KR20030091426A - 파티클 검출장치가 구비된 제조설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공압 분위기를 이루는 챔버 내부에 파티클의 발생 여부와 그 위치 및 원인을 보다 용이하게 확인 또는 규명할 수 있도록 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비에 관한 것으로서, 이에 대한 본 발명의 일 실시예에 따른 특징적 구성은, 진공압 분위기를 이루는 챔버와; 상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와; 상기 집진부에 파티클이 정전기적으로 흡착되는 것을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어진다. 이에 따르면, 공정 대상체에 대한 공정을 수행하는 제조설비 내에 파티클이 발생되는 정도와, 그 부위 및 발생 시간 등을 공정의 수행 과정에서 용이하게 확인할 수 있어 파티클의 발생 원인과 그 처리를 보다 신속하게 할 뿐 아니라 이차적인 공정 불량을 예방하게 되는 효과가 있다.

Description

파티클 검출장치가 구비된 제조설비{manufacturing equipment having the particle detector}

본 발명은 파티클 검출장치가 구비된 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공압 분위기를 이루는 챔버 내부에 파티클의 발생 여부와 그 위치 및 원인을 보다 용이하게 확인 또는 규명할 수 있도록 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비에 관한 것이다.

현대는 과학산업 및 첨단기술 산업시대로서 생산공정의 초정밀화, 고순도화, 무균화 추세에 맞추어 첨단제품의 성능과 수율 향상을 위하여 청정 생산환경이 요구되고 있다.

청정기술을 바탕으로 한 총체적인 개념에서 고청정의 생산환경은, 의학, 제약, 식품, 유전공학 등과 같은 생물학적인 오염을 방지하기 위한 기술과 반도체, 전자, 정밀기계, 신소재산업 등과 같은 미립자 이물질에 의한 오염을 방지하기 위한 기술 등의 도입으로 첨단산업을 더욱 가속화하였고, 이와 더불어 계속적인 발전을 거듭하고 있다.

이러한 고청정의 생산환경에 있어서, 압력 관계 즉, 진공압 분위기는 외부 오염원의 침투와 그 영향을 방지하기 위한 목적과 반도체소자 제조 등의 공정에 있어서의 공정 조건을 이루는 목적 등을 포함하여 중요한 관리항목으로 지적되고 있다.

여기서, 상술한 진공압 분위기를 포함하는 고청정 생산환경의 종래 기술에 대하여 반도체소자 제조를 위한 설비의 구성을 그 실시예로 하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 통해 예시되는 진공압 분위기의 반도체소자 제조설비 구성을 살펴보면, 복수 웨이퍼(W)를 탑재한 카세트(C)의 투입 및 인출에 대응하여 도어수단(D)에 의해 생산라인과 격리되며, 이어 연결된 진공압 제공수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)의 구동에 의해 소정의 진공압 분위기를 이루는 로드락챔버(10a, 10b)가 설치된다.

이러한 진공압 분위기는 생산라인에서의 상압 분위기와 공정에 요구되는 진공압 분위기의 차이를 로드락챔버(10a, 10b)를 통해 중재하도록 함과 동시에 웨이퍼(W)와 함께 투입되는 파티클을 진공압으로 유도 배출토록 함으로써 청정 분위기를 형성하기 위한 것이다.

상술한 로드락챔버(10a, 10b)의 일측에는 다른 도어수단(D')에 의해 선택적으로 연통하는 트랜스퍼챔버(12)가 설치되고, 이 트랜스퍼챔버(12) 내부에는 로드락챔버(10a, 10b)에 위치되는 웨이퍼(W)를 구비된 로봇척(T)을 이용하여 요구되는 위치로 이송토록 하는 로봇(R)이 설치된다.

또한, 상술한 트랜스퍼챔버(12)의 다른 각 측부에는 위치되는 웨이퍼(W)에 대하여 공정을 수행하는 공정챔버(14a, 14b)와 이 공정챔버(14a, 14b)에서의 공정 수행 전·후의 정렬 과정과 냉각 등의 처리 과정을 수행하는 각 보조챔버(16a, 16b, 16c, 16d) 등이 도어수단(D')의 개폐에 따라 선택적으로 연통하도록 설치된다.

이들 트랜스퍼챔버(12)와 공정챔버(14a, 14b) 및 각 보조챔버(16a, 16b, 16c, 16d) 내부는 통상 동일 또는 유사한 진공압 분위기로 있게 된다.

그러나, 상술한 구성에서 보는 바와 같이, 제조설비 내부의 진공압 분위기는 공정 조건 이외에 외부로부터 파티클의 유입을 차단 격리시키기 위한 것이나, 이러한 진공압 분위기를 통한 파티클의 유입을 차단하는 데는 그 한계가 있고, 또 제조설비 내에서도 파티클 발생이 있으며, 이에 대한 대처 기능은 미비하다.

