KR20060085716A - 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치 - Google Patents

반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학 기상 증착을 위한 확산로와, 상기 확산로에 공급되는 웨이퍼의 예비 조성 환경을 제공하는 로드락 챔버 및 상기 로드락 챔버와 확산로를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버를 포함하는 화학 기상 증착 설비의 슬롯 밸브 장치에 관한 것으로서, 상기 트랜스퍼 챔버의 채널 중에 설치되어 확산로에 웨이퍼를 로딩시킬 때 선택적으로 개폐되는 제1슬롯 밸브와, 상기 제1슬롯 밸브와 일정 간격으로 이격되어 사용자의 설정 상태에 따라 상기 제1슬롯 밸브와 개별적으로 동작하도록 설치되는 제2슬롯 밸브와, 상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브를 동작시키기 위한 구동 수단과, 상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브 사이의 트랜스퍼 챔버에 설치되어 그곳의 압력을 측정하기 위한 압력 측정 수단 및 상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 압력이 기 설정된 표준 압력이 아닐 경우 상기 제1슬롯 밸브와 관계없이 제2슬롯 밸브를 동작시켜 상기 트랜스퍼 챔버를 폐쇄시키는 컨트롤러를 포함하여, 하나의 슬롯 밸브가 누설등의 오동작에 의해 그 기능을 하지 못하더라도, 또 하나의 슬롯 밸브가 트랜스퍼 챔버를 폐쇄시킴으로써 트랜스퍼 챔버의 상압 변화를 미연에 방지할 수 있으며, 이로 인하여 웨이퍼 상부에 발생하는 파티클의 적층으로 인한 공정 불량 현상을 미연에 방지할 수 있다.
Figure 112005004171642-PAT00001
확산로, 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버, 슬롯 밸브, 압력감지수단, 컨트롤러

Description

반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치{SLOT VALVE FOR DOUBLE SEALING IN SEMICONDUCTOR EQUIPMENT}
도 1은 종래 기술에 따른 화학 기상 증착 장치의 개략적인 구성도,
도 2은 본 발명에 따른 두 개의 슬롯 밸브를 포함하는 화학 기상 증착 장치의 구성도; 및
도 3은 본 발명에 따른 이상 공정 동작에 따른 제2슬롯 밸브의 폐쇄 상태를 도시한 작동도.
본 발명은 반도체 제조 설비 중 매엽식 화학 기상 증착 장치의 공정 챔버와 로드락 챔버를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)를 선택적으로 단속하는 슬롯 밸브(slot valve)에 관한 것으로서, 특히 슬롯 밸브를 이중으로 설치하여 기본 슬롯 밸브를 유지 보수 할 경우 보조 슬롯 밸브를 동작시켜 항상 공정 환경을 유지시켜주며 챔버내의 압력 변화를 최소화할 수 있도록 구성되는 반도체 설 비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 매엽식 화학 기상 증착 설비는 확산로를 중심으로 다수의 로드락 챔버가 설치되어 있으며, 상기 로드락 챔버에는 다수매의 웨이퍼가 적재되어 소정의 웨이퍼 이재 로봇에 의해 확산로로 로딩되기 전에 예비 공정 환경을 조성시킨다. 상기 로드락 챔버와 확산로는 일정 길이의 웨이퍼 이송 통로인 트랜스퍼 챔버에 의해 연결된다. 상기 트랜스퍼 챔버의 일단 또는 양단에는 로드락 챔버에서 확산로로 웨이퍼를 로딩시킬 때에만 선택적으로 개방되는 슬롯 밸브를 구비하고 있다. 이는 상기 로드락 챔버와 확산로간의 압력 및 온도차로 인한 파티클 발생에 따흔 공정 불량을 미연에 방지하는데 기인한다.
도 1은 종래 기술에 따른 화학 기상 증착장치(100)의 개략적인 구성도로써, 적재된 웨이퍼의 상면에 확산 공정을 수행하기 위한 확산로(110)와, 상기 확산로(110)의 일측에 설치되어 웨이퍼의 예비 공정 환경을 제공하는 로드락 챔버(loadlock chamber)(120)와, 상기 로드락 챔버(120)와 확산로(110)를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(130)를 포함한다. 상기 트랜스퍼 챔버(130)의 적소에는 상기 챔버(130)의 채널을 선택적으로 개폐시키기 위한 이동 가능한 슬롯 밸브(slot valve)(131)가 설치된다.
또한, 상기 확산로(110)는 소정의 고진공 펌프(111)에 의해서 공정시 고 진공 상태를 조성할 수 있으며, 상기 로드락 챔버(120) 역시 저 진공 펌프(121)에 의해 로드락 챔버(120)내를 예비 공정 조성 환경으로 구현시킬 수 있을 것이다.
