KR101271794B1 - 로드락 챔버 - Google Patents

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KR101271794B1
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load lock
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KR1020110127580A
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박호현
이성만
김웅열
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박호현
김웅열
이성만
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Abstract

본 발명은 복층의 진공챔버 구조를 갖는 로드락 챔버의 보디에 각각 배큠 앵글밸브(Vacuum Angle Valve)와 진공배관을 내장하여 보디 외부로 돌출되는 것을 방지한 로드락 챔버에 관한 것으로, 내부에 상하로 복수의 진공챔버가 형성된 보디; 상기 보디의 일측에서 상기 각각의 진공챔버에 각각 연통하도록 상기 보디내에 오목하게 상하로 나란하게 형성된 복수의 밸브 장착공; 상기 보디의 내부에서 상기 복수의 밸브 장착공들을 상하로 연결하도록 형성된 배관 장착공; 상기 보디의 일측에서 상기 복수의 밸브 장착공에 각각 장착되어 상기 각각의 진공챔버에 연통하는 밸브 장착공의 유로를 각각 개폐시키는 복수의 배큠 앵글밸브; 및 상기 보디의 하부측에서 상기 배관 장착공에 일측이 밀봉가능하게 연결되고, 타측은 진공펌프에 연결되어 상기 복수의 진공챔버에 진공압을 부여하는 진공배관;을 포함한 구성으로 이루어진다.
본 발명에 의하면 장비가 차지하는 전체 공간(Footprint)의 크기를 최소화하면서도 동일 성능의 출력(Output)을 얻을 수 있고, 종래의 다수의 클램프들 및 벨로우즈 등이 불필요하여 제작 비용을 크게 절감할 수 있는 우수한 효과를 얻게 된다.

Description

로드락 챔버{LOADLOCK CHAMBER}
본 발명은 반도체 제조장치에서 웨이퍼 제작 공정에 사용되는 로드락 챔버
에 관한 것으로, 보다 상세히는 복층의 진공챔버 구조를 갖는 로드락 챔버의 보디에 각각 배큠 앵글밸브(Vacuum Angle Valve)와 진공배관을 내장하여 보디 외부로 돌출되는 것을 방지함으로써 장비의 전체 공간(Footprint)을 최소화하면서도 동일 성능의 출력(Output)을 얻을 수 있고, 반도체 제조장치의 수리시 부품 간섭으로 인한 작업 불편을 해소하며, 동일 크기의 진공챔버의 동일한 위치에 배큠 앵글밸브들을 각각 장착함으로써 진공챔버내의 진공 스피드를 동일하게 유지할 수 있고, 부품의 탈,부착이 용이함은 물론, 진공배관의 연결부품들을 삭제하여 제작 비용을 절감할 수 있도록 된 로드락 챔버에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 미세한 파티클(Particle)에 의해서도 공정불량이 발생할 수 있기 때문에, 반도체 제조장치는 고도로 청정한 클린룸(Clean Room) 내부에 설치된다.
아울러, 반도체 제조장비의 프로세스 챔버(Process Chamber)는 파티클에 의한 웨이퍼의 공정 영향성을 배제하기 위해 고진공상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 프로세스 챔버는 웨이퍼의 투입/배출시 고진공상태가 급격히 불량해 지는 것을 방지하기 위해 저진공상태의 로드락 챔버(Loadlock Chamber)를 포함한다.
이와 같은 반도체 제조 장치에서 드라이 에치(Dry Etching)를 수행하는 프로세스 챔버로 웨이퍼를 로딩 및 언로딩시키게 되는 구성이 로드락 챔버이다. 이러한 드라이 에치는 가스 즉 플라스마를 이용하여 미세 패턴 가공을 하는 공정이다.
한편, 상기 프로세스 챔버로 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩하는 시기에 로드락 챔버는 프로세스 챔버와 동일한 진공분위기를 형성하게 되나, 이전 공정으로부터 미가공 웨이퍼를 공급받거나 이미 가공된 웨이퍼를 후속 공정으로 이송시키게 될 때에는 대기상태로서 유지되어야만 한다.
따라서 로드락 챔버는 프로세스 챔버의 기압상태가 변화되는 것을 방지시키기 위해 그 자체적으로 진공상태와 대기상태를 교차하면서 압력을 유지하게 되는 특징이 있다. 이러한 로드락 챔버에서의 진공형성은 통상 별도의 펌핑수단에 의해서 이루어지게 된다.
