KR102650699B1 - 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
진공 펌프; 상기 진공 펌프에 연결된 연결관; 및 상기 연결관에 결합되는 모니터링 장치; 를 포함하되, 상기 모니터링 장치는: 상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및 상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하는 진공 펌프 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 펌프의 고장을 미리 감지할 수 있는 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체는 여러 공정에 의해 제조될 수 있다. 반도체 공정에는 증착, 식각 등 다양한 공정이 존재할 수 있다. 각 공정들은 특수한 환경에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 증착 공정은 진공 환경 하에서 진행될 수 있다.
증착 공정의 진행을 위해, 공정 챔버 내부를 실질적인 진공 상태로 유지할 필요가 있을 수 있다. 공정 챔버 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 진공 펌프가 사용될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 진공 펌프의 고장을 미리 감지할 수 있는 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 웨이퍼의 손상을 방지하여 공정 수율을 향상시키고 경제적 비용을 절감할 수 있는 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템은 진공 펌프; 상기 진공 펌프에 연결된 연결관; 및 상기 연결관에 결합되는 모니터링 장치; 를 포함하되, 상기 모니터링 장치는: 상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및 상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 진공 펌프 모니터링 방법은 연결관에 연결된 진공 펌프를 작동시키는 것; 및 상기 연결관에 결합된 모니터링 장치를 이용하여 압력을 측정하는 것; 을 포함하되, 상기 모니터링 장치는: 상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및 상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하고, 상기 압력을 측정하는 것은 상기 압력 센서에 의해 수행될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 연결관에 연결된 진공 펌프를 작동시키는 것; 및 상기 연결관에 결합된 모니터링 장치를 이용하여 압력을 측정하는 것; 을 포함하되, 상기 연결관은 공정 챔버에 연결되며, 상기 공정 챔버는 반도체 소자의 제조 공정을 수행하는 반도체 공정 챔버를 포함하고, 상기 모니터링 장치는: 상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및 상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하며, 상기 압력을 측정하는 것은 상기 압력 센서에 의해 수행될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 따르면, 진공 펌프의 고장을 미리 감지할 수 있다.
본 발명의 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 따르면, 웨이퍼의 손상을 방지하여 공정 수율을 향상시키고 경제적 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 모니터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템을 나타낸 단면도이다.
이하에서, 도 1의 우측 방향을 제1 방향(D1), 윗 방향을 제2 방향(D2), 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 실질적으로 수직하고 전방을 향하는 방향을 제3 방향(D3)이라 칭할 수 있다.
도 1을 참고하면, 진공 펌프 시스템은 진공 펌프(1), 연결관(3), 모니터링 장치(5), 및 배기 처리 장치(9)를 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 진공 펌프 시스템은 제어부(C)를 더 포함할 수 있다. 진공 펌프 시스템은 공정 챔버(7)에 연결될 수 있다.
진공 펌프(1)는 유체를 흡입할 수 있다. 진공 펌프(1)에 의해 공정 챔버(7)의 내부는 실질적인 진공 상태가 될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 펌프라는 용어는, 액체, 기체 및 기타 입자들의 압력을 조절하는 장치를 의미할 수 있다.
연결관(3)은 진공 펌프(1)에 연결될 수 있다. 연결관(3)은 제1 연결관(31) 및 제2 연결관(33)을 포함할 수 있다. 제1 연결관(31)은 공정 챔버(7)에 결합될 수 있다. 제1 연결관(31)은 진공 펌프(1)와 공정 챔버(7)를 연결시킬 수 있다. 진공 펌프(1)는 제1 연결관(31)을 통해 공정 챔버(7) 내의 입자를 흡입할 수 있다. 공정 챔버(7)에서 나온 유체는 제1 연결관(31)을 통해 진공 펌프(1)로 유동할 수 있다. 제2 연결관(33)은 배기 처리 장치(9)에 결합될 수 있다. 제2 연결관(33)은 진공 챔버(1)와 배기 처리 장치(9)를 연결시킬 수 있다. 진공 챔버(1)에서 나온 유체는 제2 연결관(33)을 통해 배기 처리 장치(9)로 유동할 수 있다.
