KR20060056709A - 도어 입구에 에어 커튼을 가지는 반도체 제조 장비 - Google Patents

도어 입구에 에어 커튼을 가지는 반도체 제조 장비 Download PDF

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Abstract

도어(door) 입구에 에어 커튼(air curtain)을 가지는 반도체 제조 장비를 제시한다. 본 발명에 따르면, 반도체 제조 장비가 설치된 클린룸(clean room)과 반도체 제조 장비 내부 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클(particle)의 이동을 차단하는 에어 커튼을 형성하기 위한 에어 커튼 발생부를 포함하는 반도체 제조 장비를 제시한다.
클린룸, 에어 커튼, 에어 파티션, 오염, 파티클

Description

도어 입구에 에어 커튼을 가지는 반도체 제조 장비{Semiconductor manufacturing equipment with air curtain in door entrance}
도 1은 종래의 클린룸(clean room)에 설치된 반도체 제조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 클린룸에 설치된 반도체 제조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클린룸에 설치된 반도체 제조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 정면사시도이다.
본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 특히, 오염 물질의 확산을 방지하기 위해 도어 입구에 에어 커튼을 가지는 반도체 제조 장비에 관한 것이다.
현재, 반도체 소자를 제조하는 데에는 높은 청정 수준으로 유지되는 클린룸(clean room)이 요구되고 있다. 따라서, 반도체 소자를 제조하는 데 사용되는 반도체 제조 장비는 이러한 클린룸 내에 설치되고 있다. 또한, 반도체 소자가 고집적화되고 또한 300㎜ 웨이퍼(wafer)가 사용됨에 따라 반도체 소자를 제조하는 과정 중 에 오염을 방지하는 기술이 크게 요구되고 있다.
또한, 반도체 제조 과정에서 요구되는 청정도를 보다 효과적으로 구현하기 위해서, 반도체 제조 환경을 국부적으로 차별 관리하는 방안이 사용되고 있다. 예컨대, 현재의 300㎜ 반도체 공정의 제조 라인(line) 환경에서의 청정 클래스(clean class)를 클린룸은 클래스1000 정도 수준으로 유지하되, 클린룸 내에 설치되는 반도체 제조 장비 내는 클래스1 정도 수준으로 유지하고 있다. 이때, 반도체 제조 장비 내의 압력이 반도체 제조 장비 외부의 클린룸의 압력 보다 높게 설정함으로써, 외부 클린룸으로부터 반도체 제조 장비 내부로 오염 물질 또는/및 파티클(particle)이 유입되는 것을 방지하고 있다.
그런데, 이와 같이 반도체 제조 장비와 클린룸의 청정도를 달리함에 따라, 반도체 제조 장비를 주기적으로 예방 정비(PM: Preventive Maintenance)하거나 일반 정비할 때, 반도체 제조 장비 내의 오염 물질이 클린룸으로 누출되거나 또는 외부 클린룸의 오염된 공기 또는 오염 물질, 파티클이 반도체 제조 장비 내로 유입될 수 있다. 이러한 클린룸과 반도체 제조 장비 사이의 오염 물질 또는/파티클의 이동은 반도체 제조 장비 내부를 오염시키거나 또는/ 및 클린룸 내부를 오염시키는 불량 또는 환경 오염 등을 유발할 수 있다. 특히, 스핀 코팅(spin coating)을 위한 스피너(spinner)와 같은 반도체 제조 장비는 파티클 또는 오염 물질에 의한 영향이 상대적으로 높으므로, 이러한 불량이나 오염 문제에 취약할 수 있다.
도 1은 종래의 클린룸에 설치된 반도체 제조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 반도체 제조 장비는 반도체 소자를 제조하는 스피너 등과 같은 장비로서 클린룸 내에 설치된다. 반도체 제조 장비는 도어부(door part: 10)를 가지는 케이스 박스(case box: 11) 및 케이스 박스(11) 내에 장착된 웨이퍼 상에 실제 반도체 제조 공정을 수행하는 가공부(process part:20)를 포함하여 구성될 수 있다. 가공부(20)는 실제 반도체 제조 공정, 예컨대, 스핀 코팅 등을 수행하는 여러 부품들로 구성될 수 있다.
이때, 케이스 박스(11)의 내부에 여러 화학종(chemical)의 퓸(fume) 등과 같은 오염 물질 또는/ 및 파티클의 관리 및 제어를 위해 고성능 공기 여과 장치인 헤파 필터부(HEPA filter part: 20)가 설치될 수 있다. 헤파 필터부(20)는 케이스 박스(11)의 상측부에 설치되어 헤파 필터부(20)로부터 제공되는 유체는 케이스 박스(11)의 내부환경(15)에서 다운 플로우(down flow)하여 케이스 박스(11)의 바닥(13)에서 수집되어 외부로 빠져나가게 된다. 이러한 헤파 필터부(20)의 설치에 의해서, 케이스 박스(11)의 내부환경(15)는 외부 클린룸 환경(17)에 비해 높은 압력으로 유지된다. 즉, 반도체 제조 장비는 양압 설계를 따르게 된다.
