KR20060078747A

KR20060078747A - 로드락 챔버 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20060078747A
Application number: KR1020040118063A
Authority: KR
Inventors: 김종준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 로드락 챔버 및 그 사용 방법에 관한 것으로, 상기 로드락 챔버와 외부 대기 사이에 압력차에 의하여 오염이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 이를 위한 본 발명의 로드락 챔버는 외부를 감싸는 하우징; 외부에서 웨이퍼를 이송시키기 위한 외부 출입구; 웨이퍼를 고진공 챔버로 이송시키기 위한 내부 출입구; 진공 장치에 연결된 배기구; 및 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단을 구비하는 반도체 제조 장비의 로드락 챔버에 있어서, 상기 압력 조절 수단은, 상기 하우징 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 인입구; 상기 가스 인입구에 연결되어 외부 공기를 압력차에 의해서 통과시키는 공기 흡입구; 및 상기 가스 인입구와 상기 공기 흡입구에 연결되고, 압력 측정기가 장착된 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

로드락 챔버, 압력차, 압력 측정기, 공기 흡입구, 필터

Description

로드락 챔버 및 그 사용 방법{Loadlock chamber and a method of using it }

도1은 종래의 로드락 챔버를 보여주는 단면도.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 로드락 챔버를 보여주는 단면도.

도3은 본 발명의 로드락 챔버 사용 방법을 보여주는 순서도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 100 : 하우징 20, 200 : 외부 출입구

25, 250 : 내부 출입구 30, 300 : 배기구

35, 350 : 진공펌프 40, 400 : 압력 조절 수단

41, 410 : 가스 인입구 43, 430 : 압력 측정기

45, 450 : 제어 장치 50, 500 : 고진공 챔버

600 : 공기 흡입구 700 : 필터

본 발명은 로드락 챔버 및 그 사용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상 기 로드락 챔버와 외부 대기 사이에 압력차에 의하여 오염이 유입되는 것을 방지할 수 있는 로드락 챔버 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자를 생산하는 공정은 노광, 식각, 확산, 증착 등의 공정을 선택적으로 수행하는 일련의 과정에 의해서 이루어지고, 이를 생산하기 위한 반도체 제조 장비들은 공정의 정밀도와 청정도를 향상시키기 위하여 엄격한 조건하에서 사용되고 있다. 즉 상기 반도체 제조 장비의 성능도 중요하지만 공정의 정밀도와 청정도를 유지하기 위하여, 상기 반도체 제조 장비를 사용하는 환경을 일정한 조건으로 조절하여야 한다. 이러한 환경 조건 중에 중요한 요소로 공정 챔버의 분위기가 있다. 공정 챔버의 분위기를 공정 조건에 적합한 조건으로 계속 유지하고, 장비의 가동 효율을 높이기 위하여 로드락 챔버를 사용한다.

도1은 종래의 로드락 챔버를 보여주는 단면도이다.

도1을 참조하여 설명하면, 종래의 로드락 챔버는 하우징(10), 외부 출입구(20), 내부 출입구(25), 배기구(30) 및 압력 조절 수단(40)으로 구성되어 있다. 이때 상기 압력 조절 수단(40)은 상기 하우징(10) 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 인입구(41)와 상기 가스 인입구(41)에 연결되고, 압력 측정기(43)가 장착된 제어 장치(45)를 포함하고 있다. 상세하게 설명하면 상기 하우징(10)은 외부를 감싸며 벽면을 이루고, 상기 외부 출입구(20) 및 내부 출입구(25)는 웨이퍼를 각각 외부 및 고진공 챔버(50)로 이송시키는 문의 기능을 가진다. 상기 배기구(30)는 진공펌프(35)에 연결되어 상기 하우징(10)의 내부를 상기 고진공 챔버(50)와 비슷한 압력으로 맞추는 기능을 하고, 상기 압력 조절 수단(40)은 상기 배기구(30)와 조합 하여 상기 하우징(10) 내부의 압력을 외부 또는 상기 고진공 챔버(50)와 비슷한 환경으로 조절하여 상기 외부 출입구(20) 또는 상기 내부 출입구(25)를 열수 있는 환경을 조성한다.