이를 보다 상세하게 설명하면 로드락 챔버에서의 진공은 외부에서 웨이퍼가 반입된 상태 또는 프로세스 챔버로부터 웨이퍼를 반입하기 위한 시점에 형성된다.
이와 같은 시점이 되면, 도 1에서와 같이 로드락 챔버(10)에 진공배관(12)을 통하여 연결된 진공펌프(20)가 구동하여 로드락 챔버(10) 내에 진공을 형성하게 된다. 이때 로드락 챔버(10)에서의 진공형성은 로드락 챔버(10)로부터 내부의 공기를 외부로 흡입시켜 형성되는 것으로, 이러한 흡입을 위해 구비되는 것이 공기 흡입구(22)이다.
한편, 종래의 로드락 챔버(10)에 형성되는 공기 흡입구(22)는 도 2에 도시된 바와 같이, 로드락 챔버(10)의 내부에 상하로 형성된 진공챔버(16a,16b)에 각각 형성되는 것으로서, 로드락 챔버(10)의 보디(10a) 외측에 형성된 배큠 앵글밸브(40a,40b)들이 각각 상기 공기 흡입구(22)에 장착되고, 하나의 진공배관(12)으로 통합되어 상기 진공펌프(20)에 연결된다.
이와 같은 진공배관(12)은 로드락 챔버(10)의 보디(10a) 외측에 돌출하여 장착된 것으로서, 배큠 앵글밸브(40a,40b)과의 연결을 위하여 다수의 클램프(60)들을 필요로 하고, 열팽창 및 외부 진동 또는 충격으로부터 파손을 보호하기 위하여 진공배관(12)의 중간에는 벨로우즈(Bellows)(62)를 장착한 복잡한 구조를 갖고 있다.
따라서 이와 같은 종래의 로드락 챔버(10)는 보디(10a) 외측으로 돌출된 배큠 앵글밸브(40a,40b) 및 진공배관(12) 부품들로 인하여 장비의 전체 공간(Footprint)이 크게 형성되어 장비 수리시 부품 간섭으로 인한 정비작업을 어렵게 한다.
또한 상기 배큠 앵글밸브(40a,40b)들은 보디(10a) 내측에서 상하로 배치된 복수의 진공챔버(16a,16b) 상에서 각각 다른 위치에 배치됨으로써 각각의 진공챔버(16a,16b)내의 진공 스피드를 동일하게 유지할 수 없는 성능상에 한계가 있다.
뿐만 아니라, 종래의 로드락 챔버(10)는 진공배관(12) 상에 절곡부와 각종 클램프(60) 및 벨로우즈(62) 등과 같은 연결 부품들을 장착하여야하기 때문에, 부품의 탈,부착이 어렵고 소요 연결부품들로 인한 제작 비용의 상승을 초래한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서,
복층의 진공챔버 구조를 갖는 로드락 챔버의 보디에 각각 배큠 앵글밸브(Vacuum Angle Valve)를 내장하여 보디 외부로 돌출되는 것을 방지함으로써 장비가 차지하는 전체 공간(Footprint)의 크기를 최소화하면서도 동일 성능의 출력(Output)을 얻을 수 있고, 장비 수리시 부품 간섭으로 인한 작업 불편을 해소하여 쉽게 정비작업을 이룰 수 있으며, 반도체 제조장치내에 쉽게 탈부착이 가능하도록 개선된 로드락 챔버를 제공함에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 로드락 챔버의 보디내에서 동일 크기의 진공챔버의 동일한 위치에 배큠 앵글밸브들을 각각 내장하여 진공배관에 연결시킴으로써 진공챔버내의 진공 스피드를 동일하게 유지시켜 성능을 개선할 수 있고, 보디의 외부에 장착된 종래의다수의 클램프들 및 벨로우즈 등이 불필요하여 제작 비용을 크게 절감할 수 있으며, 간결한 보디 구조를 갖춤으로써 반도체 제조장치를 간결하게 제작할 수 있도록 개선된 로드락 챔버를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 제조장치에서 사용되는 로드락 챔버에 있어서,
내부에 상하로 복수의 진공챔버가 형성된 보디;
상기 보디의 일측에서 상기 각각의 진공챔버에 각각 연통하도록 상기 보디내에 오목하게 상하로 나란하게 형성된 복수의 밸브 장착공;
상기 보디의 내부에서 상기 복수의 밸브 장착공들을 상하로 연결하도록 형성된 배관 장착공;
상기 보디의 일측에서 상기 복수의 밸브 장착공에 각각 장착되어 상기 각각의 진공챔버에 연통하는 밸브 장착공의 유로를 각각 개폐시키는 복수의 배큠 앵글밸브; 및
상기 보디의 하부측에서 상기 배관 장착공에 일측이 밀봉가능하게 연결되고, 타측은 진공펌프에 연결되어 상기 복수의 진공챔버에 진공압을 부여하는 진공배관;을 포함하여 상기 배큠 앵글밸브들을 상기 보디내의 각각의 진공챔버의 동일위치에서 내장시킨 로드락 챔버를 제공한다.