그런데, 케이스 박스(11)는 외부의 클린룸 환경(17)과 케이스 박스(11) 내부를 완전히 격리시키지 못한다. 케이스 박스(11)의 이음매에 존재하는 틈새나 또는 도어부(10)가 열릴 상태일 때, 케이스 박스(11)의 내부환경(15)와 외부의 클린룸 환경(17)은 서로 상통하게 된다. 이에 따라, 케이스 박스(11)의 내부환경(15)로 외부의 클린룸 환경(17)에 존재하는 오염 물질 또는/ 및 파티클이 이동될 수 있고, 또한, 케이스 박스(11) 내부의 가공부(20)에서 발생된 오염 물질, 예컨대, 화학종 의 퓸 또는/ 및 파티클이 외부의 클린룸 환경(17)으로 유입되어 작업 환경이 오염될 수 있다. 특히, 가공부(20)의 정기적인 예방 정비나 일반적인 정비를 위해서는 도어부(10)를 여는 것이 필히 수반되므로, 이러한 오염 발생을 방지하기가 실질적으로 어렵다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 제조 장비가 설치된 클린룸과 반도체 제조 장비 내부 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동에 따른 오염 발생을 방지할 수 있는 반도체 제조 장비를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 반도체 제조 장비가 설치된 클린룸과 반도체 제조 장비 내부 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동을 차단하는 에어 커튼을 위한 에어 커튼 발생부를 포함하는 반도체 제조 장비를 제시한다.
상기 반도체 제조 장비는, 클린룸(clean room)에 설치되고 입구를 가릴 도어(door)부를 가지는 케이스 박스(case box), 상기 케이스 박스 내에 설치된 웨이퍼를 가공할 가공부, 및 상기 케이스 박스의 입구 부분에 상기 케이스 박스 내부와 외부의 상기 클린룸 사이를 차단하는 에어 커튼(air curtain)을 형성하기 위한 에어 커튼 발생부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 에어 커튼 발생부는 상기 에어 커튼이 상기 케이스 박스의 입구 부분을 차단하게 상기 케이스 박스 입구의 상단에 설치될 수 있다.
상기 반도체 제조 장비는 상기 에어 커튼 발생부에 대향되는 상기 케이스 박스 입구의 하단에 설치되어 상기 에어 커튼이 다운 플로우(down flow)의 흐름으로 형성되게 상기 에어 커튼을 위한 청정에어(clean air)를 수집하는 배출 배관을 더 포함할 수 있다.
상기 에어 커튼 발생부는 질소 가스를 포함하는 상기 청정에어를 분사하는 것일 수 있다.
상기 에어 커튼 발생부는 상기 케이스 박스의 입구 부분으로부터 상기 케이스 박스의 다른 측면 부분으로 상기 에어 커튼의 범위가 더 연장되게 설치될 수 있다.
상기 반도체 제조 장비는 상기 케이스 박스의 내부가 외부의 상기 클린룸에 비해 상대적으로 높은 청정도 및 상대적으로 높은 압력이 유지되게 상기 케이스 박스 내부에 다운 플로우를 형성하는 헤파필터(HEFA filter)부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 제조 장비가 설치된 클린룸과 반도체 제조 장비 내부 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동을 방지할 수 있어 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동에 따른 오염 발생을 방지할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안되며, 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 반도체 제조 장비의 케이스 박스의 도어부에 의해서 가려지는 입구 부분에 에어 커튼(air curtain)(또는 에어 파티션(air partition)을 설치함으로써, 도어부가 열릴 때 케이스 박스 내부에 장착된 가공부로부터 발생될 수 있는 오염 물질 또는/ 및 파티클이 반도체 제조 장비가 설치된 클린룸 내부 환경으로 유입되는 것을 차단하도록 유도할 수 있다. 또한, 클린룸 내부 환경에 존재할 수 있는 오염 물질 또는/ 및 파티클이 반도체 제조 장비의 케이스 박스 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클린룸에 설치된 반도체 제조 장비를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 측단면도 및 정면사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비는, 로딩(loading)된 웨이퍼 상에 스핀 코팅을 수행하는 스피너와 같은 장비로 이해될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장비는 양압 설계된 장비로서 클린룸의 청정도 보다 높은 내부 청정도로 유지되는 장비로 이해될 수 있다. 예를 들어, 반도체 제조 장비가 설치되는 클린룸이 클래스1000으로 유지될 때, 반도체 제조 장비는 클래스1로 유지 관리되도록 청정 설계된 장비로 이해될 수 있다.
이와 같은 양압 설계에 의해 케이스 박스(100) 내부환경(105)은 외부 클린룸 환경(107)에 비해 더 높은 수준의 압력 상태로 유지된다. 그리고, 이러한 양압 설계를 위해서 케이스 박스(100)의 상측부(101)의 내측에 헤파 필터부(300)가 도입된다. 헤파 필터부(300)는 도시되지는 않았으나 케이스 박스(100)의 내부에 위로부터 아래로 흐르는 다운 플로우를 형성시켜, 케이스 박스(100) 내의 청정도를 유지하게 된다.