모니터링 장치(5)는 연결관(3)에 결합될 수 있다. 모니터링 장치(5)는 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 모니터링 장치(5)는 제1 모니터링 장치(51) 및 제2 모니터링 장치(53)를 포함할 수 있다. 제1 모니터링 장치(51)는 제1 연결관(31)에 결합될 수 있다. 제2 모니터링 장치(53)는 제2 연결관(33)에 결합될 수 있다.
배기 처리 장치(9)는 배기 가스를 처리할 수 있다. 배기 처리 장치(9)는 진공 펌프(1)에 연결될 수 있다. 실시 예들에서, 배기 처리 장치(9)는 제2 연결관(33)을 매개로 진공 펌프(1)에 연결될 수 있다. 진공 펌프(1)에서 나온 유체 및 기타 입자들은 제2 연결관(33)을 통해 배기 처리 장치(9)로 유입될 수 있다.
제어부(C)는 진공 펌프(1) 및 공정 챔버(7) 등을 제어할 수 있다. 제어부(C)는 모니터링 장치(5)로부터 압력에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어부(C)는 모니터링 장치(5)로부터 수신한 압력에 대한 정보를 바탕으로 진공 펌프(1) 및/또는 공정 챔버(7) 등을 제어할 수 있다.
공정 챔버(7)는 공정이 진행되는 공간을 제공할 수 있다. 실시 예들에서, 공정은 반도체 제조 공정을 포함할 수 있다. 공정 챔버(7)의 안에서 공정이 진행될 수 있다. 실시 예들에서, 공정 챔버(7)의 안에서 증착 공정 등이 수행될 수 있다. 공정 챔버(7)의 내부는 실질적인 진공 상태에 가깝게 유지될 필요가 있을 수 있다. 공정 챔버(7)는 진공 펌프(1)에 연결될 수 있다. 실시 예들에서, 공정 챔버(7)는 제1 연결관(31)을 매개로 진공 펌프(1)에 연결될 수 있다. 진공 펌프(1)의 작동에 의해, 공정 챔버(7) 내부의 유체 및 기타 입자들은 공정 챔버(7)로부터 제거될 수 있다. 공정 챔버(7)는 실질적인 진공 상태로 유지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 A 부분을 확대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 진공 펌프는 하우징(11) 및 회전체(13)를 포함할 수 있다.
하우징(11)은 진공 펌프의 몸체일 수 있다. 하우징(11)은 회전체(13)가 수용되는 공간을 제공할 수 있다. 하우징(11)은 회전체(13)를 감쌀 수 있다. 회전체(13)는 하우징(11) 내에 수용될 수 있다.
회전체(13)는 회전할 수 있다. 회전체(13)는 회전할 수 있는 로터 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 회전체(13)는 복수 개가 제공될 수 있다. 회전체들(13)은 제1 방향(D1)으로 서로 이격될 수 있다. 또는, 회전체들(13)은 제2 방향(D2)으로 서로 이격될 수 있다. 회전체(13)는 주철석, 니켈, 주철석-니켈 합금 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 회전체(13)는 니켈로 도금될 수 있다.
회전체(13)는 하우징(11)의 내면과 이격될 수 있다. 실시 예들에서, 회전체(13)의 제1 외면(131)은 하우징(11)의 제1 내면(111)와 제1 거리(x)만큼 이격될 수 있다. 실시 예들에서, 회전체(13)의 제2 외면(133)은 하우징(11)의 제2 내면(113)와 제2 거리(y)만큼 이격될 수 있다. 제1 거리(x) 및 제2 거리(y)는 좁을 수 있다. 실시 예들에서, 제1 거리(x) 및 제2 거리(y)는 하우징(11)의 두께보다 좁을 수 있다. 회전체(13)가 하우징(11)의 내면과 이격됨에 따라, 회전체(13)와 하우징(11) 사이에는 유체 등이 지나가는 통로가 형성될 수 있다. 통로의 단면적은 작을 수 있다. 보다 구체적으로, 통로의 단면적은 하우징(11)의 두께보다 작을 수 있다.
