(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の厚さを持つサセプター本体と、
そのサセプター本体内に備わり、外部供給装置からの温度低下用冷気を供給する供給部と、その供給部の入口から供給された冷気がサセプターの内部を循環してから排出される排出部と、サセプター本体の全体にわたって冷気循環のために内設された断面略円形の冷却パイプと、
ＬＣＤを一定の温度に保つようにサセプター本体を加熱するヒーターとを有した半導体製造装置において、
冷却パイプが、ヒーターを覆う第１カバーの上部にヒーターラインと略同一線上に配置され、また第２カバーによって覆われるように構成され、第２カバーの上部には冷却パイプを流れる冷気の急速な温度低下防止のために第３カバーが設けられる
ことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
冷却パイプの素材が、熱伝導、耐食性および耐熱性に優れる非磁性の銅またはステンレス鋼を含有し、その銅またはステンレス鋼には、金メッキまたは銀メッキが施され、
冷却パイプに流れる冷却物質が、人体に無害なガス、Ｈｅ、ＰＣＷ、またはガルデンのいずれかである
請求項１に記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度低下用冷却パイプを内設し、サセプターから発生しうる高温を迅速に低下させることにより、メンテナンスが容易であって製造効率を高められるようにした半導体製造装置、また、ヒーター部材を外部熱源によって加熱して、半導体の製造効率を高められるようにした半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の構成要素であるサセプターは、ＬＣＤ  ＣＶＤ工程に用いられる液晶が一定の温度を保つようにヒーターによって加熱される装置である。
最近では、ＬＣＤパネのサイズが大型化するにつれて、ＬＣＤサセプターのサイズも２ｍ超過の水準にまで達している。よって、装備のメンテナンスのためには、サセプターの温度を低下させることが何よりも要求される。
現在、ＬＣＤサセプターの温度を３２５℃を基準として１００℃に降温するまでかかる時間が、第５世代サセプターは８時間、第６世代サセプターは１２時間、第７世代サセプターは１８時間であるなど、ＬＣＤパネルのサイズが大型化するにつれて温度低下時間も相当多くかかる実情である。
このように温度低下に長時間がかかることは、装備のメンテナンスを難しくし、その結果として生産性の低下およびコストの損失を引き起こすという問題点として指摘されてきた。
【０００３】
また、従来の半導体製造工程に使われる金属ヒーターは、高温でインサイチュクリーニング（ｉｎ−ｓｉｔｕ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）、すなわち、一定の期間製品の生産に使用された装備を洗浄するもので、装備の電源をオフさせることなく洗浄時間を減らす方法において、用いられるガスのフッ素イオンによって表面が腐食してしまうという問題点があった。
また、ＡＬＮ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）ヒーターをそのまま使用する際には熱的衝撃（Ｔｈｅｒｍａｌ−ｓｈｏｃｋ）が激しいため、使用中または温度のアップ／ダウン時に破損してしまうなどの問題点があった。
また、費用の面でも、ＡＬＮヒーターの場合、３００ｍｍの製品が韓貨約８０００〜９０００万ウォンの水準であってかなり高価の製品群に属しており、経済的な負担が相当大きいという欠点も持っている。
【０００４】
上述したいろいろの問題点により、高温における半導体製造工程の際にインサイチュクリーニング方式を適用することができないため、工程による分泌物が発生するうえ、直接的なチャンバーおよびヒーターのインサイチュクリーニングの進行により、量産のための時間的損失が発生して製品生産の効率性が低下するという問題点があった。