도 1을 참조하여 반도체 제조 공정을 살펴보면, 우선, 웨이퍼가 미도시된 이 재 로봇에 의해 대기압 상태의 로드락 챔버(120) 내부로 반입되면서 저 진공 펌프(121)의 펌핑에 의해 상기 로드락 챔버(120)의 압력이 저 진공 상태가 유지된다. 그후, 상기 트랜스퍼 챔버(130)에 설치된 슬롯 밸브(131)가 소정의 구동 수단에 의해 개방되면서 이재 로봇의 로봇 암이 웨이퍼를 상기 트랜스퍼 챔버(130)의 채널을 통해 확산로 내부의 서셉터(미도시 됨) 상부에 안착시킨다. 그후, 상기 이재 로봇의 로봇 암이 확산로(110)를 벗어나게 되면, 상기 슬롯 밸브(131)는 다시 구동하여 트랜스퍼 챔버(130)의 채널을 폐쇄시킴과 동시에 상기 확산로(110)는 고 진공 펌프의 펌핑 작용으로 확산로 내부를 공정 환경인 고 진공 상태로 유지시킨후 공정을 수행하게 되는 것이다.
그러나 상술한 바와 같이, 트랜스퍼 챔버에는 로드락 챔버와 확산로간의 선택적 개폐 수단으로 하나의 슬롯 밸브만을 가지고 있기 때문에 실링용 슬롯 밸브의 오링(O-ring)이 파손되어 누설이 발생하게 되면 오링에서 유입되는 외기 압력에 의해 트랜스퍼 모듈에서 대기중인 웨이퍼의 상면에 파티클이 부착되고, 이로 인하여 공정이 중지되는 문제점이 발생하게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 기본 슬롯 밸브에 누설이 발생하더라도 상압 작용없이 유지 보수가 가능하도록 구성되는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 슬롯 밸브의 누설에 따라 대기 중인 트랜스퍼 챔버내 의 웨이퍼의 손상을 미연에 방지하도록 구성되는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 슬롯 밸브의 누설이 발생하더라도 공정 환경을 저해하지 않으면서 유지 보수가 가능하도록 구성되는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 스롯 밸브 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 화학 기상 증착을 위한 확산로와, 상기 확산로에 공급되는 웨이퍼의 예비 조성 환경을 제공하는 로드락 챔버 및 상기 로드락 챔버와 확산로를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버를 포함하는 화학 기상 증착 설비에 있어서, 상기 트랜스퍼 챔버의 채널 중에 설치되어 확산로에 웨이퍼를 로딩시킬 때 선택적으로 개폐되는 제1슬롯 밸브와, 상기 제1슬롯 밸브와 일정 간격으로 이격되어 사용자의 설정 상태에 따라 상기 제1슬롯 밸브와 개별적으로 동작하도록 설치되는 제2슬롯 밸브와, 상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브를 동작시키기 위한 구동 수단과, 상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브 사이의 트랜스퍼 챔버에 설치되어 그곳의 압력을 측정하기 위한 압력 측정 수단 및 상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 압력이 기 설정된 표준 압력이 아닐 경우 상기 제1슬롯 밸브와 관계없이 제2슬롯 밸브를 동작시켜 상기 트랜스퍼 챔버를 폐쇄시키는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2은 본 발명에 따른 두 개의 슬롯 밸브를 포함하는 화학 기상 증착 장치(10)의 구성도로써, 적재된 웨이퍼의 상면에 확산 공정을 수행하기 위한 확산로(11)와, 상기 확산로(11)의 일측에 설치되어 웨이퍼의 예비 공정 환경을 제공하는 로드락 챔버(loadlock chamber)(13)와, 상기 로드락 챔버(13)와 확산로(11)를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)(20)를 포함한다. 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 적소에는 상기 챔버(20)의 채널을 선택적으로 개폐시키기 위한 이동 가능한 제1슬롯 밸브(slot valve)(21)가 설치된다. 또한, 상기 제1슬롯 밸브(21)의 일측에는 상기 트랜스퍼 챔버(20)내에 상기 제1슬롯 밸브(21)와 개별적으로 유동되는 제2슬롯 밸브(22)가 설치된다. 공히 상기 슬롯 밸브들(21, 22)은 공지의 에어 홀을 포함하고 있을 것이다.
또한, 상기 확산로(11)는 소정의 고진공 펌프(12)에 의해서 공정시 고 진공 상태를 조성할 수 있으며, 상기 로드락 챔버(13) 역시 저 진공 펌프(14)에 의해 로드락 챔버(13)내를 예비 공정 조성 환경으로 구현시킬 수 있을 것이다.
