KR20060102447A - 반도체 제조설비의 배기장치 - Google Patents

Abstract

반도체 제조설비의 배기장치를 제공한다. 제공된 반도체 제조설비의 배기장치는 챔버와 연결된 배기라인과 배기되는 배기가스가 챔버측으로 역류되는 것을 방지하도록 역류방지유닛을 포함한다. 여기서, 역류방지유닛은 배기라인 상에서 분기되는 서브배기라인과, 서브배기라인이 분기되는 배기라인의 분기점에 설치되는 방향전환밸브와, 서브배기라인 이후의 배기라인 상에 설치되는 역류감지수단, 배기라인 상으로 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원 및 방향전환밸브, 역류감지수단, 캐리어가스공급원과 각각 전기적으로 연결된 제어부를 포함한다. 따라서, 챔버측으로 배기가스가 역류되는 경우 이를 감지하여 서브배기라인으로 배기가스를 유도하여 역류된 배기가스로 인하여 챔버에 로딩된 웨이퍼의 손상을 방지하게 된다.

Description

반도체 제조설비의 배기장치{Exhaust apparatus of semiconductor manufacturing equipment}

도 1은 종래의 반도체 제조설비를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 배기장치를 구비한 반도체 제조설비의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 역류방지유닛의 제어관계를 도시한 블록도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 챔버

100 : 배기장치

110 : 배기라인

120 : 펌프

130 : 역류방지유닛

140 : 서브배기라인

150 : 방향전환밸브

160 : 역류감지수단

170 : 캐리아가스공급원

180 : 제어부

본 발명은 반도체 소자를 제조하는 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 내의 배기가스를 배기하는 반도체 제조설비의 배기장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자 제조공정 중에서 열공정의 하나인 확산공정은 확산로인 공정챔버 내부를 진공에 가까운 저압으로 형성함과 아울러 챔버 내부로 반응가스를 공급하여 웨이퍼 상에 원하는 박막이 형성되도록 하는 공정이다.

여기서, 웨이퍼 상에 박막을 형성하기 위한 종래의 반도체 제조설비의 구성을 도 1을 참조하여 살펴보면, 챔버(10)와 챔버(10)의 내부를 진공에 가까운 저압 상태로 만들어 공정이 진행되고 남은 가스 즉, 배기가스를 배기시키는 배기장치(20)를 포함한다. 이때, 배기장치(20)는 챔버(10)를 진공처리하기 위한 펌프(22)가 배기라인(24)을 매개로 연결되며, 이 펌프(22)의 작동에 의해 챔버(10) 내부의 저압을 통상적으로 이룬다.

그런데, 배기라인(24)에는 공정진행 시 발생하는 파우더가 배기가스와 함께 배기된다. 이때, 배기라인(24)으로 이동된 파우더는 펌프(22)의 로터(Rotor,미도시)에 증착될 수 있다. 여기서, 펌프(22)의 로터에 증착된 파우더는 로터에 스크래치(Scratch)를 발생시킬 수 있고, 이 스크래치는 마찰로 인한 오버로드(Overload)로 펌프의 전류값을 상승시켜 펌프트립(Pumptrip) 현상을 발생시킨다. 그리고, 이와 같은 펌프트립이 발생되면 펌프인렛부(Inlet port)의 압력이 순간적으로 상승하 여 챔버(10) 내부로 배기가스가 역류된다. 따라서, 챔버(10) 내부의 웨이퍼는 역류된 배기가스로 인하여 손상된다.

특히 챔버로 확산로가 사용되는 경우는 웨이퍼가 배치(batch) 단위로 로딩되어 가공되는데, 이러한 배기가스의 역류가 발생하면 오염입자들에 의하여 다수의 웨이퍼가 한꺼번에 손상되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스의 역류 시 웨이퍼의 손상을 방지하며, 시간의 딜레이 없이 배기가스를 배기할 수 있는 반도체 제조설비의 배기장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 구현하기 위한 반도체 제조설비의 배기장치는 챔버 내의 배기가스를 배기시키도록 챔버와 연결된 배기라인을 통해 배기되는 배기가스가 챔버 측으로 역류되는 것을 방지하도록 역류방지유닛을 포함한다.

