KR20070051222A - 화학기상증착장치 - Google Patents

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Abstract

로딩 영역을 수냉식으로 냉각시키는 화학기상증착장치가 개시된다. 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 보트가 화학기상증착을 수행하는 반응 챔버로 로딩되는 경우, 로딩 영역의 온도는 상승하여 센서 또는 증폭기가 열화 또는 파손되어 원하지 않는 파티클이 발생되는 것을 방지하기 위해 냉각 부재가 구비된다. 또한, 웨이퍼 보트가 반응 챔버로부터 언로딩되는 경우, 로딩 영역에서의 온도 상승을 방지하기 위해 냉각 부재가 구비된다. 냉각 부재는 하우징의 내벽에 구비되어 수냉식으로 로딩 영역을 냉각한다.

Description

화학기상증착장치{Apparatus of performing Chemical Vapor Deposition}
도 1은 종래 기술에 따른 화학기상증착장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 상기 도 1의 웨이퍼 이송 부재를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학기상증착장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3에 도시된 냉각 부재를 도시한 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
400 : 반응 챔버 500 : 로딩 영역
520 : 웨이퍼 보트 540 : 웨이퍼 이송 부재
560 : 지지대 580 : 이동 제어부
600 : 냉각 부재 700 : 하우징
본 발명은 화학기상증착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로딩 영역내에 냉각 수단을 구비하는 화학기상증착장치에 관한 것이다.
화학기상증착장치는 반도체 제조공정에서 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition;CVD)을 수행하는 장치이다. 상기 화학기상증착은 반응가스 간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼의 표면에 증착하여 절연성이나 전도성 박막을 형성하는 공정이다.
이러한 화학기상증착은 세부 기술에 따라, APCVD(Atmospheric Pressure CVD), LPCVD(Low Pressure CVD) 및 PECVD(Plasma-enhanced CVD)로 나누어진다.
APCVD는 상압에서 반응이 이루어지는 것으로 TEOS 산화막을 형성하는데 사용된다. 또한, LPCVD는 진공을 이용한 낮은 기압에서 화학반응을 이용하여 증착하는 방법이며, 열산화막, 실리콘질화막 및 폴리실리콘막 등을 형성하는데 사용된다. 또한, PECVD는 화학반응에 있어서 자연적인 반응이 용이하지 않거나 고온이 요구되는 경우에 전원을 인가하여 전기적으로 반응기체를 이온, 전자, 활성종 등의 플라즈마로 분해하여 반응을 일으키는 방법이다.
도 1은 종래 기술에 따른 화학기상증착장치를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 화학기상증착장치는 반응 챔버(100), 로딩 영역(200) 및 하우징(300)으로 구성된다.
반응 챔버(100)는 화학기상증착을 수행하는 챔버로서 낮은 기압하에서 반응 가스를 투입하여 웨이퍼에 막질을 형성한다. 상기 반응 챔버는 쿼츠(Quartz) 등의 재질로 이루어진다.
로딩 영역(200)은 웨이퍼를 외부로부터 인입 또는 배출하거나, 웨이퍼를 상 기 반응 챔버(100)로 투입 또는 배출한다. 따라서, 상기 로딩 영역(200)에는 웨이퍼를 탑재하여 반응 챔버(100)로 투입하는 웨이퍼 보트(220), 웨이퍼를 탑재하여 이송시키는 웨이퍼 이송 부재(240), 상기 웨이퍼 이송 부재(240)를 지지하는 지지대(260), 상기 지지대(260)의 회전 운동을 제어하는 이동 제어부(280)가 구비된다.
하우징(300)은 상기 반응 챔버(100)와 로딩 영역(200)을 감싸면서 형성된다. 또한, 하우징(300)의 내벽 또는 외벽에는 웨이퍼를 탑재하고 있는 웨이퍼 케리어(290)가 구비된다.
먼저, 웨이퍼 케리어(290)에 구비된 웨이퍼는 웨이퍼 이송 부재(240)에 탑재된다. 탑재된 웨이퍼는 지지대(260)의 회전 운동 및 웨이퍼 이송 부재(240)의 직선 운동에 의해 상기 웨이퍼 보트(220)에 근접된 위치로 이동되고 웨이퍼 보트(220)에 탑재된다.
