KR20050111818A - 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치 - Google Patents
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Abstract
반도체 소자 제조공정 진행중 진공펌프 정지 시 라인내부의 파티클 역류에 기인한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치가 개시되어 있다. 그러한 진공라인 잠금장치는, 챔버의 진공 펌핑을 위한 펌프부와, 상기 챔버와 상기 펌프부간에 연결된 고진공 밸브와, 상기 고진공 밸브에 에어라인을 통해 연결된 에어라인 밸브와, 상기 펌핑구동을 위한 펌프 구동신호를 수신하는 신호전달라인과, 상기 신호전달라인에 인가되는 펌프 구동신호를 감지하여 상기 고진공 밸브와 상기 에어라인 밸브간에 연결된 상기 에어라인을 차단하거나 개방하기 위한 역류 방지밸브를 구비함에 의해, 공정 진행 중에 진공펌프가 정지될 경우에도 파티클의 역류가 차단되어 웨이퍼 오염이 방지되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 소자 제조장비에 관한 것으로, 특히 챔버를 진공상태로 유지하기 위한 진공펌프의 진공라인을 효과적으로 잠그기 위한 장치에 관한 것이다.
근래에 컴퓨터 등과 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 메모리 등과 같은 반도체 소자의 기능도 비약적으로 발전하고 있다. 최근의 반도체 제품들의 경우, 경쟁력 확보를 위해 낮은 비용, 고품질을 위해 필수적으로 제품의 고집적화가 요구된다. 고집적화를 위해서는 트랜지스터 소자의 게이트 산화막 두께 및 채널 길이들을 얇고 짧게 하는 작업 등을 포함하는 스케일 다운이 수반되어지며, 그에 따라 반도체 제조 공정 및 제조 장비도 다양한 형태로 발전되어 지고 있는 추세이다. 특히, 하이 퍼포먼스 디바이스를 사용자들이 요구함에 따라 그러한 반도체 소자를 제조하는 웨이퍼 처리 시스템 이른 바 반도체 소자 제조장비의 기능이나 동작 퍼포먼스는 매우 중요하게 대두되고 있다.
도 1은 종래의 전형적인 웨이퍼 처리 시스템을 보여준다. 웨이퍼 처리 시스템(1)은 반응기(2)와 웨이퍼 핸들러(3)을 포함한다. 웨이퍼 핸들러(3)은 사용자 인터페이스(4), 입력 스테이지(5), 로드록 스테이션들(7A 와 7B), 및 트랜스퍼 챔버(6)을 더 포함한다. 사용자 인터페이스(4)는 정보를 입력하고 리딩 하기 위한 디스플레이 터미널과 웨이퍼 처리 시스템(1)의 동작을 제어하기 위한 미도시된 컴퓨터 시스템을 가질 수 있다.
상기 웨이퍼 처리 시스템(1)의 전형적인 웨이퍼 핸들링 시퀀스는 다음과 같다.웨이퍼 카세트 또는 캐리어(10)는 인덱서 로봇(28A)에 의해 입력 단(5)에서 로드 록 (7A)으로 이동된다. 상기 로드록(7A)내의 압력이 미도시된 진공펌프에 의해 감소되어, 트랜스퍼 모듈(6)과 로드 록(7A)간의 에어 압력이 설정된 에어 압력에 도달하게 되면, 웨이퍼(11)는 웨이퍼 캐리어(10)에서 진공로봇(9)에 의해 집혀져셔 반응기(2)로 이송된다. 상기 웨이퍼(11)가 상기 반응기(2)의 내부에서 처리된 다음, 처리가 완료되면 웨이퍼(11)는 진공로봇(9)에 의해 반응기(2)로부터 이동되어 냉각 스테이션(8)에 놓여진다. 웨이퍼(11)의 냉각은, 웨이퍼 처리 온도가 650도씨(℃)의 고온에 도달할 수 있는 반면에 웨이퍼 캐리어(10)가 70도씨의 동작 제한을 가지기 때문에 요구되어지는 것이다. 상기 로드록(7A)내의 압력은 상기 카세트(10)가 로드록(7A)에서 입력 스테이지(5)로 이송된 후에, 대기압 상태까지로 벤트(vent)된다.
