KR102073789B1 - 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조 - Google Patents

반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조 Download PDF

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Abstract

개시되는 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 감지 센서와, 아이솔레이션 에어 공급 배관과, 삼방 밸브와, 삼방 제어부를 포함함에 따라, 반도체 제조 장비의 장비 제어부를 통한 아이솔레이션 밸브의 차단 방식에 비해 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 아이솔레이션 밸브의 차단 순간까지의 시간 지연(time delay)이 상대적으로 감소되도록 할 수 있고, 그에 따라 상기 아이솔레이션 밸브가 차단되기 전에 펌핑 배관 내부의 파티클이 공정 챔버로 유입되는 백 스트림의 발생이 차단될 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조{Pump back stream preventing structure for semiconductor manufacturing device}
본 발명은 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조에 관한 것이다.
반도체 제조 장비에는 반도체 제조를 위한 각 공정의 진행을 위한 공정 챔버가 구비되는데, 이러한 공정 챔버에서 수행되는 공정 중 많은 공정의 진행 시에는, 상기 공정 챔버 내부가 진공 상태가 된다.
이러한 공정 챔버 내의 진공을 형성하기 위하여, 상기 공정 챔버에서 연장되는 펌핑 배관 상에 터보 펌프, 드라이 펌프 및 아이솔레이션 밸브가 설치된다.
상기 터보 펌프는 상기 펌핑 배관을 통해 상기 공정 챔버 내부의 기체를 빨아들여서, 상기 공정 챔버 내부가 고진공을 유지할 수 있도록 펌핑하는 것이고, 상기 드라이 펌프는 상기 터보 펌프의 진공 펌핑을 조력할 수 있는 것이고, 상기 아이솔레이션 밸브는 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이의 상기 펌핑 배관 상에 설치되어, 필요에 따라 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이의 상기 펌핑 배관을 차단할 수 있는 것이다.
상기 드라이 펌프, 상기 터보 펌프 등의 펌프 정상 작동의 경우에는, 상기 아이솔레이션 밸브가 열린 상태가 되고, 상기 드라이 펌프, 상기 터보 펌프 등의 펌프 비정상 작동의 경우에는, 상기 펌핑 배관을 따라 유출되던 파티클이 상기 공정 챔버 내부로 역류하는 백 스트림(back stream)이 발생될 수 있는데, 이러한 백 스트림이 발생되는 경우, 상기 공정 챔버 내부 및 상기 공정 챔버 내부에 수용되어 있던 공정 대상인 웨이퍼가 파티클에 의해 오염되게 되므로, 이러한 백 스트림의 방지를 위한 구조가 요구된다.
종래 공정 챔버에서의 백 스트림 방지를 위한 구조의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 위 특허문헌을 포함한 종래의 공정 챔버에서의 백 스트림 방지를 위한 구조에서는, 상기 드라이 펌프, 상기 터보 펌프 등의 펌프 비정상 작동의 경우, 그러한 펌프가 오프되어 펌프 비정상 작동 신호가 발생되면, 상기 펌프 비정상 작동 신호가 상기 반도체 제조 장비의 장비 제어부로 전달된 다음, 상기 제어부에서 상기 아이솔레이션 밸브를 차단하는 신호가 재송출되는 구조이고, 그에 따라 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 상기 아이솔레이션 밸브의 차단 순간까지 시간 지연(time delay)가 발생될 수 밖에 없어서, 상기 아이솔레이션 밸브가 차단되기 전에 상기 펌핑 배관 내부의 파티클이 상기 공정 챔버로 유입되는 백 스트림이 발생될 수 밖에 없는 문제가 있었다.
