KR100247630B1 - 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템을 개시한다. 개시된 본 발명은, 반도체 제조 공정로(1)내에 설치된 봉 형상으로서, 봉의 길이 방향을 따라 미립자가 이동되는 흡입통로(21)가 관통, 형성되고, 봉의 외면으로부터 중심을 향해 상기 흡입통로(21)와 연결되도록 형성되어 미립자가 흡입되는 다수의 흡입구(22,23,24,25)가 형성된 미립자 포집기(2); 상기 미립자 포집기(2)의 흡입통로(22,23,24,25)로 진공압을 부여하는 배기장치(3)를 포함하고, 상기 배기장치(3)는 구동원인 진공펌프(31); 상기 진공펌프(31)와 미립자 포집기(2)의 흡입통로(21) 일단 사이에 연결된 배기라인(32); 및 상기 배기라인(32)에 설치되어 배기라인(32)을 통해 이동되는 미립자의 흐름을 조정하는 것으로서, 설정된 압력에 따라 자동적으로 개폐되는 자동밸브(33)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템
본 발명은 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 제조장비중 공정로내에 발생되는 미립자를 외부로 배출하여 제거하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 장비중에서 확산 공정과 박막 형성공정, 및 식각 공정 등을 위한 공정로가 각 공정별로 마련되어 있다. 이러한 각 공정로에 공정에 따라 반응 가스를 주입하여, 이 반응 가스를 고온하에서 반응시키므로써, 확산이나 식각 또는 박막 형성이 이루어지도록 되어 있다.
그러나, 상기와 같이 한 공정이 진행된 후에, 반응되지 않고 잔류된 부산물인 미립자(particle)이 발생되는데, 이 미립자가 웨이퍼 표면에 흡착되면, 정밀설계된 웨이퍼상의 회로가 오동작을 일으키는 주된 요인으로 작용하게 된다. 즉, 공정후에 발생되는 미립자는 웨이퍼의 수율을 저하시키는 악영향을 초래하고 있고, 현재 반도체 소자 제조장비의 가장 큰 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.
이러한 미립자의 발생원인을 살펴보면, 반도체 소자 제조 공정은 고온하에서 화학반응을 일으켜 분해된 반응 가스가 농도차에 의하연 웨이퍼 표면에 고속 또는 저속으로 성장하게 되므로써 진행된다. 그러나, 완전 분해되지 않은 가스도 발생되는데, 이 가스가 미립자로서 웨이퍼 표면에 성장되지 않고 공정로내에 잔류하게 된다. 특히, 미립자중 육안으로 확인가능한 것이 파우더(power)로서, 이 파우더의 특성은 일반적으로, 대기중에서는 밑으로 가라앉는게 특징이다.
그리고, 공정중에는 공정로에 일정한 압력이 가해지므로, 이 압력에 의해 파우더의 와류현상이 발생되고, 와류에 의해 파우더의 순환작용 또는 침체작용이 일어나게 된다.
또한, 한 공정이 완료된 후, 다음 공정으로 웨이퍼를 이송시키기 위해서, 공정로에서 웨이퍼를 반출시키는 작업을 하게 되는데, 이때는 공정로의 온도가 식지 않은 상태이므로, 웨이퍼 반출전에 질소 가스를 이용해서 공정로를 대기압 상태로 조성한 후, 웨이퍼를 반출시키게 된다.
그런데, 질소 퍼지중에 웨이퍼는 완전히 고체화가 되어 있지 않은 상태이다. 즉, 웨이퍼는 표면이 발화된 상태에서 퍼지된 질소 가스에 의해 점진적으로 고체화가 진행되고 있는 상태이다. 따라서, 질소 가스의 영향을 받은 파우더 성분의 미립자가 웨이퍼 표면과 반응되어 흡착되는 경우가 많았다.
그런데, 상기와 같이 공정로에 발생된 미립자를 제거하기 위해서 종래에는, 질소 가스를 공정로내로 퍼지시켜 제거하거나, 또는 공정로 전체를 케미컬, 알콜 또는 일반 세정제로 세척을 실시하였다.
그러나, 상기와 같은 종래의 미립자 제거 방식은, 공정로를 대기압 수준으로 완전히 조성시킨 후, 세척을 실시해야 되고, 다시 공정 진행을 위해서 공정에 알맞는 조건으로 공정로를 조성시켜야 하기 때문에, 공정로를 정상화시키는데 매우 많은 시간이 걸린다는 다른 문제점이 유발되었다.
또한, 알콜이나 케미컬을 사용할 경우에는, 알콜이나 케미컬을 잘못 취급하여 작업자가 화상을 입는 안전사고가 빈번히 발생되는 문제점도 유발되었다.
