KR20070065497A - 반도체 제조설비 - Google Patents

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KR20070065497A KR1020050125986A KR20050125986A KR20070065497A KR 20070065497 A KR20070065497 A KR 20070065497A KR 1020050125986 A KR1020050125986 A KR 1020050125986A KR 20050125986 A KR20050125986 A KR 20050125986A KR 20070065497 A KR20070065497 A KR 20070065497A
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Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비에 관한 것으로, 그의 설비는 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버의 일측으로 연결되는 배기관으로 상기 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프; 상기 챔버의 측벽에 형성된 포트를 통해 상기 챔버의 내부와 연통되는 내부 공간을 갖고, 상기 챔버의 외부로 돌출되도록 형성된 배관; 상기 배관의 말단에 연결되어 상기 챔버 내부의 진공도를 감지하는 진공 센서; 및 상기 진공 센서의 교체 시 상기 챔버 내부의 진공이 파괴시키지 않기 위해 상기 진공 센서와 상기 챔버사이의 상기 배관에서 개폐 동작되도록 형성된 진공 단속 밸브를 포함하여 이루어진다.
공정 챔버(process chamber), 밸브(valve), 진공 센서(vacuum sensor), 펌프(pump)

Description

반도체 제조설비{Equipment for manufacturing semiconductor device}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공정 챔버 200 : 진공 펌프
300 : 배관 400 : 진공 센서
500 : 진공 단속 밸브
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 상세하게는 반도체 제조공정이 수행되는 공정 챔버에서의 진공을 파괴시키지 않고 진공 센서를 교체토록 하여 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 제조설비에 관한 것이다.
최근 정보 통신 분야의 급속한 발달과, 컴퓨터와 같은 정보 매체의 대중화에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 또한, 그 기능적인 면에 있어서 반 도체 장치의 소자 고집적화 경향에 따라 기판에 형성되는 개별 소자의 크기를 줄이면서 한편으로 소자 성능을 극대화시키기 위해 여러 가지 방법이 연구 개발되고 있다. 이러한 방법 중에 CMOS 기술과 같이, 실리콘 기판에 도전성 불순물을 주입하는 이온주입기술이 대두되고 있다. 이온 주입기술은 열확산기술과 함께 반도체기판 중에 불순물 도입을 위한 기본 공정기술이다. 원리적으로는 옛날부터 가능하다고 되고 있던 기술로서, 1960년대에는 이미 트랜지스터등이 이 방법에 의해서 시작되었다. 최근, LSI의 고집적화, 고밀도화에 대응해서 더 정밀한 불순물제어가 요구되고 있다. 더욱이, 양산기술면에서는 재현성의 향상, 처리능력의 향상이 요구되고 있다. 그 중에서 이온주입기술은 더욱 그 중요성이 증가하여 열확산기술에 대체해서 실용화되게 되었다. 또 이 기술에서는 열확산기술로는 불가능 내지는 아주 어려운 저농도 불순물 도입이나 절연막을 통한 도핑 등도 가능하게 되었다. 이와 같은 이온주입기술에 사용되는 일반적인 이온주입장치가 미국특허번호 4,922,106 또는 미국특허번호 6,635,880에 기재되어 있다.
