KR20060075178A

KR20060075178A - Vacuum system

Info

Publication number: KR20060075178A
Application number: KR1020040113760A
Authority: KR
Inventors: 곽세근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-04

Abstract

반도체 기판에 대하여 소정의 공정을 수행하기 위한 공정 설비의 내부에 진공을 형성하기 위한 진공 시스템에 있어서, 진공 펌프는 상기 공정 설비와 진공 배관으로 연결되어 있다. 상기 진공 배관 중에는 상기 진공 배관을 개폐하기 위한 제1밸브와, 상기 진공 배관 내에서 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하기 위한 제2밸브가 구비된다. 또한, 제2밸브에 단열 부재가 구비됨으로써 상기 진공 배관 내부에 플로우되는 동안 외부의 온도에 의해 배기 가스가 파티클로 형성되는 현상을 방지할 수 있다.In a vacuum system for forming a vacuum in a process equipment for performing a predetermined process on a semiconductor substrate, a vacuum pump is connected to the process equipment by a vacuum pipe. The vacuum pipe is provided with a first valve for opening and closing the vacuum pipe, and a second valve for preventing the vacuum from being reversed in the vacuum pipe. In addition, since the heat insulating member is provided in the second valve, it is possible to prevent a phenomenon in which exhaust gas is formed into particles by an external temperature while flowing inside the vacuum pipe.

Description

Vacuum system

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 진공 시스템을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a vacuum system according to an embodiment of the present invention.

도 2a는 도 1에 도시된 진공 시스템의 제2밸브를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.FIG. 2A is a schematic cross-sectional view for describing a second valve of the vacuum system shown in FIG. 1.

도 2b는 도 2a에 도시된 제2밸브의 내부를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.FIG. 2B is a schematic perspective view illustrating the inside of the second valve illustrated in FIG. 2A.

도 3은 도 1에 도시된 진공 시스템을 포함하는 반도체 기판 상에 박막을 적층하기 위한 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an apparatus for stacking a thin film on a semiconductor substrate including the vacuum system shown in FIG. 1.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 진공 시스템 100 : 진공 펌프10: vacuum system 100: vacuum pump

110 : 진공 배관 112: 제1진공 배관110: vacuum piping 112: first vacuum piping

114 : 제2진공 배관 116 : 제3진공 배관114: second vacuum piping 116: third vacuum piping

120 : 제1진공 밸브 122 : 제1단열 부재120: first vacuum valve 122: first insulating member

130 : 제2진공 밸브 132 : 제2단열 부재130: second vacuum valve 132: second insulating member

140 : 게이지 146 : 제어부140: gauge 146: control unit

150 : 밸러스트 가스 공급부150 ballast gas supply unit

본 발명은 진공 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 소정의 공정을 수행하는 공정 설비에 저 진공을 형성하기 위한 진공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum system. More particularly, it relates to a vacuum system for forming a low vacuum in a process facility that performs a given process.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; 'FAB') 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a fabrication (FAB) process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor. The devices are each manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing the epoxy resin.

상기 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a semiconductor substrate, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the semiconductor substrate, a cleaning process for removing impurities on the semiconductor substrate, and the film or pattern Inspection process for inspecting the surface of the formed semiconductor substrate;

상기와 같은 단위 공정들은 외부 공기에 의한 반도체 기판의 오염 및 외부 공기와 반도체 기판의 반응에 의한 불순물 생성 및 불필요한 막질의 형성 등을 방지하기 위해 진공 상태에서 수행되는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 단위 공정들을 수행하기 위한 가공 장치들은 공정 챔버 및 로드록 챔버의 내부를 진공 상태로 형성하기 위한 진공 시스템을 포함한다.The unit processes as described above are generally performed in a vacuum state in order to prevent contamination of the semiconductor substrate by external air, generation of impurities by reaction of the external air and the semiconductor substrate, and formation of unnecessary film quality. Accordingly, processing apparatus for performing the unit processes include a vacuum system for forming the interior of the process chamber and the load lock chamber in a vacuum state.

일반적으로 고 진공 상태를 형성하기 위해서는 진공 형성 초기에 로드록 챔버의 내부를 저 진공 또는 중 진공 상태로 형성하기 위한 러핑 펌프(Roughing pump)와, 저 진공 또는 중 진공 상태에서 고 진공 상태로 형성하기 위한 고 진공 펌프가 사용된다.Generally, in order to form a high vacuum state, a roughing pump for forming the inside of the load lock chamber in a low or medium vacuum state at the initial stage of vacuum formation, and a high vacuum state in a low or medium vacuum state High vacuum pump is used.

