KR20070013488A - 냉각 유체 회수 시스템을 갖는 반도체 제조 장치 - Google Patents

냉각 유체 회수 시스템을 갖는 반도체 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 반도체 제조 장치는 반도체 공정이 수행되는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비와, 상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 공급관을 통하여 냉각 유체를 공급하여 상기 챔버를 냉각하고, 상기 냉각 후에 상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 회수관을 통하여 상기 냉각 유체를 회수하여 순환시키는 냉각기를 포함한다. 더하여, 본 발명의 반도체 제조 장치는 상기 냉각 유체 공급관 및 상기 냉각 유체 회수관에 연결되어 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정시에 상기 냉각 유체를 회수하고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정 후에는 상기 냉각기로 냉각 유체를 공급할 수 있는 냉각 유체 회수 시스템을 구비한다. 이에 따라, 본 발명은 반도체 공정용 설비나 반도체 공정용 설비 내에 포함된 챔버를 세정할 때 냉각 유체가 버려지지 않게 할 수 있다.

Description

냉각 유체 회수 시스템을 갖는 반도체 제조 장치{Semiconductor fabrication apparatus having coolant recovery system}
도 1은 종래 기술의 따라, 냉각 유체를 이용하여 반도체 공정용 설비를 냉각하는 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라, 냉각 유체를 이용하여 반도체 공정용 설비를 냉각하는 반도체 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 2의 반도체 제조 장치의 냉각 유체의 회수 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
111: 반도체 공정용 설비, 121: 냉각기, 123: 탱크, 125: 펌프 131: 냉각 유체 공급관, 141: 냉각 유체 회수관, 133, 143: 커플러, 135, 139, 145, 149, 161. 167: 냉각 유체 개폐 밸브, 137, 147, 155: 체크 밸브, 180: 냉각 유체 회수 시스템, 159: 질소 공급관, 153: 조절기, 151: 질소 개폐 밸브, 163: 냉각 유체 회수 보조관, 165: 보조 탱크, 169: 제어부
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각 유체(coolant)를 이용하여 반도체 공정용 설비를 냉각할 수 있는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 제조시에는 다양한 반도체 제조 장치가 사용된다. 상기 반도체 제조 장치는 반도체 웨이퍼 상에 막질을 형성하거나 열처리하기 위한 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비를 포함한다. 상기 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비에서 반도체 공정을 진행할 때, 항상 일정한 온도로 유지하기 위하여 냉각 유체로 반도체 공정용 설비를 냉각시켜야 한다.
도 1은 종래 기술의 따라, 냉각 유체를 이용하여 반도체 공정용 설비를 냉각하는 반도체 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
구체적으로, 도 1에 도시한 종래의 반도체 제조 장치는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비(11)와 냉각기(21)를 포함한다. 상기 냉각기(21)는 냉각 유체가 저장되는 탱크(23)와 상기 탱크(23) 내의 냉각 유체를 펌핑할 수 있는 펌프(25)를 포함한다. 상기 반도체 공정용 설비(11)와 상기 냉각기(21)는 냉각 유체 공급관(31) 및 냉각 유체 회수관(41)으로 서로 연결되어 있다.
상기 냉각 유체 공급관(31)에는 커플러(33), 냉각 유체 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브(35, 39), 한 방향으로 냉각 유체 흐름을 제어하는 체크 밸브(37)가 설치되어 있다. 상기 냉각 유체 회수관(41)도 커플러(43), 냉각 유체 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브(45, 49), 한 방향으로 냉각 유체 흐름을 제어하는 체크 밸브(47)가 설치되어 있다. 이에 따라, 반도체 공정용 설비(11) 내에 포함 된 챔버는 상기 냉각 유체 공급관(31)을 통하여 냉각 유체가 공급되어 반도체 공정을 진행하는 과정에서 발생되는 열원이 제거됨과 동시에 항상 일정한 온도로 유지된다.