かかる問題点を解決するために、前述したような金属ヒーターの代わりにＡＬＮヒーターを使用する技術が提案されているが、ＡＬＮは、高価の製品であるから、費用の面でメリットがないうえ、寿命が短いという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、従来のＬＣＤ装置のサセプターに関連した問題点を改善するためのもので、その目的とするところは、ＬＣＤ  ＣＶＤ工程に用いられるサセプターの温度低下時間を短縮させて、生産性の向上およびコストダウンの実現を図った半導体製造装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、外部熱源を構成してＡＬＮ母材のヒーター部材を加熱するようにして、実際ウエハーを加熱する効果を得ることを可能にすることにより、製造効率の向上を図った半導体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体製造装置は、一定の厚さを持つサセプター本体と、そのサセプター本体内に備わり、外部供給装置からの温度低下用冷気を供給する供給部と、その供給部の入口から供給された冷気がサセプターの内部を循環してから排出される排出部と、サセプター本体の全体にわたって冷気循環のために内設された断面略円形の冷却パイプと、ＬＣＤを一定の温度に保つようにサセプター本体を加熱するヒーターとを有した半導体製造装置において、冷却パイプが、ヒーターを覆う第１カバーの上部にヒーターラインと略同一線上に配置され、また第２カバーによって覆われるように構成され、第２カバーの上部には冷却パイプを流れる冷気の急速な温度低下防止のために第３カバーが設けられることを特徴とする。
【０００７】
ここで、冷却パイプの素材が、熱伝導、耐食性および耐熱性に優れる非磁性の銅またはステンレス鋼を含有し、その銅またはステンレス鋼には、金メッキまたは銀メッキが施され、冷却パイプに流れる冷却物質が、人体に無害なガス、Ｈｅ、ＰＣＷ、またはガルデンのいずれかであってもよい。
【０００８】
また、前記冷却パイプを構成せず、冷気が第２カバーの内部を循環するように構成してもよい。
【０００９】
また、本発明の半導体製造装置は、半導体製造工程中にガスを供給するシャワーヘッドと、シャワーヘッドからガスを受け取ってウエハー製造工程を行う工程チャンバーと、工程チャンバーでウエハー製造工程によって発生するガスの排出ラインとなる真空ラインと、工程チャンバーにおける製造工程が行われたウエハーに対して膜を蒸着させるために空気ポンピングを行う乾燥ポンプと、工程チャンバーから真空ラインに流入するガスの圧力を制御するように真空ラインに取り付けられたスロットルバルブと、絶縁ゲートバルブとから構成された半導体製造装置において、工程チャンバー内のウエハーヒーター用加熱部材にヒーティングガスを供給する外部発熱部材と、外部発熱部材にガスを供給するガス供給器と、外部発熱部材からヒーティングガスを受け取って流路内に循環させることによりウエハーを加熱する加熱部材とを備えることを特徴とする半導体製造装置でもある。
【００１０】
ここで、外部発熱部材が、加熱部材へのヒーティングガスの供給が行われるようにヒーティングガス流入ラインを備え、ガス供給器から供給されるガスを加熱する加熱器と、加熱器によって加熱されるガスの温度を調節する温度調節器とを有し、ガス供給器から外部発熱部材に供給されるガスが、空気または不活性ガスであり、外部発熱部材から加熱器によって加熱されて流入ラインを介して加熱部材に供給されるとき、温度調節器によって５０〜１２００℃の温度範囲に調節可能であってもよい。
【００１１】
また、加熱部材の素材が、ＡＬＮ、Ｓｕｓ、Ｉｎｃｏｎｅｌ、または銅のいずれかであり、加熱部材の流路に温度感知センサが取り付けられた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る半導体製造装置によれば、次の様々な優れた効果が得られる。
第一に、現在ＬＣＤサセプターの温度を３２５℃から１００℃に降温するまでかかる時間が、第５世代サセプターは８時間、第６世代サセプターは１２時間、第７世代サセプターは１８時間であるが、これに対し、本発明の冷却パイプが設置されたＬＣＤサセプターは、５０％以上の温度低下時間を節約することができるため、装備のメンテナンスが容易である。
第二に、装備のメンテナンスが容易であって、コストダウンおよび生産性の向上に寄与し、ＬＣＤパネルのサイズが大型化するにつれてさらに大きい効果が発揮される。
