KR100998663B1 - 로드락챔버 진공형성장치 - Google Patents

로드락챔버 진공형성장치 Download PDF

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KR100998663B1
KR100998663B1 KR1020100048273A KR20100048273A KR100998663B1 KR 100998663 B1 KR100998663 B1 KR 100998663B1 KR 1020100048273 A KR1020100048273 A KR 1020100048273A KR 20100048273 A KR20100048273 A KR 20100048273A KR 100998663 B1 KR100998663 B1 KR 100998663B1
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vacuum
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한민석
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지이에스(주)
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Abstract

로드락챔버 진공형성장치 및 진공형성방법이 개시된다. 대기압 측으로 개방되는 슬릿도어를 포함하는 로드락챔버; 로드락챔버 내부에 진공 상태를 형성하는 진공부; 로드락챔버 내부에 가스를 충전하는 충전부; 및 슬릿도어 개방 시에 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 로드락챔버의 내부의 압력을 낮추는 배기부를 포함하는 로드락챔버 진공형성장치는, 로드락챔버 오픈 시에, 그 내부의 압력을 낮추어 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

로드락챔버 진공형성장치{Apparatus for Forming Vacuum in Load-Lock Chamber}
본 발명은 로드락챔버 진공형성장치 및 진공형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조의 공정챔버 혹은 로드락챔버에 사용되는 가스가 웨이퍼에 잔존하다가 대기 중으로 유출될 수 있다. 이러한 잔존가스는 로드락챔버와 EFEM(equipment front end module)의 내부로 확산되어, 대기 중의 수분과 반응하여 소정의 부산물을 생성할 수 있다.
이와 같은 부산물은 EFEM 내부에 설치된 장비에 흡착되어, 그 장비를 부식시키는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 일부 부산물은 인체에 유해한 성분을 포함하고 있어, EFEM의 외부로 유출되는 경우, 작업자의 건강 상의 문제를 야기시킬 수 있는 문제가 있었다.
본 발명은 로드락챔버 오픈 시에 그 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대기압 측으로 개방되는 슬릿도어를 포함하는 로드락챔버; 로드락챔버 내부에 진공 상태를 형성하는 진공부; 로드락챔버 내부에 가스를 충전하는 충전부; 및 슬릿도어 개방 시에 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 로드락챔버의 내부의 압력을 낮추는 배기부를 포함하는 로드락챔버 진공형성장치가 제공된다.
여기서, 배기부는 슬릿도어의 개방과 연동하여 동작할 수 있으며, 배기부는 배기팬과; 배기팬과 로드락챔버 사이에 개재되는 배기밸브를 포함할 수 있으며, 배기밸브는 슬릿도어의 개방에 의해 오픈될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 진공상태의 로드락챔버에 가스를 충전하는 단계; 로드락챔버의 대기압 측에 결합되는 슬릿도어를 개방하는 단계; 및 슬릿도어의 개방 시에 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 로드락챔버 내부를 감압하는 단계를 포함하는 로드락챔버 진공형성방법이 제공된다.
여기서, 슬릿도어를 개방하는 단계와 로드락챔버 내부를 감압하는 단계는 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 로드락챔버 오픈 시에, 그 내부의 압력을 낮추어 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비의 로드락챔버 진공형성장치의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비의 로드락챔버 진공형성장치의 동작을 나타낸 순서도.
도 5은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 잔존가스 제거장치를 나타낸 사시도.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 잔존가스 제거장치를 나타낸 분해 사시도.