회전체(13)가 회전하면, 공정 챔버(7)의 내부에 있는 유체 및 입자 등이 진공 펌프로 흡입될 수 있다. 회전체(13)가 계속 회전하면, 진공 펌프 내로 흡입된 유체 및 입자 등은 배기 처리 장치(9)를 향해 배출될 수 있다. 회전체(13)와 하우징(11)이 이격되어 위치하므로, 유체 및 입자 등이 회전체(13)와 하우징(11) 사이로 유동할 수 있다.
회전체(13)가 회전하는 동안, 회전체(13) 및 하우징(11) 등의 온도는 상승될 수 있다. 회전체(13)의 회전에 의해, 공정 챔버(7)의 내부의 유체 및 입자가 하우징(11)의 내부로 유입될 수 있다. 유입된 유체 및 입자는 부식성 물질을 포함할 수 있다. 부식성 물질에 의해 하우징(11)의 내면 및 회전체(13)의 외면은 부식될 수 있다. 회전체(13) 및 하우징(11) 등의 온도가 높으면, 부식성 물질에 의한 부식은 더욱 빨라질 수 있다. 부식이 진행되면, 회전체(13)와 하우징(11) 사이의 거리는 줄어들 수 있다. 제1 거리(x) 및 제2 거리(y)는 좁아질 수 있다. 유체 및 입자 등이 지나가는 통로는 좁아질 수 있다. 부식이 일정 수준 이상 진행되면, 유체 및 입자 등이 지나가는 통로가 매우 좁아질 수 있다. 진공 펌프는 작동을 정지할 수 있다. 공정 챔버(7)에 대한 흡입 작업은 중단될 수 있다. 공정 챔버(7)의 내부는 진공 상태로 유지되지 못할 수 있다. 공정 챔버(7)의 내부 압력은 높아질 수 있다. 공정 챔버(7)의 내부에 유체 및 입자 등이 많아질 수 있다. 공정 챔버(7)의 내부에서 수행되던 공정은 방해 받을 수 있다. 실시 예들에서, 공정 챔버(7)의 내부에 웨이퍼 등이 배치된 경우, 유체 및 입자 등에 의해 웨이퍼 등은 손상될 수 있다. 웨이퍼가 복수 개가 배치된 경우, 복수 개의 웨이퍼가 모두 손상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 제1 모니터링 장치(51)는 바이패스 관(511) 및 압력 센서(513)를 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 제1 모니터링 장치(51)는 가열장치(515)를 더 포함할 수 있다.
바이패스 관(511)은 제1 연결관(31)에 결합될 수 있다. 바이패스 관(511)의 내부 공간은 제1 연결관(31)의 내부 공간과 연통될 수 있다. 바이패스 관(511)은 제1 연결관(31)을 우회할 수 있다. 제1 연결관(31)의 내부 공간을 따라 유동하는 유체 등은 바이패스 관(511)의 내부 공간을 따라 우회할 수 있다. 실시 예들에서, 바이패스 관(511)은 제1 바이패스 관(5111), 측정관(5113) 및 제2 바이패스 관(5115)을 포함할 수 있다.
제1 바이패스 관(5111)은 제1 연결관(31)에 결합될 수 있다. 제1 연결관(31)을 따라 유동하는 유체 등은 제1 바이패스 관(5111)으로 유입될 수 있다. 제1 바이패스 관(5111)의 연장 방향은 다양할 수 있다. 예를 들어, 제1 바이패스 관(5111)은 도 3에 도시된 바와 같이 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 바이패스 관(5111)은 다른 방향으로 연장될 수도 있다.