일반적인 이온주입장치는 웨이퍼의 표면에 이온주입될 도전성 불순물 이온을 추출하는 터미널 모듈과, 상기 터미널 모듈에서 추출된 상기 도전성 불순물 이온을 소정의 에너지로 가속시키는 가속기와, 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼의 표면에 이온 주입시키는 엔드 스테이션 모듈을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 터미널 모듈은 상기 도전성 불순물 이온을 생성하는 이온 소스와, 상기 소스에서 생성된 도전성 불순물을 원심 분리시키는 질량 분석기를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 이온 소스와 질량 분석기는 고진공의 분위기에서 순도가 높은 도전성 불순물 이온을 추출할 수 있다. 또한, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼의 표면에 스캐닝하는 스캐너를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 스캐너에서 스캐닝되는 웨이퍼가 대기중에 노출될 경우 상기 도전성 불순물 이온이 대기중의 공기 또는 파티클에 충돌되어 상기 웨이퍼의 표면으로부터 희망한 깊이까지 이온주입될 수 없다. 따라서, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 도전성 불순물 이온이 상기 웨이퍼의 표면으로 이온주입될 수 있도록 하기 위해 외부로부터 독립된 공간을 제공한다. 예컨대, 상기 엔드 스테이션 모듈은 상기 가속기에서 가속된 상기 도전성 불순물 이온을 상기 웨이퍼에 이온주입하기 위해 고진공 상태의 밀폐된 공간을 제공하는 공정 챔버와, 상기 공정 챔버에 상기 웨이퍼를 이동시키기 위한 트랜스퍼 챔버와, 상기 트랜스퍼 챔버를 통해 상기 공정 챔버 내부에 이동되는 다수개의 상기 웨이퍼가 탑재된 카세트가 로딩되는 로드락 챔버를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 로드락 챔버, 트랜스퍼 챔버 또는 공정 챔버간에 웨이퍼를 이동시키는 적어도 하나이상의 로봇암을 더 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 공정 챔버는 상기 웨이퍼를 상기 가속기에서 가속된 도전성 불순물의 이온빔이 진행되는 방향에 수직하는 방향으로 위치시켜 상기 도전성 불순물이 주입되도록 한다. 예컨대, 상기 공정 챔버 내에 투입되는 웨이퍼의 개수에 따라 싱글 타입과 배치 타입으로 나누어지기도 한다. 이때, 상기 공정 챔버에서 상기 도전성 불순물의 이온빔이 공기 중에 산란되어 상기 웨이퍼의 표면으로 입사되는 것을 방지하기 위해 상기 공정 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프가 상기 공정 챔버와 연통되는 배기관에 형성되어 있다. 또한, 상기 공정 챔버의 일측 측벽에 형성된 포트를 통해 상기 챔버 내부로 삽입되어 상기 공정 챔버 내부의 진공도를 계측하는 진공 센서가 더 형성되어 있다.
따라서, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는, 진공 펌프에 의해 내부의 공기가 펌핑되는 공정 챔버 내부로 삽입된 진공 센서가 진공도를 계측하면서 상기 공정 챔버의 내부가 소정의 진공도에 도달되면 이온주입 공정과 같은 반도체 제조공정이 수행될 수 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 반도체 제조설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 반도체 제조설비는 상기 진공 센서의 불량이 발생되어 교체되어야 할 경우, 상기 공정 챔버 내부의 고진공을 파괴시켜 대기압으로 만든 후 상기 고진공 센서를 교체하고, 다시 상기 공정 챔버 내부를 고진공 상태로 만들기 위해서는 진공 펌프의 펌핑 시간이 다량 소요되기 때문에 생산성이 줄어드는 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고진공 센서의 불량이 발생되어 교체되더라도 상기 공정 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프의 펌핑 시간을 줄여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 반도체 제조설비를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태에 따른 반도체 제조설비는, 