KR101044315B1 - 반도체장치 제조 설비 및 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학적 오염 물질을 효과적으로 제거하여 청정도가 높은 공간을 조성하도록 하는 반도체장치 제조 설비에 관한 것으로서, 반도체장치 제조를 위한 크린룸 내에 순환하는 크린에어로부터 이물질을 효과적으로 제거하여 청정도가 높은 공정룸을 형성하도록 하는 반도체장치 제조 설비에 있어서, 크린룸 내에 구획 형성된 반도체장치 제조공정이 수행되는 공정룸과, 상기 공정룸 상측의 크린에어 순환경로 상에 설치되고, 상기 공정룸을 통과한 크린에어를 상기 공정룸 상측의 필터를 통과하여 상기 공정룸으로 다시 순환시키는 제1 순환팬을 포함하는 팬필터유닛과, 상기 팬필터유닛에 의해 필터링 되는 공정룸의 일측에 일정공간으로 구획 배열된 작업자 대기룸과, 상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 공기중의 화학적 오염물질을 필터링하여 공급하기 위한 케미컬 필터와 제2 순환팬으로 이루어진 케미컬필터유닛을 포함하고, 상기 작업자 대기룸의 상측에는 상기 케미컬필터유닛에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역이 독립적으로 구획 형성되고, 상기 오염물질 처리 영역은, 상기 작업자 대기룸 내로 유입되는 공기를 상기 케미컬필터유닛을 통해 화학적 오염 물질이 필터링된 상태로 상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 청정 공기를 일부 상기 오염물질 처리 영역 내로 귀환시키기 위해 하측에 배치된 귀환 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

반도체장치 제조 설비 및 운용 방법{CLEAN BOOTH IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

반도체장치 제조 공정이 진행되는 크린룸 내에서 특히 문제시되는 작업자에 영향을 미치는 화학적 오염물질을 효율적으로 소거할 수 있는 작업자 대기실을 별도로 구비하여 이 대기실 내의 공기를 정화하는 설비 및 설비 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체장치 제조 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 팹 공정에서 형성된 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 EDS(Electrical Die Sorting)공정과, 반도체 소자들을 합성 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

팹 공정은 증착, 사진, 식각, 세정 공정 등과 같은 다수의 단위 공정들로 이루어지고, 각각의 단위 공정들은 반도체 소자의 고집적화에 따라 부유 분진, 유해 가스, 미생물 등과 같은 파티클을 제어하는 청정 공간인 크린룸(Clean Room) 내에 서 진행되어야 한다.

일반적으로, 크린룸은 작업자가 이동하면서 작업을 하고, 기판이 수용된 캐리어가 이동되는 공간을 제공하는 작업 영역과, 작업 영역으로부터 기판을 전달받아 처리 공정이 진행되는 처리 영역으로 나누어진다. 크린룸의 상부에는 크린룸으로 정화된 공기를 공급하는 상부 플리넘(Plenum)이 배치되고, 크린룸의 하부에는 크린룸 내의 공기를 배기시키는 하부 플리넘이 배치되며, 크린룸의 일 측에는 상부 플리넘 및 하부 플리넘과 연통되는 공기 순환 경로가 제공된다.

상부 플리넘으로부터 크린룸의 작업 영역 및 처리 영역으로 공급되는 정화된 공기는 작업 영역 및 처리 영역을 경유하여 하부 플리넘으로 배출된다. 배출 공기는 하부 플리넘에 연통되어 있는 공기 순환 경로를 통해 상부 플리넘으로 공급되고, 상부 플리넘으로 공급된 공기는 필터에 의해 미세 먼지 등이 여과된 후 크린룸의 작업 영역 및 처리 영역으로 재공급된다.

그런데, 앞서 설명한 바와 같이 반도체장치 제조 설비는 그 내부의 공기가 순환되는 구조를 가지기 때문에, 처리 영역 내에 설치된 공정 유닛의 유지 보수에 따른 잔류 반응 가스의 유출로 처리 영역이 오염될 경우, 처리 영역 내의 오염 물질이 하부 플리넘, 공기 순환 경로 및 상부 플리넘을 통해 순환된 후 작업 영역 등으로 유입되어 크린룸의 전 영역으로 확산되어, 크린룸 내부가 오염되면 크린룸 내의 오염 물질을 제거하기 위해 강제 배기를 시켜야 하기 때문에, 생산 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