공개특허 제 10-2003-0009790호, 공개일자: 2003.02.05., 발명의 명칭: 반도체 제조장치의 파티클 백스트림 방지장치
본 발명은 반도체 제조 장비의 장비 제어부를 통한 아이솔레이션 밸브의 차단 방식에 비해 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 아이솔레이션 밸브의 차단 순간까지의 시간 지연(time delay)이 상대적으로 감소되도록 하여, 상기 아이솔레이션 밸브가 차단되기 전에 펌핑 배관 내부의 파티클이 공정 챔버로 유입되는 백 스트림의 발생이 차단될 수 있도록 하는 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조는 반도체 제조를 위한 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내의 진공 형성을 위하여 상기 공정 챔버에서 연장되는 펌핑 배관과, 상기 펌핑 배관 상에 설치되어 상기 공정 챔버 내부가 고진공을 유지하도록 펌핑하는 터보 펌프(turbo pump)와, 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프에 비해 상대적으로 이격된 위치에 설치되어 상기 터보 펌프의 진공 펌핑을 조력할 수 있는 드라이 펌프(dry pump)와, 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이에 설치되어 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이 부분을 차단할 수 있는 아이솔레이션 밸브(isolation valve)를 포함하는 반도체 제조 장비에 적용되는 것으로서,
상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터(rotor)의 회전수 중 적어도 하나를 실시간으로 감지하는 감지 센서; 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 개방한 상태를 유지하도록, 외부에서 상기 아이솔레이션 밸브로 에어를 공급하는 아이솔레이션 에어 공급 배관; 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 양 측방이 연결되고, 나머지 일방에서는 바이패스 벤트 라인이 연장되는 삼방 밸브; 및 상기 감지 센서에서 감지되는 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나에 따라 상기 삼방 밸브를 제어할 수 있는 삼방 제어부;를 포함하고,
상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이상이어서, 상기 드라이 펌프가 정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부가 상기 삼방 밸브 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 연결된 양 측방을 열고, 상기 삼방 밸브 중 상기 바이패스 벤트 라인과 연결된 부분을 닫고, 그에 따라 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브로 공급됨으로써, 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 개방한 상태가 유지되고,
상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값 미만으로 떨어져서, 상기 드라이 펌프가 비정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부가 상기 삼방 밸브 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 연결된 양 측방 중 상기 아이솔레이션 밸브와 연결된 부분을 닫음과 함께, 상기 삼방 밸브 중 상기 바이패스 벤트 라인과 연결된 부분을 개방시키고, 그에 따라 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 바이패스 벤트 라인을 통해 외부로 배출됨으로써, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브로 유동되는 것이 차단되어, 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 닫게 되고,
상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 일정 범위 내의 스테이블 상태이다가, 상기 스테이블 상태를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승된 다음 급하강되는 패턴이 될 때, 상기 삼방 제어부는 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 스테이블 상태를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승된 다음 급하강되는 과정 중에 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값 미만으로 떨어지는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조에 의하면, 상기 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 감지 센서와, 아이솔레이션 에어 공급 배관과, 삼방 밸브와, 삼방 제어부를 포함함에 따라, 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 미만으로 떨어져서, 상기 드라이 펌프가 비정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부에 의해 판단되는 경우, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 에어가 바이패스 벤트 라인을 통해 외부로 배출되고, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브로 유동되는 것이 차단되어, 상기 아이솔레이션 밸브가 펌핑 배관을 닫게 됨으로써, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나에 기반하여 상기 삼방 밸브를 이용한 상기 에어의 차단 방식에 의해 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 닫도록 할 수 있고, 그에 따라 반도체 제조 장비의 장비 제어부를 통한 아이솔레이션 밸브의 차단 방식에 비해 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 아이솔레이션 밸브의 차단 순간까지의 시간 지연(time delay)이 상대적으로 감소되도록 할 수 있어서, 상기 아이솔레이션 밸브가 차단되기 전에 상기 펌핑 배관 내부의 파티클이 상기 공정 챔버로 유입되는 백 스트림의 발생이 차단될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 반도체 제조 장비에 적용된 모습을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 작동되는 조건을 보이는 그래프.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 반도체 제조 장비에 적용된 모습을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조가 작동되는 조건을 보이는 그래프이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조(100)는 반도체 제조 장비에 적용되는 것으로서, 감지 센서(120)와, 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과, 삼방 밸브(140)와, 삼방 제어부(110)를 포함한다.