여기서, 배기라인 상에는 펌프가 설치되고, 상기 역류방지유닛은 챔버와 상기 펌프 사이의 배기라인 상에서 분기되는 서브배기라인과, 챔버에서 배기되는 배기가스가 배기라인과 서브배기라인 중 어느 하나의 라인으로 배기되도록 배기방향을 전환시키는 방향전환밸브 및 방향전환밸브와 펌프 사이의 배기라인 상에 설치되어 배기가스의 역류를 감지하는 역류감지수단을 포함한다.

그리고, 상기 역류방지유닛에는 역류감지수단에 의해 감지되는 결과에 따라 상기 배기라인으로 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원을 포함한다.

이때, 상기 방향전환밸브는 서브배기라인이 분기되는 배기라인의 분기점에 설치되는 3포트밸브인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 역류감지수단은 압력게이지인 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 배기장치를 구비한 반도체 제조설비의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 역류방지유닛의 제어관계를 도시한 블록도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 다수의 웨이퍼(미도시)가 로딩되어 소정 공정이 진행되는 챔버(10)와, 이 챔버(10) 내부에서 공정이 진행되고 남은 가스(이하에서는 배기가스로 지칭)를 배기시키는 배기장치(100)를 포함한다.

여기서, 배기장치(100)는 챔버(10)와 연결되는 배기라인(110)과 이 배기라인(110) 상에 설치되는 펌프(120) 및 이 배기라인(110)을 통해 배기되는 배기가스가 공정챔버(10) 측으로 역류되는 것을 방지하는 역류방지유닛(130)을 포함한다.

이때, 역류방지유닛(130)은 배기라인(110) 상에서 분기되는 서브배기라인(140)과, 배기가스의 배기방향을 전환해주는 방향전환밸브(150)와, 서브배기라인(140) 이후의 배기라인(110) 상에 설치되는 역류감지수단(160), 배기라인(110) 상 으로 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원(170) 및 방향전환밸브(150), 역류감지수단(160), 캐리어가스공급원(170)과 각각 전기적으로 연결된 제어부(180)를 포함한다.

보다 구체적으로 설명하면, 서브배기라인(140)은 배기라인(110)에서 분기된 바이패스라인(Bypassline)으로써, 이때의 서브배기라인(140)은 역류감지수단(160)에 의해 챔버(10)측으로 역류되는 배기가스가 감지될 경우 챔버(10)에서 배기되는 배기가스가 임시로 이동되는 통로역할을 한다.

그리고, 방향전환밸브(150)는 도 2에 도시된 바와 같이 서브배기라인(140)이 분기되는 배기라인(110) 상의 분기점에 설치되는 3포트밸브로서 챔버(10)에서 배기되는 배기가스를 배기라인(110)과 서브배기라인(140) 중 어느 하나의 라인으로 배기되도록 배기방향을 전환시키는 역할을 한다.

또한, 방향전환밸브(150)는 도면에 도시되지는 않았으나 서브배기라인(140)이 분기되는 이후의 배기라인(110) 상에 설치되는 제 1밸브(미도시)와 서브배기라인(140) 상에 설치되는 제 2밸브(미도시)로 구성될 수 있다. 이때의 방향전환밸브(150)는 배기가스의 역류 시 제 1밸브를 차단하고, 제 2밸브를 개방하여 서브배기라인으로 배기가스를 유도한다.

그리고, 역류감지수단(160)은 방향전환밸브(150)와 펌프(120) 사이의 배기라인(110) 상에 설치된다. 이때의 역류감지수단(160)은 펌프트립으로 인하여 펌프인렛부(미도시)의 압력이 순간적으로 변경되어 펌프(120)로 이동되는 배기가스가 역류되는 것을 감지하기 위한 압력게이지일 수 있다.

또한, 캐리어가스공급원(170)은 챔버(10) 내부로 반응가스를 공급하는 공급라인에 연결된다. 따라서, 캐리어가스공급원(170)을 통해 공급된 캐리어가스는 챔버(10)의 내부를 통과하여 배기라인(110)으로 이동하게 되는 것이다. 이때의 캐리어가스는 뜨거운 질소가스로써, 챔버(10)로부터 배기되는 배기가스를 이동시키는 역할을 한다.

