KR20060024294A - 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치 - Google Patents

반도체 제조 설비의 역압 차단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 반도체 제조 설비는 진공 상태에서 웨이퍼에 소정의 공정을 진행하는 챔버, 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 진공펌프, 챔버와 진공펌프를 연결하는 진공배관, 진공 배관의 소정부분에 설치되고 진공펌프 쪽으로 흡입된 가스가 챔버 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 역류 차단 밸브를 포함한다.
이와 같이 진공배관에 역류 차단 밸브를 설치하면, 진공펌프가 다운되었을 때 진공펌프 쪽으로 흡입된 가스 및 부산물들이 챔버로 역류되는 것을 방지할 수 있고, 부산물들로 인해 웨이퍼에 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
챔버, 진공배관, 진공펌프, 역류 차단 밸브

Description

반도체 제조 설비의 역압 차단 장치{Back-pressure blocking apparatus for the semi-conductor fabricating facility}
도 1 은 본 발명에 의한 역압 차단 장치가 설치된 반도체 제조 설비의 블록도이다.
본 발명은 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치에 관한 것으로, 특히 진공펌프가 다운되었을 때 진공펌프로 배기된 가스들이 공정이 진행 중인 챔버로 다시 유입되는 것을 방지하기 위한 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 진공장치는 반도체 제조 및 액정표시장치 제조 등 다양한 산업 분야에서 사용된다. 특히, 반도체 제조 공정 중에서 박막 증착, 식각 및 이온 주입 등과 같은 공정은 보통 저압의 고진공 상태에서 진행되며, 챔버의 내부에 각 공정에서 필요로 하는 여러 종류의 반응가스들이 주입된다. 챔버의 진공환경을 만들어 내기 위해서 증착 설비, 식각 설비 및 이온 주입 설비 각각에 진공펌프가 설치된다.
진공펌프는 소정의 공정이 진행되는 챔버와 연결되며 챔버의 내부를 유입된 반응가스 중 공정에 사용되지 않은 잔류가스 및 반응가스들로 인해 공정 중에 새로 생성된 부산물(by-products)들을 배기시켜 공정을 진행하는데 필요한 진공상태로 만든다. 이러한 진공펌프는 진공배관을 통해 챔버와 연결된다.
그러나, 진공펌프로 흡입된 부산물들로 인해 진공펌프에 과부화가 걸리거나 진공펌프 내의 오일 저하 등으로 진공펌프가 갑자기 다운될 경우 진공펌프 쪽으로 유입되던 부산물들이 압력이 낮은 챔버 쪽으로 다시 유입되어 공정 중이던 웨이퍼에 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 챔버에서는 고온의 열로 인해 가스 형태이던 부산물들이 긴 진공배관을 지나는 동안 온도가 급격히 저하되고 진공펌프 부근에서 부산물들은 가루 형태가 되는데, 가루 형태의 부산물들이 챔버의 내부로 유입되면 공정 중이던 웨이퍼가 가루 형태의 부산물들로 인해 오염되어 불량이 발생된다. 여기서, 증착 설비 등과 같이 챔버의 내부에 수 십장∼수 백장의 웨이퍼를 한꺼번에 유입시킨 상태에서 공정을 진행하는 경우 대량의 웨이퍼 불량사고가 발생되는 더 큰 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 공정 진행 중에 진공펌프가 갑자기 다운될 경우 부산물들이 챔버로 다시 유입되는 것을 방지하여 대량의 웨이퍼 불량사고를 미연에 방지하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 진공 상태에서 웨이퍼에 소정 의 공정을 진행하는 챔버, 챔버 내부를 진공 상태로 만드는 진공펌프, 챔버와 진공펌프를 연결하는 진공배관, 진공 배관의 소정부분에 설치되고 진공펌프 쪽으로 흡입된 가스가 챔버 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 역류 차단 밸브를 포함하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치를 제공한다.