상기 냉각기(21)와 반도체 공정용 설비(11) 사이에는 냉각 유체 공급관(31) 및 냉각 유체 회수관(41)을 통하여 냉각 유체가 순환한다. 즉, 냉각기(21)의 탱크(23)에 포함된 냉각 유체는 펌프(25)에 의하여 펌핑되고, 냉각 유체 공급관(31)을 통하여 반도체 공정용 설비(11)에 공급되어 반도체 공정용 설비(11)에 포함된 챔버를 냉각한다. 챔버를 냉각한 냉각 유체는 냉각 유체 회수관(41)을 통하여 다시 냉각기(21)의 탱크(23)로 유입된다.
그런데, 종래의 반도체 제조 장치는 상기 반도체 공정용 설비(11)나 반도체 공정용 설비(11)에 포함된 챔버를 세정(청소)할 때, 상기 반도체 공정용 설비(11), 냉각 유체 공급관(31), 및 냉각 유체 회수관(41) 내에 포함된 냉각 유체의 일부가 버려지게 된다.
다시 말해, 종래의 반도체 제조 장치는 상기 반도체 공정용 설비(11)나 반도체 공정용 설비(11)에 포함된 챔버를 세정(청소)할 때, 상기 반도체 공정용 설비(11), 냉각 유체 공급관(31), 및 냉각 유체 회수관(41) 내에 포함된 냉각 유체가 버려져 냉각 유체의 회수율이 낮은 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 공정용 설비나 반도체 공정용 설비에 포함된 챔버를 세정할 때, 반도체 공정용 설비, 냉각 유체 공급 관, 및 냉각 유체 회수관 내에 포함된 냉각 유체가 버려지지 않게 하여 냉각 유체의 회수율을 향상시킬 수 있는 반도체 제조 장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면(aspect)에 따른 반도체 제조 장치는 반도체 공정이 수행되는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비와, 상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 공급관을 통하여 냉각 유체를 공급하여 상기 챔버를 냉각하고, 상기 냉각 후에 상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 회수관을 통하여 상기 냉각 유체를 회수하여 순환시키는 냉각기를 포함한다.
더하여, 본 발명의 반도체 제조 장치는 상기 냉각 유체 공급관 및 상기 냉각 유체 회수관에 연결되어 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정시에 상기 냉각 유체를 회수하고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정 후에는 상기 냉각기로 냉각 유체를 공급할 수 있는 냉각 유체 회수 시스템을 구비한다.
상기 냉각 유체 회수 시스템은 상기 냉각 유체 공급관에 연결되어 질소를 공급할 수 있는 질소 공급관과, 상기 냉각 유체 회수관에 연결되어 상기 냉각 유체를 회수할 수 있는 냉각 유체 회수 보조관과, 상기 냉각 유체 회수 보조관에 연결되어 상기 냉각 유체를 저장하고 상기 냉각기로 공급할 수 있는 보조 탱크를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 다른 측면(aspect)에 따른 반도체 제조 장치는 반도체 공정이 수행되는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비와, 상기 반도체 공정용 설비에 연결되어 상기 챔버를 냉각할 수 있는 냉각 유체를 공급하는데 이용되는 냉각 유체 공급관을 포함한다. 상기 반도체 공정용 설비에는 상기 챔버의 냉각 후에 냉각 유체를 회수하는 이용되는 냉각 유체 회수관이 연결되어 있다.
본 발명의 반도체 제조 장치는 상기 냉각 유체 공급관을 통하여 냉각 유체를 공급하고, 상기 냉각 유체 회수관을 통하여 상기 냉각 유체를 회수하여 순환시키는 냉각기를 포함한다. 상기 냉각 유체 공급관에는 상기 반도체 공정용 설비에 질소를 공급할 수 있는 질소 공급관이 연결되어 있다. 상기 냉각 유체 회수관 및 상기 냉각기에는 냉각 유체 회수 보조관이 연결되어 있다.
더하여, 본 발명의 반도체 제조 장치는 상기 냉각 유체 회수 보조관에 연결되고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정시에 상기 질소 공급관을 통해 공급된 질소로 상기 반도체 공정용 설비 내에 포함된 상기 냉각 유체를 이동시켜 저장하고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정 후에는 상기 저장된 냉각 유체를 상기 냉각기로 공급할 수 있는 보조탱크를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 반도체 제조 장치는 냉각 유체 회수 시스템을 구비하여 반도체 공정용 설비나 반도체 공정용 설비 내에 포함된 챔버를 세정할 때 냉각 유체가 버려지지 않게 할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 2는 본 발명에 따라, 냉각 유체를 이용하여 반도체 공정용 설비를 냉각하는 반도체 제조 장치를 도시한 개략도이고, 도 3은 도 2의 반도체 제조 장치의 냉각 유체의 회수 과정을 설명하기 위한 블록도이다.