일반적으로 러핑 펌프로는 드라이 펌프(Dry Pump), 로터리 베인 펌프(Rotary Vane Pump), 피스톤 펌프(Piston Pump) 등이 사용되면, 고 진공 펌프로는 확산 펌프, 터보 분자 펌프(Turbo Molecule Pump), 크라이오 펌프(Cryo Pump), 이온 펌프(Ion Pump), 게터 펌프(Getter Pump) 등이 사용된다.In general, when a rough pump is used, such as a dry pump, a rotary vane pump, a piston pump, etc., a high vacuum pump includes a diffusion pump, a turbo molecular pump, Cryo Pumps, Ion Pumps, Getter Pumps and the like are used.

일 예로, 진공 시스템을 포함하는 반도체 기판 상에 박막을 적층하기 위한 장치에 대하여 설명하면 다음과 같다. As an example, a device for stacking a thin film on a semiconductor substrate including a vacuum system will be described below.

상기 적층 장치는, 다수의 반도체 기판을 동시에 로딩하여 상기 적층 작업을 수행하기 위한 공간을 제공하기 위한 종형로를 포함한다. 상기 종형로에는 다수의 반응 가스를 제공하기 위한 가스 라인과, 상기 가스 라인 중에 구비되며 상기 가스 라인을 개폐하기 위한 밸브를 포함한다. The lamination apparatus includes a vertical furnace for providing a space for performing the lamination operation by simultaneously loading a plurality of semiconductor substrates. The vertical furnace includes a gas line for providing a plurality of reaction gases, and a valve provided in the gas line to open and close the gas line.

또한, 상기 적증 장치는 종형로 내부에 저 진공을 제공하기 위한 진공 시스템을 포함한다. 상기 진공 시스템은 상기 공정 설비에 진공을 제공하기 위한 진공 펌프와, 상기 공정 설비와 상기 진공 펌프를 연결하기 위한 진공 배관과, 상기 진공 배관 중에 설치되며 상기 진공 배관을 개폐하는 밸브를 포함한다.The deposition apparatus also includes a vacuum system for providing a low vacuum inside the longitudinal furnace. The vacuum system includes a vacuum pump for providing a vacuum to the process equipment, a vacuum pipe for connecting the process equipment and the vacuum pump, and a valve installed in the vacuum pipe and opening and closing the vacuum pipe.

이때, 상기 진공 펌프는 보통 클린룸 아래에 위치하여, 진공 펌프의 진공 수 행 능력은 예비 정비(Preventive maintenance)시에만 확인할 수 있다.At this time, the vacuum pump is usually located under the clean room, the vacuum performance of the vacuum pump can be confirmed only during the preliminary maintenance (Preventive maintenance).

따라서, 상기 진공 펌프의 오작동이나, 과부하 등으로 진공이 역방향으로 형성될 수 있으며, 상기와 같은 경우, 상기 진공 펌프 및 진공 배관 내의 오염물이 상기 반도체 설비 내부로 유입될 수 있다. 상기 유입된 오염물은 반도체 제품의 불량을 초래할 수 있다.Therefore, a vacuum may be formed in a reverse direction due to a malfunction of the vacuum pump or an overload. In such a case, contaminants in the vacuum pump and the vacuum pipe may flow into the semiconductor device. The introduced contaminants can lead to defects in semiconductor products.

