KR20090131769A - 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 머플존 내에 발생하는 파우더를 원활하게 제거해줌과 아울러 일정한 온도를 유지시켜줌으로써 공정에러를 방지할 수 있도록 한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 관한 것이다. 이를 실현하기 위한 본 발명은 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 공정에서 머플존 내부의 스테이지에 발생하는 파우더를 제거하기 위한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 있어서, 상기 스테이지의 길이방향으로 복수개 이격되게 형성된 열공급용 관통공의 하부에 각각 설치되는 몸체하우징과, 상기 몸체하우징의 바닥면에 형성되어 열원으로 작용하는 히팅라인과, 상기 히팅라인 사이사이에 복수개 형성되어 진공압을 이용해 파우더를 배출시키는 배출공으로 이루어진 가열수단; 상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 배출공 측으로 하향 분사시켜 파우더를 유도배출시키는 제1분사노즐; 상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 열공급용 관통공 측으로 상향 분사시켜 파우더의 고착을 방지하는 제2분사노즐; 및 상기 제1, 2분사노즐에 질소를 공급하는 질소공급부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

화학 기상 증착, 머플존, 파우더, 질소분사

Description

화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치{Apparatus for removing powder in muffle zone}

본 발명은 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 머플존 내에 발생하는 파우더를 원활하게 제거할 수 있도록 한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 관한 것이다.

반도체 제조공정 중에 금속막 또는 절연막 등을 기판 위에 형성시키기 위한 공정으로 증착 공정이 있다. 이 증착 공정에는 플라즈마(Plasma)를 이용하는 방법, 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, 이하, CVD) 등 여러 가지 증착법이 이용되며, 그 중에서 CVD는 형성하려고 하는 막의 종류 및 증착 목적에 따라 상압 화학 기상 증착법(APCVD), 감압 화학 기상 증착법(LPCVD), 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD) 등이 이용되는데, 상기와 같은 CVD의 증착설비에 있어서도 여러 가지 종류가 이용되고 있으며, 그 중 한가지가 컨베이어 방식이다.

도 1은 종래 컨베이어 방식의 화학 기상 증착 설비의 내부구성도이고, 도 2는 종래 화학 기상 증착 설비 내부의 머플존을 보여주는 평면도이다.

도 1을 참조하면, 각 구간에 배치된 복수의 롤러(1)가 구동부(10)의 동력을 전달받아 컨베이어 벨트(B)를 일측방향으로 회전시키게 되고, 상기 컨베이어 벨트(B)의 일측 상면에는 순차적으로 웨이퍼(W)가 로딩된다. 상기 로딩된 웨이퍼(W)는 컨베이어 벨트(B)에 의해 머플존(Muffle Zone)(20)을 통과하게 되면서 웨이퍼(W)의 상측에 설치된 인젝터(미도시)에서 분사되는 공정가스(Process Gas)에 의해 증착 공정이 수행된다.

도 2를 참조하면, 상기 머플존(20)에는 웨이퍼(W) 이송방향으로 스테이지(21)가 마련되고, 상기 스테이지(21)의 상면에는 이송되는 웨이퍼(W)의 저면에 열을 전달하여 웨이퍼(W)의 원활한 증착 환경을 조성해줄 수 있도록 복수의 열공급용 관통공(23)이 이격되게 형성된다.

이와 같은 구성의 머플존(20)에서 증착되는 막질은 웨이퍼(W) 상에만 한정되는 것이 아니라 일측 방향으로 회전하는 컨베이어 벨트(B)를 포함한 머플존(20) 내의 전 영역에 무분별하게 형성된다.

