KR20010075942A - Ventilation system of semiconductor process apparatus - Google Patents

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양윤모
이채영
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윤종용
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Abstract

PURPOSE: A gas supply system of a semiconductor manufacturing apparatus is provided to prevent vortex flow due to excess gas inlet into a load lock chamber in order to prevent the particle from contaminating the device. CONSTITUTION: The semiconductor manufacturing apparatus gas supply system includes an operational chamber(224), the load lock chamber(200), and a nitrogen gas supply system(202). The operational chamber performs the operation of the semiconductor device. The load lock chamber is implemented adjacent to the operational chamber to store the semiconductor device before and after the operation temporarily. The gas supply system is coupled with the operational chamber and the load lock chamber and supplies the gas to adjust the pressure inside the chamber. The semiconductor device further includes a bypass valve and a flow detector which measures the flow amount on the gas supply system.

Description

반도체 제조 장치의 가스공급 시스템{VENTILATION SYSTEM OF SEMICONDUCTOR PROCESS APPARATUS}VENTILATION SYSTEM OF SEMICONDUCTOR PROCESS APPARATUS}

본 발명은 반도체 디바이스를 생산하기 위한 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 반도체 제조 장치의 가스공급 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus for producing a semiconductor device, and more particularly to a gas supply system of a semiconductor manufacturing apparatus.

반도체 디바이스(semiconductor device)가 점차 고집적화되어 감에 따라 이에 따른 반도체 공정 역시 종래보다 훨씬 복잡해지고 동시에 미세화되는 경향을 보이고 있다. 이러한 미세화 추세에 의해서 종래에는 무시할 수 있었던 파티클(particle)이 공정상에 큰 문제가 될 수 있다.As semiconductor devices are becoming more and more highly integrated, semiconductor processes accordingly tend to be much more complicated and at the same time miniaturized. Due to this miniaturization trend, particles that have been previously ignored can become a big problem in the process.

미세한 패턴을 형성해가는 반도체 디바이스의 제조 공정에서 특정한 목적의 공정은 공정 장치중에서 공정 챔버(process chamber)에서 진행되며 상기 공정 챔버에서의 공정이 끝난 다음에는 상기 공정 챔버와 인접하여 설치되는 로드락 챔버(loadlock chamber)라는 장소로 이동된다. 상기 로드락 챔버는 상기 반도체 디바이스가 공정 라인상을 이동해와서 공정 장치로 로딩되는 장소이므로 상기 반도체 디바이스를 로딩하는 경우에는 라인 상의 압력과 동일한 압력으로 하여 반도체 디바이스를 로딩하고 상기 반도체 디바이스를 상기 공정 챔버로 이동시키기 위해서는 상기 공정 챔버와 동일한 압력인 진공으로 압력을 변환한 후에 상기 반도체 디바이스를 상기 공정 챔버내부로 이동하게 된다. 그러므로 상기 로드락 챔버는 먼저 공정 라인상과 동일한 압력을 유지하다가 상기 공정 챔버와 동일한 진공으로 변화한다. 그리고 공정이 끝난 후에 공정 챔버로부터 반도체 디바이스를 받아서 라인상으로 이동시키기 위해서 다시 진공인 로드락 챔버의 압력을 공정 라인 상의 압력과 동일한 압력으로 바꾸어야 한다.In the process of manufacturing a semiconductor device in which a fine pattern is formed, a specific purpose process is performed in a process chamber in a process apparatus, and after the process in the process chamber is finished, a load lock chamber is installed adjacent to the process chamber. loadlock chamber). The load lock chamber is a place where the semiconductor device moves on the process line and is loaded into the process apparatus. When the semiconductor device is loaded, the load lock chamber is loaded at the same pressure as the pressure on the line and the semiconductor device is loaded in the process chamber. The semiconductor device is moved into the process chamber after converting the pressure into a vacuum at the same pressure as the process chamber. The load lock chamber therefore first maintains the same pressure as on the process line and then changes to the same vacuum as the process chamber. After the process is over, in order to receive the semiconductor device from the process chamber and move it on the line, the pressure of the vacuum load lock chamber must be changed to the same pressure as the pressure on the process line.

