KR20020062439A - 보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비 - Google Patents

보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비 Download PDF

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KR20020062439A
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Abstract

보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비를 제공한다. 펌핑라인에 보조 밸브를 설치함으로써, 주 밸브의 이상시 보조 밸브를 사용하여 펌핑라인을 차단한다. 공정챔버의 상압조정과정에서 밸브가 닫히지 않았을 경우, 진공펌프를 정지시켜 강제 상압조정할 때 발생되는 공정챔버의 오염 및 공정이 진행중인 반도체 기판의 오염을 방지한다.

Description

보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비{SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT HAVING SUB-VALVE}
본 발명은 반도체 제조장비에 관한 것으로서, 더 구체적으로 보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정은 수십개의 단위공정의 조합으로 이루어진다. 상기 단위공정에는 반도체 기판에 박막을 형성하는 공정과, 박막을 식각하는 공정이 포함되어 있다. 상기 박막형성 및 식각공정은 플라즈마상태의 반응기체와 반도체 기판 또는 반도체 기판상부에 형성된 박막과의 반응을 통해 이루어진다. 이 때, 반응기체를 플라즈마상태로 만들기 위해서 공정챔버 내부의 압력을 낮추어 주어야 한다. 상술한 목적을 위해 저압챔버를 갖춘 반도체 제조장비가 사용된다.
도 1은 저압공정에 사용되는 반도체 제조장비를 설명하기 위한 공정챔버 및 배출라인의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 저압공정에 사용되는 반도체 제조장비는, 공정챔버(100), 펌핑라인(102), 밸브(103) 및 진공펌프(101)를 포함한다. 상기 공정챔버(100)의 내부에 반도체 기판을 배치하고, 상기 공정챔버(100) 내부의 압력을 낮춘 후, 반응기체를 주입하여 공정을 진행한다. 반응기체의 활성화를 촉진시키기 위해서 상기 공정챔버(100)는 공정이 진행되는 동안 고온을 유지하도록 설계되어있다. 상기 펌핑라인(102)의 일측은 상기 공정챔버(100)에 연결되고, 다른측은 상기 진공펌프(101)에 연결된다. 공정이 진행되는 과정에서 발생하는 부산물 및 잔류 반응가스들은 상기 펌핑라인(102)를 통하여 상기 공정챔버(100) 외부로 배출된다. 상기 펌핑라인(102)에는 벨로우즈(도시 안함)가 설치되어 있어, 각 장치와의 연결부를 진동에 의한 충격으로부터 보호한다. 상기 진공펌프(101)은 상기 공정챔버(100) 내에 저압상태를 유지하고, 부산물 및 반응하지 않은 반응기체들을 빨아들이는 기능을 한다. 상기 공정챔버(100)와 상기 진공펌프(101)사이에 밸브(103)가 설치되어 있다. 상기 밸브(103)는 공정이 진행되는 동안 개방된 상태로 있고, 공정이 완료되면 상기 공정챔버(100)와 상기 진공펌프(101)를 차단한다. 또한, 상기 밸브(103)에히팅자켓(108)이 감싸고 있다. 공정이 진행되는 과정에 고온의 부산물 및 반응기체들이 상기 펌핑라인(102)을 통해 배출될 때, 상기 공정챔버(100)와 상기 펌핑라인(102)사이의 온도차에 의해 상기 부산물 및 반응기체들의 응축에 의해서 파우더가 발생한다. 상기 파우더는 상기 펌핑라인(102) 및 다른 장치에 부착되어 상기 펌핑라인(102)을 막거나, 장비에 이상을 발생시킬 수 있다. 이 경우, 펌핑라인(102) 및 밸브(103)의 온도를 올려줌으로써 상기 파우더가 상기 펌핑라인(102) 및 상기 밸브(103)에 끼는 것을 어느정도 막아줄 수 있다. 상기 히팅자켓(108)은 약 200 ℃ ~ 250 ℃ 정도로 상기 펌핑라인(102) 및 상기 밸브(103)의 온도를 높여준다.