第三に、フッ素（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ）などに対して強い材質であるＡＬＮ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）材質のヒーター部材を外部熱源によって発熱させることにより、簡単な構成によって半導体の製造効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の冷却パイプが設置されたＬＣＤサセプター１０は、一定の厚さを持つサセプター本体１１内に外部供給装置（図示せず）からの温度低下用冷気を供給する供給部２１、および供給部２１の入口から供給された冷気がサセプター１０の内部を循環してから排出される排出部２２が設けられ、サセプター本体１１の全体にわたって冷気循環のために内設された断面円形の冷却パイプ２０と、ＬＣＤを一定の温度に保つようにサセプター本体１１を加熱するヒーター３０とを含んでいる。
【００１４】
ヒーター３０は、本体１１の最下部に第１カバー３１によって冷却パイプ２０と接触しないように構成し、冷却パイプ２０は、ヒーター３０を覆う第１カバー３１の上部にヒーター３０と同一線上に位置するように配置される。
冷却パイプ２０は第２カバー３２によって覆われるように構成し、第２カバー３２の上部には第３カバー３３を設けることにより、冷却パイプ２０を流れる冷気温度がヒーター３０の発熱により急速に上昇することを防止する。
【００１５】
冷却パイプ２０は、図４に示すように、その外部形状および流路が円形、四角形などの特定の形状に限定されず、供給部２１と排出部２２がパイプの形で分離構成される。図４では、断面四角形の冷却パイプ２０を例として挙げた。
【００１６】
冷却パイプ２０の材質は、サセプター１０の本体１１に内蔵され、その下側にヒーター３０が配置されることを考慮し、熱伝導、耐食性および耐熱性に優れる非磁性の銅（Ｃｕ）またはステンレス鋼（Ｓｕｓ）を使用する。
【００１７】
このように構成された本発明の冷却パイプ２０が設置されたＬＣＤサセプター１０は、ヒーター３０の発熱によってＬＣＤを一定の温度に保つ状態で異常が発生した場合、或いは工程の完了後に装備のメンテナンスが必要な場合、外部供給装置から供給された人体に無害なガス、Ｈｅ、ＰＣＷ（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｗａｔｅｒ）およびガルデン（Ｇａｌｄｅｎ）などの冷却物質からなる冷気が供給部２１を介して流入する。
したがって、この冷気は、冷却パイプ２０を介してサセプター１０全体を循環しながらサセプター１０の温度を低下させた後、排出部２２を介して外部に排出される。
【００１８】
この際、冷却パイプ２０を流れる冷気は、第１カバー３１によってヒーター３０からの熱が遮断されることにより、急激な温度上昇が防止されると共に、冷却パイプ２０を覆う第２カバー３２および第３カバー３３による外部空気との接触遮断によっても急激な温度上昇が防止されるので、サセプター１０の温度を迅速に低下させる。
冷却パイプ２０を流れる冷気によってサセプター１０の温度が一定の温度以下に低下したと判断されると、装備のメンテナンスを行う。
【００１９】
一方、前記実施例では、冷気循環用冷却パイプ２０が構成されたことを例として説明したが、冷却パイプ２０を構成せず、第２カバー３２を冷気循環用に構成しても構わない。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
図５および図６に示すように、本発明の半導体製造装置は、半導体製造工程中にガスを供給するシャワーヘッド４０と、シャワーヘッド４０からガスを受け取ってウエハー製造工程を行う工程チャンバー５０と、工程チャンバー５０でウエハー製造工程から発生するガスの排出ラインとして機能する真空ライン６０と、工程チャンバー５０における製造工程が行われたウエハーに対して、膜を蒸着（ＰＥ−ＣＶＤ工程）させるために空気ポンピング機能を行う乾燥ポンプ７０と、工程チャンバー５０から真空ライン６０に流入するガスの圧力を制御するように真空ライン６０に取り付けられたスロットルバルブ６１と、絶縁ゲートバルブ６２とから構成された半導体製造装置において、工程チャンバー５０内のウエハーヒーティング用加熱部材８０にヒーティングガスを供給する外部発熱部材９０と、外部発熱部材９０にガスを供給するガス供給器１００と、外部発熱部材９０からヒーティングガスを受け取ってウエハーを加熱する加熱部材８０とを含んでいる。