상기한 바와 같은 통상의 웨이퍼 처리 시스템에서, 상기 트랜스퍼 모듈(6)과 진공 펌핑을 위한 펌프부(20)간의 라인 연결구성은 도 2와 같이 통상적으로 이루어져 있다.
도 1중 진공펌핑을 위한 진공라인 관련부의 연결구성을 보인 도 2를 참조하면, 상기 트랜스퍼 모듈(6)의 펌핑라인(L1)과 펌프부(20)의 펌핑라인(L2)간에는 고진공 밸브(30)가 연결된다. 상기 고진공 밸브(30)의 에어라인(L3)에는 에어라인(L4)에 연결된 솔레노이드 밸브(40)가 연결되어 있다.
상기한 바와 같은 도 2의 구조는 펌프부(20)의 펌프 구동에 의해 상기 트랜스퍼 모듈(6)내의 에어를 상기 에어라인(L4)을 통해 배출시켜 진공을 형성하는 구조임을 알 수 있다. 도 2의 구조에서, 공정 진행 중에 상기 펌프부(20)의 펌프를 정지시킬 경우에 콘트롤러로부터 별도의 온/오프 제어를 받는 상기 고진공 밸브(30)는 곧바로 닫혀지지 않는다. 따라서, 그러한 경우에 상기 펌프부(20)의 펌프 및 펌핑라인(L2)내부에 존재하던 파티클 및 파우더가 상기 트랜스퍼 모듈(6) 및 도 1의 로드록 챔버내로 들어가게 된다. 이는 진공을 형성하기 위해 에어를 배출할 때의 에어 흐름과 반대로 되기 때문에 일어나는 현상이다. 상기 파티클 및 파우더의 역류에 의해 로드록 챔버내부 및 상기 트랜스퍼 모듈(6)내에 있던 웨이퍼는 어택(attack)을 받게 된다. 이와 같이 공정 진행중인 웨이퍼가 오염이 될 경우에 심각한 공정불량이 야기될 수 있으며 심한 경우에 웨이퍼 폐기로 인한 웨이퍼 로스가 발생되는 문제점이 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 반도체 제조장비에서의 진공라인 잠금장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 소자 제조공정 진행중 진공펌프 정지 시 라인내부의 파티클 역류에 기인한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있는 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예적 구체화에 따라 반도체 제조장치에서의 진공라인 잠금장치는, 챔버의 진공 펌핑을 위한 펌프부와; 상기 챔버와 상기 펌프부사이의 펌핑라인에 고진공 밸브와; 상기 고진공 밸브에 에어라인을 통해 연결된 에어라인 밸브와; 상기 펌핑구동을 위한 펌프 구동신호를 수신하는 신호전달라인과; 상기 신호전달라인에 인가되는 펌프 구동신호를 감지하여 상기 고진공 밸브와 상기 에어라인 밸브간에 연결된 상기 에어라인을 차단하거나 개방하기 위한 역류 방지밸브를 구비함을 특징으로 한다.
바람직하기로, 상기 역류 방지 밸브는 공지의 솔레노이드 밸브로 구현될 수 있다.
상기한 본 발명의 진공라인 잠금장치 구조에 따르면, 반도체 소자 제조공정 진행중 진공펌프 정지 시 라인내부의 파티클 역류를 차단하므로 웨이퍼 오염을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따라 반도체 소자 제조공정 진행 중 진공펌프 정지 시 라인내부의 파티클 역류에 기인한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있도록 하기 위하여 강구된 반도체 제조장치에서의 진공펌프 잠금장치에 대한 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 비록 다른 도면에 표시되어 있더라도 동일 내지 유사한 기능을 수행하는 구성부품들은 동일 내지 유사한 참조부호로서 나타나 있다.