더욱이, 처리 영역 내의 오염 물질에 대응하여 외기 유입을 최대한 늘려야 함에 따라, 이를 필터링하기 위한 천정의 팬필터유닛의 수명을 단축시킴과 동시에 팬필터유닛의 설치 대수를 증대해야만 하는 등 여러 단점이 부가되는 사태가 발발하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체장치 제조 공정이 진행되는 크린룸 내에서 특히 문제시되는 작업자에 영향을 미치는 화학적 오염물질을 효율적으로 소거할 수 있는 작업자 대기실을 별도로 구비하여 이 대기실 내의 공기를 정화하는 설비 및 설비 운용 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 작업자 대기실에만 외기를 독립적으로 유입시킬 수 있음에 따라, 천정의 팬필터유닛의 사용과 무관하게 국부적인 공간에서만 화학적 오염 물질을 소거시킴에 따라, 오염 농도를 간편하게 낮출 수 있도록 함에 부가적인 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 반도체장치 제조를 위한 크린룸 내에 순환하는 크린에어로부터 이물질을 효과적으로 제거하여 청정도가 높은 공정룸을 형성하도록 하는 반도체장치 제조 설비에 있어서,

크린룸 내에 구획 형성된 반도체장치 제조공정이 수행되는 공정룸과,

상기 공정룸 상측의 크린에어 순환경로 상에 설치되고, 상기 공정룸을 통과한 크린에어를 상기 공정룸 상측의 필터를 통과하여 상기 공정룸으로 다시 순환시키는 제1 순환팬을 포함하는 팬필터유닛과,

상기 팬필터유닛에 의해 필터링 되는 공정룸의 일측에 일정공간으로 구획 배열된 작업자 대기룸과,

상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 공기중의 화학적 오염물질을 필터링하여 공급하기 위한 케미컬 필터와 제2 순환팬으로 이루어진 케미컬필터유닛을 포함하고,

상기 작업자 대기룸의 상측에는 상기 케미컬필터유닛에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역이 독립적으로 구획 형성되고,

상기 오염물질 처리 영역은, 상기 작업자 대기룸 내로 유입되는 공기를 상기 케미컬필터유닛을 통해 화학적 오염 물질이 필터링된 상태로 상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 청정 공기를 일부 상기 오염물질 처리 영역 내로 귀환시키기 위해 하측에 배치된 귀환 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 반도체장치 제조 설비에서의 크린룸 내부에 화학적 오염물질의 정화용 케미컬필터유닛을 갖춘 작업자 대기실을 크린룸 및 공정룸과 서로 구분하여 독립적으로 구성하여, 상기 케미컬필터유닛에 의한 화학적 오염물질의 국 부적 정화처리 공급이 이루어지도록 구성하여 이루어짐으로써, 별도의 반도체장치 제조용 공정룸 및 크린룸 전체의 화학적 오염 처리를 수행하기 위한 추가 비용없이 작업자 대기실 만을 보다 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

이로써, 상기 케미컬필터유닛에 의한 필터링 작업 중에서 오염 처리된 공기를 일부 귀환시켜 클린상태의 혼합공기를 연속적으로 작업자 대기실 내에 공급함에 따라 쾌적한 작업자 대기실 내 환경을 적은 유지비용으로 조성할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 내에서의 공정룸 측방의 작업자 대기실의 구조를 나타낸 구조도이고, 도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 크린룸 내에서의 공정룸 측방의 작업자 대기실의 구조를 나타낸 구조도이다.

본 발명은 도면에 예시된 바와 같이, 반도체장치 제조를 위한 크린룸(10) 내에 순환하는 크린에어로부터 이물질을 효과적으로 제거하여 청정도가 높은 공정룸을 형성하도록 하는 반도체장치 제조 크린룸(10)에서의 청정 효율을 높이기 위한 설비의 일환으로 도출되었다.

또, 본 발명에 따른 반도체장치 제조 설비는, 크린룸(10) 내에 구획 형성된 반도체장치 제조공정이 수행되는 공정룸(20)과, 상기 공정룸(20) 상측의 크린에어 순환경로 상에 설치되고, 상기 공정룸(20)을 통과한 크린에어를 상기 공정룸(20) 상측의 필터를 통과하여 상기 공정룸(20)으로 다시 순환시키는 제1 순환팬을 포함하는 팬필터유닛(F1)과, 상기 팬필터유닛(F1)에 의해 필터링 되는 공정룸(20)의 일측에 일정공간으로 구획 배열된 작업자 대기룸(30)과, 상기 작업자 대기룸(30) 내로 공급되는 공기중의 화학적 오염물질을 필터링하여 공급하기 위한 케미컬 필터와 제2 순환팬으로 이루어진 케미컬필터유닛(101)을 포함하는 구조로 구성되어 있다.

