KR20080070893A - 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 중 금속유기 화학기상증착(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정에서 사용하는 기화 액상가스 운송장치의 가스라인을 전체적으로 일정온도로 균일하게 가열 유지시키는 기술로써, 기화장치에서 기화된 가스의 챔버로의 유입중 기화온도를 유지할 수 있도록 가스라인에 블록형 히터를 장착한 것이다. 본 발명은 또한 종래 실리콘 러버 히터 등에서 문제시되었던 온도 전달성 저하와 가스라인에 대한 밀착 불량으로 인한 온도 균일성의 문제 그리고 큰 부피로 인한 취급상의 제한에 관련된 문제점을 해소할 수 있도록 한 기술이다.

반도체 제조장치, 액상가스운송장치, 가스라인, 블록히터

Description

블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS HAVING GAS LINE MOUNTED WITH BLOCK HEATER}

도 1은 본 발명의 블록히터가 장착된 공압밸브 매니폴드(manifold)를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 블록히터가 장착된 공압밸브 매니폴드의 블록히터 단면도.

도 3은 본 발명의 블록히터가 장착된 가스라인의 블록히터 단면도.

도 4는 공압밸브 매니폴드 부위에 장착된 블록히터의 측면도.

도 5는 가스라인 부위에 장착된 블록히터의 측면도.

도 6은 블록히터의 엇갈림 결합 구조도.

도 7은 Insert를 삽입한 VCR fitting을 나타낸 부분 단면도.

도 8은 도 7의 A-A선 단면도.

도 9는 원통형 구조의 블록히터 구조도.

도 10은 원통형 구조의 블록히터 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공압밸브 2 : 공압밸브 매니폴드(manifold)

3 : VCR 피팅(fitting) 4 : 공압밸브 매니폴더용 블록히터

5 : 가스라인 6 : 가스라인용 블록히터

7 : 카트리지 열선 8 : 마이크로 쉬즈 열선

9 : 써모커플 10 : 바이메탈

11 : 캐치 클립 12 : 엇갈림 구조

13 : 인써트블록(Insert block) 14 : Male VCR fitting

15 : Female VCR fitting 16 : 체결 클램프(clamp)

17 : 원통구조의 블록히터

본 발명은 반도체 제조공정 중 금속유기 화학기상증착(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정에서 사용하는 기화 액상가스 운송장치의 가스라인 및 공압밸브 매니폴드 등을 일정온도로 균일하게 가열 유지하여 기화장치에서 기화된 가스의 챔버로의 유입 중 기화온도를 유지시킴으로써 반도체 제조효율을 향상시킬 수 있도록 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 종래 실리콘 러버(rubber) 히터 등에서 문제시되었던 온도 전달성 저하와 가스라인에 대한 밀착 불량으로 인한 온도 균일성의 문제 그리고 큰 부피로 인한 취급상의 제한에 관련된 문제점을 완전히 제거할 수 있도록 블록히터 가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중 화학기상증착 공정에서 사용하는 액상 소스로부터 기화된 가스는 기화장치에서 챔버로의 유입 중 기화 온도를 유지하지 못하면 상기 기화된 가스가 다시 액화되어 가스라인의 막힘 현상과 불량 입자(particle)를 유발함으로써 공정에 큰 문제점을 야기하게 된다.

그러므로 기화장치로부터 공정이 이루어지는 챔버까지의 유로인 가스라인 전체에 있어 국부적인 온도 차이가 발생하지 않도록 균일 온도로 유지시키는 것이 매우 중요하다.

그럼에도 불구하고 종래 가스라인 가열을 위해 사용하던 실리콘 러버 히터 및 밴드히터 등은 히터 재질의 열전도율이 좋지 않을 뿐만 아니라, 가스라인에 대한 밀착성 저하로 인해 가스라인 전체에 대한 균일한 온도 전달이 이루어지지 못하여 열 손실 및 국부적인 온도차 발생을 야기함으로써 결과적으로 반도체 제조효율을 저하시키는 주요한 원인이 되어 왔다.

