KR20070037880A - 진공배기장치 - Google Patents

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    • G05F7/00—Regulating magnetic variables

Abstract

본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정부산물이 진공챔버의 내부로 역류되는 것을 방지하는 역류방지수단이 설치된 진공배기장치에 관한 것이다.
본 발명의 진공배기장치는, 진공챔버 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 진공챔버와 연통 설치되는 배기관과, 공정부산물을 흡입 배출하도록 배기관 상에 마련되는 고진공펌프와, 고진공펌프로부터 배출된 공정부산물을 펌핑하도록 고진공펌프의 하류에 배치되는 건식펌프와, 진공챔버와 고진공펌프 사이에 배치되어 진공챔버 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 고진공밸브와, 고진공펌프와 건식펌프 사이에 배치되는 개폐밸브와, 건식펌프로부터 공정부산물의 역류를 방지하도록 배기관 상에 배치되는 역류방지수단을 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 건식펌프의 작동 멈춤에 의해 발생하는 진공챔버 내부로의 공정부산물 역류를 방지함으로써, 진공챔버 내의 청정 및 고진공 상태를 유지할 수 있는 진공배기장치를 제공할 수 있다.
진공챔버, 역류방지, 고진공펌프, 건식펌프, 체크밸브

Description

진공배기장치{VACUUM EXHAUSTING APPARATUS}
도 1은 종래의 통상적인 진공배기장치의 개략적 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 진공배기장치가 장착된 반도체 제조장치의 개략적 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 진공배기장치의 개략적 구성도,
도 4는 도 3에 도시된 체크밸브의 구성을 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 진공배기장치에 장착된 체크밸브의 동작상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 진공챔버 200 : 진공배기장치
210 : 배기관 220 : 고진공펌프
230 : 건식펌프 240 : 고진공밸브
250 : 개폐밸브 260 : 체크밸브
261 : 밸브몸체 262 : 플랜지
264 : 힌지 265 : 밸브디스크
266 : 밸브시트 270 : 콜드트랩
300 : 저진공 펌핑유닛 310 : 진공라인
320 : 챔버러핑펌프 330 : 러핑밸브
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정부산물이 진공챔버의 내부로 역류되는 것을 방지하는 역류방지수단이 설치된 진공배기장치에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 반도체 제조장치는 진공장치이며, 이러한 진공장치에서 식각 또는 증착과 같은 공정을 수행한 후, 진공장치 내부에 잔류하는 불순물을 펌프와 같은 배기장치에 의하여 배출시킨다. 이에 따라 챔버의 내부는 청정한 상태를 유지하면서 진공상태를 유지하게 된다.
챔버 내부의 진공도는 반도체 제조 공정에 필요한 매우 중요한 조건 중의 하나이며, 특히 최근 반도체 디바이스가 고집적화 되어감에 따라 그 중요도는 점차 높아지고 있다.
도 1은 종래의 통상적인 진공배기장치의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 통상적인 진공배기장치는, 진공챔버(10) 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 진공챔버(10)와 연통 설치되는 배기라인(21)과, 배기라인(21) 상에 마련되는 터보분자펌프(22)와, 터보분자펌프(22)의 하류에 배치되는 드라이펌프(23)와, 진공챔버(10)와 터보분자펌프(22) 사이에 설치되는 고진공밸브(24)와, 터보분자펌프(22)와 드라이펌프(23) 사이에 설치되는 포어라인밸브 (25)를 포함한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 진공배기장치는, 고진공 밸브(24)와 포어라인밸브(25)가 열린 상태에서 터보분자펌프(22)와 드라이펌프(23)의 작동으로 진공챔버(10) 내의 공정가스 및 공정부산물 등을 배기라인(21)을 통해 외부로 배출한다.
그런데, 드라이 펌프(23)가 노화 발생이나 자체 결함 등으로 인해 작동을 멈추게 될 경우, 진공챔버(10) 측보다 드라이펌프(23) 측의 압력이 높게되어 각종 공정부산물이 역류하게 된다.
이 경우, 종래의 통상적인 진공배기장치는, 배기라인(21)이 차단되도록 고진공밸브(24)와 포어라인밸브(25)를 개폐동작시킨다. 그러나 공정부산물의 순간적 역류가 발생한 이후에 고진공밸브(24)와 포어라인밸브(25)가 닫히게 된다.