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 챔버; 상기 챔버의 일 측으로 연결되는 배기관으로 상기 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프; 상기 챔버의 측벽에 형성된 포트를 통해 상기 챔버의 내부와 연통되는 내부 공간을 갖고, 상기 챔버의 외부로 돌출되도록 형성된 배관; 상기 배관의 말단에 연결되어 상기 챔버 내부의 진공도를 감지하는 진공 센서; 및 상기 진공 센서의 교체 시 상기 챔버 내부의 진공이 파괴시키지 않기 위해 상기 진공 센서와 상기 챔버사이의 상기 배관에서 개폐 동작되도록 형성된 진공 단속 밸브를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 제조설비는 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 공정 챔버(100)와, 상기 공정 챔버(100)의 일측으로 연결되는 배기관(150)으로 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하는 적어도 하나 이상의 진공 펌프(200)와, 상기 공정 챔버(100)의 측벽에 형 성된 포트(110)를 통해 상기 공정 챔버(100)의 내부와 연통되는 내부 공간을 갖고, 상기 공정 챔버(100)의 외부로 돌출되도록 형성된 배관(300)과, 상기 배관(300)의 말단에 연결되어 상기 공정 챔버(100) 내부의 진공도를 감지하는 적어도 하나 이상의 진공 센서(400)와, 상기 진공 센서(400)의 교체 시 상기 공정 챔버(100) 내부의 진공이 파괴시키지 않기 위해 상기 진공 센서(400)와 상기 공정 챔버(100)사이의 상기 배관(300)에서 개폐 동작되도록 형성된 진공 단속 밸브(500)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 공정 챔버(100)는 외부의 어떠한 영향 또는 간섭을 받지 않고 상기 반도체 제조공정이 수행될 수 있도록 소정의 진공도를 갖는 진공실의 역할을 수행하며, 상기 반도체의 제조 시에는 무엇보다도 진공누출의 방지가 중요하다. 외부로부터 공기가 유입되면 웨이퍼(W)와 같은 피처리물은 물론, 상기 공정 챔버(100) 내부에서 상기 반도체 제조공정을 수행하는 주요 구성품을 손상시키거나 오염시킨다. 예컨대, 상기 공정 챔버(100)의 내부에는 도전성 불순물을 이온주입하는 이온주입설비의 스캐너(120) 또는 디스크 어셈블리(130)가 위치될 수 있다. 또한, 상기 공정 챔버(100)의 내부에는 웨이퍼(W) 상에 박막을 형성하는 화학기상증착설비, 또는 웨이퍼(W) 상에 형성된 박막을 식각하는 건식식각설비에서 반응 가스를 분사하는 샤워헤드와, 상기 샤워헤드의 대향하여 상기 웨이퍼(W)를 지지하는 척이 위치될 수 있다. 이때, 상기 샤워헤드와 척 사이에 유동되는 상기 반응가스는 고온의 플라즈마 상태로 여기되어 상기 웨이퍼(W)의 표면으로 유동될 수 있다. 따라서, 상기 반도체 제조공정이 수행되기 전에 상기 공정 챔버(100)의 내부는 진공으로 펌 핑된 후 진공펌프통로를 차단시키고, 진공의 누출을 확인해야만 한다. 진공의 누출허용치를 정하기는 어려우나 일반적으로 시간당 10∼25μmHg정도를 반도체 생산공장에서의 허용치로 본다. 진공을 유지하기 위해서는 밀폐부분을 주의해야 하며, 순도 높은 진공구리스를 이용하여 밀폐효과를 높인다. 예컨대, 가장 우수한 공정 챔버(100)의 재질로는 10-6torr보다 낮은 고진공이 요구될 때, 산화저항이 큰 300계열의 스테인리스강이 사용된다. 반면, 10-6torr 안팍의 저진공 내지 고진공이 요구될 경우, 비교적 저렴한 외부에 특수코팅한 탄소강을 주로 사용한다. 탄소강이 상기 공정 챔버(100)의 구조재료로 사용될 때는, 진공 중에서 강표면에 함유한 가스가 제거되어 대기 중에 노출되면서 쉽게 산화가 일어나기 때문에 반복적인 노의 사용 시 문제가 될 수 있다. 그리고, 상기 공정 챔버(100) 내부에 다량의 오염물질이 유발되어 예방정비(PM)와 같은 세정이 이루어져야 할 경우, 상기 공정 챔버(100) 내부에 공급되는 대기중의 공기 또는 퍼지 가스를 단속하는 벤팅 밸브(140)가 상기 공정 챔버의 측벽에 형성되어 있다. 또한, 상기 공정 챔버(100)는 내부에서 수행되는 상기 반도체 제조공정의 특성 또는 상기 반도체 제조공정이 요구되는 진공도에 따라 다양한 금속 재질로 형성되며, 상기 공정 챔버(100)의 내부를 개방시키는 적어도 하나 이상의 포트(port, 110)가 형성되어 있다.