그리고, 제어부(180)는 역류감지수단(160)과 캐리어가스공급원(170) 및 방향전환밸브(150)와 각각 전기적으로 연결됨으로써, 역류감지수단(160)에서 배기가스의 역류가 감지되면 캐리어가스공급원(170)과 방향전환밸브(150)를 제어하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 제조설비의 배기장치의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 챔버(10)의 내부에 반응가스를 공급하여 소정 공정이 진행된 후 챔버(10)의 내부에 남은 배기가스는 배기라인(110)으로 배기되어야 한다. 이때, 배기가스는 배기라인(110) 상에 설치된 펌프(120)를 작동시킴으로써 배기된다.

한편, 배기라인(110)을 통해 이동되는 배기가스에는 공정진행 시 생성되는 파우더가 포함될 수 있다. 이 파우더는 펌프(120)의 내부에 증착되어 펌프(120)쪽으로 이동되는 배기가스의 역류를 발생시킨다.

이때, 배기가스의 역류가 발생되면 배기라인(110)의 압력이 변경된다. 이로인해 배기라인(110) 상에 설치된 역류감지수단(160) 즉, 압력게이지는 배기라인(110)의 압력변경에 따라 배기가스의 역류을 감지하고, 이를 제어부(180)로 전달한다.

그리고, 배기가스가 역류된 것을 전달받은 제어부(180)는 방향전환밸브(150)를 조절한다. 이때, 방향전환밸브(150)는 펌프(120)쪽으로 연결되는 배기라인(110)을 차단하여 챔버(10)측으로 역류되는 배기가스를 차단하고, 서브배기라인(140)쪽으로 챔버(10)에서 배기되는 배기가스를 유도한다.

이와 동시에 제어부(180)는 캐리어가스공급원(170)에서 배기라인(110) 상으로 캐리어가스를 공급하게 한다. 캐리어가스공급원(170)에서 공급된 캐리어가스 즉, 질소가스는 배기가스를 서브배기라인(140)으로 이동되게 한다.

따라서, 본 발명은 역류방지유닛을 통해 챔버측으로 이동되는 배기가스를 차단하여 배기가스가 챔버측으로 역류되어 발생되는 웨이퍼의 손상을 방지하고, 챔버에서 배기되는 배기가스를 서브배기라인으로 이동시킴으로써 시간의 딜레이 없이 지속적으로 배기가스를 배기하게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 도시된 도면을 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 실시예 이외의 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 역류방지유닛을 통해 챔버측으로 배기가스가 역류되는 것을 차단하여 챔버 내부의 웨이퍼가 손상되는 것을 방지하는 효 과가 있다.

본 발명의 다른 효과는 배기가스의 역류 시 배기가스를 서브배기라인으로 이동시켜 시간의 딜레이 없이 지속적으로 배기하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 소정 공정이 진행되는 챔버 내의 배기가스를 배기하는 반도체 제조설비의 배기장치에 있어서,

   상기 챔버와 연결되어 상기 챔버 내의 배기가스를 배기하는 배기라인;

   상기 배기라인을 통해 배기되는 배기가스가 상기 챔버 측으로 역류되는 것을 방지하는 역류방지유닛을 포함하는 반도체 제조설비의 배기장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배기라인 상에는 펌프가 설치되고, 상기 역류방지유닛은

   상기 챔버와 상기 펌프 사이의 배기라인 상에서 분기되는 서브배기라인;

   상기 챔버에서 배기되는 배기가스가 상기 배기라인과 상기 서브배기라인 중 어느 하나의 라인으로 배기되도록 배기방향을 전환시키는 방향전환밸브; 및

   상기 방향전환밸브와 상기 펌프 사이의 배기라인 상에 설치되어 배기가스의 역류를 감지하는 역류감지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 배기장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 역류방지유닛에는 상기 역류감지수단에 의해 감지되는 결과에 따라 상기 배기라인으로 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스공급원을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 배기장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 방향전환밸브는 상기 서브배기라인이 분기되는 상기 배기라인의 분기점에 설치되는 3포트밸브인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 배기장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 역류감지수단은 압력게이지인 것을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 배기장치.

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