KR20060068674A - 에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 프론트 메인터넌스 도어의 상부 문틀에 구비된 공기 분출구; 상기 프론트 메인터넌스 도어의 하부 문틀에 구비된 공기 유입구; 상기 공기 유입구를 통해 유입되는 공기를 정화시키기 위한 제 1 에어 필터; 상기 제 1 에어 필터를 통해 정화된 공기를 압축시켜 상기 공기 분출구로 전달하기 위한 에어 공급원; 상기 프론트 메인터넌스 도어의 열림/닫힘을 감지하는 도어 열림/닫힘 감지 수단; 및 상기 도어 열림/닫힘 감지 수단으로부터의 도어 열림/닫힘 신호를 통해 상기 에어 공급원의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비를 제공하며, 본 발명에 의하면, 반도체 제조 설비의 유지 보수 작업을 위한 프론트 메인터넌스 도어의 개방시 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치를 통해 에어 커튼 막을 형성시킴으로써 외부 공기의 내부 유입을 차단하여 외부 공기에 포함된 파티클로 인한 반도체 제조 설비의 내부 오염을 방지함으로써 반도체 제조 효율을 향상시킬 수 있고, 아울러 파티클로 인한 반도체 제조 설비의 내부 오염에 따른 추가적인 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
반도체 제조 설비, 프론트 메인터넌스 도어, 에어 커튼 장치

Description

에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비{EQUIPMENT FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR HAVING AIR CURTAIN APPARATUS}
도 1은 반도체 제조 설비 중 하나인 스테퍼 설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치에 의한 에어 커튼 형성 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치의 구성도이다.
**도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명**
210 : 공기 배출구 220 : 공기 유입구
230 : 제 1 에어 필터 240 : 제 2 에어 필터
250 : 에어 공급원 260 : 유압 측정 센서
270 : 온도 조절 유닛 280 : 도어 열림/닫힘 감지 수단
290 : 제어부 300 : 에어 커튼 장치
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프론트 메인터넌스 도어에 에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 형성하기 위해서는 반도체의 기판인 웨이퍼(Wafer) 상에 임의의 특정막, 예를 들어 산화막 또는 금속막을 성장 또는 증착한 후에 포토(Photo) 공정을 통해 원하는 전기적 패턴(Pattern)을 패터닝(Patterning)하고, 식각(Etch) 공정을 통해 상기 패턴을 형상화하는 공정을 반복하여 수행하게 된다.
이와 같이 반도체 기판인 웨이퍼 상에 형성된 전기적 패턴을 포함한 각각의 반도체 소자를 형성하는 공정 전체를 반도체 소자 형성의 전처리 공정(Fabrication) 이라 칭하는데, 상기 전처리 공정에 있어서, 웨이퍼의 전기적 패턴을 형성하기 위하여 수행하는 포토 공정은 스테퍼(Stepper) 설비를 이용한다.
도 1은 반도체 제조 설비 중 하나인 스테퍼 설비의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같은 반도체 제조 설비 중 하나인 스테퍼 설비(10)는 다른 설비와 마찬가지로 정기적으로 또는 일시적인 고장 등의 이유로 유지 보수 작업을 필요로 하게 되는데, 이때 프론트 메인터넌스 도어(Front Maintenance Door : 20)가 개방된다.
그런데, 상기 프론트 메인터넌스 도어(20)가 개방될 때, 상기 스테퍼 설비(10)의 내부로 파티클(Particle)을 포함한 외부 공기가 유입되면서 상기 스테퍼 설비(10)의 내부를 오염시키게 되는 문제점이 발생한다.
도면 상에 도시하지는 않았으나, 일반적으로 스테퍼 설비의 내부에 구비되는 렌즈부는 개략적으로 웨이퍼에 투사하기 위한 전기적 패턴을 구비한 레티클(Reticle)을 로딩하는 레티클 스테이지, 특정 파장의 광선을 이용하여 레티클의 전기적 패턴을 웨이퍼에 투사하는 렌즈 및 특정 전기적 패턴을 투사받는 웨이퍼를 로딩하는 웨이퍼 스테이지를 포함한다.
주지하는 바와 같이, 상기 스테퍼 설비(10)는 파티클에 대단히 민감하며, 특히 상기 스테퍼 설비(10) 내부에 구비되는 렌즈나 레티클 또는 웨이퍼 등이 오염되면 포토 공정의 진행에 있어 치명적이다.