웨이퍼 보트(220)에 웨이퍼들의 탑재가 완료되면, 웨이퍼 보트(220)는 반응 챔버(100)로 이동된다. 상기 반응 챔버(100)에서 화학기상증착이 수행되면, 웨이퍼 보트(220)는 반응 챔버(100)로부터 이탈되고, 다시 웨이퍼 이송 부재(240)에 탑재되어 웨이퍼 케리어(290)로 이동된다.
웨이퍼를 탑재하여 이동시키기 위해서 상기 웨이퍼 이송 부재(240)는 웨이퍼의 유무를 감지하는 센서를 가져야 한다. 즉, 웨이퍼 이송 부재(240)에 부착된 센서에 의해 웨이퍼의 유무는 확인되고, 웨이퍼는 탑재되고 이동된다.
도 2는 종래 기술에 따라 상기 도 1의 웨이퍼 이송 부재를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 이송 부재(240)는 포크(241), 포크 이송부(243), 센서(245) 및 증폭기(247)를 가진다.
포크(241)는 웨이퍼를 탑재하며, 포크 이송부(243)는 상기 도 1의 지지대(260)를 이동한다. 또한, 센서(245)는 웨이퍼의 유무를 감지하여 포크(241)가 웨이퍼를 탑재하는 동작시, 오류없이 정확하게 웨이퍼를 탑재하게 한다. 또한, 증폭기(247)는 센서에 의해 감지된 신호를 증폭하여 포크 이송부(243)의 이동 동작을 제어한다.
상기 도 1에서 화학기상증착이 완료된 경우, 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 보트(220)는 상기 반응 챔버(100)로부터 로딩 영역(200)으로 이동한다. 로딩 영역(200)으로 이동시, 반응 챔버(100)의 개폐 동작을 수행하는 셔터는 오픈되며, 오픈된 셔터를 통해 고온 상태의 반응 챔버(100)의 분위기는 로딩 영역으로 전달된다. 따라서, 웨이퍼 보트(220)가 로딩 영역(200)으로 이동될 때, 로딩 영역(200)의 온도는 상승한다.
상승된 로딩 영역(200)의 온도에 의해 상기 도 2의 증폭기(247)는 열화된다. 즉, 고분자 재질로 패키징된 증폭기(247)가 높은 온도에서 연소되는 문제가 발생된다. 증폭기(247)가 연소되는 경우, 로딩 영역(200) 내부에는 다량의 파티클이 발생된다. 또한, 웨이퍼 보트(220)가 반응 챔버(100) 내부로 이동되는 경우, 파티클도 함께 상기 반응 챔버(100)로 유입되므로 화학기상증착시 증착 불량을 발생시키는 일 요인이 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로딩 영역이 냉각되는 화학기상증착장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로딩된 웨이퍼에 대한 화학기상증착을 수행하기 위한 반응 챔버; 상기 웨이퍼를 반응 챔버로 로딩하거나 상기 반응 챔버로부터 언로딩하기 위한 로딩 영역; 상기 반응 챔버 및 로딩 영역을 감싸는 하우징; 및 하우징의 내벽에 구비되고, 상기 로딩 영역을 수냉식으로 냉각시키기 위한 냉각 부재를 포함하는 화학기상증착장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화학기상증착장치를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 화학기상증착장치는 반응 챔버(400), 로딩 영역(500), 냉각 부재(600) 및 하우징(700)으로 구성된다.
반응 챔버(400)는 화학기상증착을 수행하는 챔버로서 낮은 기압하에서 반응 가스를 투입하여 웨이퍼에 막질을 형성한다. 상기 반응 챔버는 쿼츠(Quartz) 등의 재질로 이루어진다.
로딩 영역(500)은 웨이퍼를 외부로부터 인입 또는 배출하거나, 웨이퍼를 상 기 반응 챔버(400)로 투입 또는 배출한다. 상기 로딩 영역(500)에는 웨이퍼 보트(520), 웨이퍼 이송 부재(540), 지지대(560) 및 이동 제어부(580)가 구비된다.
상기 웨이퍼 보트(520)는 웨이퍼를 탑재하고, 반응 챔버(400)로 이동하거나, 반응 챔버(400)로부터 로딩 영역(500)으로 이동된다. 상기 웨이퍼 보트(520)에 웨이퍼를 탑재하거나, 탑재된 웨이퍼를 웨이퍼 보트(520)로부터 이탈시키는 동작은 웨이퍼 이송 부재(540)에 의해 수행된다.