또한, 상기 진공 펌프(200)는 상기 공정 챔버(100)가 소정의 진공도를 갖도록 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기 또는 가스를 펌핑한다. 이때, 상기 공정 챔버(100)는 상기 진공 펌프(200)에 의해 상압 또는 대기압에서 저진공을 거쳐 고진공 으로 펌핑될 수 있다. 예컨대, 상기 진공 펌프(200)는 저진공 펌프(220)와, 고진공 펌프(210)로 나누어질 수 있고, 상기 저진공 펌프(220)와 상기 고진공 펌프(210)가 직렬로 연결되어 펌핑동작될 수 있다. 상기 저진공 펌프(220)는 약 10-3Torr 정도의 저진공을 만들 수 있는 러핑 펌프(roughing pump)라 칭하며, 피스톤의 왕복운동에 의해 공기가 펌핑되는 로터리 피스톤 펌프(rotary piston mechanical pump )와, 비대칭 회전자가 회전되는 공간 내에 삽입된 오일의 실링(sealing)에 의해 공기가 펌핑되는 로터리 오일 펌프(rotary oil-sealed mechanical pump)로 나뉘어진다.
상기 고진공 펌프(210)는 10-6Torr 정도 이상의 고진공을 만들 수 있는 펌프로서, 표 1에서와 같이, 공기의 입자를 제거하는 방법상 크게 기체 펌프, 증기분사 펌프, 드라이 펌프로 나누어질 수 있다.
구성 종류 원리
기체 펌프 메커니컬 부스터 펌프 터보분자 펌프 기계력으로 기체를 압축제거한다.
증기분사펌프 오일확산 펌프 오일이젝터 스팀이젝터 분사증기의 힘으로 기체를 포집하여 제거한다.
드라이 펌프 스퍼터 이온 펌프 크라이오 펌프 극도로 냉각된 기체를 흡착(응축)시켜 제거한다.
여기서, 각각의 구성 종류에 대하여 모두 설명을 할 수도 있으나, 일반적으로 가장 널리 사용되는 대표적인 펌프에 대한 내용만을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 기체 펌프 중 터보분자 펌프는 기체 분자에 역학적인 힘을 가해 그것을 특정 방향으로 튕겨 날려서 배기를 하는 장치이다. 매우 깨끗한 기계적인 압축을 이용한 진공펌프로서 고속의 회전 표면을 이용하여 가스분자에 방향과 운동량을 주어 배출시키는 장치로서, 반도체 제조공정에서 가장 많이 사용되는 펌프 중의 하나이다.
또한, 상기 증기분사 펌프 중에서 오일확산 펌프는, 펌프 내부의 유체를 기화점(boiling point)까지 가열시켜 동작시키는 방법으로 유체가 진공펌프 스택 최고 윗 부분까지 이동하여 노즐을 통해서 빠져나와 가속화시켜 아래로 분사되면서 공기 입자를 제거할 수 있다. 이때 증기분자의 이동은 음속이상의 속도이다. 이러한 유체 증기의 흐름은 펌프의 외벽을 향하게 되고 외벽은 물에 의해 냉각되어 있으므로 다시 재증발을 위해 아래로 흘러내린다. 그러나, 직접 대기압에서 작동시킬 수 없다. 이는 대기압에서 펌프유체의 산화로 인한 유체의 파괴가 일어나 상기 유체가 다시 사용될 수 없기 때문이다.