따라서, 본 발명은 종래의 미립자 제거 방식으로 인해 야기되는 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 공정로를 정상화시키기 않은 상태하에서도 미립자를 제거할 수 있도록 하여, 공정로 정상화로 인한 공정 시간이 지연되는 것을 방지할 수 있는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 케미컬이나 알콜을 이용한 별도의 공정로 세척 작업을 할 필요가 없도록 하여, 알콜이나 케미컬의 취급 부주의로 작업자가 다치는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
제1도는 본 발명에 따른 공정로의 미립자 제거 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
제2도는 본 발명의 주요부인 미립자 포집기를 나타낸 일부 절개 단면 사시도.
제3도는 본 발명의 주요부인 배기장치를 나타낸 유압 회로도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 공정로 2 : 미립자 포집기
3 : 배기장치 21 : 흡입통로
22,23,24,25 : 흡입구 31 : 진공펌프
32 : 배기라인 33,43 : 자동밸브
34,44 : 수동밸브 35,45 : 분기라인
36 : 필터 46 : 체크밸브
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 반도체 제조 공정로내에 설치된 봉 형상으로서, 봉의 길이 방향을 따라 미립자가 이동되는 흡입통로가 관통, 형성되고, 봉의 외면으로부터 중심을 향해 상기 흡입통로와 연결되도록 형성되어 미립자가 흡입되는 다수의 흡입구가 형성된 미립자 포집기; 상기 미립자 포집기의 흡입통로로 진공압을 부여하는 배기장치를 포함하고, 상기 배기장치는 구동원인 진공펌프; 상기 진공펌프와 미립자 포집기의 흡입통로 일단 사이에 연결된 배기라인; 및 상기 배기라인에 설치되어 배기라인을 통해 이동되는 미립자의 흐름을 조정하는 것으로서, 설정된 압력에 따라 자동적으로 개폐되는 자동밸브(automatic valve)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자동밸브 전후의 배기라인을 연결하는 분기라인이 형성되고, 상기 분기라인에 자동밸브의 오동작시 인위적으로 작동시킬 수 있는 수동밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자동밸브와 미립자 포집기 사이의 배기라인에 자동밸브에 손상을 주는 미립자내의 성분을 제거하는 필터가 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 자동밸브와 미립자 포집기 사이의 배기라인에 공정로 세척을 위한 질소가 주입되는 질소라인이 분기연결되고, 상기 질소라인에 자동밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 자동 자동밸브 전후의 질소라인을 연결하는 분기라인이 형성되고, 상기 분기라인에 자동밸브의 오동작시 인위적으로 작동시킬 수 있는 수동밸브가 설치되고, 상기 자동밸브와 배기라인 사이의 질소라인에 미립자가 질소라인으로 역류되지 못하도록 방지하는 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기된 본 발명의 구성에 의하면, 반도체 제조 공정이 완료된 후, 공정로를 정상화시키지 않은 상태에서 배기장치가 가동되어, 공정로내에 설치된 미립자 포집기를 통해 미립자가 흡입된 후, 배기라인을 통해 공정로 외부로 배출되어 제거되므로써, 미립자를 제거하기 위해 공정로를 정상화시키지 않아도 되기 때문에 공정 시간을 단축시킬 수가 있고, 또한 알콜이나 케미컬을 사용해서 미립자를 제거하지 않아도 되기 때문에, 작업자가 알콜이나 케미컬 취급 부주의로 다치게 되는 안전사고를 미연에 방지할 수도 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
[실시예]
도 1은 본 발명에 따른 공정로의 미립자 제거 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 주요부인 미립자 포집기를 나타낸 일부 절개단면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 주요주인 배기장치를 나타낸 유압 회로도이다.
참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시되는 미립자 제거 시스템은 공정로(1)내에 설치되어 미립자가 진공압에 의해 포집되는 미립자 포집기(2)와, 공정로(1) 외부에 설치되어 미립자 포집기(2)로 진공압을 부여하고 미립자의 이동통로를 제공하는 배기장치(3)로 구성된다.
미립자 포집기(2)의 상세 구조가 도 2에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 미립자 포집기(2)의 형상이 직육면체로 예시되어 있는데, 반드시 이에 국한되는 것이 아니라 원통체와 같은 다른 형상이여도 무방하다.