이러한 반도체 제조 장비는 케이스 박스(100) 내에 실제 웨이퍼 상에 공정을 수행하는 가공부(200)를 포함하는 장비로 구성될 수 있다. 이러한 가공부(200)는 웨이퍼의 로딩 및 언로딩(unloading)을 위한 부품들, 가공을 위한 웨이퍼 테이블(wafer table) 또는 웨이퍼 척(wafer chuck) 등과 같은 웨이퍼 가공을 위한 부품들이 결합(assembling)된 일체의 장치를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
케이스 박스(100)는 내부에 장착된 가공부(200)를 작업자가 직접적으로 정비하거나 하는 작업을 위해 어는 일 부분이 열린 상태의 입구를 가진 형태일 수 있다. 이때, 입구를 가려주기 위해서 도어부(110)가 케이스 박스(100)에 설치된다. 도어부(110)가 도 2에 제시된 바와 같이 입구를 닫은 상태에서는 실질적으로 케이스 박스(100)의 내부환경(105)와 외부의 클린룸 환경(107) 간의 단절되게 된다. 그럼에도 불구하고, 가공부(200)의 정비 등을 위해서는 이러한 도어부(110)을 도 3에 제시된 바와 같이 열어주어야 한다. 이때, 케이스 박스(100)의 내부환경(105)과 외부의 클린룸 환경(107)은 상통하게 된다.
이와 같이 케이스 박스(100)의 도어부(110)가 열린 상태일 때도 케이스 박스(100)의 내부환경(105)과 외부의 클린룸 환경(107)이 격리되게 하기 위해, 케이스 박스(100)의 열린 입구에 에어 커튼(405)(또는 에어 파티션)을 설치한다. 에어 커튼(405)은 에어의 흐름으로 케이스 박스(100)의 내부환경(105)과 외부의 클린룸 환경(107) 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동을 차단하게 된다.
이러한 에어 커튼(405)을 위해 에어 커튼 발생부(400)가 케이스 박스(100)의 상측부(101)에 설치될 수 있다. 이때, 에어 커튼 발생부(400)는 에어의 흐름을 제공하여 에어 커튼(405)이 생성되게 하는 역할을 한다. 에어 커튼 발생부(400)는 에어 커튼(405)이 케이스 박스(100)의 입구에 설치되게, 케이스 박스(100)의 입구 상단에 설치될 수 있다. 또한, 이러한 에어 커튼(405)을 위한 매질은 질소 가스 등과 같은 불활성 가스를 포함하는 청정에어(clean air)를 이용할 수 있다. 케이스 박스(100)의 입구에 형성된 에어 커튼(405)을 위한 청정에어의 흐름은 케이스 박스(100)의 바닥(103)에 설치된 배출배관(401)로 수집되어 외부로 배출된다.
에어 커튼(405)에 의해서, 도어부(110)이 열리는 경우에도, 케이스 박스(100)의 내부에 발생될 수 있는 여러 화학종의 퓸 등과 같은 오염 물질 또는/ 및 파티클들의 이동은 차단되어 외부의 클린룸 환경(107)으로 유입될 수 없게 된다. 또한, 외부의 클린룸 환경(107)에 존재하는 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동 또한 케이스 박스(100) 내부환경(105)으로 유입되는 것이 에어 커튼(405)에 의해서 차단되게 된다. 이에 따라, 반도체 제조 장비의 내부환경(105)과 외부의 클린룸 환경(107) 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동에 따른 불량 발생이 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에서 에어 커튼 발생부(400)가 케이스 박스(100)의 입구부에 인근하는 상측부(101)의 내측부에 설치되는 것을 묘사하였으나, 이러한 에어 커튼 발생부(400)는 에어 커튼(405)이 케이스 박스(100)의 입구부를 차단하도록 형성되는 한 케이스 박스(100)의 외측에도 설치될 수도 있다. 또한, 케이스 박스(100)의 내측벽들 간의 이음매에 존재할 수 있는 틈새로 오염 물질 등이 이동되는 것을 방지하기 위해서, 에어 커튼(405)은 케이스 박스(100)의 입구부로부터 케이스 박스(100)의 측부 또는/ 및 후면부 등으로 연장될 수도 있다. 즉, 에어 커튼(405)을 위한 에어 커튼 발생부(405)의 설치 위치는 에어 커튼(405)이 최소한 케이스 박스(100)의 입구부를 차단하는 한 변동될 수 있으며, 또한, 에어 커튼(405)의 범위 또한 케이스 박스(100)의 입구로부터 더 확장될 수도 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 클린룸 내에 설치된 반도체 제조 장비 내부와 외부의 클린룸 간의 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동을 효과적으로 차단할 수 있다. 특히, 클린룸의 청정도와 반도체 제조 장비 내부의 청정도가 달리 관리될 때, 반도체 제조 장비의 케이스 박스를 여는 경우 수반될 수 있는 오염 물질 또는/ 및 파티클의 이동을 효과적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 반도체 제조 장비 내부의 오염 또는/ 및 클린룸 작업 환경의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