그리고, 상기 드라이 펌프 중 스퍼터 이온 펌프는, 2개의 음극과 양극으로 이루어진 전극사이에 고전압을 부과하여 전자가 음극에서 양극로 흐르게 되면, 이온들은 전류를 양극에서 음극로 흐르게 된다. 이때 자유전자는 양전하 양극을 이끌게 되고 양극에서 중성원자가 충돌하게 되면, 이온화가 발생하여, 전자의 양극 에 대한 계속된 증가는 이온화를 증가시킨다. 그리고 양전하 물질은 음극로 이동하여 음극에 증착하게 되어 물질을 제거한다. 상기 스퍼터 이온 펌프는 10-11 Torr 정도의 초고진공까지 압력강하가 요구되는 상기 공정 챔버(100)에서 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 고진공 펌프(210)는 상기 저진공 펌프(220)와 직렬로 연결되어 사용되고, 상기 고진공 펌프(210) 단독으로 상기 공정 챔버(100) 내부의 진공도를 고진공으로 펌핑할 수가 없다. 상기 저진공 펌프(220)를 이용하여 상기 공정 챔버(100)의 내부를 저진공으로 만든 후, 상기 고진공 펌프(210)를 사용하여 상기 공정 챔버(100)의 내부를 고진공으로 만들 수 있다. 이때, 상기 저진공 펌프(220)는 상기 고진공 펌프(210)가 펌핑 동작되는 가운데 상기 고진공 펌프(210)에서 펌핑되는 공기를 추가적으로 펌핑시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 고진공 펌프(210)는 상기 공정 챔버(100)와 연통되는 상기 배기관(150)에 전단이 연결되고, 포라인(230)을 통해 후단이 상기 저진공 펌프(220)와 직렬로 연결된다. 이때, 상기 고진공 펌프(210)와 상기 저진공 펌프(220) 사이의 상기 포라인(230)에는 상기 포라인(230)으로 유동되는 공기를 단속하는 포라인 밸브(240)가 형성된다. 또한, 상기 고진공 펌프(210)의 전단 상기 배기관(150)에 연결되고, 상기 고진공 펌프(210)를 우회하여 상기 포라인 밸브(240)와 상기 저진공 펌프(220) 사이의 상기 포라인 밸브(240)에 연결되는 러핑 라인(250)이 형성되어 있다. 상기 러핑 라인(250)에는 상기 러핑 라인(250)을 통해 유동되는 공기를 단속하는 러핑 밸브(260)가 형성된다. 이때, 상기 러핑 밸브(260)는 상기 포라인 밸브(240)와 서로 배타적으로 개폐동작된다. 예컨대, 대기중의 상기 공정 챔버(100)를 고진공 상태로 만드는 방법은 다음과 같다. 먼저, 상기 러핑 밸브(260)가 오픈되고 상기 포라인 밸브(240)가 닫힌 상태에서 상기 저진공 펌프(220)가 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하여 저진공으로 만든다. 다음, 상기 러핑 밸브(260)가 닫히고 상기 포라인 밸브(240)가 열리면서 상기 고진공 펌프(210)가 펌핑동작되어 상기 공정 챔버(100)의 내부를 고진공으로 만들 수 있다. 이때, 상기 고진공 펌프(210)를 이용하여 상기 공정 챔버(100) 내부를 고진공으로 만들 경우, 약 2시간이상이 소요된다. 반면, 고진공 상태의 상기 공정 챔버(100)의 내부를 상압으로 만들고자 할 경우, 상기 포라인 밸브(240)와 러핑 밸브(260)는 역순으로 개폐 동작된다. 이때, 상기 공정 챔버(100)의 내부를 상압으로 만드는 데 약 30분 이상의 대기시간이 요구된다.
따라서, 상기 진공 펌프(200)는 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하여 고진공 상태로 만들거나, 외부의 공기를 상기 공정 챔버(100) 내부에 유입시켜 상압 또는 대기압으로 변화시키고자 할 경우, 일정 시간의 대기 시간을 필요로 한다.