도 1을 참조하면, 로드락 챔버 내부의 기압을 조절하는 방식으로 질소(N2) 가스를 사용하는 방식을 사용한다. 상기 로드락 챔버 내부로 유입되는 질소 가스의 경로는 먼저 질소 가스 공급부(102)로부터 레귤레이터(regulator)(104)를 거쳐서 일정한 양의 질소 가스가 된 후에 매니폴더(manifold)(106)를 지나면서 분기되어 로드락 챔버(112, 122)로 혹은 공정 챔버(116)로 향한다. 상기 질소 가스는 온/오프 방식에 의해서만 작동되는 가스공급 밸브(vent valve)(108)에 의해서 로드락 챔버(112)로 공급에 되거나 혹은 공급되지 않는다. 상기 가스공급 밸브(108)를 지난 질소 가스는 필터(110)을 지나서 로드락 챔버(112)로 공급된다. 이러한 공급 방식에 의하면 질소 가스가 일시적으로 공급되므로 챔버내의 바닥에 잔류되어 있던 파티클들이 공기의 와류에 섞여서 로드락 챔버에 보관되고 있는 반도체 디바이스를 오염시키는 문제가 발생한다.Referring to FIG. 1, a method of using nitrogen (N 2 ) gas is used as a method of adjusting the air pressure inside the load lock chamber. The path of nitrogen gas flowing into the load lock chamber is first diverged from the nitrogen gas supply unit 102 through a regulator 104 and then through a manifold 106 after being a certain amount of nitrogen gas. To the load lock chambers 112 and 122 or to the process chamber 116. The nitrogen gas may or may not be supplied to the load lock chamber 112 by a vent valve 108 operated only by an on / off manner. The nitrogen gas passing through the gas supply valve 108 is supplied to the load lock chamber 112 through the filter 110. According to such a supply method, since nitrogen gas is temporarily supplied, particles remaining at the bottom of the chamber are mixed with vortices of air to contaminate the semiconductor device stored in the load lock chamber.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로드락 챔버내로 유입되는 가스의 양을 조절할 수 있는 새로운 형태의 가스공급 시스템을 갖는 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made in view of the above-described problems and provides a semiconductor manufacturing apparatus having a new type gas supply system capable of adjusting the amount of gas introduced into a load lock chamber.

도 1은 종래의 가스공급 시스템을 설명하기 위한 도면; 및1 is a view for explaining a conventional gas supply system; And

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 제조 장치의 가스공급 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a gas supply system of a semiconductor manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

* 도면의 상세한 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on detailed parts of the drawings

