KR20070114439A - 반도체 제조설비의 디퓨저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비의 디퓨저에 관한 것으로, 본 발명에 따른 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인과 연결되어 소정의 가스를 유출입시키는 반도체 제조설비의 디퓨저는 필터가 내장되며, 상기 필터를 감싸면서 그물망으로 둘러싸여진 몸체와; 상기 몸체와 진공/퍼지 라인을 연결하기 위한 연결부를 구비함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 파티클 소스의 로드락 챔버로의 유입을 방지 또는 최소화할 수 있으며, 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.

파티클, 디퓨저, 파티클, 진공/퍼지라인

Description

반도체 제조설비의 디퓨저{Diffuser for use in semiconductor fabricating equipment}

도 1은 일반적인 반도체 제조설비의 개략도

도 2는 도 1에서의 디퓨저의 개략도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조설비를 구성하는 디퓨저의 개략도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

220 : 디퓨저 222 : 몸체

222a : 그물망의 미세구멍 224 : 연결부

본 발명은 반도체 소자 제조장치의 디퓨저에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 공정 챔버(process chamber)로 웨이퍼를 로딩하는 트랜스퍼(transfer) 챔버로 유입되는 파티클 제거를 위하여 필터를 더 구비하는 디퓨저에 관한 것이다.

일반적으로 반도체장치는 웨이퍼 상에 증착공정, 사진공정, 식각공정, 확산공정, 이온주입공정 등과 같은 다수의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행하는 일련의 과정을 통해 이루어진다.

이와 같이, 반도체장치로 제조되기까지 웨이퍼는 카세트에 복수개씩 탑재되어 각 공정을 수행하는 각각의 제조설비로 이송되고, 또한, 이들 웨이퍼의 각 공정을 원활하게 수행하기 위해서는 멀티챔버 구조를 갖는 반도체 제조설비가 요구된다.

이때, 상기 웨이퍼는 상기 반도체 제조설비 내에서도 그 내부에 설치된 로봇에 의해 일 매씩 인출되어 요구되는 위치로 이송되는 과정을 거치게 된다.

도 1은 일반적인 멀티챔버 구조를 갖는 일반적인 반도체 제조설비를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 반도체장치 제조설비는 적어도 하나이상의 별도 공정을 수행하는 복수개의 공정 챔버(10)와, 상기 복수의 공정 챔버(10)를 공통으로 연결하는 트랜스퍼 챔버(20)를 포함하여 클러스터(cluster) 타입으로 구성된다.

여기서, 상기 공정 챔버(10)는 플라즈마 반응 또는 화학기상방법을 이용한 식각 공정 또는 증착 공정과 같은 각종 공정이 진행되는 곳으로, 고성능의 진공펌프(예컨대, 터보(turbo) 펌프)에 의한 펌핑에 의해 고진공 상태를 유지하도록 제어된다.

그리고, 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 소정 측부에는 소정의 공정을 수행하는 공정 챔버(10) 뿐만 아니라, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 웨이퍼를 삽입하기 위한 로드락(load lock) 챔버(30)와, 상기 로드락 챔버(30)의 인접하는 위치에서 상기 공정 챔버(10)에서의 공정 수행 전에 웨이퍼를 정렬하는 정렬 챔버(40)와, 상기 공정 챔버(10)에서의 공정 수행 후의 웨이퍼를 냉각하는 냉각 챔버(50)와, 상기 공정 챔버(10)에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 에싱 처리와 같은 세정(cleaning)하는 세정 챔버(60)와 연통된다.

이때, 상기 트랜스퍼 챔버(20)와 각 챔버 사이에는 제어부의 제어에 의해 개폐 동작되는 도어(70)를 더 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 트랜스퍼 챔버(20)는 내부에 위치되는 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 일 매씩 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키도록 하는 로봇암(80)이 구비된다.

상기 트랜스퍼 챔버(20)는 상기 웨이퍼 카세트의 로딩시 외부의 대기압과 동일 또는 유사한 상압 상태를 유지하거나, 고진공 상태의 상기 공정 챔버(10)에 웨이퍼를 로딩하기 위해 버퍼링 역할을 수행할 수 있도록 저진공 상태를 유지할 수 있다.

이때, 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 바닥에 형성된 진공 홀(24)과 연통하는 진공 펌프(예컨대, 드라이(dry) 펌프)의 펌핑에 의해 저진공 상태를 유지할 수 있다.

한편, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에서 상기 공정 챔버(10)로 웨이퍼를 이송하고자 할 경우, 상기 도어(70)가 오픈되면 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 비해 상기 공정 챔버(10)의 압력이 낮아 상기 트랜스퍼 챔버(20)에서 상기 공정 챔버(10)쪽으로 공 기가 유입되기 때문에 상기 트랜스퍼 챔버(20)는 미세 입자로부터 보호될 수 있다.