측정관(5113)은 제1 바이패스 관(5111)에 연결될 수 있다. 제1 바이패스 관(5111)으로 유입된 유체 등은 측정관(5113)으로 흐를 수 있다. 측정관(5113)의 내부 공간의 단면은 원형일 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 측정관(5113)의 내부 공간의 단면은 사각형 및/또는 다각형 형상을 포함할 수도 있다. 측정관(5113)의 내부 공간의 직경은 제3 거리(z)일 수 있다. 제3 거리(z)는 제1 거리(x, 도 2 참고) 및/또는 제2 거리(y)보다 작을 수 있다. 따라서 측정관(5113)의 단면적은, 하우징(11, 도 2 참고)과 회전체(13) 사이의 통로의 단면적보다 작을 수 있다. 실시 예들에서, 측정관(5113)의 단면적은 하우징(11)과 회전체(13) 사이의 통로의 단면적의 80~90% 일 수 있다. 측정관(5113)은 회전체(13)과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 측정관(5113)은 주철석, 니켈, 주철석-니켈 합금 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 측정관(5113)의 내벽은 니켈로 도금될 수 있다.
제2 바이패스 관(515)은 측정관(5113)과 제1 연결관(31)을 연결할 수 있다. 측정관(5113) 내의 유체 등은 제2 바이패스 관(515)을 통해 제1 연결관(31)으로 다시 유입될 수 있다.
압력 센서(513)는 바이패스 관(511)의 내부 공간의 압력을 측정할 수 있다. 압력 센서(513)는 측정한 압력에 대한 정보를 제어부(C)로 전송할 수 있다. 압력 센서(513)는 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 압력 센서(513)는 제1 압력 센서(5131) 및 제2 압력 센서(5133)를 포함할 수 있다. 제1 압력 센서(5131)는 제1 바이패스 관(5111)에 결합될 수 있다. 제1 압력 센서(5131)는 제1 바이패스 관(5111)의 내부 공간의 압력을 측정할 수 있다. 제2 압력 센서(5133)는 제2 바이패스 관(5113)에 결합될 수 있다. 제2 압력 센서(5133)는 제2 바이패스 관(5113)의 내부 공간의 압력을 측정할 수 있다. 측정관(5113)을 기준으로 앞쪽과 뒤쪽에 각각 압력 센서(5131, 5133)가 배치되면, 유체 등이 측정관(5113)의 내부 공간을 지나면서 발생하는 압력의 변화를 감지할 수 있다.
가열장치(515)는 바이패스 관(511)을 가열시킬 수 있다. 가열장치(515)는 측정관(5113)의 주변에 위치할 수 있다. 가열장치(515)는 측정관(5113)을 가열시킬 수 있다. 가열장치(515)의 가열에 의해, 측정관(5113)의 내부 공간의 온도는 상승될 수 있다. 가열장치(515)는 코일 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 가열장치(515)는 측정관(5113)의 온도가 하우징(11, 도 2 참고) 및 회전체(13)의 온도에 근접하도록 측정관(5113)을 가열할 수 있다. 따라서 측정관(5113)의 내부 공간의 환경은 하우징(11) 및 회전체(13)의 사이에 제공되는 통로의 환경과 유사해질 수 있다.
실시 예들에서, 제2 모니터링 장치(53)는 제1 모니터링 장치(51)와 실질적으로 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 모니터링 방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 진공 펌프 모니터링 방법(S)은 진공 펌프를 작동시키는 것(S1), 압력을 측정하는 것(S2), 압력 센서로부터 신호를 수신하는 것(S3), 신호를 해석하는 것(S4) 및 이상 신호가 감지되면 펌프의 작동을 중단시키는 것(S5)을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 4를 기준으로 도 1 내지 도 3 및 도 5를 참고하여 진공 펌프 모니터링 방법(S)을 상세하게 설명하도록 한다.