먼저, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공라인 관련부의 연결구성도이고, 도 4는 도 3의 장치가 적용 가능한 웨이퍼 처리장치의 평면도이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 트랜스퍼 모듈(6)의 펌핑라인(L1)과 펌프부(20)의 펌핑라인(L2)간에는 고진공 밸브(30)가 연결되고, 상기 고진공 밸브(30)의 에어라인(L3)에는 솔레노이드 밸브(100)가 연결된 구조가 보여진다. 본 발명의 실시예에서는 상기 펌프부(20)의 오프신호에 응답하여 상기 솔레노이드 밸브(100)와 상기 고진공 밸브(30)간의 에어라인 (L3)의 연결통로를 차단함에 의해 상기 고진공 밸브(30)가 닫히도록 하는 역류 방지용 밸브(200)가 도 2의 구조에 비해 추가로 더 구비된다.
상기 역류 방지용 밸브(200)는 공지의 솔레노이드 밸브로 구현가능하며, 상기 펌프부(20)의 온/오프 구동부(300)에 제공되는 오프신호를 라인(L6)으로부터 수신하여 라인(L3)과 라인(L4)사이를 차단하는 역할을 한다. 상기 펌프부(20)가 온상태의 구동신호를 받아 펌핑동작을 수행중인 경우에 상기 역류 방지용 밸브(200)는 오픈 상태에 있게 되어, 라인(L3)과 라인(L4)사이를 개방한다. 상기 펌프부(20)의 구동을 정지시키는 상기 오프신호가 상기 온/오프 구동부(300)에 인가된 경우에, 상기 오프 신호는 상기 신호전달용 라인(L6)을 통해 상기 역류 방지용 밸브(200)에 전송되고, 이에 따라 상기 라인(L3)과 라인(L4)사이가 차단된다. 또한, 상기 차단 동작이 일어나면, 상기 고진공 밸브(30)도 신속하게 닫혀진다. 따라서, 상기 펌프부(20)의 펌프 및 펌핑라인(L2)내부에 존재하던 파티클 및 파우더가 상기 트랜스퍼 모듈(6) 및 로드록 챔버내로 들어가지 못하게 된다. 즉, 에어 흐름이 역류되지 않기 때문에 파티클 및 파우더는 로드록 챔버내부 및 상기 트랜스퍼 모듈(6)내에 있는 웨이퍼를 오염시키는 오염원으로서 기능하기 어렵게 된다.
한편, 도 4를 참조하면, 도 3의 장치가 적용 가능한 웨이퍼 처리장치의 평면도가 보여진다. 도면에서, 모듈러 웨이퍼 처리 장치(12)는 프로세스 모듈 또는 반응기(13)와 웨이퍼 트랜스퍼 장치(WTS: 14)를 포함한다. 웨이퍼 처리 장치(12)의 예는 캘리포니아의 산호세(San Jose)에 있는 노블러스 시스템스 사(Novellus Systems, Inc.)에 의해 만들어진 모델 컨셉-3이다. 본 실시예에서의 반응기(13)는 CVD(chemical vapor deposition)반응기이지만, PVD 나 에칭에 사용되는 것과 같은 어떤 반도체 제조 반응기도 될 수 있다. 상기 웨이퍼 처리 장치(12)는 복수의 반응기들을 수용할 수도 있으나 도시의 간략화를 위해 하나의 반응기만 보여진다. 웨이퍼 트랜스퍼 장치(WTS: 14)는 또한, 프론트 엔드 모듈(15)과 트랜스퍼 모듈(17)을 포함한다. 상기 프론트 엔드 모듈(15)은 통상적으로 웨이퍼 캐리어 내에 존재하느 웨이퍼들을 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩 스테이션(19)을 포함한다. 로딩 스테이션(19)은 포드 로더들 또는 오픈 카세트 스테이지와 같은 상용화된 인터페이스들을 수용할 수 있다. 상기 프론트 엔드 모듈(15)은 또한 로딩 스테이션(19)과 싱글 웨이퍼 로드록들(16A,16B)사이에서 웨이퍼들을 이동하기 위한 대기 로봇들 포함할 수 있다. 대기 로봇(20)은 화살표(29)에 의해 보여지는 방향으로 움직이는 4 이동축 상에 탑재되는 전형적인 3축 로봇이다. 상기 대기 로봇(20)은 상기 로딩 스테이션(19)으로부터 한꺼번에 한 장의 웨이퍼를 픽업하기 위해 설계되어 있다. 상기한 바와 같은, 모듈러 웨이퍼 처리 장치(12)에서 채용 가능한 본 발명의 진공라인 잠금장치는, 상기 트랜스퍼 모듈(6) 및 로드록 챔버내로 파티클이나 파우더가 역류되는 것을 최소화하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치에 따르면, 상기 고진공 밸브와 상기 에어라인 밸브간에 연결된 상기 에어라인을 차단하거나 개방하기 위한 역류 방지밸브가 구비되어 있으므로, 공정 진행 중에 진공펌프가 정지될 경우에도 파티클의 역류가 차단되어 웨이퍼 오염이 방지되는 효과가 있다.