이와 같은 현상은 기화된 액상 가스가 기화온도를 유지하지 못하는 원인이 되어 결국 양품의 반도체 제조를 저해하는 결과를 초래하였던 것이다.

또한 종래 가스라인 가열에 사용하던 상기 실리콘 러버 히터 및 밴드히터 등은 그 부피가 커서 제한된 공간에서의 사용이 어렵고 취급이 불편할 뿐만 아니라, 열선의 불량 발생시 불량부분에 대한 국부적인 조치가 불가능하여 전체를 교환해야 하므로 원가측면에서도 심각한 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 반도체 제조공정에 사용하는 히터에 관련된 여러 가지 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 가스라인 전체를 일정하고 균일한 온도로 가열 유지시킴으로써 기화온도의 유지에 의해 반도체 제조효율을 향상시킬 수 있도록 한 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 체적을 최소화한 블록히터를 가스라인에 장착하여 취급이 용이하고 제한된 공간에서의 사용이 용이하도록 한 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치는 공압밸브와 가스라인은 각각 전체둘레에 걸쳐 균일한 온도전달이 가능하도록 블록히터가 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 온도 전달이 우수한 알루미늄 재질로 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 그 내부에 마이크로 쉬즈 열선 혹은 카트리지 열선이 삽입 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 피가열체의 가열부위에 대한 균일한 온도전달이 가능하도록 두 개의 대칭 구조로 피가열체에 밀착 조립된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 피가열체에 대한 정확한 온도전달이 가능하도록 발열 온도를 제어용 써모커플이 부착 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 캐치클립에 의해 피가열체에 조립결합된 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명의 블록히터는 과열방지용 바이메탈이 부착 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 대칭되는 두 개의 블록에 각각 마이트로 쉬즈 열선을 삽입하여 균일한 온도 전달이 가능토록 하고, 블록히터의 길이에 따라 단독 또는 직렬 연결하여 안정적인 열량을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 조립시 얼라인(align)이 용이하고, 면접촉을 최대화하여 외부로의 열손실을 방지할 수 있도록 모두 엇갈림 구조인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 대칭형 구조의 블록히터는 클램프와 캐치 클립을 사용하여 결합되며, Φ1.6 마이크로 쉬즈 열선을 사용하여 블록히터를 최소화하고, 최소화된 블록히터의 결합은 클램프 방식으로 체결하여 작은 크기의 원통형 블록히터도 안정적인 체결 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 블록히터는 VCR fitting 부위까지 가열하여 육각인 VCR fitting에 면접촉을 최대화함으로써 효과적인 열전달을 위해 인서트 블록을 삽입하고, 인써트 블록은 VCR fitting의 조임 방향에 따라 외곽 육각의 방향이 일치하지 않는 점을 고려하여 male VCR fitting 부분과 female VCR fitting 부분의 인써트 블록을 각각 분리하여 삽입한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 블록히터가 장착된 공압밸브 매니폴드(manifold)를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 블록히터가 장착된 공압밸브 매니폴드의 블록히터 단면도, 도 3은 본 발명의 블록히터가 장착된 가스라인의 블록히터 단면도, 도 4는 공압밸브 매니폴드 부위에 장착된 블록히터의 측면도, 도 5는 가스라인 부위에 장착된 블록히터의 측면도, 도 6은 블록히터의 엇갈림 결합 구조도, 도 7은 Insert를 삽입한 VCR fitting을 나타낸 부분 단면도, 도 8은 도 7의 A-A선 단면도, 도 9는 원통형 구조의 블록히터 구조도, 도 10은 원통형 구조의 블록히터 측면도이다.

본 발명의 공압밸브 매니폴더용 블록히터(4), 가스라인용 블록히터(6) 및 원통구조의 블록히터(17)의 명칭을 블록히터로 통일 기재하고 각각의 블록히터 기호(4)(6)(17)만을 달리 기재한다.

본 발명은 도 1 내지 도 3, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 공압밸브(1) 부분과 가스라인(5) 부분에 대하여 전체적으로 밀착 감싸는 형태의 블록히터(4)(6)(17)를 장착한다.