도 1 및 도 4를 참고하면, 진공 펌프를 작동시키는 것(S1)에서 제어부(C)가 진공 펌프(1)를 제어할 수 있다. 제어부(C)의 제어에 의해 진공 펌프(1)가 작동할 수 있다. 진공 펌프(1)가 작동하면 회전체(13, 도 2 참고)가 회전할 수 있다. 회전체(13)가 회전하면 공정 챔버(7)의 내부에 있는 유체 및 입자 등이 진공 펌프(1) 쪽으로 유입될 수 있다. 보다 구체적으로, 공정 챔버(7)의 내부에 있는 유체 및 입자 등은 제1 연결관(31)을 통과하여 진공 펌프(1) 쪽으로 유입될 수 있다. 유체 및 입자 등의 일부는 제1 연결관(31)을 통과할 때, 모니터링 장치(5)로 우회할 수 있다. 도 5를 참고하면, 유체 등의 일부는 제1 바이패스 관(5111), 측정관(5113) 및 제2 바이패스 관(5115)으로 유동할 수 있다. 제2 바이패스 관(5115)을 통과한 유체 등은 다시 제1 연결관(31)을 통해 진공 펌프(1)로 들어갈 수 있다. 유체 등은 회전체(13)와 하우징(11) 사이의 통로를 지나 제2 연결관(33)으로 배출될 수 있다. 제2 연결관(33)을 지나는 유체 등의 일부는 제2 모니터링 장치(53)로 우회하여 유동할 수 있다. 제2 모니터링 장치(53)로 우회하는 과정은 제1 모니터링 장치(51)로 우회하는 과정과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 모니터링 장치(53)를 빠져 나온 유체 등은 제2 연결관(33)을 통해 배기 처리 장치(9)로 유입될 수 있다.
압력을 측정하는 것(S2)에서 모니터링 장치(5)를 지나는 유체의 압력이 측정될 수 있다. 도 5를 참고하면, 제1 바이패스 관(5111)을 지나는 유체의 압력이 제1 압력 센서(5131)에 의해 측정될 수 있다. 제2 바이패스 관(5115)을 지나는 유체의 압력이 제2 압력 센서(5133)에 의해 측정될 수 있다. 제2 모니터링 장치(53, 도 1 참고)에서도 제1 모니터링 장치(51)에서와 실질적으로 동일 또는 유사한 방식으로 압력 측정이 수행될 수 있다.
압력 센서로부터 신호를 수신하는 것(S3)에서 압력 센서(513)는 제어부(C, 도 1 참고)에 신호를 전달할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 압력 센서(5131)는 제1 바이패스 관(5111)을 지나는 유체의 압력을 제어부(C)로 전송할 수 있다. 제2 압력 센서(5133)는 제2 바이패스 관(5115)을 지나는 유체의 압력을 제어부(C)로 전송할 수 있다. 제어부(C)는 제1 바이패스 관(5111) 및 제2 바이패스 관(5115)의 내부의 압력에 대한 정보를 전송 받을 수 있다. 제2 모니터링 장치(53)는 제어부(C)에 압력에 대한 정보를 전송할 수 있다. 실시 예들에서, 제2 모니터링 장치(53)는 제1 모니터링 장치(51)와 실질적으로 동일 또는 유사한 방식으로 제어부(C)에 압력에 대한 정보를 전송할 수 있다.
신호를 해석하는 것(S4)에서 제어부(C)는 제1 모니터링 장치(51)로부터 전송 받은 정보를 해석할 수 있다. 제어부(C)는 제1 압력 센서(5131)로부터 받은 제1 바이패스 관(5111)의 내부 압력에 대한 정보와, 제2 압력 센서(5133)로부터 받은 제2 바이패스 관(5115)의 내부 압력에 대한 정보를 이용하여, 측정관(5113)에서 발생하는 압력 강하에 대해 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(C)는 제2 바이패스 관(5115)의 내부 압력과 제1 바이패스 관(5111)의 내부 압력의 차이를 계산하여 측정관(5113)에서 발생하는 압력 강하에 대해 계산할 수 있다. 제어부(C)는 제2 모니터링 장치(53)에서 전송 받은 정보를 해석할 수 있다. 제2 모니터링 장치(53)에서 전송 받은 정보를 해석하는 것은, 제1 모니터링 장치(51)에서 전송 받은 정보를 해석하는 것과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다.