제조설비 내의 파티클이 발생 여부와 그 원인을 파악하는 종래의 방법으로는 파티클 계수기를 이용하여 단순히 의심되는 부위의 파티클 수량을 파악하는 것으로 역시 그 한계가 있으며, 또한 그 확인 작업에 따른 시간이 많이 소요되는 문제가 있고, 그 신뢰성 또한 미비하였다.

그리고, 외부로부터 파티클의 유입이 있거나 제조설비 내의 파티클 발생이 있을 경우 파티클이 웨이퍼(W)에 대하여 직·간접적인 영향을 끼쳐 공정 불량을 야기하게 되고, 제조설비의 각 구성을 오염시켜 이후 공정에서 계속적인 공정 불량의 요인으로 작용하게 되며, 이로부터 제조되는 반도체소자 등의 대상체의 제품 성능을 저하시킬 뿐 아니라 제조수율의 저하를 초래할 뿐 아니라 제조설비의 각 구성에 대한 세정 주기를 단축시켜 설비의 가동률과 생산성을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조설비 내에 파티클의 유입 또는 파티클의 발생을 신속하고도 용이하게 확인할 수 있도록 함과 동시에 파티클 발생 부위와 그 발생 정도 및 시간 등을 파악할 수 있도록 하여 웨이퍼에 대한 공정 불량을 방지토록 하고, 제조설비를 이루는 각 구성의 오염을 예방토록 하며, 이를 통해 양질의 제품을 생산할 수 있도록 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비를 제공함에 있다.

이에 더하여 제조되는 대상체 제품의 제조수율을 향상시킬 수 있도록 하고, 제조설비의 각 구성의 수명 연장과 세정에 따른 설비의 복원 주기를 연장하여 설비의 가동률과 생산성을 향상시키도록 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비를 제공함에 있다.

도 1은 고청정 분위기가 요구되는 제조설비의 일 예로서, 멀티 챔버 구조의 반도체소자 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 파티클 검출장치가 구비된 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10a, 10b: 로드락챔버12: 트랜스퍼챔버

14a, 14b: 공정챔버 16a, 16b, 16c, 16d: 보조챔버

20: 챔버 22: 집진부

24: 제어기 26: 출력수단

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적 구성은, 진공압 분위기를 이루는 챔버와; 상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와; 상기 집진부에 파티클이 정전기적으로 흡착되는 것을 감지하는 감지부; 및 상기 감지부로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어진다.

또한, 상기 집진부에는 공정 대상체의 이동 구간 양측에 대향 설치되어 위치되는 파티클을 이온화시키는 양극과 음극에 서로 마주보고, 상기 양극과 음극에 고주파 파워를 인가하는 고주파 발생기가 더 구비된 구성으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 집진부에는 유도 흡착되어 전기적으로 안정화되는 파티클을 진공압으로 흡입하여 유도 배출하는 진공압 발생수단이 더 구비될 수도 있다.

이에 더하여 상기 제어기에는 상기 집진부에 파티클의 흡착에 따른 상황을 작업자가 확인할 수 있도록 출력수단이 더 구비되고, 이 출력수단으로는 상기 집진부에 파티클의 흡착됨에 따른 위치와 정도 및 시간을 포함한 사항을 화상으로 출력하는 모니터, 파티클이 검출을 빛으로 출력하는 램프, 경보음으로 출력하는 스피커및 각 구성의 구동에 대한 전원 공급을 선택적으로 차단하는 스위치부 중 적어도 어느 하나 이상이 결합되어 상기 제어기에 제어되게 구성될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적 구성은, 진공압 분위기를 이루는 챔버와; 상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와; 파티클이 정전기력으로 흡착되는 상기 집진부 상의 전류 변화를 감지하도록 설치되는 전류계; 및 상기 전류계로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 특징적 구성은, 진공압 분위기를 이루는 챔버와; 상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와; 상기 집진부 상에 서로 마주보는 쌍으로 설치되고, 그 사이에 파티클이 정전기력에 의해 흡착됨으로써 수신되는 광량이 저감되는 것을 감지하는 포토 커플러; 및 상기 포토 커플러로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 특징적 구성은, 진공압 분위기를 이루는 챔버와; 상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와; 상기 집진부 상에 흡착되는 파티클을 진공압으로 흡입하여 파티클의 수량을 파악하는 파티클 계수기; 및 상기 파티클 계수기에 계수된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 각 실시예에 따른 파티클 검출장치가 구비된 제조설비에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 파티클 검출장치가 구비된 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도로서, 종래와 동일한 부분에 대하여 동일한 부호를 부여하고, 그에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 파티클 검출장치가 구비된 제조설비의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 구간에 걸쳐 진공압 분위기를 이루는 챔버(20)가 있고, 이 챔버(20)의 내부에는 구비된 로봇(R)의 구동에 의해 이송되는 공정 대상체 즉, 웨이퍼(W)의 이동 구간에 간섭되지 않게 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부(22)가 설치된다.