또한, 상기 종형로에서 미 반응 가스 또는 반응 생성물이 상기 진공 배관 및 밸브를 따라 플로우하는 동안 외부의 공기로 인하여 냉각되어 파티클이 상기 진공 배관 및 밸브에 형성될 수 있으며, 상기 파티클은 상기 진공 시스템 내부의 고장을 발생시킬 수 있다.In addition, in the vertical furnace unreacted gas or reaction product may be cooled by the external air during the flow along the vacuum piping and valves to form particles in the vacuum piping and valves, the particles inside the vacuum system May cause a malfunction.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 진공이 역방향으로 형성하는 것을 방지하고, 진공 배관 및 밸브에 파티클이 형성되는 것을 방지하기 위한 진공 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a vacuum system to prevent the vacuum is formed in the reverse direction, and to prevent the particles are formed in the vacuum pipe and the valve.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 진공 시스템은, 기판에 대한 가공 공정을 수행하기 위한 공정 챔버와 연결되어 상기 공정 챔버를 진공 배기하기 위한 진공 펌프와, 상기 공정 설비 및 상기 진공 펌프를 연결하기 위한 진공 배관과, 상기 진공 배관 중에 설치되며, 상기 가공 공정의 진행에 따라 상기 진공 배관을 개폐하기 위한 제1밸브와, 상기 제1밸브 및 상기 진공 펌프 사이의 상기 진공 배관에 설치되며, 상기 진공 배관 내부의 진공이 역방향으로 형성되는 것 을 방지하는 제2밸브와, 상기 제2밸브를 통해 흐르는 배기 가스의 온도를 유지시키기 위하여 상기 제2밸브를 감싸는 단열 부재를 포함한다.Vacuum system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, a vacuum pump for evacuating the process chamber connected to the process chamber for performing a processing process for the substrate, the process equipment and the vacuum pump Is installed in the vacuum pipe, and the vacuum pipe for connecting the first valve for opening and closing the vacuum pipe, and the vacuum pipe between the first valve and the vacuum pump in accordance with the processing process And a second valve for preventing the vacuum inside the vacuum pipe from being reversed, and a heat insulating member surrounding the second valve to maintain the temperature of the exhaust gas flowing through the second valve.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공 시스템은 상기 공정 설비 및 제1밸브 사이에 위치하며 상기 진공 배관 내부의 진공도를 측정하기 위한 게이지와, 제1밸브 및 제2밸브 사이의 진공 배관에 연결된 밸러스트 가스 배관을 통해 밸러스트 가스를 제공하여 상기 진공 배관의 진공도를 유지하기 위한 밸러스트 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the vacuum system is located between the process equipment and the first valve and connected to the gauge for measuring the degree of vacuum inside the vacuum pipe, and the vacuum pipe between the first valve and the second valve The apparatus may further include a ballast gas supply unit configured to provide a ballast gas through a ballast gas pipe to maintain a vacuum degree of the vacuum pipe.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 진공 배관 중에 설치된 제2밸브는 상기 공정 설비 내에 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하며, 제1 및 제2단열 부재는 제1 및 제2밸브가 내부의 온도를 일정하게 유지시키므로 상기 공정 설비로부터 배출되는 배기 가스가 냉각으로 인하여 상기 진공 배관 및 제1 및 제2밸브에서 파티클 등이 형성되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention as described above, the second valve installed in the vacuum pipe to prevent the vacuum is formed in the reverse direction in the process equipment, the first and second heat insulating members are the first and second valves the temperature inside the constant Since the exhaust gas discharged from the process equipment is cooled, it is possible to prevent particles and the like from being formed in the vacuum pipe and the first and second valves.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 진공 시스템에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the vacuum system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 시스템을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view for explaining a vacuum system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 진공 시스템(10)은, 소정의 공정을 수행하는 공정 챔버(160) 내부에 진공을 형성하기 위한 진공 펌프(100)와, 상기 공정 챔버(160) 및 상기 진공 펌프(100)를 연결하기 위한 진공 배관(110)과, 상기 진공 배관(110) 중에 설치되며 상기 진공 배관(110)을 개폐하기 위한 제1밸브(120)와, 제1밸브(120) 및 진공 펌프(100) 사이에 위치하며 상기 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하기 위한 제2밸브(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the vacuum system 10 includes a vacuum pump 100 for forming a vacuum in a process chamber 160 that performs a predetermined process, the process chamber 160, and the vacuum pump 100. ) Is installed in the vacuum pipe 110 for connecting the vacuum pipe 110, the first valve 120 for opening and closing the vacuum pipe 110, the first valve 120 and the vacuum pump 100 And a second valve 130 to prevent the vacuum from being formed in the reverse direction.