202 : 질소 공급부 206 : 레귤레이터202: nitrogen supply unit 206: regulator

208 : 분기관 210 : 벤트 밸브208: branch pipe 210: vent valve

212 : 필터 214 : 가스 조절 밸브212 filter 214 gas control valve

216 : 바이패스 밸브 218 : 유량 측정기216: bypass valve 218: flow meter

220 : 로드락 챔버 224 : 공정 챔버220: load lock chamber 224: process chamber

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 디바이스를 제조하기 위한 본 발명의 반도체 제조 장치는 상기 반도체 디바이스의 공정이 진행되는 공정 챔버, 상기 공정 챔버와 인접하게 위치되어 공정 전후에 일시적으로 상기 반도체 디바이스를 저장하는 역할을 하는 로드락 챔버 그리고 상기 공정 챔버와 로드락 챔버와 연결되어 챔버 내부의 압력을 조절하기 위한 가스가 유입 및 가스공급되는 가스공급 시스템을 구비하되, 상기 가스공급 시스템은 일정한 가스량을 조절하는 제 1 유량 조절계와 미세한 유량의 조절이 가능한 제 2 유량 조절계를 구비하여 상기 공정 챔버와 로드락 챔버 내부로 유입되는 가스의 양을 조절할 수 있다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention for manufacturing a semiconductor device is a process chamber in which the process of the semiconductor device proceeds, located adjacent to the process chamber and temporarily before and after the process And a gas supply system connected to the process chamber and the load lock chamber to supply and supply gas for adjusting the pressure inside the chamber, wherein the gas supply system is connected to the process chamber and the load lock chamber. Is equipped with a first flow rate controller for adjusting a constant gas amount and a second flow rate controller capable of adjusting the minute flow rate can adjust the amount of gas introduced into the process chamber and the load lock chamber.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치에서는, 상기 가스공급 시스템상에서 바이패스 밸브와 유량의 측정이 가능한 유량 측정기를 더 구비한다.The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention as described above further includes a flow meter capable of measuring a bypass valve and a flow rate on the gas supply system.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치의 가스공급 시스템에 의하면, 로드락 챔버내로 유입되는 가스의 양을 조절하는 것이 가능하므로 로드락 챔버내로 과다하게 유입되는 가스로 인한 와류를 막을 수 있어서 파티클이 함유된 와류가 반도체 디바이스를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.According to the gas supply system of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention as described above, it is possible to control the amount of gas flowing into the load lock chamber, thereby preventing vortices caused by excessively flowing gas into the load lock chamber. Vortex can be prevented from contaminating the semiconductor device.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 2를 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 도면상에서 동일한 역할을 수행하는 장치에 대해서는 동일한 번호를 병기한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 반도체 제조 장치의 가스공급 시스템을 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same number is attached together about the apparatus which performs the same role in drawing. 2 is a view for explaining a gas supply system of a semiconductor manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 공정 챔버(process chamber)(224)와 로드락 챔버(loadlock chamber)(220)는 반도체 제조 장치에서 서로 인접하여 구성되는 것이 일반적이다. 증착 공정(deposition process)과 같은 공정의 예를 들어보면, 매엽식으로 진행되는 장치에서는 25매 정도의 반도체 기판이 수용된 카세트(cassette)가 증착 공정 장치로 이동하면 먼저 로드락 챔버(220)에 로딩(loading)된다. 상기 로드락 챔버(220)는 상기 공정 챔버(224)에서 일정한 증착 공정이 진행되기 전에 반도체 기판이 일시적으로 저장 혹은 로딩되는 장소로, 상기 공정 챔버(224)의 내부로 상기 반도체 기판이 이동되는 경우에는 상기 공정 챔버(224)와 동일한 압력을 유지해야 하므로 상기 로드락 챔버(220)내의 압력을 진공으로 맞추어야 한다. 또한, 상기 반도체 기판이 상기 공정 챔버(224)에서 공정 진행이 완전히 끝나고 다른 공정 장치로 이동해야 하는 경우에는 상기 카세트를 증착 공정 장치의 외부로 언로딩(unloading)해야 하므로 이 경우에는 상기 로드락 챔버(220) 내부의 압력을 대기압으로 맞추어야 한다. 그러므로 상기 로드락 챔버(220)내의 압력은 일반적으로 대기압과 진공의 사이에서 계속적으로 변화하게 된다. 이 경우에 상기 진공으로 조절된 로드락 챔버의 압력을 대기압으로 맞추기 위해서 일반적으로는 질소 가스를 사용하게 되는데, 본 발명의 가스공급 시스템에서는 제 1 및 제 2 유량 조절계를 사용하여 일시적으로 많은 유량의 질소 가스가 갑자기 챔버 내부로 유입되는 것을 막고 일정하게 유입되어 챔버 내부에서 와류가 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다. 도 2에 도시된 것처럼, 제 1 유량 조절계에 해당하는 레귤레이터(regulator)(206)는 질소 공급부(202)로부터 공급되는 질소가 일정한 유량을 유지하도록 한다. 일정한 유량의 질소 가스는 분기관(manifold)(208)을 지나서 온/오프 방식의 벤트 밸브(vent valve)(210)를 통과하게 된다. 상기 벤트 밸브(210)를 통과한 질소 가스는 필터(filter)(212)를 지나서 제 2 유량 조절계에 해당하는 가스 조절 밸브(214)에 도달한다. 상기 가스 조절 밸브(214)는 미세한 유량까지도 조절할 수 있으며 본 발명의 실시예에서는 MKS 밸브를 사용한다. 그리고 상기 가스 조절 밸브(214)를 거치지 않고 진행될 수 있도록 바이패스 밸브(bypass valve)(216) 역시 설치되어 있다. 또한, 이러한 가스공급 시스템에서 일정한 유량이 유동하고 있는지를 항상 체크할 수 있도록 유량 측정계(218)가 설치되어 있다. 유량 측정계로는 본 발명의 목적과 다르지 않는 범위내에서는 다양한종류의 것을 사용하여도 무방하다. 이러한 가스공급 시스템을 통과하는 경우 레귤레이터(206)를 지나면서 일정한 유량이 조절되고 온/오프 방식의 벤트 밸브외에 미세한 유량의 조절까지도 가능한 가스 조절 밸브가 더 설치되어 있으므로 상기 로드락 챔버(220)의 내부로 갑자기 많은 양의 질소 가스가 유입되는 경우는 발생하지 않게 된다.Referring to FIG. 2, a process chamber 224 and a loadlock chamber 220 are generally configured adjacent to each other in a semiconductor manufacturing apparatus. As an example of a process such as a deposition process, in a single-sheet type apparatus, a cassette containing about 25 semiconductor substrates is loaded into the load lock chamber 220 when the cassette is moved to the deposition process apparatus. (loading) The load lock chamber 220 is a place where the semiconductor substrate is temporarily stored or loaded before a certain deposition process is performed in the process chamber 224, when the semiconductor substrate is moved into the process chamber 224. In order to maintain the same pressure as the process chamber 224, the pressure in the load lock chamber 220 must be adjusted to a vacuum. In addition, when the semiconductor substrate is completely processed in the process chamber 224 and needs to be moved to another process apparatus, the cassette must be unloaded to the outside of the deposition process apparatus. (220) The pressure inside should be adjusted to atmospheric pressure. Therefore, the pressure in the load lock chamber 220 generally changes continuously between atmospheric pressure and vacuum. In this case, nitrogen gas is generally used to adjust the pressure of the vacuum-controlled load lock chamber to atmospheric pressure. In the gas supply system of the present invention, the first and second flow controllers are used to temporarily increase the flow rate. It is characterized in that the nitrogen gas is prevented from suddenly flowing into the chamber and is constantly introduced to prevent vortex from occurring inside the chamber. As shown in FIG. 2, a regulator 206 corresponding to the first flow controller allows the nitrogen supplied from the nitrogen supply unit 202 to maintain a constant flow rate. The constant flow rate of nitrogen gas passes through a manifold 208 through a vent valve 210 on / off. The nitrogen gas passing through the vent valve 210 passes through a filter 212 to the gas control valve 214 corresponding to the second flow controller. The gas control valve 214 can adjust even a minute flow rate and uses an MKS valve in the embodiment of the present invention. In addition, a bypass valve 216 is also installed to proceed without passing through the gas control valve 214. In addition, a flowmeter 218 is provided so that it is always possible to check whether a constant flow rate is flowing in such a gas supply system. As the flow measurement system, various kinds of things may be used within the scope not different from the object of the present invention. In the case of passing through the gas supply system, since a constant flow rate is adjusted through the regulator 206 and a minute flow rate adjustment is further installed in addition to the on / off vent valve, the load lock chamber 220 may be installed. Sudden inflow of a large amount of nitrogen gas does not occur.