상기 진공 센서(400)는 상기 공정 챔버(100)의 진공도를 감지하는 센싱 장치로서, 상기 공정 챔버(100)에서의 반도체 공정 수행을 가늠하는 척도를 제공한다. 예컨대, 상기 공정 챔버(100)의 진공도를 감지하는 진공 센서(400)로서, 피라니 게이지(pirani gauge), 패닝 게이지(penning gage), 다이아프렘 게이지(diaphragm gage), 마그네트론 게이지(magnetron gage), 열전대 게이지(thermo-couple gage), 이온 게이지(ionization gage)등으로 이루어진다. 먼저, 상기 피라니 게이지는, 전도현상을 이용하여 진공의 정도를 측정한다. 진공 중에는 공기가 없기 때문에 전도가 무시될 수 있지만 10-5Torr(~10-2Pa) 정도의 고진공까지는 공기의 분자가 가열된 필라멘트(filament)에 충돌함으로써 냉각되는 영향을 무시할 수 없게 된다. 이런 현상을 이용하여 텅스텐이나 백금 등의 와이어(wire)에 약간의 전류를 흘려 두면 진공 중에서도 와이어는 공기 분자(gas molecule)와의 충돌로 온도가 내려가게 된다. 압력이 낮아지면 와이어에 충돌하는 공기 분자의 빈도가 줄어들므로 온도는 쉽게 내려가지는 않는다. 이러한 온도의 변화가 압력의 변화를 나타내므로 상기 피라니 게이지는 이와 같은 원리를 이용하여 진공도를 계측할 수 있다. 또한, 페닝 게이지는 상기 이온 펌프에서 페닝 방전(penning discharge)에 의한 전류가 고진공 영역에서 분자 수에 비례하기 때문에 진공의 정도를 측정할 수 있는 것이다. 상기 이온 펌프의 소자 한 개로 구성되어 있고, 측정 압력 범위는 10-5~10-10 Torr(10-2~10-7Pa) 정도의 초고진공이다. 그리고, 상기 다이아프램 게이지는 바라트론 게이지(baratron gage)란 상품명으로 판매되고 있으며, 두께 0.1mm 정도의 스테인레스 강철 포일(stainless steel foil)을 계측 방향으로 배치를 하여 압력에 의한 변형량을 전기적인 신호로 변환하여 진공도를 계측한다. 이때, 상기 스테인레스 강철 포일의 변형을 전기적인 신호로 변환하기 위해서는 정전 용량을 측정하거나 비틀림 게이지를 이용한다. 측정 압력 범위는 상압에서 ~10-5Torr(10-2Pa) 정도의 고진공이다. 상기 마그네트론 게이지는 전자 레인지의 마이크로 파(micro wave)를 만드는 마그네트론을 작게 만든 것으로 상기 페닝 게이지와 거의 같은 원리이다. 측정 범위는 상압에서 ~10-13Torr(10-10Pa) 초고진공 까지 이다. 상기 열전대 게이지는 다음과 같은 에너지의 변화를 이용하여 진공도를 계측한다. 일반적으로 에너지는 크게 두 가지 방식으로 가열된 공기의 표면(surface)으로부터 방출이 된다. 하나는 복사(radiation)에 의해 다음과 같은 관계를 통해서 watt/cm2 정도의 에너지가 방출이 된다. 다른 하나는 다른 공기 분자를 통한 전도를 통해 방출이 된다. 보통 압력(normal pressure)하에서는 전도도(conductivity)는 압력과는 무관하다. 하지만 저압(low pressure)에서는 뜨겁고 찬 표면(surface)사이의 거리가 평균 자유 거리(mean free path)이하인 곳에서는 다음과 같은 관계식을 통해 watt/cm2 정도의 에너지가 방출이 된다. 그러므로 가열된 곳의 온도(T1), 차가운 곳의 온도(T2) 값이 주어지게 되므로 전도에 의한 에너지 손실(energy loss)은 압력에 선형적(linear)으로 비례하게 된다. 명백하게 전도도 방법(conductivity method)에 의한 진공도의 측정은 ER값과 EK값 사이의 관계를 알아내면 이루어질 수 있다. 마지막으로, 상기 이온 게이지는 계측 원리는 서로 동일하나 진공관과 같은 보호커버가 형성된 밀폐형과 노출형으로 나누어질 수 있다. 상기 이온게이지는 이온 콜렉터를 중심으로 그리드가 소정 거리를 갖고 솔레노이드(solenoid) 모양으로 감겨있고, 상기 그리드 외부에 상기 콜렉터와 평행한 방향으로 필라멘트가 형성되어 있다. 