KR100222960B1 - 저압 공정용 펌핑 라인 - Google Patents

Abstract

메인 밸브와 보조 밸브를 직렬로 연결하여 저압 공정의 리크가 발생할 수 있는 근거를 줄일 수 있고, 보조 밸브에 큰 직경의 라인을 연결하여 슬로우 펌핑 라인의 막힘을 방지하며, 보조 밸브를 이용하여 챔버내의 가스 펌핑되는 양을 조절함으로써 저압 공정을 안정화시킬 수 있다.

Description

저압 공정용 펌핑 라인

제1도는 종래의 저압 공정용 펌핑 라인의 구성을 나타낸 예시도.

제2도는 본 발명에 의한 저압 공정용 펌핑 라인의 구성을 나타낸 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 챔버 2, 6 : 라인

3 : 메인밸브 5 : 펌프

7 : 보조밸브 9 : 에어(air) 밸브

11 : 보조밸브

본 발명은 펌핑 라인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인 밸브의 후단에 슬로우 펌핑용 게이트 밸브가 직렬 연결되어 슬로우 펌핑 라인의 리크(leak)를 방지할 수 있도록 된 저압 공정용 펌핑 라인에 관한 것이다.

일반적으로 저압 공정을 실시하기 위해 펌프를 가동시키는 동안 챔버내의 공기를 슬로우 펌핑 게이트 밸브와 펌프를 거쳐 배출시켜 그 챔버내의 압력이 80Torr 정도로 낮춘 후 메인 밸브와 펌프를 거쳐 배출시켜 그 챔버내의 압력을 공정을 실시하기에 적합한 0.2Torr-5Torr 정도로 충분히 낮춘다.

제1도는 종래의 저압 공정용 펌핑 라인의 구성을 나타낸 예시도이다.

종래의 저압 공정용 펌핑 라인은 챔버(1)가 큰 직경의 라인(2)의 메인 밸브(3)를 거쳐 펌프(5)에 연결되고, 또한 그 챔버(1)가 작은 직경의 라인(6)의 보조밸브(7)를 거쳐 펌프(5)에 연결되는 구조로 이루어진다.

여기서, 그 보조 밸브(7)가 에어밸브(9)에 연결되어 있다.

이와 같이 구성되는 펌핑 라인의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 보우트(도시 안됨)에 로딩된 웨이퍼(도시 안됨)를 저압 공정용 챔버(1), 예를 들어 저압 기상 화학 증착용 챔버내에 투입시킨다.

이어서, 그 챔버(1)내의 압력을 낮추기 위해 그 챔버(1)에 연결된 큰 직경의 라인(2)의 메인 밸브(3), 예를 들어 벨로우스(bellows) 밸브를 오프시킴과 아울러 그 챔버(1)에 연결된 작은 직경의 라인(6)의 보조 밸브, 예를 들어 슬로우 펌핑 게이트 밸브(7)와 에어 밸브(9)를 온시킨 상태에서 펌프(5)를 가동시킨다.

이에 따라, 그 챔버(1)내의 가스가 라인(6)과 보조 밸브(7) 및 펌프(5)를 거쳐 배출되어 그 챔버(1)내의 압력이 낮아진다.

그 챔버(1)내의 압력이 80Torr 정도로 낮아지면, 메인 밸브(3)를 온시킴과 아울러 보조 밸브(7)를 오프시킨다.

이후, 그 메인 밸브(3)를 온시킴과 아울러 보조 밸브(7)를 오프시킴에 따라 그 챔버(1)내의 가스가 라인(2)과 메인 밸브(3) 및 펌프(5)를 거쳐 배출되어 그 챔버(1)내의 압력이 저압 기상 증착 공정을 실시하기에 적합한 압력, 0.25-5Torr의 압력으로 충분히 낮아진다.

이러한 상태에서 그 챔버(1)내에 저압 기상 증착을 위한 반응 가스를 주입하여 그 웨이퍼들상에 원하는 막을 증착한다.

그 원하는 막이 증착되고 나면, 메인 밸브(3)와 밸브(7)를 오프시킨 후 그 챔버(1)내에 질소 가스를 주입하여 그 챔버(1)내의 압력을 760Torr의 대기압으로 상승시킨다.

이후, 그 웨이퍼를 인출하기 위해 그 보우트를 하향 이동시켜 그 챔버(1)로부터 분리시킨다.

그러나, 종래의 펌핑 라인은 작은 직경의 라인(6)이 챔버(1)로부터 배출되는 파우더들에 의해 막히게 되어 챔버(1)내의 압력이 충분히 낮아지지 않은 상태에서 챔버(1)내의 가스가 메인 밸브(3)만을 거쳐 펌핑됨으로써 챔버(1)내의 웨이퍼들 및 보우트가 큰 압력차에 의해 손상을 받게 된다.

또한, 그 챔버(1)내의 압력이 공정을 실시하기에 적절하더라도 에어 밸브(9)에 의해 챔버(1)내의 압력이 리크되어 챔버(1)내의 압력이 불안정하게 됨으로써 설비의 작동이 불안전하게 된다.