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 잔존가스 제거장치를 나타낸 저면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 잔존가스 제거장치의 변형 예를 나타낸 단면도.
도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 잔존가스 제거장치의 변형 예 내부의 기류의 유동을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 로드락챔버 진공형성장치의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락챔버 진공형성장치가 적용된 반도체 제조설비를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로드락챔버 진공형성장치가 적용된 반도체 제조설비를 나타낸 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 제조설비는, 진공챔버(100), 로드락챔버(200), 로드포트(310), 이송모듈(300), 송풍부(320), 잔존가스제거모듈(400)을 포함할 수 있다.
진공챔버(100)는 웨이퍼(10)에 일정한 처리를 수행할 수 있도록 그 내부가 진공상태를 유지하고 있는 챔버를 말할 수 있으며, 예를 들어, 이송챔버(110)와, 공정챔버를 포함할 수 있다.
이송챔버(110)는 그 내부에 이송로봇(112)이 설치되어, 후술할 로드락챔버(200)를 통해 로딩된 웨이퍼(10)를 공정챔버(114)에 로딩 또는 언로딩시킬 수 있다.
공정챔버(114)는 이송챔버(110)의 둘레를 따라 복수 개가 결합될 수 있으며, 각각의 공정챔버(114)는 그 내부에 웨이퍼(10)가 로딩되면, 해당 공정을 수행할 수 있다.
로드포트(310)는 처리 전후의 웨이퍼(10)가 적재되는 장치로 복수개가 후술할 이송모듈(300)에 결합될 수 있다.
이송모듈(300)은 로드포트(310)와 로드락챔버(200) 사이에 개재될 수 있으며, 그 내부에 설치되는 이송로봇(304)에 의해 웨이퍼(10)를 정렬 또는 정렬시킬 수 있다. 이송모듈(300)은 로드락챔버(200)를 통해 언로딩된 웨이퍼(10)를 잔존가스제거모듈(400)을 거친 후, 로드포트(310)에 적재할 수 있다.
이송모듈(300)은 통상 EFEM(equipment front end module)이라 칭할 수 있다.
이송모듈(300)의 상측에는, 이송모듈(300)의 내부에 하강기류를 형성하는 송풍부(320)가 결합될 수 있다. 송풍부(320)의 전방에는 필터(322)가 결합되어, 이송모듈(300) 내부에 파티클의 유입을 방지할 수 있다.
잔존가스제거모듈(400)은 이송모듈(300)의 양측에 결합되어, 언로딩된 웨이퍼(10)를 일시적으로 적재하면서, 웨이퍼(10)의 잔존가스를 제거할 수 있다.
잔존가스는 예를 들어 BCl3, Cl2, HBr, CF4, CHF3 등과 같은 반응성 가스와 가스퓸(gas fume)을 포함할 수 있으며, 로드락챔버(200)를 통해 언로딩된 웨이퍼(10)에 의해 이송모듈(300) 내부로 유입될 수 있다. 또한, 잔존가스는 이송모듈과 후술할 로드락챔버 간의 압력차이로 인해, 이송모듈 내부로 유입될 수 있다.
로드락챔버(200)는 진공챔버(100)와 후술할 이송모듈(300) 사이에 개재되어, 그 내부에 진공 또는 대기압 상태를 형성함으로써, 진공과 대기압 상태의 중간 매개체로서 기능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 로드락챔버 진공형성장치(500)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 로드락챔버 진공형성장치(500)는, 로드락챔버(200), 진공부, 충전부, 배기부를 포함할 수 있다.
로드락챔버(200)의 이송모듈 측에는 슬릿도어(220)가 결합될 수 있다. 슬릿도어(220)의 개방으로 인해, 이송모듈과 로드락챔버(200) 간에 웨이퍼 이송이 가능할 수 있다. 슬릿도어(220)는 구동부(222)에 의해 개폐될 수 있다.
진공부는 로드락챔버(200) 내부에 진공을 형성하는 부분으로, 진공펌프(232)와 진공밸브(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 진공펌프(232)는 2개의 로드락챔버(200)와 연결될 수 있으며, 각각의 로드락챔버(200)의 진공밸브(230)의 개폐에 의해 로드락챔버(200)의 진공이 형성될 수 있다.
충전부는 슬릿도어(220)가 개방되기 이전에 로드락챔버(200) 내부에 예를 들어 질소와 같은 가스를 충전하여 이송모듈과의 압력차이를 해소시킬 수 있다. 충전부는 가스탱크와 밴트밸브(ventilation valve, 210)를 포함할 수 있다. 밴트밸브(210)의 개폐에 의해 로드락챔버(200) 내부에 질소를 충전도를 조절할 수 있다.
배기부는 슬릿도어(220) 개방 시에 로드락챔버(200) 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록 로드락챔버(200) 내부의 압력을 낮출 수 있다. 배기부는 배기팬(226)과, 배기밸브(224)를 포함할 수 있다.