그런데 상기 로드락 챔버와 외부 사이에서 상기 웨이퍼의 이송을 위하여 상기 외부 출입구(20)를 여는 경우에 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압과 동일하게 만들기 위하여, 상기 가스 인입구(41)를 통하여 상기 로드락 챔버의 내부에 가스를 공급하여 상기 로드락 챔버의 내부를 외부의 압력과 동일하게 만든다. 이때 사용하는 가스는 통상적으로 질소가스를 사용하고, 상기 압력 측정기(43)를 통하여 상기 로드락 챔버의 내부가 일정한 압력에 도달한 것이 확인되면 상기 외부 출입구(20)를 열개된다. 그런데 상기 압력 측정기(43)가 오동작하거나 고장으로 오차가 커져서 상기 로드락 챔버 내부의 압력을 잘못 인식하는 경우 상기 로드락 챔버의 압력이 낮은 상태에서 상기 외부 출입구(20)가 열리면 상기 로드락 챔버와 외부 사이의 압력 차이로 인하여 외부에 있던 오염 물질이 상기 로드락 챔버의 내부로 유입되어 상기 웨이퍼에 오염이 발생하게 된다. 이렇게 부착된 오염은 반도체 소자의 불량으로 작용하여 수율을 감소시키고 생산성을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 따라서 이에 대한 개선 방안이 시급하게 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 로드락 챔버와 외부 사이에 상기 웨이퍼를 이송시키기 위하여 상기 외 부 출입구를 여는 경우에 압력차에 의해서 상기 로드락 챔버의 내부로 오염이 유입되는 것을 방지하는 로드락 챔버 및 그 사용 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로드락 챔버는 외부를 감싸는 하우징; 외부에서 웨이퍼를 이송시키기 위한 외부 출입구; 웨이퍼를 고진공 챔버로 이송시키기 위한 내부 출입구; 진공 장치에 연결된 배기구; 및 내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단을 구비하는 반도체 제조 장비의 로드락 챔버에 있어서, 상기 압력 조절 수단은, 상기 하우징 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 인입구; 상기 가스 인입구에 연결되어 외부 공기를 압력차에 의해서 통과시키는 공기 흡입구; 및 상기 가스 인입구와 상기 공기 흡입구에 연결되고, 압력 측정기가 장착된 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 공기 흡입구에는 오염을 제거하기 위한 필터가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 로드락 챔버 사용 방법은 로드락 챔버에 내부에 가스를 공급하는 단계; 상기 로드락 챔버의 압력이 대기압보다 낮은 정해진 압력에 도달하는 단계; 상기 가스 공급을 중단하는 단계; 상기 로드락 챔버로 연결된 공기 흡입구를 통하여 압력차에 의해 외부 공기가 상기 로드락 챔버로 공급되는 단계; 및 상기 로드락 챔버가 대기압과 동일한 압력에 도달하면, 상기 로드락 챔버의 외부 출입구를 여는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 로드락 챔버를 보여주는 단면도이다.

도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 로드락 챔버는 하우징(100), 외부 출입구(200), 내부 출입구(250), 배기구(300) 및 압력 조절 수단(400)으로 구성되어 있다. 이때 상기 압력 조절 수단(400)은 상기 하우징(100) 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 인입구(410)와 상기 가스 인입구(410)에 연결되어 외부 공기를 압력차에 의해서 통과시키는 공기 흡입구(600) 및 압력 측정기(430)가 장착된 제어 장치(450)를 포함하고 있다. 그리고 상기 공기 흡입구(600) 내부에는 오염을 제거할 수 있는 필터(700)를 연결하여 외부 공기를 청정하게 하는 것이 바람직하다.

상세하게 설명하면 상기 하우징(100)은 상기 로드락 챔버의 외부를 감싸며 벽면을 이루고, 상기 외부 출입구(200) 및 내부 출입구(250)는 각각 상기 로드락 챔버와 외부 및 고진공 챔버(500) 사이에 웨이퍼를 이송시키기 위한 문의 기능을 가진다. 상기 고진공 챔버(500)는 상기 웨이퍼에 대한 가공이 이루어지는 공정 챔버이거나 혹은 버퍼(buffer) 챔버일 수 있다.

상기 배기구(300)는 진공펌프(350)에 연결되어 상기 하우징(100) 내부를 상기 고진공 챔버(500)와 비슷한 압력으로 맞추는 기능을 하고, 상기 압력 조절 수단(400)은 상기 배기구(300)와 결합하여 상호작용으로 상기 하우징(100)에 둘러싸인 상기 로드락 챔버의 압력을 외부 또는 상기 고진공 챔버(500)와 비슷한 압력 사이에서 변화하여 필요에 따라 상기 외부 출입구(200) 또는 상기 내부 출입구(250)를 열수 있는 환경을 조성한다. 상기 제어 장치(450)는 상기 가스 인입 구(410) 및 공기 흡입구(600)에 연결되어, 상기 압력 측정기(430)가 정해진 압력에 도달하면 상기 가스 인입구(410)로 공급되는 가스 예를 들어, 질소가스의 공급을 중단하고, 상기 공기 흡입구(600)를 연결하여 외부 공기가 상기 공기 흡입구(600)를 통하여 상기 필터(700)를 통과한 여과된 청정한 공기가 상기 로드락 챔버 내부에 공급된다. 이때 외부 공기의 공급은 상기 로드락 챔버와 외부 사이의 압력차에 의해서 이루어지고, 시간이 경과하면 상기 로드락 챔버와 외부 사이의 압력차가 없어져서 상기 외부 출입구(200)를 열어도 외부의 오염이 상기 로드락 챔버의 내부로 유입되지 않는다. 상기 필터(700)는 정해진 기간에 주기적으로 교체하여 추가적인 오염을 방지할 수 있다.