또한, 상기 공정 챔버(160) 및 제1밸브(120) 사이에 위치하여 진공도를 측정하기 위한 게이지(140)와, 상기 진공 배관(110)으로 밸러스트 가스를 제공하여 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하기 위한 밸러스트 가스 공급부(150)와, 상기 게이지(140) 및 제1밸브(120)와 연결되어 있으며 상기 게이지(140)의 진공도에 따라 상기 제1밸브(120)의 개폐 정도를 조절하기 위한 제어부(146)를 더 포함한다.In addition, between the process chamber 160 and the first valve 120 is provided with a gauge 140 for measuring the degree of vacuum and the ballast gas to the vacuum pipe 110 to prevent the vacuum is formed in the reverse direction Control unit for controlling the opening and closing degree of the first valve 120 is connected to the ballast gas supply unit 150, the gauge 140 and the first valve 120 to the degree of vacuum of the gauge 140 146 further.

본 실시예에서는 진공 펌프(100)로 공정 챔버(160) 내에 저 진공을 형성하기 위한 러핑 펌프를 사용한다. 상기 러핑 펌프의 예로는 드라이 펌프, 로터리 베인 펌프, 피스톤 펌프 등이 있다.In this embodiment, a roughing pump for forming a low vacuum in the process chamber 160 with the vacuum pump 100 is used. Examples of the roughing pump include a dry pump, a rotary vane pump, a piston pump, and the like.

진공 배관(110)은 상기 진공 펌프(100)와 상기 공정 챔버(160)를 연결한다. 상기 진공 배관(110)은 공정 챔버(160)와 제1밸브(120)를 연결하는 제1진공 배관(112)과, 상기 제1밸브(120)와 제2밸브(130)를 연결하는 제2진공 배관(114)과, 상기 제2밸브(130)와 진공 펌프(100)를 연결하는 제3진공 배관(116)으로 나뉜다.The vacuum pipe 110 connects the vacuum pump 100 and the process chamber 160. The vacuum pipe 110 is a first vacuum pipe 112 connecting the process chamber 160 and the first valve 120 and a second connecting the first valve 120 and the second valve 130. The vacuum pipe 114 is divided into a third vacuum pipe 116 connecting the second valve 130 and the vacuum pump 100.

게이지(140)는 상기 제1배관 중에 구비되며, 상기 게이지(140)는 상기 제1배관 내부의 진공도를 계측한다.Gauge 140 is provided in the first pipe, the gauge 140 measures the degree of vacuum inside the first pipe.

본 실시예에서는 상기 게이지(140)로 피라니 게이지(Pirane Gage, 142)와 바라트론 게이지(Baratron Gage, 144)를 사용한다. 자세하게, 상기 피라니 게이지(142)는 필라멘트를 상기 제1진공 배관(112) 내부에 연결하여, 필라멘트에 일정한 전류를 흐르게 한 후, 상기 필라멘트의 전기 저항을 계측하여 상기 필라멘트의 상 실된 온도를 측정함으로써 진공도를 확인하는 게이지이다.In the present embodiment, the gauge 140 uses a Pirane gauge (Pirane Gage, 142) and a Baratron gauge (Baratron Gage, 144). In detail, the piranha gauge 142 connects the filament to the inside of the first vacuum pipe 112, allows a constant current to flow through the filament, and measures the electrical resistance of the filament to measure the lost temperature of the filament. This is a gauge for checking the degree of vacuum.

상기 바라트론 게이지(144)는 상기 제1진공 배관(112)의 압력을 측정하여 상기 제1진공 배관(112) 내의 진공도를 확인하는 게이지이다.The baratron gauge 144 is a gauge that checks the degree of vacuum in the first vacuum pipe 112 by measuring the pressure of the first vacuum pipe 112.

상기 게이지(140)는 제어부(146)와 연결되어 있어 상기 게이지(140)에서 측정된 진공도가 기 설정된 진공도 범위를 벗어나는 경우, 제1밸브(120)의 개폐를 조절하여 상기 제1진공 배관(112) 내부의 진공도를 기 설정된 진공도로 유지한다.The gauge 140 is connected to the control unit 146 so that when the degree of vacuum measured by the gauge 140 is outside the preset vacuum range, the opening and closing of the first valve 120 is controlled to control the first vacuum pipe 112. The internal vacuum level is maintained at the preset vacuum level.

상기 제어부(146)와 연결되어 있는 제1밸브(120)는 상기 진공 배관(110)을 개폐하여 상기 가공 챔버(160) 내부를 기 설정된 진공 상태로 형성한다. 상기 제1밸브(120)로는 다양한 밸브가 사용될 수 있으며 본 발명에서는 제1밸브(120)의 종류를 한정하지 않는다.The first valve 120 connected to the controller 146 opens and closes the vacuum pipe 110 to form the inside of the processing chamber 160 in a preset vacuum state. Various valves may be used as the first valve 120, and the present invention does not limit the type of the first valve 120.

