KR0183822B1 - Semiconductor equipment - Google Patents
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Abstract
벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비가 개시되어 있다. 본 발명은 반도체 제조공정이 진행되는 공정 챔버, 사이 공정 챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 상기 공정 챔버에서 소정의 공정이 완료된 웨이퍼를 진공 상태에서 일시적으로 보관시키기 위한 로드 락 챔버, 및 상기 로드 락 챔버 내부의 압력을 대기압으로변화시키기 위하여 그내부에 벤팅가스를 주입시키는 기능을 갖는 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비에 있어서, 상기 벤팅가스 주입부는 상기 벤팅가스를 저장하는 탱크와 연결되고 제1배출구 및 제2배출구를 구비하는 제1니들밸브; 상기제1 니들밸브의제1 및 제2 배출구와 각각 연결되어 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양을 조절하는 기능을 갖는 제2 및 제3 니들밸브; 상기 제2 및 제3 니들밸브와 상기 로드락 챔버 사이에 각각 설치되어열림/ 닫힘 상태가 공기에 의해 제어되는 제1 및 제2에어밸브; 및 상기 제1 및 제2 에어밸브가 각각 서로 다른 시간에 열리고 닫히도록 제어해주는 에어밸브 제어수단을 구비하는 것을 특징으로하는 반도체 제조장비를 제공한다. 본 발명에 의하면, 로드락 챔버 내에 저속의 벤팅가스와 고속의 벤팅가스를 순차적으로 주입시킬 수 있으므로, 와류현상에 의한 오염입자의 발생을 크게 억제시킬 수 있다.A semiconductor manufacturing apparatus having a venting gas injection unit is disclosed. The present invention provides a process chamber in which a semiconductor manufacturing process is performed, a load lock chamber for temporarily storing a wafer to be put into a process chamber or a wafer having a predetermined process completed in the process chamber in a vacuum state, and inside the load lock chamber. A semiconductor manufacturing apparatus having a venting gas injecting unit having a function of injecting a venting gas therein to change the pressure to atmospheric pressure, wherein the venting gas injecting unit is connected to a tank for storing the venting gas and is provided with a first outlet and a first outlet. A first needle valve having two outlets; Second and third needle valves connected to the first and second outlets of the first needle valve, respectively, and having a function of controlling an amount of venting gas flowing per unit time; First and second air valves disposed between the second and third needle valves and the load lock chamber, respectively, in which an open / close state is controlled by air; And air valve control means for controlling the first and second air valves to be opened and closed at different times, respectively. According to the present invention, since the low-speed venting gas and the high-speed venting gas can be sequentially injected into the load lock chamber, generation of contaminant particles caused by vortex phenomena can be greatly suppressed.
Description
제1도는 종래기술에 의한 챔버 벤팅가스 주입부의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a chamber venting gas injection unit according to the prior art.
제2a도 및 제2b도는 본 발명에 의한 챔버 벤팅가스 주입부의 구성도들이다.2a and 2b are configuration diagrams of the chamber venting gas injection unit according to the present invention.
본 발명은 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 로드 락(load lock) 챔버를 벤팅시킬 때 오염입자의 발생을 크게 억제시킬 수 있는 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus having a venting gas injection unit, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus having a venting gas injection unit capable of greatly suppressing generation of contaminant particles when venting a load lock chamber. .
최근 반도체장치가 고집적화됨에 따라 반도체장치의 수율을 개선시키기 위하여 반도체장치의 제조장비에서 발생하는 오염입자의 크기 및 양을 감소시키기 위한 노력이 활발해지고 있다. 이러한 반도체 제조장비들은 대부분 고진공 분위기에서 소정의 공정, 예컨대 스퍼터링 공정 또는 식각공정을 진행할 수 있도록 밀폐된 챔버를 구비한다.Recently, as semiconductor devices have been highly integrated, efforts have been made to reduce the size and amount of contaminant particles generated in the manufacturing equipment of semiconductor devices in order to improve the yield of semiconductor devices. Most of these semiconductor manufacturing equipment includes a closed chamber to perform a predetermined process, such as a sputtering process or an etching process, in a high vacuum atmosphere.
제1도는 상술한 고진공 챔버를 구비하는 종래의 반도체 제조장비를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a conventional semiconductor manufacturing equipment having the high vacuum chamber described above.
