물질을 기체상태로 만들어서 날려보내는 것이므로 진공을 요구한다. 즉 중간에 다른 기체 분자들과 부딪혀서 기판에 닿지 못하거나 중간에 열을 잃어버려서 고체로 변해버리는 문제를 막기 위해 진공 환경에서 공정을 행해야 하는 것이다.PVD requires vacuum because it vaporizes the material to be deposited. In other words, the process must be performed in a vacuum environment in order to avoid the problem of colliding with other gas molecules in the middle and not reaching the substrate or losing heat in the middle.

상기와 같은 PVD 장비에서 도 1a 내지 도 1c에서 보여지는 바와 같이, 챔버 하우징과 연결되는 베어링 씨일 조립체가 있는데, 상기 조립체의 씰링이 연약하거나 불량하면 누수가 일어나서 여러 가지 문제를 야기하게 된다. As shown in FIGS. 1A-1C in such PVD equipment, there is a bearing seal assembly that is connected to the chamber housing. If the sealing of the assembly is weak or poor, leakage may occur and cause various problems.

구체적으로, 도 1a는 상기 베어링 씨일 조립체의 축방향 평면 형상을 보여주고, 도 1b는 상기 베어링 씨일 조립체의 정면도를 보인 것이다. 상기 도 1a 및 도 1b의 구체적 도면은 도 2에 도시되어 있는데, 조립체의 씰링이 연약할 경우에 도 1c의 부위 A에서 누수가 발생된다. Specifically, FIG. 1A shows an axial planar shape of the bearing seal assembly, and FIG. 1B shows a front view of the bearing seal assembly. The specific views of FIGS. 1A and 1B are shown in FIG. 2, where a leak occurs in region A of FIG. 1C when the assembly is weakly sealed.

도 1b 및 도 2를 함께 참조하면, 베어링 샤프트(30)는 서로 이격적으로 설치되는 베어링들의 각 내경을 타이트하게 지지하며 단차부 및 플랜지부(25)를 가지고 있다. 베어링 리테이너부(20)는 상기 베어링 샤프트(30)에 설치된 상기 베어링들의 외경을 수용하기 위한 내경이 형성되고, 상기 베어링 샤프트(30)가 회전될 때 챔버 하우징에 플랜지(10)가 고정되는 구조이다. 여기서, 스프링(22)은 상기 베어링 리테이너부(20)에 상기 베어링 샤프트(30)가 탄력적으로 밀착되게 하는 역할을 하며, 누수 방지를 위한 씰링은 도 2에서 보여지는 바와 같이 패킹 기능을 갖는 고무에 의해 수행되었다. 그러므로, 고무가 경화될 경우에 틈새가 벌어지면 그 부분으로 누수가 생기게 되어 도 1c에서 보여지는 바와 같은 부위 A를 통하여 누설이 있게 된다. 1B and 2 together, the bearing shaft 30 tightly supports each inner diameter of the bearings spaced apart from each other, and has a stepped portion and a flange portion 25. The bearing retainer portion 20 has an inner diameter for accommodating the outer diameters of the bearings installed in the bearing shaft 30, and the flange 10 is fixed to the chamber housing when the bearing shaft 30 is rotated. . Here, the spring 22 serves to elastically close the bearing shaft 30 to the bearing retainer portion 20, the sealing for preventing leakage is in the rubber having a packing function as shown in FIG. Was performed. Therefore, when the rubber is hardened, a gap is formed, which causes leakage to occur in the portion, and leakage occurs through the portion A as shown in FIG. 1C.

결국, 상기한 바와 같은 종래의 베어링 씨일 조립체의 구조는 베어링 씨일 조립체 측으로부터의 잦은 누수에 기인하여 설비 로스가 증가되고 부품의 수명이 단축되는 문제점을 갖는다. As a result, the structure of the conventional bearing seal assembly as described above has the problem that the facility loss is increased and the life of the component is shortened due to frequent leakage from the bearing seal assembly side.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 소자 제조 장치에서의 베어링 씨일 조립체 구조를 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a bearing seal assembly structure in a semiconductor device manufacturing apparatus that can solve the above problems.