웨이퍼 이송 부재(540)는 웨이퍼 보트(520)와 웨이퍼 케리어(590) 사이에 배치되고, 웨이퍼 보트(520)와 웨이퍼 케리어(590) 사이의 웨이퍼 이송 동작을 수행한다. 이를 위해 상기 웨이퍼 이송 부재(540)는 웨이퍼를 탑재하는 포크(541), 지지대(560)를 직선운동하는 포크 이송부(542), 웨이퍼의 존재를 감지하기 위한 센서(545) 및 센서(545)로부터 감지된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(547)를 가진다. 상기 센서(547)는 광센서(Photo Sensor) 또는 광섬유센서(Optical Fiber Sensor)로 구성됨이 바람직하다.
상기 지지대(560)는 상기 웨이퍼 이송 부재를 지지(540)하고, 상부에 구비된 웨이퍼 이송 부재(540)가 직선 운동을 수행하도록 한다. 또한, 상기 지지대(560)는 상하 운동을 통해 웨이퍼 이송 부재(540)가 웨이퍼 보트(520) 또는 웨이퍼 케리어(590)의 웨이퍼를 탑재하도록 한다. 또한, 상기 지지대(560)는 상하 운동을 통해 웨이퍼 이송 부재(540)가 웨이퍼를 상기 웨이퍼 보트(520) 또는 웨이퍼 케리어(590)에 탑재하도록 한다.
상기 이동 제어부(580)는 상기 지지대(560)의 상하 운동 또는 회전 운동을 제어한다. 따라서, 상기 이동 제어부(580)는 지지대(560)를 동작하기 위한 별도의 동력 수단을 내부에 구비한다.
상기 냉각 부재(600)는 수냉식의 구성을 가지며, 로딩 영역(500)의 온도가 상승하여 상기 웨이퍼 이송 부재(540)의 증폭기(547) 또는 센서(545)가 파손되는 것을 방지한다. 또한, 상기 냉각 부재(600)는 하우징(700)의 내벽에 구비된다. 즉, 웨이퍼 보트(520)가 반응 챔버(400)로 투입되는 로딩 동작 또는 웨이퍼 보트(520)가 반응 챔버(400)로부터 이탈되는 언로딩 동작시 반응 챔버(400) 내부의 온도는 로딩 영역으로 전달된다. 따라서, 로딩 영역의 온도는 상승하는데 상기 냉각 부재(600)는 로딩 영역(600)의 온도가 상승되는 것을 저지하여 웨이퍼 이송 부재(540)의 증폭기(547) 또는 센서(545)가 파손되는 것을 방지한다.
하우징(700)은 상기 반응 챔버(400)와 로딩 영역(500)을 감싸면서 형성된다. 또한, 하우징(700)의 내벽 또는 외벽에는 웨이퍼를 탑재하고 있는 웨이퍼 케리어(590)가 구비된다.
먼저, 웨이퍼 케리어(590)에 구비된 웨이퍼는 웨이퍼 이송 부재(540)에 탑재된다. 탑재된 웨이퍼는 지지대(560)의 회전 운동 및 웨이퍼 이송 부재(540)의 직선 운동에 의해 상기 웨이퍼 보트(520)에 근접된 위치로 이동되고 웨이퍼 보트(520)에 탑재된다.
웨이퍼 보트(520)에 웨이퍼들의 탑재가 완료되면, 웨이퍼 보트(520)는 반응 챔버(500)로 로딩된다. 상기 반응 챔버(500)에서 화학기상증착이 수행되면, 웨이퍼 보트(520)는 반응 챔버(400)로부터 언로딩되고, 다시 웨이퍼 이송 부재(540)에 탑 재되어 웨이퍼 케리어(590)로 이동된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 3에 도시된 냉각 부재를 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 냉각 부재(600)는 냉각 블레이드(610) 및 냉각 튜브(630)를 가진다.
냉각 튜브(630)에는 냉각액이 유입되고, 냉각 튜브(630)를 흐르면서 로딩 영역(500)을 냉각한다.