제1도를 참조하면, 참조번호 1은 고진공 상태에서 소정의 공정을 진행하기 위한 공정챔버, 3a는 상기 공정챔버(1)에 웨이퍼를 투입하기 전에 상기 공정챔버(1)의 진공도보다는 낮은 진공상태를 유지하면서 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 제1로드락 챔버, 그리고 3b는 상기 공정챔버(1)에서 공정이 완료된 웨이퍼를 일시적으로 보관시키기 위한 제2로드락 챔버를 나타낸다. 여기서, 상기 제1 및 제2로드락 챔버(3a,3b)는 대기중의 웨이퍼를 직접 공정챔버(1)에 투입시키거나 공정챔버(1) 내의 웨이퍼를 직접 대기중으로 꺼낼 때, 공정챔버(1)가 대기중의 먼지 등에 의해 오염되는 현상을 방지하기 위하여 완충역할을 하도록 설치한다. 또한, 공정챔버 내의 공간을 대기압 상태에서 고진공 상태로 만들기 위하여 웨이퍼를 투입시키거나 꺼낼 때마다 오랜시간 동안 펌프를 가동시켜야 하는 문제점을 해결하기 위한 목적으로 설치한다.Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a process chamber for performing a predetermined process in a high vacuum state, and 3a denotes a vacuum state lower than the vacuum degree of the process chamber 1 before the wafer is introduced into the process chamber 1. The first load lock chamber for temporarily storing the wafer while maintaining the temperature, and 3b represents a second load lock chamber for temporarily storing the wafer in which the process is completed in the process chamber (1). In this case, the first and second load lock chambers 3a and 3b are configured to directly insert wafers in the air into the process chamber 1 or to take wafers out of the process chamber 1 directly into the atmosphere. ) Should be installed to act as a buffer to prevent the pollution caused by dust in the air. In addition, in order to solve the problem of operating the pump for a long time every time the wafer is put or taken out in order to make the space in the process chamber from the atmospheric pressure to a high vacuum state.
계속해서, 참조부호 A는 고압 상태의 공기가 저장된 에어탱크(도시하지 않음)와 연결되는 공기 주입구, N은 고압 상태의 벤팅가스, 예컨대 질소가스가 저장된 벤팅가스 탱그(도시하지 않음)와 연결된 벤팅가스 주입구, 그리고 11a 및 11b는 각각 제1로드락 챔버(3a) 및 제2로드락 챔버(3b)용 제1콘트롤러 및 제2 콘트롤러를 나타낸다. 여기서, 콘트롤러(11a,11b)는 정해진 시간에 전기적인 신호를출력시키는 기능을 갖는다.Subsequently, reference numeral A denotes an air inlet connected to an air tank (not shown) in which high-pressure air is stored, and N denotes a venting gas tank (not shown) in which a high-pressure venting gas, for example, nitrogen gas, is stored. The gas inlets, and 11a and 11b, represent the first controller and the second controller for the first load lock chamber 3a and the second load lock chamber 3b, respectively. Here, the controllers 11a and 11b have a function of outputting an electrical signal at a predetermined time.
이어서, 참조부호 V2는 상기 공기 주입구(A)와 연결되고 상기 제1 콘트롤러(11a)로부터 출력되는 전기적인 신호에 의해 열림/닫힘 상태가 제어되는 제1솔레노이드 밸브, V1은 상기 벤팅가스 주입구(N)와 상기 제1로드락 챔버(3a) 사이에 설치되고 상기 제1 솔레노이드 밸브(V2)를 통하여 배출되는 공기에 의해 열림/닫힘 상태가 제어되는 제1 에어밸브를 나타낸다.Subsequently, reference numeral V2 is a first solenoid valve connected to the air inlet A and whose open / closed state is controlled by an electrical signal output from the first controller 11a, and V1 denotes the venting gas inlet N. ) And a first air valve installed between the first load lock chamber 3a and the open / closed state is controlled by air discharged through the first solenoid valve V2.