이러한 집진부(22) 상에는 파티클이 정전기적으로 흡착되는 것을 감지하는 감지부(도시 안됨)가 연결 설치되며, 챔버(20)의 내측 또는 외측의 소정 위치에는 감지부로부터 감지된 신호를 수신하여 집진부(22)에 파티클의 흡착 여부와 그 위치 및 시간을 판단하고, 이 판단으로부터 공정 진행 여부를 제어하는 제어기(24)가 구비되어 이루어진다.

그리고, 상술한 집진부(22)에는 공정 대상체의 이동 구간 양측에 마주보도록 설치되어 파티클을 이온화시키는 양극과 음극 및 이들 양극과 음극에 고주파 파워를 인가하는 고주파 발생기(도시 안됨)가 더 연결된 구성으로 이루어질 수 있으며, 또 집진부(22)의 하측에는 집진부(22) 상에 유도 흡착되어 전기적으로 안정화되는 파티클을 진공압으로 흡입하여 유도 배출하는 진공압 발생수단(도시 안됨)이 더 연결되게 구비되어 이루어질 수 있다.

이에 더하여 상술한 제어기(24)에는 집진부(22) 상에 파티클의 흡착에 따른 상황을 작업자가 확인할 수 있도록 출력수단(26)을 더 구비토록 함이 바람직하며, 이러한 출력수단(26)으로는 집진부(22)에 파티클의 흡착됨에 따른 위치와 정도 및 시간을 포함한 사항을 화상으로 출력하는 모니터, 파티클의 검출을 빛으로 출력하는 램프, 파티클의 검출을 경보음으로 출력하는 스피커 및 각 구성의 구동에 대한 전원 공급을 선택적으로 차단하는 스위치부 중 적어도 어느 하나 이상이 결합되어 제어기(24)에 의해 제어되는 구성으로 이루어질 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 상술한 챔버(20) 내부는 소정의 진공압 상태로 있음에 따라 파티클의 검출 가능성이 낮은 분위기를 이루고, 이에 따라 상술한 집진부(22)는 상호 대향하는 전극으로 대전되어 극성을 갖는 파티클을 유도 흡착하게 된다.

이때 상술한 양극과 음극은 고주파 발생기로부터 인가되는 고주파 파워에 의해 그 사이에 존재 가능한 중성의 파티클을 이온화 상태로 변환시키고, 이를 통해 변환된 파티클이 상술한 집진부(22)에 유도 흡착되도록 하기 위한 것이다.

또한, 진공압 발생수단의 설치는 상술한 양극과 음극 및 고주파 발생기의 구성 이외에 존재 가능한 파티클을 진공압으로 유도하는 기능과 더불어 집진부(22)에 흡착된 상태에서 전기적으로 안정되어 떨어지는 것을 진공압으로 흡입 유도하여 배출토록 하기 위한 것으로서, 이러한 구성은 파티클을 전자기적 또는 진공압 등을 이용하여 유도하는 과정에서 방전으로 이온화시키는 구성으로 형성될 수도 있는 것이다.

그리고, 상술한 출력수단(26)은 파티클의 발생이 일시적인 내용의 것인지 또는 어느 부위로부터 계속적으로 발생되고 있는지 여부를 작업자로 하여금 확인토록 하여 그 공정의 진행 여부를 판단할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이러한 검출 결과로부터 전자의 경우에는 일시적인 파티클의 검출은 대상체인 웨이퍼(W)로부터 파티클이 분리 제거된 것으로 간주하여 공정을 진행시키도록 할 수 있고, 후자인 경우에서와 같이 계속적인 공정 진행 과정에서 동일한 파티클 검출이 연속적으로 이루어지는 것으로 확인되면 이후의 공정 불량 등의 문제를 예방하기 위하여 각 구성의 구동을 정지시켜 제조설비의 문제되는 부위의 원인을 규명하고, 그 부위에 대하여 중점적인 정비를 수행하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 특징적 구성을 설명함에 있어서, 역시 진공압 분위기를 이루는 챔버(20)가 요구되고, 이 챔버(20) 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접하는 위치에 정전기를 발생시켜 전기적 극성을 갖는 파티클을 유도하기 위한 집진부(22)가 설치되며, 이 집진부(22)에는 전기적으로 극성을 갖는 파티클이 유도되어 흡착됨에 따른 집진부(22) 표면의 전류 변화를 감지하는 전류계(도시 안됨)가 구비된 구성으로 이루어질 수 있으며, 이 전류계는 그 감지된 신호를 제어기(24)에 인가하여 제어기(24)로 하여금 상태를 판단토록 함과 동시에 공정 수행에 관여하는 각 구성의 구동을 제어토록 하는 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 특징적 구성에 있어서도, 진공압상태의 챔버(20) 분위기와 챔버(20) 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접하여 서로 마주보는 전극의 정전기를 발생시키는 집진부(22)가 구비되고, 이 집진부(22) 상에 흡착되는 파티클에 의해 그 표면이 가려짐에 따라 상호 교환하는 광신호 즉, 광량의 저감으로부터 파티클의 존재를 확인하는 포토 커플러로(도시 안됨)로 구성될 수 있으며, 이때 상술한 포토 커플러는 그 신호를 계속적으로 제어기(24)에 인가함으로써 제어기(24)로 하여금 상태를 판단토록 함과 동시에 공정 수행에 관여하는 각 구성의 구동을 제어토록 하는 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