구체적으로, 도 2에 도시한 본 발명의 반도체 제조 장치는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비(111)와 냉각기(121)를 포함한다. 상기 냉각기(121)는 냉각 유체가 저장되는 탱크(123)와 상기 탱크(123) 내의 냉각 유체를 펌핑할 수 있는 펌프(125)를 포함한다. 상기 반도체 공정용 설비(111)와 상기 냉각기(121)는 냉각 유체 공급관(131) 및 냉각 유체 회수관(141)으로 서로 연결되어 있다.
상기 냉각 유체 공급관(131)에는 상기 반도체 공정용 설비(111)와 상기 냉각 유체 공급관(131)을 연결시키는 커플러(133), 냉각 유체 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브(135, 139), 한 방향으로 냉각 유체 흐름을 제어하여 냉각 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브(137)가 설치되어 있다. 상기 냉각 유체 회수관(141)도 상기 반도체 공정용 설비(111)와 상기 냉각 유체 회수관(141)을 연결시키는 커플러(143), 냉각 유체 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브(145, 149), 한 방향으로 냉각 유체 흐름을 제어하여 냉각 유체의 역류를 방지하는 체크 밸브(147)가 설치되어 있다. 이에 따라, 반도체 공정용 설비(111) 내에 포함된 챔버는 상기 냉각 유체 공급관(131)을 통하여 냉각 유체가 공급되어 반도체 공정을 진행하는 과정에서 발생되는 열원이 제거됨과 동시에 항상 일정한 온도로 유지된다.
특히, 본 발명의 반도체 제조 장치는 종래와 다르게 냉각 유체가 버려지지 않게 하여 냉각 유체의 회수율을 높일 수 있는 냉각 유체 회수 시스템(도 3의 180) 을 구비한다. 상기 냉각 유체 회수 시스템(180)은 상기 냉각 유체 공급관(131)에 연결되어 질소를 공급할 수 있는 질소 공급관(159)을 포함한다. 상기 질소 공급관(159)은 상기 냉각 유체 공급관(131)에 설치된 냉각 유체 개폐 밸브(135) 및 커플러(133) 사이에 연결된다.
상기 질소 공급관(159)에는 질소 가스 주입구(157)에 연결되어 질소 가스를 일정 압력으로 공급하는 조절기(153, regulator,), 질소 가스의 흐름을 개폐하는 질소 개폐 밸브(151) 및 질소 가스의 역류를 방지하는 체크 밸브(155, check valve)가 설치되어 있다. 상기 냉각 유체 회수 시스템(180)은 질소 가스 주입구(157)와 연결하여 조절기(153)와 체크 밸브(155)를 적용함으로써 공급되어지는 질소 가스 압력을 균일하게 유지함과 동시에 냉각유체가 질소가스 주입구(156)로 역류되는 것을 방지하여 냉각 유체의 회수를 더욱 원활하게 수행할 수 있다.
상기 냉각 유체 회수 시스템(180)은 상기 냉각 유체 회수관(141)에 연결되어 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비의 세정시에 냉각 유체를 회수할 수 있는 냉각 유체 회수 보조관(163)과, 상기 냉각 유체 회수 보조관(163)에 연결되어 냉각 유체를 저장하고 상기 냉각기(121)로 공급할 수 있는 보조 탱크(165)를 포함한다. 상기 냉각 유체 회수 보조관(163)은 상기 냉각 유체 회수관(141)에 설치된 냉각 유체 개폐 밸브(145) 및 커플러(143) 사이에 연결된다. 상기 냉각 유체 회수 보조관(163)에는 상기 냉각 유체의 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브(161, 167)가 설치되어 있다. 상기 보조 탱크(165)는 상기 냉각 유체 회수 보조관(163)에 설치된 냉각 유체 개폐 밸브(161, 167) 사이에 설치되어 있다.