도 2를 참조하여 반도체 제조 공정을 살펴보면, 우선, 웨이퍼가 미도시된 이재 로봇에 의해 대기압 상태의 로드락 챔버(13) 내부로 반입되면서 저 진공 펌프(14)의 펌핑에 의해 상기 로드락 챔버(13)의 압력이 저 진공 상태가 유지된다. 그후, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 설치된 제1슬롯 밸브(21)가 소정의 구동 수단에 의해 개방되면서 이재 로봇의 로봇 암이 웨이퍼를 상기 트랜스퍼 챔버(13)의 채널을 통해 확산로 내부의 서셉터(미도시 됨) 상부에 안착시킨다. 그후, 상기 이재 로봇의 로봇 암이 확산로(11)를 벗어나게 되면, 상기 제1슬롯 밸브(21)는 다시 구동하여 트랜스퍼 챔버(20)의 채널을 폐쇄시킴과 동시에 상기 확산로(11)는 고 진공 펌프의 펌핑 작용으로 확산로 내부를 공정 환경인 고 진공 상태로 유지시킨후 공정을 수행하게 되는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 이상 공정 동작에 따른 제2슬롯 밸브의 폐쇄 상태를 도시한 작동도로써, 상기 제2슬롯 밸브(22)는 통상적이지 않은 이상 공정시 동작하도록 소정의 구동 수단에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2슬롯 밸브(22)는 상기 제1슬롯 밸브(21)에서 누설 현상이 발생되었을 경우 이를 감지하고, 트랜스퍼 챔버(20)의 상압 변화를 방지하기 위하여 동작할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 제1슬롯 밸브(21)와 제2슬롯 밸브(22) 사이에는 소정의 압력 감지 수단(23)이 설치될 수 있다. 상기 압력 감지 수단(23)으로는 공지의 음압 게이지를 설치하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 제2슬롯 밸브(22)의 후단에는 트랜스퍼 챔버(20)내에 웨이퍼가 존재하는지 검사하는 웨이퍼 감지 센서(24)를 설치할 수 있다. 따라서, 상기 제2슬롯 밸브(22)는 소정의 컨트롤러(30)에 의해서 동작하는데, 상기 컨트롤러(30)는 상기 압력 감지 수단(23)과, 웨이퍼 감지 센서(24)를 검지한 후, 예를 들어, 압력 감지 수단(23)에서 검지된 트랜스퍼 챔버(20)내의 압력이 기 설정된 적정 압력을 벗어나고, 이와 동시에 웨이퍼 감지 센서(24)에 의해 트랜스퍼 챔버(20)내에 웨이퍼가 존재하지 않는 것이 검지되었을 경우에 상기 제2슬롯 밸브(22)를 구동시켜 상기 트랜스퍼 챔버(22)의 채널을 폐쇄시킬 것이다. 그러나 이에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 상기 제1, 2슬롯 밸브(21, 22)는 평상시에 정상적인 상태에서도 동시에 구동될 수 있을 것이다.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 슬롯 밸브 장치는 하나의 슬롯 밸브가 누설등의 오동작에 의해 그 기능을 하지 못하더라도, 또 하나의 슬롯 밸브가 트랜스퍼 챔버를 폐쇄시킴으로써 트랜스퍼 챔버의 상압 변화를 미연에 방지할 수 있으며, 이로 인하여 웨이퍼 상부에 발생하는 파티클의 적층으로 인한 공정 불량 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 화학 기상 증착을 위한 확산로와, 상기 확산로에 공급되는 웨이퍼의 예비 조성 환경을 제공하는 로드락 챔버 및 상기 로드락 챔버와 확산로를 연결시켜주는 트랜스퍼 챔버를 포함하는 화학 기상 증착 설비에 있어서,
    상기 트랜스퍼 챔버의 채널 중에 설치되어 확산로에 웨이퍼를 로딩시킬 때 선택적으로 개폐되는 제1슬롯 밸브;
    상기 제1슬롯 밸브와 일정 간격으로 이격되어 사용자의 설정 상태에 따라 상기 제1슬롯 밸브와 개별적으로 동작하도록 설치되는 제2슬롯 밸브;
    상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브를 동작시키기 위한 구동 수단;
    상기 제1슬롯 밸브와 제2슬롯 밸브 사이의 트랜스퍼 챔버에 설치되어 그곳의 압력을 측정하기 위한 압력 측정 수단; 및
    상기 압력 측정 수단에 의해 측정된 압력이 기 설정된 표준 압력이 아닐 경우 상기 제1슬롯 밸브와 관계없이 제2슬롯 밸브를 동작시켜 상기 트랜스퍼 챔버를 폐쇄시키는 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 측정 수단으로는 음압게이지를 사용함을 특징으로 하는 반도체 설 비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2슬롯 밸브는 정상 공정 상태에서는 트랜스퍼 챔버를 항상 개방시키는 위치에 설치됨을 특징으로 하는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2슬롯 밸브를 동작시키기 전에 트랜스퍼 챔버내에 웨이퍼가 존재하는지 검사하는 웨이퍼 감지 센서를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 설비의 이중 실링을 위한 슬롯 밸브 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101384982B1 (ko) * 2012-12-18 2014-04-14 주식회사 테스 박막증착장치
KR101490454B1 (ko) * 2008-08-26 2015-02-09 주성엔지니어링(주) 슬롯밸브 어셈블리 및 그 작동 방법
CN110164798A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 无锡胜脉电子有限公司 基于陶瓷基板表的封装气压报警控制系统

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