이에 더하여 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서는, 상술한 집진부(22)에 흡착 유도되는 파티클의 존재 확인을 위한 수단이 집진부(22)에 흡착되어 전기적으로 안정되어 떨어지게 되는 파티클을 흡입하여 그 파티클 수량을 확인하는 통상의 파티클 계수기(도시 안됨)로 이루어질 수 있으며, 이 파티클 계수기에 의해 계수된 신호는 역시 제어기(24)에 인가되어 제어기(24)로 하여금 상태를 판단토록 함과 동시에 공정 수행에 관여하는 각 구성의 구동을 제어토록 하는 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 공정 대상체에 대한 공정을 수행하는 제조설비 내에 파티클이 발생되는 정도와, 그 부위 및 발생 시간 등을 공정의 수행 과정에서 용이하게 확인할 수 있음에 따라 파티클의 발생 원인 파악과 그 처리를 보다 신속하게 할 뿐 아니라 이차적인 공정 불량을 예방하게 되는 효과가 있게 된다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (8)

1. 진공압 분위기를 이루는 챔버와;

   상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와;

   상기 집진부에 파티클이 정전기적으로 흡착되는 것을 감지하는 감지부; 및

   상기 감지부로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 집진부에는 공정 대상체의 이동 구간 양측에 서로 마주보도록 설치되어 그 사이에 위치되는 파티클을 이온화시키는 양극과 음극; 및

   상기 양극과 음극에 고주파 파워를 인가하는 고주파 발생기가 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 집진부에는 유도 흡착되어 전기적으로 안정화되는 파티클이 떨어짐에대하여 진공압으로 흡입하여 유도 배출하는 진공압 발생수단이 더 연장 설치되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어기에는 상기 집진부에 파티클의 흡착에 따른 상황을 작업자가 확인할 수 있도록 출력 제어되는 출력수단이 더 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 출력수단은 상기 집진부에 파티클의 흡착됨에 따른 위치와 정도 및 시간을 포함한 사항을 화상으로 출력하는 모니터;

   파티클의 검출됨을 빛으로 출력하는 램프;

   파티클이 검출됨을 경보음으로 출력하는 스피커; 및

   각 구성의 구동에 대한 전원 공급을 선택적으로 차단하는 스위치부 중 적어도 어느 하나 이상이 결합되어 상기 제어기에 제어되게 구성됨을 특징으로 하는 상기 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
6. 진공압 분위기를 이루는 챔버와;

   상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와;

   파티클이 정전기력으로 흡착되는 상기 집진부 상의 전류 변화를 감지하도록 설치되는 전류계; 및

   상기 전류계로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
7. 진공압 분위기를 이루는 챔버와;

   상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와;

   상기 집진부 상에 서로 마주보는 쌍으로 설치되고, 그 사이에 파티클이 정전기력으로 흡착되어 가려짐으로 수신되는 광량이 저감되는 것을 감지하는 포토 커플러; 및

   상기 포토 커플러로부터 감지된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.
8. 진공압 분위기를 이루는 챔버와;

   상기 챔버 내부에서 공정 대상체 이동 구간에 근접 설치되어 정전기를 발생시키는 집진부와;

   상기 집진부 상에 흡착되는 파티클을 진공압으로 흡입하여 파티클의 수량을 파악하는 파티클 계수기; 및

   상기 파티클 계수기에 계수된 신호를 수신하여 판단하고, 공정 진행 여부를 제어하는 제어기가 구비되어 이루어짐을 특징으로 하는 파티클 검출장치가 구비된 제조설비.