그리고, 상기 공정 챔버(10)의 진공도가 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 비해 떨어질 수 있기 때문에 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 바닥에 형성된 벤트 홀(22)을 통해 퍼지 가스(예컨대, 질소 가스)를 유동시켜 상기 공정 챔버(10)의 압력보다 상기 트랜스퍼 챔버(20)의 압력을 높게 유지시켜야만 한다. 물론, 상기 트랜스퍼 챔버(20)를 대기중에 노출시키고자 할 경우도 마찬가지이다.

그러나, 상기 공정 챔버(10)에서 공정을 마친 웨이퍼가 상기 트랜스퍼 챔버(20)로 로딩될 경우, 상기 웨이퍼 상에 묻어 있는 미세 입자가 이탈되고, 상기 로드락 또는 트랜스퍼 챔버(20)에 소량의 미세 입자가 유발될 수 있다. 또한, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 유동되는 상기 퍼지 가스가 와류를 일으킬 경우, 상기 웨이퍼 상에 묻어 있는 미세 입자가 쉽게 이탈될 수 있다.

따라서, 상기 트랜스퍼 챔버(20)에 형성된 벤트 홀(22)에 디퓨저(도 2의 200)를 체결하여 상기 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 유입되는 퍼지 가스의 와류를 방지할 수 있다. 이와 같이 트랜스퍼 챔버(20) 내부로 유입되는 퍼지 가스의 압력을 조절하기 위한 디퓨저(120)가 도 2에 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 와류현상의 발생을 방지하고자 외부 진공배관(30)에 연통되도록 로드락챔버(30)내에 펌핑 디퓨저(pumping diffuser)(120)가 추가로 구비되게 된다.

펌핑 디퓨저(120)는 상부의 원통형 몸체(122)와 하부의 연결배관(124)으로 구성되며, 원통형 몸체(122)는 그 측면 외주연상에 전체적으로 미세구멍(22a)이 형 성되어 있고, 그 상면은 폐쇄되어 있다.

그리고, 연결배관(124)은 원통형 몸체(122)측에 상단을 통해 결합되며, 그 하단은 진공배관(미도시)측에 연통되도록 로드락챔버(30)의 하부 벽면에 삽입되어 위치되게 된다.

이러한 펌핑 디퓨저(120)는 원통형 몸체(122)의 측면 외주연상에 전체적으로 형성된 미세구멍(122a)을 통해서 유체를 유도하여 흡입하고, 그 상면은 폐쇄되어 있어 유체 흡입이 이루어지지 않으므로, 결국 로드락챔버(30)의 진공이 순간적으로 이루어지지 않도록 하여, 로드락챔버(30) 내에 순간적으로 와류가 발생되는 것을 방지하게 된다.

그러나, 이러한 펌핑 디퓨저(120)의 채용에 의해 와류현상은 방지되게 되나, 다른 한편으로 웨이퍼(W)에 대한 공정진행이 완료된 경우 상기 디퓨저(120)가 벤트 라인의 가스에 함유된 파티클 소스들이 로드락챔버(30)내로 유입되어 설비 다운 발생의 원인이 되고 있다. 따라서 이에 대한 대책이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 반도체 제조설비의 디퓨저를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 파티클 소스의 유입을 방지 또는 최소화할 수 있는 반도체 제조설비의 디퓨저를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 설비의 다운을 방지 또는 최소화할 수 있는 반도 체 제조설비의 디퓨저를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 생산수율을 증대 또는 극대화시킬 수 있는 반도체 제조설비의 디퓨저를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 양상(aspect)에 따라, 본 발명에 따른 가스 공급부 또는 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인과 연결되어 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저는, 필터가 내장된 내부와; 상기 필터를 감싸면서 그물망으로 둘러싸여진 외부를 구비한다.

상기 필터는 세라믹 재질을 가질 수 있으며, 상기 그물망은 금속 재질일 수 있다.

상기한 구성에 따르면, 파티클 소스의 로드락 챔버로의 유입을 방지 또는 최소화할 수 있으며, 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 디퓨저의 구조를 나타낸 것이다. 우선 상기 본 발명에 따른 디퓨저가 장착되는 반도체 제조설비는, 식각 공정 또는 증착 공정과 같은 소정의 반도체 제조공정이 진행되는 복수개의 공정 챔버와, 상기 복수개의 공정 챔버에 공통으로 연결되고, 도어의 개폐동작에 의해 각 상기 공정 챔버와 선택적으로 연통되는 트랜스퍼 챔버를 구비한다.