또, 상기 작업자 대기룸(30)의 상측에는 상기 케미컬필터유닛(101)에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역(100)이 독립적으로 구획 형성되어 있다.

또한, 상기 오염물질 처리 영역(100)은, 상기 크린룸(10) 내의 공기가 유입되도록 상측에 배치된 유입 댐퍼(110)와, 상기 유입 댐퍼(110)를 통해 상기 작업자 대리룸 내로 유입되는 공기를 상기 케미컬필터유닛(101)을 통해 화학적 오염 물질이 필터링된 상태로 상기 작업자 대기룸(30) 내로 공급되는 청정 공기를 일부 상기 오염물질 처리 영역(100) 내로 귀환시키기 위해 하측에 배치된 귀환 댐퍼(120)를 구비하는 구성으로 되어 있다.

또, 상기 작업자 대기룸(30)의 측방에는 상기 케미컬필터유닛(101)에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역으로 외기를 도입하는 외기도입구역(220)이 독립적으로 구획 형성되어 있다.

또한, 상기 외기도입구역(220)은 외기도입덕트(200)를 매개로 외기를 도입하고, 상기 외기도입덕트(200)와 외기도입구역(220) 사이에는 도입되는 외기를 승온 하기 위한 열교환기(210)가 개재되는 구성으로 되어 있다.

또한, 상기 작업자 대기실(30)의 하측의 엑세스 플로어에 설치되어 상기 작업자 대기실(30)의 내부를 통과한 크린에어를 하부 플레넘으로 급송하는 배기용 팬필터유닛(F2)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

한편, 미설명 부호(130)는 상기 귀환 댐퍼(120)측으로 유입되는 공기량을 조절함과 동시에, 원활한 공기 도입을 가이드하도록 상기 케미컬필터유닛(101)과 귀환 댐퍼(120) 사이에 기립 배치된 제1 가이드 부재이며, 미설명 부호(230)는 상기 케미컬필터유닛(101)으로의 원활한 공기 도입을 가이드하도록 상기 오염물질 처리영역(100)에 횡 배치된 제2 가이드부재이다.

또한, 상기한 구성의 반도체장치 제조 설비 내의 화학적 오염물질을 정화하는 방법은, 상기 작업자 대기실(30) 내에 하강 기류가 형성되도록 화학적 오염물질이 정화된 공기를 공급하고, 상기 작업자 대기실(30) 내에 공급된 공기를 일부 귀환시키면서 귀환되는 공기 내의 화학 오염 물질을 재여과하고, 여과된 공기를 순환시켜 상기 작업자 대기실(30) 내로 재공급하는 단계들을 포함하여 이루어진다.

또, 상기 작업자 대기실(30) 내부 공기의 오염 정도가 기준치 이하일 경우에는 배출 공기를 저속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하고, 상기 작업자 대기실(30) 내부 공기의 오염 정도가 기준치를 초과할 경우에는 배출 공기를 고속으로 배기 시키면서 화학 오염 물질을 여과하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 작업자 대기실(30)의 유입댐퍼(110)와 귀환댐퍼(120)의 개방 동작 시간은 각각 상기 작업자 대기실(30)의 오염 공기 정화 처리 시부터 귀환댐퍼로 귀환되는 공기가, 처리된 공기의 20% 내외로 귀환되도록 개폐 제어되는 방식을 채택하고 있다.

이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 방식에 의하면, 상기한 크린룸(10) 내의 화학적 오염도는 항시 설정 범위 내에서만 유지되게 하면 되므로, 작업자 대기실(30)의 유입댐퍼로부터 케미컬필터유닛(101)을 통해 정화된 공기의 일부가 재귀환하여 상기 케미컬필터유닛(101)을 통하므로, 오염원 제거를 위한 필터의 잦은 교환을 극력 규제함으로서, 유지 보수에 따른 비용 절감을 달성할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 케미컬필터유닛에 의한 필터링 작업 중에서 오염 처리된 공기를 일부 귀환시켜 클린상태의 혼합공기를 연속적으로 작업자 대기실 내에 공급함에 따라 쾌적한 작업자 대기실 내 환경을 적은 유지비용으로 조성할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

더욱이, 작업자 대기실에만 외기를 독립적으로 유입시킬 수 있음에 따라, 천정의 팬필터유닛의 사용과 무관하게 국부적인 공간에서만 화학적 오염 물질을 소거시킴에 따라, 오염 농도를 간편하게 낮출 수 있다는 장점을 구현 가능케 되는 것이다.