직육면체 형상의 미립자 포집기(2)에 장축방향을 따라 미립자가 이동되는 흡입통로(21)가 장축의 양면을 관통되어 형성된다. 또한, 미립자 포집기(2)의 상면과 하면, 및 단축의 양측면 각각에 다수, 본 실시예에서는 7개의 흡입구(22,25,23,24)가 일정간격으로 형성된다. 각 흡입구(22,23,24,25)는 흡입통로(21)로 연결되어, 각 흡입구(22,23,24,25)를 통해 흡입된 미립자가 흡입통로(21)를 따라 이동하게 된다.
여기서, 미립자 포집기(2)의 장축 길이는 각 공정로(2)의 사양에 맞도록 제작되는데, 즉 미립자 포집기(2)가 공정로(1)내에 종으로 설치될 경우에는, 공정로(1)의 전체 종방향 길이와 대응되는 길이를 갖게 되고, 반면에 횡으로 설치된 경우에는, 공정로(1)의 횡방향 길이와 대응되는 길이를 갖게 된다. 따라서, 공정로(1)내에 분포되어 있는 미립자들과 각 흡입구(22,23,24,25)가 근접하게 배치될 수가 있게 된다.
한편, 미립자 포집기(2)의 흡입통로(21) 및 각 흡입구(22,23,24,25)로 미립자가 흡입되기 위한 진공을 부여함과 아울러 공정로(1)의 외부로 미립자의 이동통로를 제공하는 배기장치(3)가 도 3에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 구동원인 진공펌프(31)가 배기라인(32)으로 미립자 포집기(2)의 흡입통로(21) 일측에 연결된다. 배기라인(32)과 흡입통로(21)는 피팅(37)으로 연결되고, 이 피팅(37)에는 미립자의 리크 방지를 위한 오-링(38)이 설치된다. 또한, 엔드캡(39:endcap)이 배기라인(32)에 설치된다.
미립자 포집기(2)로의 진공압 흐름을 제어하는 자동밸브(33)가 배기라인(32)에 설치되는데, 이 자동밸브(33)는 설정된 압력이 되면 자동적으로 개방되는 밸브로서, 진공펌프(31)가 가동되어 일정 이하의 진공압이 배기라인(32)으로 흐르게 되면 자동적으로 개방된다. 만일, 자동밸브(33)가 동작되지 않을 경우를 대비해서, 수동으로 조작되는 수동밸브(34)가 자동밸브(33) 전후의 배기라인(31)에 분기연결된 분기라인(35)에 설치된다.
또한, 배기라인(32)을 통해 진공펌프(31) 방향으로 흐르는 미립자중에서, 자동밸브(33)와 수동밸브(34)에 손상을 주는 성분을 제거하기 위한 필터(36)가 미립자 포집기(2)와 자동밸브(33) 사이의 배기라인(32)에 설치된다. 그리고, 배기라인(32)내의 진공압을 제어하기 위한 입력 조정밸브(40)가 필터(36)와 자동밸브(33) 사이의 배기라인(32)에 설치된다.
한편, 공정로(1)내의 하드웨어(hardware)에 묻어 있는 미립자를 질소로 제거하기 위한 장치가 배기라인(32)에 분기연결된다. 즉, 질소 공급기(41)가 질소라인(42)에 의해 필터(36)와 엔드캡(39) 사이의 배기라인(32)에 연결되고, 질소의 흐름을 제어하는 자동밸브(43)가 질소라인(42)에 설치된다. 또한, 자동밸브(43)의 오동작을 대비하기 위해서, 수동밸브(44)가 자동밸브(43) 전후의 질소라인(42)에 분기연결된 분기라인(45)에 설치된다.
그리고, 진공펌프(31) 작동시, 미립자가 질소라인(42)으로 역류하지 못하도록 하는 체크밸브(46)가 자동밸브(43)와 배기라인(32) 사이의 질소라인(42)에 설치된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
공정이 완료된 후, 웨이퍼를 공정로(1)에서 반출시키기 전에 공정로(1)를 정상화시키지 않은 상태에서, 공정 부산물인 미립자가 웨이퍼에 흡착되지 못하도록 하기 위해서, 진공압으로 미립자를 배기시켜 제거한다.
즉, 진공펌프(31)가 가동되면, 진공압이 배기라인(32)을 통해 자동밸브(33)로 가해지게 되고, 일정한 진공압으로 되면 자동적으로 자동밸브(33)가 개방된다. 만일, 자동밸브(33)가 동작되지 않으면, 수동밸브(34)를 직접 수동으로 조작하여 분기라인(35)를 개방시켜, 진공압이 배기라인(32)으로 흐르게 한다.