또한 본 발명은 바람직하게는 상기 밸브 장착공들과 배관 장착공은 상기 보디의 후방측에 위치되고, 상기 밸브 장착공들은 상기 보디에 대해 횡(橫)방향으로 형성되며, 상기 배관 장착공은 종(縱)방향으로 배치된 로드락 챔버를 제공한다.
그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 밸브 장착공들은 밸브 스토퍼가 위치되는 제1 밸브공과, 상기 제1 밸브공보다는 직경이 축소되고, 상기 제1 밸브공을 진공챔버에 연결하는 제2 밸브공으로 이루어지고, 상기 배관 장착공은 상기 제1 밸브공을 상하로 관통하여 서로 연통시키도록 형성된 로드락 챔버를 제공한다.
본 발명에 따른 로드락 챔버는 복수의 진공챔버가 형성된 보디의 후방 일측에 상기 각각의 진공챔버에 각각 연통하도록 상기 보디내에 오목하게 상하로 나란하게 형성된 복수의 밸브 장착공을 구비하고, 상기 밸브 장착공들을 상하로 연결하도록 배관 장착공을 형성하여 각각 배큠 앵글밸브와 진공배관을 설치하고 있다.
따라서 본 발명에 의하면 배큠 앵글밸브와 진공배관을 보디내에 내장하여 보디 외부로 돌출되는 것을 방지함으로써 장비가 차지하는 전체 공간(Footprint)의 크기를 최소화하면서도 동일 성능의 출력(Output)을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 반도체 제조장치의 수리시, 종래의보디 외부로 돌출된 부품 간섭으로 인한 작업 불편을 해소하여 쉽게 정비작업을 이룰 수 있으며, 반도체 제조장치내에 쉽게 탈부착이 가능하다.
뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 로드락 챔버의 보디내에서 동일 크기의 진공챔버의 동일한 위치에 배큠 앵글밸브들을 각각 내장하여 진공배관에 연결시킴으로써 진공챔버내의 진공 스피드를 동일하게 유지시켜 성능을 개선할 수 있고, 보디의 외부에 장착된 종래의 다수의 클램프들 및 벨로우즈 등이 불필요하여 제작 비용을 크게 절감할 수 있으며, 간결한 보디 구조를 갖춤으로써 반도체 제조장치를 간결하게 제작할 수 있는 우수한 효과를 얻게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 로드락 챔버의 구성을 전체적으로 도시한 설명도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 로드락 챔버에서 복수의 배큠 앵글밸브들과 진공배관이 진공챔버에 연결된 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로드락 챔버를 후방에서 도시한 외관 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 로드락 챔버의 보디에 구비된 밸브 장착공들과 배관 장착공을 도시한 사시도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 로드락 챔버의 보디에 구비된 밸브 장착공들과 배관 장착공을 도시한 평단면도이다.
도 5b는 도 5a의 A-A 선 단면도로서, 밸브 장착공들과 배관 장착공을 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 로드락 챔버의 보디에 구비된 밸브 장착공에 배큠 앵글밸브가 장착된 평단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 로드락 챔버의 보디에 구비된 밸브 장착공의 상세 구조와 배큠 앵글밸브의 장착구조를 확대 도시한 평단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 로드락 챔버에서 진공챔버와 배큠 앵글밸브들과의 배치 관계를 도시한 외관 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 진공챔버(106a,106b)가 형성된 보디(110)의 후방 일측에 복수의 배큠 앵글밸브(120a,120b)들을 상하로 나란하게 설치하고, 이에 하나의 진공배관(130)을 연결하고 있다.
본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 내부에 상하로 복수의 진공챔버(106a,106b)가 형성된 보디(110)를 구비한다.
이와 같은 보디(110)는 로드락 챔버(100)의 구성시 기본적으로 장착되는 구성품들을 연결하기 위한 다수의 장착공들을 구비한다.
즉, 이와 같은 보디(110)는 그 전면 양측에 웨이퍼(W)(도 8a,b 참조)가 상기 진공챔버(106a,106b)의 내부에 장착되었는지의 유,무를 감지하는 센서(Sensor)(112a)들이 장착되는 센서 장착공(112)들을 구비한다.