즉, 상기 렌즈가 파티클에 오염되면 특정 파장을 균일하게 상기 웨이퍼에 조사하여야 하는 조건을 만족시키지 못하여 특정 파장의 균일도 및 세기(Intensity) 저하 현상을 가져온다.
또한, 다른 예를 들어 설명하면, 도면 상에 도시하지는 않았으나, 반도체 소자의 집적도 향상의 필요에 따라 그 구성 요소인 트랜지스터나 커패시터 및 상호연결배선은 최대한 축소 제작되어야 하는데, 상기 구성 요소들의 축소에 따라 웨이퍼 표면에 부착되는 파티클이 제품 수율 및 신뢰성에 미치는 영향은 점점 커지게 된다.
즉, 상기 파티클의 크기가 배선 폭의 1/10 이상이 되는 경우 상기 구성 요소들의 잠재 불량을 유발하는 것으로 보고된 바 있으며, 상기 파티클의 크기가 배선 폭의 1/3 이상이 되는 경우 상기 구성 요소들의 직접적인 오동작을 유발하는 것으로 보고된 바 있다.
현재 널리 사용되고 있는 상기 구성 요소들은 0.1um 전후의 배선 폭을 갖는데, 상기 0.1um의 배선 폭을 갖는 구성 요소들의 직접적인 오동작을 유발하는 파티클의 크기는 0.03um 이다. 즉, 70um 내지 110um의 굵기를 갖는 사람의 머리카락 굵기의 1/3000에 해당하는 미세한 파티클일지라도 상기 웨이퍼 표면에 부착되는 경우 치명적임을 알 수 있다.
따라서, 정기적으로 또는 일시적인 고장 등의 이유로 스테퍼 설비(10)와 같은 반도체 제조 설비의 유지 보수 작업을 위한 프론트 메인터넌스 도어(20) 개방시 파티클을 포함한 외부 공기가 상기 반도체 제조 설비의 내부로 유입되지 않도록 하기 위한 수단이 절실히 요청되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 반도체 제조 설비의 프론트 메인터넌스 도어 개방시 외부 공기의 내부 유입을 차단하기 위한 에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 프론트 메인터넌스 도어의 상부 문틀에 구비된 공기 분출구; 상기 프론트 메인터넌스 도어의 하부 문틀에 구비된 공기 유입구; 상기 공기 유입구를 통해 유입되는 공기를 정화시키기 위한 제 1 에어 필터; 상기 제 1 에어 필터를 통해 정화된 공기를 압축시켜 상기 공기 분출구로 전달하기 위한 에어 공급원; 상기 프론트 메인터넌스 도어의 열림/ 닫힘을 감지하는 도어 열림/닫힘 감지 수단; 및 상기 도어 열림/닫힘 감지 수단으로부터의 도어 열림/닫힘 신호를 통해 상기 에어 공급원의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 에어 커튼 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비를 제공한다.
이때, 상기 에어 커튼 장치의 상기 도어 열림/닫힘 감지 수단은 도어 스위치 또는 마그네틱 센서 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 에어 커튼 장치는 상기 제 1 에어 필터를 통해 정화된 유입 공기를 다시 한 번 정화시키기 위한 제 2 에어 필터를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에어 커튼 장치는 상기 에어 공급원으로부터 상기 공기 분출구로 전달되는 공기의 유압 측정을 위한 유압 측정 센서를 추가로 구비하여 상기 공기 분출구를 통해 분출되는 공기의 유압이 일정하게 유지되도록 제어부에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에어 커튼 장치는 상기 공기 분출구를 통해 분출되는 공기의 온도 조절을 위한 온도 조절 유닛을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 에어 커튼 장치를 구비한 반도체 제조 설비의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치에 의한 에어 커튼 형성 상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치의 구성도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 설비(100)의 프론트 메인터넌스 도어(200)에는 에어 커튼 장치(300)가 구비되어 정기적으로 또는 일시적인 고장 등의 이유로 반도체 제조 설비(100)의 유지 보수 작업을 위해 상기 프론트 메인터넌스 도어(200)를 개방하는 경우 에어 커튼 막을 형성함으로써 파티클을 포함한 외부 공기가 반도체 제조 설비(100)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 제조 설비(100)의 프론트 메인터넌스 도어(200)에 구비되는 에어 커튼 장치(300)는 크게 프론트 메인터넌스 도어(200)의 상부 문틀에 구비된 공기 분출구(210)와, 상기 프론트 메인터넌스 도어(200)의 하부 문틀에 구비된 공기 유입구(220)와, 상기 공기 유입구(220)를 통해 유입되는 공기를 정화시키기 위한 제 1 에어 필터(230)와, 상기 제 1 에어 필터(230)를 통해 정화된 공기를 압축시켜 상기 공기 분출구(220)로 전달하기 위한 에어 공급원(250)와, 상기 프론트 메인터넌스 도어(200)의 열림/닫힘을 감지하는 도어 열림/닫힘 감지 수단(280) 및 상기 도어 열림/닫힘 감지 수단(280)으로부터의 도어 열림/닫힘 신호를 통해 상기 에어 공급원(250)의 구동을 제어하기 위한 제어부(290)로 구성된다.