상기 블록히터(4)(6)(17)는 온도 전달특성이 우수한 알루미늄 재질로 제조되고, 표면은 내식성, 내마모성에 강하도록 하드 아노다이징 처리한다.

또한 상기 블록히터(4)(6)(17)는 그 체적을 최소화하여 제한된 공간에서의 취급이 용이하도록 마이크로 쉬즈 열선(8)과 카트리지 열선(7)을 내부에 삽입하여 히터 자체가 전체적으로 균일한 온도를 가짐으로써 피가열체인 가스라인(5) 및 공압밸브 매니폴드(2) 부분에도 균일한 온도 전달이 가능하도록 한다.

또한 상기 블록히터(4)(6)(17)는 20 ~ 300℃의 온도범위에서 정확한 온도 제어가 가능한 써모커플(9)을 일정부분에 부착하여 상기 가스라인(5)에 대한 균일한 온도전달에 의해 막힘 현상과 파티클(particle) 유발을 방지토록 한다.

상기 블록히터(4)에 삽입한 카트리지 열선(7)은 최소 체적을 갖는 히터 몸체에 취부하여 안정적인 열량을 갖도록 동일 열량을 가진 카트리지 열선을 직렬연결 구성한다.

또한 도 4, 도 5 및 도 9에 도시한 바와 같이 본 발명의 블록히터(4)(6)(17)는 두 개가 대칭으로 조립되어 피가열체에 대해 균일하게 밀착시킬 수 있다.

이때 블록히터(4)(6)(17)가 피가열체에 대해 밀착된 상태에서 조립이 용이하도록 캐치 클립(11)(catch clip)을 사용하여 조립하며, 일정부분에는 온도 제한용 바이메탈(10)을 구성하여 상기 써모커플(9)에 의한 온도제어범위를 초과하여 과열되는 것을 방지하도록 한다.

도 3은 공압밸브가 부착되지 않는 가스라인(5)의 블록히터(6)를 도시한 것으로써, 상기 블록히터(4)와 비교하여 카트리지 열선(7) 대신 마이크로 쉬즈 열선(8)을 사용하는 점 이외에는 동일한 구조로 되어 있다.

상기 가스라인(5)에 장착되는 블록히터(6)는 상기 블록히터(4) 보다 긴 구조로 되어 있어 그 내부에 대한 상기 카트리지 열선(7) 삽입에 제한을 받을 수 있으므로 도 3에서와 같이 마이크로 쉬즈 열선(8)을 삽입하여 히터 본체를 가열함으로 써 히터 자체가 균일한 온도를 얻을 수 있도록 한다.

본 발명의 블록히터(6)는 Φ1.6의 마이크로 쉬즈 열선(8)을 사용하여 블록히터(6)의 체적을 최소화한다.

본 발명의 블록히터(6)는 도 5에 도시한 바와 같이 대칭되는 두 개의 블록에 각각 마이크로 쉬즈 열선(8)을 삽입하여 균일한 온도를 전달할 수 있으며 블록히터(6)의 길이에 따라 단독 또는 직렬 연결하여 안정적인 열량을 발생할 수 있도록 한다.

한편 공간적 제한이 심한 경우 및 가스라인(5)이 상당히 길어 블록히터(6) 자체 하중을 받을 경우 블록히터(6)의 체적 및 하중을 최소화 할 수 있도록 도 9에 도시한 바와 같이 원통형의 블록히터(17)를 사용한다.

이때 대칭형 구조의 블록히터(17)는 클램프(16)와 캐치 클립(11)을 사용하여 결합된다. 그 내부에는 Φ1.6 마이크로 쉬즈 열선(8)을 삽입함으로써 블록히터(17)를 최소화 할 수 있으며, 최소화된 블록히터(17)의 결합도 클램프 방식(16)을 이용하여 체결함으로써 작은 크기의 원통형 블록히터(17)도 안정적인 체결상태를 유지토록 한다.