또한, 참조부호 V4는 상기 공기 주입구(A)와 연결되고 상기 제2콘트롤러(11b)로부터 출력되는 전기적인 신호에 의해 열림/닫힘 상태가 제어되는 제2솔레노이드 밸브, V3는 상기 벤팅가스 주입구(N)와 상기 제1로드락 챔버(3a) 사이에 설치되고 상기 제2솔레노이드 밸브(V4)를 통하여 배출되는 공기에 의해 열림/닫힘 상태가 제어되는 제1에어밸브를 나타낸다. 여기서, 상기 제1콘트롤러(11a), 제1솔레노이드 밸브(V2), 및 제1에어밸브(V1)는 상기 제1로드락 챔버(3a)를 벤트시키기 위한 제1벤팅가스 주입부를 구성하고, 상기 제2콘트롤러(11b), 제2솔레노이드밸브(V4), 제2에어밸브(V3)는 상기 제2로드락 챔버(3b)를 벤트시키기 위한 제2벤팅가스 주입부를 구성한다.In addition, reference numeral V4 is a second solenoid valve connected to the air inlet A and whose open / closed state is controlled by an electrical signal output from the second controller 11b, and V3 is the venting gas inlet N. ) And a first air valve installed between the first load lock chamber 3a and the open / closed state is controlled by the air discharged through the second solenoid valve V4. Here, the first controller (11a), the first solenoid valve (V2), and the first air valve (V1) constitutes a first venting gas injection unit for venting the first load lock chamber (3a), The second controller 11b, the second solenoid valve V4, and the second air valve V3 constitute a second venting gas injector for venting the second load lock chamber 3b.
이와 같이 구성된 종래의 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비는 고압 상태의 벤팅가스, 즉 질소가 직접 로드락 챔버에 주입되어 순간적으로 로드락 챔버 내에 와류가 형성된다. 이러한 와류는 로드락 챔버 내에 많은 오염입자를 형성시키어 웨이퍼 표면을 크게 오염시킨다.In the semiconductor manufacturing equipment having the conventional venting gas injection unit configured as described above, the venting gas under high pressure, that is, nitrogen is directly injected into the load lock chamber, and the vortex is instantaneously formed in the load lock chamber. These vortices form a large number of contaminants in the load lock chamber and greatly contaminate the wafer surface.
따라서, 본 발명의 목적은 로드락 챔버에 주입되는 벤팅가스의 양을 시간에 따라 조절할 수 있는 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing apparatus having a venting gas injection unit that can adjust the amount of venting gas injected into the load lock chamber with time.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 제조공정이 진행되는 공정 챔버, 상기 공정 챔버에 투입시킬 웨이퍼 또는 상기 공정 챔버에서 소정의 공정이 완료된 웨이퍼를 진공 상태에서 일시적으로 보관시키기 위한 로드 락 챔버, 및 상기 로드 락 챔버 내부의 압력을 대기압으로 변화시키기 위하여 그 내부에 벤팅가스를 주입시키는 기능을 갖는 벤팅가스 주입부를 구비하는 반도체 제조장비에 있어서, 상기 벤팅가스 주입부는 상기 벤팅가스를 저장하는 탱크와 연결되고 제1배출구 및 제2배출구를 구비하는 제1니들밸브; 상기 제1니들밸브의 제1 및 제2배출구와 각각 연결되어 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양을 조절하는 기능을 갖는 제2 및 제3니들밸브; 상기 제2 및 제3니들밸브와 상기 로드락 챔버 사이에 각각 설치되어 열림/닫힘 상태가 공기에 의해 제어되는 제1 및 제2에어밸브; 및 상기 제1 및 제2에어밸브가 각각 서로 다른 시간에 열리고 닫히도록 제어해주는 에어밸브 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a process chamber for carrying out a semiconductor manufacturing process, a load lock chamber for temporarily storing a wafer to be put into the process chamber or a wafer having a predetermined process completed in the process chamber in a vacuum state, And a venting gas injector having a function of injecting a venting gas therein to change the pressure inside the load lock chamber to an atmospheric pressure, wherein the venting gas injecting unit comprises: a tank storing the venting gas; A first needle valve connected to and having a first outlet and a second outlet; Second and third needle valves connected to the first and second discharge ports of the first needle valve, respectively, and having a function of controlling an amount of venting gas flowing per unit time; First and second air valves disposed between the second and third needle valves and the load lock chamber, respectively, in which an open / close state is controlled by air; And an air valve control means for controlling the first and second air valves to be opened and closed at different times, respectively.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2a도 및 제2b도는 각각 본 발명에 의한 벤팅가스 제어부의 에어벨브 제어수단 및 벤팅가스 주입 수단의 구성도들이다. 여기서, 제1도의 참조부호와 동일한 부호로 표시한 부분은 동일부분을 의미하며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.2a and 2b are respectively a configuration diagram of the air valve control means and the venting gas injection means of the venting gas control unit according to the present invention. Here, the parts denoted by the same reference numerals as those of FIG. 1 mean the same parts, and a description thereof will be omitted.