이때, 공기 유입구(220)로부터 공기 분출구(210)로 이어지는 유로는 에어 덕트(400)를 통해 형성된다.
여기서 공기 분출구(210)는 많은 양의 압축 공기가 좁은 면적을 통해 빠르게 공기 유입구(220)를 향해 배출되도록 폭이 좁은 슬릿 형태로 형성하는 것이 바람직하며, 공기 유입구(220)의 경우에는 공기 분출구(210)에서 분출된 공기가 반도체 제조 설비의 내부로 유입됨 없이 공기 유입구(220)로 유입될 수 있도록 폭이 넓은 슬릿 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 도어 열림/닫힘 감지 수단(280)은 냉장고 등에서 이용되는 눌림형 도어 스위치나 현관문 등에서 사용하는 마그네틱 센서 중 어느 하나를 이용할 수 있으며, 프론트 메인터넌스 도어(200)의 문틀 일측에 설치되어 상기 프론트 메인터넌스 도어(200)의 열림 및 닫힘을 감지하여 제어부(290)로 신호를 전달한다.
한편, 상기 에어 커튼 장치(300)는 공기 유입구(220)를 통해 유입되는 공기를 정화시키기 위한 제 1 에어 필터(230)를 기본적으로 구비하되, 상기 제 1 에어 필터(230)를 통해 정화된 공기를 다시 한 번 정화시키기 위한 제 2 에어 필터(240)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제 2 에어 필터(240)를 추가로 구비함으로써 공기 분출구(210)에서 분출된 공기의 극히 일부가 반도체 제조 설비(100)의 내부로 유입되는 문제가 발생하더라도 파티클에 의한 반도체 제조 설비(100)의 내부 오염을 예방할 수 있다.
또한, 상기 에어 커튼 장치(300)는 에어 공급원(250)으로부터 공기 분출구(210)로 전달되는 공기의 유압 측정을 위한 유압 측정 센서(260)를 추가로 구비함으로써 공기 분출구(210)를 통해 분출되는 공기의 유압이 일정하게 유지되도록 에어 공급원(250)의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.
이는 단순히 내외부 온도 편차를 줄여 특정 공간의 온도를 보존하기 위한 목적으로 내장고 등에서 사용되는 에어 커튼 장치와 달리, 공기 분출구(210)를 통해 분출되는 공기의 유압을 일정하게 유지함으로써 다량의 파티클을 포함한 외부 공기가 반도체 제조 설비(100)의 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 보다 완벽한 에어 커튼 막을 형성하도록 하기 위함이다.
한편, 상기 에어 커튼 장치(300)는 공기 분출구(210)를 통해 분출되는 공기의 온도 조절을 위한 온도 조절 유닛(270)을 추가로 구비하여, 에어 커튼 막을 형성하는 공기의 온도를 적정하게 유지하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 온도 조절 유닛(270)은 유압 측정 센서(260)와 공기 분출구(210) 사이에 위치시키되, 공기 분출구(210)에 근접하도록 위치시킴으로써 요구되는 분출 공기의 적정 온도를 보다 효율적으로 관리하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온도 조절 유닛(270)으로는 타원 단면을 갖는 로드 형상의 히터봉(미도시)을 이용할 수 있으며, 공기 분출구(210)를 통해 분출되는 공기의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 타원 단면 중 장지름 방향이 공기의 유통방향과 평행하도고 설치하는 것이 바람직하다.
이하, 도 2 및 도 3를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조 설비의 프론트 메인터넌스 도어에 설치된 에어 커튼 장치의 작용 및 효과에 대해 상세히 설명한다.
먼저 반도체 제조 설비(100)의 유지 보수 작업을 위해 프론트 메인터넌스 도어(200)가 개방되면, 프론트 메인터넌스 도어(200)의 문틀 일측에 설치된 도어 열림/닫힘 감지 수단(280)이 이를 감지하여 제어부(290)로 열림 신호를 전송한다.