이로 인하여, 진공챔버의 내부가 오염되어 진공도가 저하되고, 공정 진행 중인 기판의 손실이 야기되는 등 반도체 제조공정의 공정불량이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 통상적인 진공배기장치가 가진 문제점을 감안하여 이를 해소하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 진공챔버의 내부로 공정부산물이 역류하는 것을 방지하여 진공챔버 내의 청정 및 고진공 상태를 유지할 수 있는 진공배기장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 진공배기장치는, 진공챔버의 내부를 감압하여 진공상태로 유지시키는 진공배기장치에 있어서, 상기 진공챔버 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 상기 진공챔버와 연통 설치되는 배기관과; 상기 공정부산물을 흡입 배출하도록 상기 배기관 상에 마련되는 고진공펌프와; 상기 고진공펌프로부터 배출된 상기 공정부산물을 펌핑하도록 상기 고진공펌프의 하류에 배치되는 건식펌프와; 상기 진공챔버와 상기 고진공펌프 사이에 배치되어 상기 진공챔버 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 고진공밸브와; 상기 고진공펌프와 상기 건식펌프 사이에 배치되는 개폐밸브와; 상기 건식펌프로부터 상기 공정부산물의 역류를 방지하도록 상기 배기관 상에 배치되는 역류방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 진공배기장치에 있어서, 상기 역류방지수단은 상기 건식펌프와 상기 개폐밸브 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 역류방지수단은 체크밸브를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 체크밸브는, 유로(流路)가 형성된 중공형의 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 양단에 형성되어 상기 배기관과 연결되는 플랜지부와; 상기 밸브몸체의 내측에 힌지 결합되어 상기 유로를 개폐시키는 밸브디스크와; 상기 밸브디스크의 디스크면이 밀착되어 기밀을 유지하도록 상기 밸브몸체의 내측에 돌출 형성된 밸브시트;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 진공챔버의 내부를 초기 저진공상태로 감압하는 저진공 펌핑유닛을 더 포함하며, 상기 저진공 펌핑유닛은, 상기 진공챔버 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 상기 진공챔버와 연통 설치되는 진공라인과; 상기 공정부산물을 흡입 배출하도록 상기 진공라인 상에 마련되는 챔버러핑펌프와; 상기 진공챔버와 상기 챔버러핑펌프 사이에 배치되어 상기 진공챔버 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 러핑밸브;를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공배기장치를 상세히 설명하기로 한다.
( 실시예 )
도 2는 본 발명에 따른 진공배기장치가 장착된 반도체 제조장치의 개략적 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 진공배기장치의 개략적 구성도이며, 도 4는 도 3에 도시된 체크밸브의 구성을 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 진공챔버(100)의 내부를 감압하여 진공상태로 유지시키는 진공배기장치(200)에 관한 것으로서, 배기관(210), 고진공펌프(220), 건식펌프(230), 고진공밸브(240), 개폐밸브(250) 및 역류방지수단을 포함한다.
배기관(210)은, 진공챔버(100)와 연통되도록 설치되며, 진공챔버(100) 내에서의 공정 진행 중 발생되는 각종 부산물을 외부로 배출하는 통로 역할을 수행한다.
고진공펌프(220)는, 진공챔버(100)로부터 공정부산물을 흡입 배출하도록 배 기관(210) 상에 마련된다. 고진공펌프(220)로는 예를 들어 터보분자펌프(TMP:Turbo Molecular Pump) 등이 보편적으로 사용된다. 터보분자펌프(TMP)는 터빈이 달린 것과 같은 형상을 갖는 진공펌프의 일종으로서 보통 저진공영역에서 초고진공영역에 이르기까지 넓은 영역을 커버할 수 있을 뿐 아니라 빠른 속도로 펌핑이 가능하다.
그리고, 고진공펌프(220)와 진공챔버(100) 사이에는 진공챔버(100)의 내부 압력을 자동으로 제어할 수 있는 자동압력제어기(미도시)가 배치될 수 있다.
건식펌프(230)는, 고진공펌프(220)로부터 배출된 공정부산물을 펌핑하도록 고진공펌프(220)의 하류에 배치된다. 건식펌프(230)는 고진공펌프(220)에 의해 흡인 배출된 공정가스와 공정부산물 등을 고진공펌프(220)의 후단에서 2차적으로 펌핑함으로써 공정이 진행되는 진공챔버(100)의 내부를 진공상태로 감압할 수 있다.
고진공밸브(240)는, 진공챔버(100)와 고진공펌프(220) 사이에 배치되어 진공챔버(100) 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동된다.
그리고, 고진공밸브(240)와 고진공펌프(220) 사이의 배기관(210) 상에는 콜드트랩(미도시)이 설치될 수도 있다. 콜드트랩(270)은 유체의 경로 상에 저온의 고체면을 두어 고체면과 유체 사이의 증기압이나 용해도의 차이에 의해 특정 불순물을 포획, 제거하는 장치이다.
개폐밸브(250)는, 고진공펌프(220)와 건식펌프(230) 사이의 배기관(210) 상에 배치되어 배기관(210)의 유로를 개폐하도록 구동된다.
한편, 건식펌프(230)가 노화 발생이나 자체 결함 등으로 인해 작동을 멈추게 될 경우, 진공챔버(100) 측보다 건식펌프(230) 측의 압력이 높게되어 각종 공정부 산물이 건식펌프(230)로부터 역류하게 되며, 이를 방지하기 위한 역류방지수단이 배기관(210) 상에 설치된다.
역류방지수단은, 도 3에 도시된 바와 같이, 건식펌프(230)와 개폐밸브(250) 사이의 배기관(210) 상에 배치될 수 있다. 역류방지수단은 배기관(210) 내 유로의 한쪽 방향으로만 유동이 가능하도록 역방향 유동을 차단시킬 수 있는 체크밸브(260) 등으로 마련될 수 있다.
도 4를 참조하면, 체크밸브(260)는, 유로(流路)가 형성된 중공형의 밸브몸체(261)와, 밸브몸체(261)의 양단에 형성되어 배기관(210)과 연결되는 플랜지부(262a,262b)와, 밸브몸체(261)의 내측에 힌지(264) 결합되어 유로를 개폐시키는 밸브디스크(265)와, 밸브디스크(265)의 디스크면이 밀착되어 기밀을 유지하도록 밸브몸체(261)의 내측에 돌출 형성된 밸브시트(266)를 포함한다.