배기팬(226)은 2개의 로드락챔버(200)와 같이 연결될 수 있으며, 배기밸브(224)는 배기팬(226)과 각각의 로드락챔버(200) 사이에 개재되어 개폐됨으로써, 각각의 로드락챔버(200)의 압력을 낮출 수 있다.
배기밸브(224)는 슬릿도어(220)의 구동부(222)와 전기적으로 결합될 수 있으며, 슬릿도어(220)가 개방되면, 슬릿도어(220)의 개방과 연동하여 오픈될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 로드락챔버 진공형성장치(500)의 동작을 나타낸 순서도이다.
먼저, 이송챔버로부터 웨이퍼가 로드락챔버(200)로 이송되면, 로드락챔버(200) 내부는 진공상태일 수 있다. 이 때, 밴트밸브(210)를 오픈하여 로드락챔버(200) 내부에 질소 가스가 충전됨으로써(S100), 로드락챔버(200) 내부에는 대기압 또는 그 이상의 압력을 가지는 상태가 될 수 있다.
다음으로, 로드락챔버(200)의 웨이퍼를 이송모듈로 언로딩하기 위해 슬릿도어(220)가 개방될 수 있다. (S200)
이 때, 슬릿도어(220)의 개방과 함께 배기밸브(224)가 오픈되어 로드락챔버(200) 내부의 압력을 대기압 또는 이송모듈 내부의 압력 이하로 낮춤으로써(S300), 슬릿도어(220) 개방 시에 이송모듈과 로드락챔버(200) 간에 압력 차이로 인해 로드락챔버(200)에서 이송모듈 측으로 기류가 발생하여 웨이퍼 잔존가스가 로드락챔버(200) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)을 나타낸 사시도이다. 도 1, 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)은 이송모듈(300)의 양측에 결합되어, 언로딩된 웨이퍼(10)를 일시적으로 적재하면서, 웨이퍼(10)의 잔존가스를 제거할 수 있다.
잔존가스는 예를 들어 BCl3, Cl2, HBr, CF4, CHF3 등과 같은 반응성 가스와 가스퓸(gas fume)을 포함할 수 있으며, 로드락챔버(200)를 통해 언로딩된 웨이퍼(10)에 의해 이송모듈(300) 내부로 유입될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)을 나타낸 분해 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)은, 케이스(410, 412, 414), 스택커(420), 배기슬롯(430), 분사파이프(440), 버퍼(450), 배기파이프(452)를 포함할 수 있다.
케이스는 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 상측을 커버하는 상부케이스(412), 측면을 커버하는 본체케이스(410) 및 하측을 커버하는 하부케이스(414)를 포함할 수 있다. 케이스는 전방이 개구되어 이송모듈(300)의 하강기류가 그 내부로 유입될 수 있다.
본체케이스(410)의 내부에는 스택커(420)가 결합될 수 있으며, 복수의 웨이퍼(10)가 스택커(420)의 내부에 순차적으로 적층될 수 있다.
본체케이스(410) 내부의 스택커(420)의 배면에는 복수의 배기슬롯(430)이 각각의 웨이퍼(10)의 위치에 맞게 형성될 수 있다. 복수의 배기슬롯(430)은 본체케이스(410)의 배면의 양측에 형성될 수 있다.
배기슬롯(430)은 복수 개가 상하로 나란히 형성될 수 있다. 이 때, 배기슬롯(430)의 길이는 하향으로 갈수록 짧게 형성될 수 있다.
케이스의 전방에는 가열가스를 분사하는 분사파이프(440)가 결합될 수 있다. 분사파이프(440)는 하향으로 개구되는 ㄷ자 형태를 가질 수 있으며, 상하로 연장되는 부분에는 각각의 웨이퍼(10)와 동일한 위치에 분사노즐이 형성될 수 있다. 그리고, 분사파이프(440)의 상측의 수평 방향으로 연장되는 부분에도 일정한 간격으로 분사노즐(442)이 형성될 수 있다.
분사파이프(440)는 예를 들어 섭씨 80도의 질소와 같은 가열가스를 분사하여, 웨이퍼(10)에 잔존하는 잔존가스를 활성화시킴으로써, 잔존가스를 휘발시켜 제거할 수 있다. 이 때, 분사노즐(442)은 각각의 웨이퍼(10)의 위치에 맞게 형성되어 각각의 웨이퍼(10)의 잔존가스를 고르게 가열할 수 있다.
본 실시 예와 같이, 가열된 질소가스는 케이스 내부의 습도를 감소시키고, 유입된 하강기류의 속도를 증가시켜, 잔존가스 제거효율을 보다 향상시킬 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 각각의 웨이퍼 대응하여 형성되는 분사노즐(442)이 각각의 웨이퍼의 잔존가스를 제거할 수 있도록 할 수 있으며, 분사파이프(440)의 상측에 수평방향으로 형성되는 분사노즐(442)은 최 상측의 웨이퍼의 잔존가스를 제거할 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)을 나타낸 저면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본체케이스(410)의 저면의 후방의 양측에는 배기구(411)가 형성될 수 있다. 배기슬롯(430)을 통해 유입된 하강기류는 배기구(411)를 통해 배출될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본체케이스(410)의 하측에는 버퍼(450)가 결합될 수 있다. 버퍼(450)는 배기구(411)와 배기파이프(452) 사이에 개재되며, 배기파이프(452)에 비해 단면적이 큰 일정한 공간을 말할 수 있다.