제2a도를 참조하면, 참조번호 27은 정해진 시간에 일정한 전기적 신호, 예컨대 24V의 직류전압을 출력시키는 콘트롤러, 참조번호 29는 상기 콘트롤러(27)로부터 출력되는 전기적 신호를 입력으로하여 제1출력단자 및 제2출력단자에 각각 제1신호 및 제2신호를 순차적으로 내보내는 타임 릴레이, 그리고 참조부호 V5는 상기 공기 주입구(A)와 연결되고 상기 콘트롤러(27)로부터 출력되는 전기적인 신호에 의해 공기를 제1배출구 및 제2배출구로 각각 배출시키는 제1솔레노이드 밸브를 나타낸다.Referring to FIG. 2A, reference numeral 27 denotes a controller for outputting a constant electrical signal, for example, a 24V DC voltage at a predetermined time, and reference numeral 29 denotes a first output terminal by inputting an electrical signal output from the controller 27. And a time relay for sequentially outputting the first signal and the second signal to the second output terminal, and reference numeral V5 is connected to the air inlet A and the air is output by the electrical signal output from the controller 27. The 1st solenoid valve which discharges to a 1st discharge port and a 2nd discharge port, respectively is shown.
또한, 참조부호 V6는 상기 제1솔레노이드 밸브(V5)의 제1배출구와 연결되고 상기 타임 릴레이(29)의 제1신호에 의해 일정시간동안 배출구(A3)로 공기를 내보내는 제2솔레노이드 밸브를 나타내고, 참조부호 V7은 상기 제1솔레노이드 밸브(V5)의 제2배출구와 연결되고 상기 타임 릴레이(29)의 제2신호에 의해 상기 제2솔레노이드 밸브(V6)가 닫힌 다음에 일정시간동안 배출구(A4)로 공기를 내보내는 제3솔레노이드 밸브를 나타낸다.In addition, reference numeral V6 denotes a second solenoid valve connected to the first outlet of the first solenoid valve V5 and emitting air to the outlet A3 for a predetermined time by the first signal of the time relay 29. , V7 is connected to the second outlet of the first solenoid valve V5 and the outlet A4 for a predetermined time after the second solenoid valve V6 is closed by the second signal of the time relay 29. Indicate a third solenoid valve for sending air to the).
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 에어밸브 제어수단은 콘트롤러(27) 및 타임 릴레이(29)에 의해 제2솔레노이드 밸브(V6) 및 제3솔레노이드 밸브(V7)기 순차적으로 동작하도록 구성되어 있다.As described above, the air valve control means according to the present invention is configured to operate the second solenoid valve V6 and the third solenoid valve V7 sequentially by the controller 27 and the time relay 29.