본 발명의 다른 목적은 베어링 씨일 조립체 측으로부터의 누수를 방지하고 설비 로스 감소를 도모하며 부품의 수명연장을 꾀할 수 있는 반도체 소자 제조 장 치에서의 베어링 씨일 조립체 구조를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a bearing seal assembly structure in a semiconductor device manufacturing apparatus which can prevent leakage from the bearing seal assembly side, reduce equipment loss and extend the life of the component.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 본 발명의 베어링 씨일 조립체 구조는, 이격적으로 설치되는 베어링들의 각 내경을 타이트하게 지지하며 단차부 및 플랜지부를 갖는 베어링 샤프트와; 상기 베어링 샤프트에 설치된 상기 베어링들의 외경을 수용하기 위한 내경이 형성되고, 상기 베어링 샤프트가 회전될 때 챔버 하우징에 플랜지가 고정되는 베어링 리테이너부와; 상기 베어링 샤프트의 단차부와 상기 베어링 리테이너부의 내경사이에 탄력적으로 설치되어 상기 베어링 샤프트가 회전시에 상기 베어링 샤프트의 단차부로부터 누수가 발생되는 것을 방지하기 위한 누수 방지 체결부를 구비한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above objects, the bearing seal assembly structure of the present invention comprises: a bearing shaft tightly supporting each inner diameter of the bearings spaced apart from each other and having a stepped portion and a flange portion; A bearing retainer portion having an inner diameter for accommodating the outer diameters of the bearings installed in the bearing shaft, and having a flange fixed to the chamber housing when the bearing shaft is rotated; It is elastically installed between the stepped portion of the bearing shaft and the inner diameter of the bearing retainer portion is provided with a leakage preventing fastening portion for preventing the leakage of water from the stepped portion of the bearing shaft when the bearing shaft is rotated.

바람직하기로, 상기 누수 방지 체결부는 오링 및 피크를 포함하며, 탄성 걸림 요홈부를 포함한다. 또한, 상기 베어링 샤프트의 일단에는 상기 베어링들중 하나가 축방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼가 더 설치될 수 있다. Preferably, the leakage preventing fastening portion includes an o-ring and a peak, and includes an elastic locking recess. In addition, a stopper may be further provided at one end of the bearing shaft to prevent one of the bearings from being axially separated.

상기한 장치 구성에 따르면, 베어링 씨일 조립체 측으로부터의 누수가 최소화 또는 방지되고 설비 로스가 감소되며 조립체 부품의 수명이 연장되는 효과가 있다. 또한, 설비 스톱에 기인하여 발생되는 제조 결함이 감소 또는 최소화되는 이점이 있다. According to the above device configuration, there is an effect that leakage from the bearing seal assembly side is minimized or prevented, equipment loss is reduced, and the life of the assembly parts is extended. In addition, there is an advantage that the manufacturing defects caused by the plant stop is reduced or minimized.

이하에서는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조 장치에서의 베어링 씨일 조립체 구조에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 비록 다 른 도면에 표시되어 있더라도 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 참조부호로서 나타나 있다. Hereinafter, a preferred embodiment of a bearing seal assembly structure in a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although shown in different drawings, components that perform the same or similar functions are denoted by the same reference numerals.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어링 씨일 조립체의 측면 및 단면을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a side and a cross section of a bearing seal assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 베어링 샤프트(25)는 서로 이격적으로 설치되는 베어링들의 각 내경을 타이트하게 지지하며 단차부 및 플랜지부를 가지고 있다. 베어링 리테이너부(50)는 상기 베어링 샤프트(25)에 설치된 상기 베어링들의 외경을 수용하기 위한 내경이 형성되고, 상기 베어링 샤프트(25)가 회전될 때 챔버 하우징에 플랜지(10)가 고정되는 구조이다. 여기서, 상기 베어링 샤프트(25)의 단차부와 상기 베어링 리테이너부(50)의 내경사이에 탄력적으로 설치되어 상기 베어링 샤프트(25)가 회전시에 상기 베어링 샤프트(25)의 단차부로부터 누수가 발생되는 것을 방지하기 위한 누수 방지 체결부(40)가 구비된다. 상기 누수 방지 체결부는 오링 및 피크(peek)를 포함하며, 탄성 걸림 요홈부를 포함한다. 따라서, 도 3과 같은 구조의 경우에는 도 2에서 보여지는 스프링이 제거될 수 있다. 또한, 상기 베어링 샤프트(25)의 반대측 일단에는 상기 베어링들중 하나가 축방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼(32)가 설치된다. Referring to FIG. 3, the bearing shaft 25 tightly supports each inner diameter of bearings spaced apart from each other, and has a stepped portion and a flange portion. The bearing retainer 50 has an inner diameter for accommodating the outer diameters of the bearings installed in the bearing shaft 25, and the flange 10 is fixed to the chamber housing when the bearing shaft 25 is rotated. . Here, it is elastically installed between the stepped portion of the bearing shaft 25 and the inner diameter of the bearing retainer portion 50 so that leakage occurs from the stepped portion of the bearing shaft 25 when the bearing shaft 25 is rotated. Leakage preventing fastening portion 40 is provided to prevent being. The leakage preventing fastening part includes an o-ring and a peak and includes an elastic locking recess. Therefore, in the case of the structure as shown in FIG. 3, the spring shown in FIG. 2 may be removed. In addition, one end of the bearing shaft 25 is provided with a stopper 32 for preventing one of the bearings from being axially separated.

결국, 피크에 의해 씰링이 수행되므로 씰링 기능이 강화되어 종래의 경우에 비해 누수가 발생될 확률이 감소된다. As a result, since the sealing is performed by the peaks, the sealing function is enhanced, thereby reducing the probability of leakage.

상기한 베어링 씨일 장치 구성에 따르면, 베어링 씨일 조립체 측으로부터의 누수가 최소화 또는 방지되고 설비 로스가 감소되며 조립체 부품의 수명이 연장된 다. 따라서, 설비 스톱에 기인하여 발생되는 제조공정의 로스가 감소 또는 최소화되므로 물리적기상증착 공정의 신뢰성이 증대된다. According to the bearing seal device configuration described above, leakage from the bearing seal assembly side is minimized or prevented, equipment losses are reduced, and the life of the assembly parts is extended. Therefore, the loss of the manufacturing process caused by the equipment stop is reduced or minimized, thereby increasing the reliability of the physical vapor deposition process.

상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 누수 방지 체결부의 세부적 구조나 사이즈를 변경할 수 있음은 물론이다. In the above description, the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, for example. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention. . For example, in the case of different matters, it is a matter of course that the detailed structure or size of the leakage preventing fastening portion can be changed.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기한 장치 구성에 따르면, 베어링 씨일 조립체 측으로부터의 누수가 최소화 또는 방지되고 설비 로스가 감소되며 조립체 부품의 수명이 연장되는 효과가 있다. 또한, 설비 스톱에 기인하여 발생되는 제조공정의 로스가 감소 또는 최소화되어 기상증착 공정의 신뢰성이 증대되는 장점이 있다. According to the present invention as described above, according to the above apparatus configuration, there is an effect that the leakage from the bearing seal assembly side is minimized or prevented, the equipment loss is reduced, and the life of the assembly parts is extended. In addition, there is an advantage that the loss of the manufacturing process caused by the equipment stop is reduced or minimized to increase the reliability of the vapor deposition process.

Claims

In the bearing seal assembly structure in the semiconductor device manufacturing apparatus:

A bearing shaft which tightly supports each inner diameter of the bearings spaced apart from each other and has a stepped portion and a flange portion;

A bearing retainer portion having an inner diameter for accommodating the outer diameters of the bearings installed in the bearing shaft, and having a flange fixed to the chamber housing when the bearing shaft is rotated;

It is elastically installed between the stepped portion of the bearing shaft and the inner diameter of the bearing retainer portion is provided with a leakage preventing fastening portion for preventing the leakage of water from the stepped portion of the bearing shaft when the bearing shaft is rotated. Bearing seal assembly structure in a semiconductor device manufacturing apparatus.

2. The bearing seal assembly structure of claim 1, wherein the leakage preventing fastening part includes an O-ring and a peak.

2. The bearing seal assembly structure of claim 1, wherein the leakage preventing fastening part includes an elastic locking recess.

The bearing seal assembly structure of claim 1, further comprising a stopper installed at one end of the bearing shaft to prevent one of the bearings from axially deviating.