또한, 냉각 블레이드(610)는 냉각이 수행되는 영역을 한정할 수 있다. 즉, 수평 방향으로 배치된 냉각 블레이드(610)의 면을 상향시키거나 하향시킴을 통해 로딩 영역(500)의 상부 또는 로딩 영역(500)의 하부를 선택적으로 냉각시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 냉각 블레이드(610)는 그 면이 연속적으로 상향되고, 하향되는 동작을 반복하여 로딩 영역(500)의 상부 및 하부를 균등하게 냉각시킨다.
또한, 상기 냉각 블레이드는 수직으로 배열될 수 있다. 즉, 수직으로 배열된 냉각 블레이드의 면을 좌우 방향으로 순차적으로 회전시켜서, 로딩 영역의 좌우 영역을 균등하게 냉각시킬 수 있다.
상기 도 4에서 도시되지 아니하였으나, 상기 냉각 블레이드의 제1 열은 수평으로 배열되고, 제2 열은 수직으로 배열될 수도 있다. 즉, 수평으로 배열된 제1 열의 냉각 블레이드는 로딩 영역의 상부 및 하부를 균등하게 냉각시키고, 수직으로 배열된 제2 열은 로딩 영역의 좌우를 균등하게 냉각시킬 수 있다. 따라서, 로딩 영역은 전체적으로 균일하게 냉각될 수 있다.
특히, 상기 냉각 블레이드는 상기 도 3에서 웨이퍼 이송 부재의 상하 이동에 따라 냉각 영역을 조절함이 바람직하다. 즉, 지지대가 웨이퍼 이송 부재를 상승시키는 경우, 상기 냉각 블레이드는 로딩 영역의 상부 공간을 냉각하도록 구비되고, 지지대가 웨이퍼 이송 부재를 하강시키는 경우, 상기 냉각 블레이드는 로딩 영역의 하부 공간을 냉각하도록 구비된다. 즉, 상기 냉각 블레이드는 냉각 튜브의 냉기가 상기 냉각 블레이드의 증폭기에 직접 영향을 미칠 수 있도록 냉각 영역을 한정할 수 있다.
따라서, 로딩 영역에서의 온도 상승에 따른 증폭기의 연소를 방지하여, 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼가 로딩 또는 언로딩되는 로딩 영역을 냉각 부재를 이용하여 냉각시킨다. 따라서, 웨이퍼가 반응 챔버로 로딩 또는 언로딩되는 경우, 로딩 영역의 온도가 상승하여 증폭기 등의 연소에 기인한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 로딩된 웨이퍼에 대한 화학기상증착을 수행하기 위한 반응 챔버;
    상기 웨이퍼를 반응 챔버로 로딩하거나 상기 반응 챔버로부터 언로딩하기 위한 로딩 영역;
    상기 반응 챔버 및 로딩 영역을 감싸는 하우징; 및
    하우징의 내벽에 구비되고, 상기 로딩 영역을 수냉식으로 냉각시키기 위한 냉각 부재를 포함하는 화학기상증착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 부재는,
    상기 로딩 영역 내에서 냉각이 수행되는 영역을 한정하기 위한 냉각 블레이드; 및
    냉각액이 유입되어 냉각을 수행하기 위한 냉각 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 블레이드는 수평 방향으로 배치되고, 상기 냉각 블레이드의 면이 연속적으로 상향 또는 하향되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 냉각 블레이드는 수직 방향으로 배치되고, 상기 냉각 블레이드의 면이 연속적으로 좌우로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 냉각 블레이드는 상기 웨이퍼 이송 부재의 이동에 상응하여 냉각 영역을 한정하는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 로딩 영역은,
    상기 웨이퍼를 탑재하여 상기 반응 챔버로 로딩 또는 언로딩하기 위한 웨이퍼 보트;
    상기 웨이퍼를 탑재하여 이송시키는 웨이퍼 이송 부재;
    상기 웨이퍼 이송 부재를 지지하는 지지대; 및
    상기 지지대의 회전 운동을 제어하는 이동 제어부를 구비하고,
    상기 웨이퍼 이송 부재는 웨이퍼의 유무를 감지하기 위해 광센서 또는 광섬유센서를 가지는 것을 특징으로 하는 화학기상증착장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112522681A (zh) * 2020-12-28 2021-03-19 宁波恒普真空技术有限公司 一种常压化学气相沉积设备

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CN112522681A (zh) * 2020-12-28 2021-03-19 宁波恒普真空技术有限公司 一种常压化学气相沉积设备

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