상기 막질은 새로 투입되는 웨이퍼(W)를 오염시키는 파우더(Powder)의 원인이 되고, 이러한 다량의 파우더가 열공급용 관통공(23)에 고착되어 막히게 되는 경우 공정에러가 발생하게 되는 원인이 되고, 결국 반도체 소자의 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 머플존 내에 발생하는 파우더를 원활하게 제거해줌과 아울러 일정한 온도를 유지시켜줌으로써 공정에러를 방지할 수 있도록 한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치는, 컨베이어 벨트에 의해 순차적으로 이송되는 복수의 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 공정에서 머플존 내부의 스테이지에 발생하는 파우더를 제거하기 위한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 있어서, 상기 스테이지의 길이방향으로 복수개 이격되게 형성된 열공급용 관통공의 하부에 각각 설치되는 몸체하우징과, 상기 몸체하우징의 바닥면에 형성되어 열원으로 작용하는 히팅라인과, 상기 히팅라인 사이사이에 복수개 형성되어 진공압을 이용해 파우더를 배출시키는 배출공으로 이루어진 가열수단; 상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 배출공 측으로 하향 분사시켜 파우더를 유도배출시키는 제1분사노즐; 상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 열공급용 관통공 측으로 상향 분사시켜 파우더의 고착을 방지하는 제2분사노즐; 및 상기 제1, 2분사노즐에 질소를 공급하는 질소공급부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 가열수단은, 상기 이송되는 웨이퍼에 원활한 열전달이 이루어질 수 있도록 예열 처리를 하는 제1가열부와, 후열 처리를 하는 제2가열부로 이루어지고, 상기 제1, 2가열부는 순차적으로 반복형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바닥면은 상기 몸체하우징 내부에 일정한 유속을 형성시킬 수 있도록 모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바닥면은 상기 제1, 2가열부 사이에 발생할 수 있는 유속의 간섭 및 충돌을 방지할 수 있도록 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체하우징의 내부 일측면에는 상기 제1, 2분사노즐에서 분사된 질소를 배출시키는 복수의 질소배출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 과정에서 머플존 내에 발생하는 파우더를 원활하게 제거해줌과 아울러 일정한 온도를 유지시켜줌으로써 장비의 공정에러를 방지할 수 있고, 반도체 소자의 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치의 평면도이고, 도 4는 도 3 'A'부분의 내부구성도이며, 도 5는 파우더 제거장치의 정단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치(100)는 가열수단(110), 제1분사노즐(130), 제2분사노즐(150), 질소공급부(170)를 포함하여 구성된다.

상기 가열수단(110)은 스테이지(210)의 길이방향으로 복수개 이격되게 형성된 열공급용 관통공(230)의 하부에 각각 설치되는 것으로, 머플존(200)을 통과하는 웨이퍼(W)의 저면에 열을 가해주어 증착 공정을 위한 환경을 조성해줌과 아울러 공정 후 잔류하는 반응가스 및 파우더(이하, 파우더로 통칭함)를 제거 및 배출시키는 수단이다. 상기 가열수단(110)은 열공급용 관통공(230)의 하부에 각각 설치되는 몸체하우징(111)과, 상기 몸체하우징(111)의 바닥면(113)에 형성되어 열원으로 작용하는 히팅라인(115)과, 상기 히팅라인(115) 사이사이에 복수개 형성되어 진공압을 이용해 파우더를 배출시키는 배출공(117)로 이루어진다.

이 경우 상기 바닥면(113)은 몸체하우징(111)에 회전가능하게 결합되고, 모터의 동력을 전달받아 일정속도로 회전된다. 따라서, 상기 바닥면(113)이 회전하면서 몸체하우징(111) 내부에 일정한 유속을 형성시켜주게 됨으로써 파우더를 원활하게 제거함과 동시에 웨이퍼(W)에 가해지는 열을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

또한, 상기 가열수단(110)은 이송되는 웨이퍼(W)에 원활한 열전달이 이루어질 수 있도록 비교적 낮은 온도로 예열처리를 하는 제1가열부(110a)와, 후열 처리를 하는 제2가열부(110b)로 이루어지고, 상기 제1, 2가열부(110a)(110b)는 순차적 으로 반복형성된다. 이 경우 상기 제1, 2가열부(110a)(110b)의 바닥면(113)은 서로 반대방향으로 회전됨으로써 제1, 2가열부(110a)(110b) 사이에 발생할 수 있는 유속의 간섭 및 충돌을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1분사노즐(130)은 몸체하우징(111) 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소(N₂)를 바닥면(113) 측으로 하향분사시켜줌으로써 몸체하우징(111) 내부에 유입된 파우더를 배출공(117) 측으로 유도시켜 원활한 배출이 이루어지도록 도와주는 역할을 한다.

상기 제2분사노즐(150)은 몸체하우징(111)의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소(N₂)를 상향분사시켜줌으로써 상측에 위치된 열공급용 관통공(230)이 파우더에 의해 막히는 것을 방지하게 된다.

상기 질소공급부(170)는 제1, 2분사노즐(130)(150)에 일정시간 동안 일정한 압력으로 질소를 공급해주게 된다.