상기 열림 신호를 전송 받은 제어부(290)는 에어 공급원(250)을 구동시킴으 로써 공기 유입구(220)를 통해 유입된 공기를 압축시켜 공기 배출구(210)를 통해 분출시킴으로써 에어 커튼 막을 형성시키도록 한다.
여기서 공기 유입구(220)로부터 에어 덕트(500)를 통한 공기 배출구(210)로의 공기 흐름에 대해 보다 상세히 설명하면, 공기 유입구(220)를 통해 유입된 공기는 먼저 제 1 에어 필터(230)를 통해 정화되는 단계를 거친 후 제 2 에어 필터(240)를 통해 다시 한 번 정화된다.
이와 같이 공기 유입구(220)를 통해 유입된 공기를 제 1 에어 필터(230) 및 제 2 에어 필터(240)를 통해 2단계로 완벽하게 정화함으로써 공기 분출구(210)에서 분출된 공기의 극히 일부가 반도체 제조 설비(100)의 내부로 유입되는 문제가 발생하더라도 파티클에 의한 반도체 제조 설비(100)의 내부 오염을 예방할 수 있다.
다음으로 에어 필터(230)를 통해 정화된 유입 공기는 에어 공급원(250)에 의해 압축되어 공기 배출구(210)로 전달되는데, 여기서 유압 측정 센서(260)를 통해 에어 공급원(250)으로부터 공기 분출구(210)로 전달되는 공기의 유압을 지속적으로 측정함으로써 공기 분출구(210)를 통해 분출되는 공기의 유압이 일정하게 유지되도록 제어부(290)에 의해 제어한다.
한편, 에어 공급원(250)을 통해 압축된 공기는 공기 배출구(210)로 전달되는 과정에서 온도 조절 유닛(270)을 통해 적정 온도로 조절된 후 공기 배출구(210)를 통해 분출되어 외부 공기가 반도체 제조 설비(100)의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 하는 에어 커튼 막을 형성하게 된다.
한편, 반도체 제조 설비(100)의 유지 보수 작업이 모두 완료되어 프론트 메 인터넌스 도어(200)가 닫히면, 프론트 메인터넌스 도어(200)의 문틀 일측에 설치된 도어 열림/닫힘 감지 수단(280)이 이를 감지하여 제어부(290)로 닫힘 신호를 전송하고, 제어부(290)가 에어 공급원(250)의 구동을 중단시킴으로써 에어 커튼 막의 형성을 종료시킨다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 반도체 제조 설비의 유지 보수 작업을 위한 프론트 메인터넌스 도어의 개방시 프론트 메인터넌스 도어에 구비된 에어 커튼 장치를 통해 에어 커튼 막을 형성시킴으로써 외부 공기의 내부 유입을 차단하여 외부 공기에 포함된 파티클로 인한 반도체 제조 설비의 내부 오염을 방지함으로써 반도체 제조 효율을 향상시킬 수 있고, 아울러 파티클로 인한 반도체 제조 설비의 내부 오염에 따른 추가적인 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.

Claims (5)

  1. 프론트 메인터넌스 도어의 상부 문틀에 구비된 공기 분출구;
    상기 프론트 메인터넌스 도어의 하부 문틀에 구비된 공기 유입구;
    상기 공기 유입구를 통해 유입되는 공기를 정화시키기 위한 제 1 에어 필터;
    상기 제 1 에어 필터를 통해 정화된 공기를 압축시켜 상기 공기 분출구로 전달하기 위한 에어 공급원;
    상기 프론트 메인터넌스 도어의 열림/닫힘을 감지하는 도어 열림/닫힘 감지 수단; 및
    상기 도어 열림/닫힘 감지 수단으로부터의 도어 열림/닫힘 신호를 통해 상기 에어 공급원의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 에어 커튼 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도어 열림/닫힘 감지 수단은 도어 스위치 또는 마그네틱 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 에어 필터를 통해 정화된 유입 공기를 다시 한 번 정화시키기 위한 제 2 에어 필터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 공급원으로부터 상기 공기 분출구로 전달되는 공기의 유압 측정을 위한 유압 측정 센서를 추가로 구비하여 상기 공기 분출구를 통해 분출되는 공기의 유압이 일정하게 유지되도록 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 분출구를 통해 분출되는 공기의 온도 조절을 위한 온도 조절 유닛을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 설비.
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