상기 질소 공급관(159) 및 상기 냉각 유체 회수 보조관(163)에 각각 설치된 질소 개폐 밸브(151) 및 냉각 유체 개폐 밸브(161, 167)에는 상기 질소 개폐 밸브(151) 및 냉각 유체 개폐 밸브(161, 167)를 조절할 수 있는 제어부(169)가 연결되어 있다. 상기 제어부(169)는 상기 냉각 유체 회수 시스템(18)과 분리(탈착)가 가능하다. 상기 제어부(169)는 냉각 유체 회수가 완료된 후에는 분리하여 다른 냉각 유체 회수 시스템에서 사용할 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 반도체 제조 장치의 냉각 유체 순환 과정과, 냉각 유체 회수 시스템(180)을 이용한 냉각 유체 회수 과정을 상세히 설명한다.
우선, 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비를 정상적으로 동작시킬 때는 상기 냉각기(121)와 반도체 공정용 설비(111) 사이에는 설치된 냉각 유체 공급관(131) 및 냉각 유체 회수관(141)을 통하여 냉각 유체를 순환시킨다. 즉, 냉각기(121)의 탱크(123)에 포함된 냉각 유체는 냉각 유체 공급관(131)을 통하여 참조번호 191로 표시한 바와 반도체 공정용 설비(111)에 공급되어 반도체 공정용 설비(111)에 포함된 챔버를 냉각한다. 챔버를 냉각한 냉각 유체는 참조번호 193으로 표시한 바와 같이 냉각 유체 회수관(141)을 통하여 다시 냉각기(121)의 탱크(123)로 유입된다.
다음에, 반도체 공정용 설비(111)나 반도체 공정용 설비(111) 내에 포함된 챔버를 세정할 때 냉각 유체 회수 시스템(180)을 이용하여 냉각 유체를 회수하는 과정을 설명한다. 다시 말해, 상술한 냉각 유체의 순환 과정을 반복 수행한 후, 반 도체 공정용 설비(111)나 반도체 공정용 설비(111) 내에 포함된 챔버를 세정할 경우, 냉각 유체 회수 시스템(180)에 의한 냉각 유체의 회수 과정은 다음과 같다.
먼저, 냉각기(121)를 정지시킨다. 이어서, 냉각 유체 공급관(131)에 설치된 냉각 유체 개폐 밸브(135)와 냉각 유체 회수관(141)에 설치된 냉각 유체 개폐 밸브(145)를 닫아(폐쇄시켜) 냉각기(121)의 냉각유체가 반도체 공정용 설비(111)로 유입되지 않도록 한다.
다음에, 제어부(169)에서 질소 가스 개폐 밸브(151), 냉각 유체 개폐 밸브(161)에 신호를 주어, 질소 가스 개폐 밸브(151) 및 냉각 유체 개폐 밸브(161)를 개방시킨다. 이어서, 냉각 유체 회수 시스템(180)의 질소 가스 공급관(159)에 참조번호 195로 표시한 바와 같이 질소 가스를 공급하면, 냉각 유체 공급관(131)에 설치된 커플링(133), 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비(111), 및 냉각 유체 회수관에 설치된 커플링(143)에 남아있던 냉각 유체는 냉각 유체 회수 시스템(180)의 보조탱크(165)로 모이게 된다.
다음에, 반도체 공정용 설비(111)나 반도체 공정용 설비 내에 포함된 챔버를 세정하기 위하여 냉각 유체 공급관에 설치된 커플링(133) 및 냉각 유체 회수관(141)에 설치된 커플링(143)을 반도체 공정용 설비(111)와 분리하여도 냉각유체는 냉각 유체 회수 시스템(180)의 보조탱크(165)로 유입된 상태이므로 냉각유체가 버려지거나 폐기되어지는 손실은 없게 된다.