도 7은 인써트 블록(13)을 삽입한 VCR fitting(3) 부위의 블록히터 부분 단면도로써, 블록히터(4)(6)에 의해 VCR fitting(3) 부위까지 가열토록 한 것으로 육각인 VCR fitting(3)에 대한 면접촉을 최대화하여 효과적인 열전달을 위해 인써트 블록(13)을 삽입한다.

상기 인써트 블록(13)은 VCR fitting의 조임 방향에 따라 외곽 육각의 방향 이 일치하지 않는 점을 고려하여 male VCR fitting(14) 부분과 female VCR fitting(15) 부분의 인써트 블록(13)을 각각 분리하여 삽입한다.

상기 인써트 블록(13), male VCR fitting(14) 및 female VCR fitting(15)과 블록히터(4)(6)와의 결합관계는 도 8에 도시한 바와 같이 구성되며, male VCR fitting(14)부분과 female VCR fitting(15)부분의 결합관계는 도 8의 단면도와 동일하게 구성된다.

상기 설명된 블록히터(4)(6)(17)는 모두 도 6에 도시한 바와 같이 엇갈림 구조(12)로 되어 있어 조립시 얼라인(align)이 용이할 뿐만 아니라, 면접촉을 최대화하여 외부로의 열손실을 방지할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적사상의 범주내에서는 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 블록히터에 따르면, 종래에 비해 일정하고 균일한 온도로 가스라인(5)을 가열하여 기화된 가스를 보다 효율적으로 챔버로 이동시킴으로써 반도체 제조효율을 향상시킴은 물론, 마이크로 쉬즈 열선(8) 및 카트리지 열선(7)을 삽입하여 블록히터(4)(6)(17)의 체적을 최소화함으로써 공간적 제한의 단점을 극복할 수 있는 등 커다란 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 공압밸브(1) 부분과 가스라인(5) 부분은 각각 전체둘레에 걸쳐 균일한 온도전달이 가능하도록 블록히터(4)(6)(17)가 장착된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 온도 전달이 우수한 알루미늄 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 그 내부에 마이크로 쉬즈 열선(8) 혹은 카트리지 열선(7)이 삽입 구성된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 피가열체(공압밸브 부분과 가스라인 부분)의 가열부위에 대한 균일한 온도전달이 가능하도록 두 개의 대칭 구조로 피가열체에 밀착 조립된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 피가열체에 대한 정확한 온도전 달이 가능하도록 발열온도 제어용 써모커플이 부착 구성된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 캐치클립(11)에 의해 피가열체에 조립 결합된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 과열방지용 바이메탈이 부착 구성된 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(6)는 대칭되는 두 개의 블록에 각각 마이크로 쉬즈 열선(8)을 삽입하여 균일한 온도 전달이 가능토록 하고, 블록히터(6)의 길이에 따라 단독 또는 직렬 연결하여 안정적인 열량을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)(17)는 조립시 얼라인(align)이 용이하고, 면접촉을 최대화하여 외부로의 열 손실을 방지할 수 있도록 모두 엇갈림 구조(12)인 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 대칭형 구조의 블록히터(17)는 클램프(16)와 캐치 클립(11)을 사용하여 결합되며, Φ1.6 마이크로 쉬즈 열선(8)을 사용하여 블록히터(17)를 최소화하고, 최소화된 블록히터(17)의 결합은 클램프 방식(16)으로 체결하여 작은 크기의 원통형 블록히터(17)도 안정적인 체결 구조를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 블록히터(4)(6)는 VCR fitting(3) 부위까지 가열하여 육각인 VCR fitting에 면접촉을 최대화함으로써 효과적인 열전달을 위해 인서트 블록(13)을 삽입하고, 인써트 블록(13)은 VCR fitting의 조임 방향에 따라 외곽 육각의 방향이 일치하지 않는 점을 고려하여 male VCR fitting(14) 부분과 female VCR fitting(15) 부분의 인써트 블록(13)을 각각 분리하여 삽입한 것을 특징으로 하는 블록히터가 장착된 가스라인을 갖는 반도체 제조장치.

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