이어서 본 발명의 로드락 챔버 사용 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명의 로드락 챔버 사용 방법을 보여주는 순서도이다.

도3을 참조하여 설명하면, 상기 로드락 챔버와 외부 사이에 웨이퍼를 이동시키기 위하여 상기 외부 출입구(200)를 열어야하고, 상기 외부 출입구(200)를 열기 전에 상기 로드락 챔버의 내부와 외부의 압력을 동일하게 하기 위하여 상기 로드락 챔버의 내부를 대기압과 동일하게 하여야한다. 그러기 위해서는 먼저 상기 로드락 챔버의 내부를 밀폐시키고, 상기 가스 인입구(410)를 통하여 반응성이 없는 가스 예를 들어, 질소가스를 상기 로드락 챔버에 내부에 공급한다. 이어서 상기 로드락 챔버의 압력이 대기압보다 낮은 정해진 압력에 도달하면, 상기 가스 공급을 중단한다. 이때 상기 압력 측정기(430)를 이용하여 상기 정해진 압력에 도달한 것을 확인 하면 상기 제어 장치(450)는 상기 가스 공급을 중단하고, 상기 공기 흡입구(600)를 통하여 외부 공기가 유입된다. 이때 상기 외부 공기는 상기 공기 흡입구(600)의 필터(700)를 통과하여 청정한 상태로 유입되고, 정해진 압력은 대기압보다 낮은 압력 예를 들어, 740 Torr(토르) 정도로 지정할 수 있지만 변화가 가능하기 때문에 특별히 하나의 수치로 한정되지 않는다. 따라서 상기 로드락 챔버 내부의 압력과 대기압 사이에는 압력차가 있기 때문에 이 차이에 의해서 외부 공기가 상기 필터(700)를 통하여 공급된다. 그리고 상기 로드락 챔버가 대기압과 동일한 압력에 도달하게 되면, 상기 외부 출입구(200)를 열어서 상기 웨이퍼를 이송시킬 수 있다.

본 발명의 로드락 챔버 및 그 사용 방법을 참조하면 종래와 달리 상기 압력 측정기(430)가 오동작하는 경우에도 상기 공기 흡입구(600)를 통하여 공기가 서서히 유입되고, 상기 필터(700)를 통과한 공기가 유입되기 때문에 상기 로드락 챔버의 내부로 오염 물질이 유입될 위험이 없어지게 된다. 예를 들어, 상기 압력 측정기(430)가 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 정해진 압력이 아니고 대기압보다 높은 압력으로 설정되면 압력차가 발생하지 않기 때문에 오염이 발생하지 않고, 반대로 상기 압력 측정기(430)가 상기 로드락 챔버의 내부 압력을 대기압보다 고진공 상태를 정해진 압력으로 인식하여도 상기 로드락 챔버 내부에 상기 공기 흡입구(600)를 통하여 상기 필터(700)를 통과한 공기가 유입되기 때문에 오염 문제가 발생하지 않게 된다.

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

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 로드락 챔버와 외부 사이에 웨이퍼를 이송시키기 위하여 상기 외부 출입구를 여는 경우에 상기 로드락 챔버에 별도의 공기 흡입구를 설치하여 청정한 공기를 유입하고, 상기 로드락 챔버 내부가 대기압과 동일한 압력으로 유지되기 때문에 종래와 달리 상기 로드락 챔버 내부로 외부의 오염 물질이 유입되지 않는 효과가 있다.

Claims

외부를 감싸는 하우징;

외부에서 웨이퍼를 이송시키기 위한 외부 출입구;

웨이퍼를 고진공 챔버로 이송시키기 위한 내부 출입구;

진공 장치에 연결된 배기구; 및

내부의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단을 구비하는 반도체 제조 장비의 로드락 챔버에 있어서,

상기 압력 조절 수단은,

상기 하우징 내부에 가스를 공급하기 위한 가스 인입구;

상기 가스 인입구에 연결되어 외부 공기를 압력차에 의해서 통과시키는 공기 흡입구; 및

상기 가스 인입구와 상기 공기 흡입구에 연결되고, 압력 측정기가 장착된 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
제1항에 있어서,

상기 공기 흡입구에는 오염을 제거하기 위한 필터가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버.
로드락 챔버에 내부에 가스를 공급하는 단계;

상기 로드락 챔버의 압력이 대기압보다 낮은 정해진 압력에 도달하는 단계;

상기 가스 공급을 중단하는 단계;

상기 로드락 챔버로 연결된 공기 흡입구를 통하여 압력차에 의해 외부 공기가 상기 로드락 챔버로 공급되는 단계; 및

상기 로드락 챔버가 대기압과 동일한 압력에 도달하면, 상기 로드락 챔버의 외부 출입구를 여는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 로드락 챔버 사용 방법.