제2b도를 참조하면, 참조부호 V8은 상기 벤팅가스 주입구(N)와 연결되고 제1배출구 및 제2배출구로 각각 벤팅가스를 내보내는 제1니들밸브, V9는 상기 제1니들밸브(V8)의 제1배출구와 연결되고 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양을 조절할 수 있는 제2니들밸브, V10은 상기 제1니들밸브(V8)의 제2배출구와 연결되고 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양을 조절할 수 있는 제3니들밸브, V11은 상기 제2니들밸브(V9)와 제1도의 로드락 챔버(3a 또는 3b)의 개구부(1) 사이에 설치되고 상기 제2a도의 제2솔레노이드 밸브(V6)의 배출구(A3)를 통하여 나오는 공기에 의해 일정시간동안 벤팅가스를 흐르도록 하는 제1에어밸브, 그리고 V12는 상기 제3니들밸브(V10)와 상기 개구부(I) 사이에 설치되고 상기 제2a도의 제3솔레노이드 밸브(V7)의 배출구(A4)를 통하여 나오는 공기에 의해 일정시간동안 벤팅가스를 흐르도록 하는 제2에어밸브를나타낸다. 여기서, 상기 제2니들밸브(V9)와 상기 제1에어밸브(V11) 사이 및 상기 제3니들밸브(V10)와 상기 제2에어밸브(V12) 사이에 각각 코일형태를 갖는 제1서스튜브(sus tube;S1) 및 제2서스 튜브(S2)를 개재시키어 벤팅가스의 유속을 감소시키는 효과를 얻을 수도 있다. 상기 제1 및 제2서스 튜브(S1,S2)의 재질로는 스테인레스 스틸(stainless steel)이 널리 사용된다. 그리고 상기 벤팅가스로는 질소가스가 널리 사용된다.Referring to FIG. 2B, reference numeral V8 is a first needle valve connected to the venting gas inlet N and discharges the venting gas to the first outlet and the second outlet, respectively, and V9 is a portion of the first needle valve V8. The second needle valve connected to the first outlet and capable of adjusting the amount of venting gas flowing per unit time, V10 is connected to the second outlet of the first needle valve V8 and is capable of adjusting the amount of venting gas flowing per unit time. The third needle valve V11 is installed between the second needle valve V9 and the opening 1 of the load lock chamber 3a or 3b of FIG. 1 and discharges from the second solenoid valve V6 of FIG. 2a. The first air valve to allow the venting gas to flow for a predetermined time by the air flowing through A3), and V12 is installed between the third needle valve (V10) and the opening (I) and the third solenoid of FIG. Constant by air coming out through outlet A4 of valve V7 It shows a second air valve for venting the gas to flow during liver. Here, the first suspend tube having a coil shape between the second needle valve (V9) and the first air valve (V11), and between the third needle valve (V10) and the second air valve (V12), respectively ( It is also possible to obtain an effect of reducing the flow rate of the venting gas through the sus tube (S1) and the second suspend tube (S2). Stainless steel is widely used as the material of the first and second suspend tubes S1 and S2. As the venting gas, nitrogen gas is widely used.
상술한 본 발명의 벤팅가스 주입수단 및 에어밸브 제어수단으로 구성되는 벤팅가스 주입부를 사용하여 로드락 챔버에 벤팅가스를 주입시키는 방법은, 제2니들밸브(V9)를 통하여 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양이 제3 니들밸브(V10)를 통하여 단위시간당 흐르는 벤팅가스의 양보다 적도록 제2니들밸브(V9) 및 제3니들밸브(V10)를 적절히 조절하는 단계와 제1니들밸브(V8)를 완전히 개구시키어 벤팅가스가 흐를 수 있도록 오픈시키는 단계와 콘트롤러(27)을 동작시키어 제2솔레노이드 밸브(V6) 및 제3솔레노이드 밸브(V7)를 순차적으로 동작시키므로써, 제1에어밸브(V11) 및 제2에어밸브(V12) 역시 순차적으로 동작시키는 단계를 구비한다.The method for injecting the venting gas into the load lock chamber by using the venting gas injector configured of the venting gas injecting means and the air valve control means according to the present invention includes a method of venting gas flowing per unit time through the second needle valve V9. Properly adjusting the second needle valve (V9) and the third needle valve (V10) and the first needle valve (V8) so that the amount is less than the amount of the venting gas flowing per unit time through the third needle valve (V10) The first air valve V11 and the second solenoid valve V6 and the third solenoid valve V7 are sequentially operated by opening the venting gas completely and opening the venting gas to flow. The second air valve V12 also has a step of sequentially operating.
상술한 방법으로 벤팅가스를 로드락 챔버에 주입하게 되면, 초기에 느린 속도를 갖는 벤팅가스가 로드락 챔버에 유입되고 다음에 빠른 속도를 갖는 벤팅가스가 로드락 챔버에 유입되므로 로드락 챔버 내에 와류가 발생하는 현상을 크게 억제시킬 수 있다. 결과적으로, 로드락 챔버 내에 발생하는 오염입자를 크게 감소시키어 웨이퍼 표면이 오염되는 현상을 개선시킬 수 있다.When the venting gas is injected into the load lock chamber by the above-described method, the venting gas having a slow velocity is introduced into the load lock chamber and the venting gas having a high velocity is introduced into the load lock chamber. The phenomenon that occurs can be greatly suppressed. As a result, the contamination of the wafer surface can be improved by greatly reducing contaminants generated in the load lock chamber.
본 발명이 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.
Claims (5)
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20061128 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |