KR20040100289A - 반도체 설비의 배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 설비의 배기장치에 관한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 진공의 공정 분위기에서 공정을 수행하는 공정 챔버(10)와, 상기 공정 챔버(10)로부터 미반응 잔류 가스 및 이물질을 배출시키는 진공 배기 라인(20)과, 메인 덕트에 연결되는 상기 진공 배기 라인(20)에 구비되어 진공을 발생시키는 메인 펌프(30)와, 상기 진공 배기 라인(20)에 설치되어 상기 메인 펌프(30)에 의한 배기를 단속하는 배기 제어 밸브(40)를 구비하는 반도체 설비의 배기장치에 있어서, 상기 메인 펌프(30)와 상기 배기 제어 밸브(40) 사이의 상기 진공 배기 라인(20)에는 방향 전환 밸브(60)를 구비하고, 상기 방향 전환 밸브(60)에는 상기 메인 펌프(30)와 병렬로 스페어 펌프(50)가 연결되며, 상기 메인 펌프(30)로부터의 작동 신호를 체크하여 상기 메인 펌프(30) 또는 상기 스페어 펌프(50)를 선택적으로 구동되도록 하는 동시에 상기 방향 전환 밸브(60)의 배기 방향이 선택적으로 전환되도록 하는 컨트롤러(70)가 구비되도록 하는 구성인 바 메인 펌프(30)로 인한 공정 중단을 방지시켜 공정 효율성과 생산성을 향상시키면서 설비 재가동에 따른 시간 소비가 방지되는 매우 경제적인 이점이 있다.

Description

반도체 설비의 배기장치{Exhaust apparatus of semiconductor equipment}

본 발명은 반도체 설비의 배기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 설비에서 펌프를 사용하는 구성에 메인 펌프와는 별도로 스페어 펌프를 구비하여 메인 펌프로부터의 오류 정보 체크 시 스페어 펌프를 가동시켜 안정된 공정 수행이 유지될 수 있도록 하는 반도체 설비의 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 설비에는 진공을 이용하는 공정이 대단히 많다.

특히 진공의 챔버 또는 튜브를 구비하는 공정으로 웨이퍼에 미세 막질을 증착하는 화학 기상 증착(CVD) 설비와 막질에 일정한 패턴을 형성하는 식각 설비 등에는 반드시 이러한 진공압이 필요로 된다.

진공압의 형성은 반드시 진공 펌프를 이용하게 되는데 이러한 진공 펌프는 통상 배기 라인에 구비되면서 하나의 공정 설비에 각각 하나의 진공 펌프가 설치되도록 하고 있다.

즉 도 1은 반도체 설비 중에서 특히 웨이퍼에 막질을 성장시키는 화학 기상 증착 설비를 예시한 것으로서, 도면 중 퍼니스(1)는 내부로 주입되는 가스에 의해 웨이퍼의 표면으로 필요로 하는 막질을 성장시키게 되는 부위이며, 이 퍼니스(1)는 설비에 따라 챔버 또는 튜브로서도 명명하기도 한다.

이 퍼니스(1)에는 통상 퍼니스(1)의 공정 분위기를 진공의 상태가 되도록 하는 동시에 퍼니스(1) 내에서의 공정 수행 직후 미반응 가스 및 다량의 이물질들이 외부로 배출될 수 있도록 하는 진공 배기 라인(2)이 연결된다.

진공 배기 라인(2)에는 통상 진공 펌프(3)가 연결되어 있으며, 이 진공 펌프(3)측으로 연결되는 진공 배기 라인(2)에는 배기를 단속하는 배기 제어 밸브(4)가 구비되도록 하고 있다.

하지만 이러한 설비의 공정 수행 중에는 진공 펌프(3)가 고장 등에 의해 작동 불능 상태가 되거나 필요로 하는 진공을 형성하지 못하는 오류를 발생시키는 경우가 있으므로 이때에는 막대한 공정 사고가 초래되는 심각한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 진공 배기 라인에 메인 펌프와 함께 스페어 펌프가 구비되게 함으로써 메인 펌프로부터 오류 정보가 체크되면 전환 밸브를 통해 스페어 펌프의 구동에 의해 정상적인 배기가 유지되도록 하여 안정된 공정 수행이 이루어질 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 종래 반도체 설비에 있어서의 배기장치를 개략적으로 도시한 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 배기장치를 개략적으로 도시한 흐름도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 공정 챔버 20 : 진공 배기 라인

21 : 연결관 30 : 메인 펌프

40 : 배기 제어 밸브 50 : 스페어 펌프

60 : 방향 전환 밸브 70 : 컨트롤러

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 진공의 공정 분위기에서 공정을 수행하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버로부터 미반응 잔류 가스 및 이물질을 배출시키는 진공 배기 라인과, 메인 덕트에 연결되는 상기 진공 배기 라인에 구비되어 진공을 발생시키는 메인 펌프와, 상기 진공 배기 라인에 설치되어 상기 메인 펌프에 의한 배기를 단속하는 배기 제어 밸브를 구비하는 반도체 설비의 배기장치에 있어서, 상기 메인 펌프와 상기 배기 제어 밸브 사이의 상기 진공 배기 라인에는 방향 전환 밸브를 구비하고, 상기 방향 전환 밸브에는 상기 메인 펌프와 병렬로 스페어 펌프가 연결되며, 상기 메인 펌프로부터의 작동 신호를 체크하여 상기 메인 펌프 또는 상기 스페어 펌프가 선택적으로 구동되도록 하면서 상기 방향 전환 밸브의 배기 방향이 선택적으로 전환되도록 하는 컨트롤러가 구비되는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 구성을 개략적으로 도시한 것으로서, 본 발명은 크게 공정 챔버(10)와 진공 배기 라인(20)과 메인 펌프(30)와 배기 제어 밸브(40)와 스페어 펌프(50)와 방향 전환 밸브(60) 및 컨트롤러(70)로서 이루어지는 구성이다.

공정 챔버(10)는 종래의 기술에서도 명시한 바와 같이 진공압 상태에서 웨이퍼의 표면으로 막질을 증착시키거나 식각을 하는 챔버나 퍼니스 또는 튜브 등을 말한다.

진공 배기 라인(20)은 공정 챔버(10)의 내부에서 막 증착 또는 식각의 공정을 수행한 직후 미반응한 가스 및 반응직후 발생되는 이물질 등이 외부로 배출되도록 유도하는 배기관이다.

메인 펌프(30)는 공정 챔버(10)와 반도체 설비의 메인 덕트 사이의 진공 배기 라인(20)에 구비되면서 공정에 필요한 진공을 발생시키게 되는 부위이다.

그리고 배기 제어 밸브(40)는 진공 배기 라인(20)을 통해 공정 챔버(10)의 배기를 단속하는 수단이다.

상기와 같은 구성은 종전과 대동소이한 바 이와 같은 구성에 본 발명은 스페어 펌프(50)와 함께 방향 전환 밸브(60)와 컨트롤러(70)가 구비되도록 하는 구성이다.

즉 스페어 펌프(50)는 메인 펌프(30)와는 병렬로 구비되면서 메인 펌프(30)의 구동 상태에 따라 선택적으로 구동될 수 있도록 하는 예비 구동 수단이다.

그리고 방향 전환 밸브(60)는 배기 제어 밸브(40)로부터 서로 병렬로 구비되는 메인 펌프(30)와 스페어 펌프(50)의 사이에 구비되면서 메인 펌프(30)측 또는 스페어 펌프(50)측으로 배기를 선택적으로 수행하도록 하는 배기 방향을 전환시키는 수단이다.

따라서 메인 펌프(30)가 정상적으로 구동될 때에는 방향 전환 밸브(60)는 메인 펌프(30)측이 오픈되고, 스페어 펌프(50)측이 클로즈되어 메인 펌프(30)를 통해 배기가 이루어지도록 하며, 반대로 메인 펌프(30)가 비정상적일 때에는 스페어 펌프(50)가 구동하면서 메인 펌프(30)측이 클로즈 상태가 되고, 스페어 펌프(50)측이 오픈되면서 스페어 펌프(50)측으로 배기가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

한편 컨트롤러(70)는 이러한 메인 펌프(30)의 구동상태에 따라 구동 펌프를 선택 구동시키고, 방향 전환 밸브(60)를 작동시켜 배기 방향이 전환되도록 하는 것이다.

즉 컨트롤러(70)에서는 메인 펌프(30)로부터 소정의 작동 신호를 체크하여 이 작동 신호에 의해 스페어 펌프(50)의 구동 및 방향 전환 밸브(60)의 작동을 제어하게 된다. 이때 컨트롤러(70)에서 체크되는 요소로서 메인 펌프(30)로부터 발생되는 진공 압력이 될 수도 있고, 그 외에도 메인 펌프(30)의 구동 상태를 전기적으로 체크하는 방법을 사용할 수도 있다.

특히 본 발명은 도 3에서와 같이 공정 챔버(10)와 진공 배기 라인(20)과 메인 펌프(30) 및 배기 밸브(40)로 이루어지는 상호 인접하는 설비의 다른 진공 배기 라인(20)과는 연결관(21)에 의해 상호 연통되도록 하되 진공 배기 라인(20)의 연결관(21)이 연결되는 부위에는 각각 배기 방향 전환이 가능한 방향 전환 밸브(60)가 구비되고, 이 연결관(21)에는 스페어 펌프(50)가 연결되도록 하는 구성으로도 실시가 가능하다.

또한 상기와 같은 구성으로 복수의 설비간에도 각 설비측 진공 배기 라인(20)을 하나의 연결관(21)으로 동시에 연결되게 하면서 이 연결관(21)에는 하나의 스페어 펌프(50)를 연결하여 오류가 발생되는 메인 펌프(30)측의 설비측으로만 진공압이 형성되게 함으로써 공정 수행이 안정되게 수행될 수 있도록 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 메인 펌프(30)의 구동에 의해서 진공이 발생되도록 하는 것은 종래와 동일하다.

즉 정상적으로 메인 펌프(30)가 구동되는 상태에서는 배기 제어 밸브(40)가 개방되면서 진공 배기 라인(20)을 통해 공정 챔버(10) 내부의 미반응 잔류 가스와 이물질들을 배기시키게 되고, 이때 방향 전환 밸브(60)는 메인 펌프(30)측이 오픈되는 상태가 되어 메인 펌프(30)를 통해서 배기가 정상적으로 이루어지게 된다.

이때 일측에서는 공정 챔버(10)의 내부로 퍼지 가스가 공급되면서 공정 챔버(10)의 내부가 클리닝되는 동시에 적정한 진공압 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 공정 챔버(10)의 내부로 웨이퍼가 유입되면 일측으로부터 공정 챔버(10)의 내부로 공정 가스를 주입시켜 막질 증착 또는 식각이 이루어지도록 한다.

이러한 공정 수행 중에는 메인 펌프(30)가 지속적으로 구동되는 상태에서 방향 전환 밸브(60)는 메인 펌프(30)측으로 개방되고, 배기 제어 밸브(40)는 닫혀져 있는 상태를 유지한다.

그러다 공정 수행이 완료되고 나면 공정 챔버(10)의 내부에는 미반응 가스와 함께 이물질들이 잔류하게 되므로 닫혀져 있던 배기 제어 밸브(40)를 개방시켜 메인 펌프(30)를 통해 배기가 이루어질 수 있도록 한다.

배기 제어 밸브(40)를 통해 배기 시 공정 챔버(10)의 내부에는 전술한 바와 같이 일측에서부터 퍼지 가스를 주입하여 공정 챔버(10)를 클리닝시키도록 한다.