이상 신호가 감지되면 공정을 중단시키는 것(S5)에서 제어부(C)는 이상 신호를 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(C)는 신호를 해석하는 것(S4)에서 이상 신호가 발생하는 것을 감지할 수 있다. 실시 예들에서, 이상 신호는 제1 압력 센서(5131), 제2 압력 센서(5133) 및/또는 제2 모니터링 장치(53)의 압력 센서들에서 전송되는 압력에 대한 정보가 비정상적인 경우를 의미할 수 있다. 압력에 대한 정보가 비정상적이라는 것은 압력에 급격한 변화가 발생하거나, 압력이 일정 수치 범위를 벗어난 경우를 의미할 수 있다. 이상 신호가 감지되면, 제어부(C)는 공정 챔버(7) 등을 제어하여 공정을 중단시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 이상 신호가 감지되면, 제어부(C)는 이상 신호가 감지되는 시점에서 수행되던 공정까지만 진행하고, 그 다음 공정을 진행하지 아니할 수 있다. 공정 챔버(7)에는 더 이상 웨이퍼 등이 공급되지 아니할 수 있다.
공정이 중단되면 진공 펌프를 교체할 수 있다. 진공 펌프가 교체될 때 모니터링 장치도 같이 교체될 수 있다. 진공 펌프 및 모니터링 장치가 교체되면, 공정은 다시 진행될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 반도체 소자 제조 방법은 도 4를 참고하여 설명한 진공 펌프 모니터링 방법을 포함할 수 있다. 즉, 반도체 소자 제조 방법은 진공 펌프 모니터링 방법을 포함하여 수행될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 의하면, 측정관을 포함하는 모니터링 장치는 진공 펌프의 앞부분 및/또는 뒷부분에 배치될 수 있다. 측정관의 내벽은 진공 펌프의 회전체 및/또는 하우징과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 따라서 측정관의 내벽에 부산물이 흡착, 증착 및/또는 부식되는 속도는 진공 펌프의 통로에 부산물이 흡착, 증착 및/또는 부식되는 속도와 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 또한 측정관은 가열장치에 의해 가열될 수 있다. 가열장치의 가열에 의하여, 측정관은 진공 펌프의 내부의 온도와 유사하게 가열될 수 있다. 부산물이 흡착, 증착 및/또는 부식되는 속도는 온도에 의존적일 수 있다. 따라서 측정관의 온도를 진공 펌프의 온도와 유사하게 유지하면, 측정관이 부산물에 의해 흡착, 증착 및/또는 부식되는 속도와 진공 펌프의 통로가 부산물에 의해 흡착, 증착 및/또는 부식되는 속도는 유사해질 수 있다.
측정관의 단면적은 진공 펌프의 통로의 단면적과 유사하거나, 더 작을 수 있다. 따라서 진공 펌프의 통로가 흡착, 증착 및/또는 부식에 의하여 막히기 전에, 측정관이 먼저 흡착, 증착 및/또는 부식에 의해 막힐 수 있다. 측정관의 전후에 압력 센서를 배치하면, 측정관이 막히는 것을 감지할 수 있다. 측정관이 막히는 경우, 진공 펌프의 통로도 곧 막힐 것임을 예상할 수 있다. 따라서 측정관이 막히는 것이 감지되면, 감지되는 시기에 수행되던 공정까지만 진행하고, 그 다음 공정을 진행하지 아니할 수 있다. 공정 챔버에는 더 이상 웨이퍼 등이 공급되지 아니할 수 있다. 진공 펌프가 고장 나기 전에 미리 공정을 중단시키므로, 공정 중간에 진공 펌프가 고장 나는 것을 방지할 수 있다. 따라서 공정 진행 중에 진공 펌프가 고장 나서 공정 챔버에 배치된 웨이퍼 등이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼 등의 제조 수율은 향상될 수 있다. 웨이퍼가 손상되어 버려지는 것을 방지할 수 있으므로, 경제적 비용도 절감할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 소자의 제조방법에 의해 제조된 반도체 소자의 가격은 하락할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 의하면, 모니터링 장치가 진공 펌프의 앞쪽과 뒤쪽에 하나씩 배치될 수 있다. 따라서 진공 펌프의 고장에 대한 예측의 정확성은 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 진공 펌프 시스템에서 도 1의 B 부분을 확대한 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 내용에 대한 설명은 편의상 생략될 수 있다.