그리고, 보조 탱크(165)에 냉각 유체가 만수위로 채워졌을 경우에는 제어부(169)에서 신호를 주어 냉각 유체 개폐 밸브(167)를 개방하여 참조번호 199로 표시 한 바와 같이 냉각 유체가 냉각기(121)의 탱크(1232)로 유입되도록 선택적으로 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 반도체 제조 장치는 냉각 유체 회수 시스템을 구비하여 반도체 공정용 설비나 반도체 공정용 설비 내에 포함된 챔버를 세정(세척)할 때 냉각 유체가 버려지지 않아 반도체 제조 장치의 운전비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 반도체 제조 장치는 반도체 공정용 설비의 세정 시간을 단축함과 동시에 냉각 유체의 폐기로 인한 환경처리 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 본 발명의 반도체 제조 장치는 냉각 유체 공급관이나 냉각 유체 회수관 등의 냉각 유체의 용량 감소로 인한 레벨 알람 발생을 최소화 할 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체 공정이 수행되는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비;
    상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 공급관을 통하여 냉각 유체를 공급하여 상기 챔버를 냉각하고, 상기 냉각 후에 상기 반도체 공정용 설비에 연결된 냉각 유체 회수관을 통하여 상기 냉각 유체를 회수하여 순환시키는 냉각기; 및
    상기 냉각 유체 공급관 및 상기 냉각 유체 회수관에 연결되어 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정시에 상기 냉각 유체를 회수하고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정 후에는 상기 냉각기로 냉각 유체를 공급할 수 있는 냉각 유체 회수 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 유체 회수 시스템은 상기 냉각 유체 공급관에 연결되어 질소를 공급할 수 있는 질소 공급관과, 상기 냉각 유체 회수관에 연결되어 상기 냉각 유체를 회수할 수 있는 냉각 유체 회수 보조관과, 상기 냉각 유체 회수 보조관에 연결되어 상기 냉각 유체를 저장하고 상기 냉각기로 공급할 수 있는 보조 탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 질소 공급관에는 질소 가스를 일정 압력으로 공급하는 조절기, 질소 가스의 흐름을 개폐하는 질소 개폐 밸브 및 질소 가스의 역류를 방지하는 체크 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 냉각 유체 회수 보조관에는 상기 냉각 유체의 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 질소 공급관 및 상기 냉각 유체 회수 보조관에 각각 설치된 질소 개폐 밸브 및 냉각 유체 개폐 밸브에는 제어부가 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  6. 반도체 공정이 수행되는 챔버를 포함하는 반도체 공정용 설비;
    상기 반도체 공정용 설비에 연결되어 상기 챔버를 냉각할 수 있는 냉각 유체를 공급하는데 이용되는 냉각 유체 공급관;
    상기 반도체 공정용 설비에 연결되어 상기 챔버의 냉각 후에 냉각 유체를 회수하는 이용되는 냉각 유체 회수관;
    상기 냉각 유체 공급관을 통하여 냉각 유체를 공급하고, 상기 냉각 유체 회수관을 통하여 상기 냉각 유체를 회수하여 순환시키는 냉각기;
    상기 냉각 유체 공급관에 연결되어 상기 반도체 공정용 설비에 질소를 공급할 수 있는 질소 공급관;
    상기 냉각 유체 회수관 및 상기 냉각기에 연결된 냉각 유체 회수 보조관; 및
    상기 냉각 유체 회수 보조관에 연결되고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정시에 상기 질소 공급관을 통해 공급된 질소로 상기 반도체 공정용 설비 내에 포함된 상기 냉각 유체를 이동시켜 저장하고, 상기 반도체 공정용 설비나 상기 챔버의 세정 후에는 상기 저장된 냉각 유체를 상기 냉각기로 공급할 수 있는 보조탱크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 냉각 유체 공급관 및 냉각 유체 회수관에는 각각 상기 냉각 유체의 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 질소 공급관에는 질소 가스를 일정 압력으로 공급하는 조절기, 질소 가스의 흐름을 개폐하는 질소 개폐 밸브 및 질소 가스의 역류를 방지하는 체크 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 냉각 유체 회수 보조관에는 상기 냉각 유체의 흐름을 개폐하는 냉각 유체 개폐 밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 질소 공급관 및 상기 냉각 유체 회수 보조관에 각각 설치된 질소 개폐 밸브 및 냉각 유체 개폐 밸브에는 제어부가 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160011972A (ko) * 2014-07-23 2016-02-02 주식회사 제우스 기판 열처리 시스템의 냉각장치 및 냉각방법과 이를 구비한 열풍식 기판 열처리 장치

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