또한, 상기 트랜스퍼 챔버의 진공압을 조절하기 위해 진공/퍼지 라인에 의해 상기 트랜스퍼 챔버와 연결되는 진공 펌프 및 퍼지가스 공급부와, 상기 진공/퍼지 라인의 말단부에서 상기 트랜스퍼 챔버 내부로 돌출되어 상기 퍼지 가스 및 배기 가스의 분사압을 완화시키고, 상기 퍼지 가스 및 배기 가스에 함유된 이물질을 필터링하는 필터를 구비한 펌핑 또는 배기 디퓨저를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 트랜스퍼 챔버에 웨이퍼를 삽입하기 위한 로드락 챔버와, 상기 로드락 챔버의 인접하는 위치에서 상기 공정 챔버에서의 공정 수행 전에 웨이퍼를 정렬하는 정렬 챔버와, 상기 공정 챔버에서의 공정 수행 후의 웨이퍼를 냉각하는 냉각 챔버와, 상기 공정 챔버에서 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 에싱 또는 세정(cleaning)하는 세정 챔버와, 도시하지는 않았지만, 상기 트랜스퍼 챔버의 진공도를 측정하는 압력 센서와, 상기 압력 센서에서 출력되는 출력신호를 이용하여 상기 진공/퍼지 라인에 형성된 각종 밸브 및 도어를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 트랜스퍼 챔버는 내부에 위치되는 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 일 매씩 인출하여 요구되는 소정 위치로 이송시키도록 상기 제어부에 제어되는 적어도 하나 이상의 로봇암이 구비된다. 상기 로봇암은 일측이 트랜스퍼 챔버의 중심 부위의 고정되어 각 방향으로 회전 가능하게 설치되고, 타측이 웨이퍼를 일 매씩 선택적으로 지지하게 되는 접시 모양의 로봇척이 형성되어 있으며, 상기 트랜스퍼 챔버에 연통되는 각 챔버에 상기 웨이퍼를 로딩 또는 언로딩할 수 있도록 유동 적으로 설계되어 있다.

이때, 상기 트랜스퍼 챔버는 유사 시 외부의 대기압과 동일 또는 유사한 상압 상태를 유지하거나, 상기 웨이퍼의 로딩시 고진공 상태의 상기 공정 챔버에 웨이퍼를 로딩하기 위해 버퍼링 역할을 수행할 수 있도록 저진공 상태를 유지한다.

즉, 상기 로드락 챔버와 정렬 챔버 사이의 상기 트랜스퍼 챔버의 바닥에 형성된 펌핑 디퓨저와 진공 라인을 통해 연통하는 진공 펌프(예를 들어, 드라이(dry) 펌프)의 펌핑에 의해 저진공 상태를 유지할 수 있다. 이러한 디퓨저는 도 3에 도시된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 디퓨저(220)는 외부 진공배관에 연통되도록 로드락챔버내에 구비되는 것으로서, 상부의 원통형 몸체(222)와 하부의 연결부(224)로 구성된다.

상기 원통형 몸체(222)는 그 측면 외주연상에 전체적으로 미세구멍(222a)이 형성되어 있고, 그 상면은 폐쇄되어 있다. 또한 상기 원통형 몸체(222)의 내부에는 세라믹 필터가 내장된다. 상기 필터는 진공/퍼지 라인을 통하여 유입 또는 유출되는 가스에 함유된 파티클 등을 제거하게 된다.

연결배관(224)은 원통형 몸체(222)측에 상단을 통해 결합되며, 그 하단은 진공배관측에 연통되도록 로드락챔버의 하부 벽면에 결합되는 구조로 되어 있다.

이러한 펌핑 디퓨저(220)는 원통형 몸체(222)의 측면 외주연상에 전체적으로 형성된 미세구멍을 통해서 유체를 유도하여 흡입하므로, 로드락챔버내에 순간적으로 강한 와류가 발생되는 것을 방지하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 미세 입자보다 작은 크기의 미세 공극을 갖는 필터를 구비하여 진공/퍼지 라인을 통해 공급되는 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버 내부로 공급되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있다. 또한 파티클로 인한 설비의 다운을 방지 또는 최소화 할 수 있다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 필터가 내장된 디퓨저를 구비하여 상기 트랜스퍼 챔버에 연결된 진공/퍼지 라인으로 유/출입되는 파티클에 의한 웨이퍼 오염을 방지할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 퍼지 라인을 통해 공급되는 파티클로 오염된 퍼지 가스가 트랜스퍼 챔버 내부로 공급되지 못하도록 할 수 있기 때문에 생산 수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한 설비의 다운을 방지 또는 최소화할 수 있다.

Claims (3)

1. 가스 공급부 또는 펌프와 연통되는 진공/퍼지 라인과 연결되어 소정의 가스를 유출입시키는 디퓨저에 있어서:

   필터가 내장되며, 상기 필터를 감싸면서 그물망으로 둘러싸여진 몸체와;

   상기 몸체와 진공/퍼지 라인을 연결하기 위한 연결부를 구비함을 특징으로 하는 디퓨저.
2. 제1항에 있어서,

   상기 필터는 세라믹 재질을 가짐을 특징으로 하는 디퓨저.
3. 제2항에 있어서,

   상기 그물망은 금속 재질임을 특징으로 하는 디퓨저.

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