KR20050117329A - 유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장비의 로드록챔버(LOADLOCK CHAMBER)에 관한 것으로, 특히 로드록챔버로 유입되는 에어의 유량을 제어하여 파티클 발생을 최소화함으로써 품질을 향상시키기 위한 반도체 제조장비의 로드록챔버에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 로드록챔버와; 상기 로드록 챔버에 연결되어, 상기 로드록 챔버 내부에 에어를 공급하기 위한 벤팅라인과; 상기 벤팅라인의 일부에 장착되어 상기 벤팅라인을 통해 에어의 유입을 허용/차단하는 에어유입밸브와; 상기 벤팅라인의 상기 로드록 챔버와 상기 에어유입밸브 사이 부분에 장착되어 상기 로드록 챔버에 유입되는 에어의 유량을 제어하는 유입 유량제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버{LOADLOCK CHAMBER OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE HAVING FLOW CONTROLLER}

본 발명은 반도체 제조장비의 로드록챔버(LOADLOCK CHAMBER)에 관한 것으로, 특히 로드록챔버로 유입되는 에어의 유량을 제어하여 파티클 발생을 최소화함으로써 품질을 향상시키기 위한 반도체 제조장비의 로드록챔버에 관한 것이다.

도 1은 종래의 로드록 챔버의 구성을 보여주는 도면이다.

종래 기술에 의한 로드록챔버(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 슬릿 밸브(V2)를 사이에 두고 공정챔버(20)와 연결 설치되는데, 상기 로드록챔버(10)의 일단부에는 카세트(C)로부터 이송된 웨이퍼(W)를 승강시키는 엘리베이터(11)가 설치되어 있고, 상기 로드록챔버(10)의 일측에는 공정 진행시 공정챔버(20)가 진공을 유지하도록 에어배출밸브(13a)가 구비된 40~100㎜ 정도의 직경을 가지는 펌핑 라인(PUMPING LINE)(13)이 연결 설치되어 있으며, 또한 상기 로드록챔버(10)를 진공 상태에서 대기압 상태로 변환시켜 주기 위해 에어유입밸브(12a)가 구비된 1/4인치의 직경을 가지는 벤팅 라인(VENTIVG LUNE)(12)이 상기 펌핑 라인(13)과 소정 거리를 두고 설치되어 있다.

그리고 상기 펌핑 라인(13)의 끝단에는 펌프(14)가 설치되어 있으며, 상기 펌핑 라인(13)의 일단부에는 로드록챔버(10)의 압력을 측정하기 위한 진공 게이지(VACUUM GAUGE)(15)가 설치되어 있다.

미설명부호 (V1)는 웨이퍼 인입/인출용 밸브이다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 로드록챔버의 작동은 다음과 같다.

다수개의 웨이퍼(W)가 수납된 카세트(C)로부터 웨이퍼 반송수단(미도시)이 로드록챔버(10)의 엘리베이터(11)로 6장 단위로 웨이퍼(W)를 이송하면, 상기 엘리베이터(11)는 소정 높이 상승하게 되고 웨이퍼 이송수단(미도시)이 웨이퍼(W)를 공정챔버(20)의 일측에 설치된 슬릿 밸브(V2)까지 이송한다.

이때, 상기 로드록챔버(10) 내부의 분위기를 진공 상태의 공정챔버(20)와 유사하게 하기 위해서 에어배출밸브(13a)를 개방하고 펌프(14)의 작용에 의해 펌핑 라인(13)으로 로드록챔버(10) 내부의 공기를 배출하게 된다.

이와 같이 로드록챔버(10) 내부의 분위기가 공정챔버(20)와 유사하게 형성되면, 상기 슬릿 밸브(V2)를 개방하여 웨이퍼(W)를 공정챔버(20) 내부로 유입한 후 슬릿 밸브(V2)를 폐쇄하여 소정의 공정을 진행한다.

이와 같이 공정을 진행하는 동안 벤팅 라인(12)으로는 에어유입밸브(12a)가 개방되어 질소 가스가 공급되면서 로드록챔버(10)의 분위기를 대기압 상태로 조절해 주며, 아울러 공정을 진행하는 과정에서 공정챔버(20)에서 발생하는 반응 부산물들이 로드록챔버(10)로 유출되는 것을 방지해 준다.