이와 같은 본 발명의 반도체 제조 장치의 가스공급 시스템에 의하면, 로드락 챔버내로 유입되는 가스의 양을 조절하는 것이 가능하므로 로드락 챔버내로 과다하게 유입되는 가스로 인한 와류를 막을 수 있어서 파티클이 함유된 와류가 반도체 디바이스를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.According to the gas supply system of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention as described above, it is possible to control the amount of gas flowing into the load lock chamber, thereby preventing vortices caused by excessively flowing gas into the load lock chamber. Vortex can be prevented from contaminating the semiconductor device.

Claims (2)

반도체 디바이스를 제조하기 위한 반도체 제조 장치에 있어서:In a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device: 상기 반도체 디바이스의 공정이 진행되는 공정 챔버;A process chamber in which the process of the semiconductor device is performed; 상기 공정 챔버와 인접하게 위치되어 공정 전후에 일시적으로 상기 반도체 디바이스를 저장하는 역할을 하는 로드락 챔버; 및A load lock chamber positioned adjacent to the process chamber to temporarily store the semiconductor device before and after the process; And 상기 공정 챔버와 로드락 챔버와 연결되고 챔버 내부의 압력을 조절하기 위한 가스가 유입 및 가스공급되는 가스공급 시스템을 포함하되,Including a gas supply system is connected to the process chamber and the load lock chamber and the gas is supplied and supplied to regulate the pressure in the chamber, 상기 가스공급 시스템은 일정한 가스량을 조절하는 제 1 유량 조절계와 미세한 유량의 조절이 가능한 제 2 유량 조절계를 구비하여 상기 공정 챔버와 로드락 챔버 내부로 유입되는 가스의 양을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.The gas supply system includes a first flow controller for adjusting a constant gas amount and a second flow controller for controlling a minute flow rate to adjust an amount of gas introduced into the process chamber and the load lock chamber. Semiconductor manufacturing apparatus. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 제조 장치는, 상기 가스공급 시스템상에서 바이패스 밸브와 유량의 측정이 가능한 유량 측정기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.The semiconductor manufacturing apparatus further includes a flow meter capable of measuring a bypass valve and a flow rate on the gas supply system.
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