상기한 설명에서는 본 발명의 실시 예를 위주로 도면을 따라 예를 들어 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 또는 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 상기 역류 방지 밸브의 설치 위치나 밸브의 타입을 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치에 따르면, 상기 고진공 밸브와 상기 에어라인 밸브간에 연결된 상기 에어라인을 차단하거나 개방하기 위한 역류 방지밸브가 구비되어 있으므로, 공정 진행 중에 진공펌프가 정지될 경우에도 파티클의 역류가 차단되어 웨이퍼 오염이 방지되는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 웨이퍼 처리장치의 평면도
도 2는 도 1중 진공펌핑을 위한 진공라인 관련부의 연결구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공라인 관련부의 연결구성도
도 4는 도 3의 장치가 적용 가능한 웨이퍼 처리장치의 평면도
Claims (4)
- 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치에 있어서:챔버의 진공 펌핑을 위한 펌프부와;상기 챔버와 상기 펌프부사이의 펌핑라인에 고진공 밸브와;상기 고진공 밸브에 에어라인을 통해 연결된 에어라인 밸브와;상기 펌핑구동을 위한 펌프 구동신호를 수신하는 신호전달라인과;상기 신호전달라인에 인가되는 펌프 구동신호를 감지하여 상기 고진공 밸브와 상기 에어라인 밸브간에 연결된 상기 에어라인을 차단하거나 개방하기 위한 역류 방지밸브를 구비함을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 역류 방지밸브는 솔레노이드 밸브임을 특징으로 하는 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 반도체 웨이퍼를 반응챔버로 이송하기 위한 트랜스퍼 챔버임을 특징으로 하는 장치.
- 반도체 웨이퍼를 처리하기 위한 트랜스퍼 모듈의 펌핑라인과 펌프부의 펌핑라인간에는 고진공 밸브가 연결되고, 상기 고진공 밸브의 에어라인에는 솔레노이드 밸브가 연결된 구조에 있어서: 상기 펌프부의 오프신호에 응답하여 상기 솔레노이드 밸브와 상기 고진공 밸브간의 에어라인의 연결통로를 차단함에 의해 상기 고진공 밸브가 닫히도록 하는 역류 방지용 밸브를 구비함을 특징으로 하는 반도체 소자 제조장비에서의 진공라인 잠금장치.
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2004
- 2004-05-24 KR KR1020040036709A patent/KR20050111818A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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| WO2010090434A2 (ko) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Oh Jaeyong | 역류 방지 시스템 |
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