도 6을 참고하면, 모니터링 장치는 조절장치(517)를 더 포함할 수 있다. 조절장치(517)는 측정관(5113)에 연결될 수 있다. 조절장치(517)는 측정관(5113)의 단면적을 조절할 수 있다. 실시 예들에서, 조절장치(517)는 측정관(5113)의 상부(5113a)를 하강시켜 하부(5113b)와의 거리를 가깝게 만들 수 있다. 도 7을 참고하면, 측정관(5113)의 상부(5113a)와 측정관(5113)의 하부(5113b) 사이의 거리는 제3-1 거리(z')일 수 있다. 제3-1 거리(z')는 제3 거리(z, 도 6 참고)보다 작을 수 있다. 따라서 조절장치(517)에 의해 상부(5113a)가 하강하면, 측정관(5113)의 단면적은 좁아질 수 있다. 실시 예들에서, 조절장치(517)는 나사 돌림 방식으로 측정관(5113)의 단면적을 변화시킬 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 조절장치(517)는 측정관(5113)의 단면적을 변화시킬 수 있는 다른 다양한 메커니즘을 포함할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법에 의하면, 조절장치를 사용하여 측정관의 단면적을 변화시킬 수 있다. 진공 펌프마다 통로의 단면적이 다른 경우에도, 하나의 모니터링 장치만으로 다양한 진공 펌프에 적용 가능할 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프의 통로의 단면적이 보다 작은 경우, 조절장치를 사용하여 측정관의 단면적을 좁게 만들 수 있다. 따라서 진공 펌프의 통로의 형상을 보다 정확하게 모사할 수 있다. 하나의 모니터링 장치로 여러 종류의 진공 펌프를 모사할 수 있으므로, 모니터링 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.
조절장치에 의해 측정관의 단면적을 변화시킬 수 있으므로, 하나의 모니터링 장치를 사용하여 다양한 방법으로 실험을 수행할 수 있다. 즉, 하나의 모니터링 장치만으로 다양한 단면적을 구현하여, 해당 진공 펌프의 고장 예측에 최적화된 측정관의 단면적을 찾는 실험을 반복 수행할 수 있다. 진공 펌프의 고정 예측은 더욱 정확해질 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 진공 펌프
11: 하우징
111: 제1 내면
113: 제2 내면
13: 회전체
131: 제1 외면
133: 제2 외면
3: 연결관
31: 제1 연결관
33: 제2 연결관
5: 모니터링 장치
51: 제1 모니터링 장치
511: 바이패스 관
5111: 제1 바이패스 관
5113: 측정관
5115: 제2 바이패스 관
513: 압력 센서
5131: 제1 압력 센서
5133: 제2 압력 센서
515: 가열장치
517: 조절장치
53: 제2 모니터링 장치
7: 공정 챔버
9: 배기 처리 장치
C: 제어부
11: 하우징
111: 제1 내면
113: 제2 내면
13: 회전체
131: 제1 외면
133: 제2 외면
3: 연결관
31: 제1 연결관
33: 제2 연결관
5: 모니터링 장치
51: 제1 모니터링 장치
511: 바이패스 관
5111: 제1 바이패스 관
5113: 측정관
5115: 제2 바이패스 관
513: 압력 센서
5131: 제1 압력 센서
5133: 제2 압력 센서
515: 가열장치
517: 조절장치
53: 제2 모니터링 장치
7: 공정 챔버
9: 배기 처리 장치
C: 제어부
Claims (10)
- 진공 펌프;
상기 진공 펌프에 연결된 연결관; 및
상기 연결관에 결합되는 모니터링 장치; 를 포함하되,
상기 모니터링 장치는:
상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및
상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하고,
상기 바이패스 관은:
상기 연결관과 연결된 제1 바이패스 관;
상기 제1 바이패스 관의 후단에 연결되는 측정관;