또한, 상기 제1밸브(120)는 상기 진공 배관(110) 내부를 통해 흐르는 배기 가스가 냉각되지 않도록 상기 제1밸브(120)의 외부를 감싸는 제1단열 부재(122)를 더 구비한다.In addition, the first valve 120 further includes a first insulating member 122 surrounding the outside of the first valve 120 so that the exhaust gas flowing through the vacuum pipe 110 is not cooled.

자세하게, 상기 배기 가스가 고온의 가스로써, 상기 배기 가스가 상기 밸브 및 진공 배관(110)을 따라 배출되는 동안, 외부 저온의 공기로 인하여 상기 배기 가스가 냉각되어 상기 배기 가스 중 일부가 파티클로 석출되는 것을 방지하기 위함이다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 제1밸브(120)는 제1단열 부재(122)와 더불어 제1가열 부재가 더 포함될 수 있다.In detail, while the exhaust gas is a hot gas, while the exhaust gas is discharged along the valve and the vacuum pipe 110, the exhaust gas is cooled due to the external low temperature air to precipitate some of the exhaust gas into particles. This is to prevent it. Although not shown, the first valve 120 may further include a first heating member in addition to the first insulating member 122.

상기 제2진공 배관(114)에는 상기 진공 배관(110) 내의 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하기 위하여 밸러스트 가스(Ballast Gas) 공급부가 구비된다. 또한, 상기 밸러스트 가스 공급부(150)는 상기 진공 배관(110)의 압력을 일정하게 유지시키는 기능과 상기 진공 펌프(100)의 펌핑 능력을 보조하는 기능을 수행한다.The second vacuum pipe 114 is provided with a ballast gas (Ballast Gas) supply unit to prevent the vacuum in the vacuum pipe 110 is formed in the reverse direction. In addition, the ballast gas supply unit 150 serves to maintain a constant pressure of the vacuum pipe 110 and to assist the pumping capability of the vacuum pump 100.

상기 밸러스트 가스 공급부(150)는, 상기 제2진공 배관(114)과 연결되어 있으며 밸러스트 가스 탱크(152)와 연결되어 있는 밸러스트 가스 배관(154)과, 상기 밸러스트 가스 배관(154) 중에 위치하며 상기 밸러스트 가스 배관을 개폐하기 위한 밸브(156)를 포함한다.The ballast gas supply unit 150 is located in the ballast gas pipe 154 connected to the second vacuum pipe 114 and connected to the ballast gas tank 152, and the ballast gas pipe 154. And a valve 156 for opening and closing the ballast gas pipe.

상기 밸러스트 가스로는 질소 가스를 사용하는 것이 바람직하다.Nitrogen gas is preferably used as the ballast gas.

도 2a는 도 1에 도시된 진공 시스템(10)의 제2밸브(130)를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 제2밸브(130)의 내부를 설명하기 위한 사시도이다.FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating the second valve 130 of the vacuum system 10 illustrated in FIG. 1, and FIG. 2B is a perspective view illustrating the inside of the second valve 130 illustrated in FIG. 2A.

도 2a 및 2b를 참조하면, 제2밸브(130)는 상기 진공 펌프(100)에 근접하게 위치하며, 상기 제2진공 배관(114)의 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지한다. 상기 제2밸브(130)로는 역류를 방지하기 위한 밸브 예컨대, 체크 밸브 등이 사용된다.2A and 2B, the second valve 130 is located close to the vacuum pump 100 and prevents the vacuum of the second vacuum pipe 114 from being formed in the reverse direction. As the second valve 130, a valve, for example, a check valve or the like, is used to prevent backflow.

본 실시예에서는 체크 밸브로써 포핏 체크 밸브를 사용한다. 포핏 밸브에서 상기 제2진공 배관(114)을 개폐하기 위한 포핏으로는 볼(ball), 디스크(disc), 평판(plate) 또는 원추(cone) 타입 등이 있다. 본 실시예에서는 디스크 타입의 포핏을 사용한다.In this embodiment, a poppet check valve is used as the check valve. Poppets for opening and closing the second vacuum pipe 114 in the poppet valve may be a ball, a disc, a plate or a cone type. In this embodiment, a disc type poppet is used.