바람직하게 역류 차단 밸브는 진공펌프 쪽으로 배기되는 가스는 통과시키고, 진공펌프 쪽에서 챔버 쪽으로 역류되는 가스는 차단하는 체크 밸브이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1 은 본 발명에 의한 역압 차단 장치가 설치된 반도체 제조 설비의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 반도체 제조 설비(1)에서 소정의 공정, 예를 들어 증착, 식각 또는 이온 주입 등이 진행되는 챔버(100)의 내부에는 공정에 따라 한 장에서 수 백장까지의 웨이퍼(도시 안됨)가 한꺼번에 투입된다.
챔버(100)에는 복수개의 가스 공급관(110)들이 연결되고, 가스 공급관(110)들을 통해 질소 가스 및 공정에 필요한 각종 반응가스들이 챔버(100)의 내부로 공급된다.
또한, 챔버(100)에는 진공배관(120)의 일측단부가 연결되고, 진공배관(120)의 타측 단부에는 진공펌프(130)가 연결된다. 진공펌프(130)는 챔버(100)에 공급된 반응가스들 중 공정에 사용되지 않고 남은 잔류 가스 및 공정이 진행되면서 반응가스들로 인해 생성된 부산물들을 흡입하여 챔버(100)의 내부를 공정에서 필요로 하 는 압력 이하로 낮춰 진공상태로 만든다.
한편, 챔버(100)와 진공펌프(130)를 연결시키는 진공배관(120)에는 압력 조절 밸브(140) 및 역류 차단 밸브(150) 등이 설치된다. 이러한 압력 조절 밸브(140) 및 역류 차단 밸브(150)는 공정이 진행되는 동안 진공펌프가 갑자기 다운되는 되었을 때 챔버(100)에 투입된 웨이퍼에 불량이 발생되는 것을 최소화한다.
압력 조절 밸브(140)는 공정이 진행되는 도중 진공펌프(130)가 다운되었을 때 진공배관(120)을 폐쇄하는 방향으로 동작하여 챔버(100) 내부의 압력이 급격하게 상승되는 것을 방지함과 아울러 진공 펌프(130)로 배기된 잔류 가스 및 부산물들이 챔버(100) 쪽으로 역류되는 것을 방지한다.
그러나, 압력 조절 밸브(140)는 진공펌프(130)가 다운됨과 동시에 곧바로 동작되지 않고 몇 초간의 시간이 지체된 후에 압력 조절 밸브(140)가 진공배관(120)을 폐쇄하기 때문에 몇 초간의 시간동안 진공펌프(130)로 흡입되던 잔류가스 및 부산물들은 챔버(100) 쪽으로 역류된다.
이를 방지하기 위한 것이 상술한 역류 차단 밸브(150)이다. 역류 차단 밸브(150)는 진공배관(120) 중 압력 조절 밸브(140)와 진공펌프(130) 사이에 배치된 진공배관(122; 이하, 제 1 진공배관이라 한다.)에 적어도 1개 이상 설치된다. 역류 차단 밸브(150)는 챔버(100) 쪽에서 진공 펌프(130) 쪽으로 배기되는 잔류 가스 및 부산물들은 통과시키고, 진공 펌프(130)의 다운으로 진공펌프(130) 쪽에서 챔버(100) 쪽으로 역류되는 잔류 가스 및 부산물들은 차단한다. 역류 차단 밸브(150)는 역류되는 잔류 가스 및 부산물들의 압력에 의해 자동으로 폐쇄되기 때문에 진공펌 프(130)가 다운되어도 잔류 가스 및 부산물들은 챔버(100) 쪽으로 역류될 수 없다.
바람직하게, 역류 차단 밸브(150)로는 체크 밸브가 사용된다. 본 발명에서는 역류되는 잔류 가스 및 부산물들을 보다 완벽하게 차단하기 위해서 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 진공배관(122)에 2개의 체크 밸브를 설치하였다.
그리고, 진공배관(120) 중 챔버(100)와 압력 조절 밸브(140) 사이에 배치된 진공배관(124; 이하, 제 2 진공배관이라 한다.)에는 제 1 배기관(160)의 일측단부가 연결된다. 제 1 배기관(160)의 타측 단부는 배기된 잔류 가스 및 부산물들을 중화시키는 스크러버(scrubber; 170)에 연결된다. 그리고, 제 1 배기관(160)에는 개폐밸브(162)가 설치된다.