그리고 상기 보디(110)의 후면 일측에는 진공챔버(106a,106b)가 진공상태에서 대기 상태로 전환할 때 사용하는 가스를 진공챔버(106a,106b)의 내부로 분사 공급하는 디퓨저(Diffuser)(미 도시)를 장착하기 위한 디퓨저 장착공(114)을 구비한다.
또한 상기 보디(110)는 상기 디퓨저 장착공(114)의 일측에서 상기 각각의 진공챔버(106a,106b)에 각각 연통하도록 보디(110)내에 오목하게 상하로 나란하게 형성된 복수의 밸브 장착공(140a,140b)들을 구비한다.
이와 같은 밸브 장착공(140a,140b)들은 상기 보디(110)에 대해 횡(橫)방향으로 나란하게 형성되며, 상기 보디(110)내의 각각의 진공챔버(106a,106b)의 동일위치에서 보디(110) 내에 오목하게 형성되며, 상기 보디(110)의 내부에서 상기 복수의 밸브 장착공(140a,140b)들을 상하로 연결하도록 배관 장착공(150)이 종(縱)방향으로 배치된다.
즉, 이와 같은 밸브 장착공(140a,140b)들과 배관 장착공(150)은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 서로 직교(直交)하도록 형성된 것이다.
그리고 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 상기 보디(110)의 일측에서 상기 복수의 밸브 장착공(140a,140b)에 각각 장착되어 상기 각각의 진공챔버(106a,106b)에 연통하는 유로를 각각 개폐시키는 복수의 배큠 앵글밸브(120a,120b)들을 구비한다.
이와 같은 배큠 앵글밸브(120a,120b)의 장착구조가 도 6에 도시되어 있다.
즉, 상기 배큠 앵글밸브(120a,120b)들은 각각의 진공챔버(106a,106b)에 연통하는 밸브 장착공(140a,140b)의 유로를 각각 개폐시키는 전자식 솔레노이드 밸브로서, 외부의 전원 공급에 의해서 전후진하는 스토퍼(122a,122b)가 상기 각각의 진공챔버(106a,106b)에 연통하는 밸브 장착공(140a,140b)의 유로를 각각 개폐시키도록 장착되어 있다.
이와 같은 전자식 솔레노이드 밸브로 이루어진 배큠 앵글밸브(120a,120b)들이 장착되는 밸브 장착공(140a,140b)은 도 7에 확대도로 도시된 바와 같이, 각각 밸브 스토퍼(122a,122b)가 위치되는 제1 밸브공(142)과, 상기 제1 밸브공(142)보다는 직경이 축소되고, 상기 제1 밸브공(142)에 연이어서 제1 밸브공(142)을 진공챔버(106a,106b)에 연결하는 제2 밸브공(144)으로 이루어지며, 상기 배관 장착공(150)은 상기 제1 밸브공(142)을 상하로 관통하여 서로 연통시키도록 형성된다.
이와 같이 밸브 장착공(140a,140b)이 제1 밸브공(142)과, 상기 제1 밸브공(142)보다는 직경이 축소된 제2 밸브공(144)으로 이루어짐으로써, 밸브 스토퍼(122a,122b)는 상기 제1 밸브공(142)과 제2 밸브공(144) 사이에 형성된 단턱(146)에 밀착되어 유로 개폐를 이룬다.
그리고, 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 상기 보디(110)의 하부측에서 상기 배관 장착공(150)에 일측이 밀봉가능하게 연결되고, 타측은 진공펌프(20)에 연결되어 상기 복수의 진공챔버(106a,106b)에 진공압을 부여하는 진공배관(130)을 포함한다.
이와 같은 진공배관(130)은 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 배관 장착공(150)에 일측이 밀봉가능하게 연결되고, 상기 보디(110)의 하부측으로 단일 직선 배관의 형태로 연장되어 진공펌프(20)(미 도시)측으로 연결된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 보디(110)의 후방 일측에 복수의 밸브 장착공(140a,140b)이 형성되어 배큠 앵글밸브(120a,120b)들이 장착되고, 상기 밸브 장착공(140a,140b)에 연결된 배관 장착공(150)에 진공배관(130)이 연결되어 있다.