또한, 작업자 대기실과 이 대기실 외부와의 기압차 즉, 양압의 유지발생으로 인해 필터링되지 않은 공기가 새어 대기실 내로 유입되는 것을 방지하고, 공기의 유입량을 능동적으로 제어할 수 있게 됨은 물론이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 크린룸(10) 내의 별도 구획 구 조를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크린룸 내에서의 공정룸 측방의 작업자 대기실의 구조를 나타낸 구조도이다.

도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 크린룸 내에서의 공정룸 측방의 작업자 대기실의 구조를 나타낸 구조도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

10 : 크린룸 20 : 공정룸

30 : 작업자 대기실 100 : 오염물질 처리 영역

110 : 유입 댐퍼 120 : 귀환 댐퍼

130 : 가이드부재 101 : 케미컬필터유닛

200 : 외기도입덕트 210 : 열교환기

220 : 외기도입영역

Claims (7)

1. 반도체장치 제조를 위한 크린룸 내에 순환하는 크린에어로부터 이물질을 효과적으로 제거하여 청정 공정룸을 형성하도록 하는 반도체장치 제조 설비에 있어서,

   크린룸 내에 구획 형성된 반도체장치 제조공정이 수행되는 공정룸과,

   상기 공정룸 상측의 크린에어 순환경로 상에 설치되고, 상기 공정룸을 통과한 크린에어를 상기 공정룸 상측의 필터를 통과하여 상기 공정룸으로 다시 순환시키는 제1 순환팬을 포함하는 팬필터유닛과,

   상기 팬필터유닛에 의해 필터링 되는 공정룸의 일측에 일정공간으로 구획 배열된 작업자 대기룸과,

   상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 공기중의 화학적 오염물질을 필터링하여 공급하기 위한 케미컬 필터와 제2 순환팬으로 이루어진 케미컬필터유닛을 포함하고,

   상기 작업자 대기룸의 상측에는 상기 케미컬필터유닛에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역이 독립적으로 구획 형성되고,

   상기 오염물질 처리 영역은, 상기 작업자 대기룸 내로 유입되는 공기를 상기 케미컬필터유닛을 통해 화학적 오염 물질이 필터링된 상태로 상기 작업자 대기룸 내로 공급되는 청정 공기를 일부 상기 오염물질 처리 영역 내로 귀환시키기 위해 하측에 배치된 귀환 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조 설비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 작업자 대기룸의 측방에는 상기 케미컬필터유닛에 의해 화학적 오염 물질이 필터링되는 오염물질 처리 영역으로 외기를 도입하는 외기도입구역이 독립적으로 구획 형성되고,

   상기 외기도입구역은 외기도입덕트를 매개로 외기를 도입하고,

   상기 외기도입덕트와 외기도입구역 사이에는 도입되는 외기를 승온하기 위한 열교환기가 개재된 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조 설비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 작업자 대기실의 하측의 엑세스 플로어에 설치되어 상기 작업자 대기실의 내부를 통과한 크린에어를 하부 플레넘으로 급송하는 배기용 팬필터유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조 설비.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 귀환 댐퍼측으로 유입되는 공기량을 조절함과 동시에, 원활한 공기 도입을 가이드하도록 상기 케미컬필터유닛과 귀환 댐퍼 사이에 기립 배치된 제1 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조 설비.
5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 반도체장치 제조 설비 내의 화학적 오염물질을 정화하는 방법에 있어서,

   상기 작업자 대기실 내에 하강 기류가 형성되도록 화학적 오염물질이 정화된 공기를 공급하고, 상기 작업자 대기실 내에 공급된 공기를 일부 귀환시키면서 귀환되는 공기 내의 화학 오염 물질을 재여과하고, 여과된 공기를 순환시켜 상기 작업자 대기실 내로 재공급하는 것을 특징으로 하는 반도체장치 제조 설비 내의 공기 정화 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 작업자 대기실 내부 공기의 오염 정도가 기준치 이하일 경우에는 배출 공기를 저속으로 배기시키면서 화학 오염 물질을 여과하고, 상기 작업자 대기실 내부 공기의 오염 정도가 기준치를 초과할 경우에는 배출 공기를 고속으로 배기 시키면서 화학 오염 물질을 여과하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비 내의 공기 정화 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 작업자 대기실의 귀환댐퍼의 개방 동작 시간은 각각 상기 작업자 대기실의 오염 공기 정화 처리 시부터 귀환댐퍼로 귀환되는 공기가, 처리된 공기의 20% 내외로 귀환되도록 개폐 제어되도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비 내의 공기 정화 방법.

Images