여기서, 상기 필라멘트에서 나온 열 전자가 상기 그리드에 가해진 약 150Volt 정도의 전압으로 가속되어 공간의 공기 분자(gas molecule)를 이온화(ionization)시키게 된다. 상기 필라멘트로부터 나온 전자는 상기 그리드 양극 주위를 진동하여 적은 전자로 많은 이온(ion)을 발생할 수 있도록 되어 있다. 이 전자에 의한 전류는 수 mA의 일정한 값으로 제어되고 있기 때문에. 전자가 공간을 선회하며 전리시킨 공기 분자중에서 양의 전하를 가진 이온 음의 전압이 걸린 콜렉터로 모으고, 전자 회로로 증폭해서 미소 전류를 측정하면 이온에 의한 전류는 압력에 비례하게 된다. 상기 이온 게이지는 저진공에서 ~10-11Torr(10-8Pa) 정도의 초고진공 까지 측정 할 수 있도록 개선이 되었고, 노출형 이온 게이지의 경우 이온주입설비와 같은 반도체 제조설비에 주로 채용되고 있다. 그러나, 도전성 불순물을 이온주입하는 이온주입설비의 경우, 상기 그리드 또는 콜렉터에 다량의 도전성 불순물이 누적되어 달라붙어 불량이 발생되거나, 상기 필라멘트가 단선되어 불량이 발생되어 교체 주기가 단축될 수 있다. 예컨대, 상기 진공 센서(400)는 이온주입설비의 경우, 약 1 개월 내지 2 개월을 주기로 교체된다.
한편, 상기 공정 챔버(100) 내에서 이온주입공정, 화학기상증착공정, 또는 건식식각공정이 연속적으로 이루어지고 있는 상황에서 상기 이온게이지가 불량이 발생되어 교체될 수 있다. 상기 공정 챔버(100) 내부의 고진공 상태를 상압으로 변경하고자 할 경우, 상기 고진공 펌프(210)를 정지시키기 위한 대기 시간이 요구된다. 또한, 상기 상압 상태에서 상기 진공 센서(400)를 교체한 후, 상기 고진공 펌프(210)와 저진공 펌프(220)로 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하여 고진공 상태로 만들기 위한 예비 시간이 요구된다. 이와 같은 고진공 펌프(210)의 정지 대기 시간과, 진공 펌핑의 예비 시간은 생산성을 떨어뜨리는 주요한 원인이 될 수 있기 때문에 고진공 상태에서 상기 진공 센서(400)를 교체토록 해야만 한다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 제조설비는 공정 챔버(100)로부터 돌출되는 배관(300)의 말단에 형성된 진공 센서(400)와 상기 공정 챔버(100) 사이의 상기 배관(300)에 진공 단속 밸브(500)를 형성하여 상기 진공 센서(400)의 불량이 발생되어 교체되더라도 상기 공정 챔버(100) 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프(200)의 펌핑 시간을 줄여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다. 예컨대, 상기 진공 단속 밸브(500)는 솔레노이드형 밸브, 또는 회전형 밸브로 이루어진다. 이때, 상기 진공 단속 밸브(500)는 상기 배관(110)의 말단에 연결되는 적어도 하나 이상의 상기 진공 센서(400)의 교체 시 일시적으로 상기 공정 챔버(100)의 진공을 단속할 수 있다. 예컨대, 상기 공정 챔버(100)의 측벽으로 연통되는 배관(110)의 말단에 하나의 진공 센서(400)가 형성될 경우, 상기 진공 단속 밸브(500)는 상기 진공 센서(400)의 교체 시 일시적으로 닫혀지고 상기 진공 센서(400)의 교체가 완료되면 열려질 수 있다. 또한, 상기 배관(110)의 말단이 T자 모양으로 형성되어 복수개의 진공 센서(400)가 형성될 수 있을 경우, 각 복수개의 진공 센서(400)의 전단에 복수개의 진공 단속 밸브(500)가 형성되거나, 상기 배관을 통해 진공을 단속하는 적어도 하나 이상의 진공 단속 밸브(500)의 후단에서 교체되는 상기 진공 센서(400)를 대체하여 상기 배관(110)의 말단을 막을 수 있는 마개(도시되지 않음)가 형성될 수도 있다. 