상기 반도체 제조 장비는 반도체 제조를 위한 공정이 수행되는 공정 챔버(20)와, 상기 공정 챔버(20) 내의 진공 형성을 위하여 상기 공정 챔버(20)에서 연장되는 펌핑 배관(40)과, 상기 펌핑 배관(40) 상에 설치되어 상기 공정 챔버(20) 내부가 고진공을 유지하도록 펌핑하는 터보 펌프(turbo pump)(30)와, 상기 펌핑 배관(40)에서 상기 터보 펌프(30)에 비해 상대적으로 이격된 위치에 설치되어 상기 터보 펌프(30)의 진공 펌핑을 조력할 수 있는 드라이 펌프(dry pump)(10)와, 상기 펌핑 배관(40)에서 상기 터보 펌프(30)와 상기 드라이 펌프(10) 사이에 설치되어 상기 펌핑 배관(40)에서 상기 터보 펌프(30)와 상기 드라이 펌프(10) 사이 부분을 차단할 수 있는 아이솔레이션 밸브(isolation valve)(50)를 포함한다.
이러한 상기 반도체 제조 장비의 구성들은 일반적인 것이므로, 여기서는 그 구체적인 도시 및 설명을 생략하기로 한다.
상기 감지 센서(120)는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터(rotor)의 회전수 중 적어도 하나를 실시간으로 감지하는 것이다.
상기 감지 센서(120)가 전류를 감지하는 방식으로는, 도너츠 모양의 자심을 사용하여 1차 및 2차 코일을 자심에 감아 2차 전류를 측정함으로써 1차 전류를 검지하는 변류기 방식, 전류에 의하여 생기는 자계 속에 홀 소자를 설치하여 홀 전압을 측정함으로써 자계의 강도, 즉 전류의 강약을 검지하는 홀 소자 방식 등 다양한 방식이 제시될 수 있다.
또한, 상기 감지 센서(120)가 전압을 감지하는 방식으로는, 상기 드라이 펌프(10)에 연결된 후술되는 전기 공급 케이블(11)과 접지(ground)에서의 전압을 실시간으로 모니터링하는 방식이 제시될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 드라이 펌프(10)로 전기 공급을 위해 외부 전원으로부터 연장되어 상기 드라이 펌프(10)에 연결된 상기 전기 공급 케이블(11) 상에 상기 감지 센서(120)가 설치되어, 상기 전기 공급 케이블(11)에서 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나를 실시간으로 감지한다. 그러면, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 드라이 펌프(10)의 전단인 상기 전기 공급 케이블(11)에서 감지될 수 있어서, 상기 드라이 펌프(10)의 정지 등 상기 드라이 펌프(10)가 비정상 작동되는 상황이 보다 신속하게 감지될 수 있게 된다.
상기 감지 센서(120)가 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수를 감지하는 경우, 홀 센서 등을 적용하여 상기 로터의 회전수를 직접 감지하는 등 다양한 방식으로 상기 로터의 회전수를 감지할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 감지 센서(120)는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나를 10 내지 300마이크로세컨드(microsecond) 주기로 감지한다. 그러면, 상기 드라이 펌프(10)의 정지 등 상기 드라이 펌프(10)가 비정상 작동되는 상황이 보다 신속하게 감지될 수 있게 된다.
상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)은 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 개방한 상태를 유지하도록, 외부에서 상기 아이솔레이션 밸브(50)로 에어를 공급하는 것이다.
상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 상기 아이솔레이션 밸브(50)로 상기 에어가 공급되는 상태에서는, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 개방한 상태가 유지되고, 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통한 상기 아이솔레이션 밸브(50)로의 상기 에어 공급이 차단된 상태에서는, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 닫은 상태가 된다.
상기 삼방 밸브(140)는 상기 삼방 밸브(140)의 세 방향 중 두 방향으로 유체 흐름이 가능하도록 하고, 상기 삼방 밸브(140)의 세 방향 중 나머지 한 방향으로는 유체 흐름이 차단되도록 하는 것으로, 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130) 상에 설치되어 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과 양 측방이 연결되고, 나머지 일방에서는 바이패스 벤트 라인(145)이 연장되는 것이다.