한편, 상기 열공급용 관통공(230)은 웨이퍼(W)의 형상과 동일한 원형으로 형성되어 이송되는 웨이퍼(W)의 저면에 동시에 균일한 열전달이 이루어지게 된다.

또한, 상기 몸체하우징(111)의 일측면에는 제1, 2분사노즐(130)(150)에서 분사된 질소에 의한 파티클(particle)의 유발을 방지할 수 있도록 복수의 질소배출공(116)이 형성된다.

그러면, 이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 화학 기상 증착 설비내 머플존 의 파우더 제거장치의 작용에 대하여 다시 도 5를 참조하여 간략히 설명해보기로 한다.

컨베이어 벨트(B)에 의해 복수의 웨이퍼(W)가 순차적으로 머플존(200)을 통과하면서 증착 공정이 이루어지게 되고, 이 경우 공정 특성상 다량의 파우더가 발생하게 된다. 이러한 파우더는 스테이지(210)에 형성된 열공급용 관통공(230)에 점차 쌓이기 시작하게 된다. 이 경우 상기 파우더 제거장치(100)의 제1, 2분사노즐(130)(150)에서는 몸체하우징(111) 내부의 상·하측에 형성된 열공급용 관통공(230) 및 배출공(117) 측으로 질소를 분사시켜줌에 따라, 상기 몸체하우징(111) 내부로 유입된 파우더가 열공급용 관통공(230) 및 배출공(117)에 고착되어 막히는 것을 방지해주게 된다.

이와 같이, 상기 머플존(200)에서 증착 공정이 이루어지는 과정에서 잔류하는 파우더를 원활하게 제거해줌과 아울러 일정한 유속을 형성시켜 웨이퍼(W)에 균일한 가열온도를 가해줄 수 있게 됨으로써, 웨이퍼(W)의 원활한 증착 공정이 이루어질 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 컨베이어 방식의 화학 기상 증착 설비의 내부구성도,

도 2는 종래 화학 기상 증착 설비 내부의 머플존을 보여주는 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치의 평면도,

도 4는 도 3의 'A'부분 내부구성도,

도 5는 본 발명에 따른 파우더 제거장치의 정단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 파우더 제거장치 110 : 가열수단

110a : 제1가열부 110b : 제2가열부

111 : 몸체하우징 113 : 바닥면

115 : 히팅라인 117 : 배출공

130 : 제1분사노즐 150 : 제2분사노즐

170 : 질소공급부 200 : 머픈존

210 : 스테이지 230 : 열공급용 관통공

Claims (5)

1. 컨베이어 벨트에 의해 순차적으로 이송되는 복수의 웨이퍼 상에 박막을 증착하는 공정에서 머플존 내부의 스테이지에 발생하는 파우더를 제거하기 위한 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치에 있어서,

   상기 스테이지의 길이방향으로 복수개 이격되게 형성된 열공급용 관통공의 하부에 각각 설치되는 몸체하우징과, 상기 몸체하우징의 바닥면에 형성되어 열원으로 작용하는 히팅라인과, 상기 히팅라인 사이사이에 복수개 형성되어 진공압을 이용해 파우더를 배출시키는 배출공으로 이루어진 가열수단;

   상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 배출공 측으로 하향 분사시켜 파우더를 유도배출시키는 제1분사노즐;

   상기 몸체하우징의 내부 둘레에 복수개 이격되게 형성되어 질소를 상기 열공급용 관통공 측으로 상향 분사시켜 파우더의 고착을 방지하는 제2분사노즐; 및

   상기 제1, 2분사노즐에 질소를 공급하는 질소공급부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가열수단은, 상기 이송되는 웨이퍼에 원활한 열전달이 이루어질 수 있도록 예열 처리를 하는 제1가열부와, 후열 처리를 하는 제2가열부로 이루어지고, 상기 제1, 2가열부는 순차적으로 반복형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 바닥면은 상기 몸체하우징 내부에 일정한 유속을 형성시킬 수 있도록 모터의 동력을 전달받아 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 바닥면은 상기 제1, 2가열부 사이에 발생할 수 있는 유속의 간섭 및 충돌을 방지할 수 있도록 서로 반대방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 몸체하우징의 내부 일측면에는 상기 제1, 2분사노즐에서 분사된 질소를 배출시키는 복수의 질소배출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 화학 기상 증착 설비내 머플존의 파우더 제거장치.

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