Claims (7)

  1. 클린룸(clean room)에 설치되고 입구를 가릴 도어(door)부를 가지는 케이스 박스(case box);
    상기 케이스 박스 내에 설치된 웨이퍼를 가공할 가공부; 및
    상기 케이스 박스의 입구 부분에 상기 케이스 박스 내부와 외부의 상기 클린룸 사이를 차단하는 에어 커튼(air curtain)을 형성하기 위한 에어 커튼 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어 커튼 발생부는 상기 에어 커튼이 상기 케이스 박스의 입구 부분을 차단하게 상기 케이스 박스 입구의 상단에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어 커튼 발생부에 대향되는 상기 케이스 박스 입구의 하단에 설치되어 상기 에어 커튼이 다운 플로우(down flow)의 흐름으로 형성되게 상기 에어 커튼을 위한 청정에어(clean air)를 수집하는 배출 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에어 커튼 발생부는 질소 가스를 포함하는 상기 청정에어를 분사하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어 커튼 발생부는 상기 케이스 박스의 입구 부분으로부터 상기 케이스 박스의 다른 측면 부분으로 상기 에어 커튼의 범위가 더 연장되게 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 박스의 내부가 외부의 상기 클린룸에 비해 상대적으로 높은 청정도 및 상대적으로 높은 압력이 유지되게 상기 케이스 박스 내부에 다운 플로우를 형성하는 헤파필터(HEFA filter)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가공부는 웨이퍼 상을 스핀 코팅(spin coating)하기 위한 스피너(spinner) 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장비.
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