상기 측정관의 후단과 상기 연결관을 연결하는 제2 바이패스 관; 을 포함하며,
상기 측정관의 단면적은 상기 진공 펌프의 하우징의 내면과 상기 진공 펌프의 회전체 사이에 형성되는 통로의 단면적보다 작은 진공 펌프 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 압력 센서는 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서를 포함하고,
상기 제1 압력 센서는 상기 제1 바이패스 관에 연결되며,
상기 제2 압력 센서는 상기 제2 바이패스 관에 연결되는 진공 펌프 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는 상기 측정관의 단면적을 조절하는 조절장치를 더 포함하는 진공 펌프 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는 상기 바이패스 관을 가열하는 가열장치를 더 포함하는 진공 펌프 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 연결관은 상기 진공 펌프의 전단에 결합되는 제1 연결관; 및 상기 진공 펌프의 후단에 연결되는 제2 연결관; 을 포함하고,
상기 모니터링 장치는 상기 제1 연결관에 결합되는 제1 모니터링 장치; 및 상기 제2 연결관에 결합되는 제2 모니터링 장치; 를 포함하는 진공 펌프 시스템.
- 연결관에 연결된 진공 펌프를 작동시키는 것; 및
상기 연결관에 결합된 모니터링 장치를 이용하여 압력을 측정하는 것; 을 포함하되,
상기 모니터링 장치는:
상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및
상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하고,
상기 압력을 측정하는 것은 상기 압력 센서에 의해 수행되며,
상기 바이패스 관은:
상기 연결관과 연결된 제1 바이패스 관;
상기 제1 바이패스 관의 후단에 연결되는 측정관; 및
상기 측정관의 후단과 상기 연결관을 연결하는 제2 바이패스 관; 을 포함하며,
상기 측정관의 단면적은 상기 진공 펌프의 하우징의 내면과 상기 진공 펌프의 회전체 사이에 형성되는 통로의 단면적보다 작은 진공 펌프 모니터링 방법.
- 제 8 항에 있어서,
제어부가 상기 압력 센서로부터 신호를 수신하는 것;
상기 제어부가 상기 신호를 해석하는 것; 및
상기 제어부로부터 이상 신호가 감지되면 공정을 중단시키는 것을 더 포함하는 진공 펌프 모니터링 방법.
- 연결관에 연결된 진공 펌프를 작동시키는 것; 및
상기 연결관에 결합된 모니터링 장치를 이용하여 압력을 측정하는 것; 을 포함하되,
상기 연결관은 공정 챔버에 연결되며,
상기 공정 챔버는 반도체 소자의 제조 공정을 수행하는 반도체 공정 챔버를 포함하고,
상기 모니터링 장치는:
상기 연결관에 연결되어 상기 연결관을 우회하는 우회로를 제공하는 바이패스 관; 및
상기 바이패스 관의 압력을 측정하는 압력 센서; 를 포함하며,
상기 압력을 측정하는 것은 상기 압력 센서에 의해 수행되되,
상기 바이패스 관은:
상기 연결관과 연결된 제1 바이패스 관;
상기 제1 바이패스 관의 후단에 연결되는 측정관;
상기 측정관의 후단과 상기 연결관을 연결하는 제2 바이패스 관; 을 포함하며,
상기 측정관의 단면적은 상기 진공 펌프의 하우징의 내면과 상기 진공 펌프의 회전체 사이에 형성되는 통로의 단면적보다 작은 반도체 소자의 제조 방법.
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| KR1020190009414A KR102650699B1 (ko) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | 진공 펌프 시스템, 진공 펌프 모니터링 방법 및 반도체 소자의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
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