그 후, 상술한 바와 역순으로 슬릿 밸브(V2)가 개방되어 인출된 웨이퍼(W)가 카세트(C)에 다시 수납됨으로써 공정이 완료된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 로드록챔버(10) 내부의 공기를 펌핑 라인(13)으로 배기시에 에어배출밸브(13a)를 완전히 개방하면 다량의 공기가 순간적으로 펌핑 라인(13)으로 배출됨으로써 로드록챔버(10) 내에 와류를 형성하여 공정챔버(20)에 전달되는 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되어 공정 불량을 유발하게 되는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해 에어배출밸브를 조금만 개방할 경우에는 설비 가동효율이 떨어지고 시간적 손실이 발생한다는 문제점이 있었다.

또한, 로드록챔버(10) 내부의 진공 상태를 대기압 상태로 변환시켜 주기 위해서 벤팅 라인(12)으로 질소 가스를 공급해 줄 때도 에어유입밸브(12a)를 완전히 열게 되면, 다량의 질소 가스가 순간적으로 로드록챔버(10)에 유입되어 로드록챔버(10)에 와류를 형성하여 웨이퍼(W)에 이물이 부착되고, 이를 방지하기 위해 에어배출밸브를 조금만 개방할 경우에는 설비 가동효율이 떨어지고 시간적 손실이 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로드록챔버 내의 공기를 벤팅 또는 펌핑시 그 유입 또는 배출량을 조절할 수 있는 유량계를 구비하는 반도체 제조장비의 로드록챔버를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 로드록챔버와; 상기 로드록 챔버에 연결되어, 상기 로드록 챔버 내부에 에어를 공급하기 위한 벤팅라인과; 상기 벤팅라인의 일부에 장착되어 상기 벤팅라인을 통해 에어의 유입을 허용/차단하는 에어유입밸브와; 상기 벤팅라인의 상기 로드록 챔버와 상기 에어유입밸브 사이 부분에 장착되어 상기 로드록 챔버에 유입되는 에어의 유량을 제어하는 유입 유량제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 로드록 챔버의 구성은 상기 로드록 챔버에 연결되어, 상기 로드록 챔버 내부의 에어를 배출하기 위한 펌핑라인과; 상기 펌핑라인의 일부에 장착되어 상기 펌핑라인을 통해 에어의 배출을 허용/차단하는 에어배출밸브와; 상기 펌핑라인의 상기 로드록 챔버와 상기 에어배출밸브 사이 부분에 장착되어 상기 로드록 챔버에서 배출되는 에어의 유량을 제어하는 배출 유량제어기;를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 유입 유량제어기 및 배출 유량제어기는 질량 유량제어기(MFC : Mass Flow Controller)를 사용한다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 제조장치의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명과 관련한 산업기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유량제어가 가능한 반조체 제조장치의 로드록 챔버의 구성을 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치는 로드록 챔버(100)와, 펌핑라인(130)과 벤팅라인(120), 에어배출밸브(130a)와 에어유입밸브(120a), 배출 유량제어기(130b)와 유입 유량제어기(120b)로 구성된다.

상기 펌핑라인(130)은 상기 로드록 챔버(100)의 일부에 연결되어 상기 로드록 챔버(100) 내부를 진공상태로 만들기 위하여 로드록 챔버(100) 내의 가스를 챔버 밖으로 배출시키는데 사용된다. 상기 펌핑라인(130)의 일단에는 펌프(미도시)가 연결되어 있어 상기 펌프는 로드록 챔버(100)에 연결되는 상기 펌핑라인(130)을 통해 상기 로드록 챔버(100) 내의 가스를 밖으로 펌핑시킨다.

상기 펌핑라인(130)을 통해 로드록 챔버(100)로부터 가스를 배출시킬 때 상기 펌핑라인(130)을 열고 닫는 역할을 하는 것이 에어배출밸브(130a)이다. 즉, 상기 로드록 챔버(100) 내의 가스를 챔버 밖으로 배출시키기 위해서는 상기 에어배출밸브(130a)를 열어놓아야 하고, 상기 로드록 챔버(100) 내의 가스가 밖으로 배출되는 것을 막기 위해서는 상기 에어배출밸브(130a)를 닫아야 한다.

그러나 상기 에어배출밸브(130a)는 단순히 가스의 배출을 허용하거나 차단하는 밸브 역할을 할 뿐 배출되는 가스의 양을 정확하게 조절할 수 있도록 하지는 못한다.

로드록 챔버(100)로부터 배출되는 가스의 유량을 조절하는 것은 배출 유량제어기(130b)이다. 본 발명의 실시예에서는 유량제어기로는 질량 유량제어기(MFC : Mass Flow Controller)를 사용한다. 질량이란 압력과 온도에 의한 편차가 없기 때문에 사용자들이 변하지 않는 질량을 이용하여 체적단위로 이 단위를 표시하는데 이를 이용하는 것이 질량 유량 제어기이다.