도시되어진 바와 같이 상기 포핏 체크 밸브는, 상기 밸브 내에서 공기의 흐름을 제어하기 위한 포핏(Poppet, 176)과, 상기 포핏(176)이 이동하기 위하여 공간 을 제공하기 위한 밸브 몸체(170)와, 상기 밸브 몸체의 상부에 위치하여 상기 포핏(176)의 이동 구간을 제한하기 위한 포핏 스톱퍼(172)와, 상기 포핏(176) 및 포핏 스톱퍼(172) 사이에 위치하여 상기 체크 밸브를 통과하는 배기 가스가 일 방향으로 흐르도록 하기 위한 가이드 판(174)을 포함한다.As shown, the poppet check valve includes a poppet 176 for controlling the flow of air in the valve, a valve body 170 for providing a space for the poppet 176 to move, Exhaust gas passing between the poppet stopper 172 and the poppet 176 and the poppet stopper 172 positioned above the valve body to limit the moving section of the poppet 176 and passing through the check valve. And a guide plate 174 for flowing in one direction.

상기 포핏 스톱퍼(172)는 중앙에 돌출부가 형성되어 있으며, 상기 돌출부의 외주를 따라 다수의 제1홀들이 상기 포핏 스톱퍼(172)를 관통하여 형성되어 있다. 이때, 상기 배기 가스가 상기 다수의 제1홀들을 통해 배출된다.The poppet stopper 172 has a protrusion formed at the center thereof, and a plurality of first holes penetrate the poppet stopper 172 along the outer circumference of the protrusion. In this case, the exhaust gas is discharged through the plurality of first holes.

상기 가이드 판(174)은 상기 포핏 스톱퍼(172)의 돌출부와 결합하도록 중앙에 제2홀이 상기 가이드 판(174)을 관통하여 형성되어 있다. 또한, 상기 가이드 판(174)의 크기는 포핏 스톱퍼(172)의 크기가 유사하여 상기 포핏 스톱퍼(172) 및 가이드 판(174)이 결합하는 경우, 상기 가이드 판(174)에 의해 상기 포핏 스톱퍼(172)의 다수의 제1홀들이 폐쇄된다.The guide plate 174 is formed to penetrate the guide plate 174 at the center thereof so as to engage with the protrusion of the poppet stopper 172. In addition, the size of the guide plate 174 is similar in size to the poppet stopper 172 so that when the poppet stopper 172 and the guide plate 174 is coupled, the poppet stopper (174) by the guide plate 174 ( The plurality of first holes of 172 are closed.

상기와 같은 포핏 체크 밸브를 사용하여 상기 제2진공 배관(114)을 개폐하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method of opening and closing the second vacuum pipe 114 using the poppet check valve as described above.

상기 진공 펌프(100)에서 제1밸브(120)로 공기가 흐를 때, 상기 공기의 압력으로 인하여 상기 포핏(176)이 상기 가이드 판(174)을 밀어 상기 가이드 판(174)의 제2홀이 상기 포핏 스톱퍼(172)의 돌출부와 결합된다. 상기 포핏 스톱퍼(172)와 가이드 판(174)이 서로 결합됨으로써 상기 다수의 제1홀들이 폐쇄되고, 상기 배기 가스는 상기 제1홀들을 통해 흐르지 못한다.When air flows from the vacuum pump 100 to the first valve 120, the poppet 176 pushes the guide plate 174 due to the pressure of the air so that the second hole of the guide plate 174 is closed. It is coupled with the protrusion of the poppet stopper 172. The poppet stopper 172 and the guide plate 174 are coupled to each other to close the plurality of first holes, and the exhaust gas does not flow through the first holes.

이와는 반대로, 상기 제1밸브(120)에서 진공 펌프(100)로 공기가 흐를 때, 상기 공기가 상기 다수의 제1홀들을 통과하고 상기 통과한 공기가 상기 가이드 판(174)과 상기 포핏 스톱퍼(172)를 소정의 거리 이격시켜 상기 공기가 플로우할 수 있다.On the contrary, when air flows from the first valve 120 to the vacuum pump 100, the air passes through the plurality of first holes, and the air passes through the guide plate 174 and the poppet stopper ( The air may flow by separating 172 from a predetermined distance.