이하, 공정이 진행되는 과정을 간략하게 설명하면, 내부의 압력이 상압 상태인 공정챔버(100)에 반도체 기판을 이동시킨다. 상기 공정챔버(100)에 반도체 기판이 배치되면 밸브(103)를 개방하여 상기 공정챔버(100)내의 공기를 빨아들여 압력을 낮춘다. 상기 공정챔버(100)내 압력이 적정압력(10 torr ~ 10-3torr)으로 낮아지면 상기 공정챔버(100) 내에 반응가스를 주입하여 프라즈마를 발생시켜 공정을 진행한다. 이 때, 반도체 기판과 반응하지 않은 잔류가스 및 부산물은 상기 펌핑라인(102)을 통하여 상기 공정챔버(100)에서 외부로 배출된다. 공정이 완료되면, 상기 반응기체의 주입을 중단하고, 상기 에어벨브(103)를 닫아 상기 공정챔버(100)와 상기 진공펌프(101)를 차단한다. 상기 공정챔버(100)을 상기 진공펌프(101)와 차단한 상태에서 상기 공정챔버(100)내의 압력을 적정압력(상압; 760torr)으로 높여준다. 상기 공정챔버내(100)의 압력이 상압과 같아지면, 반도체 기판은 상기 공정챔버(100) 외부로 이동된다. 그러나, 반도체 제조장비의 이상으로 인하여 상기 밸브(103)가 닫히지 않거나, 상기 밸브(103)에 파우더가 끼어 밸브(103)가 불완전하게 차단되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 상기 진공펌프(101)와 상기 공정챔버(100)가 차단되지 않아, 상기 공정챔버(100) 내부의 압력을 상압으로 조절할 수가 없다. 따라서, 공정이 완료된 웨이퍼를 상기 공정챔버(100)의 외부로 이동시키기 위해서는, 상기 진공펌프(101)의 작동을 멈추어 상기 공정챔버(100)의 압력을 높여줄 수 밖에 없다. 그러나, 상기 진공펌프(101)를 정지시키면, 상기 진공펌프(101)을 통해서 배출되던 기체가 급속도로 공정챔버(100) 내부로 역류하게된다. 이 때, 역류하는 기체에 의해 펌핑라인(102)에 끼어 있는 파우더 및 불순물들이 상기 공정챔버(100)내로 함께 빨려들어간다. 그 결과, 공정챔버의 오염 및 공정이 진행중인 반도체 기판이 오염되어 생산에 손실을 주게 된다.
본 발명의 목적은, 공정챔버의 상압조정시 발생될 수 있는 주 밸브의 차단 불량을 보완하여 공정챔버와 진공펌프를 차단할 수 있는 반도체 제조장비를 제공한다.
도 1은 종래의 저압 반도체 제조장비를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 저압 반도체 제조장비를 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 참조부호 I부분을 도시하는 도면.
※ 도면의 주요 부분에 따른 부호의 설명 ※
100, 200: 공정챔버101, 201: 진공펌프
102, 202: 펌핑라인203: 주 밸브
108, 208: 히팅 자켓207: 보조 밸브
상기 목적을 위해서 본 발명은 밸브의 오작동에 대비하기 위한 보조밸브를 포함하는 반도체 장비를 제공한다. 본 발명에 따른 반도체 장비는 공정챔버, 펌핑라인, 주 밸브, 보조 밸브 및 진공펌프를 포함한다. 상기 펌핑라인의 일측에 상기 공정챔버가 연결되고, 상기 펌핑라인의 다른측에 상기 진공펌프가 연결되어 있다. 상기 공정챔버와 상기 진공펌프 사이의 상기 펌핑라인에는 주 에어 밸브 및 보조 밸브가 설치되어 상기 펌핑라인을 차단 또는 개방한다. 상기 보조 밸브는 상기 공정챔버와 상기 주 밸브사이의 펌핑라인에 설치되거나, 상기 주 밸브와 상기 진공펌프 사이의 상기 펌핑라인에 설치될 수 있다. 상기 보조 밸브는 상기 주 밸브에 이상이 발생하였을 때, 상기 공정챔버와 상기 진공펌프 사이의 상기 펌핑라인을 차단한다.