그리고, 챔버(1)내의 압력을 대기압으로 상승시키기 위해 질소를 그 챔버(1)내에 주입하더라도 보조 밸브(7)의 리크에 의해 챔버(1)내의 압력이 대기압으로 이루어지지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 챔버에 연결된 펌핑 라인을 단순화하여 저압 공정을 안정화시킬 수 있도록 한 저압 공정용 펌핑 라인을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 챔버와 펌프사이에서 동일 라인에 메인 밸브와 슬로우 펌핑 게이트 밸브를 연통 설치하여 슬로우 펌핑 게이트 밸브의 내부 리크를 방지함으로써 저압 공정을 안정화시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 저압 공정용 펌핑 라인을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일한 부분에는 동일한 부호가 부여되도록 한다.

제2도는 본 발명에 의한 저압 공정용 펌핑 라인의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명은 펌핑 라인은 챔버(1)가 큰 직경의 라인(2)의 메인 밸브(3) 및 보조 밸브(11)를 거쳐 펌프(5)에 연결되는 것을 제외하면 제1도의 구조와 동일한 구조로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 펌핑 라인의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 보우트(도시 안됨)에 로딩된 웨이퍼(도시 안됨)를 저압 공정용 챔버(1), 예를 들어 저압 기상 화학 증착용 챔버내에 투입시킨다.

이어서, 그 챔버(1)내의 압력을 낮추기 위해 그 챔버(1)에 연결된 큰 직경의 라인(2)의 메인 밸브(3)를 온시킴과 아울러 보조 밸브(11), 예를 들어 버터 플라이(butter fly)형 트로틀 밸브를 온시킨다.

이에 따라, 그 챔버(1)내의 가스가 라인(2)과 메인 밸브(3)와 보조 밸브(11) 및 펌프(5)를 거쳐 배출되어 그 챔버(1)내의 압력이 낮아진다.

이후, 보조 밸브(11)를 이용하여 그 챔버(1)내의 가스를 슬로우 펌핑하는 양을 단계적으로 조절함에 따라 그 챔버(1)내의 압력이 저압 기상 증착 공정을 실시하기에 적합한 압력, 0.25-5Torr의 압력으로 충분히 낮아진다.

여기서, 보조 밸브(11)를 이용하여 가스를 슬로우 펌핑하는 단계를 보다 상세히 살펴보면, 보조 밸브(11), 예컨대, 큰 직경의 라인(2)에 연통 설치된 버터 플라이(butterfly)형 트로틀 밸브(throttle valve)는 내부에서 회전축을 중심으로 회전하면서 트로틀 밸브의 내부를 개폐하는 얇은 원판(도시되지 않음)을 회전축을 중심으로 선택된 각도만큼 회전시켜 큰 직경의 라인(2)을 통해 배출되는 가스의 양을 조절한다.

즉, 원판이 가스의 흐름 방향으로 수평으로 위치되면, 가스의 배출량이 최대치가 되고, 원판이 가스의 흐름 방향에 대하여 수직으로 위치하면, 가스 배출이 차단되며, 수평 위치한 원판이 회전축을 중심으로 선택된 각도만큼 회전됨에 따라 큰 직경의 라인(2)을 통해 배출되는 가스의 양이 단계적으로 조절된다.

물론, 수직 위치한 원판을 회전축을 중심으로 선택된 각도만큼 회전시킴으로써, 큰 직경의 라인(2)을 통해 배출되는 가스의 양을 단계적으로 조절할 수 있다.

이러한 상태에서 그 챔버(1)내에 저압 기상 증착을 위한 반응 가스를 주입하여 그 웨이퍼들상에 원하는 막을 증착한다.

따라서, 보조 밸브(11)에 의해 챔버(1)내의 압력이 단계적으로 조절되어 그 웨이퍼들과 보우트가 큰 압력차에 의해 손상되는 현상이 방지되고, 큰 직경의 라인(2)의 메인 밸브(3)와 보조 밸브(11)가 직렬로 연결되어 보조 밸브(11)의 내부 리크가 방지된다.

또한, 작은 직경의 슬로우 펌핑 라인이 보조 밸브(11)에 근본적으로 이용되지 않아 챔버(1)에서 파우더가 배출되더라도 그 슬로우 펌핑 라인이 막히는 경우가 발생하지 않게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 의한 저압 공정의 펌핑 라인은 메인 밸브와 보조 밸브를 직렬로 연결하여 저압 공정의 리크가 발생할 수 있는 근거를 줄일 수 있고, 보조 밸브에 큰 직경의 라인을 연결하여 슬로우 펌핑 라인의 막힘을 방지하며, 보조 밸브를 이용하여 챔버내의 가스가 펌핑되는 양을 조절함으로써 저압 공정을 안정화시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 챔버에 각각 연통된 라인들에 각각 설치된 메인 밸브와 보조 밸브를 거쳐 상기 챔버내의 가스를 펌핑하는 펌핑 라인에 있어서, 상기 메인 밸브와 보조 밸브가 동일 라인에 연통 설치되는 것을 특징으로 하는 저압 공정용 펌핑 라인.
2. 제1항에 있어서, 상기 보조 밸브에 의해 상기 챔버내의 가스의 펌핑량을 조절하는 것을 특징으로 하는 저압 공정용 펌핑 라인.
3. 제2항에 있어서, 상기 보조 밸브는 버터 플라이형 밸브인 것을 특징으로 하는 진공 공정용 펌핑 라인.