이때, 상기 진공 단속 밸브(500) 닫혀진 경우, 상기 배관(300) 내부는 상기 공정 챔버(100)의 진공도와 동일 또는 유사한 진공도를 갖고 있기 때문에 상기 진공 센서(400)를 교체하는 과정에서 소정의 압력이 발생하여 상기 진공 센서(400)가 교체되기에 난점이 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 진공 센서(400)의 교체 시 상기 진공 단 속 밸브(500)가 닫혀지면 상기 배관(300)에 외부의 공기를 유입시키는 리크 밸브(leakage valve)가 상기 진공 단속 밸브(500)와 상기 진공 센서(400) 사이의 상기 배관(300)에 형성될 수 있다. 이때, 상기 리크 밸브는 상기 진공 단속 밸브(500)가 열려 있을 경우 항시 닫혀 있고, 상기 진공 단속 밸브(500)가 닫혀있을 경우 개폐동작될 수 있다.
또한, 상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 제공하기 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 그리고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공정 챔버로부터 돌출되는 배관의 말단에 형성된 진공 센서와 상기 공정 챔버 사이의 상기 배관에 진공 단속 밸브를 형성하여 상기 진공 센서의 불량이 발생되어 교체되더라도 상기 공정 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프의 펌핑 시간을 줄여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 외부로부터 독립된 공간을 제공하여 반도체 제조공정이 수행되는 챔버;
    상기 챔버의 일측으로 연결되는 배기관으로 상기 챔버 내부의 공기를 펌핑하는 진공 펌프;
    상기 챔버의 측벽에 형성된 포트를 통해 상기 챔버의 내부와 연통되는 내부 공간을 갖고, 상기 챔버의 외부로 돌출되도록 형성된 배관;
    상기 배관의 말단에 연결되어 상기 챔버 내부의 진공도를 감지하는 진공 센서; 및
    상기 진공 센서의 교체 시 상기 챔버 내부의 진공이 파괴시키지 않기 위해 상기 진공 센서와 상기 챔버사이의 상기 배관에서 개폐 동작되도록 형성된 진공 단속 밸브를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 센서와 상기 진공 단속 밸브 사이의 상기 배관에 형성된 리크 밸브를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101413683B1 (ko) * 2012-09-03 2014-07-02 (주)펨트론 진공 모드 전환 전자빔 조사장치
KR200475559Y1 (ko) * 2014-09-05 2014-12-11 (주)엑셀시오 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치
KR200476898Y1 (ko) * 2014-11-19 2015-04-13 김태화 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치
WO2016035946A1 (ko) * 2014-09-05 2016-03-10 김태화 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101413683B1 (ko) * 2012-09-03 2014-07-02 (주)펨트론 진공 모드 전환 전자빔 조사장치
KR200475559Y1 (ko) * 2014-09-05 2014-12-11 (주)엑셀시오 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치
WO2016035946A1 (ko) * 2014-09-05 2016-03-10 김태화 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치
US10490423B2 (en) 2014-09-05 2019-11-26 Tae Wha Kim Fume removal apparatus for semiconductor manufacturing chamber
KR200476898Y1 (ko) * 2014-11-19 2015-04-13 김태화 반도체 제조 챔버용 퓸 제거 장치

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