【００２１】
外部発熱部材９０は、ガス供給器１００から供給されるガスを加熱する加熱器１０２、および加熱器１０２によって加熱されるガスの温度を調節する温度調節器１０３からなる。
また、外部発熱部材９０は、加熱部材８０へのヒーティングガスの供給が行われるようにヒーティングガス流入ライン１１１を備える。
【００２２】
この際、外部発熱部材９０から加熱部材８０に供給されるヒーティングガスは、ガス供給器１００から供給される空気や、Ｎ２、Ｈｅなどの不活性ガスが外部発熱部材９０内の加熱器１０２によって加熱された後、温度調節器１０３によって５０〜１２００℃の温度範囲を保つように調節される。
加熱部材８０は、ＡＬＮ材質から製造され、外部発熱部材９０から供給される熱源（ヒーティングガス）を内部に流入させてから外部に排出する流路１１３が設けられる。
【００２３】
また、温度感知センサ１１４、１１５は、流路１１３および加熱部材８０にそれぞれ取り付けられ、ヒーティングガスが循環する加熱部材８０の温度を感知する。この感知された温度に基づいて、外部発熱部材９０によって加熱されるヒーティングガスの温度を温度調節器１０３によって調節する。
また、加熱部材８０は金属材質、例えばＳｕｓ、Ｉｎｃｏｎｅｌ、銅などで製造される。
【００２４】
上述したように本発明の外部発熱部材が構成された半導体製造装置では、シャワーヘッド４０から工程チャンバー５０にガスが供給されてウエハー製造工程が行われ、工程チャンバー５０でウエハー製造工程から発生するガスはスロットルバルブ６１によってその圧力が制御されながら真空ライン６０を介して排出され、工程チャンバー５０における製造工程が行われたウエハーは、乾燥ポンプ７０の空気ポンピングによって膜が蒸着（ＰＥ−ＣＶＤ工程）される。
この際、加熱部材８０の流路１１３内では、外部発熱部材９０から流入ライン１１１を介して流入したヒーティングガスが循環しながら発熱してウエハーの加熱が行われる。流路１１３の循環を完了したヒーティングガスは外部に排出される。
【００２５】
図７ａ〜図７ｆに示すように、外部発熱部材９０から供給されるヒーティングガスを流入して循環させてから外部に排出する加熱部材８０は、その形状が四角形または円形などの特定の形状に限定されず、工程によるウエハー温度がそれぞれ異なるという点を勘案しても加熱温度の均一性を保持し得るように、外部発熱部材９０から供給されるヒーティングガスの温度または滞留時間などを考慮してその形状を構成するようにする。
すなわち、工程によるウエハーの温度がそれぞれ異なる点を勘案し、温度の均一性を維持するために流路１１３を様々な形で構成するのである。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によると、製造効率向上やコストダウンの実現する半導体製造装置を得られるので、産業上利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の半導体製造装置のＬＣＤサセプターを示す背面図
【図２】同、平面図
【図３】同、一部断面図
【図４】別実施例のＬＣＤサセプターを示す一部断面図
【図５】別実施例のウエハーに対する外部ヒーティングを示す説明図
【図６】図５の外部発熱部材が構成された半導体製造装置の全体構成を示す説明図
【図７ａ】別実施例の加熱部材の説明図
【図７ｂ】同、別実施例の加熱部材の説明図
【図７ｃ】同、別実施例の加熱部材の説明図
【図７ｄ】同、別実施例の加熱部材の説明図
【図７ｅ】同、別実施例の加熱部材の説明図
【図７ｆ】同、別実施例の加熱部材の説明図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005465845.tif 000007
【図７ａ】
0005465845.tif 000008
【図７ｂ】
0005465845.tif 000009
【図７ｃ】
0005465845.tif 000010
【図７ｄ】
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【図７ｅ】
0005465845.tif 000012
【図７ｆ】
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