상기 벤팅라인(120)은 상기 로드록 챔버(100)의 일부에 연결되어 상기 로드록 챔버(100) 내부를 진공상태에서 대기압 상태로 변환하기 위하여 로드록 챔버(100) 내로 가스를 유입시키는데 사용된다. 반도체 제조장치에 있어서 상기 벤팅라인(120)을 통해 상기 로드록 챔버(100) 내부로 유입되는 가스는 질소(N₂)가 많이 사용된다.

상기 벤팅라인(120)을 통해 로드록 챔버(100) 내부로 가스를 주입할 때 상기 벤팅라인(120)을 열고 닫는 역할을 하는 것이 에어유입밸브(120a)이다. 즉, 상기 로드록 챔버(100) 내부로 가스를 유입시키기 위해서는 상기 에어유입밸브(120a)를 열어놓아야 하고, 상기 로드록 챔버(100) 내부로 가스가 유입되는 것을 막기 위해서는 상기 에어유입밸브(120a)를 닫아야 한다.

그러나 상기 에어유입밸브(120a)는 단순히 로드록 챔버(100) 내부로 가스의 유입을 허용하거나 차단하는 밸브 역할을 할 뿐 유입되는 가스의 양을 정확하게 조절할 수 있도록 하지는 못한다.

로드록 챔버(100)로 유입되는 가스의 유량을 조절하는 것은 유입 유량제어기(120b)이다. 본 발명의 실시예에서는 유입 유량제어기(120b)로는 질량 유량제어기(MFC : Mass Flow Controller)를 사용한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

로드록 챔버(100) 내의 진공상태를 대기압 상태로 만들기 위한 벤팅동작을 예로 들어 설명한다.

로드록 챔버(100)의 벤팅을 위해서는 로드록 챔버(100) 내에 질소 가스를 주입해야 하는데 이를 위해서 먼저 닫혀 있는 에어 유입밸브(120a)를 개방한다. 다음 유입 유량제어기(120b)를 이용하여 챔버 내로 주입하고자 하는 질소가스의 양을 조절한다. 순간적으로 너무 많은 양의 질소가스가 로도록 챔버로 주입되면 로드록챔버에 와류가 형성되어 웨이퍼(W)에 이물이 부착되고, 에어배출밸브(130a)를 조금만 개방할 경우에는 설비 가동효율이 떨어지고 시간적 손실이 발생하므로 상기 유입 유량제어기(120b)를 이용하여 가장 적절한 양의 질소 가스를 주입한다.

이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 로드록챔버 내의 공기를 벤팅 또는 펌핑시 그 유입 또는 배출량을 정확하게 조절할 수 있으므로 다량의 질소 가스가 순간적으로 로드록챔버에 유입되어 로드록챔버에 와류가 형성되어 웨이퍼에 이물이 부착되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 로드록 챔버의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유량제어가 가능한 반조체 제조장치의 로드록 챔버의 구성을 보여주는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 로드록챔버 120 : 벤팅라인

130 : 펌핑라인 120a : 에어유입밸브

130a : 에어배출밸브 120b : 유입 유량제어기

130b : 배출 유량제어기

Claims (4)

1. 로드록챔버와;

   상기 로드록 챔버에 연결되어, 상기 로드록 챔버 내부에 에어를 공급하기 위한 벤팅라인과;

   상기 벤팅라인의 일부에 장착되어 상기 벤팅라인을 통해 에어의 유입을 허용/차단하는 에어유입밸브와;

   상기 벤팅라인의 상기 로드록 챔버와 상기 에어유입밸브 사이 부분에 장착되어 상기 로드록 챔버에 유입되는 에어의 유량을 제어하는 유입 유량제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로드록 챔버에 연결되어, 상기 로드록 챔버 내부의 에어를 배출하기 위한 펌핑라인과;

   상기 펌핑라인의 일부에 장착되어 상기 펌핑라인을 통해 에어의 배출을 허용/차단하는 에어배출밸브와;

   상기 펌핑라인의 상기 로드록 챔버와 상기 에어배출밸브 사이 부분에 장착되어 상기 로드록 챔버에서 배출되는 에어의 유량을 제어하는 배출 유량제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유입 유량제어기는 질량 유량제어기(MFC : Mass Flow Controller)인 것을 특징으로 하는 유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 배출 유량제어기는 질량 유량제어기(MFC : Mass Flow Controller)인 것을 특징으로 하는 유량제어기를 갖는 반도체 제조장치의 로드록 챔버.