상기 삼방 밸브(140)가 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과 연결된 양 측방을 개방한 경우, 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 바이패스 벤트 라인(145)이 연장된 부분은 닫히게 되고, 상기 삼방 밸브(140)가 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과 연결된 양 측방 중 상기 아이솔레이션 밸브(50)와 연결된 부분을 닫는 경우, 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 바이패스 벤트 라인(145)이 연장된 부분이 개방된다.
상기 삼방 밸브(140)는 상기 삼방 제어부(110)와 전기적으로 연결되어, 상기 삼방 제어부(110)에 의해 작동 제어된다.
상기 삼방 제어부(110)는 상기 감지 센서(120)에서 감지되는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나를 실시간으로 전달받아, 상기 감지 센서(120)에서 감지되는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나에 따라 상기 삼방 밸브(140)를 제어할 수 있는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 감지 센서(120)에서 감지되어 상기 삼방 제어부(110)로 전달되는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값(P) 이상이어서, 상기 드라이 펌프(10)가 정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부(110)에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부(110)가 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과 연결된 양 측방을 열고, 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 바이패스 벤트 라인(145)과 연결된 부분을 닫는다. 그러면, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브(50)로 공급됨으로써, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 개방한 상태가 유지된다.
반면, 상기 감지 센서(120)에서 감지되어 상기 삼방 제어부(110)로 전달되는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값(P) 미만으로 떨어져서, 상기 드라이 펌프(10)가 작동 중지 직전인 경우 등 상기 드라이 펌프(10)가 비정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부(110)에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부(110)가 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과 연결된 양 측방 중 상기 아이솔레이션 밸브(50)와 연결된 부분을 닫음과 함께, 상기 삼방 밸브(140) 중 상기 바이패스 벤트 라인(145)과 연결된 부분을 개방시킨다. 그러면, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 바이패스 벤트 라인(145)을 통해 외부로 배출됨으로써, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브(50)로 유동되는 것이 차단되어, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 실시간으로 닫게 된다.
본 실시예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 일정 범위 내의 스테이블 상태(a)이다가, 상기 스테이블 상태(a)를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승(b)된 다음 급하강(c)되는 패턴이 될 때, 상기 삼방 제어부(110)는 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 스테이블 상태(a)를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승(b)된 다음 급하강(c)되는 과정 중에 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값(P) 미만으로 떨어지는지 여부를 판단한다. 그러면, 상기 스테이블 상태(a)를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승(b)되는 과정 중의 전류값 및 전압값 채택 시, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 비정상적으로 상승(b) 후 급하강(c)되지 않는 경우에도 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 불필요하게 닫게 되는 현상의 발생이 차단되고, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 비정상적으로 상승(b) 후 급하강(c)됨으로써 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 반드시 차단하여야 하는 경우에만 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 차단하도록 할 수 있다.
여기서, 상기 미리 설정된 기준값(P)은 상기 스테이블 상태(a)의 전류값 및 전압값 대비 일정 수준 이하의 전류값 및 전압값, 예를 들어 상기 스테이블 상태(a)의 전류값 및 전압값 대비 70%의 전류값 및 전압값으로 미리 설정될 수 있다.