한편, 제2밸브(130)에는 제1밸브(120)와 동일한 목적으로, 즉 상기 진공 배관(110)을 통해 배출되는 배기 가스가 외부의 환경에 의해 냉각되어 파티클 등이 형성되는 것을 방지하기 위하여 상기 제2밸브(130)에 제2단열 부재(132)를 구비한다.On the other hand, the second valve 130 has the same purpose as the first valve 120, that is to prevent the exhaust gas discharged through the vacuum pipe 110 is cooled by the external environment to form particles and the like. The second insulating member 132 is provided on the second valve 130.

자세하게 도시되어 있지는 않지만, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 상기 진공 배관(110)의 외벽을 감싸는 제3단열 부재가 더 구비될 수 있다.Although not shown in detail, in order to achieve the above object, a third insulating member surrounding the outer wall of the vacuum pipe 110 may be further provided.

상기 제3진공 배관(116)은 주름관(또는 벨로우즈 : Bellows)으로써, 상기 진공 펌프(100)와 상기 제3진공 배관(116) 사이의 연결을 원활하게 하며, 상기 진공 펌프(100) 및 제3진공 배관(116) 사이에 위치가 변할 시, 상기 주름관을 이용하여 수축, 이완하여 상기 제3진공 배관(116)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.The third vacuum pipe 116 is a corrugated pipe (or bellows), and facilitates the connection between the vacuum pump 100 and the third vacuum pipe 116, and the vacuum pump 100 and the third When the position is changed between the vacuum pipes 116, the third vacuum pipe 116 may be prevented from being damaged by shrinking and relaxing by using the corrugated pipe.

도 3을 참조하면, 상기 적층 장치(20)는 다수의 반도체 기판을 동시에 로딩하여 상기 적층 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하기 위한 종형로(200)와, 상기 종형로로 다수의 반응 가스를 각각 공급하기 위한 다수의 공급 라인들(214)과, 상기 다수의 공급라인의 개폐를 조절하기 위한 각각의 공급 밸브(216)와, 상기 종형로에서 적층 공정을 수행한 후 발생되는 배출 가스를 배출하고 상기 종형로 내부를 적절한 압력으로 형성하기 위한 진공 시스템(220)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the stacking apparatus 20 loads a plurality of semiconductor substrates simultaneously and provides a vertical furnace 200 for providing a space for performing the stacking process, and a plurality of reactant gases in the vertical furnace, respectively. A plurality of supply lines 214 for supplying, respective supply valves 216 for controlling opening and closing of the plurality of supply lines, and exhaust gas generated after performing a lamination process in the vertical furnace; And a vacuum system 220 for forming the interior of the bell furnace at a suitable pressure.

상기 진공 시스템(220)은 상기 종형로의 내부를 저 진공으로 형성하고 상기 종형로 내부에 형성된 배기 가스를 배기하기 위한 진공 펌프(232)와, 상기 종형로와 진공 펌프를 연결하기 위한 진공 배관(222)과, 제1 및 제2밸브(228, 230)와, 제어부(226)와, 게이지(224)와, 밸러스트 가스 공급부(234) 등을 포함한다.The vacuum system 220 includes a vacuum pump 232 for forming the inside of the vertical furnace at a low vacuum and exhausting exhaust gas formed in the vertical furnace, and a vacuum pipe for connecting the vertical furnace and the vacuum pump ( 222, first and second valves 228 and 230, a control unit 226, a gauge 224, a ballast gas supply unit 234, and the like.

상기와 같은 진공 시스템(220)의 구성 요소들에 대한 추가적인 상세 설명은 도 1 및 도 2 도시된 진공 시스템(10)과 관련하여 이미 설명된 것들과 유사하므로 생략하기로 한다.Further details of the components of such a vacuum system 220 will be omitted since they are similar to those already described with respect to the vacuum system 10 shown in FIGS. 1 and 2.

상기 종형로에서 적층 공정 일 예로, 질화 실리콘층을 적층시키는 공정을 수행하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.As an example of the lamination process in the vertical furnace, a process of laminating a silicon nitride layer is described below.