여기서, 도면의 미설명 참조부호(263a, 263b, 267)는 오링(O-Ring)이다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 진공배기장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고진공펌프(220)에 의한 공정부산물의 펌핑 이전에 진공챔버(100)의 내부를 초기 저진공상태로 감압하는 저진공 펌핑유닛(300)을 더 포함할 수 있다.
저진공 펌핑유닛(300)은, 진공챔버(100) 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 진공챔버(100)와 연통 설치되는 진공라인(310)과, 공정부산물을 흡입 배출하도록 진공라인(310) 상에 마련되는 챔버러핑펌프(320)와, 진공챔버(100)와 챔버러핑펌프(320) 사이에 배치되어 진공챔버(100) 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 러핑밸브(330)를 포함한다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 진공배기장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 진공배기장치에 장착된 체크밸브의 동작상태를 개략적으로 도시해 보인 단면도이다.
본 발명에 따른 진공배기장치는, 고진공 밸브(240)와 개폐밸브(250)가 열린 상태에서 고진공펌프(220)와 건식펌프(230)의 작동에 의해 진공챔버(100) 내의 공정가스 및 공정부산물 등을 배기관(210)을 통해 외부로 배출한다.
그런데, 건식펌프(230)의 노화 발생이나 자체 결함 등으로 인해 건식펌프(230)가 작동을 멈추게 될 경우, 진공챔버(100)의 내부 압력보다 건식펌프(230) 측의 압력이 높게되어, 각종 공정부산물이 펌핑의 역방향으로 역류하게 된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 공정부산물의 역류방지수단으로 사용되는 체크밸브(260)의 밸브디스크(265)가 회전하여 밸브시트(266)에 밀착됨으로써 공정부산물의 역방향 흐름을 방지하게 된다. 그리고 콘트롤러(미도시)가 고진공밸브(240)와 개폐밸브(250)를 개폐동작시켜 배기관(210)을 차단시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 건식펌프와 개폐밸브 사이의 배기관 상에 체크밸브를 포함하는 역류방지수단을 설치하여, 건식펌프의 작동 멈춤에 의해 발생하는 진공챔버 내부로의 공정부산물 역류를 방지함으로써, 진공챔버 내의 청정 및 고진공 상태를 유지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 진공챔버의 내부를 감압하여 진공상태로 유지시키는 진공배기장치에 있어서,
    상기 진공챔버 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 상기 진공챔버와 연통 설치되는 배기관과;
    상기 공정부산물을 흡입 배출하도록 상기 배기관 상에 마련되는 고진공펌프와;
    상기 고진공펌프로부터 배출된 상기 공정부산물을 펌핑하도록 상기 고진공펌프의 하류에 배치되는 건식펌프와;
    상기 진공챔버와 상기 고진공펌프 사이에 배치되어 상기 진공챔버 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 고진공밸브와;
    상기 고진공펌프와 상기 건식펌프 사이에 배치되는 개폐밸브와;
    상기 건식펌프로부터 상기 공정부산물의 역류를 방지하도록 상기 배기관 상에 배치되는 역류방지수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공배기장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 역류방지수단은 상기 건식펌프와 상기 개폐밸브 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 진공배기장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 역류방지수단은 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공배기장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 체크밸브는,
    유로(流路)가 형성된 중공형의 밸브몸체와;
    상기 밸브몸체의 양단에 형성되어 상기 배기관과 연결되는 플랜지부와;
    상기 밸브몸체의 내측에 힌지 결합되어 상기 유로를 개폐시키는 밸브디스크와;
    상기 밸브디스크의 디스크면이 밀착되어 기밀을 유지하도록 상기 밸브몸체의 내측에 돌출 형성된 밸브시트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공배기장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공챔버의 내부를 초기 저진공상태로 감압하는 저진공 펌핑유닛을 더 포함하며,
    상기 저진공 펌핑유닛은,
    상기 진공챔버 내의 각종 공정부산물이 외부로 배출되도록 상기 진공챔버와 연통 설치되는 진공라인과;
    상기 공정부산물을 흡입 배출하도록 상기 진공라인 상에 마련되는 챔버러핑펌프와;
    상기 진공챔버와 상기 챔버러핑펌프 사이에 배치되어 상기 진공챔버 내의 진공도를 제어하도록 개폐 구동되는 러핑밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공배기장치.
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