따라서 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 진공배관(130)을 통하여 진공챔버(106a,106b)에 진공 압력이 가해지면, 상기 배큠 앵글밸브(120a,120b)들이 열림으로써 배관 장착공(150)과 밸브 장착공(140a,140b)들을 통하여 복수의 진공챔버(106a,106b) 내에 진공압력이 미치고, 진공상태가 동일한 속도로 형성된다.
그리고 이와 같이 진공챔버(106a,106b)의 내부에 원하는 진공압력이 형성되면, 배큠 앵글밸브(120a,120b)들이 밸브 장착공(140a,140b)의 유로를 각각 닫아서 진공챔버(106a,106b) 내부의 진공압력을 그대로 유지한다.
한편, 이와 같은 동작과정에서 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 상기 배큠 앵글밸브(120a,120b)와 진공배관(130)들이 보디(110)내의 밸브 장착공(140a,140b)과 배관 장착공(150)에 내장되어 보디(110) 외부로 돌출되지 않음으로써 로드락 챔버(100)가 차지하는 전체 공간(Footprint)의 크기를 최소화하면서도 동일 성능의 출력(Output)을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 이와 같이 보디(110)의 외부로 돌출된 부품을 제거시킴으로써 반도체 제조장치의 수리시, 부품 간섭으로 인한 작업 불편을 해소하여 쉽게 정비작업을 이룰 수 있으며, 반도체 제조장치내에 쉽게 탈부착이 가능하다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 로드락 챔버(100)는 보디(110) 내에서 동일 크기의 진공챔버(106a,106b)의 동일한 위치에 배큠 앵글밸브(120a,120b)들을 각각 내장하여 진공배관(130)에 연결시킴으로써 진공챔버(106a,106b)내의 진공 스피드를 동일하게 유지시켜 성능을 개선할 수 있다.
그리고, 로드락 챔버(100)의 제작 및 설치시, 보디(110)의 외부에 장착된 종래의 다수의 클램프(60)들 및 벨로우즈(62) 등이 불필요하여 제작 비용을 크게 절감할 수 있으며, 간결한 보디(110) 구조를 갖춤으로써 반도체 제조장치 전체를 간결하게 제작할 수 있게 된다.
본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.
10: 로드락 챔버 10a: 보디
12: 진공배관 16a,16b: 진공챔버
20: 진공펌프 22: 공기 흡입구
40a,40b: 배큠 앵글밸브 60: 클램프
62: 벨로우즈(Bellows) 100: 로드락 챔버
106a,106b: 진공챔버 110: 보디
112: 센서 장착공 112a: 센서
114: 디퓨저 장착공 120a,120b: 배큠 앵글밸브
122a,122b: 스토퍼 130: 진공배관
140a,140b: 밸브 장착공 142: 제1 밸브공
144: 제2 밸브공 146: 단턱
150: 배관 장착공 W: 웨이퍼

Claims (3)

  1. 반도체 제조장치에서 사용되는 로드락 챔버에 있어서,
    내부에 상하로 복수의 진공챔버가 형성된 보디;
    상기 보디의 일측에서 상기 각각의 진공챔버에 각각 연통하도록 상기 보디내에 오목하게 상하로 나란하게 형성된 복수의 밸브 장착공;
    상기 보디의 내부에서 상기 복수의 밸브 장착공들을 상하로 연결하도록 형성된 배관 장착공;
    상기 보디의 일측에서 상기 복수의 밸브 장착공에 각각 장착되어 상기 각각의 진공챔버에 연통하는 밸브 장착공의 유로를 각각 개폐시키는 복수의 배큠 앵글밸브; 및
    상기 보디의 하부측에서 상기 배관 장착공에 일측이 밀봉가능하게 연결되고, 타측은 진공펌프에 연결되어 상기 복수의 진공챔버에 진공압을 부여하는 진공배관;을 포함하여 상기 배큠 앵글밸브들을 상기 보디내의 각각의 진공챔버의 동일위치에서 내장시킨 것임을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브 장착공들과 배관 장착공은 상기 보디의 후방측에 위치되고, 상기 밸브 장착공들은 상기 보디에 대해 횡(橫)방향으로 형성되며, 상기 배관 장착공은 종(縱)방향으로 배치된 것임을 특징으로 하는 로드락 챔버.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밸브 장착공들은 밸브 스토퍼가 위치되는 제1 밸브공과, 상기 제1 밸브공보다는 직경이 축소되고, 상기 제1 밸브공을 진공챔버에 연결하는 제2 밸브공으로 이루어지고, 상기 배관 장착공은 상기 제1 밸브공을 상하로 관통하여 서로 연통시키도록 형성된 것임을 특징으로 하는 로드락 챔버.

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