진공압은 배기라인(32)을 통해 미립자 포집기(2)의 흡입통로(21)로 제공된 후, 각 흡입구(22,23,24,25)로 분산된다. 공정로(1)내의 미립자는 이 진공압에 의해 각 흡입구(22,23,24,25)로 흡입된 후, 흡입통로(21)를 통해 배기라인(32)으로 흐르게 되어, 일단 공정로(1)에서 배출된다. 특히, 각 흡입구(22,23,24,25)는 공정로(1) 전체에 걸쳐서 위치하고 있으므로, 공정로(1)의 각 국부적인 영역에 분산된 미립자들에게도 진공압이 제공될 수가 있다. 따라서, 미립자의 흡입동작이 공정로(1) 전체에 걸쳐서 진행되어, 미립자의 배기 효과가 매우 향상된다.
배기라인(32)으로 진입된 미립자는 필터(36)를 거치면서, 자동 및 수동밸브(33,34)에 손상을 주는 성분들이 필터(36)에 의해 걸려지게 된다. 여과된 미립자는 자동밸브(33) 또는 수동밸브(34)를 통해 진공펌프(31)로 유입된 후, 외부로 배출된다.
이러한 배기동작중에, 미립자는 질소라인(42)으로도 유입되는데, 체크밸브(46)에 의해 질소라인(42)의 자동 또는 수동밸브(43,44)로는 흐르지 못하게 된다.
한편, 미립자의 제거가 완료되어, 웨이퍼가 공정로(1)에서 반출된 후, 공정로(1)의 하드웨어에 묻어 있는 미립자들을 질소로 퍼지시켜 제거하기 위해서, 질소 발생기(41)가 가동된다. 질소의 압력이 일정 이상이 되면, 자동밸브(43)가 개방되어 체크밸브(46)를 통해서 배기라인(32)으로 흐른 뒤, 미립자 포집기(2)로 공급된다. 이때, 자동밸브(43)가 작동되지 않으면, 수동밸브(44)를 조작하여 분기라인(45)으로 질소가 흐르게 된다.
미립자 포집기(2)의 흡입통로(21)로 공급된 질소는 각 흡입구(22,23,24,25)를 통해 공정로(1)내로 퍼지되어, 공정로(1)의 하드웨어에 묻어 있는 미립자들을 세척하게 된다.
상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 공정이 완료된 후, 공정로(1)를 정상화시키지 않은 상태에서 진공펌프(31)에서 미립자 포집기(2)로 제공된 진공압에 의해 미립자가 제거되므로써, 공정로(1) 정상화를 위한 시간 소요가 필요치 않게 되어 반도체 제조공정 시간을 단축시킬 수가 있게 된다.
또한, 알콜이나 케미컬을 사용해서 미립자를 제거하지 않아도 되므로, 작업자가 알콜이나 케미컬의 취급 부주의로 부상을 입는 사태를 미연에 방지할 수도 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 반도체 제조 공정로내에 설치된 봉 형상으로서, 봉의 길이 방향을 따라 미립자가 이동되는 흡입통로가 관통, 형성되고, 봉의 외면으로부터 중심을 향해 상기 흡입통로와 연결되도록 형성되어 미립자가 흡입되는 다수의 흡입구가 형성된 미립자 포집기; 상기 미립자 포집기의 흡입통로로 진공압을 부여하는 배기장치를 포함하고, 상기 배기장치는 구동원인 진공펌프; 상기 진공펌프와 미립자 포집기의 흡입통로 일단 사이에 연결된 배기라인; 및 상기 배기라인에 설치되어 배기라인을 통해 이동되는 미립자의 흐름을 조정하는 것으로서, 설정된 압력에 따라 자동적으로 개폐되는 자동밸브를 포함하는 것을 특징하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자동밸브 전후의 배기라인을 연결하는 분기라인이 형성되고, 상기 분기라인에 자동밸브의 오동작시 인위적으로 작동시킬 수 있는 수동밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자동밸브와 미립자 포집기 사이의 배기라인에 자동밸브에 손상을 주는 미립자내의 성분을 제거하는 필터가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자동밸브와 미립자 포집기 사이의 배기라인에 공정로 세척을 위한 질소가 공급되는 장치가 분기연결되고, 상기 질소 공급장치는 질소 발생기와; 상기 질소 발생기와 배기 라인을 연결시키는 질소라인; 및 상기 질소라인에 설치된 자동밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자동밸브 전후의 질소라인을 연결하는 분기라인이 형성되고, 상기 분기라인에 자동밸브의 오동작시 인위적으로 작동시킬 수 있는 수동밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 자동밸브와 배기라인 사이의 질소라인에 미립자가 질소라인으로 역류되지 못하도록 방지하는 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템.
KR1019960067185A 1996-12-18 1996-12-18 반도체 제조 공정로의 미립자 제거 시스템 KR100247630B1 (ko)

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