이에 더하여, 상기 주 밸브 및 상기 보조 밸브에 히팅자켓(heating jacket)이 감싸고 있어 고온의 공정챔버와 상온에 노출되어 있는 펌핑라인 사이의 온도차에 의해 발생되는 파우더가 밸브에 끼는 것을 방지한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 보조 밸브를 가지는 반도체 제조장비를 설명하기 위한 개략도 이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 참조부호 I부분 도시하는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 펌핑라인(202)의 일측에 공정챔버(200)가 연결되고, 다른측에 진공펌프(201)가 연결된다. 상기 공정챔버(200)와 상기 진공펌프(203) 사이의 펌핑라인(202)에 주 밸브(203)와 보조 밸브(207)가 설치되어 있다. 상기 펌핑라인(202)과 연결되는 상기 공정챔버(200) 및 상기 진공펌프(203)의 연결부에는 상기 진공 펌프(201)의 작동시 생기는 진동에 의한 충격으로 부터 연결부를 보호하기 위하여 벨로우즈(도시 안함)를 설치할 수도 있다. 상기 보조 밸브(207)는 상기 공정챔버(200)와 상기 주 밸브(203) 사이의 펌핑라인(202a)에 설치되거나, 상기 주 밸브(203)와 상기 진공펌프(201)사이의 펌핑라인(202b)에 설치될 수 있다. 상기 보조 밸브(207)은 평상시에는 개방된 상태로 유지하고, 상기 주 밸브(203)가 상기 펌핑라인(202)를 차단하지 못하는 문제가 발생할 경우 상기 펌핑라인(202)를 차단한다. 상기 보조 밸브(207)은 상기 주 밸브(203)와 다른 전원을 사용하거나, 수동으로 개방 또는 차단할 수 있는 구조를 가진다. 또한, 상기 주 밸브(203) 및 상기 보조 밸브(207)는 각각 히팅자켓(heating jacket)(208)이 감싸고 있다. 상기 히팅자켓(208)은 상기 주 밸브(207) 및 상기 보조 밸브(203)의 온도를 약 200℃ 내지 250℃ 정도로 조절할 수 있도록 되어있어, 온도차에 의해 상기 주 밸브(207) 및 상기 보조 밸브(203)에 파우더가 끼는 것을 방지한다.
본 발명은 저압 또는 고진공의 챔버를 가지는 반도체 제조장비에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상내에서 통상의 지식을 가진자에 의해 변형될 수 있음은 명백하다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 주 밸브의 차단불량시 진공펌프를 정지시킴으로 인해 발생하는 공정챔버의 오염 및 반도체 기판의 오염을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 반도체 기판이 배치되는 공정챔버;
    상기 공정챔버와 펌핑라인을 통해 연결되는 진공펌프;
    상기 펌핑라인에 설치되어 상기 공정챔버와 상기 진공펌프 사이의 펌핑라인을 개방 또는 차단하는 주 밸브;및
    상기 펌핑라인에 설치되어 상기 주 밸브가 닫히지 않을 경우에 상기 펌핑라인을 차단하도록 하는 보조 밸브를 구비한 반도체 제조장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 밸브는 상기 주 밸브와 상기 진공펌프 사이의 펌핑라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 밸브는 상기 주 밸브와 상기 공정챔버 사이의 펌핑라인에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 밸브 및 상기 보조 밸브는 각각 히팅자켓으로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 밸브는 수동으로 개폐하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200446518Y1 (ko) * 2009-03-05 2009-11-13 송종규 밸브용 히팅장치

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