버퍼(450)는 배기구(411)를 통해 배출되는 하강기류의 속도를 감소시켜, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부에 안정적인 층류가 형성되도록 할 수 있다.
배기파이프(452)의 말단에는 별도의 배기팬이 결합될 수 있으며, 배기팬은 배기구(411)를 통해 배출되는 하강기류의 유속을 증가시켜, 버퍼(450)에 체류하는 기류를 강제로 배기시킬 수 있다.
이 때, 버퍼(450)는 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)과 배기팬 사이에 개재되어, 배기팬에 의한 유속의 증가를 완충시켜, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부의 층류가 보다 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 변형 예를 나타낸 단면도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 제조설비(1000)의 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 변형 예 내부의 기류의 유동을 나타낸 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 이송모듈(300)의 하강기류의 약30%정도는 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 내부로 유입될 수 있다.
이 때, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 변형 예는 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 상측의 이송모듈(300)과 접하는 부분의 모서리는 라운딩 처리되어(이 부분을 라운딩부(415)라 칭함), 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부의 와류의 발생을 방지할 수 있다.
웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 내부의 압력은 하측으로 갈수록 감소될 수 있고, 그에 따라 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부의 하측으로 유입된 하강기류의 유량은 그 상측으로 유입된 하강기류의 유량 보다 적을 수 있다.
이 때, 상술한 바와 같이, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부의 압력 및 유량에 대응하여 상하로 배치되는 복수의 배기슬롯(430)의 길이를 달리하여, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400) 내부에 웨이퍼(10)의 일면과 평행하게 유동하는 층류를 형성할 수 있다.
이 층류는 웨이퍼(10)의 잔존가스를 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 배기구(411)를 통해 배출함으로써, 잔존가스를 제거할 수 있다. 이와 동시에, 상술한 바와 같이, 웨이퍼 잔존가스 제거장치(400)의 전방에서 가열된 질소를 분사하여 잔존가스를 휘발시킴으로써, 잔존가스를 제거할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
100: 진공챔버 200: 로드락챔버
300: 이송모듈 400: 잔존가스제거모듈
500: 로드락챔버 진공형성장치 1000: 반도체 제조설비

Claims (5)

  1. 대기압 측으로 개방되는 슬릿도어를 포함하는 로드락챔버;
    상기 로드락챔버 내부에 진공 상태를 형성하는 진공부;
    상기 로드락챔버 내부에 가스를 충전하는 충전부; 및
    상기 슬릿도어 개방 시에 상기 로드락챔버 내부의 가스가 외부로 유출되는 것을 방지하도록, 상기 슬릿도어의 개방과 연동하여 상기 로드락챔버의 내부의 압력을 낮추는 배기부를 포함하며,
    상기 배기부는
    배기팬과;
    상기 배기팬과 상기 로드락챔버 사이에 개재되는 배기밸브를 포함하며,
    상기 배기밸브는 상기 슬릿도어의 개방에 의해 오픈되는, 로드락챔버 진공형성장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020100048273A 2010-05-24 2010-05-24 로드락챔버 진공형성장치 KR100998663B1 (ko)

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