상기 종형로(200)와 연결되어 있는 가스 공급 라인(214)을 통해 종형로(200)로 디크로로실란 가스(Dichlorosilane : DCS, SiCl₂H₂) 및 암모니아(NH₃) 가스를 공급한다. 이어서, 상기 종형로(200) 내부를 상기 증착 공정이 수행될 수 있도록 기압 및 온도를 조절한다. 상기 공정 온도는 450 내지 900℃이며, 공정 기압은 0.1 내지 10.0 Torr인 것이 바람직하다.The dichlororosilane gas (Dichlorosilane: DCS, SiCl ₂ H ₂ ) and ammonia (NH ₃ ) gas are supplied to the vertical furnace 200 through the gas supply line 214 connected to the vertical furnace 200. Subsequently, the pressure and temperature are adjusted in the vertical furnace 200 so that the deposition process may be performed. The process temperature is 450 to 900 ℃, the process atmospheric pressure is preferably 0.1 to 10.0 Torr.

공정을 수행하는 동안, 배기 가스는 진공 배관(222)을 따라 지속적으로 배출된다. 이때, 진공 배관(222)에 연결되어 있는 게이지(224)를 이용하여 압력을 측정하고, 상기 측정된 압력을 제어부(226)에서 기 설정된 압력과 비교하여 제1밸브(228)의 개폐정도를 조절한다. While performing the process, the exhaust gas is continuously discharged along the vacuum pipe 222. At this time, the pressure is measured using the gauge 224 connected to the vacuum pipe 222, and the opening and closing degree of the first valve 228 is adjusted by comparing the measured pressure with a preset pressure in the controller 226. do.

상기 공정을 수행한 후, 상기 공정 가스 공급부(210)의 공급 밸브(216)를 차단하여 공정 가스의 공급을 중단한다. 이때, 상기 진공 펌프(232)는 상기 종형로(200) 내부의 배기 가스가 모두 배출될 때까지 지속적으로 구동된다.After performing the process, the supply valve 216 of the process gas supply unit 210 is blocked to stop the supply of the process gas. At this time, the vacuum pump 232 is continuously driven until all the exhaust gas in the vertical furnace 200 is discharged.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 진공 시스템에 배기 가스가 일 방향으로만 흐르도록 하는 제2밸브를 더 구비함으로써 진공 배관 내부에서 진공이 역방향으로 형성되는 것을 방지하여 파티클과 같은 오염물이 가공 챔버 내부로 역류하는 현상 등을 방지한다.As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, by further comprising a second valve in the vacuum system to allow the exhaust gas to flow in only one direction to prevent the vacuum from forming in the reverse direction inside the vacuum pipe, such as particles This prevents contaminants from flowing back into the processing chamber.

또한, 가공 챔버 내부의 진공도를 조절하기 위한 제1밸브와, 상기 제2밸브에 단열 부재를 구비함으로써 상기 제1밸브 및 제2밸브를 통과하는 배기 가스가 외부의 환경에 의해 냉각되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 배기 가스가 냉각되어 석출되는 파티클로 인한 진공 시스템의 고장 등을 방지할 수 있다.In addition, the first valve for adjusting the degree of vacuum in the processing chamber and the second valve include a heat insulating member to prevent the exhaust gas passing through the first valve and the second valve from being cooled by an external environment. . Therefore, it is possible to prevent failure of the vacuum system due to particles in which the exhaust gas is cooled and precipitated.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims

A vacuum pump connected to a process chamber for performing a processing process on a substrate to evacuate the process chamber;

A vacuum pipe for connecting the process chamber and the vacuum pump;

A first valve installed in the vacuum pipe and configured to open and close the vacuum pipe as the processing process proceeds;

A second valve installed in the vacuum pipe between the first valve and the vacuum pump and preventing a vacuum inside the vacuum pipe from being reversed; And

And a heat insulating member surrounding the second valve to maintain a temperature of the exhaust gas flowing through the second valve.

The vacuum system of claim 1, wherein said second valve is a poppet check valve.

The vacuum system of claim 1 wherein the vacuum pump is a low vacuum pump.

The vacuum system of claim 1, further comprising a second insulating member surrounding the first valve to maintain a temperature of the exhaust gas flowing through the first valve.

The ballast gas pipe of claim 1, further comprising a ballast gas pipe disposed between the process chamber and the first valve and connected to a gauge for measuring the degree of vacuum inside the vacuum pipe, and to a vacuum pipe between the first valve and the second valve. And a ballast gas supply unit for supplying a ballast gas to maintain a vacuum degree of the vacuum pipe.

The vacuum system of claim 5, further comprising a control unit connected to the first valve and the gauge and configured to adjust the opening and closing degree of the first valve according to the degree of vacuum of the gauge.