상기와 같이, 상기 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조(100)가 상기 감지 센서(120)와, 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)과, 상기 삼방 밸브(140)와, 상기 삼방 제어부(110)를 포함함에 따라, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값(P) 미만으로 떨어져서, 상기 드라이 펌프(10)가 비정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부(110)에 의해 판단되는 경우, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 바이패스 벤트 라인(145)을 통해 외부로 배출되고, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관(130)을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브(50)로 유동되는 것이 차단되어, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 닫게 됨으로써, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프(10)의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프(10)를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나에 기반하여 상기 삼방 밸브(140)를 이용한 상기 에어의 차단 방식에 의해 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 상기 펌핑 배관(40)을 닫도록 할 수 있고, 그에 따라 상기 반도체 제조 장비의 장비 제어부를 통한 상기 아이솔레이션 밸브(50)의 차단 방식에 비해 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 상기 아이솔레이션 밸브(50)의 차단 순간까지의 시간 지연(time delay)이 상대적으로 감소되도록 할 수 있어서, 상기 아이솔레이션 밸브(50)가 차단되기 전에 상기 펌핑 배관(40) 내부의 파티클이 상기 공정 챔버(20)로 유입되는 백 스트림의 발생이 차단될 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조에 의하면, 반도체 제조 장비의 장비 제어부를 통한 아이솔레이션 밸브의 차단 방식에 비해 실제 펌프 비정상 작동의 발생 순간부터 아이솔레이션 밸브의 차단 순간까지의 시간 지연이 상대적으로 감소되도록 하여, 상기 아이솔레이션 밸브가 차단되기 전에 펌핑 배관 내부의 파티클이 공정 챔버로 유입되는 백 스트림의 발생이 차단될 수 있도록 할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조
110 : 삼방 제어부
120 : 감지 센서
130 : 아이솔레이션 에어 공급 배관
140 : 삼방 밸브

Claims (4)

  1. 반도체 제조를 위한 공정이 수행되는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내의 진공 형성을 위하여 상기 공정 챔버에서 연장되는 펌핑 배관과, 상기 펌핑 배관 상에 설치되어 상기 공정 챔버 내부가 고진공을 유지하도록 펌핑하는 터보 펌프(turbo pump)와, 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프에 비해 상대적으로 이격된 위치에 설치되어 상기 터보 펌프의 진공 펌핑을 조력할 수 있는 드라이 펌프(dry pump)와, 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이에 설치되어 상기 펌핑 배관에서 상기 터보 펌프와 상기 드라이 펌프 사이 부분을 차단할 수 있는 아이솔레이션 밸브(isolation valve)를 포함하는 반도체 제조 장비에 적용되는 것으로서,
    상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터(rotor)의 회전수 중 적어도 하나를 실시간으로 감지하는 감지 센서;
    상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 개방한 상태를 유지하도록, 외부에서 상기 아이솔레이션 밸브로 에어를 공급하는 아이솔레이션 에어 공급 배관;
    상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 양 측방이 연결되고, 나머지 일방에서는 바이패스 벤트 라인이 연장되는 삼방 밸브; 및
    상기 감지 센서에서 감지되는 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나에 따라 상기 삼방 밸브를 제어할 수 있는 삼방 제어부;를 포함하고,
    상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 미리 설정된 기준값 이상이어서, 상기 드라이 펌프가 정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부가 상기 삼방 밸브 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 연결된 양 측방을 열고, 상기 삼방 밸브 중 상기 바이패스 벤트 라인과 연결된 부분을 닫고, 그에 따라 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브로 공급됨으로써, 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 개방한 상태가 유지되고,
    상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값, 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값, 상기 드라이 펌프를 구성하는 로터의 회전수 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값 미만으로 떨어져서, 상기 드라이 펌프가 비정상 작동 중인 것으로 상기 삼방 제어부에 의해 판단되면, 상기 삼방 제어부가 상기 삼방 밸브 중 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관과 연결된 양 측방 중 상기 아이솔레이션 밸브와 연결된 부분을 닫음과 함께, 상기 삼방 밸브 중 상기 바이패스 벤트 라인과 연결된 부분을 개방시키고, 그에 따라 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 바이패스 벤트 라인을 통해 외부로 배출됨으로써, 외부에서 상기 아이솔레이션 에어 공급 배관을 통해 유동되는 상기 에어가 상기 아이솔레이션 밸브로 유동되는 것이 차단되어, 상기 아이솔레이션 밸브가 상기 펌핑 배관을 닫게 되고,
    상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 일정 범위 내의 스테이블 상태이다가, 상기 스테이블 상태를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승된 다음 급하강되는 패턴이 될 때, 상기 삼방 제어부는 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 스테이블 상태를 벗어나 일정 수준까지 비정상적으로 상승된 다음 급하강되는 과정 중에 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전류값과 상기 드라이 펌프의 작동을 위한 감지 전압값 중 적어도 하나가 상기 미리 설정된 기준값 미만으로 떨어지는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비용 펌프 백 스트림 방지 구조.
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