제 1 배기관(160)은 챔버(100) 및 제 2 진공배관(124)에 잔류된 잔류 가스 및 부산물들을 스크러버(170) 쪽으로 배기시키며, 개폐밸브(162)는 진공펌프(130)가 동작하지 않을 때 작동하여 제 1 배기관(160)을 개방시킨다. 제 1 배기관(160) 및 개폐밸브(162)의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 진공펌프(130)가 다운되고 압력 조절 밸브(140)가 폐쇄되면, 가스 공급관(110)을 통해 챔버(100)의 내부로 질소가스가 유입된다. 그리고, 제 1 배기관(160)에 설치된 개폐밸브(162)도 진공펌프(130)가 멈추면 작동하여 제 1 배기관(160)을 개방시킨다. 이 상태에서 챔버(100)의 내부로 질소가스가 유입되면 챔버(100)의 내부 및 제 2 진공배관(124)에 잔류된 잔류가스 및 부산물들이 질소가스에 의해 제 1 배기관(160) 쪽으로 밀려난다. 제 1 배기관(160)으로 밀려난 잔류 가스 및 부산물들은 제 1 배기관(160)을 통해 스크러버(170)로 유입된다.
이와 같이 챔버(100) 및 제 2 진공배관(124)에 남아 있던 잔류가스 및 부산물들도 질소가스의 유입으로 제 1 배기관(160)을 통해 스크러버(170)로 배기되기 때문에 챔버(100)에 투입된 웨이퍼들은 부산물들로 인해 오염되지 않는다.
한편, 스크러버(170)는 부식성 및 독성을 갖는 잔류 가스 및 부산물들을 중화시킨다. 미설명 부호 165는 진공펌프(130)와 스크러버(170)를 연결시켜 진공펌프로 흡입된 잔류 가스 및 부산물들을 스크러버(170) 쪽으로 배기시키는 제 2 배기관이다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 챔버와 진공펌프를 연결하는 진공배관에 역류 차단 밸브를 설치하면, 진공펌프가 다운되었을 때 진공펌프 쪽으로 흡입된 잔류가스 및 부산물들이 챔버로 역류되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 부산물들로 인해 챔버 내부에 투입된 웨이퍼들에 불량이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 진공 상태에서 웨이퍼에 소정의 공정을 진행하는 챔버;
    챔버 내부를 상기 진공 상태로 만드는 진공펌프;
    상기 챔버와 상기 진공펌프를 연결하는 진공배관;
    상기 진공 배관의 소정부분에 설치되고, 상기 진공펌프 쪽으로 흡입된 가스가 상기 챔버 쪽으로 역류되는 것을 방지하는 역류 차단 밸브를 포함하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 배관에는 상기 진공펌프가 다운되었을 때 상기 챔버 내부의 압력이 상승되는 것을 방지하기 위한 압력 조절 밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 역류 차단 밸브는 상기 진공배관 중 상기 압력 조절 밸브 및 상기 진공펌프 사이에 배치된 진공배관에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 역류 차단 밸브는 상기 진공펌프 쪽으로 배기되는 가스는 통과시키고, 상기 진공펌프 쪽에서 상기 챔버 쪽으로 역류되는 가스는 차단하는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 진공배관 중 상기 챔버 및 상기 압력 조절 밸브 사이에 배치된 진공배관에는 상기 진공펌프가 다운되었을 때 상기 챔버 및 압력 조절 밸브 사이에 잔류된 가스가 상기 챔버의 내부로 유입되지 않도록 잔류가스를 외부로 배기시키는 배기관이 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 배기관의 소정부분에는 상기 진공펌프가 동작을 멈출 때 상기 배기관을 개방하는 개폐밸브가 설치되고, 상기 진공배관에 연결되지 않은 상기 배기관의 단부는 상기 배기관을 통해 유입된 가스를 중화시키는 스크러버에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비의 역압 차단 장치.
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