한편 설비에서 구동 중이던 메인 펌프(30)가 구동 불량을 유발하면서 적절한 진공압이 형성되지 못하거나 구동이 중단되는 상태가 되면 이를 컨트롤러(70)가 즉각적으로 체크하여 스페어 펌프(50)를 구동시키는 동시에 방향 전환 밸브(60)를 작동시켜 메인 펌프(30)측은 클로즈상태가 되도록 하면서 스페어 펌프(50)측으로 오픈상태가 되도록 방향을 전환시킨다.

스페어 펌프(50)을 통해 정상적인 진공압이 발생되면 메인 펌프(30)의 구동을 완전 정지시키면서 메인 펌프(30)를 적절히 수리 및 교체한다.

메인 펌프(30)의 수리 또는 교체에 의해 다시 정상적인 상태가 되게 한 상태에서 구동시켜 메인 펌프(30)로부터 정상 구동 신호가 컨트롤러(60)에 체크되면 재차 방향 전환 밸브(60)를 작동시켜 스페어 펌프(50)측 통로를 닫고 메인 펌프(30)측 통로를 개방시켜 정상적으로 메인 펌프(30)를 통하여 진공이 발생되도록 한다.

메인 펌프(30)를 통해 정상적으로 배기가 이루어지게 되면 스페어 펌프(50)는 구동이 중지되면서 구동 대기 상태를 유지하게 된다.

이렇게 스페어 펌프(50)를 이용하여 메인 펌프(30)의 기능을 대체하도록 하면 비록 메인 펌프(30)의 고장 등에 의해 정상적인 진공압 발생이 이루어지지 않게 되는 경우라 할지라도 메인 펌프(30)를 대신해서 스페어 펌프(50)가 정상적으로 진공압을 발생시키면서 공정 수행이 중단되지 않도록 한다.

한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 기존의 배기 구성에서 메인 펌프(30)에 병렬로 스페어 펌프(50)를 구비하면서 이들 메인 펌프(30)와 스페어 펌프(50)는 콘트롤러(70)로부터 전달되는 신호에 따라 구동이 선택적으로 이루어지면서 방향 전환 밸브(60)를 통한 배기의 선택적인 방향 전환으로 항상 안정된 배기가 이루어질 수 있도록 한다.

특히 본 발명은 메인 펌프(30)로 인한 공정 중단이 방지되게 함으로써 공정 효율성과 생산성이 향상되면서 설비가 중단되었다 재가동시키게 되면서 소요되는 시간 소비가 불필요해지는 대단히 경제적인 이점을 제공하게 되는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 진공의 공정 분위기에서 공정을 수행하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버로부터 미반응 잔류 가스 및 이물질을 배출시키는 진공 배기 라인과, 메인 덕트에 연결되는 상기 진공 배기 라인에 구비되어 진공을 발생시키는 메인 펌프와, 상기 진공 배기 라인에 설치되어 상기 메인 펌프에 의한 배기를 단속하는 배기 제어 밸브를 구비하는 반도체 설비의 배기장치에 있어서,

   상기 메인 펌프와 상기 배기 제어 밸브 사이의 상기 진공 배기 라인에는 방향 전환 밸브를 구비하고, 상기 방향 전환 밸브에는 상기 메인 펌프와 병렬로 스페어 펌프가 연결되며, 상기 메인 펌프로부터의 작동 신호를 체크하여 상기 메인 펌프 또는 상기 스페어 펌프가 선택적으로 구동되도록 하면서 상기 방향 전환 밸브의 배기 방향이 선택적으로 전환되도록 하는 컨트롤러를 구비하는 구성인 반도체 설비의 배기장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상호 인접하는 설비의 양측의 상기 진공 배기 라인은 연결관에 의해 상호 연통되도록 하되 상기 진공 배기 라인의 상기 연결관과 연결되는 부위에는 각각 배기 방향 전환이 가능한 방향 전환 밸브가 구비되고, 상기 연결관에는 스페어 펌프가 연결되는 반도체 설비의 배기장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 메인 펌프로부터 발생 진공 압력을 체크하는 반도체 설비의 배기장치.